JP3418174B2 - 毛管路を備える分析試験要素 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（技術分野） 本発明は、不活性担体、検出要素、及び、毛管液体輸送
が可能な管路を備える液体中の被験体測定のための分析
試験要素であって、該毛管液体輸送が可能な管路が、一
端にサンプル供給口を、また、他端に通気口を有する要
素に関する。本発明はまた、液体中の被験体測定のため
の上記分析試験要素の使用、ならびに、該分析試験要素
を用いた液体サンプル中の被験体の測定方法に関する。

【０００２】（背景技術） いわゆる担体結合試験は、体液、特に、血液成分の定性
または定量分析測定に使用されることが多い。これらの
試験では、サンプルと接触させた固体担体の対応する層
に試薬を包埋する。標的被験体が存在する場合には、液
体サンプルと試薬との反応によって、検出可能な信号、
特に、変色が起こるが、この変色は、肉眼で、あるい
は、通常、反射測光による計器を用いて評価することが
できる。

【０００３】試験要素、すなわち、試験担体は、多くの
場合、主として、プラスチック材料製の細長い担体層
と、その上に試験領域として載せる検出層とから構成さ
れる試験ストリップの形態をしている。また一方で、正
方形または長方形のプレート状をした試験担体も知られ
ている。肉眼もしくは反射測光により評価される臨床診
断学用の試験要素は、サンプル供給領域と検出領域と
を、鉛直軸方向に互いに重ね合わせた構成をしているこ
とが多い。この構成方法には問題が多い。サンプルを充
填した試験ストリップを測定のための計器、例えば、反
射光度計に挿入しなければならないとき、感染性の可能
性があるサンプル材料が計器の一部と接触し、それを汚
染する恐れがある。さらに、特に、例えば、糖尿病患者
による血糖の自己管理において、訓練を受けていない人
が、試験ストリップを使用する場合に、計量が極めて困
難になり得る。さらに、従来の試験要素は、その構造に
よって、信頼性の高い測定値を得るため、比較的多量の
サンプルを必要とすることが多い。必要とするサンプル
量が多ければ多いほど、血液を検定する患者の痛みも増
すことになる。従って、一般に、サンプル材料が可能な
限り少量で済む試験ストリップを提供することが求めら
れる。

【０００４】欧州特許B-0,138,152号には、毛管状の間
隙を介して、サンプル液をサンプル室に吸収するのとほ
ぼ同時に測定を行うのに適した使い捨てキュベットが記
載されている。特異的検出反応の試薬を毛管空洞内部に
送り込むことができる。この空洞は、少なくとも部分的
に半透明膜が接着されている。試薬は、例えば、壁を被
覆したり、あるいは、空洞内の半透明膜に試薬を包埋す
ることによって、付与することができる。

【０００５】欧州特許A-0,287,883号には、検出層と、
計量用の不活性担体との間の毛管状間隙を利用した試験
要素が記載されている。この試験要素を、被検定サンプ
ルに浸漬して、毛管状間隙を充填するのだが、この場
合、多量のサンプルを必要とする。そのため、このタイ
プの計量は、主として、尿のように過剰に存在するサン
プル材料の検定に適している。ここでは、サンプル供給
部位と検出部位との空間的離隔はない。

【０００６】欧州特許B-0,034,049号は、サンプルを、
中央のサンプル供給部位、例えば、カバーの開口部にサ
ンプルを供給し、毛管力によって、サンプル供給部位か
ら空間的に離隔した数カ所の検出領域に上記サンプルを
輸送する試験要素に関する。しかし、該欧州特許B-0,03
4,049号に従う試験要素におけるサンプル供給部位の中
央位置も、前述した計器の衛生上の問題を解決していな
い。

【０００７】（発明の開示） 本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点を排除
することにある。特に、本発明は、自動的に計量するこ
とができ、検出領域とサンプル供給部位との空間的離隔
を可能にすると同時に、最小限のサンプル量を使用する
取扱いの簡単な試験要素を提供することを目指す。しか
も、サンプル供給から検出領域へのサンプルの輸送は、
サンプルの分析にかかる時間を制限しないように、極め
て迅速でなければならない。さらに、上記試験要素の単
純な構造によって、該試験要素の製造が、高いコストパ
フォーマンスで、かつ簡単に実施できなければならな
い。

【０００８】これは、特許請求項に特徴づけられる、本
発明の目的によって達成される。

【０００９】本発明の目的は、不活性担体と、検出要素
と、毛管液体輸送が可能な管路とを備える液体中の被験
体測定のための分析試験要素であって、該毛管液体輸送
が可能な管路は、その一端にサンプル供給口を、また、
他端に通気口を有し、上記毛管液体輸送が可能な管路
が、少なくとも部分的に、上記担体と検出要素とによっ
て形成されると共に、該毛管輸送の方向に、上記サンプ
ル供給口から、少なくとも上記通気口にほぼ隣接する検
出要素の縁まで延びており、上記サンプル供給口を形成
する試験要素の縁において、上記毛管液体輸送が可能な
管路を形成する面の一つに切欠きを設けることによっ
て、該サンプル供給口を成す試験要素の一方の縁が、少
なくとも部分的に途切れるようにすると同時に、該切欠
きとは反対側の面が露出するようにすることを特徴とす
る分析試験要素である。

【００１０】毛管液体輸送が可能な管路が、毛管輸送方
向に検出要素の端から端まで延びているため、サンプル
による検出要素の不均質な湿潤を確実に防止することが
できる。特に、検出要素と接触しているサンプル液層の
厚さは、毛管活性管路を覆う検出要素の全領域にわたる
毛管活性管路の高さによって、繰返し予備測定すること
ができる。これによって、空間的にほぼ均質に分布した
検出反応が可能になる。従って、測定の精度及び再現精
度が高まる。

【００１１】管路がほぼ長方形の横断面をした好ましい
形態において、一つの寸法、例えば、管路の高さが、毛
管活性の物理的範囲によって予備設定されるため、毛管
路の容量を、二つの他の寸法、例えば、長さと幅の適切
な選択によって調節することができる。毛管の高さは、
例えば、水性液体については、約10から500μm、好まし
くは、20〜300μm、特に好ましくは、50〜200μmであ
る。これ以外だと、毛管活性が認められない。また、所
望の容量に応じて、幅は、数mm、好ましくは、１〜10m
m、非常に好ましくは、１〜３mmで、長さは、数cm、好
ましくは0.5〜５cm、特に好ましくは、１〜３cmでよ
い。

【００１２】上記サンプル供給口を成す試験要素の縁
で、毛管路を形成する面に設けた切欠きによって、サン
プル液が毛管路に確実に入るようになる。これは、サン
プル滴が上記面の一つと直接接触できるために、達成す
ることができる。該面の延長部分が、試験要素の縁で、
毛管の内側面を形成する。また、この縁は、サンプル供
給口にほぼ隣接する切欠きによって途切れている。該切
欠きの形状及び寸法を適切に選択すれば、計量の厳密な
位置とは無関係に、極めて高い確率で、液滴を毛管活性
領域と接触させると共に、容易に毛管内部に吸込ませる
ことができる。例えば、露出面の寸法は、そこに供給さ
れる液滴の少なくとも一つの部位が、毛管活性領域と接
触するように選択する必要がある。例えば、切欠きの一
寸法、例えば、その幅は、液滴の直径が、切欠きの選択
した寸法より若干大きくなるように選択すべきである。
３μlの液滴には、１mmの切欠き幅が適していることが
証明されている。毛管路内へのサンプル滴の吸込みは、
親水化し、かつ、少なくとも毛管輸送路の方向で、毛管
活性領域と直接隣接する切欠きによって露出した領域に
より、特に好ましく達成される。

【００１３】このことから、親水面は、水を引きつける
表面となる。血液のような水性サンプルは、このような
表面上に良好に広がる。このような表面は、中でも、そ
の上に載った水滴が、界面で、鋭角の縁または接触角を
成すことを特徴とする。これに対し、水滴と、疎水性、
すなわち、撥水性表面との界面では、鈍角の縁角が形成
される。

【００１４】試験液と、被検定表面との表面張力の結果
形成される縁角は、表面の親水性の測度となる。例え
ば、水は、72mN／mの表面張力を有する。被検定表面の
表面張力の値が、この値よりはるかに下回る、すなわ
ち、20mN／m以上のとき、湿潤は低く、得られる縁角は
鈍角である。このような表面は、疎水性であるという。
表面張力が、水の表面張力に近ければ、湿潤は良好で、
縁角も鋭角である。対照的に、表面張力が、水と同じ、
もしくはそれより大きい場合には、液滴は流れ、液体が
完全に広がってしまう。このとき、縁角を測定すること
は不可能である。水滴と鋭角の縁角を成す表面、あるい
は、水滴の完全な広りが認められる表面は、親水性であ
るという。

【００１５】液体を吸込む毛管の能力は、液体による管
路表面の湿潤性によって異なる。これは、水性サンプル
については、表面張力がほぼ72mN／mに達する、もしく
はそれ以上の材料で毛管を製造する必要があることを意
味する。

【００１６】水性サンプルを急速に吸い込む毛管の構造
のための十分親水性の材料は、例えば、ガラス、金属ま
たはセラミックである。しかし、これらの材料は、試験
担体に使用するには適していない。というのは、ガラス
またはセラミックの場合には、破壊、あるいは、多くの
金属の場合には、時間経過による表面特性の変化が起こ
る恐れがある等、深刻な問題点があるためである。従っ
て、通常、プラスチック箔もしくは成型部品が、試験要
素の製造に使用されている。原則として、使用されるプ
ラスチック材料では、表面張力は45mN／mを超えない。
比較の意味で、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）や
ポリアミド（ＰＡ）等、極めて親水性のプラスチックを
用いても、できたとしても、吸込み速度の遅い毛管しか
実現できない。例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプ
ロピレン（ＰＰ）もしくはポリエチレン（ＰＥ）等の疎
水性プラスチック製の毛管は、水性サンプルをほとんど
吸込まない。従って、毛管活性管路を備えた試験要素用
の構成材料として使用するプラスチックには、親水性を
付与する、すなわち、親水化する必要がある。

【００１７】本発明に従う分析試験要素の好ましい態様
では、毛管液体輸送が可能な管路の内面を形成する、少
なくとも一つの面、しかし好ましくは二つの面、特に好
ましくは対向する二つの面、を親水化する。少なくと
も、切欠きと反対側の露出面を親水化すれば、非常に好
ましい。一つ以上の表面を親水化する場合には、これら
表面は、同じ、あるいは、異なる方法を用いて、親水性
にすることができる。毛管活性管路、特に担体を形成す
る材料自体が疎水性である場合、あるいは、無極性プラ
スチックから成るために、極めてわずかにしか親水性で
ない場合には、特に親水化が必要である。例えば、ポリ
スチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、テレフタル
酸ポリエチレン（ＰＥＴ）、あるいは、ポリ塩化ビニル
（ＰＶＣ）等の無極性プラスチックは、被検定液体を吸
収せず、従って、サンプル量を検出層が効果的に使用す
ることができるため、担体材料として有利である。毛管
路表面の親水化によって、極性、好ましくは、水性のサ
ンプル液が、毛管路に入りやすくなり、検出要素、ある
いは、検出が行われる検出要素の部位まで容易に輸送す
ることができる。

【００１８】理想的には、毛管路表面の親水化は、その
製造に親水性材料を用いることにより達成される。ただ
し、この親水性材料自体は、サンプル液を吸込むことは
できない、あるいは、できたとしても、無視できる程度
である。これが可能でない場合には、疎水性、もしく
は、ごくわずかに親水性の表面を、サンプル材料に対し
て不活性の安定した親水層で、適切に被覆することによ
り親水化することができる。例えば、湿潤剤を含有する
層を塗布することによって、プラスチック表面に光反応
性親水ポリマーを共有結合させたり、あるいは、ゾル−
ゲル法を用いて、ナノ複合材料で表面を被覆する等があ
る。さらに、熱、物理的、または化学的表面処理によっ
て高い親水性を達成することも可能である。

【００１９】親水化は、薄い酸化アルミニウム層を使用
して達成するのが、極めて好ましい。これらの層は、例
えば、金属アルミニウムで加工物を真空蒸着することに
より、試験要素の所望の構成部材に直接塗布する。ある
いは、試験担体の作製に金属箔または金属被覆プラスチ
ックを用いるが、これらも、所望の親水性を得るため
に、酸化しなければならない。この場合、金属層の厚さ
は、１〜500nmが適している。次に、金属層を酸化し
て、酸化形態を形成する。この場合、上記すべての酸化
を水蒸気の存在下で、あるいは水中での沸騰により、実
施するのが、特に適した方法であると証明されている。
これ以外にも、適した方法として、電気化学的方法、陽
極酸化方法がある。このように形成された酸化物層の厚
さは、使用する方法に応じて、0.1〜500nm、好ましく
は、10〜100nmである。原則的に、金属層の厚さ、なら
びに酸化物層の厚さが厚いほど、実際に実現可能である
が、それ以外の有利な効果は示さない。

【００２０】好ましい態様では、本発明に従う分析試験
要素の検出要素は、サンプル中の標的被験体の検出反応
に必要なすべての試薬、ならびに、任意で助剤を含む。
また、検出要素は、試薬または助剤の一部を含有するだ
けでもよい。このような試薬及び助剤は、分析試験要素
もしくは診断試験担体技術の当業者には周知のものであ
る。酵素によって検出される被験体については、検出要
素は、例えば、酵素、酵素基質、バッファー塩、不活性
充填剤等を含有する。検出要素は、一つまたは複数の層
から成り、好ましくは、サンプルと接触しない検出要素
側に、任意に不活性担体を含んでいてもよい。検出反応
によって、観測可能な変色（本文においては、色の変
化、発色、あるいは色の消失のいずれかとして理解され
る）が起こる特に好ましい態様では、適切な手段によっ
て、担体が、確実に、検出反応の肉眼による観測または
光学的観測を可能にするようにしなければならない。こ
のために、検出要素の担体材料は、それ自体が透明で、
例えば、ポリカーボネート箔等の透明なプラスチック箔
でもよいし、あるいは、検出部位に透明なくぼみを設け
てもよい。変色を起こす検出反応以外にも、その他の検
出原理が当業者には公知であり、電気化学センサ等、既
述の試験要素で実現することができる。

【００２１】検出要素は、被検定液体を、そこに含まれ
る成分と共に吸収することができる材料を用いる必要が
ある。これらは、いわゆる吸収材料と呼ばれ、例えば、
フリース、織物、メリヤス生地、または多孔質プラスチ
ック材料等を層材料として使用することができる。適切
な材料は、測定すべき被験体の検出に必要な試薬を輸送
することができるものでなければならない。

【００２２】検出要素に好ましい材料は、紙、もしく
は、膜等の多孔質プラスチック材料である。多孔質膜材
料としては、ポリアミド、ポリ二弗化ビニリデン、ポリ
エーテルスルホンまたはポリスルホン膜が特に好まし
い。検出すべき被験体の測定のための試薬は、通常、含
浸により前記材料に融合させる。

【００２３】欧州特許B-0,016,387号に記載されている
いわゆるオープンフィルム（open film）が、検出要素
には特に好適である。このためには、フィルム形成有機
プラスチックの水性分散液に、不溶性の有機または無機
微粒子として、固体を添加した後、検出反応に必要な試
薬をさらに添加する。適したフィルム形成材料として
は、ポリビニルエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリ
ルエステル、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド、
ポリアミド、ポリスチレン、ブタジエンとスチレン、ま
たはマレイン酸エステルと酢酸ビニルとの混合ポリマー
等の有機プラスチック、あるいは、フィルムを形成する
その他の天然及び合成有機ポリマー、ならびに、水性分
散液の形態でのこれらの混合物が好ましい。この分散液
を支持体に塗布して、均質な層を形成し、乾燥した後、
耐水性フィルムを得ることができる。乾燥したフィルム
の厚さは、10〜500μm、好ましくは、30〜200μmであ
る。このフィルムは、担体として、支持体と一緒に使用
してもよいし、検出反応のための別の担体に被覆しても
よい。検出反応に必要な試薬は、通常、開放フィルムを
生成するのに用いる分散液に添加するが、その製造後、
形成したフィルムに試薬を含浸させてもよい。また、充
填材料に試薬を予備含浸させることも可能である。当業
者には、特定の被験体を測定するのに使用することがで
きる試薬は公知である。従って、これについての詳細な
説明は省く。

【００２４】さらに、検出要素には、検出反応から、妨
害サンプル成分を排除することができる成分、従って、
例えば、血液細胞等の微粒子状のサンプル成分のフィル
タとして働く成分を付与することもできる。例えば、血
液サンプルを分析する場合には、赤色の血球（赤血球）
に存在する赤色の血液色素ヘモグロビンが、肉眼によ
る、あるいは、光学的検出方法を妨害する恐れがある。
実際の検出反応の前に、サンプル、例えば、全血液か
ら、これらの妨害成分を分離すれば有利である。これ
は、サンプルを試験要素に供給する前に、全血液を遠心
分離にかけ、次に血清または血漿を分離するなどして、
サンプルを調製することにより、達成される。試験要素
自体が、適切な構成によって、上記の分離工程を実施す
れば、さらに好都合であり、また、素人にとっても簡単
になる。当業者には、信頼度の高い赤血球排除を確実に
行う試験ストリップ方法による手段は公知である。例と
して、例えば、欧州特許B-0,045,476号に開示されるよ
うに、半透明膜やガラス繊維フリースを使用して、赤血
球を分離する方法が挙げられる。

【００２５】本発明に従う試験要素は、透明箔上の二つ
のフィルム層から成る検出要素を使用するのが特に好ま
しいことが証明されている。透明箔上に位置する第１層
の光の散乱は、その上に重なる第２層に比べてかなり弱
くすることが重要である。このような検出要素は、例え
ば、ドイツ国特許出願P,196,29,656.0号に公開されてい
る。

【００２６】第１層が、例えば、メチル−ビニル−エー
テル−マレイン酸コポリマーのような膨潤剤、ならびに
任意で弱い光散乱充填剤を含有するのに対し、第２層
は、膨潤剤と、いかなる場合にも、少なくとも一つの強
い光散乱顔料とを必要とし、これ以外に、非孔質の充填
材料や、赤血球が透過しない程度の少量の多孔質珪藻土
等の多孔質充填材料を含有していてもよい。

【００２７】主に、弱い光散乱充填材料と強い光散乱充
填顔料が、フィルム層の光学的性質を決定するため、第
１及び第２フィルム層は、異なる充填材料と顔料を含有
する。第１フィルム層は、充填材料、もしくは、水の屈
折率に近い屈折率を持つ充填材料（例えば、二酸化珪
素、珪酸塩及び珪酸アルミニウム）を一切含有してはな
らない。特に好ましい充填材粒子の平均粉末度は、約0.
06μmである。第２層は、光を非常に強く散乱するのが
有利である。理想的には、第２フィルム層の顔料の屈折
率は、少なくとも2.5である。従って、好ましくは、二
酸化チタンを用いる。平均粒径が約0.2〜0.8μmの粒子
が、特に有利であることが証明されている。

【００２８】さらに、毛管輸送が可能な管路は、不活性
担体及び検出要素の他に、さらにカバーによって形成さ
れるのが好ましいことが明らかになった。このカバー
は、好ましくは、検出要素と隣接し、従って、担体とは
反対の管路側に位置する。材料や被覆等、カバーの特性
は、担体のものと類似、もしくは同一でよい。カバーの
一区間は、好ましくは、サンプルの供給用開口部に面し
た毛管輸送路側で、検出要素の代わりをする。これは、
通常、酵素等の高価な試薬を含有しており、しかも、非
常に複雑な構造をしていることが多く、カバーに適した
材料よりもその製造費が何倍も高くかかるため、上記の
手段は、材料ならびに製造費を大幅に削減するものであ
る。これは、特に、長い輸送路に取り付けるが、長い輸
送路とは、５mm以上の輸送路を意味する。さらに、上記
手段は、試験要素中のサンプル供給口から試験要素の検
出要素における検出部位へのサンプルの輸送を加速する
ことができる。上記検出要素では、例えば、計器中の光
学的検出の場合、あるいは、例えば、計器の衛生上の理
由で、サンプル供給領域と検出領域との離隔を図る場合
に、検出反応が、検出要素の厳密に限定された区域で検
出される。従って、サンプル供給領域から検出領域への
毛管路内のサンプルの輸送が非常に迅速であるため、サ
ンプルの分析時間が制限されない。しかも、上記のよう
な構成は、ユーザにとっても、これまで以上に操作が便
利である。

【００２９】カバーと検出要素は、最終的試験要素にお
いて、両者が互いに隣接するように配置し、例えば、毛
管断面の好ましくない変化のために、両者の接触部位
で、毛管内の液体輸送が中断されないような構成にしな
ければならない。尚、このような中断には、毛管の連続
的な境界面の中断も含まれる。検出要素及びカバーの寸
法は、この目的のために相互に適合するものでなければ
ならない。これら二つの構成要素を適切に近接させて構
成することができない場合には、後に行う封入によって
毛管接触を達成することができる。

【００３０】驚くべきことには、本発明に従う特に好ま
しい態様の試験担体について、カバーの全長にわたって
延びる毛管液体輸送が可能な管路に面したカバー面に、
軟質不活性箔を取り付け、この箔が、毛管路の全幅を覆
い、カバー及び検出要素の対向する面の間に、少なくと
も部分的に封入されることによって、検出要素とカバー
間の接触部位で、液体の毛管輸送が中断しないようにで
きることがわかった。上記箔の材料及び任意で親水化し
たそのコーティングは、担体及びカバーについて記載し
たものとほぼ一致する。この非常に好ましい態様では、
検出要素とカバーを出来る限り接近させて配置する。

【００３１】本発明に従う好ましい態様の試験要素は、
さらに、毛管路の一面に位置する担体と、検出要素との
間に、中間層を、また、任意で、前述の構成要素と同
様、毛管活性管路の形成に関わる反対側に、カバーを備
える。毛管輸送方向の中間層の長さは、特に好ましく
は、少なくとも管路の長さに一致する。中間層は、それ
が、毛管活性輸送が可能な管路の幅、また、任意で、そ
の高さを決定するように設計すれば、有利である。中間
層は、好ましくは、くぼみ、例えば、押抜きした孔を備
えるが、その寸法は、毛管活性管路の幅及び高さ寸法と
一致する。また、このくぼみの長さは、特に好ましく
は、毛管活性管路の長さより若干大きくすることによっ
て、通気口が設けられる。原則的には、上記中間層は、
同じ材料から製造し、また、任意で、担体及び／または
カバーを構成する同じコーティングを施すことができ
る。しかし、両面接着テープまたはストリップで中間層
を作製するのが特に好ましいことが証明されている。こ
うすることによって、中間層は、担体と検出要素を、さ
らには、任意でカバーを互いに接合する役割も果たすこ
とができる。この接合は、例えば、溶接、例えば、ポリ
エチレンを用いたヒートシール、常温硬化接着剤または
ホットメルト接着剤を用いた接着、あるいはクリップ
等、その他の方法でも達成することができる。

【００３２】本発明に従う試験要素は、既に述べた利点
以外にも、利点がある。サンプル供給部位と、サンプル
の計量と同時の信号検出部位とを空間的に離隔すること
により、サンプル材料を衛生的に扱うことができる。特
に、例えば、反射光度計を用いた光学的検出の場合に
は、計器の汚染が大幅に防止される。サンプルは、例え
ば、計器から突出した試験要素に供給することができ、
これによって、被験体を測定するのに必要なサンプル量
が、毛管路に吸い込まれ、追加手段を必要とせず、自動
的に、計器内部に位置する試験要素の検出領域に輸送さ
れる。

【００３３】さらに、本発明に従う試験要素は、特に好
ましい態様では、従来の試験要素と比較して、大幅に少
量のサンプル材料しか必要としない。従来の試験要素
が、多くの場合、12μl以上のサンプル液を必要とする
のに対して、本発明の試験要素に必要な最少サンプル量
は、10μlをかなり下回るまで低減し、好ましくは５μl
以下、特に好ましくは、３〜４μlのサンプル量であ
る。これは、測定部位に対するサンプル流量の厳密な最
適化と、検出領域下のサンプル層の厚さの限定によっ
て、達成される。特に、サンプルが血液の場合、上記に
よって、被験者のサンプル採取が単純化され、とりわ
け、採取に伴う痛みが軽減される。

【００３４】さらに、本発明の内容は、液体中の被験体
の測定を目的とする、本発明に従う分析試験要素の使用
である。

【００３５】さらにまた、本発明は、本発明の分析試験
要素を用いた、液体サンプル、特に、血液、血漿、血
清、尿、唾液、汗等の体液中の被験体の測定方法に関す
る。このプロセスでは、まず、液体サンプルを、切欠き
によって途切れるサンプル供給口の縁に位置する試験要
素と接触させる。毛管力によって、サンプル液を、毛管
液体輸送が可能な管路中に輸送する。このプロセスで
は、サンプルが管路に面した検出要素の表面を湿潤し、
検出要素中に浸透する。任意で、被験体の特異的検出反
応が、サンプルと、検出要素に含まれる試薬とによって
発生するが、これは、肉眼で、もしくは、任意で、好ま
しくは、反射測光による装置を用いて光学的に観測する
ことができ、このようにして、測定すべき被験体の存
在、及び任意でその量、に関する結論を引き出すことが
できる。

【００３６】図１〜６と、以下の実施例を参照しなが
ら、本発明をさらに詳細に説明する。

【００３７】（発明を実施するための最良の形態） 本発明に従う試験要素の特に好ましい態様の様々な図
（図１Ａから１Ｆ）を図１に概略的に示す。これらの図
は、本発明に従う試験要素を３次元的に示すことを目的
とする。試験要素は、担体（１）から成り、この担体
は、検出要素（２）により覆われる区域が、該試験要素
と共に毛管路（３）を形成するような形状をしている。
例えば、担体に、打抜きや研削によってくぼみを設ける
ことができる。図示した態様では、担体（１）の、試験
要素のサンプル供給口（４）側に切欠き（５）が設けら
れている。この切欠きによって、サンプルが供給された
とき、液滴を毛管活性領域（３）と直接接触させること
ができる。通気口（６）が、サンプル供給口（４）とは
反対の毛管路（３）側に位置するが、これは、毛管路が
サンプル液で充填されるとき、空気を逃がすためのもの
である。

【００３８】毛管領域（３）は、サンプル供給口（４）
から、検出要素（２）の反対側末端まで延びているた
め、検出要素（２）全体にわたるサンプルの均質な分布
が確実に行われる。サンプル供給口（４）と、通気口
（６）とによって、毛管輸送方向の毛管活性領域（３）
が画定される。

【００３９】図示した試験要素を用いる場合には、該試
験要素のサンプル供給口（４）を、例えば、指先の血液
滴と接触させる。このプロセスで、血液滴は、任意に親
水化した露出面と、また同時に、担体（１）の切欠き
（５）を介して、毛管路（３）と接触することになる。
毛管路は、それ自体をサンプルで充填し、サンプル供給
口（４）から通気口（６）までサンプルが充填される。
その後、試験担体を患者の指から外し、これによって、
検出要素（２）が、毛管路（３）に存在するサンプルだ
けを対象にすることを確実にする。

【００４０】図１に示した試験要素に代わって、別の特
に好ましい態様を図２に示す。図２Ａ〜２Ｆの部分図
は、本発明の試験要素を３次元的に示すためのものであ
る。図示した試験要素は、毛管液体輸送が可能な管路
（３）を含み、この管路は、不活性担体（１）、検出要
素（２）、ならびにカバー（７）から形成される。カバ
ー（７）と検出要素（２）は、端と端を突き合わせて配
置し、毛管路（３）が、サンプル供給口（４）から通気
口（６）まで中断せずに延びるようにする。図示した試
験要素はまた、切欠き（５）を含み、これによって、毛
管路へのサンプル液の浸透を促進する。

【００４１】図３は、様々な図（図３Ａ〜３Ｆ）をもと
に、間隙被覆箔（８）の使用が、いかにして、検出要素
（２）とカバー（７）との接触部位での、毛管活性領域
（３）の破断を防止するかを概略的に示すものである。
間隙被覆箔（８）は、毛管路（３）に対向する面に、親
水性表面を備えていてもよく、これによって、サンプル
供給口（４）から通気口（６）への液滴の毛管輸送が促
進される。担体（１）の切欠き（５）領域をこのように
親水化すれば、サンプル材料の毛管路への浸透を加速す
るので、特に有利である。

【００４２】図１から図３に示した本発明に従う試験担
体の特に好ましい態様とは対照的に、図４に示す試験要
素における毛管路の形状（これも本発明に従う特に好ま
しい態様である）は、担体（１）の形状ではなく、主
に、中間層（９）によって決定される。図４Ａから図４
Ｄも、試験担体の構成を３次元的に示すためのものであ
る。中間層（９）は、両面接着テープから成り、毛管路
形状を決定するだけではなく、毛管活性領域（３）を形
成するのに関わる他の構成要素、すなわち、担体
（１）、カバー（７）、及び検出要素（２）を接合する
役割も果たす。図示した試験要素のカバー（７）と検出
要素（２）は、ここでも、端と端を突き合わせて配置
し、毛管路（３）が、中断することなく、サンプル供給
口（４）での切欠き（５）から通気口（６）まで延びる
ようにする。

【００４３】図５Ａから図５Ｆまでの様々な図に示した
試験要素は、本発明の極めて好ましい態様である。この
要素は、図１から図４に示した試験要素の全構成要素、
従って、その他の利点をすべて兼ね備える。

【００４４】中間層（９）が、両面接着テープとして、
担体（１）に取り付けられている。毛管路（３）の領域
で、中間層（９）はくぼみを有し、このくぼみが、管路
（３）の長さと幅を決定する。管路の高さは、中間層
（９）の厚さによって決定される。担体（１）とは反対
側の毛管路（３）の面には、カバー（７）が、検出要素
（２）と隣接して位置する。毛管の連続性を確実にする
ため、間隙被覆箔（８）を備える。この箔を親水化し
て、サンプル供給口（４）から、毛管路の反対側末端で
ある通気口（６）までのサンプルの輸送を迅速に行うこ
とができる。親水化による別の利点は、サンプルの液滴
を、切欠き（５）領域の親水性表面に直接供給できるこ
とである。ここで、切欠き（５）は、毛管活性領域
（３）によって、いくつかの境界面を取り囲まれてい
る。これによって、試験要素への液滴の迅速な浸透が達
成される。

【００４５】図５Ｇは、上記接着テープの露出領域を被
覆するために、どのようにして、中間層（９）を保護箔
（10）で被覆するのかを示すものである。ただし、この
場合、通気口（６）を被覆してはならない。

【００４６】最後に、本発明に従う試験要素の特に好ま
しい態様のサンプル供給領域の細部を拡大した斜視図を
図６に示す。担体（１）に設けた切欠き（５）は、サン
プル供給口（４）から毛管活性領域（３）へのサンプル
液の浸透を促進する。また、上記毛管活性領域（３）
は、この場合、担体（１）、中間層（９）及びカバー
（７）によって形成される。図示した形状の以外にも、
切欠きは、本発明に従う目的を果たすのであれば、別の
どんな形状をしていてもよい。

【００４７】実施例１ 本発明に従う分析試験要素の作製 厚さ100μmの両面接着テープを、厚さ350μmのテレフタ
ル酸ポリエチレン（Melinex(登録商標)、ICI；ドイツ国
マイン河畔フランクフルト）箔に接着する。尚、上記箔
は、水蒸気で完全に酸化した厚さ30nmのアルミニウム層
が被覆してあり、長さ25mm、幅５mmである。中央に設け
た切欠き状のくぼみは、幅１mm、長さ２mmで、短い両辺
の一方に位置する。接着テープには、幅２mm、長さ15mm
以上の孔が押抜いてあり、この孔が、毛管路の寸法を決
定する。この押抜き孔の長さは、カバーによって決定さ
れる毛管活性管路の所望長さより若干大きくなるよう選
択して、サンプル液の充填中に管路の通気を確保する。
長さ３mm、幅５mmの検出フィルムを、通気を行う接着テ
ープ側に、押抜き孔の端から１mm離して接着する。ドイ
ツ国特許出願P 196,29,656.0号に公開されているのと同
様に、フィルムを検出フィルムとして使用する。検出フ
ィルムは、グルコースの検出専用とする。長さ12mm、幅
５mmのカバー層を、切欠き状くぼみと、検出フィルムと
の間でまだあいている接着テープに接着し、カバー層と
検出フィルムが互いに隣接するようにする。カバー層
は、厚さ150μmのテレフタル酸ポリエチレン箔から成
り、接着剤のある片面に付着させ、その上に、毛管路に
対向する面に、厚さ30nmの酸化アルミニウム層を被覆し
た厚さ６μmのテレフタル酸ポリエチレン箔（両者共、H
ostaphan(登録商標)、Hoechst；ドイツ国マイン河畔フ
ランクフルト）を接着する。この場合、検出フィルムに
面する側で、薄い方の箔が、厚い方の箔を越えて、約50
0μm延びる。カバー層を接着テープに取り付ける際、薄
い方の箔の突出した末端が、検出要素と、カバー層の厚
い方の箔との間に挟まれる位置に来るように注意を払わ
なければならない。まだ露出している接着箔の領域を被
覆するため、これらを厚さ175μmのMelinex(登録商標)
箔で被覆するが、機能領域は被覆しないものとする。

【００４８】このようにして得られる試験要素は、長さ
15mm、幅２mm、高さ0.1mmの毛管路を有する。この管路
は、３μlのサンプル液を吸収することができる。検出
フィルムの面積３mmｘ２mmがサンプルにより湿潤する。

【００４９】実施例２ 実施例１の試験要素を用いた血液グルコース濃度測定 サンプルの液滴を実施例１の試験要素のサンプル供給部
位に載せる。該試験要素の毛管は、２秒以内で、サンプ
ルを自動的に充填する。グルコースが、サンプルに存在
する場合には、数秒後、検出フィルムに発色を認めるこ
とができる。反応の終了点は、約30〜35秒後である。認
められる色は、サンプルのグルコース濃度と相関させる
ことができ、肉眼、もしくは、反射測光のいずれかによ
って評価することができる。 ［図面の簡単な説明］

【図１】本発明に従う試験要素の特に好ましい態様を示
す図。図１Ａは本発明の試験要素の概略平面図。図１Ｂ
から図１Ｆは、それぞれ、Ａ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ
−Ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線、及びＥ−Ｅ’線による断面図。

【図２】本発明に従う試験要素の別の特に好ましい態様
を示す図。図２Ａは本発明の試験要素の概略平面図。図
２Ｂから図２Ｆは、それぞれ、Ａ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’
線、Ｃ−Ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線、及びＥ−Ｅ’線による断
面図。

【図３】本発明に従う試験要素のさらに別の特に好まし
い態様を示す図。図３Ａは本発明の試験要素の平面図。
図３Ｂから図３Ｆは、それぞれ、Ａ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’
線、Ｃ−Ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線、及びＥ−Ｅ’線による断
面図。

【図４】本発明に従う試験要素のさらに別の特に好まし
い態様を示す図。図４Ａは本発明の試験要素の概略平面
図。図４Ｂから図４Ｄは、それぞれ、Ｃ−Ｃ’線、Ｄ−
Ｄ’線、及びＥ−Ｅ’線による断面図。

【図５】本発明に従う試験要素の特に好ましい態様を示
す図。図５Ａは本発明の試験要素の概略平面図。図５Ｂ
から図５Ｇは、それぞれ、Ａ−Ａ’（５Ｂ）線、Ｂ−
Ｂ’（５Ｃ）線、Ｃ−Ｃ’（５Ｄ及び５Ｇ）線、Ｄ−
Ｄ’（５Ｅ）線、及びＥ−Ｅ’（５Ｆ）線による断面
図。

【図６】本発明に従う試験担体のサンプル供給領域の細
部を拡大した斜視図。

【符号の説明】

１：担体 ２：検出要素 ３：毛管路 ４：サンプル供給口 ５：サンプル供給のための切欠き ６：通気口 ７：カバー ８：間隙被覆箔 ９：中間層 10：支持箔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 モンヒ，ロナルド ドイツ連邦共和国 ディー−68159 マ ンハイム，２，ディー６ (72)発明者 ライクナー，ウィルヘルム ドイツ連邦共和国 ディー−68307 マ ンハイム，ツベルシュガッセ ７ (56)参考文献 特開 昭55−74462（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−163999（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−61（ＪＰ，Ｂ２) 特表 平９−509740（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−508097（ＪＰ，Ａ) 特許2525958（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 1/00 - 1/44 B01L 3/00 - 3/18 G01N 33/48 - 33/98 G01N 35/00 - 35/10 G01N 37/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不活性担体と、検出要素と、毛管液体輸
   送が可能な管路とを備える、液体中の被験体測定のため
   の分析試験要素であって、該毛管液体輸送が可能な管路
   は、その一端にサンプル供給口を、また、他端に通気口
   を有し、上記毛管液体輸送が可能な管路が、少なくとも
   部分的に、上記担体と検出要素とによって形成されると
   共に、該毛管輸送の方向に、上記サンプル供給口から、
   少なくとも上記通気口にほぼ隣接する検出要素の縁まで
   延びており、上記サンプル供給口を成す試験要素の縁に
   おいて、上記毛管液体輸送が可能な管路を形成する面の
   一つに溝状の切欠きを設けることによって、該サンプル
   供給口を成す試験要素の一方の縁が、少なくとも部分的
   に途切れるようにすると同時に、該切欠きとは反対側の
   面を露出させることを特徴とする分析試験要素。
2. 【請求項２】 上記毛管液体輸送が可能な管路の内側面
   を形成する面の少なくとも一つを親水性化することを特
   徴とする請求項１に記載の分析試験要素。
3. 【請求項３】 上記切欠きとは反対側の露出面を親水性
   化することを特徴とする請求項２に記載の分析試験要
   素。
4. 【請求項４】 上記親水性化が、親水性材料の使用、も
   しくは、親水性の低い材料を親水性層で被覆することに
   よって達成されることを特徴とする請求項２または３の
   いずれか一項に記載の分析試験要素。
5. 【請求項５】 上記親水性化のために、酸化アルミニウ
   ム層を使用することを特徴とする請求項４に記載の分析
   試験要素。
6. 【請求項６】 上記検出要素が、サンプル中の標的被験
   体の検出反応に必要なすべての試薬、ならびに、任意
   で、助剤を含有することを特徴とする請求項１から５の
   いずれか一項に記載の分析試験要素。
7. 【請求項７】 上記検出要素が、特定のサンプル成分の
   フィルタとして働くことを特徴とする請求項１から６の
   いずれか一項に記載の分析試験要素。
8. 【請求項８】 上記毛管液体輸送が可能な管路が、少な
   くとも部分的に、上記担体、不活性カバー、及び上記検
   出要素から形成され、該カバー及び検出要素は、担体と
   は反対側の管路の面に位置すると同時に、該カバーがサ
   ンプル供給口に面する側に位置するように、該カバーと
   検出要素とが互いに隣接して配置することを特徴とする
   請求項１から７のいずれか一項に記載の分析試験要素。
9. 【請求項９】 上記毛管液体輸送が、上記検出要素とカ
   バーの接触部位で中断しないように、上記検出要素とカ
   バーが互いに隣接することを特徴とする請求項８に記載
   の分析試験要素。
10. 【請求項１０】 上記カバーの全長にわたり延びる上記
    毛管液体輸送が可能な管路に面する側のカバー面に軟質
    の不活性箔を取り付け、この箔が、上記毛管路の全幅を
    覆い、上記カバー及び検出要素の対向する面の間で、該
    箔を少なくとも部分的に封入することによって、上記毛
    管液体輸送が、上記検出要素とカバーとの接触部位で、
    破断しないようにすることを特徴とする請求項９に記載
    の分析試験要素。
11. 【請求項１１】 上記担体と検出要素、ならびに、任意
    で、上記毛管液体輸送が可能な管路の形成に関わる上記
    カバーとの間に、中間層が存在することを特徴とする請
    求項１から10のいずれか一項に記載の分析試験要素。
12. 【請求項１２】 上記中間層が、さらに、上記担体と検
    出要素、ならびに、任意で、上記カバーとを接合する役
    割を果たすことを特徴とする請求項11に記載の分析試験
    要素。
13. 【請求項１３】 液体中の被験体の測定を目的とする、
    請求項１から12のいずれか一項に記載の分析試験要素の
    使用。
14. 【請求項１４】 請求項１から12のいずれか一項に記載
    の分析試験要素を用いた、液体サンプル中の被験体の測
    定方法であって、 上記切欠きによって途切れるサンプル供給口の縁で、上
    記液体サンプルを試験要素と接触させ、該サンプルを、
    毛管力により、毛管液体輸送が可能な管路中に輸送し、
    この過程で、上記サンプルが、上記管路に面する検出要
    素表面を湿潤してこれに浸透し、任意で、上記検出要素
    に含まれる試薬によって、被験体に特異的な検出反応が
    起こり、この反応が、肉眼で、もしくは、好ましくは反
    射測光による装置で光学的に観測可能であり、これによ
    って、測定すべき被験体の存在、ならびに任意でその
    量、に関する結論を引き出すことができることを特徴と
    する方法。