JP5237972B2 - 体液成分の分析器具 - Google Patents
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Description
本発明は生体の体液成分を測定する分析器具に関する。
体液成分の分析器具として、微量の体液試料を試薬を保持する試験片に滴下し、試料が試薬と反応した後の光学的特性などを測定することによって体液成分を分析する技術が知られている（特許文献１、２参照）。この分析器具は、試験片に設けられた試料供給口に体液の試料を供給したのち、当該試料を流路を通じて試薬が備えられた測定室に移送し、当該測定室にて呈色反応を発生させて、当該測定室における吸光度を測定することによって所望の体液成分を測定することができるように構成されている。なお、付与される試料が全血でありながら、測定対象が血漿中の成分である場合などは、適宜濾過手段などを設け、全血試料のうち血球成分を分離濾過してから、測定室に移送するよう構成することも可能である。
当該分析器具は複数のプレート材の積層によって構成されており、試料供給口から測定室に至る流路は一部の層に設けられた溝などによって形成されている。試料供給口から測定室までの試料の移送は、ポンプなどによる吸引または試料供給口からの加圧によってなされる。
このとき、流路および測定室を構成する層が、不通水性で通気性のあるプレートであれば、測定室の先に空気抜き孔などを設けることなく、試料を測定室まで移送することができる。また、測定室の先に空気抜き孔がないため、試料が測定室を通過して外部に漏洩するおそれがなく好適である。
不通水性で通気性のあるプレート部材として、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ）膜を加工して使用する方法が知られている。ここで、ＰＴＦＥ膜は膜厚のばらつきが多く、また、積層等の加工により発生した変形が復元しにくいという性質がある。
前記のとおり、当該分析器具は積層構造を有しており、前記ＰＴＦＥ膜がプラスチック板により挟み込まれ、流路を形成している。測定室において前記プラスチック板は透明に形成されており、当該部の入射光および透過光の強度を測定し、これらから吸光度を測定することができる。
この際、吸光度を測定するに際して、測定部に入射した光は積層された複数のプレート部材を次々と通過したのち透過光として測定される。すなわち、プレートの板厚によって透過光の強度は変動し、吸光度の測定値も変動する。ここで分析器具の個体ごとにＰＴＦＥ膜の膜厚が異なると、測定結果にもばらつきが生じ、精度低下を招く。
それに対して、不通水性で通気性のあるプレート部材として、セルロースアセテートやセルロース混合エステルなどを用いた場合、これらの素材は加工により発生した変形の復元性は良好であり、分析器具個体ごとの板厚のばらつきは小さく、したがって測定結果のばらつきは軽微である。ただし、セルロースアセテートおよびセルロース混合エステルは、ＰＴＦＥとは異なり、本来不通水性を有していないため、別途撥水撥油処理を施す必要がある。撥水撥油処理としてはフッ素系表面処理が一般的である。
ところが、従来の撥水処理剤には、通常、フッ素化合物の分散性を向上するため界面活性剤が含まれている。したがって、そのような処理剤を用いてセルロースアセテートやセルロース混合エステル等の多孔質プレート部材を処理した場合、そのような界面活性剤のため、多孔質プレート部材の中に試薬を溶解した試料がしみ込んでしまう欠点があった。また、試薬に界面活性剤が含まれる場合があり、その場合も同様の現象が起こることが確認されている。この現象が発生すると、見た目の吸光度が低下するため、測定値が安定せず、また測定精度の低下を招いていた。
特開平８−１１４５３９号公報
特開２００２−２２４０９０号公報
したがって、体液中の総コレステロールのような特定の成分を分析する場合であり、試薬が界面活性剤を含有するときでも、多孔質プレート部材中に試薬を溶解した試料のしみ込みが無く、安定した吸光度測定が可能であり、かつ個体ごとのばらつきが少ない高精度な分析器具が求められていた。
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、試料が内部に供給される試料供給口と、前記試料の測定が行われる測定室と、前記試料供給口と前記測定室とを連通する流路とから構成され、前記流路および前記測定室は複数のプレート部材の積層によって形成され、前記複数のプレート部材のうち少なくとも流路を形成 するプレートは通気性を有する多孔質のプレート部材であり、前記通気性を有する多孔質のプレート部材の表面が、少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とシリル基とを主成分とする物質１とシロキサン基を主成分とする物質２とを含みかつ表面に化学結合した撥水撥油性の複合膜で被われていることを特徴とする体液成分の分析器具である。なお、ここで、フッ化炭素基と炭化水素基とシリル基を主成分とする物質１とシロキサン基を主成分とする物質２の混合組成比は、必要とする撥水撥油性に応じて調整可能であるが、１：１０〜１：０の範囲が好ましいが、より好ましくは、１：３〜１：０の範囲である。
請求項１に記載の発明によれば、流路を形成する多孔質プレート部材が通気性を有しながら撥水撥油性を有するため、多孔質プレート部材中に試薬を溶解した試料のしみ込みが無く、かつ、空気抜き孔を設けなくとも、加圧または吸引などの操作によって、試料供給口に適用された試料を測定室まで移送することが可能な、体液成分の分析器具を提供できる。また空気抜き孔がないため、試料が測定室を通過して外部に漏洩することもない。さらに、撥水撥油性が高くかつ確実であるため、界面活性剤を含むような試料でも、時間が経過しても前記通気性を有する多孔質のプレート部材に浸み込むことがなく、安定した測定が可能となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記通気性を有する多孔質のプレート部材の材質がセルロースアセテートまたはセルロース混合エステルであることを特徴とする体液成分の分析器具である。
請求項２に記載の発明によれば、積層構造の構成要素である通気性を有する多孔質のプレート部材が、セルロースアセテートまたはセルロース混合エステルからなるため、複合膜形成溶液との反応性が高く、ナノメートルレベルの超薄膜でありかつ耐剥離性の高い撥水撥油性の複合膜を表面に形成できる。したがって、当該通気性を有する多孔質のプレート部材は、撥水撥油性の被膜を形成しても、通気口が塞がれることがほとんど無い。したがって、従来のフッ素系撥水撥油処理に比べ、通気性が高くかつ高い撥水撥油性を保持することが可能である。また、分析器具個体ごとの板厚のばらつきが小さくなるため、測定結果のばらつきが小さい体液成分の分析器具を提供することができる。
請求項３に記載の発明は、前記測定室に体液中の特定の成分と反応し呈色する試薬が備えられ、前記試薬に界面活性剤が含まれることを特徴とする請求項２に記載の体液成分の分析器具である。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明による効果が得られると共に、測定室に備えられた試薬が体液中の特定成分と反応して呈色反応が生じるが、当該試薬に含まれる界面活性剤のために、試料に当該試薬が溶解して表面張力が低下する。ここで、もしも当該試薬が溶解した試料が周辺部材に浸み込んでしまうと、本来観察されるべき呈色とは異なる呈色が測定されてしまう。しかし、前記の通気性を有する多孔質のプレート部材は撥水撥油性が高いため、界面活性剤を含むような試料でも、浸み込むことが無く、呈色反応が安定した体液成分の分析器具を提供できる。
請求項４に記載の発明は、試料が内部に供給される試料供給口と、前記試料の測定が行われる測定室と、前記試料供給口と前記測定室とを連通する流路とから構成され、前記流路および前記測定室は複数のプレート部材の積層によって形成され、前記複数のプレート部材のうち少なくとも流路を形成するプレートが通気性を有する多孔質のプレート部材である体液成分の分析器具の製造方法において、前記通気性を有する多孔質のプレート部材を、少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とクロロシリル基とを主成分とする物質と、クロロシリル基を主成分とする物質またはアルコキシシリル基を主成分とする物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液に接触させる工程を含むことを特徴とする体液成分の分析器具の製造方法である。なお、ここで、フッ化炭素基と炭化水素基とクロロシリル基とを主成分とする物質と、クロロシリル基を主成分とする物質またはアルコキシシリル基を主成分とする物質の混合組成比は、必要とする撥水撥油性に応じて調整可能であるが、１：１０〜１：０の範囲が好ましいが、より好ましくは、１：３〜１：０の範囲である。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に係る体液成分の分析器具を製造することができる。
請求項５に記載の発明は、試料が内部に供給される試料供給口と、前記試料の測定が行われる測定室と、前記試料供給口と前記測定室とを連通する流路とから構成され、前記流路および前記測定室は複数のプレート部材の積層によって形成され、前記複数のプレート部材のうち少なくとも流路を形成するプレートは通気性を有する多孔質のプレート部材である体液成分の分析器具の製造方法において、前記通気性を有する多孔質のプレート部材を、少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とアルコキシシリル基とを主成分とする物質と、シラノール縮合触媒またはクロロシリル基を含む物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液に接触させる工程を含むことを特徴とする体液成分の分析器具の製造方法である。なお、ここで、フッ化炭素基と炭化水素基とアルコキシシリル基とを主成分とする物質と、クロロシリル基を含む物質の混合組成比は、必要とする撥水撥油性に応じて調整可能であるが、１：１０〜１：０の範囲が好ましいが、より好ましくは、１：３〜１：０の範囲である。
請求項５に記載の発明によれば、流路を形成する多孔質プレート部材が通気性を有しながら撥水撥油性を有するため、多孔質プレート部材中に試薬を溶解した試料のしみ込みが無く、かつ、空気抜き孔を設けなくとも、加圧または吸引などの操作によって、試料供給口に適用された試料を測定室まで移送することが可能な、体液成分の分析器具を製造することができる。また空気抜き孔がないため、試料が測定室を通過して外部に漏洩することもない。さらに、撥水撥油性が高くかつ確実であるため、界面活性剤を含むような試料でも、時間が経過しても前記通気性を有する多孔質のプレート部材に浸み込むことがなく、安定した測定が可能となる。
請求項６に記載の発明は、試料が内部に供給される試料供給口と、前記試料の測定が行われる測定室と、前記試料供給口と前記測定室とを連通する流路とから構成され、前記流路および前記測定室は複数のプレート部材の積層によって形成され、前記複数のプレート部材のうち少なくとも流路を形成するプレートは通気性を有する多孔質のプレート部材である体液成分の分析器具の製造方法において、前記通気性を有する多孔質のプレート部材を、少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とアルコキシシリル基とを主成分とする物質と、アルコキシシリル基を主成分とする物質と、シラノール縮合触媒またはクロロシリル基を含む物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液に接触させる工程を含むことを特徴とする体液成分の分析器具の製造方法である。なお、ここで、フッ化炭素基と炭化水素基とアルコキシシリル基とを主成分とする物質と、アルコキシシリル基を主成分とする物質またはクロロシリル基を含む物質の混合組成比は、必要とする撥水撥油性に応じて調整可能であるが、１：１０〜１：０の範囲が好ましいが、より好ましくは、１：３〜１：０の範囲である。
請求項６に記載の発明によれば、請求項１に係る体液成分の分析器具を製造することができる。
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載の製造方法により得られ、前記通気性を有する多孔質のプレート部材の材質がセルロースアセテートまたはセルロース混合エステルであり、前記測定室に体液中の特定の成分と反応し呈色する試薬が備えられ、前記試薬に界面活性剤が含まれることを特徴とする体液成分の分析器具である。
請求項７に記載の発明によれば、ナノメートルレベルの超薄膜でありかつ耐剥離性の高い撥水撥油性の被膜が多孔質のプレート部材の表面に形成されるため、通気性を有する多孔質のプレート部材が、通気性を維持しつつ高い撥水撥油性を保持することが可能となる。また、分析器具個体ごとの板厚のばらつきが小さくなるため、測定結果のばらつきが小さい体液成分の分析器具を提供することができる。さらに、通気性を有する多孔質のプレート部材は撥水撥油性が高いため、界面活性剤を含むような試料でも、浸み込むことが無く、呈色反応が安定した体液成分の分析器具を提供することができる。
請求項８に記載の発明は、請求項３または７に記載の体液成分の分析器具を用いて、前記試料供給口に試料を供給する工程と、前記流路と通じて前記試料を前記測定室に移送する工程と、前記試料と前記呈色試料とが呈色反応を起こしたのち前記測定室における吸光度を測定する工程とを備えることを特徴とする体液成分の分析方法である。
請求項８に記載の発明によれば、分析器具個々のばらつきを無視でき、高能率で信頼性の高い分析結果が得られる。
本発明によれば、流路を形成するプレート部材が通気性を有しながら撥水撥油性を有するため、空気抜き孔を設けなくとも、加圧または吸引などの操作によって、試料供給口に適用された試料を測定室まで移送することが可能な体液成分の分析器具を提供することができる。また空気抜き孔がないため、試料が測定室を通過して外部に漏洩することもない。さらに、撥水撥油性が高くかつ確実であるため、時間が経過しても試料が前記通気性を有する多孔質のプレート部材に浸み込むことはなく、安定した測定が可能となる。
１ 第１プレート
２ 第２プレート
３ 第３プレート
４ 試料供給口
５ 流路
５１ 貫通孔
５２ 溝
６ 測定室
６１ 貫通孔
６２ 試薬保持部
２ 第２プレート
３ 第３プレート
４ 試料供給口
５ 流路
５１ 貫通孔
５２ 溝
６ 測定室
６１ 貫通孔
６２ 試薬保持部
つぎに、この発明の実施の形態について図面に基づき説明する。
まず、図１および図２に本発明に係る分析器具の実施形態を示す。図１は断面図であり、図２は分解斜視図である。本実施形態は、血漿試料を適用して全コレステロールを測定するための形態となっている。なお、別途濾過手段を試料供給口に重ね合わせて設け、血球成分を分離濾過してから供給できるよう構成すれば、全血を試料として適用できる。さらに、濾過手段の中に、高比重リポ蛋白（ＨＤＬ）以外のリポ蛋白と反応して凝集させる凝集試薬を含有させ、凝集物を当該濾過手段で分離濾過できるよう構成しておけば、全血試料を適用して、高比重リポ蛋白中コレステロール（ＨＤＬ−Ｃ）を選択的に定量することができるような分析器具を実現することができる。
図１および図２のように、本実施形態に係る分析器具は、第１プレート１と、第２プレート２と、第３プレート３とが、両面テープなどの接着層（図示なし）を介して接着されて構成される。
第１プレート１には貫通孔からなる試料供給口４が設けられている。第２プレート２には試料供給口４と略同心位置に貫通穴５１が設けられ、また離隔した位置に貫通穴６１が設けられ、当該２つの貫通穴５１、６１を溝５２が連通している。第３プレート３には、貫通穴６１と略同心位置に試薬保持部６２が設けられ、試薬（図示なし）が保持される。試薬保持部６２は、第３プレート３の当該位置に凹部を設けその中に試薬を充填することによって形成することもできるが、平坦部に試薬を付着させて形成することも可能である。貫通孔５１および溝５２が流路５を構成し、貫通孔６１および試薬保持部６２が測定室６を構成する。
第１プレート１および第３プレート３には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やＡＳ樹脂のようなプラスチック材料が、加工が容易であるため好適である。しかし、試料が漏出することがない流路を形成することができれば、これに限定されるものではない。
第２プレート２には、不通水性で通気性のある多孔質材を用いれば、空気抜き孔等を設けることなく試料を測定室３に移送することが可能となる。ここで、第２プレート２について、本来不通水性を有しない材料を適用する場合、通気性を維持したまま不通水性を付与するためは、別途撥水撥油処理を施す必要がある。
なお、第２プレート２について、濾紙等を加工して作成するのが簡便である。市販のＰＴＦＥ膜や、市販のセルロースアセテートまたはセルロース混合エステル製の濾紙を加工して作成可能である。
この中でＰＴＦＥは本来不通水性を備え、撥水撥油処理が不要であるという点で有利である。しかし、膜厚のばらつきが大きく、積層等の加工により膜厚が変化しやすく復元しにくいという性質があり、これらは吸光度測定結果にばらつきが生じる要因となる。
これに対し、セルロースアセテートまたはセルロース混合エステルは、膜厚のばらつきは小さく、加工により生じる膜厚の変化は少ないため、吸光度測定結果の再現性を確保する上では有利であるが、部材としては不通水性を備えていない。したがって、第２プレート２として使用する場合、別途撥水撥油処理を施す必要がある。
撥水撥油処理にはフッ素系オリゴマーを用いた表面処理が一般的だが、フッ素系オリゴマーを用いた表面処理では、被膜厚みが厚いため、通気性が損なわれる。これに対して、本発明の実施形態では、少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とシリル基とを主成分とする物質１とシロキサン基を主成分とする物質２とを含む複合膜からなる撥水撥油性を有するナノレベルの膜厚の被膜を形成させることによって、通気性を損なうことなく撥水撥油性を付与する。本発明の撥水撥油処理の具体的手順について以下に説明する。
（実施の形態１）
少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とクロロシリル基とを主成分とする物質と、クロロシリル基を主成分とする物質またはアルコキシシリル基を主成分とする物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液を、密閉容器内でかつ湿度３０％以下の雰囲気中（Ｎ２ガス中、あるいは乾燥空気中で良いが、湿度５％以下なら更に好適である）で調整する。次に、同雰囲気中で、上記処理溶液の適量をステンレス製バットに入れ、多孔質膜（セルロースアセテート、セルロース混合エステルのいずれも可）を上記処理溶液に浸漬する（固液界面反応なので、多孔質膜を複合膜形成溶液に接触させればよい）。この際に、気泡が混入したり、片面がバットに接触することなく、確実に溶液中に浸漬されるように注意する。浸漬時間に厳密な規定はないが、現状では３０分程度の時間をとっている。
少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とクロロシリル基とを主成分とする物質と、クロロシリル基を主成分とする物質またはアルコキシシリル基を主成分とする物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液を、密閉容器内でかつ湿度３０％以下の雰囲気中（Ｎ２ガス中、あるいは乾燥空気中で良いが、湿度５％以下なら更に好適である）で調整する。次に、同雰囲気中で、上記処理溶液の適量をステンレス製バットに入れ、多孔質膜（セルロースアセテート、セルロース混合エステルのいずれも可）を上記処理溶液に浸漬する（固液界面反応なので、多孔質膜を複合膜形成溶液に接触させればよい）。この際に、気泡が混入したり、片面がバットに接触することなく、確実に溶液中に浸漬されるように注意する。浸漬時間に厳密な規定はないが、現状では３０分程度の時間をとっている。
次に、多孔質膜を容器から取り出した後、同雰囲気中で放置して自然乾燥する。溶剤の種類にも依存するが、フッ化炭素系の有機溶媒なら数分程度で溶剤は揮発する。現状では、多孔質膜（枚葉）の四隅のうちの二箇所を持って「つり下げ」て乾燥している。なお、ここで、密閉容器内でかつ湿度３０％以下の雰囲気中で処理を行うのは、被膜が形成される際、脱塩酸反応が生じて人体に有害な塩酸ガスが発生するためである。
最後に、乾燥が終了した多孔質膜を普通の空気中に取り出し、室内に一晩放置する。一晩放置することで、多孔質膜表面に残った未反応クロロシリル基が空気中の水分と完全に反応して、所定の撥水撥油性が得られる。
この方法で、少なくともセルロースアセテート、セルロース混合エステルよりなる多孔質膜は、表面に活性水素を含むため、フッ化炭素基と炭化水素基とクロロシリル基とを主成分とする物質、およびクロロシリル基を主成分とする物質またはアルコキシシリル基を主成分とする物質のクロロシリル基と脱塩酸反応して、フッ化炭素基と炭化水素基とシリル基とを主成分とする物質１とシロキサン基を主成分とする物質２とを含む複合膜からなり撥水撥油性を有する被膜が、ナノメートルレベルの膜厚で多孔質膜表面に化学結合されて形成される。ここで形成される被膜の膜厚はナノメートルレベルであるため、多孔質膜の通気性が損なわれることはほとんど無い。なお、クロロシリル基を主成分とする物質の代わりにアルコキシシリル基を主成分とする物質を用いた場合でも、発生する塩酸が触媒作用をするので、同様に化学結合する。
なお、このとき、フッ化炭素基と炭化水素基とシリル基を主成分とする物質１とシロキサン基を主成分とする物質２の混合組成比は、必要とする撥水撥油性に応じて調整可能であるが、１：１０〜１：０の範囲が好ましいが、より好ましくは、１：３〜１：０の範囲である。
（実施の形態２）
少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とアルコキシシリル基とを主成分とする物質と、シラノール縮合触媒またはクロロシリル基を含む物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液を湿度３０％以下の雰囲気中（Ｎ２ガス中、あるいは乾燥空気中で良いが、湿度５％以下なら更に好適である）で調整する。次に、普通の空気中で、上記処理溶液の適量をステンレス製バットに入れ、多孔質膜（セルロースアセテート、セルロース混合エステルのいずれも可）を上記処理溶液に浸漬する（固液界面反応なので、多孔質膜を複合膜形成溶液に接触させればよい）。この際に、気泡が混入したり、片面がバットに接触することなく、確実に溶液中に浸漬されるように注意する。浸漬時間に厳密な規定はないが、現状では１時間程度の時間をとっている。
少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とアルコキシシリル基とを主成分とする物質と、シラノール縮合触媒またはクロロシリル基を含む物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液を湿度３０％以下の雰囲気中（Ｎ２ガス中、あるいは乾燥空気中で良いが、湿度５％以下なら更に好適である）で調整する。次に、普通の空気中で、上記処理溶液の適量をステンレス製バットに入れ、多孔質膜（セルロースアセテート、セルロース混合エステルのいずれも可）を上記処理溶液に浸漬する（固液界面反応なので、多孔質膜を複合膜形成溶液に接触させればよい）。この際に、気泡が混入したり、片面がバットに接触することなく、確実に溶液中に浸漬されるように注意する。浸漬時間に厳密な規定はないが、現状では１時間程度の時間をとっている。
次に、多孔質膜を容器から取り出した後、同雰囲気中で放置して自然乾燥する。溶剤の種類にも依存するが、フッ化炭素系の有機溶媒なら、数分程度で溶剤は揮発する。現状では、多孔質膜（枚葉）の四隅のうちの二箇所を持って「つり下げ」て乾燥している。なお、この場合の被膜形成は、脱アルコール反応であるため、通常の空気中で処理を行っても全く問題はない。
最後に、乾燥が終了した多孔質膜を室内に一晩放置する。一晩放置することで、多孔質膜表面に残った未反応薬剤と空気中の水分との加水分解反応が進行し、所定の撥水撥油性が得られる。
この方法で、少なくともセルロースアセテート、セルロース混合エステルよりなる多孔質膜は、表面に活性水素を含むため、フッ化炭素基と炭化水素基とアルコキシシリル基を主成分とする物質のアルコキシシリル基とシラノール触媒の存在下で脱アルコール反応して、少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とシリル基とを主成分とする物質１を含み撥水撥油性を有する被膜が、ナノメートルレベルの膜厚で多孔質膜表面に化学結合されて形成される。ここで形成される被膜の膜厚はナノメートルレベルであるため、多孔質膜の通気性が損なわれることはほとんど無い。
（実施の形態３）
少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とアルコキシシリル基とを主成分とする物質と、アルコキシシリル基を主成分とする物質と、シラノール縮合触媒またはクロロシリル基を含む物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液を湿度３０％以下の雰囲気中（Ｎ２ガス中、あるいは乾燥空気中で良いが、湿度５％以下なら更に好適である）で調整する。次に、普通の空気中で、上記処理溶液の適量をステンレス製バットに入れ、多孔質膜（セルロースアセテート、セルロース混合エステルのいずれも可）を上記処理溶液に浸漬する（固液界面反応なので、多孔質膜を複合膜形成溶液に接触させればよい）。この際に、気泡が混入したり、片面がバットに接触することなく、確実に溶液中に浸漬されるように注意する。浸漬時間に厳密な規定はないが、現状では１時間程度の時間をとっている。
少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とアルコキシシリル基とを主成分とする物質と、アルコキシシリル基を主成分とする物質と、シラノール縮合触媒またはクロロシリル基を含む物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液を湿度３０％以下の雰囲気中（Ｎ２ガス中、あるいは乾燥空気中で良いが、湿度５％以下なら更に好適である）で調整する。次に、普通の空気中で、上記処理溶液の適量をステンレス製バットに入れ、多孔質膜（セルロースアセテート、セルロース混合エステルのいずれも可）を上記処理溶液に浸漬する（固液界面反応なので、多孔質膜を複合膜形成溶液に接触させればよい）。この際に、気泡が混入したり、片面がバットに接触することなく、確実に溶液中に浸漬されるように注意する。浸漬時間に厳密な規定はないが、現状では１時間程度の時間をとっている。
次に、多孔質膜を容器から取り出した後、同雰囲気中で放置して自然乾燥する。溶剤の種類にも依存するが、フッ化炭素系の有機溶媒なら、数分程度で溶剤は揮発する。現状では、多孔質膜（枚葉）の四隅のうちの二箇所を持って「つり下げ」て乾燥している。なお、この場合の被膜形成は、脱アルコール反応であるため、通常の空気中で処理を行っても全く問題はない。
最後に、乾燥が終了した多孔質膜を室内に一晩放置する。一晩放置することで、多孔質膜表面に残った未反応薬剤と空気中の水分との加水分解反応が進行し、所定の撥水撥油性が得られる。
この方法では、少なくともセルロースアセテート、セルロース混合エステルよりなる多孔質膜は、表面に活性水素を含むため、フッ化炭素基と炭化水素基とアルコキシシリル基とを主成分とする物質およびアルコキシシリル基を主成分とする物質のアルコキシシリル基とシラノール触媒の存在下で脱アルコール反応して、フッ化炭素基と炭化水素基とシリル基とを主成分とする物質１とシロキサン基を主成分とする物質２とを含む複合膜からなり撥水撥油性を有する被膜が、ナノメートルレベルの膜厚で多孔質膜表面に化学結合されて形成される。ここで形成される被膜の膜厚はナノメートルレベルであるため、多孔質膜の通気性が損なわれることはほとんど無い。
なお、このとき、フッ化炭素基と炭化水素基とシリル基を主成分とする物質１とシロキサン基を主成分とする物質２の混合組成比は、必要とする撥水撥油性に応じて調整可能であるが、１：１０〜１：０の範囲が好ましいが、より好ましくは、１：３〜１：０の範囲である。
なお、本プロセスによると、実施の形態２に比べ、より高密度で耐久性の高い撥水撥油性を有する被膜が形成されることは、特開２００５−２０６７９０に記載されている。
次に、第３プレート３について説明する。第３プレート３には、試薬保持部６２において試薬（図示なし）が塗布・乾燥されて保持される。本実施の形態では、測定対象を総コレステロールとし、そのため試薬としては下記に示す調整のものを使用したが、この調整の試薬に限られるものではない。なお、下記の濃度は塗布時における濃度である。
試薬の調製
コレステロールエステラーゼ（ＣＥ） ２００Ｕ／ｍＬ
コレステロール脱水素酵素（ＣＨＤＨ） １５０Ｕ／ｍＬ
ジアフォラーゼ（ＤＩ） ２００Ｕ／ｍＬ
ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤ） ２０ｍＭ
水溶性テトラゾリウム塩（ＷＳＴ−４） ６０ｍＭ
界面活性剤（トリトン（登録商標）Ｘ−１００） １．０％ｗ／ｖ
グッド緩衝剤（ＴＡＰＳ）ｐＨ８．５ ２００ｍＭ
コレステロールエステラーゼ（ＣＥ） ２００Ｕ／ｍＬ
コレステロール脱水素酵素（ＣＨＤＨ） １５０Ｕ／ｍＬ
ジアフォラーゼ（ＤＩ） ２００Ｕ／ｍＬ
ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤ） ２０ｍＭ
水溶性テトラゾリウム塩（ＷＳＴ−４） ６０ｍＭ
界面活性剤（トリトン（登録商標）Ｘ−１００） １．０％ｗ／ｖ
グッド緩衝剤（ＴＡＰＳ）ｐＨ８．５ ２００ｍＭ
次に、本実施形態に係る器具を用いた分析の手順および器具の作用について説明する。
試料供給口４に試料を滴下する。滴下された試料は、流路が撥水撥油性を有しているため、毛管現象による自然流入は発生せず、加圧または吸引操作をすることによって流路５に流入する。ここで加圧操作および吸引操作の方法は任意であるが、例えば加圧操作は、試料供給口４を覆うような弾性体の栓体を設け、それを加圧することによって実現され、吸引操作は、第２プレート２の一部にポンプを接続して吸引することによって実現される。
試料は測定室６に到達した後、試薬保持部６２に保持された試薬と呈色反応する。ここで第１のプレート１および第３のプレート３は、測定室６の位置において透明に構成されている。したがって、呈色反応が完了するのに必要な時間が経過した後、外部の光源から測定室６に向け照射した入射光と、測定室６を透過した透過光とを検出することによって、測定室６における吸光度を測定することができ、そして得られた吸光度に基づき、試料中の所望の成分を定量することが可能となる。
以下、さらに具体的な実施例を用いて説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
ここで、第２プレート２として採用する素材の違いが吸光度の再現性に与える影響を確認するため、以下の７種の素材を用いた場合の吸光度のばらつきについて試験を行った。
（１）セルロースアセテート膜 孔径０．８０μｍ （ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、Ｃ０８０Ａ）
（２）セルロースアセテート膜 孔径０．４５μｍ （ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、Ｃ０４５Ａ）
（３）セルロースアセテート膜 孔径０．２０μｍ （ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、Ｃ０２０Ａ）
（４）セルロース混合エステル膜 孔径０．４５μｍ （ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、Ａ０４５Ａ）
（５）セルロース混合エステル膜 孔径０．２０μｍ （ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、Ａ０２０Ａ）
（６）ＰＴＦＥ膜（１軸延伸） 孔径１．００μｍ （住友電工ファインポリマー社製、ＷＰ１００）
（７）ＰＴＦＥ膜（２軸延伸） 孔径１．００μｍ （住友電工ファインポリマー社製、ＦＰ１００）
上記素材を用いて分析器具を作成し、青色色素液（品名：食用色素青色１号（ブリリアントブルーＦＣＦ、東京化成製）、濃度：０．０４％（Ｗ／Ｖ）水溶液）を試料として供給し、測定室に導入し、波長６３５ｎｍにおける吸光度を測定した。なお、（１）から（５）については、本来不通水性を有していないため、少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とクロロシリル基とを主成分とする物質と、クロロシリル基を主成分とする物質またはアルコキシシリル基を主成分とする物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液である市販のＷＲ−ＬＩＶＥ１−３（（有）かがわ学生ベンチャー社製）を用いて、撥水撥油処理を施している。一方、（６）および（７）は、材料が本来不通水性を有しているため、撥水撥油処理を施していない。サンプル数はそれぞれ２０とし、平均吸光度、標準偏差および変動係数を求めた。表１に試験結果を示す。
（１）セルロースアセテート膜 孔径０．８０μｍ （ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、Ｃ０８０Ａ）
（２）セルロースアセテート膜 孔径０．４５μｍ （ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、Ｃ０４５Ａ）
（３）セルロースアセテート膜 孔径０．２０μｍ （ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、Ｃ０２０Ａ）
（４）セルロース混合エステル膜 孔径０．４５μｍ （ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、Ａ０４５Ａ）
（５）セルロース混合エステル膜 孔径０．２０μｍ （ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、Ａ０２０Ａ）
（６）ＰＴＦＥ膜（１軸延伸） 孔径１．００μｍ （住友電工ファインポリマー社製、ＷＰ１００）
（７）ＰＴＦＥ膜（２軸延伸） 孔径１．００μｍ （住友電工ファインポリマー社製、ＦＰ１００）
上記素材を用いて分析器具を作成し、青色色素液（品名：食用色素青色１号（ブリリアントブルーＦＣＦ、東京化成製）、濃度：０．０４％（Ｗ／Ｖ）水溶液）を試料として供給し、測定室に導入し、波長６３５ｎｍにおける吸光度を測定した。なお、（１）から（５）については、本来不通水性を有していないため、少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とクロロシリル基とを主成分とする物質と、クロロシリル基を主成分とする物質またはアルコキシシリル基を主成分とする物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液である市販のＷＲ−ＬＩＶＥ１−３（（有）かがわ学生ベンチャー社製）を用いて、撥水撥油処理を施している。一方、（６）および（７）は、材料が本来不通水性を有しているため、撥水撥油処理を施していない。サンプル数はそれぞれ２０とし、平均吸光度、標準偏差および変動係数を求めた。表１に試験結果を示す。
上記の通り、セルロースアセテート膜およびセルロース混合エステル膜を採用した分析器具を用いての吸光度測定については、変動係数は小さく良好な測定再現性を示した。それに対して、ＰＴＦＥ膜を採用した分析器具を用いての吸光度測定については、変動係数が大きく、明らかに大きなばらつきが確認できた。これは、ＰＴＦＥ膜自体の膜厚のばらつきが大きいことに加え、分析器具を作成する際、積層等の加工により膜厚が変化しやすく、復元しにくいという性質に起因する。したがって、不通水性で通気性のある多孔質材として、セルロースアセテートまたはセルロース混合エステルを使用することが、測定結果のばらつきが小さく高精度な分析器具を実現する上で好適である。
次に、時間の経過による吸光度測定値の変化を確認するため、本発明の実施例および比較例の２つについて、試料を測定室６に移送した時点から１０分間、波長６３５ｎｍにおける吸光度を測定した。
これら２つの相違点は第２プレート２の撥水撥油処理のみであり、本発明の実施例においては、第２プレート２として、セルロースアセテート膜（孔径 ０．８０μｍ、ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製）に、上述のＷＲ−ＬＩＶＥ１−３（（有）かがわ学生ベンチャー社製）を用いて撥水撥油処理を施したものを用いた。それに対して比較例においては、第２プレート２として、セルロースアセテート膜（孔径 ０．８０μｍ、ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製）に一般的なフッ素系撥水撥油処理であるフッ素樹脂溶液（ＦＳ−１０１０、フロロテクノロジー社製）を適用したものを用いた。
第２プレート２以外の部品は共通であり、第１プレート１および第３プレート３はポリエステルフィルム（東レ製ルミラー）１８８μｍに、カーボンインク（東洋インキ製SSリオフェーズＣ−Ａ）をスクリーン印刷（♯３００ポリエステル製、乳剤厚：１５μｍ）したものであり、プレートの接着には両面テープ（日東電工製５６０１、基材ＰＥＴ：4μｍ、アクリル系接着剤：３μｍ×２面、総厚１０μｍ）を用いた。流路５の長さは２０ｍｍで、流路５の幅は０．３ｍｍである。また、測定室６は直径１．２ｍｍの大きさである。
試料には総コレステロール濃度が２２０ｍｇ／ｄＬの血清を用い、これを試料供給口４に１０μＬ滴下し、与圧することによって測定室６に導入した。試料が測定室６に到達した時点で波長６３５ｎｍの光における吸光度測定を開始し、４秒おきに１０分間この測定を継続してタイムコースを得た。
図３に、吸光度測定値の時間による変化を示す。比較例では、試料が測定室６に移送され、試薬が溶解し始めたころから、第２プレート２への浸み込みが生じており、発色した色素がプレートに移行することによって、吸光度測定値は漸減している。それに対して本発明の実施例では、試料が測定室に移送され、試薬が溶解したあとも第２プレート２への浸み込みは生じず、１０分間の吸光度測定値は安定している。なお、試薬の中に含まれる界面活性剤のため、試薬が溶解した試料の表面張力は３０ｍＮ／ｍと小さいにもかかわらず、試料は第２プレート２に浸み込んでおらず、撥水撥油機能は十分高いことが確認された。
Claims (8)
- 試料が内部に供給される試料供給口と、
前記試料の測定が行われる測定室と、
前記試料供給口と前記測定室とを連通する流路と
から構成され、
前記流路および前記測定室は複数のプレート部材の積層によって形成され、
前記複数のプレート部材のうち少なくとも流路を形成するプレートは通気性を有する多孔質のプレート部材であり、
前記通気性を有する多孔質のプレート部材の表面が、少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とシリル基とを主成分とする物質１とシロキサン基を主成分とする物質２とを含み且つ表面に化学結合した撥水撥油性の複合膜で被われている
ことを特徴とする体液成分の分析器具。 - 前記通気性を有する多孔質のプレート部材の材質がセルロースアセテートまたはセルロース混合エステルである
ことを特徴とする請求項１に記載の体液成分の分析器具。 - 前記測定室に体液中の特定の成分と反応し呈色する試薬が備えられ、
前記試薬に界面活性剤が含まれる
ことを特徴とする請求項２に記載の体液成分の分析器具。 - 試料が内部に供給される試料供給口と、
前記試料の測定が行われる測定室と、
前記試料供給口と前記測定室とを連通する流路と
から構成され、
前記流路および前記測定室は複数のプレート部材の積層によって形成され、
前記複数のプレート部材のうち少なくとも流路を形成するプレートが通気性を有する多孔質のプレート部材である体液成分の分析器具の製造方法において、
前記通気性を有する多孔質のプレート部材を、少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とクロロシリル基とを主成分とする物質と、クロロシリル基を主成分とする物質またはアルコキシシリル基を主成分とする物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液に接触させる工程を含む
ことを特徴とする体液成分の分析器具の製造方法。 - 試料が内部に供給される試料供給口と、
前記試料の測定が行われる測定室と、
前記試料供給口と前記測定室とを連通する流路と
から構成され、
前記流路および前記測定室は複数のプレート部材の積層によって形成され、
前記複数のプレート部材のうち少なくとも流路を形成するプレートは通気性を有する多孔質のプレート部材である体液成分の分析器具の製造方法において、
前記通気性を有する多孔質のプレート部材を、少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とアルコキシシリル基とを主成分とする物質と、シラノール縮合触媒またはクロロシリル基を含む物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液に接触させる工程を含む
ことを特徴とする体液成分の分析器具の製造方法。 - 試料が内部に供給される試料供給口と、
前記試料の測定が行われる測定室と、
前記試料供給口と前記測定室とを連通する流路と
から構成され、
前記流路および前記測定室は複数のプレート部材の積層によって形成され、
前記複数のプレート部材のうち少なくとも流路を形成するプレートは通気性を有する多孔質のプレート部材である体液成分の分析器具の製造方法において、
前記通気性を有する多孔質のプレート部材を、少なくともフッ化炭素基と炭化水素基とアルコキシシリル基とを主成分とする物質と、アルコキシシリル基を主成分とする物質と、シラノール縮合触媒またはクロロシリル基を含む物質と、非水系有機溶媒とを含む複合膜形成溶液に接触させる工程を含む
ことを特徴とする体液成分の分析器具の製造方法。 - 請求項４〜６のいずれかに記載の製造方法により得られ、
前記通気性を有する多孔質のプレート部材の材質がセルロースアセテートまたはセルロース混合エステルであり、
前記測定室に体液中の特定の成分と反応し呈色する試薬が備えられ、
前記試薬に界面活性剤が含まれる
ことを特徴とする体液成分の分析器具。 - 請求項３または７に記載の体液成分の分析器具を用いて、
前記試料供給口に試料を供給する工程と、
前記流路と通じて前記試料を前記測定室に移送する工程と、
前記試料と前記呈色試料とが呈色反応を起こしたのち前記測定室における吸光度を測定する工程とを備える
ことを特徴とする体液成分の分析方法。
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