JPH03110465A - 試験具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、検体中の成分、例えば血液や尿中の糖を検出
するための試験具に関する。

〈従来の技術〉 検体中の特定成分の定量を簡便に行うことができるもの
として、液体試料分析用多層分析シートが知られている
（特公昭６１−６１３４７号）。

この多層分析シートは、光透過性疎水性支持体上に、ゼ
ラチンのような結合剤中に所定の試薬を含む１または２
以上の試薬層が塗布、形成され、該試薬層上に親水化処
理織物からなる液体試料展開層が接着された構成となっ
ている。

このような多層分析シートによれば、液体試料展開層上
に検体を滴下すると、その検体が液体試料展開層上に一
様に展開され、次いで検体が試薬層中に浸透し、検体中
の特定成分（例えば、グルコース）が試薬と反応して呈
色し、これを支持体側から投光し、その反射光の強度に
より前記特定成分を定量するものである。

ここで、試薬層を形成する素材としては、良好な定量性
を得るために、試薬や発色物質（色素）の層内での分散
性が良いゼラチンが多用され、その中に試薬、ｐＨ調製
剤、界面活性剤、硬膜剤等が含有されている。

試薬の成分の一例としては、グルコースオキシグーゼ（
ＣＯＤ）　　ベルオキシグーゼ（ＰＯＤ）等の酵素およ
びＮ−エチル−Ｎ−（２−ヒドロキシ−３−スルホプロ
ピル）　−ｍ−トルイジンナトリウム（ＴＯＯ３）、４
−アミノアンチピリン（４−ＡＡＰ）等の発色剤が含ま
れる。

また、硬膜剤（架橋剤）は、ゼラチンを架橋させるもの
であり、例えば、Ｎ、Ｎ’　−へキサメチレン−１，６
−ビス（１−アジリジンカルボキサミド）　　（ＨＤｔ
Ｊ）のようなアジリジン誘導体が用いられる。

ところで、このような多層分析シートを用いて検体中の
特定成分の定量を行う場合に、呈色感度の低下、定量値
のバラツキ等の現像が生じる場合があった。

そこで、本発明者は、このような現像が生じる原因につ
いて研究したところ、ゼラチンを架橋させる硬膜剤が、
試薬中の成分、特に発色剤である４−アミノアンチピリ
ン（４−ＡＡＰ）とも反応し、これを架橋させてしまう
ため、４−ＡＡＰの実効量が低下してしまうという事実
を知見し、本発明に至った。

なお、４−ＡＡＰの実効量の低下を予測して、これを試
薬層中に多量に含有させてお（ことも可能である。　し
かし、この場合、感度の低下は防止し得るものの、ゼラ
チンの架橋が不十分となり、また定量値にバラツキが生
じるという欠点は改善されない。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、感度の低下がなく、シかも定量値のバ
ラツキを防止しつる試験具を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 このような目的は、下記（１）〜（４）の本発明により
達成される。

（１）支持体上に少な（とも２層を有する試験具であっ
て、 前記支持体と隣接しない層に、分子中にアミノ基または
カルボキシル基を持つ化合物を担持してなることを特徴
とする試験具。

（２）前記化合物は、発色剤である上記（１）に記載の
試験具。

（３）前記化合物を、検体を展延する機能を有する展開
層に担持した上記（１）または（２）に記載の試験具。

（４）前記展開層は、織編物である上記（３）に記載の
試験具。

〈作用〉 このような構成の本発明によれば、架橋しつる化合物、
即ち分子中にアミノ基またはカルボキシル基を持つ化合
物を試薬層中に含有させず、他の層、特に展開層に担持
させることにより、その化合物の硬膜剤による架橋を防
止する。

この場合、展開層に検体を滴下すると、展開層に担持さ
れた前記化合物が検体とともに試薬層中へ移動し、試薬
として機能する。

〈実施例〉 以下、本発明の試験具を、添付図面に示す好適実施例に
ついて詳細に説明する。

第１図は、本発明の試験具の構成例を示す断面正面図で
ある。　同図に示すように、試験具１は、支持体２の片
面上に試薬層３が形成され、該試薬層３上に展開層４が
設置された構成の積層体よりなる。

支持体２は、例えば厚さが２０〜２００−程度の板状を
なしており、光透過性を有する材料、好ましくは透明な
材料で構成されている。

支持体２の具体的な構成材料としては、ポリエチレンテ
レフタレート、セルロースエステル（セルロースジアセ
テート、セルローストリアセテート、セルロースアセテ
ートプロピオネート等）　ビスフェノールＡのポリカー
ボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル
、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコー
ル等の各種樹脂、またはガラス等が挙げられる。　また
上記のうち、２種以上の材料によるシートを積層したも
のでもよい。

なお、支持体２の試薬層形成面には、界面活性剤の塗布
等による親水化処理（ＰＶＡ製支持体を除く）を施して
おくのが好ましい、　これにより、試薬層３の支持体２
に対する密着性が向上する。

試薬層３は、主に、ゼラチンに代表される結合剤（バイ
ンダー）で構成されている。　なお、ゼラチン以外の結
合剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロ
リドン、アガロース、ポリビニルベンゼンスルホン酸ナ
トリウム、ポリウレタン、ポリビニルプロピオネート等
が挙げられる。

この試薬層３には、後述する試薬を構成する成分の一部
および硬膜剤（架橋剤）が含有（分散）されている。

試薬の組成は、検体中の検出（定量）すべき特定成分に
より適宜決定される。　例えば、検体中のブドウ糖を検
出する場合には、酵素（グルコースオキシダーゼ（ＧＯ
Ｄ）およびペルオキシダーゼ（ＰＯＤ））と、発色剤（
色原体）とが試薬の成分の典型例である。　なお、上記
酵素に代り、コレステロールオキシダーゼおよびコレス
テロールエステラーゼとペルオキシダーゼ、ウリカーゼ
とペルオキシダーゼ、リボプロティンリパーゼおよびグ
リセロールオキシダーゼとペルオキシダーゼ、ホスホリ
パーゼＤおよびコリンオキシダーゼとペルオキシダーゼ
等であってもよい。

発色剤としては、Ｎ−エチル−Ｎ−（２−ヒドロキシ−
３−スルホプロピル）−ｍ−トルイジンナトリウム（Ｔ
ＯＯＳ）　、４−アミノアンチピリン（４−ＡＡＰ）、
オルトトリジン塩酸塩等が挙げられる。

このような試薬を構成する成分のうち、分子中に反応基
としてのアミノ基またはカルボキシル基を持つ化合物（
以下、単に化合物ともいう）は試薬層に含有させず、後
述する展開層４に担持させる。　これにより、その化合
物は試薬層３中の硬膜剤により反応することな（十分に
機能する。

このような化合物の上記に例示した試薬における具体例
としては、４−ＡＡＰ、オルトトリジン塩酸塩、ＧＯＤ
、ＰＯＤが挙げられ、また上記例示以外の試薬において
は、オルトフェニレンジアミン、オルトトリジン等が挙
げられる。　これらのなかでも特に、４−ＡＡＰやオル
トトリジン塩酸塩等の発色剤を試薬層３から除き、展開
層４に担持させると、本発明の効果が顕著にあられれ、
好ましい、　従って、４−ＡＡＰ等の発色剤のみを展開
層４に担持させ、ＧＯＤおよびＰＯＤはその他の試薬成
分とともに試薬層３中に含有させた構成でもよい。

即ち、本発明では、前記化合物が複数種ある場合、必ず
しもそのうちの全種を展開層４に担持する必要はない。

また、例えば展開層４に４−ＡＡＰを担持させる場合、
その全量を担持させるのが好ましいが、一部を担持させ
たものでもよい、　具体的には、試薬層３に含有させた
場合の４−ＡＡＰの量の８０％以上を展開層４に担持さ
せれば、本発明の効果は得られる。

試薬層３に添加する硬膜剤は、ゼラチン等を架橋させる
ものであり、例えば、Ｎ、Ｎ’　−へキサメチレン−１
，６−ビス（１−アジリジンカルボキサミド）（ＨＤＵ
）　　トリメチロルプロパン−トリーβ−アジリジニル
プロピオネ−）　（ＴＡＺＭ）　、テトラメチロルメタ
ンートリーβ−アジリジニルプロピオネート（ＴＡＺＯ
）等のアジリジンの誘導体が挙げられる。

また、試薬層３には、必要に応じ、ｐＨ調整剤、界面活
性剤、光反射物質、安定剤、増感剤等が添加されていて
もよい。

ｐＨ調整剤としては、リン酸（リン酸緩衝液）、クエン
酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、トリス緩衝液、グツド緩衝液
等が挙げられる。

界面活性剤としては、ジー２−エチルへキシルスルホこ
はく酸ナトリウム（Ａｅｒｏｓｏｌ−ＯＴ）、ジオクチ
ルスルホこはく酸ナトリウム、トリトンｘ−１００、ラ
ウリル硫酸ナトリウム、コール酸ナトリウム等が挙げら
れる。

光反射物質は、検体が全血である場合に必要であり、酸
化チタン、硫酸バリウム、アルミニウム等の微粒子が挙
げられる。

安定剤は、還元性を有する物質であり、２−メルカプト
ベンズイミダゾールおよびその誘導体等が挙げられる。

増感剤としては、３−アミノキノリン塩酸塩等が挙げら
れる。

試薬層３の厚さは特に限定されないが、１〜１００−程
度、特に５〜１５−程度とするのが好ましい。

このような試薬層３の設層は、塗布法により行うのが好
ましく、例えばデイツプコーティング、エクストルージ
ョンコーディング等が適用可能である。　また、必要に
応じ２層以上を同時に形成することもできる。

なお、図示の例では、試薬層３は１層のみであるが、各
々組成の異なる試薬の成分を含む複数の試薬層を積層し
たものでもよい、　特に、前記光反射性物質を分散した
Ｈ（光反射層）を試薬層３と展開層４との間に別途設け
てもよい。

展開層４は、滴下された検体を展開層上に一様に展延し
、単位面積当りほぼ一定量の検体または検体中の成分を
試薬層３に供給する機能を有するものである。

この展開層４は、非繊維性または繊維性の多孔質材で構
成されている。

非繊維性多孔質材としては、メンブランフィルタ−が代
表的であり、その他、珪藻土、微結晶材料（例えば微結
晶セルロース（ＦＭＣコーポレーションの商橿名アビセ
ル））等の多孔体を結合剤中に分散した分散物、ガラス
や樹脂の微小球形ビーズをお互いに点接着させた多孔質
の集合体等が挙げられる。

また繊維性多孔質材としては、織物または編物（これら
を総称して織編物という）、不織布、短繊維の集合体等
が挙げられるが、そのなかでも特に、織編物を用いるの
が好ましい。

その理由は、検体の展開が迅速に行われるからである。

このような展開層４には、前述した分子中にアミノ基ま
たはカルボキシル基を持つ化合物が担持されている。

この化合物を展開層４に担持させる方法としては、化合
物を含む溶液（または分散液）を展開層４に含浸させ、
次いでこれを乾燥することにより行えばよい。

展開層４中における前記化合物の含有量は、化合物の種
類にもよるが、通常、化合物を試薬層３に含有させた場
合の量と同等またはそれより２０〜５０％程度増量とす
るのが好ましい。

なお、展開層４に対しては、検体の展開性を向上するた
めに親水化処理を施しておくのが好ましい、　親水化処
理の方法としては、界面活性剤の担持等が挙げられる。

このような展開層４は、試薬層３上に接着固定されてい
てもよいが、好ましくは試薬Ｎ３上に載置されている。

　即ち、両層３．４間は、それら自体で実質的に結合力
を有することなく接触しているのが好ましい。

このような構成としたことにより、展開層４上に展開さ
れた検体が試薬層３に到達し、浸透するまでの時間が短
くなり、また呈色反応に必要な酸素等の気体の透過性も
向上するため、反応速度が速まり、分析に要する時間が
短縮される。

このように、展開Ｎ４は、その下層の試薬層３に対し結
合力を有さないため、単に試薬層３上に載置されている
だけではズレを生じ、また試薬Ｍ３と展開層４との間に
空隙が生じ易い。　従って、実際に試験具１を使用する
際には、第２図に示すように、ホルダーまたはマウント
等と呼ばれる保持部材８により試験具１の周囲を挟持し
、展開Ｍ４を試薬層３に対し押圧、固定する。

この保持部材８は、互いに嵌合しつる第１保持部材片６
および第２保持部材片７で構成され、両保持部材片６お
よび７を嵌合した状態で、それぞれの挟持部６１および
７１が試験具１の周縁部を所定の圧力で押圧するように
なっている。

また、第１および第２保持部材片６および７のほぼ中央
部（挾持部６１．７１の内側）には、それぞれ開口６２
および７２が形成されている。

第１保持部材片６の開口６２は、分析器により支持体２
側から投光、受光を行って試薬１１！３の呈色の強度を
測定するための窓として設けられたものである。　一方
、第２保持部材片７の開ロア２は、検体を展開１４へ供
給するための空間として設けられたものである。

これらの開口６２および７２の形状としては、円形、だ
円形、正多角形等が挙げられる。

第１および第２保持部材片６．７の構成材料は、特に限
定されず、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩化
ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ等の各種樹脂、あるいは
、アルミニウム、ステンレス、等の金属等が挙げられる
。

第３図は、試験具１の他の使用形態を示す断面正面図で
ある。　同図に示すように、試験具１の展開層４の上に
さらに吸収層５を載置し、これらを前述と同様の保持部
材８により挟持した構成である。

吸収層５は、開ロア２から供給された検体のうち、余分
な検体を吸収、保持するもので、検体の供給量を一定に
するという役割を果す。

この吸収層５には、開ロア２とほぼ同様の形状の開口５
１が形成されている。

吸収層５の構成材料としては、織布、不織布、編物、濾
紙、多孔質吸水性ポリマー、ガラス繊維等が挙げられる
。

開ロア２より検体を滴下すると、検体は展開Ｎ４上で一
様に展開される。　このとき、吸収層５がある場合（第
３図参照）には、この吸収Ｊｉ１５に余分な検体が吸収
、保持される。

展開層４に浸透した検体は、その下層の試薬層３へ移行
する。　このとき、試薬層３に担持されている前記化合
物（例えば、４−ＡＡＰ）は検体中に溶出し、検体とと
もに試薬層３へ移行する。

これにより試薬Ｎ３中には試薬を構成する全ての成分が
集り、試薬として機能する。　従って、検体中に検出す
べき特定成分が存在すれば、所定の反応により呈色する
。

以上１本発明の試験具を図示の構成例について説明した
が、本発明は、これらに限定されるものではない、　特
に、前記化合物を担持させる層は、展開層４に限らず、
前記光反射層、吸収層５、保護層、その他種々の目的で
設けられた層または化合物の担持のために専用に設けら
れた層等、試薬層３より外方（支持体２と逆側）にある
層であればいずれでもよく、これらの層（試薬層３以外
の層）のうち１または２以上に前記化合物を担持させる
ことができる。

なお、本発明の試験具の用途は、検体（例えば、全血、
血清、尿、唾液等の体液）中の糖量分析に限らず、その
他、尿酸、ＧＯＴ、ＧＰＴ等の分析にも適用可能であり
、さらに食品や環境試料の分析等の他の分野への応用も
可能である。

く実験例〉 （本発明例） 親水化処理を施した厚さ１１５−のＰＥＴ製フィルムに
よる透明な支持体上に下記表１に示す組成の溶液を塗布
、乾燥し、乾燥膜厚約８戸の試薬層を形成した。

次いで、これを１　、５ｃａ＋Ｘ　１　、５ｃｍのサイ
ズに裁断し、その試薬層上に、下記表２に示す組成の溶
液な含浸、乾燥（４０℃、６０分）させた編物にット）
よりなる同サイズの展開層を載置し、さらにその上に織
布よりなる吸収層を載置し、これらを保持部材（マウン
ト）により挟持して密着させ、第３図に示す構成の試験
具Ａを得た。

表　　１ 試薬層の塗布液組成 成　　　分 ２０％ゼラチン水溶液 １Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ６） 界面活性剤（０，２５％Ａｅｒｏｓｏｌ−ＯＴ水溶液）
架橋剤（ＨＤＵ） Ｎ−エチル−Ｎ−（２−ヒドロキシ −３−スルホプロピル）−ｍ− トルイジンナトリウム グルコースオキシダーゼ ペルオキシダーゼ 酸化チタン 含有量 ｍｊ ｍｊ Ｏ，５ｍ１ ０ｍｇ ０ｍｇ ０ｍｇ ０ｍｇ ０．４ｇ 表　　２ 成 分 ４−アミノアンチピリン 蒸留水 展開層の含浸液組成 含有量 ２５ｍｇ ０ｍｊ （比較例１） 本発明例と同様の支持体上に下記表３に示す組成の溶液
を塗布、乾燥し、乾燥膜要約８−の試薬層を形成した。

次いで、これを１　、５ｃｍＸ　１　、５ｃ＋ａのサイ
ズに裁断し、その試薬層上に、本発明例と同素材の編物
よりなる同サイズの展開層を載置し、さらにその上に同
様の吸収層を載置し、これらを保持部材（マウント）に
より挟持して密着させ、第３図に示す構成の試験具Ｂを
得た。

表　　３　　　試薬層の塗布液組成 成　　　分 含有量 ２０％ゼラチン水溶液 １Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ６） 界面活性剤（０，２５％Ａｅｒｏｓｏｌ−ＯＴ水溶液）
架橋剤（ＨＤＵ） ４−アミノアンチピリン Ｎ−エチル−Ｎ−（２−ヒドロキシ −３−スルホプロピル）−ｍ− トルイジンナトリウム グルコースオキシダーゼ ペルオキシダーゼ 酸化チタン ｍｊ １１１ ０、５ｍ１ ０ｍｇ ０ｍｇ ０ｍｇ ０ｍｇ ０ｍｇ ｏ、４ｇ （比較例２） 下記表４に示す組成の塗布液を用いて試薬層を形成した
以外は比較例１と同様にして、試験具Ｃを得た。

表　　４　　　試薬層の塗布液組成 成　　　分 ２０％ゼラチン水溶液 １Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ６） 界面活性剤（０，２５％Ａｅｒｏｓｏｌ−ＯＴ水溶液）
架橋剤（ＨＤＵ） ４−アミノアンチピリン Ｎ−エチル−Ｎ−（２−ヒドロキシ −３−スルホプロピル）−ｍ− トルイジンナトリウム グルコースオキシダーゼ ペルオキシダーゼ 酸化チタン 含有量 ｍｊ ｍｊ Ｏ，５ｍ１ ０ｍｇ ２０ｍｇ ０ｍｇ ０ｍｇ ０ｍｇ ０．４ｇ 上記試験具Ａ％ＢおよびＣについて、ブドウ糖を含む検
体（血清）を用いて呈色させ、その呈色の状況を調べた
。　その詳細な手順は次の通りである。

まず、生理食塩水に濃度５０００　ｍｇ／ｄｌになるよ
うにブドウ糖を入れて溶解し、３７℃にて２時間熱処理
し、異性化させたものをブドウ糖原液とした。

次に、市販の標準血清（バイオラッド社製、ライフォチ
ェック生化学コントロール血清Ｉ）のブドウ糖濃度を市
販の測定キット（和光紬薬社製グルコーステストワコー
）により測定し、この測定値に基づき、標準血清に対し
ブドウ糖原液を、ブドウ糖濃度がそれぞれ１００．２０
０および４００　ｒｒｒｇ／ｄｊとなるように添加し、
３種の血清サンプルＮｏ、１．２および３を調整した。

上記試験具Ａ、ＢおよびＣを１０個づつ用意し、これら
各試験具の展開層上に、それぞれ上記３種の血清サンプ
ルＮ００１〜３を１０μβづつ滴下し、１分経過後、支
持体側にて投光、受光を行って、波長５６５ｎｍの反射
光強度を測定した。

このようにして得られた測定結果を下記表５、表６およ
び表７に示す。

なお、各表中の数値は、血糖値（ｍｇ／ｄｇを示すもの
である。

表 ５（本発明例） Ｎｏ、　　１ Ｎｏ、　　２ Ｎｏ、　　３ 平均値Ｘ 標準偏差ＳＤ 変動係数ＣＶ（％） 中間値上 中間信士（％） １１２．５ ４．０９ ３．６ １１１．５±７．５ ６．７ ３６ｇ、　８ ５．２９ １．４ ３６６、５±８．５ ２．３ 表 ６（比較例１） Ｎｏ、　　１ Ｎｏ、　　２ 平均値Ｘ 標準偏差ＳＤ 変動係数ＣＶ（％） 中間値上 中間信士（％） ８７．９ ４．２ ４．８ ８７．５±６，５ ７．４ １３６、４ ７．５ ５．５ １３０、５±１２．５ ９．６ ２２６、１ ９．３０ ４．１ ２２６±１５ ６．６ 表 ７（比較例２） Ｎｏ、　　１ Ｎｏ、　　２ Ｎｏ、３ 平均値Ｘ 標準偏差ＳＤ 変動係数ＣＶ（％） 中間値上 中間値上（％） １０３．７ ７．１７ ６．９ １０４、５±１１．５ １１．０ １９９、９ １１．７３ ５．９ １９７±１９ ９．６ ３５９．９ ２３、９９ ６．７ ３６２±３６ ９．９ 表５に示すように、本発明例では感度が高く、かつ得ら
れたデータにバラツキが少ない。

これに対し、表６に示すように、比較例１では、感度が
低く、かつ得られたデータにバラツキがある。

また、表７に示すように、比較例２では、比較例１に比
べ４−アミノアンチピリンを多量に添加しているため、
感度の低下は見られないが、得られたデータにかなりの
バラツキがある。　また、試験具Ｃの製造中、試薬層の
膜質なルーペで観察したところ、硬膜不良が生じていた
。

〈発明の効果〉 以上述べたように、本発明の試験具によれば、感度を高
く維持し、しかも定量値のバラツキを防止することがで
きるので、より正確な検出結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の試験具の構成例を示す断面正面図で
ある。 第２図および第３図は、それぞれ本発明の試験具を保持
部材に装填した状態の構成例を示す断面正面図である。 符号の説明 １・・・試験具 ２・・・支持体 ３・・・試薬層 ４・・・展開層 ５・・・吸収層 ５１・・・開口 ６・・・第１保持部材片 ７・・・第２保持部材片 ６１．７１・・・挟持部 ６２．７２・・・開口 ８・・・保持部材 １Ｇ、１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持体上に少なくとも２層を有する試験具であっ
   て、 前記支持体と隣接しない層に、分子中にアミノ基または
   カルボキシル基を持つ化合物を担持してなることを特徴
   とする試験具。
2. （２）前記化合物は、発色剤である請求項１に記載の試
   験具。
3. （３）前記化合物を、検体を展延する機能を有する展開
   層に担持した請求項１または２に記載の試験具。
4. （４）前記展開層は、織編物である請求項３に記載の試
   験具。