JPH0525306B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の背景］ 発明の分野 本発明はグルコース、エタノールのような低級
アルコール類、コレステロールおよび尿酸等の化
学物質の存在を検知するための、新規な改良され
た流体測定用試験具（以下「試験片」ともいう）
に関し、より詳細には、新規な改良されたグルコ
ース測定用試験具に関する。更に詳細には、本発
明はグルコース透過性の珪素含有重合性材料から
作られたキヤリヤーマトリツクスに組込まれた反
応体組成物（以下「反応体システム」ともいう）
を含む新規にして改良された全血適合型のグルコ
ース試験片、並びに全血中のグルコースを定量的
に測定するための新規にして改良された方法に関
する。 従来技術の説明 人間の血糖またはグルコース量の変動を測定す
る装置は、全米で700万人の多きに及び糖尿病患
者にとつて日々その必要性が高まつている。この
病気は血液の化学作用に危険な異常をもたらして
視力喪失や腎不全の原因になると考えられている
ことから、大多数の糖尿病患者は自ら定期的に検
査を行ない、そのグルコース濃度を適宜、通常は
インシユリン注射により調整する必要がある。イ
ンシユリンに依存している患者（糖尿病患者の約
10％〜15％）は医師の指示を受けて一日４回も血
糖量のチエツクを行なつている。 ここ数年、いくつかの尿分析キツトのひとつが
このような糖尿病患者にとつての解決法であつた
が、繰返し行なわれた改良にもかかわらず血液中
のグルコースの測定は不正確である。グルコース
のための尿検査法の初期の例は米国特許第
2387244号および第3164534号に記載されている。
その後、尿検査用試験片（試薬片）が開発され
た。しかし、グルコースのための尿検査は、特に
グルコースが尿中へ溢流する腎閾値は各個人によ
つて異なるため、その正確度に制約がある。その
上、尿中に糖（グルコース）が存在することは、
グルコースが尿へ達するまでの時間的遅れによ
り、検査の数時間前にグルコースが高すぎたこと
のしるしである。したがつて、尿から読取ること
はは尿検査の数時間前の血中グルコース濃度を表
示することである。 より正確な読取りは、血液から直接に読取りを
行なつてそのときのグルコース量をしらべること
によつて可能である。ある者は、在宅血液検査の
登場は1921年のインシユリンの発見以来、糖尿病
患者の看護における重要な進歩であると考えてい
る。在宅血中グルコース検査は全血検査用の試験
片の開発とともに可能になつてきた。この試験片
としては、グルコースをグルコン酸と過酸化水素
にする酸化反応に触媒作用を及ぼすことができる
グルコースオキシダーゼ等の酵素と、ｏ−トリジ
ン等の指示薬または被酸化性染料と、指示薬の酸
化に触媒作用を及ぼすことができる過酸化活性を
有する物質とからなる反応体システムが挙げられ
る。この染料または指示薬は、血液中のグルコー
ス濃度に応じた酸化の程度によつて視覚的に異な
つた色合いになる。 その反応システムにおいて生じる反応は下記の
ように示される。 グルコース＋O₂グルコースオキシダーゼ ―――――――――――→ グルコン酸＋H₂O₂ H₂O₂＋被酸化性染料過酸化活性物質 ―――――――→ 酸化染料＋H₂O（色変化） 現在の試験片には、上述のようにグルコースと
反応しうる反応体システムを含浸させた吸収性
の、例えばセルロース系の材料のようなマトリツ
クス材と、血球がマトリツクス材に付着するのを
防止するために血球を濾過しうるマトリツクス被
膜材が含まれる。被膜材は有色の血球が染料の酸
化によつて生じた染料の色彩を調べるのを妨げな
いようにするために必要である。有色の血球は色
彩分析の前に被膜材から抜き取るか洗い流すこと
ができる。血球濾過用被膜材はこれを付設するの
がむつかしく、そのために密着した均質な被膜を
有するものを製造するのが困難であつた。この種
の試験片の例は米国特許第3164534号と第3092465
号に記載されている。自己看護における長足の進
歩はマイルス・ラボラトリーズのエイムス・デイ
ヴイジヨンがそのビジデツクス（VISIDEX）家
庭用血液検査キツトを発表した1979年に見られ
た。ビジデツクス（VISIDEX）家庭用血液検査
キツトはケミカルコーテイングを施した使い捨て
のプラスチツク片である。指を突いて出した血液
をそのプラスチツク片に載せると、色変化が生じ
て、血液と接触した試験片からの光反射により血
液中のグルコース含量が表示される。 家庭用試験片のために現在用いられている技術
の最も重要な利点は、安価である（一回の使用当
りおよそ50セント）こととレスポンス（応答）時
間が短い（例えば１分）ことである。しかし、試
験片にはいくつかの重要な問題点がある。現在の
全血グルコース用試験片における最も重要な問題
点の一つは、確定できない量と濃度の反応体シス
テムを含浸させているということである。更に、
この反応体システム含浸試験片は、例えば吸湿性
材料等を用いたマトリツクスの完全に均質ではな
い化学吸収量の故に完全に均質な濃度を有する反
応体を製造することができない。更に、含浸の不
正確さと吸収性材料の分量による化学吸収量の差
異の故に、反応体の濃度は正確ではなく、試験片
の分量にしたがつて変化してしまう。また、グル
コース反応により生じた変化を視覚的により正確
に表示させるために吸収性材料の表面から血液を
抜い去つたり洗い流したりすることが、全血中に
見られるヘモグロビンやその他の着色体を濾過す
ることができるような保護膜を設けることなくし
ては吸収性材料の表面を容易に変化させうること
になり、それによりカラーチヤート比較と正確な
グルコース濃度測定を行なうことがよりいつそう
困難になる。 従来技術においてシリコーン重合材料がグルコ
ース透過性マトリツクス材料として用いられた例
はない。従来技術のシリコーンゴムは全血適合性
で酸素透過性を有するが、グルコース反応体マト
リツクス材料の必須の機能であるグルコース透過
性のものではない。米国特許第3979274号にはシ
リコーンゴムの二次膜を有する電極膜アセンブリ
ーの一例が開示されているが、その材料はグルコ
ース透過性ではない。 全血の他に、グルコースが測定できる体液が他
にもある。文献発表されたデータが示すところに
れば汗はグルコースを低濃度・不定濃度で含ん
だ、血液の限外濾液である。文献が示すところに
よれば間隙性の細胞外空間と筋内または皮下部分
におけるグルコース濃度は血中グルコースより低
いが、これは血中グルコースの良い目安であると
思われる。このように、グルコースは皮膚の下に
潜在的に有用な量で及んでいる。 従来、汗の中のグルコースを測定するセンサー
は試料を引き出したり繁雑な手順や試験設備を用
いたりする必要があつた。そのような従来のセン
サーの例は米国特許第4044772号、第4195641号お
よび第4329999号に開示されている。汗のような
体液の中のグルコースを測定するには非侵略性の
センサーが必要である。好ましいセンサーは精巧
な装置を伴なつたり繁雑な手順を要したりはしな
い。本発明によれば、以下に開示される試験片は
十分なグルコース透過性を有し、汗と接触したと
きに検知可能な色変化を起こすものである。 ［発明の概要］ 本発明の目的は、流体中の化学物質の相対濃度
を測定するための新規な改良された方法と試験具
を提供することである。 本発明の他の目的は、試験流体中のグルコース
との反応により色変化等の検知（視認）可能な変
化を試験具に生じさせ、それにより試験流体中の
グルコース濃度を表示する、新規にして改良され
たグルコース反応性試験具を提供することであ
る。 本発明の更に他の目的は、試験試料中の化学物
質と相互作用しうる反応体システムを製造過程中
に含有させたキヤリヤーマトリツクスであつて、
当該キヤリヤーマトリツクスが層状に重合中に除
去可能な少なくとも５重量％のキヤリヤー液中に
分散された水性珪素重合性化合物（以下「重合性
珪素含有化合物」ともいう）からなるものを含ん
だ新規にして改良された試験具と、そのような試
験具を製造する方法を提供することである。 本発明の更なる目的は、グルコース、酸素、コ
レステロール、エタノール等の低級アルコール類
および尿酸に対して透過性のキヤリヤーマトリツ
クスに、測定液中に存在するこれら化合物のいず
れかの相対濃度またはそれらの存否を測定するた
めに含ませた反応体システムを有する、新規にし
て改良された試験具およびそのような試験具を製
造する方法を提供することである。 本発明の他の目的は、硬化前に反応体システム
と比較的均質に混合し硬化後にグルコースと酸素
に対して透過性を有する重合性珪素含有化合物を
含んだキヤリヤーマトリツクスからなる、全血適
合性試験片を提供することである。 本発明の他の目的は、流体中の化学物質であつ
て高分子キヤリヤーマトリツクスを透過すること
ができ、製造工程中においてキヤリヤーマトリツ
クスの硬化が完了する前にキヤリヤーマトリツク
ス中に含有させた反応体システムと反応しうる化
学物質の存否を検知する、新規にして改良された
試験具およびそのような試験具を製造する方法を
提供することである。 本発明の更に他の目的は、反応体システムをキ
ヤリヤーマトリツクスの製造過程中にこれに含有
させることにより、グルコース応答に従来にない
予期しなかつた正確度を有する試験片を得ること
ができる、新規にして改良された全血グルコース
試験片を提供することである。 本発明の他の目的は、層状キヤリヤーマトリツ
クスの重合中に、試験具から除去可能な少なくと
も５重量％のキヤリヤー液中に分散された重合性
珪素含有化合物から作られた新規にして改良され
た試験具およびそのような試験具を製造する方法
を提供することである。 本発明の他の目的は、測定液中の所定の液状化
学成分と相互に作用しあい、測定液の所定の液状
化学成分に対して透過性のある硬化高分子層から
なる反応体システムのキヤリヤーマトリツクスを
有する、新規にして改良された試験片を提供する
ことである。 本発明の他の目的は、グルコースの定量分析用
の新規にして改良された試験具を提供することで
ある。 要約すれば、本発明は試験資料中の或る成分の
存否と相対濃度を測定するための新規にして改良
された試験具、そのような試験具の製造方法なら
びに検出方法に向けられている。この試験具は試
料成分と相互に作用し合つて検知可能なレスポン
スを示すことができる反応体システムを含有させ
たキヤリヤーマトリツクスからなる。家庭用にお
いて、この反応体システムにより視覚的に検知可
能なレスポンスが示される。本発明の試験具のキ
ヤリヤーマトリツクスは重合性シリコーン材料で
できた、新規にして改良された全血適合性のグル
コース透過性の細片または層からなる。反応体シ
ステムは水性珪素重合性化合物を重合させたマト
リツクス（以下「重合性キヤリヤーマトリツク
ス」ともいう）にその硬化完了前に均質に混合さ
れ、しかる後にマトリツクスは硬化されて所定の
濃度でキヤリヤーマトリツクス全体に均質に担持
されると共に、キヤリヤーマトリツクスが完全に
硬化した後、一定の成分のマトリツクス透過性を
維持する。 均質に混合された反応体システムを含有するキ
ヤリヤー液に不完全に硬化した状態で加えられた
重合性珪素含有化合物の分散液から作られた、新
規にして改良されたキヤリヤーマトリツクスは、
塗布またはその他の任意の手段によつて適当な支
持体上に塗設され、それにより試験具が層状に形
成される。これを層状に形成した後、重合性化合
物は硬化されて反応体システムを固定すると共に
キヤリヤーマトリツクスの成分透過性を維持す
る。この独特のキヤリヤーマトリツクスは全血適
合性があり、全血稀釈を行なうことなく試験片を
家庭で用いるようにすることができる。本発明の
試験片は全血適合性があり、酸素並びにグルコー
ス透過性があり、かつ大部分の妨害物を濾別する
ものであるので、この試験片により正確で反復性
のあるグルコースレスポンスを実現することがで
き、それにより一滴の全血からグルコース濃度を
より正確に視覚的に測定することが可能となる。 本発明に係わる試験片の他の利点は酸素透過性
が比較的高いことである。膜の酸素透過性が高い
ということは、グルコースの相互作用が全ての有
用なグルコース濃度範囲にわたつて反応体システ
ムの相互作用に酸素が関与するものである場合
に、グルコース濃度とグルコースの相互作用の可
視レスポンスとの関係で直線的なレスポンスが示
されることである。レスポンスが直線的であるこ
とによつてレスポンスの正確度と信頼性が増大す
る。また、レスポンスが直線的であることは、従
来技術において可能であつたよりもより高域およ
び低域における動的な読取りを可能にする。この
ような極限のレベルでの読取りこそ糖尿病患者に
とつて最も重大なものである。 本発明の上記およびその他の目的、利点、並び
に新規な特徴は、貼付の図面に依拠しつつ以下に
述べる本発明の好ましい態様についての下記の詳
細な説明から明らかになるであろう。貼付の図面
は本願実施例の試験片における、時間とグルコー
ス濃度に伴なう色変化を示す。４図全てにおい
て、反射率の測定は下記に記載されて公知のＫ／
Ｓ値に置換えてある：クベルカ、P.等、Z.Tec−
k.Phy.第12巻、593頁、1931年（Kubelka、P.et
al.、Z.Teck.Phy.12593（1931））およびコータム、
Ｇ、『反射率分光分析法；原理、方法、応用』、ス
プリンジヤー・エルレイ社、ニユーヨーク、1969
年（Kortam、G.、“Reflectance
Spectroscopy；Principles、Methods、
Application”）、Springer−Uerlay；New
York、1969）。 ［好ましい実施態様の詳細な説明］ 本発明の一つの重要な特徴として以下のことが
判明した。即ち、不完全に硬化した形態で、キヤ
リヤー液中の珪素化合物分散層として塗布される
重合性珪素含有化合物の分散液は、そのキヤリヤ
ー液が実質的に分散層に不溶で硬化中に分散液か
ら除去しうるものなので、乾燥して硬化すると予
期しなかつた程に高いグルコース透過性を有する
連続した層、フイルムまたは膜となり、試薬試験
片のキヤリヤーマトリツクスとして機能する。珪
素含有化合物は、モノマー、オリゴマー、プレポ
リマーまたは不完全に硬化したポリマーとして連
続相中に分散させることができる。キヤリヤーマ
トリツクスを形成する珪素化合物は、試験試料中
の一定の化学物質と相互に作用し合い検知可能な
レスポンスを生じさせることができる反応体シス
テムと混合され、当該マトリツクスは層状に硬化
されて片状に裁断される。硬化中に揮発作用等に
よつて除去されるキヤリヤー液の含有量は分散液
に対して少くとも５重量％、好ましくは10〜90重
量％である。 重合可能な、あるいは更に分散状に重合可能な
モノマー、オリゴマー、プレポリマーおよび不完
全に硬化したポリマーまたはそれらの混合物をは
じめとする重合性珪素含有化合物は、硬化中に連
続相が除去されてから分散層中で硬化または重合
されたときに硬化層を形成し、予期し得なかつた
程に良好な酸素およびグルコース透過性を有する
層または膜が得られることが判明した。重合性珪
素含有化合物は、乳化剤等を含ませることによつ
て連続相中に分散させた後、連続相の除去過程に
おいて任意の公知の方法で硬化させることができ
る。連続相の除去方法としては、本願において先
行例として挙げるジヨンソン（Johnson）等の米
国特許第4221688号または合わせて本願において
先行例として挙げるエリアス（Elias）の米国特
許第4427811号に開示されているように水を連続
相としたシリコーン乳濁液または分散液から水を
蒸発させる方法が挙げられる。更に、重合性珪素
含有化合物の分散液が、不完全に硬化した分散液
の形態を成した層として塗布され、かつ、キヤリ
ヤー液または連続相の少なくとも一部が最終的な
硬化の過程において分散液から除去しうる限り、
珪素含有化合物の分散液は適当な硬化触媒を含む
ことができるし、あるいは熱により硬化させるこ
ともできる。何らかの特定のメカニズムに限定さ
れることはないが、理論的には以下のことが考え
られる。即ち、重合過程において、凝集または重
合しつつある珪素含有重合体分子の整合がキヤリ
ヤー液の最終的な除去過程において生じて、凝集
する珪素含有重合体分子が硬化により、グルコー
ス反応の妨害物を排除しながら分子間へのグルコ
ースと酸素の透過が可能になるような形で結合す
るようになるということである。 本発明において有用な珪素含有化合物は、水の
ような実質的に不溶性のキヤリヤー液に分散させ
ることができて、分散状態で重合可能であり、か
つ、硬化により連続フイルムまたは層になりうる
ものである。 本発明の一態様において、重合性珪素含有化合
物はオルガノシロキサンであり、より詳細には、
ジオルガノシロキサン100単位に対してモノオル
ガノシロキサンが約１単位を最大限とした少数の
モノオルガノシロキサン単位を含みうる実質的に
線状種のジオルガノシロキサンの繰返し単位から
なるジオルガノシロキサンであつて、その重合体
鎖の各々の末端において珪素結合のヒドロキシル
基を末端基とするものである（本願において先行
例として挙げたジヨンソン等の米国特許第
4221688号参照）。 本発明の他の重要な態様によれば、キヤリヤー
マトリツクスを形成する重合性珪素含有化合物
は、水の連続相と陰イオン安定化シリコーン分散
相からなり、当該シリコーン相が水溶性珪酸塩と
ヒドロキシル基で末端がブロツクされたポリジオ
ルガノシロキサンとのグラフトコポリマーである
ものである。ザーム（Saam）の米国特許第
4244849号に開示されているように、このシリコ
ーン乳濁液はPHが8.5〜12の範囲にあり、長期間
の保存に対して安定で、周囲条件下で水を除去す
ることにより弾性の硬化連続層が得られるもので
ある。これらの珪素化合物はヒドロキシル基で末
端がブロツクされたポリジオルガノシロキサンと
アルカリ金属珪酸塩の相互作用から得られ、水性
乳濁液中でPHが例えば8.5〜12で陰イオン安定化
されたグラフト共重合体を形成する。しかし、安
定であることが重要でない場合にはこのPHは決定
的なものではない。例えば、この乳濁液は、マト
リツクス成分と反応体システムを均質に分散させ
た直後に層状に塗布して試験片を製造することが
できる。 『ヒドロキシル基で末端がブロツクされたポリ
ジオルガノシロキサン』なる表現は、モノオルガ
ノシロキサン単位を僅かな不純物程度以上には含
有しないジオルガノシロキサンの繰返し単位から
なる実質的に線状のポリマーを意味するものと理
解される。したがつてヒドロキシル基で末端がブ
ロツクされたポリジオルガノシロキサンは１分子
当り実質的に二つの珪素結合ヒドロキシル基を有
している。乳濁液から水を除去した後に得られた
生成物にゴム状弾性を付与するために、このポリ
シロキサンの重量平均分子量（Mw）は少くとも
5000であることが望ましい。重量平均分子量が
5000未満のポリシロキサン、例えば約90と低いも
のは、ポリマーが硬化により連続フイルムまたは
層を形成しうるのであればそれも有用である。引
張強さと破断点伸びは分子量が大きくなるにした
がつて向上し、約5000Mw以上で比較的高い引張
強さと伸びが得られる。しかしながら、キヤリヤ
ーマトリツクスのポリマーがここに述べる発明に
おいて有用であるためには、高い強度は必要では
ない。最大限のMwは水等のキヤリヤー液または
連続相中での乳化もしくは分散が可能な範囲のも
のである。不完全に硬化した分散ポリシロキサン
について重量平均分子量が約1000000までのもの
が本発明にとつて実用的であると思われる。硬化
したものについては膜の分子量に上限はない。重
合性分散シロキサンのこのましいMwは1000〜
700000の範囲である。 有用なヒドロキシル基で末端がブロツクされた
ポリジオルガノシロキサン上の有機基は、例え
ば、１基当り炭素数が７未満の一価の炭化水素基
と１基当り炭素数が７未満の２−（ペルフルオロ
アルキル）エチル基である。一価の炭化水素基と
しては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブ
チル、イソプロピル、ペンチル、ヘキシル、ビニ
ル、シクロヘキシルおよびフエニルが、また、２
−（ペルフルオロアルキル）エチル基としては、
例えば、３，３，３−トリフルオロプロピルおよ
び２−（ペルフルオロブチルメチル）が挙げられ
る。ヒドロキシル基で末端がブロツクされたポリ
ジオルガノシロキサンは少くとも50％がメチルで
ある有機基を有することが好ましい。好ましいポ
リジオルガノシロキサンはヒドロキシル基で末端
がブロツクされたポリジメチルシロキサンであ
る。 本発明の一つの重要な態様によれば、ヒドロキ
シル基で末端がブロツクされたポリジオルガノシ
ロキサンは陰イオン安定化水性乳濁液として用い
られる。この態様の目的において、『陰イオン安
定化』とはポリジオルガノシロキサンが乳濁液中
において陰イオン界面活性剤で安定化されること
を意味する。ヒドロキシル基で末端ブロツクされ
たポリジオルガノシロキサンのもつとも好ましい
陰イオン安定化水性乳濁液としては、フインドレ
ー（Findlay）等の米国特許第3294725号に記載
されている陰イオン乳化重合方法によつて製造さ
れたものが挙げられる。この米国特許は重合方法
を示し、かつヒドロキシル基で末端がブロツクさ
れたポリジオルガノシロキサンの陰イオン安定化
乳濁液を示す先行例としてここに挙げる。ヒドロ
キシル基で末端がブロツクされたポリジオルガノ
シロキサンを製造する他の方法はハイド（Hyde）
等の米国特許第2891920号に記載されている。こ
の米国特許も、ヒドロキシル基で末端がブロツク
されたポリジオルガノシロキサンとその製造方法
を示す先行例としてここに挙げる。これらの方法
は他のものも含めて公知のものである。 アルカリ金属珪酸塩、即ちコロイドシリカは、
本発明に用いられる長期間の保存に安定なマトリ
ツクス乳濁液を調製するための乳化シリコーン組
成物に含ませることができる。本発明のグルコー
ス透過性試験片を形成する乳濁液に好ましく用い
られるアルカリ金属珪酸塩は水溶性珪酸塩であ
る。このアルカリ金属珪酸塩は好ましくは水溶液
として用いられる。珪酸リチウム、珪酸ナトリウ
ム、珪酸カリウム、珪酸ルビジウムおよび珪酸セ
シウム等、いずれのアルカリ金属珪酸塩の水溶液
も用いることができる。 コロイドシリカは技術上周知であり、数多くの
ものが市販され、強度と保存安定性を増大させる
ために分散液に含ませることができる。煙霧質コ
ロイドシリカや沈降コロイドシリカをはじめとし
て、いずれのコロイドシリカも用いることができ
るが、水性媒体中のコロイドシリカとして入手で
きるものが好ましい。水性媒体中のコロイドシリ
カは通常、ナトリウムイオン、アンモニアまたは
アルミニウムイオン等で安定化された形態で入手
できる。ナトリウムイオンで安定化された水性コ
ロイドシリカは乳濁液を調製するのに特に有用で
ある。それはPHの要件がそのようなナトリウムイ
オン安定化コロイドシリカを用いることによつて
満たされて、PHを例えば8.5〜12の範囲に調整す
るために新たな成分を加える必要がなくなるから
である。本願において用いる『コロイドシリカ』
なる表現は、粒径が0.0001〜0.1μｍのシリカを意
味する。好ましくは、コロイドシリカの粒径は
0.001〜0.05μｍである。 コロイドシリカは、乾燥粉末の形で、または水
性分散液として陰イオン安定化ヒドロキシル化ポ
リジオルガノシロキサンに添加することができ
る。最善の方法はコロイドシリカをコロイドシリ
カのナトリウムイオン安定化水性分散液の形で添
加することである。このようなコロイドシリカの
ナトリウムイオン安定化水性分散液は多くのもの
が市販されている。通常、これら市販のコロイド
シリカは15〜30重量％のコロイドシリカを含み
8.5〜12の範囲のPHを有する水性分散液として入
手できる。 ナトリウム珪酸塩またはカリウム珪酸塩の水溶
液は周知のものであり市販もされている。この水
溶液は一般に非晶質シリカの離散粒子を有意量で
は含有せず、通常は水ガラスと呼ばれている。ア
ルカリ金属珪酸塩の水溶液中のアルカリ金属酸化
物に対するSiO₂の重量比は厳密ではなく、通常、
ナトリウム珪酸塩の場合は約1.5〜3.5、カリウム
珪酸塩の場合は2.1〜2.5の範囲で変動しうる。ア
ルカリ金属珪形酸塩水溶液は本発明の乳濁液を製
造するのに特に有用である。それは、珪酸塩溶液
を添加することによつて、色変化を起こす組成物
である反応体システムを加える以前に乳濁液のPH
がしばしば8.5〜12の範囲になり、その結果、乳
濁液のPHを調製するために新たな成分を用いる必
要がないからである。他のアルカリ金属珪酸塩水
溶液で、例えばアルカリ金属の水酸化物水溶液中
で珪酸エステルを加水分解して得られるものもま
た、もちろん、本発明に用いることができる。 本発明の一態様によれば、重合性珪素含有化合
物は乳濁液中にアルカリ金属珪酸塩の水溶液と重
合性珪素含有化合物を合わせることによつて分散
させ、それによりグラフト共重合体が分散粒子と
して形成される。シリコーン乳濁液を調製するた
めの好ましい手順は、一種以上の、ヒドロキシル
基で末端がブロツクされたポリジオルガノシロキ
サンの陰イオン安定化水性乳濁液にアルカリ金属
珪酸塩を加え、反応体システムを添加する前に乳
濁液のPHを約8.5〜12に調整し、その後、周囲条
件下で水を除去してエラストマー生成物が形成さ
れるような時間をかけて乳濁液を熟成させること
である。この態様においては、溶解した珪酸塩と
分散状態のヒドロキシル基で末端がブロツクされ
たポリジオルガノシロキサンを含んだ乳濁液のPH
は乳濁液の生成にとつて重要である。8.5〜12の
PHはアルカリ金属珪酸塩を溶解した状態に維持す
るので、溶解した珪酸塩と分散したシロキサンと
の十分なグラフト共重合がキヤリヤー液（例えば
水）の除去過程において行なわれ、それにより、
本発明の試験片を形成する層として付設されたと
きに重合を進行させ、あるいは更に珪素含有化合
物の重合を進行させることのできる乳濁液が得ら
れる。PHが上記の範囲より低いとアルカリ金属珪
酸塩から珪酸が生成される。珪酸は不安定なの
で、急速に縮合重合して乳濁液をゲル化すること
がありうる。珪酸の生成はPH10〜12でほとんど完
全に抑制され、溶解したアルカリ金属珪酸塩と分
散したシロキサンとの反応はPH10〜12の範囲でよ
り急速に進行するので、このようなPH域がアルカ
リ金属珪酸塩を含む乳濁液にとつて好ましい。そ
れ以外の場合、反応体システムを含有した珪素化
合物含有乳濁液のPHは約7.5〜11または11.5に保
たれる。 この珪酸塩重合の例で得られたシリコーン乳濁
液は、反応体システムが含有された−またはされ
ない状態で、溶解した珪酸塩と分散したシロキサ
ンとの間に相互作用をもたらすのに十分な時間を
かけて熟成され、その結果、ここに先行例として
挙げるザームの米国特許第4244849号に開示され
ているように、周囲条件下で水が除去されてエラ
ストマー生成物が生成される。熟成時間は、ポリ
ジオルガノシロキサン100重量部に対して0.1〜２
重量部の量で有機錫塩を用いると効果的に短縮さ
れる。乳濁液において有用と思われる有機錫塩と
しては、モノ、ジおよびトリ有機錫塩が挙げられ
る。用いられる錫塩の陰イオンは厳密なものでは
なく、カルボン酸塩のような有機陰イオンが一般
に好ましいが、有機または無機のいずれも可であ
る。用いることができる有機錫塩としては、オク
チルスズトリアセテート、ジオクチルスズジアセ
テート、ジデシルスズジアセテート、ジブチルス
ズジアセテート、ジブチルスズジブロマイド、ジ
オクチルスズジラウレートおよびトリオクチルス
ズアセテートが挙げられる。好ましいジオルガノ
スズジカルボン酸塩はジオクチルスズジラウレー
トである。 ヒドロキシル基で末端がブロツクされたポリジ
オルガノシロキサン等の重合性珪素含有化合物の
安定化乳濁液中の濃度は厳密なものではない。そ
れは特に、水または他の連続相キヤリヤーが本発
明の試験片のフイルムまたは層の形成過程におい
てSi相が硬化する間に除去されるからである。 用いられるアルカリ金属珪酸塩とヒドロキシル
基で末端がブロツクされたポリジオルガノシロキ
サンとの相対量はかなりな範囲にわたつて変動し
うる。シロキサン100重量部に対して0.3〜30重量
部の珪酸塩を用いたときに好ましいゴム状弾性が
得られる。 本発明においてグルコース透過性を有する珪素
含有ポリマーの連続キヤリヤーマトリツクスを形
成するのに有用な分散液を得るための他の有用な
重合性珪素含有化合物としては、ここに先行例と
して挙げるウイリング（Willing）の米国特許第
4248751号に開示されているように、珪素に結合
した水素原子を有する有機珪素化合物と共に分散
させられた、ビニル基で末端がブロツクされたポ
リジオルガノシロキサンが挙げられる。このウイ
リングの特許に開示されているように、これらの
珪素化合物は一般に、水と界面活性剤を用いて珪
素結合水素原子を有する有機珪素化合物と共にビ
ニル基で末端がブロツクされたポリジオルガノシ
ロキサンを乳化させることによつて分散させて乳
濁液を調製し、その後、白金触媒を加え、乳濁液
を加熱することによつて架橋シリコーンを形成す
る。 ビニル基で末端がブロツクされたポリジオルガ
ノシロキサンはジオルガノビニルシロキシ単位で
末端がブロツクされたポリジオルガノシロキサン
のいずれでもよく、次式で表わすことができる。 （CH₂＝CH）R₂SiO −（R₂SiO）〓SiR₂（CH＝CH₂） 式中、Ｒはそれぞれ１価の炭化水素基または１価
のハロゲン化炭化水素基であり、χポリマー中の
ジオルガノシロキサンの繰返し単位数を表わす。
この１価の基は技術上公知のもののいずれでもよ
いが、好ましくは炭素数が６以下のものである。
好ましいポリジオルガノシロキサンとしては、１
価の有機基がメチル、エチル、フエニル、３，
３，３−トリフルオロプロピルであるもの、およ
びそれらの混合物で少なくともメチル基が50％を
占めるものが挙げられる。ポリジオルガノシロキ
サンは同種のジオルガノシロキサンの繰返し単位
を有するか、またはジメチルシロキサン単位とメ
チルフエニルシロキサンとの組合わせのような二
種以上のジオルガノシロキサンの繰返し単位を有
する単一型ポリマーであつてもよい。二種以上の
ポリジオルガノシロキサンの混合物もまた有用で
ある。χの値は、これらシロキサンが分散層で最
終的に硬化するとχの値は急増してしまうので厳
密なものではない。本発明にとつてふさわしいポ
リジオルガノシロキサンの上限は、硬化完了後に
連続層を生成するに足る均質な層を得るべく分散
されて均質な分散液を形成することができなくな
る限界によつてのみ制限される。 このビニル基で末端がブロツクされた態様によ
れば、このポリジオルガノシロキサンと共に分散
させられる有機珪素化合物またはその混合物は珪
素結合水素原子を有するものである。有機珪素化
合物は、架橋剤として有用な珪素結合水素原子を
有すると共に珪素結合水素原子の平均数がオルガ
ノシロキサン１分子当り少なくとも2.1である化
合物またはそのような化合物を組合わせたもので
あればよい。このような有機珪素化合物は技術上
公知であり、ここに先行例として挙げる米国特許
第3697473号に記載されている。好ましい有機珪
素化合物としては、HSiO_1.5、R′HSiO、
R′₂HSiO_0.5、R′SiO_1.5、R′₂SiO、R′₃SiO_0.5および
SiO₂から選ばれる単位で構成されたシロキサン
であつて、１分子当り少なくとも2.1個の珪素結
合酸素原子が有るものが挙げられる。R′はそれ
ぞれ、好ましくは、炭素数が１〜12のアルキル
基、フエニルおよび３，３，３−トリフルオロプ
ロピルから選ばれる。 ビニル基で末端がブロツクされたジオルガノシ
ロキサンと有機珪素化合物の量は、それぞれのビ
ニル基または珪素結合水素原子の重量単位が相当
に変動するので、広範な重量範囲で変動しうる。
この『重量単位』は分子量を１分子当りのビニル
基の数または１分子当りのSiHの数で割ることよ
り求められる。膜中の架橋分子はポリジオルガノ
シロキサンのビニル基と有機珪素化合物の珪素結
合水素原子（SiH）との反応によつて形成される
ので、それぞれの量はビニル基に対するSiHの比
率によつて決定される。化学量論的に見れば１ビ
ニル基当り約1SiHが必要な全てと言えるであろ
うが、SiHの反応性はその反応の有効性と同様に
大きく変動しうる。このため、ビニル基に対する
SiHの比率は化学量論量を越えて変動しうるもの
であり、それでもなお層状に重合可能な生成物を
もたらすことによりグルコース透過性の連続キヤ
リヤーマトリツクス片を提供することができるの
である。好ましくは、ビニル基で末端がブロツク
されたポリジオルガノシロキサンと有機珪素化合
物は、ビニル基に対するSiHの比率が0.75／１〜
４／１、最も好ましくは0.75／１〜1.5の範囲で
変動しうるように組合わされる。 白金触媒は珪素結合水素原子の珪素結合ビニル
基への添加に触媒反応を及ぼすものとして知られ
ているいずれの白金触媒であつてもよい。白金触
媒は、白金そのものまたはシリゲルや粉末木炭等
の担体に付着させたものから塩化第二白金や白金
の塩類や塩化第二白金酸に至るまで、いずれの公
知の形態のものであつてよい。白金触媒のシロキ
サンへの分散性は、それを米国特許第3419593号
に記載されているようなビニル基含有シロキサン
で錯体を形成させることにより増大する。 用いられる白金触媒の量については、ポリジオ
ルガノシロキサンと有機珪素化合物を合計した重
量の100万重量部に対して少なくとも0.1重量部の
白金が存在するようにすべきである。好ましく
は、用いられる触媒の量はポリジオルガノシロキ
サンと有機珪素化合物の100万重量部に対して１
〜20重量部である。経済的配慮が重要でない場合
にはより多い量の白金を用いることができる。 分散液に白金触媒が含まれていて、かつ、試験
具ないしは試験片の形成のために分散液を層状に
する前にそれが完全硬化するのを防ぐために白金
触媒抑制剤が望ましい場合においては数多くの種
類の公知の抑制剤がある。これら抑制剤は白金触
媒の活性を遅延させまたは抑制するが、白金触媒
を高温、例えば約70℃で活性にする。分散液中の
キヤリヤー液が水であるときは、抑制剤の選択に
際して、水または界面活性剤でその有効性が損な
わないようなものや乳濁液を損なわないようなも
のを選ぶべきである。効果的な抑制剤としては、
米国特許第3445420号に記載のアルキノールおよ
びその他のアセチレン化合物が挙げられる。その
他の白金触媒抑制剤としては、米国特許第
3188299号、第3188300号、第3192181号、第
3344111号、第3383356号、第3453233号、第
3453234号、および第3532649号に定義されている
ものが知られている。分散液組成物はSi含有化合
物を部分的に架橋してキヤリヤー液中に架橋粒子
が分散させられた安定な乳濁液を調製するに足る
時間をかけて加熱される。反応体システムをキヤ
リヤーマトリツクスの分散液に均質に混合した
後、分散混合物は耐久性（例えばポリスチレン、
紙、ガラス、ポリエチレン、金属箔、ポリエチレ
ンテレフタレート）支持体または着脱可能な支持
体上に層状に塗布され、この層を更に硬化させて
グルコース透過性の連続シートを形成し、しかる
後にこれを薄片に分断する。 キヤリヤーマトリツクスからキヤリヤー液を蒸
発させるのを助けるため、室温または赤外線加熱
若しくは種々の手段の組合せによる高温下で乾燥
空気流またはガス流を用いることができる。水等
のキヤリヤー液を蒸発させるために促進手段を用
いる場合には、急激に離散する水蒸気によつてキ
ヤリヤーマトリツクス層が好まずして不連続状に
ならないように注意すべきである。 本発明の硬化キヤリヤーマトリツクスの構造上
の一体性を高めるために有用な他の補強材として
は、ここに先行例として挙げるヒユブナー
（Huebner）等の米国特許第4288356号に開示され
ている共重合体が挙げられる。この共重合体は乳
化重合されたもので、少なくとも一個の不飽和有
機単量体と少なくとも一個の不飽和有機珪素単量
体少から選ばれる遊離基重合した単量体からな
る。この共重合体は１〜７重量％の不飽和有機珪
素単量体と93〜99重量％の有機単量体から得られ
る。遊離基重合により重合体を生成するのに一般
に用いられるいずれの不飽和有機単量体も、それ
自体でまたは組合わせて用いることができるもの
と思われる。例えば、スチレン、メチルメタクリ
レートおよび塩化ビニルが挙げられる。不飽和有
機珪素単量体は、用いられる不飽和有機単量体ま
たは複数の不飽和有機単量体の混合物と共重合す
るか、または共重合体を得るために用いられる乳
化重合法の条件下でSiOHを生成する不飽和のシ
ラン、シロキサンまたはシラザンであればよい。 この不飽和有機珪素単量体は、式： R′R″〓Si（Ｒ）_3-〓 （式中、R′はビニル、アリル、アクリルオキシ
プロピルまたはメタクリルオキシプロピルのよう
なオレフイン不飽和基、R″は炭素数が１〜４の
アルキル基またはフエニル基、Ｒは−OR″、−
OCOR″またはハロゲンのような加水分解基、お
よびχは０、１または２を表わす）のシランであ
つてもよい。不飽和有機珪素単量体はまた、
式：：（R′R″SiO）_a（式中、R′およびR″は前記と
同じ意味を有しａは３〜６を表わす）の環状シロ
キサンであつてもよい。不飽和有機珪素単量体は
また、式：R′R″₂Si−NH−SiR″₂R′（式中、R′お
よびR″は前記と同じ意味を有する）のジシラザ
ンであつてもよい。不飽和有機珪素単量体はま
た、式：（R′R″SiNH）₃（式中、R′およびR″は前
記と同じ意味を有する）の環状シラザンであつて
もよい。好ましい不飽和有機珪素単量体はビニル
トリエトキシシランである。 不飽和有機珪素単量体の具体例としては、 ViMeSiCl₂、ViMe₂SiOMe、 ViMeSi（OET）₂、ViSi（OEt）₃等のシラン；
（ViMe₂Si）₂O、 （ViMeSiO）₃、（ViMeSiO）_a （ａは３〜６）等のシロキサン；および （ViMe₂Si）₂NH、 （ViMeSiNH）₃等のシラザン；（式中、Meは
メチル基、Etはエチル基およびViはビニル基で
ある）が挙げられる。 不飽和有機単量体と不飽和有機珪素単量体はそ
のような共重合を行なう通常の方法により乳化重
合することができる。その方法の一つはブラツク
ダーフ（Blackdarf）の米国特許第3706697号に
記載されており、遊離基発生剤を用いた有機単量
体の乳化重合によりアクリル酸エステルとアクリ
ルオキシアルキルアルコキシシランを共重合させ
る方法を示す先行例としてここに挙げる。 例えば、水と陰イオン界面活性剤の混合物を調
製してから、スチレンとビニルトリエトキシシラ
ンの混合物を窒素ガスシールしながら徐々に加え
る。その後、過硫酸アンモニウムを重合触媒とし
て加える。混合物を加熱すると重合が開始する
が、反応温度を調節して乳濁液が発熱反応により
加熱しないようにする必要がある。重合完了後、
乳濁液をPH７より大になるように調整する。 共重合体はポリジオルガノシロキサン等の重合
性珪素含有化合物100重量部に対して乳化重合共
重合体が５〜100重量部の量で添加される。共重
合体の添加はポリジオルガノシロキサンの補強材
または充填材としての役割を果たす。重合性珪素
含有化合物100重量部に対して共重合体を５〜25
重量部添加することにより、SiO₂のような他の
充填材を加えることなく所望のグルコース透過性
と強度を備えた強化膜が得られる。添加される共
重合体の量が25〜60重量部の場合は乳濁液を乾燥
させて得られる最終生成物はより高い強度の膜に
なる。加える共重合体が多ければ多いほど最終生
成膜は硬く弾性のないものになる。 本発明の一態様によれば、アルキルスズ塩を分
散液に加えることにより、キヤリヤー液の揮発等
による除去過程において最終的な乳濁液の硬化に
触媒作用を及ぼして硬化膜を得る。好ましい塩は
ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウ
レートおよびジオクチルスズジラウレート等のジ
アルキルスズジカルボン酸塩である。最も好まし
いものはジブチルスズジラウレートである。触媒
の乳濁液は、ポリジオルガノシロキサン等の重合
性珪素含有化合物100重量部に対して0.1〜２重量
部のアルキルスズ塩が得られるのに十分な量で用
いられる。より多い量で用いてもよいが、有用な
目的に適うことにはならない。 硬化キヤリヤーマトリツクスの物理的性質を高
めるために、式：A_n−Si（OR）_4-nのシラン架橋
剤を加えてもよい。このシラン架橋剤における基
Ａは水素原子、炭素数が１〜６の一価の炭化水素
基および炭素数が１〜６の一価のハロゲン化炭化
水素基からなる群から選ばれる基である。好まし
い基はメチル、エチル、フエニルおよび３，３，
３−トリフルオロプロピルであり、メチルが最も
好ましい。基Ｒは水素原子、または炭素数が１〜
４のアルキル基、

【式】

【式】 −CH₂CH₂OH、−CH₂CH₂OCH₃または−
CH₂CH₂OC₂H₅基である。シラン分子上のＲは同
一でも異なつてもよい。Ａ基の数は０または１で
よく、このことはシラン分子が本発明の最終生成
膜の硬化の際に架橋剤として機能するために三ま
たは四官能性のものであればよいことを意味して
いる。シラン上のOR基は本発明の膜の硬化過程
においてSiOHを形成する加水分解基である。好
ましいシラン架橋剤はメチルトリメトキシシラン
である。シラン架橋剤は所望の架橋度を得るのに
十分な量で含めることができる。用いる量は重合
性珪素含有化合物のヒドロキシル含有量と選ばれ
た架橋剤の分子量に依存する。使用する架橋剤が
多いほど膜は硬く、弾性が低くなる。好ましいメ
チルトリメトキシシラン架橋剤の有用な量はポリ
ジオルガノシロキサン100重量部に対してシラン
１〜７重量部の範囲で変動する。 完全硬化前に含有させる均質に混合された反応
体システムを有し、完全硬化後にグルコース透過
性になるキヤリヤーマトリツクスを重合により形
成することが可能な他の有用な珪素含有化合物と
しては、ここに先行例として挙げるソーキン
（Sorkin）の米国特許第3624017号に開示されて
いるジオルガノシロキサンと任意の加水分解性シ
ランとの共重合体が挙げられる。 ジオルがノシロキサンは分散液中に単量体また
は重合体として含まれていてよい。単量体は分散
液または乳濁液中で部分的に重合されてからシラ
ンを加えてジオルガノシロキサン重合体と共重合
させることができる。この共重合体とともに乳濁
液を作るのに用いられる界面活性剤としては陰イ
オン性でも陽イオン性でも非イオン性でもよく、
強酸または強塩基のように、共重合開始に有用な
いずれの触媒も用いることができる。出発材料の
ジオルガノシロキサンは環状のものでも線状のも
のでもよく、このジオルガノシロキサンの分子量
は厳密なものではない。 重合性珪素含有化合物の分散液は諸成分を広範
な濃度範囲で含んでいてよい。好ましい濃度範囲
は所望のキヤリヤーマトリツクスの厚みに依存す
る。例えば、キヤリヤー液または連続相が蒸発し
ても亀裂が生じないような厚さ0.5mmのマトリツ
クスを得るためには、キヤリヤー液例えば水100
重量部に対して珪酸塩とポリジオルガノシロキサ
ンの合計量が67〜160重量部の範囲で分散液を用
いるのが改善である。好ましい試験方厚みは0.13
〜0.64mm（0.5〜25ミル）、例えば0.11mm（4.5ミ
ル）である。 分散液を形成するために乳化剤をキヤリヤーマ
トリツクス組成物に配合する場合には、乳化剤の
量は乳濁液の２重量％未満であつてよく、乳化剤
はヒドロキシル基で末端がブロツクされたポリジ
オルガノシロキサンを調製するための乳化重合法
に用いられる中和スルホン酸から得ることができ
る。 陰イオン界面活性剤は好ましくは、米国特許第
3294725号に示されているように、ヒドロキシル
基で末端がブロツクされたポリジオルガノシロキ
サンを形成するための乳化重合に用いられる界面
活性なスルホン酸の塩である。この米国特許は界
面活性なスルホン酸およびその塩を示す先行例と
してここに挙げる。スルホン酸のアルカリ金属塩
が好ましく、特にそのナトリウム塩が好ましい。
スルホン酸の例として脂肪族基で置換されたベン
ゼンスルホン酸、脂肪族基で置換されたナフタレ
ンスルホン酸、脂肪族スルホン酸、シリルアルキ
ルスルホン酸および脂肪族基で置換されたジフエ
ニルエーテルスルホン酸が挙げられる。他の陰イ
オン性乳化剤としては、例えば、アルカリ金属ス
ルホリシノール酸塩；脂肪族のスルホン化グリセ
リルエステル；スルホン化一価アルコールエステ
ルの塩；オレイルメチルタウリドのナトリウム塩
等のアミノスルホン酸のアミド；α−ナフタレン
モノスルホン酸ナトリウム等のスルホン化芳香族
炭化水素のアルカリ塩；ナフタレンスルホン酸と
ホルムアルデヒドとの縮合物；およびラウリル硫
酸アンモニウム、ラウリル硫酸トリエタノールア
ミン、ラウリルエーテル硫酸ナトリウム等の硫酸
塩が用いられる。 非イオン性乳化剤もまた陰イオン性乳化剤に加
えてキヤリヤーマトリツクス乳濁液に含ませるこ
とができる。このような非イオン性乳化剤として
は、例えば、サポニン；酸化テトラエチレンのド
デシルエーテル等の、脂肪酸と酸化エチレンとの
縮合物；酸化エチレンとソルビタントリオレエー
トとの縮合物；酸化エチレンのイソドデシルフエ
ノールとの縮合物等の、側鎖を有するフエノール
化合物と酸化エチレンとの縮合物；および重合エ
チレンイミン等のイミン誘導体が挙げられる。 本発明のグルコース透過性試験片を形成するの
に用いられる重合性珪素含有化合物には、分散液
または分散液から得られる硬化重合膜生成物の特
性を変えるための付加的成分を含ませてもよい。
例えば、増粘剤を加えて分散液の粘度を変える
か、分散液にチキソトロピーを与えてもよい。ま
た、分散液に消泡剤を加えて、製造過程や被覆ま
たは層の状態で硬化する過程において気泡が生じ
るのを減少させてもよい。 膜を強化し、増量し、または着色するために充
填材を分散液に加えてもよい。有用な充填材とし
てはコロイドシリカ、カーボンブラツク、クレ
ー、アルミナ、炭酸カルシウム、石英、酸化亜
鉛、マイカ、二酸化チタンおよびその他の公知の
ものが挙げられる。これら充填材は微粉末化すべ
きであり、カーボンブラツクの水性分散液のよう
に、それらが市販されているならば、そのような
充填材の水性分散液を用いるのが有利である。重
合性珪素化合物を含んだ分散液には充填材は不要
であるが、それを乾燥または水に溶かした状態で
加えることによつて試験片に優れた特性を与える
ことができる。 充填材の平均粒径は好ましくは10μｍ未満であ
る。有用な充填材は最低0.05μｍの平均粒径を有
する。これらのシリコーン乳濁液を最終硬化のた
めに塗布して本発明のグルコース透過性の試験具
を形成する場合、水または他の非溶剤キヤリヤー
液は蒸発するか、あるいは除去されて、試験溶液
との相互作用を果たすべくキヤリヤーマトリツク
ス全体に亙つて堅固に、かつ均質に固定される反
応体システムを含有する、グルコースならびに酸
素透過性の試験片を残すことになる。キヤリヤー
液の蒸発は、分散液の膜厚と塗布方法に応じて、
通常数分から約１日以内で完了する。本発明の他
の重要な利点は、構造上の一体性を一層高めるた
めにポリエチレンテレフタレートのような適当な
支持体層の上にキヤリヤーマトリツクスを硬化さ
せたい場合でも、極性、無極性いずれの支持体に
対しても優れた接着性が示されることである。 本発明は、蒸発によつてシリコーン分散液のキ
ヤリヤーマトリツクスから連続相を除去する態様
に限られることなく、他の方法、例えば凝固のよ
うな手法も有用であると理解されるべきである。
重合可能な珪素含有分散液を加熱することにより
キヤリヤー液をより迅速に除去し硬化膜をより迅
速に得ることもまた有利なことである。 本発明によれば、ここに開示したグルコース透
過性の高分子キヤリヤーマトリツクスは、試験試
料中の何らかの反応成分の存否および／または濃
度を検定するためのマトリツスに分散せしめうる
公知の反応システムと結合させたときに有用であ
る。 グルコースの測定というより広い見地において
は、本発明はグルコース酵素と、グルコースが関
与する反応に酵素が触媒作用を及ぼす過程におい
て生成する一またはそれ以上の化合物と色変化を
起こしうる物質とからなる指示薬を意図してい
る。グルコースが関与する反応過程において生成
される化合物は、それ自体は何の色変化も起こさ
ないか、または僅かな色変化しか起こさないが色
形成物質と反応して色を出す他の物質と交互に反
応しうる。一以上の物質がその反応過程で生成し
た化合物と色形成物質の間に介在しうる。酸素は
生物学的触媒であり、それらの多くが単一の、特
定の、かつ予め定められた化学物質との特別な反
応に触媒作用を及ぼすための尋常ならざる特異性
を有している。意図されたグルコース酵素は、そ
れが試験液に含まれるときにグルコースの反応に
触媒作用を及ぼし、それにより所定の反応生成物
を作り出すものである。指示物質は反応生成物ま
たは介在物質の存在下、色を形成するか色変化す
ることが可能なものである。酵素および、色形成
または色変化成分の量については、反応体の度合
が反応体システムにおいて検知可能な変化を起さ
せるのに十分な程度の量をマトリツクスの反応体
システムに含ませればよい。例えば、グルコース
オキシターゼ等のグルコース酵素と西洋わさび
（horseradish）ペルオキシダーゼ等の過酸化活性
を有する物質の適切な量は、例えば、約20グラム
の重合性珪素含有マトリツクス材料において1000
〜100000単位である。色形成または色変化成分に
適切な量は、例えば、マトリツクス材料の反応体
システムの総量に対して、乾量基準で0.01〜30重
量％、好ましくは１〜10重量％である。マトリツ
クス材料と反応体システムのPHは、例えば７〜
11、好ましくは８〜10である。 色形成物質は反応体システムに組込まれるが、
その反応体システムは、グルコースとグルコース
オキシターゼと酸素との反応の結果、液状媒体中
において、生成した過酸化水素により酸化または
還元され、あるいはグルコースオキシダーゼ中に
存在する還元フラビンによつて還元され、それに
より着色材料または元の物質の色とは異なる色の
材料が得られる。この色形成物質は過酸化水素の
直接反応の結果として色変化を起こすのでなくて
よく、過酸化水素によつて作用されるがそれ自身
高度に着色しない他の化合物に介在されればよ
い。 本発明の好ましい態様によれば、反応体システ
ムは二重酵素システムからなり、そのうちの一方
の酵素はグルコースの転換に触媒作用を及ぼして
過酸化水素を生成し、他方の酵素は過酸化活性を
有する。前記の指示薬はまた、グルコースの存在
時に過酸化水素が生成されるときに増感される色
形成物質をもたらす。 本発明の好ましいグルコース指示薬はグルコー
スオキシダーゼと、ペルオキシダーゼまたは過酸
化活性を有するペルオキシダーゼ状物質と、過酸
化水素の存在下で色形成または色変化しうる化合
物とからなる。本発明のマトリツクスに含まれる
反応体システムがグルコースまたは糖尿病患者の
血液等のグルコース含有物質と接触すると、ペル
オキシダーゼが過酸化水素と色変化化合物との反
応に触媒作用を及ぼして酸化した状態の化合物を
生成する。この色変化化合物は、過酸化活性を有
する物質の存在下で過酸化水素による作用を受け
ると色を出し、または色を変えることのできるも
のであればいかなる化合物であつもよい。過酸化
活性を有する化合物は反応体システムに二つ以上
存在すればよい。例えば、沃化ナトリウムがテト
ラメチレンベンジジンまたはグアヤクゴムと共存
してもよい。 ペルオキシダーゼと、過酸化水素と過酸化活性
を有する物質との存在下で色形成を起こすペルオ
キシダーゼ状物質の色形成物質としては、下記の
物質が挙げられる。 (1) アニリンおよびその誘導体、ｏ−トルイジ
ン、ｐ−トルイジン等のモノアミン類； (2) ｏ−フエニレンジアミン、Ｎ，N′−ジメチ
ル−ｐ−フエニレンジアミン、Ｎ，N′−ジエ
チルフエニレンジアミン、ベンジジンおよびテ
トラメチレンベンジジン（青色または茶色を出
す）等のベンジジン誘導体、ジアニシジン（緑
色または茶色なる）等のジアミン類； (3) フエノールそのもの（黄色を出す）、チモー
ル、ｏ−、ｍ−およびｐ−クレゾール（それぞ
れ、緑黄色、桃色（pin color）および乳白色
の懸濁液）、α−ナフトール（マゼンタ色）、β
−ナフトール（白色沈澱物）等のフエノール
類； (4) カテコール、グアヤコール（オレンジ色を形
成する）、オルシノール、ピロガロール（赤味
を帯びた色または黄色を出す）、ｐ，ｐ−ジヒ
ドロキシジフエニルおよびフロログルシノール
等のポリフエノール類； (5) サリチル酸、ピロカテキユー酸および没食子
酸等の芳香族酸； (6) ロイコマラカイトグリーン（マラカイトグリ
ーンを出す）およびロイコフエノールフタレイ
ン（好ましくはアルカリ性媒体中にて使用）等
のロイコ染料； (7) ２，６−ジクロロフエノリンドフエノール等
の着色染料； (8) エピネフリン、フラボン、チロシン、ジヒド
ロキシフエニルアラニン（オレンジがかつた赤
味を出す）およびトリプトフアン等の種々の生
物学的物質；および (9) グアヤゴム、グアヤコン酸、ナジ試薬（青味
を帯びた色を出す）、ナトリウムカリウムおよ
びその他の水溶性沃化物などのその他物質；お
よびビリルビン（緑味を帯びた色を出す）。 本発明のグルコース指示薬はその中に適当な緩
衝剤を含ませて所望のPHを持つようにしてもよ
い。指示薬のPHは一般に厳密なものではなく、大
部分のPHと好ましい範囲は指示薬に用いたグルコ
ース酵素とその他の成分に或程度依存して変動す
る。しかし、極端に低いか高いPH値は避けるべき
である。 過酸化活性を有する物質の代表例としては、西
洋わさびペルオキシダーゼまたは沃化ポテトペル
オキシダーゼ等の植物ペルオキシダーゼ、および
沃化ナトリウムやモリブデン酸ナトリウム等のモ
リブデン酸塩；全血の少量測定部分、赤血球単
独、凍結乾燥血液；ウロヘミンおよび過酸化活性
を有する他のポリフイリン物質、および、ここに
先行例として挙げる米国特許第3298789号および
第2981606号に開示されている他の化合物ならび
にそれらの組合せが挙げられる。 ここに開示したキヤリヤーマトリツクスは、グ
ルコースオキシダーゼやグルコースデヒドロゲナ
ーゼ等の、グルコースの酸素の反応に触媒作用を
及ぼしうる化合物を含む反応体システムと共に用
いたときに特に有用であり、そこでは下記の触媒
反応において生成した一定濃度のH₂O₂が他の反
応システム成分と相互に作用し合つてキヤリヤー
マトリツクスに視覚的に検知可能な色変化をもた
らす： グルコース＋O₂＋H₂O グルコースオキシダーゼ− −−−−−−−−−−−→ H₂O₂＋グルコン酸 この色変化はカラーチヤートと対比されて、試験
具の表面に置かれてそれを透過する血液試料にお
けるグルコースの濃度を測定する。従来技術にお
いてはアスコルビン酸等の妨害還元剤による相互
作用のためにそのようなグルコースの測定は正確
度が低かつたのであるが、本発明のグルコース透
過性試験片は感受性の強い還元剤の透過を防ぐ一
方、グルコースと酸素の透過に対して非常に選択
的である。したがつて、本発明の試験片はこのよ
うなH₂O₂測定システムにも十分に適している。 実施例 硬化前の重量平均分子量が約325000で、コロイ
ドシリカを約５重量％含み、陰イオン安定化（ラ
ウリル硫酸ナトリウム3.8重量部とドデシルベン
ゼンスルホン酸0.8重量部）したヒドロキシル基
で末端がブロツクされたポリジメチルシロキサン
水性エラストマー40グラムと、微粉砕して約45〜
50重量％の水に分散させたTiO₂5グラムを混合
し、それに下記の反応体組成物を混ぜながら加え
ることによつて試験片を製造した。 （反応体組成物） テトラメチルベンズイジン １ｇｍ 西洋わさびペルオキシダーゼ 5000単位 グルコースオキシダーゼ 5000単位 トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（緩衝
剤） 0.12ｇｍ 水 10ｇｍ 上記反応体組成物を含んだキヤリヤーマトリツ
クス組成物のPHは8.5であつた。均質混合を確実
にするために十分に混ぜた後に、混合物を10ミル
のキヤリヤーマトリツクス厚で構造上の一体性を
付加するためポリエチレンテレフタレートのシー
ト上に注いで、50℃で20分間乾燥させた。最終乾
燥膜厚は4.5ミルであつた。試験片の一部を水性
グルコースと全血の両者について試験した結果を
第１〜４図に示す。 本発明の水性珪素重合性マトリツクスの驚くべ
き特性はグルコース系の試験化合物透過性であ
り、これは従来技術が教示することと相反する。
ここに言う水性珪素重合性化合物を重合させたマ
トリツクス層は全血に対して際立つた適合性のあ
るもので、耐久力のある表面を有し、かつ、酸素
の透過に対しても高度に選択的なので、全血から
でさえも十分に化学量論的に過剰な酸素が試験具
を透過する。 この試験具の硬化マトリツクス層は耐久性があ
り、弾性の表面を有しているので、マトリツクス
表面を拭うか洗うことにより、マトリツクス表面
を覆つてこれを目詰りさせ正確な色比較を妨害す
ることがありうる有色血液成分やその他の蛋白質
等の汚染物質を取除くことを可能にする。 キヤリヤ−マトリツクスに用いる好ましい材料
は陰イオン安定化した、コロイドシリカを約５重
量％含む、ヒドロキシ基で末端がブロツクされた
ポリジメチルシロキサン水性ストラマーである。
これはダウ・コーニング社によりエラストマーと
して市販され、ダウ・コーニング社の米国特許第
4221668号にしたがつて製造されたものである。
好ましい試験片はこのエラストマーをポリエステ
ル（例えばポリエチレンテレフタレート）フイル
ム上に0.25mm（10ミル）のドクターブレードで注
ぎ、周囲条件下で硬化させることによつて作られ
る。硬化は30〜60分以内で完了するが、実施例に
示したように加熱により速めることができる。こ
の方法により最終的におよそ0.11mm（4.5ミル）
の乾燥マトリツクス層厚が得られる。 本発明の試験具は、汗等の他の体液に含まれる
グルコースを測定するのにも用いることができ
る。この種の測定を行なうには、試験具は皮膚に
密着して置かれる。本発明のキヤリヤーマトリツ
クスのグルコース透過性は皮膚のそれよりも低
い。反応体システムにおける色変化は、したがつ
て、血中グルコースに比例する。汗について作用
しうるグルコース試験片の一つの形態は、交換可
能な試験片とその近傍に設けられたグルコース濃
度検定用の標準カラーチヤートを有する腕時計型
の検知素子であろう。概念的には、他面における
技術の進歩によりグルコースの高低の警報装置
や、インシユリン注射の時間が到来したことを装
着者に知らせる警報装置を組込むこともできるで
あろう。 以上の教示に照らして本発明の多くの変種と変
法が可能である。したがつて、前記の特許請求の
範囲内において、本発明は特定的に記載された以
外のものについても実施することができるものと
理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の試験片における、種々の濃度
のグルコース水溶液の反応経過を示すグラフであ
る。第２図は種々の濃度のグルコース水溶液の反
応レスポンスを示すグラフである。第３図は第２
図と同様に、種々のグルコースレベルでの全血グ
ルコースの反応レスポンスを示すグラフであり、
試験片の気泡中へのグルコースの吸収はグルコー
ス水溶液（第２図）からよりも全血からのほうが
より少ない量で行なわれることを示す。第４図は
本発明の試験片のヘマトクリツト独立性を示すグ
ラフであり、30％ヘマトクリツト（HCT）と50
％HCTで測定したときに実質的に同一であるこ
とを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試験流体中の試験化合物を検知する試験具で
   あつて、キヤリヤー液に分散させた水性珪素重合
   性化合物が重合され、当該試験流体中の試験化合
   物と反応しうる反応体組成物を均質に含有するマ
   トリツクス層からなり、当該反応が当該マトリツ
   クス層において検知可能な色変化を起こさせるも
   のであり、当該マトリツクス層が試験化合物に対
   して透過性を有することを特徴とする試験具。 ２ 前記試験流体が生物学的流体であり、前記試
   験化合物がグルコースである特許請求の範囲第１
   項に記載の試験具。 ３ 反応体組成物が、グルコースと反応して過酸
   化水素を生成させうる触媒と、過酸化活性を有す
   る物質と、過酸化水素の存在下で色形成反応また
   は色変化反応を起こしうる化合物とからなる特許
   請求の範囲第２項に記載の試験具。 ４ 前記触媒が、グルコースオキシダーゼまたは
   グルコースデヒドロゲナーゼである特許請求の範
   囲第３項に記載の試験具。 ５ 前記マトリツクス材料が、乾燥時、全血中に
   存在するヘモグロビンおよびその他の着色体に対
   して不透過性であり、グルコース透過性である特
   許請求の範囲第２項に記載の試験具。 ６ 水性珪素重合性化合物が、オルガノシロキサ
   ンからなる水性エラストマーである特許請求の範
   囲第１項に記載の試験具。 ７ オルガノシロキサンが、ジオルガノシロキサ
   ンである特許請求の範囲第６項に記載の試験具。 ８ ジオルガノシロキサンが、ジメチルシロキサ
   ンである特許請求の範囲第７項に記載の試験具。 ９ ジオルガノシロキサンが、末端がブロツクさ
   れたジオルガノシロキサンである特許請求の範囲
   第７項に記載の試験具。 １０ 末端がブロツクされたジオルガノシロキサ
   ンが、ビニル基またはヒドロキシル基で末端がブ
   ロツクされたジオルガノシロキサンである特許請
   求の範囲第９項に記載の試験具。 １１ 試験流体中の試験化合物を検知する試験具
   であつて、試験化合物透過性の水性珪素重合性化
   合物に、反応体組成物を均質に含み、当該反応体
   組成物が当該試験化合物と反応してH₂O₂を生成
   させうる触媒と、当該H₂O₂と反応して検知可能
   な色変化を起こしうる化合物とを含んでいること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の試験
   具。 １２ 前記水性珪素重合性化合物が、前記反応体
   組成物を含有した不完全に硬化した水性エラスト
   マー乳濁液として塗布される水性珪素エラストマ
   ーである特許請求の範囲第１１項に記載の試験
   具。 １３ 除去可能なキヤリヤー液に分散された水性
   珪素重合性エラストマーの層より形成されたグル
   コース透過性の重合体層であつて、当該珪素エラ
   ストマーは当該キヤリヤー液に実質的に不混和性
   のものであり、キヤリヤー液の一部は当該珪素エ
   ラストマーが分散状態で層状に重合させる過程に
   おいて除去され、そしてグルコース反応体組成物
   を分散状態の当該珪素エラストマーの層にこれを
   上記のキヤリヤー液に混合することによつて含有
   させた、生物学的流体中のグルコースの相対濃度
   を検出する特許請求の範囲第１項に記載の試験
   具。 １４ 試験流体中の試験化合物を検知する試験具
   を製造する方法であつて、反応体組成物を、除去
   可能なキヤリヤー液に分散させた不完全に硬化し
   た水性珪素重合性化合物に混合することにより、
   反応体組成物含有マトリツクス材料を形成させ；
   当該反応体組成物含有マトリツクス材料で支持体
   表面上に層を形成させ；当該キヤリヤー液を除去
   しながら当該層を乾燥させて当該支持体表面で当
   該珪素重合性化合物を重合させることにより、当
   該試験化合物に対して透過性の乾燥マトリツクス
   層を形成させることを特徴とする試験流体中の試
   験化合物を検知する試験具の製造方法。 １５ 該反応体組成物が、試験流体中の試験化合
   物と反応して過酸化水素を生成させうる触媒と、
   過酸化活性を有する物質と、過酸化水素の存在下
   で色形成反応または色変化反応を起こしうる化合
   物とからなる特許請求の範囲第１４項に記載の製
   造方法。 １６ 前記試験流体が生物学的流体であり、前記
   試験化合物がグルコースであり、グルコースと反
   応することにより過酸化水素を生成させうる触媒
   が、グルコースオキシダーゼまたはグルコースデ
   ヒドロゲナーゼである特許請求の範囲第１５項に
   記載の製造方法。 １７ 前記試験化合物がアルコールであり、前記
   反応体組成物が触媒としてアルコールオキシダー
   ゼを含んでいる特許請求の範囲第１５項に記載の
   製造方法。 １８ 前記試験化合物がコレステロールであり、
   前記反応体組成物が触媒としてコレステロールオ
   キシダーゼを含んでいる特許請求の範囲第１５項
   に記載の製造方法。 １９ 前記試験化合物が尿酸であり、前記反応体
   組成物が、触媒としてウリカーゼを含んでいる特
   許請求の範囲第１５項に記載の製造方法。 ２０ 水性珪素重合性化合物が、オルガノシロキ
   サンからなる水性エラストマーである特許請求の
   範囲第１４項に記載の製造方法。 ２１ オルガノシロキサンがジオルガノシロキサ
   ンである特許請求の範囲第２０項に記載の製造方
   法。 ２２ ジオルガノシロキサンが、ジメチルシロキ
   サンである特許請求の範囲第２１項に記載の製造
   方法。 ２３ ジオルガノシロキサンが、末端がブロツク
   されたジオルガノシロキサンである特許請求の範
   囲第２１項に記載の製造方法。 ２４ ジオルガノシロキサンが、ビニル基または
   ヒドロキシル基で末端がブロツクされたジオルガ
   ノシロキサンである特許請求の範囲第２２項に記
   載の製造方法。 ２５ 全血中に存在するヘモグロビンおよびその
   他の着色体を選別して、試験化合物に対して透過
   性の水性珪素重合性化合物の連続層を含む試験具
   を製造する方法であつて、キヤリヤー液に実質的
   に不混和性である水性珪素重合性化合物を、除去
   可能なキヤリヤー液に分散させ、不完全に硬化し
   た重合性層形成組成物を形成し；当該重合性層形
   成組成物に、試験化合物との相互作用により検知
   可能な色変化を起こさせうる反応体組成物を加
   え；当該反応体組成物を含有する不完全に硬化し
   た重合性層形成組成物を支持体の表面に塗布し；
   当該水性珪素重合性化合物が分散状態で層状に重
   合する過程において、キヤリヤー液の少なくとも
   一部を除去しながら重合させることにより、前記
   試験化合物に対して透過性の硬化連続重合層を形
   成させることを特徴とする特許請求の範囲第１４
   項記載の試験具の製造方法。 ２６ 前記支持体表面から重合した珪素化合物層
   を剥離することからなる特許請求の範囲第２５項
   に記載の製造方法。 ２７ 前記支持体表面が、ポリエチレンレテフタ
   レートの連続シートからなる特許請求の範囲第２
   ５項に記載の製造方法。 ２８ 前記不完全に硬化した重合性層形成組成物
   に重合開始剤を添加し、当該重合性層組成物を室
   温以上に加熱することにより、重合過程において
   キヤリヤー液を除去する特許請求の範囲第２５項
   に記載の製造方法。 ２９ 前記不完全に硬化した重合性層形成組成物
   に乳化剤を添加し、支持体層上に不完全に硬化し
   た重合性層を形成する特許請求の範囲第２５項に
   記載の製造方法。 ３０ キヤリヤー液が、重合完了前において不完
   全に硬化した重合性層形成組成物に対して少なく
   とも５重量％含まれる特許請求の範囲第２５項に
   記載の製造方法。