JPS5818628B2 - イツタイケイエキタイブンセキヨウソ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は生化学液及び生体液のような液体を分析するの
に用いる一体型多層分析要素に関する。

水、ミルクのような食品及び生体液の如き液体の化学的
分析がしばしば望まれ、また必要となっている。

液体分析を容易にする様々な分析要素が知られている。

このような分析要素は、分析すべき物質（以下、単に被
験物質と呼ぶ）を含む液状試料と接触することによって
、被験物質の存在に応じて着色物質を生成したり、又は
その他の検知可能な変化をひき起したりする試薬を含む
のが普通である。

このような分析要素としては、例えば、紙又はその他の
非常に吸収性の担体に、化学的に活性又は不活性で、水
素イオン又はその他の被験物質を含む液体との接触に応
答して発色又は変色する物質を含浸したｐＨ試験紙及び
類似の指示体がある。

このような応答物質の選定によるが、前記変化は、通常
、定性的であり、良くても半定量的である。

成る種の分野においては、迅速に定量分析結果を得るこ
とができる分析技術がしばしば要求される。

血液、血清、尿などのような体液を含む生体液の試験を
迅速かつ好都合に、しかも高い定量性を与えるように行
わなければならない診断学上の化学分析に有用な要素を
提供することが最近の多くの開発研究によって企てられ
ている。

溶液化学分析技術は臨床検査、特に自動分析の分野にお
いて広く受けいれられている。

しかしながら、この技術では複雑な溶液の取り扱いや輸
送が可能な分析装置が必要である。

例えば、米国特許第２７９７１４９号、同第３０３６８
９３号及び同第３５２６４８０号明細書などに例示され
ているような、様々な「湿式化学」分析装置は、しばし
ば高価であり、しかも分析操作に熱線を要し、そしてサ
ンプル間の汚染を防止するために高度に高度に清浄に保
つためにも熟練を要する。

この溶液化学分析技術に代わるものとして、非溶液型で
、実質的には乾式化学分析用のいろいろな多層一体型分
析要素が提案されている。

本明細書において、分析要素について用いる「一体型」
なる語は、分析要素中に実質上隣接層と連続的な緊密接
触状騒で重ねられた、２又はそれ以上の、望ましくは独
立した層を含む分析要素であって、しかもそれらの層が
分析要素に損傷を与えることなく分離できない分析要素
を意味する。

乾式分析は、湿式分析と比較して、貯蔵、取扱い及びそ
の′他の点において便利であるが、この「乾式」アプロ
ーチの成功例は限られており、主として定性的又は半定
量的試験の分野に用いられて来た。

従来技術の説明 一体型分析要素の基本的な形は米国特許第３０９２４６
５号明細書に記載されている。

これらの多層分析要素には、典型的には発色体を含む、
１又はそれ以上の試薬を含浸した吸収性の繊維状担体と
、その上に被覆した半透は莫が用いられる。

これらの分析要素が試験液と接触することによって、被
験物質は半透膜を通過して前記繊維状担体に到り、被験
物質の濃度に関連した量の色を発生する。

前記半透膜は、試験結果を与える色を正確に読み取るこ
とを妨害する、赤血球のような妨害成分の通過と吸収を
防止する。

臨床検査のような応用分野で、液体試料の捕集及び分布
を吸収ｔ’ｔ？紙又はその他の繊維質媒質によっている
分析要素は、湿式化学分析と比較して、現在までのとこ
ろそれほど普及していない。

これは、おそらく、前記分析要素によって高度に正確で
定量的な結果を得ることができないためによるのであろ
う。

文献によれば、繊維質瀘紙のような含浸吸収性物質を用
いた診断分析要素では一様な試験結果を得ることができ
ない旨報告されている。

米国特許第３，０５０，３７３号明細書には、含浸溶液
中で沈澱が生じ、それによって吸収性担体又はマ） Ｉ
Ｊラックス中の反応試薬の一様な分布が損われる旨述べ
られている。

また、繊維状の、吸収性物質を用いる分析要素は、［バ
ンド化（Ｂａｎｄｉｎｇ）ｊと呼ばれる、試験結果の非
均一性を生じやすい。

「バンド化」とは、例えば、適用サンプルが浸透した領
域の外周部のような、試験結果を示す分析要素の領域の
一部に過度に試験結果があられれる現象をいう。

このような現象は、多分クロマトグラフ効果のために、
吸収性物質内でサンプル成分又は反応試薬が過度の非均
一性泳動が起した結果と思われる。

米国特許第３，０６１，５２３号及び同第３，１０４，
２０９号明細書に前記含浸溶液の有用な構成成分として
ゼラチン及びゼラチン様物質かあげられている。

これはゼラチン等が高速の前記泳動を制限し、その結果
として試験結果を均一化することができるからであろう
。

しかしながら、反応試薬を含有した、繊維状の吸収１生
７トリツクス中のゼラチン及びゼラチン様物質は、ゼラ
チンを含まない一層吸収性の高いマトリックスと比較し
てサンプル吸収速度を減少させる。

このような吸収性の減少によって、分析要素上に表面液
が残存し、試験測定を行う前に分析要素を洗浄してこの
過剰液を取り除く必要がある。

その結果として、典型的には、吸収性マトリックス中に
含浸せしめるゼラチンの上限量が特定される。

このような性質は、米国特許第３，５２６，４８０号明
細書に論じられているように、単にゼラチン又はゼラチ
ン類似物質だけの層を用いる分析要素の特徴でもある。

自動試験分析用の一体型分析要素も、例えば、米国特許
第３，３６８，８７２号及び同第３，５２６，４８０号
明細書に記載されている。

これらには、反応試薬を不動化又は固定することによっ
て、又は例えば繊維質のＰ紙のような反応試薬含有吸収
性物質上に簡単な多孔性メンバーを用いて適用試料が要
素中に組み込まれた反応試薬に対して洗浄効果を発揮す
る傾向を減少せしめる手段を包含させることによって、
分析要素中でのクロマトグラフ効果（しばしば、リング
化、ターゲット化、トーナツツ化又はバンド化と呼ばれ
る）を避ける手段か記載されている。

しかしながら、これらの記載は、分析要素中に液体試料
を吸収するだけでなく、適用試料が接触する反応試薬層
表面の実質上全体に被験物質のような試料成分を均一な
見掛は濃度に分布せしめる手段を用いることを示唆する
までには至っていない。

このような濃度の均−殴は、濃度、比色、螢光又はその
他の自動読出しによる読取りに適した試験結果を得るの
に非常に重要である。

このことは、クロマトグラフ効果によってひき起される
ような全体的な非均一性が存在しない場合においても、
非常に重要なことである。

乾式分析において、分析要素の反応試薬領域に成る程度
均一な被験物質濃度を与える手段は試料限定と名付ける
ことのできる技術によってなされている。

米国特許第３，３６８，８７２号明細書に記載されてい
るように、通常は、バリヤーを分析要素上に含ませて、
適用試料を分析要素表面の所定領域に限定し、過剰の液
体が試料適用後に分析要素上に存在するようにする。

しかしながら、この技術には、取扱い及び分析要素上の
残存過剰試料の洗浄の不便さがあり、更に分析要素に試
料を適用する場合に非常に正確な容積の試料を適用しな
ければならないという大きな問題がある。

米国特許第２，７６１，８１３号、同第２，６７２，４
３１号、同第２，６７２，４３２号、同第２，６７７，
６４７号、同第２，９２３，６６９号、同第３，８１４
，６７０号及び同第３，８４３，４５２号明細書に記載
されているように、一体型分析要素の層間に物質の泳動
を所望により促進又は防止する必要性があることの若干
の認識が見られる。

しかしながら、これらは微生物の存在を測定する分析要
素に関してのものであり、この目的のために記載された
分析要素は、典型的には、繊維質マトリックスから成る
少くとも一つの層を含み、そして境界面が隣接層のブレ
ンドである、非離散層（ｎｏｒｒｄｉｓｃｒｅｔｅ １
ａｙｅ−ｒｓ）を必要とする。

極く最近まで、試料成分を受取り、かつ、分析反応又は
同様の活性を示す協働層に均一な見掛は濃度で与えなけ
ればならない被験物質、被験生成物又はその他の物質を
層内で均一な見掛は濃度にするために、層内に前記試料
成分を分配させるための層又は他の手段を設けた分析要
素は当業界において示唆されていない。

実際問題として、最もよく知られた分析要素に使用され
ている吸収性の、及びその他の繊維質物質（例えば、吸
収性セルロース濾紙、ガラス繊維紙、水利ζその他）の
構造的及び化学的特注によって、物理的制限、試料成分
の非均−的浸透又は望ましくない化学的結合の故に、上
記のような均一な濃度分配が損われやすいことは広く認
められているところである。

更に繊維状物質の選定は、構造及び組織のような性状の
厳密な意味での非均一性の故に、高度に正確な分析測定
を不可能にする。

例えば、紙の製造において、原料繊維は、しばしば、生
成する紙の強度を高めるチンドリル（ｔｅｎｄｒｉｌｓ
）と呼ばれる、より小さい構成繊維を作るように処理
される。

本明細書において紙のような物質を述べるのに用いる「
繊維状又は繊維質」なる語は、最終物質に存在する、予
備成形した繊維又はストランドを用いて調製した物質に
ついて、いう。

例えば繊維質物質を調製するのに用いる繊維は米国特許
第３，８６７，２５８号明細書に述べられている。

従来、繊維状物質を組み入れた一体型分析要素を用いた
場合に得られる検知可能な着色応答又はその他の試験結
果の非均一性は、このような分析要素の使用に伴う問題
点として認識されてきた。

このような物質を吸収層に用いた分析要素において、前
記非均一性の問題を克服することが要望されているが、
未だこの問題を解決するに至っていない。

例えば、米国特許第３，７２３，０６４号明細書には、
被験物質又は被験物質の反応生成物に対して異なった効
率の浸透性領域を含み、かつ、分析結果として複数の離
間した閾の色指示値を生ずるような分析要素が開示され
ている。

これによれば好ましいスムーズな連続的応答が示される
が、米国特許第３，７２３，０６４号明細書に記載され
たようにして調製した分析要素は概略の分析結果を与え
ることができるに過ぎず、その分析結果の精度は閾値間
の間隔の増加に関連して直接的に変化する。

目的の動的範囲における応答の正確性を増大させようと
して、領域間の浸透性の差を減少させて閾値間の間隔を
狭めた場合には、米国特許第３．７２３，０６４号明細
書に従って調製した分析要素の複雑性は驚く程増大する
。

連続的に変化する試験結果の均一性と精度を改良する方
法についての示唆はないが、米国特許第３，７２３，０
６４号明細書記載の、最適化した分析要素は、ｐ紙及び
その他の繊維状物質の使用に伴う非均質註の故に、各浸
透領域内で明らかに非均−な不連続応答を生ずる。

米国特許第３，７９１，９３３号明細書には、体液中に
あるような酵素基質や代謝産物の分析用の多成分装置が
開示されている。

しかしながら、この装置は一体型ではなく、試験試料を
捕捉し、大量の試料成分（例えば、蛋白質）を沢過又は
その他の方法で除去し、そして検知可能な結ＷＷ、−ば
、発色）を生ずるような試験反応を行うに適したクラン
プ止めした配列から成る。

ガラス繊維紙がプラスチック眺視窓を通過する反応混合
物の分配を助長する旨述べられているが、このような物
質は、明らかに、ガラス繊維層内の液状試料の外方向へ
の拡散を助長して分析要素の試験結果を表示する領域を
拡大して、その結果として試験結果を一層見易くしてい
るに過ぎない。

拡散領域内で被験物質の集中的な均−註を作る手段の示
唆はなく、このことが、勿論、均一な性質と精度高い検
知殴まもつ分析結果の生成にとって非常に重要なのであ
る。

改良多層一体型分析要素は、１９７３年６月、２８日出
願のフランス特許出願第７，３２３，５９９号（フラン
ス特許第２１９１７３４号）明細書に記載されている。

このような要素は液状試料を捕捉し、そして分析要素の
展開層内に試料を拡げて、分析要素に被験物質、その他
の連光な試料成分又は被験生成物を均一な見掛は濃度に
分配し、被験物質の存在下に、均−註の故に分光光度法
、螢光法などのような方法を用いて自動装置で定量的に
測定できる分析結果を与えることができる。

フランス特許第２１９１７３４号明細書に開示された分
析要素は、展開層と、色変化のような輻射線分析で検出
可能な変化を、その活性によって、分析要素内に促進す
る反応性又は相互作用性物質を含む反応試薬層とを含む
。

しかしながら、色生成又はその他の分析結果の生成は、
しばしば、制御困難で、かつ、化学的又はその他の妨害
を受ける一連の反応を必要とする。

一例として、分析下の流体又は分析測定の副生物が、分
析要素中に、試験結果の検出を妨害する成分を生ずるこ
とがある。

このため、不望の色、螢光などを与える前記成分の妨害
を受けることなく、試験結果を特徴づける物質を検出で
きる液体の乾。

式分析要素が望まれている。

従って、フランス特許第２，１９１，７３４号明細書記
載の分析要素は、本質的な液体用乾式分析装置の実質的
進歩を示すが、更に異なった又はもつと進んだ性能の分
析要素が望まれている。

本発明の要約 本発明に従えば、少なくとも一つの反応試薬層を含む一
連の層を流体接触状態で担持した輻射線透過註支持体を
含んで成る一体型液体分析要素において、 （ａ） 前記反応試薬層が被験物質又はその前駆物質
に対し浸透性であり、かつ、被験物質の存在下に拡散性
の検知可能な物質を生ずる反応性物質を含み、 （ｂ） 前記要素が、反応試薬層と指示体との間に、
前記検知可能な物質に対し浸透性でかつ当該物質を検出
することのできる検出層を含み、そして（ｃ） 前記
要素が前記検知可能な物質に対し浸透性で検出可能な物
質を検出層に移行させるが妨害物質は検出層に移行させ
ず、かつ、検出層と反応試薬層との間に位置する輻射線
遮蔽層 を含んで成ることを特徴とする一体型液体分析要素が提
供される。

・ 本発明は生体液のような液体分析用の新規な一体型
分析要素を提供する。

本明細書においては、「一体型要素」及び「一体型分析
要素」なる語は、少なくとも２つの重ね合わされた層の
「一体の」配列を含む複合要素を意味する。

本発明の分析要素は、内部的に、種々のサンプルを取扱
いそして／又は処理する機能を遂行する能力を持つ。

本発明の分析要素はその使用に熟練を必要とせず、そし
て特にその好ましい態様においては、特定のスポット付
け、又は試料規制、過剰試料の洗浄若し１くはその他の
除去のような方法を必要とすることなく、定量的な分析
結果を生ずることができる。

更に、本発明の分析要素によって得られる結果は、実質
王宮に一定で、有害な内部変化を起さないので、必要な
らば又は所望ならば、電磁放射を測定する自動手段（輻
射線分析技術）を、最小の誤差でもって、前記結果を検
知するのに使用することができる。

更に詳しくは、本発明は、多層の重ね合わせた層から成
る一体型分析要素に関し、分析要素に適・用された液体
中の被験物質の存在量に対応した検知可能な変化を分析
要素内に速かに与えることができる分析要素を提供する
。

本発明の分析要素は血液、血清又は尿のような生体液の
診断分析に用いることができ、流体接触した（１）少な
くとも被験物質又はその前１駆物質に対して浸透性であ
り、かつ、被験物質の存在下に、分析要素内に拡散でき
る、染料の如き検知性物質を生ずるような反応性物質を
含む組成物を有する反応試薬層と、（２）前記検知可能
な物質に対して浸透性であり、かつ、そ；の中で当該物
質を、例えば輻射線分析技術で測定することができる検
出層を含む。

ここにいう検出層は一般に前記検知を妨害するような化
学活性物質又はその他の物質を包含することなく調製さ
れる。

本発明の分析要素の種々の層は輻射線透過注支持体上に
担持させることができる。

本明細書で用いる「輻射線透過性」なる語は、分析要素
中に生じた分析結果を検出するのに用いる電磁輻射線の
有効な通過を許容する分析要素の支持体及びその他の層
をいう。

この透過性は２００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲内の波長の
電磁輻射線の透過を含み、そして放射能によって生成し
たような検出は放射線の透過をも包含する。

所望なら、輻射線透過回層及び支持体は透明とすること
ができ、そしてこの事は低水準の輻射線での測定に対し
て有効である。

分析要素が支持体を含む場合には、検出層は支持体と反
応試薬層との間に挿入され、そして通常は支持体に隣接
する。

本発明の分析要素は、通常反応試薬層と検出層との間に
挿入される輻射線遮蔽層を含むことができる。

この輻射線遮蔽層は、−以上の乳白剤を含む層で、かつ
、検出層内で検知殴物質の励起及び／又は検出に使用さ
れる前記波長のような電磁輻射線の層内又は層を通して
の通過を阻止する層である。

更に本発明の分析要素は、反応試薬層や検出層のような
、要素のその他の層と流体接触した材料展開層を含むこ
とができる。

本明細書で展開層又は計量層とも呼称される、この試料
展開層は、分析要素に適用された液状試料中の被験物質
又はその前駆物質を含む物質を該層内に分配又は計量し
て、反応試薬層に対面した（即ち、密接した）展開層の
表面に前記物質を均一な見掛は濃度に所定の時間で分配
せしめることができる。

このような均一濃度を得るために適用試料を制限する必
要はなく、濃度はいずれどの点においても均一になるで
あろうが、有害な影響を与えることなく、成る時間の量
変化することができる。

種々の好ましい態様において、展開層は等方的多孔１’
４Ｅ（１ｓｏｔｒ−ｏｐｉｃａｌｌｙ ｐｏｒｏｕｓ
）、即ち、層内においてすべての方向に多孔性である。

本明細書で用いる「等方的多孔性」なる語は、展開層内
の全ての方向について多孔性であることをいう。

必要ならば又は所望ならば、この多孔性の程度は、例え
ば、孔径、空隙率などについて変化させることができる
ことはいうまでもない。

本明細書で用いる等方的多孔殴（又は等方性多孔性）な
る詔は濾過膜について膜が膜両表面間に連通ずる孔をも
つことを意味するのによく用いられる答礼１’ｔＥ（１
ｓｏｐｏｒｏｕｓ ）又はイオノトロピック（１ｏｎｏ
ｔｒｏｐｉｃ）なる語とは異なる。

同様に、等方的多孔殴なる語は、泥膜の少くとも一方の
表面に沿って薄い皮（５ｋｉｎ）をもつ涙膜を意味する
異方ｔ’ｌ（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ）の対照語とし
て用いる等方１’ｌ （１ｓｏｔｒｏｐｉｃ ）なる語
とも異なる。

例えば、膜科学および技術（Ｍｅｍｂｒａｎｅ ５ｃｉ
ｅｎｃｅａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ）、Ｊａｍｅ
ｓ Ｆｌｉｎｎ ｅｄ−、ＰｌｅｎｕｍＰｒｅｓｓ、
Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ （１９７０）を参照されたい。

反応試薬層は、少なくとも一つの、展開層内の展開物質
及び本明細書で述べる相互作用（反応）によって反応試
薬層に生ずる拡散性の検知可能な物質に対して実質上均
一な浸透性をもつのが好ましＧ）。

検出層は前記検知可能な物質に対して実質上均一な浸透
性をもつのが好ましい。

層の均一な浸透性とは、均一な液体が層の表面に一様に
適用された場合に、層内の液体の濃度の同一の測定（但
し層表面の異なった領域を通して行なった測定）によっ
て、通常実質上等しい結果を与えるような浸透性をいう
。

均一な浸透性によって、例えば反応試薬層内での、好ま
しくない濃度勾配を避けることができる。

あらゆる可能な測定技術がそのような結果を生ずる必要
性はない。

特定の技術及び特定の測定パラメータの望ましさは、そ
の層の物理的％姓、例えば、輻射線を透過、吸収又は散
乱させる傾向に依存する。

任意の場合における、適当な測定技術（例えば、比色法
、濃度法、螢光法）及び適当な測定パラメータ（例えば
、孔の大きさ及び配置）の選定は分析方法に熟知した人
にとって自明であろう。

本明細書において説明したように、均一な浸透性はＦ紙
のような繊維質物質の特注とは考えられない。

繊維質物質内の可変な吸上作用、繊維サイズ又は間隔の
差などのような因子は、該繊維質物質内での、そしてそ
れと流体接触する協働物質中での、浸透液の見掛は濃度
の変化を生じるような影響を及ぼすことができるといわ
れている。

この事は、勿論、異なった見掛は濃度をもつ領域内でな
された試験結果間の好ましくない偏倚を生じる。

分析要素内の反応試薬層、検出層又はその他の層の均一
な浸透性は分析結果の好都合な検知を容易；にする手段
として好ましい。

均一な浸透層をもたない分析要素中に生じた結果の分析
の有意性は制限される。

更に、例えば検出手段によって読取られる不規則な集中
化又はその他の不連続性が分析要素中に起れば、このよ
うな分析要素での分析結果の検出効率が損われることは
いうまでもない。

本明細書で述べる一体型分析要素の展開層、反応試薬層
及び／又はその他の層間の「流体接触」という語は、流
体、即ち液体又は気体が前記層の重ね合わさった領域間
で前記要素中を通過することができることをいう。

別の言葉で言えば、「流体接触」なる語は流体接触層間
に流体成分を輸送することができることを意味する。

窒素含有化合物の分析の場合には、アンモニア又はその
他の窒素含有ガス状物質が前記層間を通過する流体を構
成する。

流体接触層は相接させることができるが、介在層によっ
て分離させてもよい。

しかしながら、相互の流体接触に物理的に介入する層も
それらの層と流体接触の関係になければならず、そして
それらの層間の流体の通過を防止しないものでなければ
ならない。

本明細書において使用する「拡散は」なる語は、分析要
素に適用された液状試料の溶剤又は分散媒のような分析
要素中に存在する液体中に物質が担持されている場合に
、当該物質が拡散によって分。

析要素内を効果的に移動できることを言う。

同様に、「浸透性」なる語は、液体中に担持された物質
、耶ち液体中に溶解又は分散によって分布した物質が層
を透過できることを言う。

分析操作において、本発明の例示の分析要素は、。

液体試料を捕捉し、被験物質が存在する場合には、その
試料は反応試薬層中で化学反応又はその他の相互作用を
開始して拡散性の、好ましくは輻射線分析的に検知可能
な物質を生じ、この物質は反応試薬層から検出層中へ拡
散する。

必要あれば又は。所望ならば、輻射線遮蔽層を分析要素
中の反応試薬層と検出層との間に設けることができる。

更に、計量層を、適用試料が反応試薬層に至る前に計量
層を通過するように、設けることができ、そして被験物
質又はその前駆物質は計量層内に分布して反応試薬層に
面する計量層の表面に当該物質を均一な見掛は濃度に分
布させる。

分析要素に適用される広範囲な試料容量に対し、このよ
うな均一な見掛は濃度を得ることか可能である。

計量層と反応試薬層との間に流体接触の故に、そしてま
た展開層内に拡布される物質又は当該物質の作用によっ
て生ずる生成物に対する反応試薬層の好ましい浸透性の
故に、均一に計量化された成分が展開層から反応試薬層
に供給され、かつ、前記物質又はその生成物の見掛は濃
度に本質的に重大な変化を生せしめることなく、反応試
薬層を貫通することができる。

反応性（例えば化学反応性）物質の存在のために、そし
て計量層から反応試薬層へ供給される物質の均一な見掛
は濃度のために、均一な定量的検出性変化を分析要素に
生せしめることができる。

色又は螢光の生成又は分解とすることができる、このよ
うな変化は輻射線測定技術によって、そして所望であれ
ば光度測定又は螢光測定装置のような自動輻射線測定感
知装置によって定量的に検出することができる。

本発明の好ましい態様の説明 本発明の一体型分析要素は、好ましくは輻射線透過性の
検出層と流体接触した反応試薬層を含む。

この分析要素は、好ましくは輻射線透過性の支持体上に
これらの層を支持することができる。

これらの層が適当な耐久性や完全性を示す場合には、支
持体は必要でない。

第一の好ましい態様においては、本発明の一体型分析要
素は、（１）少なくとも被験物質又はその前駆物質に浸
透性であり、かつ、被験物質の存在下に拡散性の、検知
可能な物質を生じる反応性物質を含む組成物を含む反応
試薬層と、（２）前記検知可能な物質に対して浸透性の
輻射線遮蔽層と、（３）前記検知可能な物質に対して浸
透性でしかも当該物質が検出される輻射線透過性検出層
とを含有する非繊維質層を流体接触状態で有する輻射線
透過性支持体から成る。

所望ならば、前記検出層は検知可能な物質用の媒染剤を
含むことかできる。

検出層は、好ましくは、支持体と輻射線遮蔽層との間に
挿入され、輻射線遮蔽層は検出層と反応試薬層との間に
挿入される。

反応試薬層は、被験物質（適当であれば被験物質の前駆
物質に対しても）及び拡散性の検知可能な物質に対して
実質上均一な浸透性をもつのが好ましい。

検出層は、検知可能な物質に対して実質上均一な浸透性
をもつ。

通常は、反応試薬層から輻射線遮蔽層に供給される検知
可能な物質の見掛は濃度が崩れることは考えられないが
、輻射線遮蔽層は検知可能な物質に対し均一な浸透性を
もつのが好ましい。

好ましい輻射線遮蔽層は顔料、白濁させたポリマーの如
き適当な形のポリマー又はその両者のような乳白剤を含
んで成る。

本発明の他の態様に従えば、支持体の上に、前記の好ま
しい態様について前述した、反応試薬層、検出層及び輻
射線遮蔽層を流体接触状態で担持させた一体型分析要素
が提供される。

しかしながら、更にこの好ましい態様の要素には、好ま
しくは等方的多孔注の計量層が含められ、反応試薬層が
検出層とこの計量層との間に挿入されるように要素内に
配置される。

本発明の種々の態様の一つでは、これらの層は好ましく
は非繊維質とされる。

本発明の分析要素中の反応試薬層は、好ましくは、均一
な浸透性を有し、適当であれば、計量又は展開層中で拡
布できる物質に対して、かつ、その反応生成物又はその
物質の反応又は相互作用の結果として形成される生成物
に対して多孔性とすることができる。

本明細書で用いる「浸透性」なる語は、孔度、膨潤する
能力又はその他の特性に基因する浸透性を含む。

反応試薬層は、反応性物質が分布、即ち溶解又は分散し
たマｌ−ＩＪソックス含むことができる。

勿論、マトリックス物質の選定は可変であり、要素の目
的用途に依存して選定する。

好ましいマトリックス物質は、ゼラチン、ゼラチン誘導
体と親水性セルロース誘導体並びにデキストラン、アラ
ビアゴム及びアガロースなどのような多糖類の如き天然
物質と、ポリ（ビニルアルコール）及びポリ（ビニルピ
ロリドン）のような水溶性ポリビニル化合物並びにアク
リルアミドポリマーなどの如き合成物質とのいずれをも
含む親水性物質とすることができる。

セルロースエステルなどのような親有機性物質も有用物
質とすることができ、いずれにしても物質の選定は特定
の分析要素の使用目的に従って実施する。

多孔性でない場合に、反応試薬層の浸透性を高めるため
に、分析下の液体の溶剤又は分散媒に膨潤可能なマトリ
ックス物質を用いることはしばしば有用である。

要素の製造時に、塗布手段によるような隣接層の適用に
適合した物質を選定する必要もあるであろう。

一例として、離散層又は不連続層の生成が望ましくかつ
目的の分析が水溶液の分析である場合には、反応試薬層
に対しては実質上水溶性のマトリックスを、隣接層、例
えば展開層に対しては実質上有機可溶叶又は有機分散性
の成分を選定するのが適当であろう。

このような方法で、相互の溶剤作用を最少にし、そして
明瞭に区分された層構造が構成できる。

多くの場合に、本明細書に述べたように、展開層内の、
前記のような見掛濃度の均一化を容易にするために、展
開層より低い浸透性の反応試薬層を設けるのが好ましい
。

相対的な浸透性は公知の技術で測定できる。

反応試薬層内には、被験物質の存在下に反応性の物質を
分布させる。

場合によっては、血清中にエステル化された形で存在す
るコレステロールやしばしばトリグリセリドのグリセロ
ール成分に基づいて分析されるトリグリセリドを測定す
るための分析要素におけるように、前記反応性物質を被
験物質の前駆物質又は反応生成物と相反前させることも
できる。

本明細書で用いる「反応性」なる語は、化学反応性、酵
素−基質錯体の生成におけるような触媒活性、又は反応
試薬層のような要素内に輻射線で測定可能な、即ち、光
又はその他の電磁輻射線の適当な測定によって測定可能
な拡散性物質を生じるか又はその生成を促進することが
できる、その他の任意の化学的又は物理的な反応をいう
。

反応性物質の分布は、反応性物質を前記マトリックス物
質中に溶解又は分散させることによって行なうことがで
きる。

しばしば均一な分布が好ましいが、反応性物質が、例え
ば酵素の場合には、均一分布は必要ないであろう。

分析下の液体に可溶な反応試薬又はその他の反応性物質
は、特に反応試薬層が多孔質の場合に反応試薬層に有利
に固定（又は不動化）される。

反応試薬層内に分布する特定の反応性物質は選定された
分析に依存して定められる。

多くの分析の場合に、グルコースオキシダーゼ又はコレ
ステロールオキシダーゼのようなオキシダーゼ物質の如
き酵素は、その酵素用の基質である被験物質の分析を目
的とする要素の反応試薬層内に反応性物質として含ませ
るのが好ましい。

一例として、ペルオキシダーゼ又は過酸化性物質及びペ
ルオキシダーゼ（又はその他の過酸化性をもつ物質）と
、酸化酵素及びその基質との反応で生成した過酸化水素
の存在下に酸化されて、染料又はその他の検知可能な物
質を生じる、物質又は組成物と共に、酸化酵素を反応試
薬層に組み入れることができる。

本発明の実施において、検知可能な物質は、拡散性で、
浸透性検出層中に移□動することができる。

この拡散性は、もともと非拡散性の、前記した検知可能
な物質に化学合成の分野でよく知られた手段、通常は所
望の溶解度を与える化学基の付加によって与えることが
できる。

水性液を分析する場合には、水酸基、カルボキシル基、
スルホン酸基などのような可溶化基が可溶化の目的のた
めに有用である。

酸化性物質を含み、かつ、検知可能な物質を生ずること
のできる物質又は組成物としては、成る種の染料付与組
成物が含まれる。

成る態様では、染料付与物質は、酸化された場合に、そ
れ自身又はその還元された形とカップリングして染料を
生ずることのできる物質を含む。

このような自動カップリング化合物としては、クレゾー
ル類、ピロガロール、グアヤコール、オルシノール、カ
テコール、クロルクルシノール、Ｐ、Ｐ−ジヒドロキシ
ジフェニル、没食子酸、ピロカテキシ、サリチル酸など
のようなポリヒドロキシル化合物を含むオルソアミノフ
ェノール、４−アルコキシナフトール、４−アミノ−５
−ピラゾロンなどの種々のヒドロキシル化合物が含まれ
る。

この種の化合物は周知のものであり、例えば写真プロセ
ス理論（Ｔｈｅ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｈｏ
ｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓ ）、Ｍｅｅｓ及
びＪａｍｅｓ Ｅｄ−＋（１９６６）、特に第１７章、
のような文献に記載されている。

他の態様では、前記検知可能な物質は対応する染料形状
を与えるロイコ染料の酸化によって主成せしめることが
できる。

代表的なロイコ染料はロイコマラカイト緑及びロイコフ
ェノールフタレンのような化合物を含む。

オキシクロミック化合物と呼ばれる、その他のロイコ染
料は、米国特許第３８８０６５８号明細書に記載され、
更にこのような化合物は適当な置換基を含む場合にも拡
散性であることが記載されている。

米国特許第３８８０６５８号明細書に記載されている非
安定化オキシクロミック化合物は本発明の実施に好まし
い。

更に他の態様では、前記検知可能な物質は、カプラーと
共にフェノール基又は活性メチレン基を含むようなカプ
ラーと酸化縮合を行うことのできる酸化性化合物を含む
染料付与組成物によって生せしめることができる。

代表的な酸化性化合物としては、ベンジジン及びその同
族体であるＰ−フェニレンジアミン類、Ｐ−アミンフェ
ノール類、４−アミノ−アンチピリンなどのような化合
物があげられる。

数多くの自動カップリング化合物を含む広範囲のこのよ
うなカプラーは、例えば上述のＭｅｅｓ及びＪａｍｅｓ
の著書並びにＫｏｓａｒの光−センシティブ系（Ｌｉｇ
ｈｔ−８ｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍ ） （１９
６５）第２１５−２４９頁などの文献に記載されている
。

好ましい染料−付与組成物としては、例えば、４−メト
キシ−１−ナフトール、自動カップリング化学物質、並
びに酸化性化合物としての４−アミンアンチピリン（Ｈ
Ｃｌ）とカプラーとしての１．７−シヒドロキシナフタ
レンの組合わせをあげることができる。

色、光学密度又は螢光の変化のような、分析要素に生じ
た変化の検出を容易にするために、本発明の分析要素は
、反応試薬層に生成し、かつ、その存在又は不存在が分
析結果の検出に関係する反応生成物又はその他の物質を
捕捉する層を含む。

本明細書で検出層と呼ぶ、このような層は分析翠素内で
生成した検知可能な物質に対して浸透性であり、反応試
薬層と流体接触状態にある。

この検出層は、種々の輻射線測定技術による分析結果の
検出を容易にするための、反射及び／又は乳白層のよう
な輻射線遮蔽層によって反応試薬層と分離することがで
きる。

これも分析下の液体に膨潤可能であるのが好ましい検出
層は、反応試薬層に有用な親水性コロイドを含むことが
できる。

この検出層は分析結果の検出を容易にするために、輻射
線透過性とすることも必要である。

更に分析要素中で生成する検知可能な物質が染料である
場合には、検出層はカラー写真のフィルムやペーパー中
の有用な画像染料媒染剤として述べられているような染
料用媒染物質を含むことができる。

媒染剤の例としては、米国特許第２４８４４３０号明細
書に開示された種類のビニルピリジン化合物、米国特許
第３６２５６９４号、同第３７５８４４５号、同第３７
０９６９０号、同第３４８８７０６号及び同第３５５７
００６号明細書に記載されているような第４級アンモニ
ウム基を含むポリマーなどがあげられる。

媒染剤の代表例はＮ、Ｎ−ジメチル−Ｎ−ベンジル−３
−マレイミドプロピルアンモニウムクロライドである。

前述の如く、本発明の分析要素は、好ましくは反応試薬
層と検出層との間に輻射線遮蔽層を挿入することができ
る。

輻射線遮蔽層は分析要素中で生成した検知可能な物質に
対して浸透性であり、例えば、検出のために使用する波
長での電磁輻射線の通過を妨げる作用をする。

このような層の使用で、分析結果の検出に対する色又は
その他の潜在的な妨害物から検出層を保護することがで
きる。

この層は、層中に組込まれた場合にその吸収、反射など
の作用によつて、輻射線妨害効果を生ずる乳白剤を含む
。

成る態様では、輻射線遮蔽層はカーボンのような顔料又
は例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウムなどの
金属塩のようなその他の無機顔料などの乳白剤を含むマ
トリックスを含むことができる。

一般に反射性をもつプラッシュポリマー（ｂｌｕｓｈ又
はｂｌｕｓｈｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ）は乳白剤と成る
ことができ、展開層に有用なこのプラッシュポリマ一層
は輻射線遮蔽層としても用いることができる。

微孔性のプラッシュポリマ一層を輻射線遮蔽層として用
いた場合には、この層は瀘過層としても作用することが
できる。

好ましい一態様では、拡布性及び／又は反射性を高める
ために、プラッシュポリマ一層には、本明細書で述べた
高度に反射性の顔料のような反射性無機顔料を組み入れ
ることもできる。

プラッシュポリマーと共に層中に含ませることのできる
顔料の量は、広範囲に変えることができ、プラッシュポ
リマーに対して約５重量％〜約１０００重量％の顔料濃
度が好ましく、約１００重量％〜約６００重量％の顔料
濃度が最も好ましい。

−態様では、本発明の一体型分析要素は反応試薬層と流
体接触状態にある等方的多孔註の展開層を含むことがで
きる。

この展開層は等方的に多孔性の、又はその他の層であっ
て、展開層に直接適用されるか又は展開層と流体接触状
態にある一層又は複数層から展開層に供給される液体試
料を捕捉し、そして展開層内で試料中の溶剤又は分散媒
及び少なくとも一つの溶質、分散質（分散相又は内相の
構成成分）又は溶質若しくは分散質の反応。

生成物が、前記物質、即ち溶質、分散質又はその反応生
成物（これらは被験物質又はその前駆物質となることが
できる）の均一な見掛は濃度を要素の反応試薬層に面す
る展開層の表面に与えるように、分配される。

このような見掛は濃度は展開層中の層厚又はその他を通
して存在する濃度勾配で達成することができることはい
うまでもない。

この勾配には定量的な試験結果を得るのに対して何の困
難性も存在せず、そして公知の検定技術を用いて適応さ
せることができる。

展開（又は拡布）機構については完全には了解されてい
ないが、拡布は液体試料の静水圧、展開層内の毛細管現
象、試料の表面張力、展開層と流体接触した層の吸上作
用などの力の組合わせの結果及びその組合わせによって
規定されるものと想定される。

拡布の程度が拡布される液体の容積に一部依存すること
はいうまでもない。

しかしながら、見掛は濃度の均一化は液体試料の容積に
実質上依存せず、拡布の変化度合で生ずる。

その結果、本発明の分析要素は、精密な試料適用技術を
必要としない。

しかしながら、好ましい拡布時間などを与えるなどの理
由で特定の液体試料容積が、望ましいだろう。

本発明の分析要素は、展開層の都合のよい大きさの領域
（例えば、ｌｉ）内で完全に吸収することのできる非常
に少量試料容積を用いて定量的な分析結果を得ることが
できるので、液体試料の適用後に分析要素から過剰の湿
分を取り除く必要がない。

更に、拡布が展開層中で起り、拡布物質が流体接触する
反応試薬層に供給され、かつ、実質的な横方向の静水圧
がないので、従来の分析要素にしばしば見られる「リン
グ化」の問題は起らない。

この展開層は、それが流体接触する反応試薬層に面した
表面において拡布物質の単位面積当りの見掛は濃度を均
一化せしめることのみが必要で、特定の層がこの拡布の
目的に適当であるか否かを測定することが非常に好都合
である。

このような見掛は濃度の均一化は濃度測定又はその他の
分析技術によって例えば、拡布物質又は拡布物質の濃度
に基く反応生成物の見掛は濃度を測定するために、反応
試薬又はその他の関連層の適当な表面を走査させること
によって測定することかできる。

以下の試験は単なる一例であり、物質又は試験パラメー
タの選択は、その他の物質又はパラメータが同様の目的
に対して適当でないという事を言外に示すものでないこ
とはいうまでもない。

このような試験を実施する場合に、下塗りした（ ５ｕ
ｂｂｅｄ）ポリ（エチレンテレフタレート）、約２００
１ｎ９／ｄｍ２のゼラチン被覆をもつ透明なゼラチン層
のような透明な写真フィルム支持体物質に適用すること
ができる。

このゼラチンは硬度を変えることができるが、この試験
のためには、ゼラチン層を、２２°Ｃの水中に５分間浸
漬した場合に、約３００％だけ層厚が膨潤するように硬
化せしめる。

乾燥時、ゼラチン層の厚さは約３０ミクロンとなるであ
ろう。

拡布目的用として評価される層は、例えば溶液又は分散
液を塗布することによってゼラチン層上に適用できる。

展開層は広範囲で変る乾時厚をもつよう設計することが
でき、試験目的用には約１００〜約２００ミクロンの厚
さが好都合である。

層を乾燥後、試験溶液又は分散液の試料を評価中の展開
層の表面に、好ましくは、層全体が適用試料で濡れる量
でなく、直径約８〜１０朋の円形部分のような湿潤領域
を生ずるに十分な程度の少量適用する。

試験溶液又は分散液の選定は選択の問題であり、実際の
使用時に層に適用されるであろう試料又は被験物質のタ
イプに一部依存する。

低分子量物質に対しては、染料水溶液を使用でき、例え
ば、ソーラチンピンク（５ｏｌ−ａｔｉｎｅ Ｐｉｎｋ
” ）の０．０００５重量％溶液を使用できる。

蛋白質のような高分子量物質に対しては、ソーラチンピ
ンクで染色された牛のアルブミンの水分散液を用いるこ
とができる。

評価中の層に液体試料を適用し、かつ、その液体試料を
層の表面から消失させて層中に吸収させた後、この試験
要素を裏返すことができ、提幅された展開層の底表面を
透明な支持体物質及びゼラチン層から観察することがで
きる。

溶剤又は分散媒の実質的な蒸発。に先立って、試験要素
が約５μ×１００μの開孔をもつ濃度計で走査した時に
、良好に規定された、実質上均一な色濃度をもつ着色ス
ポットを示す場合には、次に拡布して試験層の底面及び
／又はゼラチン層に均一な見掛は濃度が達成される。

実質。的に均一な濃度なる語は、該スポットの濃度がそ
の外周を除いて平均値から約２０％未満の最大値及び最
小値をもつことを意味する。

エツジ効果のために、非特徴的濃度勾配がスポット外周
に生じるであろうが、分析結果に対して何の影響も与。

えない。

外周部はスポットによって変動するが、一般には全体ス
ポットの約２０％未満であり、実際にはもつと少ないだ
ろう。

本明細書で記したように、有用な展開又は計量層は等方
的多孔註層とすることができる。

このような層は種々の成分を用いて調製できる。

第一の態様では、微粒子物質が該層を構成するのに使用
することができ、そこで等方性の多孔質が粒子間の相互
結合間隔によって創り出される。

種々のタイプの微粒子物質、望ましくは分析下にサンプ
ル成分に化学的に不活性なものが有用である。

例えば、二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化
鉛などのような顔料が好ましい。

その他の好ましい粒子は、ケイソウ土及び天然又は合成
のポリマーに由来する微結晶性コロイド物質である。

このようなコロイド物質はＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐ
ｐｌ ｉｅｄ Ｐｏ−Ｉｙｍｅｒ ５ｃｉｅｎｃｅ第２
巻、４８１〜４８９頁（１９６７年）に発表されている
０、Ａ−Ｂａｔｔｉｓｔａ等の［Ｃｏ１−１ｏｉｄａｌ
Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｈｅｎｏｍｅ
ｎａ、 Ｐａｒｔ Ｉ［。

Ｎｏｖｅｌ Ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｓ ｏｆ Ｐｏ
ｌｙｍｅｒｓｊと題する論文に記載されている。

ＦＭＣコーポレーションからアビセル（Ａｖｉｃｅｌ”
）という登録商標名で市販されている微結晶性セルロー
スがこのようなコロイド状物質の一例であり、本発明に
おいて好都合に使用することができる。

樹肪又はガラスピーズのような、均一なサイズの球状粒
子も使用でき、選択的な濾過目的用のような均一孔度の
ものが特に好ましい。

ガラスピーズの場合のように選択微粒子物質が付着性で
ない場合には、接触点で相互に付着できる粒子を得るよ
うにその微粒子物質を処理し、それによって等方的多孔
層の形成を容易にすることができる。

適当な処理例として、非付着性粒子をゼラチン又はポリ
ビニルアルコールのような親水性コロイド溶液のような
薄い付着回層で被覆して、層中で相互接触させることが
できる。

このコロイド被覆が乾燥した場合に、層の一体性が保た
れ、その構成粒子間に開口スペースが残存する。

このような微粒子物質の代替物又は付加物として、展開
層は等方的多孔注のポリマーを用いて調製することがで
きる。

プラッシュポリマーを構成するのに有用な技術を用いて
前記ポリマーを調製することができる。

プラッシュポリマ一層は、ポリマーを、低沸点でポリマ
ーの良溶媒である液体と高沸点でポリマーの非溶媒又は
少なくとも貧溶媒である液体との混合液中に溶解するこ
とによって基体上に生成させることができる。

このようなポリマー溶液は次いで基体上に塗布され、そ
して制御された条件下で乾燥される。

前記低沸点溶剤は速かに蒸発し、被覆体は貧溶媒又は非
溶媒である液中で濃縮される。

適当な条件下で蒸発が進行すると、ポリマーは等方的多
孔註層となる。

本発明で用いられる等方的多孔註プラッシュポリマー［
展開層を調製するためには、数多くの異なったポリマー
を単独又は組合わせで使用することができ、代表例とし
てはポリカーボネート、ポリアミド、ポＩＪ ウレタン
及びセルロースアセテートの如キセルロースエステルが
あげられる。

本発明の一体型分析要素を調製する場合には、複数個の
層をそれぞれ予め形成して積層し全体の要素を構成させ
ることができる。

この方法で調製された層は典型的には、乾燥した層を物
理的に剥ぎ取ることのできる表面上に溶液又は分散液を
塗布される。

しかしながら、多数回の剥ぎ取り及び積層ステップの問
題を回避できる便利な方法は、所望によって剥ぎ取り表
面又は支持体上に最初の層を塗布し、その後これらの前
に塗布した被覆体上に直接次の層を塗布することである
。

このような被覆体はブレード塗布装置を用いて手動で、
又は浸漬若しくはビード被覆のような技術を用いて機械
で達成できる。

機械被覆方法を用いる場合には、感光性写真フィルム又
は紙の調製における周知のホッパー被覆技術を用いて隣
接層を同時に被覆することもしばしば可能である。

隣接層が不連続であり、かつ、多孔性展開層の場合に可
能なように被覆組成物の比重の調節による層分離の維持
が十分でない場合には、溶剤又は分散媒を含む、各層に
対する適当な成分の選定によって、相互の層成分の泳動
及び溶剤効果を最少化又は低減できる。

相互の層の付着問題は写真フィルムに用いられるような
下塗り物質の非常に薄い適用を含む表面処理手段によっ
て有害な影響を及ぼすことなく克服できる。

反応試薬層に対しては、前記マドＩＪックスを含み、か
つ、反応性物質を含む被覆溶液又は分散液を調製し、前
述の如く被覆し、そして乾燥して寸法の安定な層を構成
することができる。

反応試薬層の厚さ及び浸透度合は大幅に変動させること
ができ、かつ、実際の使用に依存する。

約１０μ〜約１００μの乾時厚が好都合であるが、成る
状況下ではもつと広く変動した厚さが好ましいことがあ
る。

比較的多量の反応性物質、例えば、酵素のようなポリマ
ー物質を必要とする場合には、多少厚い反応試薬層を用
いるのが好ましい。

輻射線遮蔽層及び検出層は、反応試薬層の場合に用いた
ような方法及び厚さを用いて調製することができるが、
その構成成分は特定の層に対して適当なものを用いる。

検出層の場合には、その浸透性と輻射線透過性の他に、
本発明の一体型分析要素に生ずる分析結果の検出を妨害
する、炎色又はその他のノイズを与えるような特注を実
質上待たないのが好ましい。

例えば、浸透は媒質とじて紙のような繊維質物質が使用
される場合に起るような、検出層内の色又は組織の変化
は、検出エネルギーの非均−な反射又は透過の故に不都
合である。

更に濾紙及びその他の紙のような繊維質物質は一般に全
体的に浸透性であるが、これらの物質のあるものは、典
型的には広範囲の浸透度を示すことができるが、例えば
、繊維の寸法や間隔のような構造的な変動のために、均
一な浸透性を示さず、そのため、このような物質は検出
層及び本発明の分析要素の他の層には好ましくない。

展開層も溶液又は分散液からの被覆によって調製するこ
とができる。

前述の如く、分析要素の展開及び協働層は展開層が反応
試薬層と流体接触状態にあるような重ね合わせ関係とさ
れる。

展開層中に含めることのできる有用な物質の範囲は前述
の如く広い範囲で変動でき、そして一般に分析下の液体
に耐える、即ち、該液体に実質的に不溶性でかつそれと
接触しても膨潤しない物質を主として含む。

層の乾時厚に対して約１０〜４０％の膨潤が普通である
。

展開層の厚さは可変で、便宜性と洗浄性のために展開層
が吸収できる量とされる所定の試料容積、及び層中に吸
収できる試料の量にも影響する層の空隙容積に一部依存
する。

約５０μ〜約３００μの展開層が特に有用である。

しかしながら、厚さの一層広い変動も可能であり、特定
の分析要素に対しては更に厚い層厚が好ましい場合もあ
る。

等方的多孔注の展開層を調製する場合には、層の全容積
に対して少なくとも約２５％の空隙容積をもつのが有用
で、５０〜９５％の空隙容積が好ましい。

多孔性展開層の空隙容積の変動は、展開層の全浸透性又
は試料の拡布所要時間のような要素の特注を改変するの
に有用に使用できる。

層内の空隙容積は、例えば、適当な大きさの微粒子状物
質を選定することによって、又は等方的多孔註のプラッ
シュポリマーを展開層に用いる場合には溶剤若しくは乾
燥条件を変動させることによって制御できることはいう
までもない。

このような層の空隙容積は、Ｃｈａｌｋｌｅｙ Ｊｏｕ
ｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏ−ｎａｌ Ｃａｎ
ｃｅｒ Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ、第４巻４７頁０９４３年
）に記載される統計的方法及び層の実際の重量の、層の
容積と同じ容積の層を構成する固形状物質の重量に対す
る比を直接秤量して測定することによって適度の楕度で
計算できる。

いずれにしても、孔サイズは反応試薬層に供給された試
料成分又はその他の物質の拡布を許容するに十分な大き
さとすべきことはいうまでもない。

本明細書で前述したように、一体型分析要素は支持体上
に自己支持又は被覆することができる。

有用な支持体物質は、セルロースアセテート、ポリ（エ
チレンテレフタレート）、ポリカーボネート及びポリビ
ニル化合物（例えばポリスチレン）などのような各種高
分子物質を含む。

特定の分析要素に対する支持体の選定は結果の検出の目
的モードと一致するであろう。

好ましい支持体は、放射能による放射線並びに約２００
ｎｍ〜約９００ｎｍの波長の電磁輻射線を透過する輻
射線透過性支持体物質を含む。

支持体を通しての分析結果の螢光検出に対しては、非螢
光測定に対して必要なより若干広い帯を透過するか又は
その代りに検出に使用する螢光物質の吸収及び発光スペ
クトルで透過する支持体が好ましい。

このことは、例えば、支持体に適当な吸収＋＋ｔｑをも
つ一板上の着色剤を含浸又は被覆させることによって達
成できる。

分析要素が支持体を含む場合には、反応試薬層、輻射線
遮蔽層（もし存在するなら）及び検出層は分析要素中に
おいて支持体と展開層（もし存在するなら）との間に挿
入され、展開層はしばしば分析要素の最外層となる。

本発明の一体型分析要素の特定層構成成分及び選択され
た層構造（又は配置）は分析要素の目的とする用途に依
存する。

前述の如く、展開層の孔径は、層が、例えば分析要素内
で生ずる分析反応又は試験結果の検出を妨げるような好
ましくない試料成分をｐ別できるように選択することが
できる。

全血液の分析に対しては、１〜約５μの孔径をもつ多孔
性層が、典型的には約７〜約３０μのサイズの血球を選
別するのに特に有用である。

所望ならば、分析要素は拡布及び濾過能力のそれぞれ異
なる複数の展開層を含むことができる。

展開層によって与えられるもののほかに分析要素内に物
質の移送を制限する必要がある場合には、フィルター又
は透析層を分析要素内の適当な位置に含めることができ
る。

一例として血液グルコースの分析に際しては、半透性セ
ルロース膜のような透析層が蛋白質又は反応試薬層に対
する潜在的妨害物質の通過を防止することができる。

分析要素の層には、アニオン又は中性表面活は剤のよう
な一板上の表面活性剤を好都合に組み込むことができる
。

例えば、これらの活性剤は層構成の被覆性を高めること
ができ、そして表面活１生剤のようなものの助けをかり
ないと液体試料で容易には濡れない展開層の拡布度合及
び拡布速度を高めることができる。

所望なら、特定の分析に対して展開層に反応性物質も存
在させることができる。

一例として、蛋白質又はその他の高分子量物質を、便宜
上、例えは、プロテアーゼ又はエステラーゼの如き酵素
のような適当な反応油は物質を展開層中に含有させるこ
となどによって、分析反応に対して一層適当でもある。

一層容易に拡布する低分子量成分へ分割することもでき
る。

分析要素の層には、化学反応又はその他によって、選択
された分析に対して潜在的に有害な物質を該選択分析に
おいて非活性にすることのできる物質を含ませることも
好ましい。

一例として、アスコルベートオキシダーゼを分析要素中
に組込んで、グルコースの分析を妨害するアスコルベー
トイオンを除去することができる。

更に他の態様では、選択の分析が多段反応を必要とし、
その反応は、各層が特定の反応段階を高めたり、効果的
にするに適した、複数の反応試薬層をもつ要素において
最良に達成できる。

一例として、血清グルタミン−オキサル酢酸トランスア
ミナーゼ（アミノ基転移酵素）として知られる酵素の測
定においては、連続反応を用いることができる。

この酵素は、約７．４のｐＨでα−ケトグルタレートと
アスパルテートイオンを対応するオキサールアセテート
とグルタメートに転化させる。

オキサールアセテートはファストポンシーＬ（Ｆａｓｔ
Ｐｏｎｃｅａｕ Ｌ ）として知られる染料のジアゾニ
ウム塩とのカップリングで測定できる。

カップリング前に確立されるべき第一段の平衡を容易に
するために、反応試薬（複数）を分離して別の層中にそ
れらの各々を組込むことによって、第一段の平衡の確立
を向早の第二段反応の開始によって妨害させることなく
、第一段平衡の達成のための適当な時間間隔を与えるの
が好ましい。

このようにして、ファストポンソーし染料の前記塩を含
む第２の反応試薬層上に被覆された第１の反応試薬層に
組み入れることができる。

本発明の一体型分析要素は、臨床化学分野だけでなく化
学実験及び化学プロセスコントロール実１験におけるよ
うな広範囲な化学分析の実施に適用できる。

血液、血清及び尿のような体液の臨床テストでは多数の
反覆試験がしばしば行われしかも試料採取後短時間で試
験結果を出すことがしばしば必要なので、本発明の分析
要素は前記臨床用に特に適している。

例えば、血液分析の分野においては、本発明の多層分析
要素は、通常測定される多くの血液成分の定量分析を実
施するのに適している。

即ち、例えば、本分析要素は、適当な試験試薬又はその
他の反応性物質を適当に選択するこ。

とによって、アルブミン、ビルビリン、尿素窒素、血清
グルクミン−オキサル酢酸トランスアミナーゼ、塩化物
、グルコース、尿酸及びアルカリホスファクーゼ並びに
その他多くの成分のような血液成分の分析用に容易に適
合する。

本発明の分析要素で血液を分析する場合には、血球を先
ず遠心手段などによって血清から分離して血清を分析要
素に適用する。

しかしながら、このような分離は、特に分析要素中に形
成される反応生成物を定量又はその他の分析を行うのに
反射分光光度分析技術−を用いる場合には必要ではなく
、全血液を直接分析要素に適用して血球を涙過層の作用
によって瀝別する。

分光光度分析が支持体及び検出層を透過し輻射線遮蔽層
又は検知用輻射線が血球をさえぎらないようなその他の
反射層で反射されるような。

反射技術によって行われる場合には、分析要素中のこれ
らの血球の存在は分光光度測定を妨害しなＧ）。

本発明の一体型分析要素の特に重要な特長は、血清又は
全血液のいずれの分析にも使用できる能力をもつという
ことである。

分析の目的によって種々の異なった分析要素が本発明に
従って調製できることはいうまでもない。

分析要素は所望の幅の伸長テープ、シート又は小チップ
などを含む、いろいろな形に構成できる。

特定の要素は単一のタイプの一以上の試験又は異。

なったタイプの種々の試験に適合できる。

異なったタイプの各種試験には、種々の所望の試験を行
うのに適した複合要素を構成する種々組成物とすること
のできる、−以上のストリップ又はチャンネルで共通の
支持体を被覆することが好ましい。

本発明の分析要素の好ましい態様は添付図面に例示した
通りである。

第１図に示される分析要素は、輻射線透過性支持体１０
、その上に担持された検出層１２、反射分光光度分析に
よるような分析結果の検出用の白色背景を与えると同時
にフィルターとなることのできる輻射線遮蔽層１４並び
に反応試薬層１６から構成される。

検出は検知波長に対し適度に透過性の支持体を通して行
うことができる。

検出層１２はゼラチンのような親水性コロイドとするこ
とができる。

反応試薬層１６はゼラチンのようなバインダー中に一以
上の試験試薬の溶液又は分散液から構成することができ
るが、層１４は等方的多孔度及び／又は実施せんとする
濾過作用に必要な孔径をもつプラッシュポリマーとする
ことができる。

これらの層は流体接触状態にある。

本発明の分析要素の他の態様を示す第２図において、分
析要素は沖過作用もなくかつ支持体２０を通しての反射
分光光度検出に対する適当な反射背景をも与える展開層
２６並びに反応試薬層２４と流体接触状態にある検出層
２２をもつ輻射線透過性支持体２０から構成される。

また、層２６は、それが反射性でないようにすることが
でき、検出は透過様式で行うことができる。

層２６は、例えば、層２４上に被覆又は積層された等方
的多孔殴のプラッシュポリマ一層とすることができる。

第３図は本発明の分析要素の更に他の態様を示し、この
分析要素は、支持体３０と、検出層３２と、ゼラチンの
ような親水性コロ・イド中に二酸化チタンのような顔料
を分散させたものから構成できる輻射線遮蔽層３４と、
反応試薬層３６と、拡布作用と濾過作用をすることので
きる等方的多孔註プラッシュポリマ一層のような展開層
３８とから構成される。

これらの種々の層は流体接触状態とされる。

本発明の分析要素の更に他の態様を示す第４図において
、本発明の分析要素は支持体４０と、検出層４２と、輻
射線遮蔽／濾過層４４と、反応試薬層Ａ４６と、反応試
薬層Ｂ４８と、展開／濾過層５０とから構成される。

層４４は、例えば、プラッシュセルロースアセテート中
に二酸化チタンを分散させて構成することができ、層５
０はプラッシュセルロースアセテート中にケイソウ土を
分・散させて、又はゼラチンの様な親水はコロイドでガ
ラスピーズを相互に付着させて構成することができる。

本発明の分析要素は、分析要素に分析液試料を適用する
ことによって使用される。

典型的には、分析要素は適用試料が非拡布注の反応試薬
層より前に展開層に接触するように、そして展開層の反
応試薬層から離れた方の表面に先ず接触するように構成
される。

本発明の分析楕度が、特に展開層が要素中に存在する場
合には、適用試料の容積の。

変動によって実質上横われないので、手又は機械による
試料適用が可能である。

しかしながら、分析結果の検出の便宜上、試料容積の適
度の一致が好ましいであろう。

前述の如く、可溶性反応性物質を反応試薬層に用いた場
合には、展開層はリンｊグ化の発生を最小にするのにも
極めて好ましい。

手動又は自動とすることができる、本発明の分析要素を
用いる代表的な分析方法において、分析要素は供給ロー
ル、チップパケット（ｃｈｉｐ ｐａｃｋｅｔ）又はそ
の他のソースから取り、例えば適当なディ。

スペンサーから、自由滴下、接触はん点又はその他の形
の液体試料を受けるように位置させる。

試料適用後、そして好ましくは展開層がある場合には展
開層によって液状試料が吸収された後、分析要素を試験
結果を得るのに迅速にしたり、又はそシれを容易にする
のに好ましい、任意の条件、例えば加熱、給温、その他
の条件に曝す。

自動分析の場合には、吸収性の繊維状紙で得られるよう
な殆ど瞬間的な未制御の拡散とは違って、展開層が数秒
間でその機能をなすのか好ましい（但し計量をシ提供す
るために十分な時間放置するのが好ましい）。

このことは、層厚、多孔質層の空隙容積などのような種
々のパラメータを適当に選定することによって好都合に
達成できる。

分析結果が検知可能な変化として得られた後１、通常分
析要素を反射、透過又は螢光分光光度用の適当な装置が
備えられたゾーンを通過させることによって分析結果が
測定される。

このような装置は、光のようなエネルギー光線を支持体
及び検出層を通してあてるように働く。

次に光は、例えば。分析要素中の輻射線遮蔽層から検出
手段に反射されるか、透過検出の場合には分析要素を通
して検出器に透過する。

好ましい様式では、分析結果は、分析結果が生じた領域
内で全体的に検出される。

反射分光光度測定の使用は、それが分析要素の層上又は
層中に残存する、血球のような残渣の妨害を効果的に回
避できるので、成る場合には、有利である。

検知可能な物質が螢光物質の場合には螢光分光光度測定
の一般的な方法を用いることもできる。

検出は螢光物質を励起するエネルギー及びその螢光発光
に感する検出器を用いることによって達成される。

更に、血清を試１験する場合又は好ましくない全血液残
渣を除く手段が備えられている場合には、透過技術を、
例えばＵ、Ｖ、可視又は１．Ｒ，放射線のような輻射線
エネルギーの流れを分析要素の一表面にあてて、分析要
素の反応茂面でそのエネルギーの吐出を測定することに
よって指示反応生成物を検出かつ定量するのに用いるこ
とができる。

分析要素を浸透しかつ反応試薬層で生じた生成物を定量
できる任意の輻射線を用いることができるが、一般には
約２００〜約９００ｎｍの範囲の電磁輻射線がこのよう
な測定に有用であることを見出した。

各種検定技術を用いて分析のコントロールをすることが
できる。

一例として、標準被験溶液の試料を、分析における示差
測定の使用を許容するために、試料の液滴を置いた場所
に隣接させて適用することができる。

本発明を更に説明するために以下に実施例を示す。

実施例 １ ゼラチン下塗りを有するポリ（エチレンテレフタレート
）支持体（１８０μ厚）上に以下の層を連続的に適用し
た。

（１）１平方メートル当り、２．１５Ｅｌのゼラチン、
２．１５ｇの媒染剤（スチレンとＮ、Ｎ−ジメチ／Ｌ／
−Ｎ−３−マレイミド−プロピルアンモニウムクロリド
との共重合体）を含む検出層、：２）１平方メートル当
り、１５１ｇのゼラチン及び１１．４ｇの二酸化チタン
を含む多孔性の、反射性輻射線遮蔽層、 （３）１平方メートル当り、１７．５ｇのゼラチン、１
、！ｌの１−ナフトール−２−スルホン酸のカリウム塩
、０．７３ｇのリン酸二ナトリウム緩衝剤、０．４５９
のリン酸カリウム緩衝剤、０．３８ｇの４−アミノアン
チピリン（ＨＣｌ）、１．６ｇのグリセリン（可塑剤）
、０．０１のペルオキシダーゼ（１４０１４Ｕ／ｍｌ）
及び０．３７４．９のグルコースオキシダーゼ（４０４
４ｏｕ、／ｍ”）を含む反応試薬（分析）層、 （４）１平方メートル当り、９７ｇのセルロースアセテ
−Ｉ・及び６５．５ｇの二酸化チタンを含む展開層。

このようにして調製した分析要素を、０〜８００ｍ９／
ｄｌに変動する濃度のグルコース溶液の分析に用いた。

１０μｌのグルコース水溶液の液滴を分析要素のサンプ
ル上に付着させた。

１時間後、発色の濃度をマシースデンシトメータ（Ｍａ
ｃｅｅｔｈ Ｄｅ−ｎｓｉｔｏｍｅｔｅｒ） （モデル
ＴＤ−５０４）を用いて反射によって測定した。

グルコース溶液を分析要素の表面に適用した時、それは
層４内に拡布し、そして層３に計量され、そこでグルコ
ースがグルコースオキシダーゼの存在下に酸素及び水と
反応して、グルコン酸と過酸化水素を生じる。

これらの化合物は、ペルオキシダーゼの存在下に、４−
アミノアンチピリンと反応し、次いで酸化され、この４
−アミノアンチピリンの酸化生成物が１−ナフトール−
２−スルホン酸カリウム塩とカップリング反応して、染
料を形成する。

この染料は反応試薬層３から拡散して輻射線遮蔽層２を
通って検出層１に入り、そこでマシースＴＤ−５０４デ
ンシトメークを用いて検知する。

結果を下記実施例２の表に示した。

実施例 ２ 検出層１が４．３ｏｇ／ｒｒｔの被覆重量のゼラチンを
唯一の成分として含む以外は実施例１で調製したものと
同一の構造をもつ分析要素を調製した。

実施例１で述べた方法に従ってこの分析要素を用いた。

得られた結果を下表に示す。以上、本発明をその好まし
い態様について特に詳細に説明したつｊ、本発明の精神
と範囲内で種々の変形や改変が可能であることはいうま
でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図は、それぞれ、本発
明の一体型分析要素の好ましい態様を示す拡大断面図で
ある。 １０．２０，３０，４０・・・・・・支持体：１２゜２
２．３２，４２・・・・・・検出層：１４，３４，４４
・・・・・・輻射線遮蔽層：１６，２４，３６，４６゜
４８・・・・・・反応試薬層：２６，３８．５０・・・
・・・展開層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一つの反応試薬層を含む一連の層を流体
   接触状態で担持した輻射線透過性支持体を含んで成る一
   体型液体分析要素において、（ａ）前記反応試薬層が被
   験物質又はその前駆物質に対し浸透性であり、かつ、被
   験物質の存在下に拡散性の検知可能な物質を生ずる反応
   性物質を含み、 （ｂ） 前記要素が、反応試薬層と支持体との間に、
   前記検知可能な物質に対し浸透性でかつ当該物質を検出
   することのできる検出層を含み、そして（ｃ） 前記
   要素が前記検知可能な物質に対し浸透はで検出可能な物
   質を検出層に移行させるが妨害物質は検出層に移行させ
   ず、かつ、検出層と反応試薬層との間に位置する輻射線
   遮蔽層 を含んで成ることを特徴とする一体型液体分析要素。