JPH0224341B2 - - Google Patents

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JPH0224341B2
JPH0224341B2 JP56079954A JP7995481A JPH0224341B2 JP H0224341 B2 JPH0224341 B2 JP H0224341B2 JP 56079954 A JP56079954 A JP 56079954A JP 7995481 A JP7995481 A JP 7995481A JP H0224341 B2 JPH0224341 B2 JP H0224341B2
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JP
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test device
ionophore
layer
analyte
chromophore
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JP56079954A
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Shii Chaaruton Suteiibun
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Publication of JPS5712360A publication Critical patent/JPS5712360A/ja
Publication of JPH0224341B2 publication Critical patent/JPH0224341B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/84—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving inorganic compounds or pH
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
    • G01N33/525—Multi-layer analytical elements
    • G01N33/526—Multi-layer analytical elements the element being adapted for a specific analyte

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、手動及び自動の系で有用な診断試験
方法及びその要素（element）の分野に関し、更
に詳しくはカリウム及びナトリウムのようなイオ
ンの濃度の定性及び定量方法にとつて有用な試験
に関する。 電極機器による起電特性及びそれから求められ
るイオン活量の測定についてのイオン及びイオノ
フオア（ionophore）の関係を報告する数多くの
文献が刊行されている。 異なるイオン濃度の２つの溶液を接触させたと
き、ある電位又は起電力（EMF）が発生し、そ
れは log（イオン活量）１／（イオン活量）２ に比例する。この２つの溶液は、混合を妨げるが
電気的な接触は許容する障壁、例えばフリツト
（flit）によつて分離することができる。そのほか
に、バリノマイシンのようなあるイオノフオアを
含む膜を使用できる。この膜の特性は、イオノフ
オアが存在しない場合には、その電気抵抗が高く
なるので、それは開回路のように挙動し（電位計
を駆動するに充分な電流が流れない）て、EMF
を全く測定できないということである。カリウム
（K+）が存在する場合には、バリノマイシン
（Ｖ）は、K+に結合することにより、膜を介して
伝導性経路を形成し、そのことによつて小電流を
流す。このような系は、以下のように図示でき
る：
【表】 K+（相３）の参照濃度は膜の一方の上に存在
し、そして発生したEMFが測定されてネルンス
トの式から未知濃度を計算するために用いられ
る。K+はバリノマイシンに結合される唯一の陽
イオンなので、伝導性径路はK+イオンに対して
のみ現出し、そして発生するEMFは膜断面のK+
濃度勾配にのみ依存する。流れる電流は非常に小
さいので、K+の有意の量又は濃度が膜を通して
輸送されることは全くない。このようなイオン選
択性電極の使用における大きな困難は、それらが
時間経過とともに正確さ及び応答速度において劣
化する傾向を有することである。更に、それらの
測定値の読みは対数関数によつて解釈されるの
で、イオン濃度における小さな変化は精巧な電位
差計装置を必要とする。 上記したような巨大環状の抗生物質類は、りん
脂質二層膜、生体膜の電気的な特性に影響を与え
例えばこれらの抗生物質類は膜内で陽イオン類を
易動性の荷電錯体の形に可溶化し、そのことによ
つて、陽イオン類が膜の絶縁性炭化水素内部を通
過できる“担体”機構を形成することが知られて
きている。このような錯体類は、膜を通して錯体
の電荷を運ぶという単独の目的を有し、そのた
め、膜の両側にある溶液間で電位差を測定するこ
とができる。 研究の他の分野では、アイゼンマン
（Eisenman）ら、ジヤーナル・オブ・メンブラ
ン・バイオロジー（J.Membrane Biol.）．１：
294〜345（1969）が、巨大四員環系
（macrotetralide）アクチン抗生物質類によつて
水溶液から有機溶媒への陽イオン類の選択的抽出
を開示している。この実験は、抗生物質類を含む
有機溶媒相と、脂質溶解性の着色した陰イオンの
各種陽イオンとの塩を含む水溶液とを単に振盪す
ることからなる。ついで、どれだけの塩が抽出さ
れたかを示すために、有機相の発色強度が分光学
的に測定される。アイゼンマンは、水性の相中の
イオン濃度を測定することは試みていない。ま
た、相の転移が、デイツクス（Dix）ら、アンゲ
バンテ・ヘミ（Angew.Chem）．インターナシヨ
ナル・エデイシヨン・イン・イングリツシユ
（Int.Ed.Engl.）．17：857（1978）、及びブルゲルマ
イスター（Burgermeister）ら、Top.Curr.
Chem.69、91（1977）の総説；ユー（Yu）ら、膜
活性錯イオン類、エルセビア、アムステルダム
（1974）；ダンカン（Duncan）、生体系におけるカ
ルシウム、ケンブリツヂ大学出版（1976）などを
含む報文の中で研究されている。 アイゼンマンによつて示されているように、液
体間にあつては、液体の易動能が運ばれてきた化
合物をその界面から迅速に拡散させるので、化合
物の分配は迅速かつ効果的である。このような機
構は、剛性、不動性及び本質的には非拡散によつ
て特性づけられる固相内にあつては、通常、不可
能である。 それゆえ、溶液内のイオンの濃度を光度学的に
測定する固体状態の機器又は用具は、いかなるも
のも存在してはいないままである。高価で扱いに
くい装置を用いてさえ、固体状態での分析技術を
用いてイオン濃度の可視的な測定は全く行なわれ
ていない。かくして、臨床化学に用いて好適で、
イオン濃度に対する特異な固体状態での測定は、
今まで行なわれていなかつた。 本発明によれば、液体試料中のイオンの測定法
及びそのような測定に用いるための試験具（一体
化された分析素子）が提供される。更に詳しくい
うと、この考えられた方法は、該イオン性の分析
対象物と結合した検知可能な種の存在下におい
て、試験具と試料とを接触させること、該試験具
は、分析対象物に対し特異性を示すイオン団を包
含した実質的に非極性の材料の１つの層から成る
こと、そして、該試験具の少くとも１つの表面部
位に移動（migrate）した。 該検知可能な種の量を測学的に測定すること、
移動した該検知可能な種の量が試料中の特異なイ
オン性分析対象物の濃度を指示することから構成
されることを特徴とする。この反応した試験具は
安定で、その読みは少なくとも数回に亘つて一定
で信頼性があり、そのため、例えば、反応した試
験具を、一度に読みとるために、集めることがで
きる。 本発明の試験具は、分析対象物に特異性を示す
イオノフオアを包含した実質的に非極性の材料の
１つの層から成り、更には、それに積層され、該
イオン性分析対象物と結合した検知可能や種を包
含する第２のフイルム層を含むこともできる。イ
オノフオアの層と他の添加層の間の積層関係につ
いては、これらの層の重なり合つた相互の面の間
を、液体であろうと気体であろうと、流体が通り
うることが意味されている。これらの層は介在層
によつて接触又は分離することができる。介在層
は全て、全ゆる層の間の通過を妨げないようなも
のである。この試験具は、それ自身で保持し得る
ものであつてもよいが、約200ナノメータ（nm）
と約900ナノメータ（nm）の領域内の１つ又はそ
れ以上の波長の電磁波を透過できる支持体のよう
な支持体に保持されていてもよい。 以下の記述では、明解を期すために特別な用語
が用いられるが、これらの用語は、例示のために
選択された本発明の特別の態様を述べるためにの
み意図されており、本発明の範囲を特定又は限定
するものではない。 上述したように、本発明の一面は、液体試料中
の特異なイオン性分析対象物の濃度を測定する方
法であつて、それは、該イオン性分析対象物と結
合する検知可能な種の存在下で、試料と試験具を
接触させること、該試験具は、分析対象物に特異
性を示すイオノフオアを包含した実質的に非極性
の材料の１つの層から成ること；そして該試験具
の少くとも１つの表面部位に移動した該検知可能
な種の量を測光学的に測定すること；移動した該
検知可能な種の量が試料中の特異なイオン性分析
対象物の濃度を指示することから構成されてい
る。接触させた後でかつ測定する前に、該方法は
該試験具から全ての過剰な試料を除去する工程
を、任意に、更につけ加えることができる。測光
学的測定は、比色分析又は螢光測定を含むもので
ある。 一態様においては、接触させる工程は、該液体
試料に該イオン性分析対象物と結合する検知可能
な種を添加し、ついで該試験具を、試料を含む検
知可能な種に接触させることからなる。他の態様
では、該接触させることは、試験具を試料と接触
させることからなるが、該試験具は分析対象物に
特異性を示すイオノフオアを包含した実質的に非
極性の材料の１つの層；そしてこれに積層され、
該イオン性分析対象物と結合する検知可能な種を
包含した第２の層から成る。 上述した多層試験具の１例において、イオノフ
オアの層は、一対の対向する表面を有し、該検知
可能な種の層は該対の表面の一方と積層関係にあ
り、そして、該接触を該表面の他方で行なうこと
から成るものである。他の例では、検知可能な種
の層は一対の対向する表面を有し、該イオノフオ
アの層が該対の表面の一方と積層関係にあり、そ
して該接触を該面の他方で行なうことから成るも
のである。 該フイルム層の実質的には非極性の材料は、寸
法安定性を付与するに好適な可塑剤及び非極性の
高分子から成る組成物とすることができる。適し
た可塑剤としては、フタル酸ジペンチルのような
フタル酸エステル類、セバシン酸ジ−２−エチル
ヘキシルのようなセバシン酸エステル、リン酸ト
リス−２−エチルヘキシルのようなリン酸エステ
ルが挙げられる。ポリビニルクロリド及びポリウ
レタンのような好適な非極性の高分子には、白化
樹脂層（blush polymer layer）の形成に使用で
きるものを含むことができる。 本発明が適用できるイオノフオア／イオンの対
には、この分野で知られているものの全て及びこ
の関係が引き続き観察されると思われるものの全
てが含まれる。そのような対の例には、 バリノマイシン／K+； ４，７，13，16，21−ペンタオキサ−１，10−
ジアザビシクロ−（８，８，５）トリコサン〔ク
リプトフイツクス 221（Kryptofix 221）〕／
Na+；４，７，13，16，21，24−ヘキサオキサ−
１，10−ジアザビシクロ−（８，８，８）ヘキサ
コサン〔クリプトフイツクス222
（Kryptofix222）〕／K+； が含まれ、そして、４，７，13，18−テトラオキ
サ−１，10−ジアザビシクロ（８，５，５）クリ
プトフイツクスは、オハイオ州、シンシナチ、
2902 ハイランドベニウーのイー・メルク（E.
Merck）の関連会社であるMCBリエージンツ
（MCB Reagents）の登録商標である。 検知可能な種は、好ましくは対イオンであり、
それは、例えば色素団（Chromophore）又は螢
光発色団（fluolophore）である。適した色素団
はジクロロフエノールインドフエノールである。
適した螢光発色団には、フルオロセインとその誘
導体、８−アニリノ−１−ナフタレンスルホン
酸、エリトロシンＢ及び７−アミノ−４−トリフ
ルオロメチルクマリンが含まれる。 このような対イオンは、同様にイオノフオアの
層に包含されている試薬と相互に反応する他の成
分と連合することもできる。相互作用（例えば、
化学的に反応性である）する物質の存在、及びイ
オノフオアの層に提供される基質の均質で見かけ
濃度によつて、均質、定量的で検知可能な変化
を、この要素内に来することができる。発色若し
くは螢光の生成又は消失であり得るこのような変
化は、電磁波分析法で、望むならば、測光学的装
置（光度計）のような自動放射感応装置によつて
定量的に検知することができる。 本発明の試験具の調製において、層を別々に形
づくり、全体の試験具を形成するために積層する
ことができる。このような方法で調製された層
は、１つの表面で、溶液又は懸濁液から典型的に
被覆され、その表面から、乾燥した層を物理的に
剥離することができる。しかしながら、幾重にも
剥離すること及び積層する工程という問題を避け
ることのできる便利な方法は、剥離面又は担体の
上に最初の層を、望みに応じて、塗布し、ついで
その後に、既に塗布された層の上に、直接、つぎ
つぎと層を塗布することである。このような塗布
は、ブレード塗布具を用いて手で行なうことがで
きるし、または、浸漬若しくはビード塗布のよう
な方法で機械を用いて行なうことができる。機械
塗布法が行なわれる場合には、しばしば、感光性
写真フイルム及び感光紙の調製において良く知ら
れているホツパー（hopper）塗布技術を用いて、
隣接する層を同時に塗布することができる。 上述した白化樹脂層（Blush polymer layer）
は、高分子を２つの液体の混合物中に溶解するこ
とにより、基板上に形成できる。液体のうちの１
つは、より低沸点のもので、しかも高分子をよく
とかす溶媒であり、また、他のものはより高沸点
のもので、しかも高分子を全くとかさない非溶媒
又は少くとも難溶媒である。ついで、このような
高分子溶液は、基板の上に塗布され、調節された
条件下で乾燥される。低沸点溶媒は容易に蒸発
し、塗布されたものは難溶媒又は非溶媒である液
体の中に多くなる。適当な条件下において、蒸発
が進むと、高分子は多孔質層として形成される。
本発明に用いるための多孔質な白化樹脂層を調製
するためには、多くの異なつた高分子を、単独で
又は組合せて用いることができる。典型的な例に
は、ポリカーボネート類、ポリアミド類、ポリウ
レタン類及びセルロースアセテートのようなセル
ロースエステル類を含む。イオノフオア又は検知
可能な種を含むような層のためには、担体及び包
含された活性物質を含む塗布溶液又は懸濁液を調
整し、これまで述べたようにして塗布し、乾燥し
て寸法的に安定な層を形成することができる。 全ての層の厚み及びその通液性（透過性）の程
度は、広く変えることができ、実際の使用に対応
せしめる。約５ミクロンから約100ミクロンの乾
燥厚みが、ある種の環境中ではもつと広い種々の
厚みが好適であるかもしれないが、便利であつ
た。例えば、相互作用性の物質、すなわち、酵素
類のような高分子性物質の比較的多くの量が必要
な場合には、わずかに厚い層を用いることが好ま
しいだろう。 更に、試験具内には１つ又はそれ以上の反射層
を含むことが望ましく、それは検知される放射に
対しては、例えば、反射測光学又は同様の方法の
ような反射放射法による結果の検知を容易にする
ために、吸収性であつてもよい。このような反射
率は、上述した層の１つによつて与えられるか、
または、試験具内では新らたな機能を持たないよ
うな新らたな付加的に設けられた層によつて与え
られる。二酸化チタニウム及び硫酸バリウムのよ
うな反射性顔料を、反射層において有利に用いる
ことができる。また、白化樹脂も又、好適な反射
性の材料を構成することができる。１つの好まし
い点は、白化樹脂層に、更に顔料を包含せしめて
反射性能又は他の機能を増強せしめることができ
る。白化樹脂とともに層内に含有せしめることの
できる顔料の量は、大きく変えることができる
が、白化樹脂１重量部に対し顔料約１から約10重
量部の量が好ましく、白化樹脂１重量部に対し顔
料約３から６部が最も好ましい。 試験具の層には、陰イオン性及び非イオン性の
表面活性剤のような１つ又はそれ以上の表面活性
剤を包含せしめることが有益である。例えば、そ
れらは層配合物の塗布性をよくし、該表面活性剤
の助けがない場合には、液体試料によつては容易
に濡れない層の濡れ性の程度と幅を大たらしめる
ことができる。また、試験具の層には、化学反応
によるか他によるかは問わず、選定した分析方法
において、かかる分析には潜在的に有害である物
質を不活性にすることができる物質を、含ませる
ことが好ましい。 ここで既に述べたように、試験具は自力保持す
ることができ、又、支持体の上に塗布することも
できる。有用な支持体材料には、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スチレンのようなポリビニ
ル化合物等の如き各種の高分子材料のほかに、紙
及びポリオレフイン被覆紙が含まれる。この支持
体は不透明であるか、又は光若しくは他のエネル
ギーを透過することができる。特定の試験具に対
して選定される支持体は、目的とする結果の検知
方法に合つたものであろう。好ましい支持体に
は、約200nmと約900nmの間の領域内の波長の電
磁波を透過し得る透明な支持体材料が含まれる。
支持体を通して分析結果を螢光放射検知するため
には、より広い帯域に亘つて透過すること、又
は、さもなくば、検知に用いられた螢光物質の吸
光及び放射スペクトル帯域で透過することが望ま
しいけれども、この支持体は200〜900nm全域に
亘り透光性であることはもち論、必要ではない。
更に、１つ又はそれ以上の狭い波長帯域で透光
し、隣接する波長帯に対し不透明である支持体を
用いることが望ましい。このことは、例えば、好
適な吸光特性をもつ１つ又はそれ以上の着色剤を
支持体に含浸するか又は塗布して達成することが
できるであろう。 以上、理解し得るように、多くの異なつた試験
具を、選定した分析に対応して、本発明により調
整することができる。試験具は、望んだ幅の細長
いテープ、シート又はより小さな片（chip）を含
む各種の形態に造形することができる。特定の試
験具を、単一のタイプの１つ若しくはそれ以上の
試験、又は異なつたタイプの各種の試験に適用で
きる。後者の場合には、共通の支持体を、目的と
する各種の試験を行なうに適した複合試験具を形
成するため、（このとき、それぞれが任意の異な
つた組成物であつてもよい）１つ若しくはそれ以
上の細片又は管（channel）で被覆することが好
ましい。 本発明の試験具は、臨床化学の分野でのみなら
ず化学研究及び化学工程制御研究室における広範
囲の化学分析を実施する際に使用することができ
る。これらは、血液、血清及び尿のような体液の
臨床試験に用いて好適であり、それはこの分野で
は、回数の多いそれぞれの試験が頻繁に行なわ
れ、そして試験結果が試料採取後、極く短時間の
うちに、しばしば必要とされるからである。血液
分析の分野では、例えば、定常的に測定される多
くのイオン性血液成分の定量分析を行なう場合の
使用のために、多層の試験具を適応することがで
きる。 本発明の試験具は、使用に当り、分析せんとす
る液体試料をこの試験具に適用（塗布）すること
によつて使用される。本発明の試験具を用いる典
型的な分析方法にあつては、それが手動であつて
も自動であつても、試験具はロール（巻きテー
プ）（supply roll）、チツプ束（chip packet）又
は他の供給源から取り出され、特定の定量供給器
（dispenser）からのような液体試料のしずく、物
にくつついている液滴又は他の形態を受けとめる
位置に置かれる。試料を適用した後、そして望ま
しくは液体試料が層によつて捕促され、層に接触
した後、試験具は、加熱、湿潤等の、望ましい試
験結果を得ることを早める、またはさもなくば助
長するために望ましいと考えられる状態にさらさ
れる。自動化された方法が行なわれる場合には、
更に試験具には数秒以内でその機能を達成せしめ
ることが望ましい。このことは、層の厚み、多孔
質層の空容積等のような各種の指標を適当に選定
して都合よく達成できる。 分析結果が検知可能な変化として得られた後、
反射、透過又は螢光放射の測光のための好適な装
置が配置されている領域にこの試験具を通すこと
によつて通常は測定が行なわれる。このような装
置は、光のようなエネルギービームを、１つの態
様としては、支持体に当てるようになつている。
ついで、この光は試験具から検知手段に反射して
戻るか、又は、透過検知の場合には、試験具を通
過して検知器に達する。好ましい態様において
は、分析結果は、完全に、そのような結果を生ず
る領域内において、試験具の領域内で検知され
る。反射分光光度法を用いると、これは試験具の
層の上又は中に残つていた血液細胞のような残渣
からの光学的な妨害を効果的に避けるので、いく
つかの場合には好都合である。螢光分光光度法の
従来の方法もまた、望むならば、適用することが
できる。更に、血清が試験されたり、不要な全血
液の残渣を除去するための手段が設けられている
ときには、例えば紫外線、可視又は赤外線のよう
な放射エネルギーの流れを試験具の一方の表面で
作用せしめ、そして試験具の対向する面からその
エネルギーの出力を測定することによつて、指示
反応生成物を検知又は定量するために、透過法を
用いることができる。一般に、試験具に対し透過
性でかつまた組成物に生成した生成物を定量でき
る全ての放射を用いることができるが、約200〜
900nmの領域における電磁放射は、このような測
定にとつて有用であることが見出された。各種の
検量法を分析のための対照を提供するために使用
できる。１例として、分析対象物の標準溶液試料
を、分析における示差測定を行なうために、試料
の滴下場所の近くで適用することができる。 示されている例は、単に例示するものであり、
本発明の限定として解釈されるべきではない。当
業者は、望ましいと思えるような変更、置換及び
変化をすることができるだろう。 例 １ この例によつて述べられる実験においては、単
一体の分析要素を調製し、その、液体試料中のカ
リウムの存在を、反射率で読み取るような、定量
的測定能を試験した。 試験具の調製 カリウム感応性試験具の調製に用いた溶液は以
下の成分を含んでいた：
【表】 この溶液１mlを、透明ポリエステルフイルム、
ゲルボンドTM（Gel BondTM）〔（マリン・コロイ
ズ、インク・（Marine Colloids、Inc.）〕表面塗
布している面上にのせ、通常の医師用ブレードで
深さ0.254mmに広げた。ゲルボンドの代りに、ス
コツチパー70GAB25（Scotchpar 70GAB25）
〔3Mコーポレーシヨン（3M Corporation）〕を
使用することもできる。おおよそ、厚み25μmの
30cm角四方のものをつくつた。このフイルムをお
およそ30分間風乾した。 反射率測定のため、ついで、このポリエステル
フイルムを１cm区画に裁断し、この塗布されてい
ない側面を、3M社製の両面接着テープを用いて
光散乱性のポリスチレン担体〔白色トリサイト
（White Trycite ）〕の上に面着した。ついで、
この区画を切断して、光散乱性の背部をもつポリ
エステル担体上の透明なカリウム感応性イオノフ
オアの層から成る１×0.75cmの反応性試験具を作
製した。 試験液 35.6mMトリス−C1及び8.89mMエリトロシン
Ｂを含む溶液（PH8.2）に塩化カリウムを添加し
て、それぞれ、0.133、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、
0.75、0.9及び1.1のカリウム濃度を得た。更には、
カリウムを全く含まない溶液を調製した。 分析方法 各液の分析は、試験具の上に液体の盛りあがり
（dome）を形成するに充分な試料液をのせて行な
つた。４分後、液体をおだやかな水流で取り除き
ついでテイツシユペーパでおだやかにこすつてに
じませ乾燥した。残つている色を、反射分光計で
測定して、530nmにおける反射率（％Ｒ）から定
量した。0.2及び0.5mMカリウム濃度の試験液か
ら得られた読みを、分光計の検量のために用い
た。 結 果 この分析方法で得られた読みは、カリウム濃度
（K+）単位に対し、クーベルカーモンクの式
（Kubelka−Monk equation）及び検量値によつ
て数学的に換算された％Ｒ単位の形で表わされ、
これらの読み及びそれぞれ観察された濃度は表１
に示した通りであつた。
【表】 結 論 得られたデータは、この試験具が、試験された
それぞれの液のカリウム濃度に対し、定量的に検
知可能な応答を生ずることを示している。 例 １ 例１の分析素子のイオノフオア層の上に検知可
能なイオン（エリスロシンＢ）を含む第２の層を
積層し、２層構造の試験具を調製した。この試験
具を用いて、例１で用いた試験溶液からエリスロ
シンＢを除いた溶液を用いて試験したところ、例
１で得られたものと同等の結果が得られた。 例 ２ この例は、イオノフオアバリノマイシンを含む
試験具が、カリウムに対し選択的であり、ナトリ
ウムには応答せず、かくして、この試験では吸光
度で読みとつているが、生体液中で普通に存在す
るイオンの示差試験を行なうことを例示するもの
である。 試験具の調製 カリウム特異性試験具は、反射性の担体に固定
されていないことを除いて、例１で述べたと同じ
成分を含んで同じように調製した。 試験液 5mMエリトロシンＢ及び5mMトリス−アセテ
ートを含む溶液（PH7.2）に塩化カリウム及び塩
化ナトリウムを添加して、表２に示したようなカ
リウム及びナトリウム濃度を得た。 表 ２ 溶液 K+（mM） Na+（mM） １ ０ ４ ２ ０ 10 ３ ０ 20 ４ ０ 50 ５ ０ 100 ６ 2.2 ０ 分析方法 上記調製した試験液の分析は、残つた色を、反
射率からではなく吸光度から定量したこと、及び
読みは553nmで行なつたということを除いては、
例１で用いられたと同じ方法で行なつた。 各濃度では３回測定を行ない、下に示したよう
にその平均値を決定した。 結 果 この分析方法によつて得られた読み値は、検量
値として最初と最後の記載値を用い、カリウム濃
度（K+）単位に対して数学的に換算された吸光
度単位の形であつた。これらの読み及びそれらの
観察された濃度は表３に示したとおりであつた。
【表】 得られたデータは、この試験具が、ナトリウム
イオン濃度に関係なく、試験された各液のカリウ
ム濃度に対して、特典的かつ定量的に検知可能な
応答を示すことを示している。 例 ３ この例で述べられる実験においては、イオノフ
オアの層の調製にあつては可塑剤を替えて用い
た。 試験具の調製 カリウム特異性の試験具の調製に当り、用いた
溶液は、以下の成分を含んでいた：
【表】 用いた可塑剤は、リン酸トリス−２−エチルヘ
キシル（TEP）とセバシン酸ジ−２−エチルヘ
キシル（DHS）であつた。試験具は、例１で述
べた方法で調製した。 試験液 40mMトリス−Clと10mMエリトロシンＢを含
む溶液（PH7.2）に塩化カリウムを添加して0.2、
0.4、0.6、0.8及び1.1mMのカリウム濃度を得た。
さらに、カリウムを全く含まない液を調製した。 分析方法 方法は、測定波長540nm及び検量濃度が0.4と
0.8mMのカリウムであつたことを除いては、例
１におけると同じ方法であつた。試験は三度行な
い、下記したように平均値を求めた。 結 果 平均の反射率の読み及びそれから得られる実測
濃度を表４に示した。
【表】 TEP及びDHPに対し、表４で示されたデータ
のグラフによる表示を、それぞれ図１（Fig1）及
び図２（Fig2）として示した。 結 論 得られたデータは、上記可塑剤のいずれをも含
んで調製された試験具が、試料中のカリウム濃度
を正確かつ定量的に検知するに有効であつたこと
を示している。 例 ４ この例においては、本発明と併用して好適な検
知可能な種の多様さを証明するために、別の染料
を選んで用いた。 試験具の調製 カリウム特異性試験具は、可塑剤としてジペン
チルフタレートを用いたことを除いては、例３で
述べたと同じ成分を含み、同様にして調製した。 試験液 エリトロシンＢにかえて、各溶液が２，６−ジ
−クロロフエールインドフエノール（DCPIP）、
オレンジIV、フロキシンＢ及びエオシンＹの各
染料の１つを含むことのほかは、例３で述べたよ
うにして４つの試験液を調製した。 分析方法 分析方法は、各種の染料を含む組成物が以下の
波長で読みとられたことを除いては、例３と同じ
であつた： フロキシンＢ（550nm）オレンジIV（430nm） DCPIP（680nm）エイシンＹ（550nm） 結 果 反射率の読み並びにそれらの値から計算される
カリウム濃度を表５に示した。フロキシンＢ、オ
レンジIV、エオシンＹ及びDCPIPを含む試験液
に対する実際の値と実測値の濃度間の関係のグラ
フ表示をそれぞれ、図３，４，５及び６（Fig3，
４，５及び６）として示した。
【表】 結 論 得られたデータは、上記の検知可能な種のどれ
でも含むべく調製された試験具が試料中のカリウ
ム濃度を正確かつ定量的に検知するに有効であつ
たことを示している。 例 ５ この例は試験具が異なつたイオノフオア（クリ
プトフイツクス K222）を用いたとき、カリウ
ムに対し定量的かつ特異的な応答をしたことを示
すものである。 試験具の調製 カリウム特異性試験具の調製に用いた溶液は、
以下の成分を含んでいた：
【表】
【表】 例１で述べた方法で試験具を調製した。 試験液 5mMエリトロシンＢ及び20mMトリス−Clの
溶液（PH7.3）に塩化カリウムを添加して、０、
0.1、0.3、1.0、3.0及び30mMのカリウムを含む溶
液をそれぞれ調製した。同じ方法で塩化カリウム
の代わりに塩化ナトリウムを用いて、一連の溶液
を調製した。 分析方法 分析方法は、0.1及び1.0mMのカリウムを含む
溶液を検量用として用いたことを除いては、用い
た波長を含め例１におけると同じであつた。試験
は３回行ない、下に示したように平均値を求め
た。 結 果 これら試験具のカリウム及びナトリウム試験液
に対する平均の反射率の読み及びそれから導びか
れた実測濃度を表６に示した。
【表】 結 論 クリプトフイツクスK222のような適当なイオ
ノフオアを含む試験具は、カリウムイオンに対し
特異的かつ定量的な応答を示す。 例 ６ この例は、イオノフオアクリプトフイツクス
K221が用いられると、試験具がナトリウムイオ
ンに対し特異で定量的な応答を有することを示す
ものである。 試験具の調製及び試験方法 クリプトフイツクス222に代わつてクリプトフ
イツクスK221を用いたこと以外は例５のように
して試験具を調製した。 分析方法 方法は、0.1及び10.0mMナトリウムを含む溶液
で検量したことを除いて、用いた波長を含め例１
におけると同じであつた。試験は３回行ない、下
に示したように平均値を出した。 結 果 ナトリウム及びカリウム試験液に対するこれら
試験具の平均反射率の読み及びそれから導びかれ
た実測濃度を表７に示す。
【表】 結 論 クリプトフイツクスK221のような好適なイオ
ノフオアを含む試験具は、ナトリウムイオンに対
し定量的かつ特異的な応答を示す。 本発明は具体例を使つて述べられてきたが、細
部における無数の変更を本発明の範囲から逸脱す
ることなく行なつてもよいことがわかる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、表４（例３の実験結果）で示した、
可塑剤としてフタル酸トリス−２−エチルヘキシ
ルを用いたデータのグラフによる表示である。第
２図は、表４（例３の実験結果）で示した、可塑
剤としてセバシン酸ジ−２−エチルヘキシルを用
いたデータのグラフによる表示である。第３図
は、表５（例４の実験結果）で示した、対イオン
としてフロキシンＢを用いたデータのグラフによ
る表示である。第４図は、表５（例４の実験結果）
で示した、対イオンとしてオレンジIVを用いた
データのグラフによる表示である。第５図は、表
５（例４の実験結果）で示した、対イオンとして
エオシンＹを用いたデータのグラフによる表示で
ある。第６図は、表５（例４の実験結果）で示し
た、対イオンとしてDCPIPを用いたデータのグ
ラフによる表示である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 液体試料中のイオン性分析対象物の濃度を測
    定する方法であつて、試料を、該分析対象物と相
    互作用する検知可能な種の存在下で、該分析対象
    物と特異的に複合体を形成するイオノフオアを包
    含した実質的に非極性の材料からなる試験具を接
    触させた後、該試験具の少なくとも一の表面部位
    に移動した、該試料中の該分析対象物濃度を反映
    するところの、該検知可能な種の量を測光学的に
    測定することを特徴とする方法。 ２ 該液体試料に、該分析対象物と相互作用する
    検知可能な種を添加し、該試験具を、その検知可
    能な種を含む試料と接触させる特許請求の範囲第
    １項記載の方法。 ３ 該液体試料を、該イオノフオアを含む実質的
    に非極性の材料からなる第１層と、これに積層さ
    れた該分析対象物と相互作用する検知可能な種を
    包む第２層からなる試験具と接触させる特許請求
    の範囲第１項記載の方法。 ４ 該接触後、かつ該測定の前に、該試験具から
    全ての過剰な試料を除去する工程を更に加える特
    許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 該イオノフオアの層が一対の対向する表面を
    有し、該検知可能な種の層が該対の表面の一方と
    積層しており、かつ、該接触を該表面の他方で行
    なう特許請求の範囲第３項記載の方法。 ６ 該検知可能な種の層が一対の対向する表面を
    有し、該イオノフオアの層が該対の表面の一方と
    積層しており、かつ、該接触を該表面の他方で行
    なう特許請求の範囲第３項記載の方法。 ７ 該イオノフオアの層の実質的に非極性の材料
    が、寸法安定性を与えるに適した可塑剤及び非極
    性高分子から成る組成物である特許請求の範囲第
    １〜第６項のいずれか１項に記載の方法。 ８ 該可塑剤がフタル酸エステルである特許請求
    の範囲第７項記載の方法。 ９ 該フタル酸エステルがジペンチルフタレート
    である特許請求の範囲第８項記載の方法。 １０ 該可塑剤がセバシン酸エステルである特許
    請求の範囲第７項記載の方法。 １１ 該セバシン酸エステルがセバシン酸ジ−２
    −エチルヘキシルである特許請求の範囲第１０項
    記載の方法。 １２ 該可塑剤がリン酸エステルである特許請求
    の範囲第７項記載の方法。 １３ 該リン酸エステルがリン酸トリス−２−エ
    チルヘキシルである特許請求の範囲第１２項記載
    の方法。 １４ 該非極性高分子がポリ塩化ビニルである特
    許請求の範囲第７項記載の方法。 １５ 該非極性高分子がポリウレタンである特許
    請求の範囲第７項記載の方法。 １６ 該イオノフオアがバリノマイシンである特
    許請求の範囲第１〜第６項のいずれかに記載の方
    法。 １７ 該イオノフオアが４，７，13，16，21−ペ
    ンタオキサ−１，10−ジアザビシクロ（８，８，
    ５）トリコサンである特許請求の範囲第１〜第６
    項のいずれかに記載の方法。 １８ 該イオノフオアが４，７，13，16，21，24
    −ヘキサオキサ−１，10−ジアザビシクロ（８，
    ８，８）ヘキサコサンである特許請求の範囲第１
    〜第６項のいずれかに記載の方法。 １９ 該イオノフオアが４，７，13，18−テトラ
    オキサ−１，10−ジアザビシクロ（８，５，５）
    エイコサンである特許請求の範囲第１〜第６項の
    いずれかに記載の方法。 ２０ 該検知可能な種が対イオンである特許請求
    の範囲第１〜第６項のいずれかに記載の方法。 ２１ 該イオンが色素団である特許請求の範囲第
    ２０項記載の方法。 ２２ 該色素団がジクロロフエノールインドフエ
    ノールである特許請求の範囲第２１項記載の方
    法。 ２３ 該検知可能な対イオンが蛍光発色団である
    特許請求の範囲第２０項記載の方法。 ２４ 該蛍光発色団がフルオロセインの誘導体で
    ある特許請求の範囲第２３項記載の方法。 ２５ 該蛍光発色団が８−アニリノ−１−ナフタ
    レンスルホン酸である特許請求の範囲第２３項記
    載の方法。 ２６ 該蛍光発色団がエリトロシンＢである特許
    請求の範囲第２３項記載の方法。 ２７ 該蛍光発色団が７−アミノ−４−トリフル
    オロメチルクマリンである特許請求の範囲第２３
    項記載の方法。 ２８ 液体試料中の特定のイオン性分析対象物の
    濃度を測定する一体化された試験具であつて、分
    析対象物に特異性を示すイオノフオアを包含した
    実質的に非極性の材料の層；及びそれに積層さ
    れ、該イオン性分析対象物と相互作用する検知可
    能な種を包含した第２の層とから成ることを特徴
    とする試験具。 ２９ 該イオノフオアの層の実質的に非極性の材
    料が、寸法安定性を与えるに適した可塑剤及び非
    極性高分子から成る組成物である特許請求の範囲
    第２８項記載の試験具。 ３０ 該可塑剤がフタル酸エステルである特許請
    求の範囲第２９項記載の試験具。 ３１ 該フタル酸エステルがジペンチルフタレー
    トである特許請求の範囲第３０項記載の試験具。 ３２ 該可塑剤がセバシン酸エステルである特許
    請求の範囲第２９項記載の試験具。 ３３ 該セバシン酸エステルがセバシン酸ジ−２
    −エチルヘキシルである特許請求の範囲第３２項
    記載の試験具。 ３４ 該可塑剤がリン酸エステルである特許請求
    の範囲第２９項記載の試験具。 ３５ 該リン酸エステルがリン酸トリス−２−エ
    チルヘキシルである特許請求の範囲第３４項記載
    の試験具。 ３６ 該非極性高分子がポリ塩化ビニルである特
    許請求の範囲第２９項記載の試験具。 ３７ 該非極性材料がポリウレタンである特許請
    求の範囲第２８項記載の試験具。 ３８ 該イオノフオアがバリノマイシンである特
    許請求の範囲第２８項記載の試験具。 ３９ 該イオノフオアが４，７，13，16，21−ペ
    ンタオキサ−１，10−ジアザビシクロ（８，８，
    ５）トリコサンである特許請求の範囲第２８項記
    載の試験具。 ４０ 該イオノフオアが４，７，13，16，21，24
    −ヘキサオキサ−１，10−ジアザビシクロ（８，
    ８，８）ヘキサコサンである特許請求の範囲第２
    ８項記載の試験具。 ４１ 該イオノフオアが４，７，13，18−テトラ
    オキサ−１，10−ジアザビシクロ（８，５，５）
    エイコサンである特許請求の範囲第２８項記載の
    試験具。 ４２ 該検知可能な種が対イオンである特許請求
    の範囲第２８項記載の試験具。 ４３ 該対イオンが色素団である特許請求の範囲
    第４２項記載の試験具。 ４４ 該色素団がジクロロフエノールインドフエ
    ノールである特許請求の範囲第４３項記載の試験
    具。 ４５ 該検知可能な対イオンが蛍光発色団である
    特許請求の範囲第４２項記載の試験具。 ４６ 該蛍光発色団がフルオロセインの誘導体で
    ある特許請求の範囲第４５項記載の試験具。 ４７ 該蛍光発色団が８−アニリノ−１−ナフタ
    レンスルホン酸である特許請求の範囲第４５項記
    載の試験具。 ４８ 該蛍光発色団がエリトロシンＢである特許
    請求の範囲第４５項記載の試験具。 ４９ 該蛍光発色団が７−アミノ−４−トリフル
    オロメチルクマリンである特許請求の範囲第４５
    項記載の試験具。
JP7995481A 1980-05-27 1981-05-26 Analyzing element for measuring concentration of material to be analyzed as to specified ionic property in liquid sample and measuring method using thereof Granted JPS5712360A (en)

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