JPH0230467B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、その少なくとも一方の表面を物理的
に活性化処理することにより接着力が向上しかつ
試薬が含浸された織物を支持体上に有する液体試
料分析用シート状分析材料および少なくとも上記
のように処理されて接着力が向上した織物からな
る展開層を試薬層上に有する液体試料分析用多層
分析材料に関する。 体液、例えば血液、血清、尿、ずい液等のよう
な水性液体中の特定化学成分を乾式で、かつ迅
速、簡便に半定量または定量する材料としての
紙状の分析シートや多層分析シートはすでに公知
である。多層分析シートはたとえば特開昭49−
53888号、米国特許第3992158号、特開昭50−
137192号、特開昭51−40191号、特開昭52−3488
号、特開昭52−131786号、特開昭53−131089号、
特開昭54−29700号、特開昭54−34298号、特開昭
55−90859号、米国特許第4110079号、同第
4132528号などの各明細書および「Clinical
Chemistry」誌第24巻第1335〜1350頁（1978年）
などに詳細に記述されている。かかる多層分析シ
ートは、液体試料を展延する展開層や分析に必要
な試薬類を含有する試薬層などを予め支持体の上
に積層した形式のもので、実際の化学分析に際し
ては、被検液試料の１滴をシート上に付着させる
操作と、色変化の光学濃度測定操作との２つの基
本的な操作のみで定量が可能であり、従来法の如
く試験管の用意、試薬溶液の調製秤量、添加、厳
密な試料秤取などを一切必要としない乾式の化学
分析用の材料である。 これらの多層化学分析シートの基本構造は、支
持体、試薬層、試料展開層がこの順にあるよう構
成されたものである。試薬層は試薬類をゼラチン
の如き結合剤中に包含させて薄層状にしたもので
単層だけのものの他に、試薬類を反応順に分類し
て第１試薬層、第２試薬層の如く別層にしたり、
検出層や色素受容層などと呼ばれる層を追加する
ことができる。又展開層と試薬層との層間に、又
は複数試薬層の層間に色遮蔽層、バリヤ層などと
呼ばれる中間層を設けることもできる。試料展開
層は分析シートの最外面に位置して、液体試料が
付着される面であり、その作用は、適用された液
体試料の容量には無関係に、単位面積当りほぼ一
定容量の液体試料を試薬層に供給する役目即ち試
料展延作用をするものである。 上記の如き試料展延作用を有する液体試料展開
層は前記の特許明細書や文献に詳細に記載されて
おり、それによるとかかる展延作用層として、非
繊維多孔質媒体が有効である旨記述されている。 非繊維多孔質媒体としてブラツシユポリマー
（一般名メンブランフイルター）、珪藻土、微結晶
材料（たとえば微結晶セルロース（FMCコーポ
レーシヨンの商標名アビセル））などの多孔体を
結合剤中に分散した分散物、ガラスや樹脂の微小
球形ビーズをお互に点接着させた多孔質の集合体
などを挙げている。ここに挙げた非繊維多孔質媒
体は、いずれもそのボイド（孔）が媒体のあらゆ
る向きに均一存在する形態、即ち米国特許第
3992158号に明記されているように等方的多孔性
の形態であることが必要である。 上記液体試料展延作用を有する非繊維質の等方
的多孔性媒体からなる展開層を形成する方法は特
開昭49−53888号、米国特許第3992158号および特
開昭55−90859号および明細書に詳細に開示され
ている。既知の非繊維質多孔性媒体からなる試料
展開層は、液体試料が血清の如く高濃度の蛋白を
含む場合、付着された液体試料の展延作用が蛋白
の含有量によつてかなり変化して定量性が損われ
る欠点がある。 また、かかる非繊維質多孔性媒体が自己粘着性
粒子からなる構造物である場合、熱軟化又は溶媒
軟化粒子が容易に固まつて構造物内の空隙を充た
す傾向にあり、かくして多くの水性液体試料分析
に用いる高分子量物質は詰りやすく、構造物内で
の流体の流れを妨害するようになる。また、構造
物が接着剤で互いに結合した粒子からなるような
場合、接着剤の嵩により詰りやすくなり、それ故
複合高分子量物質を含む液体の流れをやはり妨害
するようになる。従つて、かかる非繊維質多孔性
媒体を液体試料展開層とするような多層化学分析
材料では、巨大分子を含むような体液や赤血球を
含む全血の分析には不適当であつた。 かかる公知の非繊維質多孔性媒体の液体試料展
開層としての欠点を解決するための一つの改良技
術が特開昭55−90859号明細書に開示されている
が、この改良技術とは全く異なる技術として本発
明者らは、親水化処理した織物を多層化学分析材
料の液体試料展開層として用いる技術を提案し
た。（特開昭55−164356号）このような親水化処
理された織物を用いて展開層とすることは、製造
の容易、安定、価格の安価、試料展開性の向上な
どの点で、公知の非繊維多孔質媒体が有する諸欠
点を一挙に解決するものであつた。 親水化処理された織物からなる展開層を有する
多層化学分析シートは、血液成分の定量分析に際
して全血を用いることができる点で非常にすぐれ
た分析材料であるが、まだいくらかの問題点を持
つていることが明らかになつた。 綿100％等の天然繊維を展開層とする場合、接
着性はよいものの、化学繊維や合成繊維を含む織
物に較べて、糸の構造、とくに撚られた繊維の配
列や織り方が均質でないために均一な液体試料の
展開を得ることは後者に比して難かしい。更に
は、天然繊維のみの場合、吸水性が強く、また一
般に含水率が高く、また伸縮性があるために、取
り扱い上問題がある。また、全血展開性に於て
も、天然繊維の場合、化学繊維や合成繊維を含む
ものよりも劣る。一方、化学繊維や合成繊維を含
む織物を展開層とする場合、糸の構造、とくに撚
られた繊維の配列や織り方が均質であるため均一
な液体試料の展開を得ることができ、また、吸水
性が弱いか実質的になく含水率が低く伸縮性が小
さいため、取り扱いも容易である。更には、全血
展開性にも優れている。しかしながら、接着性が
悪く、裁断加工や打ち抜き加工を施すと容易には
がれてしまう。 このような化学繊維や合成繊維を含む織物を展
開層とする場合の欠点を解消すべく鋭意研究の結
果、本発明が完成された。 すなわち、本発明の第一の目的は、疎水性重合
体を含む織物の少なくとも一方の表面が物理的に
活性化処理されている織物からなる層を含むシー
ト状分析材料、特にシート状化学分析材料を提供
することにある。 第二の目的は、少なくとも上記のように処理さ
れた織物からなる展開層と試薬層を含む多層化学
分析材料を提供することにある。 本発明は、 (1) 織物からなる層が直接または間接に水不透過
性支持体の上に設けられてなるシート状分析材
料において、該織物が疎水性有機重合体繊維を
含む織物であり、該織物の少なくとも一方の表
面が物理的活性化処理されており、かつ該物理
的活性化処理された表面が該支持体に直接また
は間接に接着されて一体になつていることを特
徴とするシート状分析材料。 (2) 織物からなる液体試料展開層が直接または間
接に少なくとも一つの試薬層の上に設けらてな
るシート状分析材料において、該織物が疎水性
有機重合体繊維を含む織物であり、該織物の少
なくとも一方の表面が物理的活性化処理されて
おり、かつ該物理的活性化処理された表面が該
試薬層に直接または間接に接着されて一体にな
つていることを特徴とするシート状分析材料。 ならびに、 (3) 該試薬層が水透過性であり、かつ該試薬層の
該展開層と反対側に光透過性水不透過性支持体
を有する上記(2)に記載のシート状分析材料。 である。 表面エネルギーの小さいプラスチツクフイル
ム、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リエチレンテレフタレータなどではそのままでは
コーテイングやラミネート層の接着力が小さいた
め、これらのフイルムにコーテイング、ラミネー
トなどを行なう際には、これらのフイルムに表面
処理を施し、表面エネルギーを大きくしたり、表
面を極性にしたりして接着力を向上させる方法が
しばしば行なわれている。その中で、物理的手段
によつて表面の酸化を行なう方法、例えば、グロ
ー放電処理、プラズマ放電処理、紫外線照射処
理、コロナ放電処理、火炎処理等がよく知られて
いる。 本発明は、これ等公知のプラスチツクフイルム
物理的手段による表面の酸化処理方法を、疎水性
重合体を含む織物の少なくとも一方の表面に適用
することにより該織物の接着性が向上する知見に
基づいている。 本発明に用いられる疎水性重合体を含む織物と
は、セルロースアセテート、セルローストリアセ
テート、ポリビニルアルコール系重合体（例、ビ
ニロン）、ポリエステル（例、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレンテレフタレートイソフ
タレート、ポリエチレンテレフタレートｐ−ヒド
ロキベンゾエート）、ポリアミド（例、ナイロン
−６、ナイロン−６、10、ナイロン−11）、ポリ
アクリロニトリル等の化学繊維または合成繊維の
単独又はこれらの混合物、またはそれら化学繊維
または合成繊維と、綿、カポツク、亜麻、大麻、
ラミー、絹等の天然繊維との混合物または混紡糸
による織物を言う。織物組織のうちではたて糸と
よこ糸とで織つた平織が好ましい。また、化学繊
維または合成繊維と天然繊維の混紡織物の場合、
その混紡の割合に特に限定はないが、ポリエチレ
ンテレフタレート65％、綿35％からなる混紡織物
は入手の容易さから有利である。 上記織物は、グロー放電装置、プラズマ放電処
理、紫外線照射処理、コロナ放電処理、火炎処理
等の物理的活性化方法がその少なくとも一方の表
面に施こされることにより接着性が付与される、
または接着性が向上される。ここで、グロー放電
処理、プラズマ放電処理、紫外線照射処理、コロ
ナ放電処理、火炎処理等は何れも公知の方法をそ
のまま適用できる。かくして処理された織物は、
約10−約1000ｇ／cm、好ましくは約20−約500
ｇ／cm（テンシロンによる測定）の範囲の接着力
を持つものを用いることができる。 上記の方法によつて処理された織物は、直接支
持体に密着、ラミネートされてシート状分析材料
が完成される。この場合、水性液体試料中の特定
化学成分の定量用試薬や各種補助剤は、該織物中
に予め含浸されるかまたは支持体にラミネートし
た後に含浸される。 また、該織物は、少なくとも水性液体試料中の
特定化学成分定量用の試薬を含む試薬層を含むシ
ートに展開層として密着、ラミネートされて多層
化学分析材料を完成することもできる。液体試料
展開として混紡織物が用いられる場合には物理的
活性化処理により試薬層を含むシートへの接着力
が増大するとともに、混紡織物が本来有していた
全血を均一に展開する能力が著しく向上する。 支持体としては、光透過性水不透過性支持体を
用いることができ、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など）、ポリカーボネート、
ポリメチルメタクリレートなどのフイルム類やガ
ラス板など厚さ50μｍから約２mmまでの公知の水
不滲透性透明支持体を用いることができる。 試薬層は、液体試料（本明細書においては水性
液体試料を意味する。）中の特定成分を定量する
ための試薬をゼラチン、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など公知の親水性
バインダー中に分散包含させた組成物を1μｍか
ら100μｍの厚さに設けたものである。たとえば
液体試料中のブドウ糖を定量するための試薬層の
主要組成としては、グルコースオキシダーゼ、ペ
ルオキシダーゼ、アミノアンチピリン、１，７−
ジヒドロキシナフタレンの４成分をゼラチンをバ
インダーとして用いて10μｍから20μｍの厚さの
層に設けることができる。 試薬層及び展開層を含む多層化学分析材料を形
成する場合、必要により支持体上に接着された試
薬層上に直接隣接して上記処理した織物からなる
液体試料展開層を設けることができる。また、試
薬層の上に色遮蔽層または光反射層などの分析機
能補助層を設け、その上に織物からなる液体試料
展開層が積層される場合、試薬層の上に色遮蔽層
または光反射層などの分析機能補助層を設け、さ
らにその上に接着層などの構造補助層を設け、そ
の上に織物からなる液体試料展開層が積層される
場合、試薬層の上に接着層などの構造補助層を設
け、その上に織物からなる液体試料展開層が積層
される場合もある。色遮蔽層は、たとえば、赤血
球を含む全血の如く、液体試料が着色粒子を含む
場合に有用な層である。即ち色遮蔽層の片側にあ
る着色粒子の色はこの層によつてさえぎられて反
対側からは着色粒子の色は全く見えず、従つて比
色定量に当つて着色粒子が定量の妨害をしない。
色遮蔽層は、二酸化チタン微粉末、硫酸バリウム
微粉末、アルミニウム微粉末の如き微粉体を水浸
透性の親水性ポリマーバインダー中に分散した層
で、5μｍから100μｍ、好ましくは5μｍから30μｍ
の範囲の厚さがあり、液体試料は通過しうるもの
である。 本発明の液体試料展開層は、分析に必要な試薬
の一つまたは全部をその中に包含することもでき
る。 構造補助層として接着層を設ける場合、接着層
は試薬層、または色遮蔽層または光反射層などの
分析機能補助層と織物からなる液体試料展開層と
の接着を強化する作用を主として果すものであ
る。接着層としては試薬層、または色遮蔽層また
は光反射層などの分析機能補助層のバインダーと
して用いられている親水性ポリマーを用いること
ができ、この場合には接着層の親水性ポリマーが
半乾きの状態のとき、または親水性ポリマーを水
または界面活性剤を含む水で湿潤させておいて、
織物からなる液体試料展開層を適当な圧力をかけ
て接着層に接着することができる。接着層の厚さ
は0.5μｍから15μｍ、好ましくは0.5μｍから5μｍ
の範囲である。 かくして得られる本発明のシート状分析材料、
シート状化学分析材料または多層化学分析材料
は、各層が強固に接着され、裁断加工や打ち抜き
加工を施しても膜ハガレ（織物展開層が支持体、
試薬層、構造補助層または分析機能補助層からは
がれ取れること）を起こさないものである。 本発明のシート状分析材料または多層化学分析
材料は水性液体中の特定成分を定量するのに好都
合である。たとえば、尿や血液などの体液中のグ
ルコース、尿素、ビリルビン、コレステロール、
蛋白、酵素などの定量には特によい。血液試料の
場合、血清は勿論のこと全血でもその含有物の量
にさほど左右されることなく血中の成分を定量す
ることができるのが大きな特長である。 以下に、本発明を実施例をもつて詳しく説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。 実施例 １ ゼラチン用の下塗り処理が施されてある厚さ
185μｍの無色透明ポリエチレンテレフタレート
（PET）フイルム上に下記組成からなるグルコー
ス定量用の試薬層を乾燥後の厚さがおよそ15μｍ
になるように塗布した。 グルコースオキシダーゼ ２重量部 ペルオキシダーゼ １ 〃 １，７−ジヒドロキシナフタレン ５ 〃 ４−アミノアンチピリン ５ 〃 アルカリ処理ゼラチン 200 〃 ノニオンHS210（日本油脂（株）製活性剤：ポリ
オキシエチレンオクチルフエニルエーテル）
２ 〃 この試薬層の上に更に乾燥ゼラチン１に対して
二酸化チタン微粉末８（重量比）の割合で混合さ
れた水分散液を用いて色遮蔽層を乾燥後の厚さが
およそ15μｍになるように塗布し、更にその上に
0.2％ノニオン界面活性剤（HS210）を含むゼラ
チンよりなる接着層を乾燥後の厚さが約5μｍに
なるように塗布した。 一方、80番手の混紡綿糸（クラボウ製
KSR808000、テトロン（東レ（株）製ポリエチ
レンテレフタレート）65％、綿35％）で織られた
ブロードの片面を60秒間グロー放電処理し（50
Hz、600V、0.5Aになるように圧力を適宜に調節
した）液体試料展開層用織物を調製した。 先に作製したグルコース定量用シートを0.2％
ノニオン界面活性剤（HS210）水溶液にてほぼ均
一に湿潤させ、直ちに上記の液体試料展開層用織
物のグロー放電処理時に電極に近かつた側をグル
コース定量用シートに向きあわせて密着させつつ
加圧ローラー間を通過させて両者を均一にラミネ
ートした。得られた積層物は乾燥後もはがれてし
まうことなく強固に接着されていた。ラミネート
された展開層の接着力がテンシロンによつて測定
されたその結果100ｇ／cmの接着力を有している
ことがわかつた。このようにしてグルコース定量
用多層分析シートを得た。 この分析シートを精密卓上プレスBPN−100S
（日本オートマチツクマシンK.K.）によつて２cm
×２cm角のチツプ状に打ち抜き分析片としたが展
開層の剥離は生じなかつた。 こうして得られたグルコース定量用多層分析片
をスライド枠にマウントしてグルコース定量用化
学分析スライドを調製した。このスライドの展開
層の上に７％のウシアルブミン及び100mg／dlの
グルコースを含む擬似血清の6μを付着した。
展開はおよそ１秒で完了し、擬似血清は直径約10
mmの円形状に展開された。次いで37℃の恒温槽中
で10分間インキユベートしたところ試薬層中に最
大吸収波長495nｍのほぼ均一な円形発色像を形
成した。この発色像の中心部の反射光学濃度をマ
クベス反射濃度計RD504（最大透過波長：550n
ｍ）を用いて測定した。 同じようにして試料溶液中のグルコース濃度が
およそ25、50、75、100、150、200、250および
300mg／dlの各種の凝似血清を調製し、上記の方
法に従つて、各6μを付着させ発色濃度を測定
した。凝似血清中のグルコース濃度と発色像の反
射光学濃度（かぶり光学濃度を差引いた値）は第
１図に示すような直線関係にあることが示され
た。 実施例 ２ グロー放電処理条件を60秒間50Hz、1000V、
0.6Aに変えた以外は、実施例１と同様の方法で
処理し、液体試料展開層用織物を調製した。 実施例１と同様に調製したグルコース定量用シ
ート上に上記織物を積層して分析シートを得た。
その展開層の接着力は150ｇ／cmであり、卓上プ
レスで２cm×２cmの分析片として切断する場合に
も何等の問題を生じることなくグルコース定量用
多層分析片を調製することが出来た。この分析片
をスライド枠におさめて化学分析スライドを調製
した。 健康人より採血された新鮮血（ヘパリン含有）
の10μを上記化学分析スライドの織物からなる
液体試料展開層の上に付着した。血液試料の展開
は凝似血清と同様に速くかつ均一であつて、およ
そ２秒で展開が終了し、血清は直径約10mmの円形
状に展開された。インキユベーシヨンは37℃で10
分行なつた。 血液中のグルコース濃度がおよそ50、100、
150、200、250および300mg／dlの各種凝似血液を
調製し、各10μを付着させて発色濃度をマクベ
ス反射濃度計RD504を用いて測定した。その結
果、血液中のグルコース濃度と反射光学濃度（か
ぶり光学濃度を差引いた値）は、第２図に示すよ
うな直線関係にあることが示された。 比較例 １ 実施例１で用いたと同じブロードをグロー放電
処理なしで先に作製したグルコース定量用シート
に実施例１と同様の方法でラミネートを行なつ
た。 かくして調整された積層物の展開層の接着力は
10ｇ／cmであり、この分析シートを実施例１と同
様に打ち抜き加工したところ、展開層がはがれて
しまい、加工性に欠けていることが明らかになつ
た。しかし、注意深くハサミで切断すれば分析片
を作製することが出来た。この場合、グルコース
の分析性能は実施例１に於けるものと、ほぼ同等
の結果を与えた。 実施例 ３ 100番手の混紡ブロード布（ポリエステル（東
レ（株）製ポリエチレンテレフタート）：綿＝
65：35、クラボウKSR90900）の片面をグロー放
電処理した。グロー放電条件とそのゼラチン膜面
に対する接着強度は表１に示すようなものであつ
た。

【表】 ここで接着力の測定は次のようにして行なわれ
た。 ガラス板上にゼラチンを35ｇ／m²塗布、乾燥し
た膜面に水で湿潤した布片２cm幅のものを圧着、
乾燥し、その引きはがし力を東洋ハイブリツド
K.K.、テンシロン（UTM−LH）で測定した。 実施例 ４ 100番手の混紡ブロード（ポリエステル（帝人
（株）製ポリエチレンテレフタレート）：綿＝65：
35、日清紡績（株）製、品番T1000）を用いた他
は実施例１と同様に実施して、実施例１と同様の
結果が得られた。 実施例５および比較例２ 100％綿ブロード（東洋紡績製80双糸）と実施
例１の方法によつて作製した綿35％とポリエチレ
ンテレフタレート（PET）65％からなる混合紡
糸されたブロード（東洋紡績製80双糸）とを展開
層として実施例１の方法に従つて得た塗布層とか
らグルコース分析用多層分析シートを作製した。 ヘパリン40ユニツト、NaF6mgが入つた採血等
に健常者の静脈血２mlを採血、おだやかに攬拌振
盪混和後軽く遠心し血球濃縮部分と血漿部分と分
離後、両者を異なる体積比で混合しヘマトクリツ
ト値の異なる血液試料を作製した。 綿100％の展開層からなる多層分析シートの上
にヘマトクリツト（Hct）31％の全血を点着した
ところゆつくり均一に展開し、良好な測定値を与
えた。Hct43％の全血試料では展開は遅く、やや
不均一となりHct51％では展開は不良で不均一で
あつた。一方、本発明に従つて親水化処理した綿
35％PET65％のブロードを展開層として作製し
た多層分析シートに於いては、展開性はHctが40
％を越えても良好であり、Hctが58％であつても
均一展開した。Hct値と展開性との関係は以下の
通りであつた。

【表】 ×〓不均一に展開された。
実施例 ６ 実施例１と同様にして作製した綿35％／
PET65％混紡布からなる展開層を用いた血糖分
析用多層分析シートを用い、異なるHct値を有す
る全血試料について、発色性能を比較した。結果
は血中グルコース濃度70mg／dl付近でHct値が20
％から50％の範囲で約±９％の変化を与えるにす
ぎず、血中グルコース濃度200mg／dl付近でHct
値が同じ範囲で約±2.8％の変化を与えるにすぎ
なかつた。 実施例７および比較例３ 実施例５と同様にして採血した健常者の全血に
ブドウ糖粉末を倍加して得た糖濃度の異なる全血
試料を用いて糖濃度と室温で６分間インクベーシ
ヨンした後の波長550nｍの光における反射光学
濃度の関係を調べたところ、第３図の通りであつ
た。 展開層が綿100％の布の場合（比較例３）には
糖（グルコース）濃度が400mg／dl以上で発色性
が抑えられ定量性が失なわれるのに対し綿35％／
PET65％の混紡布を用いた場合（実施例７）に
は、糖（グルコース）濃度が600mg／dlまで良好
な展開性、発色性を保ち定量性も良いことが判明
した。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、夫々実施例１と２の液体
試料分析用多層分析シートを用いた擬似血清中の
グルコース含有量と反射光学濃度との相関を示し
た図である。第３図は実施例７および比較例３の
糖（グルコース）定量分析用多層分析シートを用
いた場合の全血中のグルコース含有量と反射光学
濃度の相関を示した図である。曲線Ａは綿35％／
PET65％混紡布（ブロード）展開層の場合（実
施例７）、曲線Ｂは綿100％布（ブロード）展開層
の場合（比較例３）をそれぞれ表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試薬が含浸された織物からなる層が直接また
   は間接に水不透過性支持体の上に設けられてなる
   シート状分析材料において、該織物が疏水性有機
   重合体繊維を含む織物であり、該織物の少なくと
   も一方の表面が物理的活性化処理されており、か
   つ該物理的活性化処理された表面が該支持体に直
   接または間接に接着されて一体になつていること
   を特徴とするシート状分析材料。 ２ 織物からなる液体試料展開層が直接または間
   接に少なくとも一つの試薬層の上に設けられてな
   るシート状分析材料において、該織物が疎水性有
   機重合体繊維を含む織物であり、該織物の少なく
   とも一方の表面が物理的活性化処理されており、
   かつ該物理的活性化処理された表面が該試薬層に
   直接または間接に接着されて一体になつているこ
   とを特徴とするシート状分析材料。 ３ 該試薬層が水透過性であり、かつ該試薬層の
   該展開層と反対側に光透過性水不透過性支持体を
   有する特許請求の範囲２に記載のシート状分析材
   料。