JPH0448189B2 - - Google Patents

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JPH0448189B2
JPH0448189B2 JP25519185A JP25519185A JPH0448189B2 JP H0448189 B2 JPH0448189 B2 JP H0448189B2 JP 25519185 A JP25519185 A JP 25519185A JP 25519185 A JP25519185 A JP 25519185A JP H0448189 B2 JPH0448189 B2 JP H0448189B2
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test
glucose
range
dihydroxide
composition
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JP25519185A
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JPS61122569A (ja
Inventor
Emu Guriin Kaamain
Ee Isumeiru Iburahimu
Eichi Uu Uen
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Bayer Corp
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Miles Inc
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Publication date
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Publication of JPH0448189B2 publication Critical patent/JPH0448189B2/ja
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は一般にグルコースの半定量的測定のた
めの非酵素的方法、特に水性試験試料中のグルコ
ースの比色測定のための非酵素的診断用組成物に
関する。 水溶液中のグルコース濃度の測定は砂糖工業に
おいて工業上、および医学上有用である。医学
上、尿又は血液のような体液中のグルコースの半
定量的測定は、糖尿病の集団検診を行うための公
的健康診断として重要であり、砂糖摂取量をコン
トロールしなければならない糖尿病患者にとつて
特に大切である。糖尿病においては早期診断及び
不断のコントロールは極めて重要なので、内科
医、臨床医又は自宅における糖尿病治療薬の利用
者にとつて多大の価値あるものであるためには、
グルコース試験は都合よく実施するに十分な程に
迅速かつ簡便であり、その上更に尿及び血液中グ
ルコースの有意の変動を反映するに十分な程感度
の高いものでなければならない。 1dl当り1000mg(mg/dl)以上のグルコース濃
度としてここで定義される高領域グルコースの半
定量測定は、糖尿病患者の尿中グルコース濃度が
5000mg/dl以上までになりうるので重要である。
高濃度の尿中グルコースの定量測定は少なくとも
2つの理由により重要である。第一に、緊急の場
合、無意識状態が糖尿性昏睡によるものでありう
るかどうか決定するのに重要であり、もし糖尿性
昏睡の場合には高い尿中グルコース濃度により示
唆されるであろう。第二に、もし不十分な量のイ
ンシユリンが投与されていると尿中グルコース濃
度が高まる。従つて高い尿中グルコース濃度を測
定できる試験はインシユリンの必要量を治療上監
視するのに利用できる。 現在臨床的に実施されているグルコースの診断
試験のほとんどはグルコースオキシダーゼのβ−
D−グルコースへの酵素作用: β−D−グルコース〔グルコースオキシダーゼ〕 ――――――――――――――――→ H2O2+グルコン酸+O2+H2O 及びその結果色原体(Cr)が酸化されて、その
酸化状態(Cr*)(色の変化により目視的に検出
可能)になる反応: H2O2+Cr〔ペルオキシダーゼ〕 ――――――――――――→ H2O+Cr* に基づく。 試験具を半定量的に用いて、試験試料との接触
後発現する色を適切なカラーチヤートと目視比較
することによりグルコース濃度を測定することが
できれば非常に便利である。このような半定量的
測定は反応させた試験具の反射率を計測すること
により機器を用いて実施することもできる。しか
しながらグルコース濃度が1000mg/dl以上に上昇
するにつれ酵素系に用いた大部分の色原体の色が
非常に暗色となり高濃度レベルの識別を行うこと
が不可能となる。米国特許第4340669号には、被
検液体中0、50、100、250、500及び1000mg/dl
のグルコース濃度においてo−トリジン、テトラ
メチルベンジジン及びテトラエチルベンジジンを
色原体として用いた場合の観察結果が記載されて
いる。グルコース濃度が0から50mg/dlに上昇す
るとこれら色原体はそれぞれ黄色から明緑色に変
わる。グルコース濃度が500mg/dl以上に上昇す
ると酸化色原体の色は暗色になりそれぞれの色原
体の色を観察するとオリーブ−黒色、黒色及び濃
緑色であつた。この観察によれば、水性液体中の
グルコースの半定量的酵素測定についての問題
点、すなわち高濃度では公知色原体は黒色又は濃
暗緑色に見え、それ故にこの試験具を500mg/dl
以上のグルコース測定に利用するのが制限される
という問題点が強調される。色の変化を機器を用
いて測定するならばこの問題はそれ程深刻ではな
いが、それでも尚問題はある。m−アニシジンの
ような第二色原体を添加することにより、酵素組
成物でのグルコースの目視読取り可能範囲を広げ
るのに成功した例もある(米国特許第4340669
号)。 高グルコース濃度における色識別がむずかしい
上に、酵素に基づくグルコース試験は体液中に存
在するアスコルビン酸(ビタミンC)により妨害
され、高価でもありかつ安定性の問題にも遭遇す
る。 グルコース測定のための非酵素的方法も又用い
られている。これらとしては測定電極に基づく機
器的方法(例えば、米国特許第4127448号参照)
及び更に角膜を介して放射線を当てて患者の眼を
走査する非侵入自動グルコースセンサー方式に基
づく機器的方法(米国特許第3958560号参照)が
挙げられる。米国特許第4278438号には糖類の分
析法及び分析装置が開示されている。ホウ酸塩緩
衝援中に調製されたアルキレンポリアミンを用い
て糖類をクロマトグラフイーカラムから溶離す
る。 米国特許第4371374号には、尿試料を適切なボ
ロン酸と処理してグリコシル化化合物を複合化
し、それらを分離しついでその分離された複合化
物質を分析することにより、非酵素的グリコシル
化アミノ酸類、ペプチド類又はそれらの混合物を
分離定量して血中グルコースを監視する方法が開
示されている。 本発明では精密な装置を必要としないにも拘ら
ず、グルコースのジヒドロキシド成分との複合体
生成を用いて任意の所望の濃度レベルに至るグル
コースを測定することができる。砂糖類の、ホウ
素及びアルカリ土類金属ジヒドロキシド類との複
合体生成が報告されている。〔エス・エー・バー
カー(S.A.Barker)等、炭水化物の研究
(Carbohydrate Research)、26(1973)33−40;
エヌ・ロイ(N.Roy)等、炭化水素の研究
(Carbohydrate Research)、24(1972)180−
183〕が、この現象は水性試験試料中のグルコー
ス濃度の半定量的測定の問題を解決するためには
用いられてはいない。 本発明の好ましい実施態様は、グルコースのジ
ヒドロキシド成分との複合体生成の使用に基づく
グルコース測定用の自己表示具を提供する。本発
明の自己表示具によれば色表示チヤートと比較す
ることなしにグルコース濃度の目視測定ができ
る。 コレステロール測定用の使い捨て表示具は米国
特許第4042329号に開示された。この開示された
表示具によれば、表示フオーマツトで直接読取り
可能な、任意の生物学的液体中のコレステロース
濃度が表示される。 本発明は水性試験試料中のグルコースを半定量
的に測定する方法、かかる測定に有用な試験組成
物、その調製及び使用のための試験具及び試験方
法を提供する。水性試験試料中のグルコースを測
定するための本方法は;(a)水性試験試料と、初期
PH6.5以上においてグルコースと複合体を生成す
ることができ、この複合体生成がプロトンを放出
するようなジヒドロキシド成分とを接触させるこ
とにより試験溶液を調製する工程、ついで(b)その
試験溶液の最終PHを測定する工程からなる。本試
験組成物は:(a)初期PH6.5以上においてグルコー
スと複合体を生成することができこの複合体生成
がプロトンを放出するようなジヒドロキシド成
分;及び(b)約PH6.5から約PH12までのPH範囲にお
いて検出可能な比色応答をなすことができるPH指
示薬からなる。担体マトリツクスにこの試験組成
物を包含せしめて特に便利な試験具フオーマツト
を提供することができる。好ましい実施態様は自
己表示試験具である。 シス−ジオール基を含有する多くの炭水化物類
はジヒドロキシド基を含有する化合物と様々な複
合体を生成する〔例えば、エヌ・ロイ(N.Roy)
等、炭水化物の研究(Carvohydrate
Research)、24(1972)180−183、及びエス・エ
ー・バーカー(S.A.Barker)等、炭水化物の研
究(Carbohydrate Research)、26(1973)33−
40参照〕。この複合体生成は、初期PH6.5以上でグ
ルコースと複合体を生成することができこの複合
体生成がプロトンを溶液中に放出するようなジヒ
ドロキシドと、試料とを接触させることにより試
験溶液を調製し、ついでこの試験試料の最終PHを
測定することにより、水性試験試料中のグルコー
ス濃度の半定量的測定を行うのに用いることがで
きることが見出されている。 適切なジヒドロキシド類としてはバリウム、ホ
ウ素、カルシウム、マグネシウム及びストロンチ
ウムのジヒドロキシドである〔Ba(OH)2、Z−
B(OH)2、Ca(OH)2、Mg(OH)2及びSr(OH)2〕。
ホウ素及びストロンチウムのジヒドロキシド類が
好ましい。特に好ましいものは一般式: Z−B(OH)2 式中、Zはニトロ基のような電子吸引基又は水
酸基もしくはアレン基のような電子安定基であ
る、 のホウ素ジヒドロキシド類である。Zが水酸基で
ある場合はホウ素ジヒドロキシドはホウ酸であ
る。適切なホウ素ジヒドロキシドとしてはホウ
酸、フエニルボロン酸、p−ニトロフエニルボロ
ン酸、4−メトキシフエニルボロン酸及びα−ナ
フチルボロン酸、ナフチルボロン酸並びにアレン
ボロン酸及びそれらの誘導体が挙げられる。アレ
ン基は少なくとも1つの芳香族環を含有する任意
の炭化水素基として定義される。もしジヒドロキ
シドの陰イオン性負型が芳香族環上の電子共鳴に
より安定化されうるならば、これらの基は本発明
において有用である。例えば、Zがフエニル基で
ある化合物フエニルボロン酸は本発明において特
に有用である。更に芳香族環上に置換基として電
子吸引基を含むp−ニトロフエニルボロン酸のよ
うなアレン誘導体も又有用である。 グルコースは、水性試験試料及び初期PH6.5以
上でグルコースと複合体を生成することができこ
の複合体生成がプロトンを放出するようなジヒド
ロキシドを用いて試験溶液を調製し、ついでこの
試験試料の最終PHを測定することにより測定する
ことができる。試験溶液は通常ジヒドロキシドを
水性試験試料と単に接触させることにより調製す
ることができる。 バリウム、ホウ素、カルシウム、マグネシウム
及びストロンチウムのジヒドロキシドは通常グル
コースと1:1の複合体を生成する。従つて、ジ
ヒドロキシドの試験試料中のグルコースに対する
比は約1:1でなければならない。約500mg/dl
以上のグルコース濃度を測定するのに十分な濃度
に、ホウ素ジヒドロキシド、例えば、ホウ酸の試
験溶液を調製するためには、水酸化カリウム又は
水酸化ナトリウムのような塩基を用いてホウ素ジ
ヒドロキシドを溶解する必要があるかもしれな
い。同等の操作としては水酸化物成分の一部とし
てホウ酸の塩型を用いることであろう。明らか
に、他の塩基類も又ジヒドロキシドとグルコース
間の複合体生成を妨害しないならば有用である。 試験溶液の最終PHは従来PHメーター又はPH指示
薬添加後目視又は機器を用いて測定することがで
きる。 ジヒドロキシド成分とグルコース間の複合体生
成に伴つて起るPH変化は緩衝剤の添加により調整
することができる。約PH6.5から約PH12のPH範囲
に亘るPH変化を調整することができる緩衝剤を含
む試験組成物は、そのような緩衝剤を含まない試
験組成物よりも広い濃度範囲に亘るグルコースの
測定に用いることができる。適切な緩衝剤として
は一般にTRISとして知られているトリス(ヒド
ロキシメチル)アミノメタン、一般にBICINEと
して知られているN,N−ビス(2−ヒドロキシ
エチル)グリシン及び一般にHEPESとして知ら
れているN−2−ヒドロキシエチルピペラジン−
N′−エタンスルホン酸が挙げられる。ジヒドロ
キシド成分として緩衝剤型を用いることは、ホウ
酸又はフエニルボロン酸のようなホウ素ジヒドロ
キシドを用いる場合には特に便利である。 ホウ酸塩緩衝剤はZ−B(OH)2化合物の酸型
及び塩基型の混合物として定義される。この二型
間の平衡は図式的に: 式中、Zは先に述べたいずれの基でもよい、と
して示すことができる。 ホウ酸塩緩衝液はホウ酸(Z=OH)から又は
フエニルボロン酸のようなアレンボロン酸誘導体
もしくはZ=B(OH)2化合物の混合物から当業
者に周知の常用の実験室的方法により調製するこ
とができる。例えば、ホウ酸塩緩衝液は、用いた
Z−B(OH)2化合物の緩衝範囲内の初期PHまで
水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムのような塩
基でホウ酸を滴定することにより調製することが
できる。この緩衝範囲は、ほとんどのZ−B
(OH)2化合物についてPH6.5からPH12の間になる
と期待される。緩衝液は、等モル部のジヒドロキ
シドの酸型及び塩基型を添加し水に溶解すること
により調製することもできる。 緩衝剤の初期PHの選択は特定の試験組成物で測
定できるグルコースの濃度範囲に影響を与えるこ
とがある。例えば、溶液のPHがホウ酸塩緩衝剤の
pKa以下に落ちるにつれ、ホウ素ジヒドロキシド
のグルコースとの複合体生成効果は下がる。アレ
ンボロン酸誘導体から調製した緩衝剤に電子吸引
性置換基が加わると緩衝剤のpKa、従つてその有
効PH及び複合体生成範囲が変化する。例えば、
pKa9.2のホウ酸は約PH7.0以下のより低い複合体
生成範囲を有するのに対し、pKa8.8のフエニル
ボロン酸は6.5という低いPHでグルコースと複合
体を生成するであろう。pKa7.4のp−ニトロフ
エニルボロン酸は更に低い有効PHを有する。ホウ
酸塩緩衝剤及びフエニルボロン酸緩衝剤のような
ホウ酸塩緩衝剤の混合物はホウ酸塩−グルコース
複合体生成の有効PH範囲、及び従つて測定可能な
グルコース濃度範囲を拡げることができる。ホウ
酸塩緩衝剤を用いる場合は、8.0以上の初期PHが
好ましい。ホウ酸塩緩衝液での高領域グルコース
測定のためには、9.0以上の初期PHが特に好まし
い。 初期PHがそのpKaにより僅かに上の場合に、緩
衝剤はグルコース測定には最も有用である。緩衝
剤は、勿論初期PHの設定後水を除去することによ
り乾燥状態で供給することもできる。緩衝剤は再
設定する場合にはそのPHにすることができる。 ここに定義したジヒドロキシド、及び約PH6.5
から約PH12までのPH範囲において検出可能な比色
応答をなすことができるPH指示薬を含む、グルコ
ース測定用試験組成物を提供することは特に便利
である。このPH範囲内で色が変化するいずれのPH
指示薬も、又は指示薬のいずれの組合せも用いる
ことができる。有用な指示薬としてはm−クレゾ
ール・パープル、クレゾール・レツド、ニユート
ラル・レツド、チモール・ブルー、フエノールフ
タレイン、o−クレゾール・フタレイン、フエノ
ール・レツド、ブロモチモール・ブルー又はコダ
ツクから入手可能な指示薬の混合物であるユニバ
ーサル・インジケータ(Universal Indicator)
が挙げられる。この試験組成物は、単に組成物と
水性試験試料を接触させ、ついで、生じた検出可
能な比色応答を観察することによりグルコース濃
度を測定するのに用いることができる。 PH指示薬はある範囲のPH値に亘つて色が変化す
る。指示薬のpKaはその色変化のほぼ中間点を表
わす。選択されたホウ酸塩緩衝液の初期PHはどの
指示薬を用いたかに関連する。例えば、m−クレ
ゾール・パープルはPH9.0での紫色からPH7.4での
黄色まで変化する。PH9.0以上のPH値では、この
指示薬は紫色のままか又はPH変化につれ非常に僅
かに色が変化する。もし9.0の初期PHを用いた場
合は、いかなるPH変化についても検出可能な応答
が容易に認められるであろう。9.2以上の初期PH
を用いた場合は、PHがPH9.0より下がるまで組成
物はグルコース濃度に対して色が変化せず、すな
わち検出可能な応答をなさないであろう。従つ
て、初期PHを9.0とすることができる緩衝剤を含
有し、m−クレゾール・パープルを利用する組成
物は、初期PHを9.2とすることができる緩衝剤を
含有する、そのような組成物より低グルコース濃
度に対して感度がより高いことになるであろう。
もし異なるPH指示薬を用いるならば、別の初期PH
が好ましいこともある。例えば、クレゾール・レ
ツドは約8.8(赤)と約7.2(黄)間のPH範囲を有す
る;この試験組成物を用いて最適作業を行うため
には従つてPH9.0のようなより低い初期PHが好ま
しい。1個以上の指示薬を用いると、より広いPH
範囲、従つてより広いグルコース濃度範囲に亘つ
て色を変化させることができる。 高領域グルコース(1dl当り少なくとも1000mg
のグルコースとここでは定義)の測定に特に適切
な試験組成物は約PH6.5から約PH12までのPH範囲
内でPH変化を調節できるホウ酸塩緩衝剤及び約PH
6.5から約PH12までのPH範囲内で検出可能な比色
応答をなすことができるPH指示薬である。高領域
尿グルコース測定用に調製された好ましい組成物
においては、ホウ酸塩緩衝液は約9.2の初期PHを
提供することができるように調製されたホウ酸塩
緩衝液である。この高初期PHによれば、非特性PH
変化並びに尿PH及び緩衝容量による妨害が回避さ
れる。このように調製された緩衝液は凍結乾燥又
は単に乾燥して、緩衝液を調製するために用いた
水を除去することにより乾燥状態で提供すること
ができる。 湿潤剤、安定剤、増粘剤のような更なる成分
を、もしそれらがジヒドロキシのグルコースとの
複合体生成を妨害しないならば試験組成物に添加
することができる。 これら組成物のいずれも瓶詰め試薬、試薬の形
で試験組成物を含有する易破砕性カプセル、丸薬
又は錠剤の形で提供することができる。 本発明の好ましい形の試験具は適切な担体マト
リツクスを液体試薬の形の試験組成物で処理し、
ついで乾燥することにより製造される。 担体マトリツクスは、試験組成物に対して実質
的に不活性であり、試験されるべき水性試料に対
して多孔性及び/又は吸収性である限り、試験組
成物を包含せしめることができるいかなる物質で
あつてもよい。語句“担体マトリツクス”とは水
又は他の生理学的液体にさらされた際、不溶であ
りその構造をもとのままに保持するマトリツクス
ならば吸収性又は非吸収性のいずれのものをも指
す。用いることのできる適切な吸収性マトリツク
スとしては紙、セルロース、木材、合成樹脂フリ
ース、織布、不織布等が挙げられる。非吸収性マ
トリツクスとしてはガラス繊維、ポリマーフイル
ム及び微孔性膜が挙げられる。 従つて、本発明の試験具を製造するに当つて
は、他のものができると同様にすべての上記担体
マトリツクス概念を用いることができることを認
識すべきである。マトリツクスは、組成物成分が
液体又は半液体状態で均一に合せられており、後
に硬化もしくは固化してそれにより成分を包含せ
しめる系からなることもできる。他のマトリツク
ス・フオーマツトでは微孔性膜もしくはポリマ
ー・フイルム・マトリツクスの使用を意図してい
る。微孔性膜はプレフオーム膜として利用可能で
あり、転相のような技法により製造することがで
きる。適切なポリマーフイルムは、スチレン及び
ブタジエンの60:40共重合体から生成されたもの
のようなラテツクスポリマー懸濁液に基づく市販
のラテツクス配合物を用いて製造することができ
る。他の天然もしくは合成ポリマー又はそれらの
混合物も又用いることができる。上記フイルム配
合物の例は、参考のためにここに包含されている
米国特許第3630957号及び第4312834号に見出すこ
とができる。 現在好ましい製造方法は、吸収性担体マトリツ
クス、例えば、ろ紙に組成物の水溶液を含浸せし
め、ついで乾燥し、続いてこの乾燥含浸マトリツ
クスを支持体部材に固着させることである。含浸
溶液は所望の初期PHを示すように調製する。全血
試料が試験される場合には、乾燥含浸担体マトリ
ツクスに塗布して過剰の試料を洗浄、もしくは拭
き取ることができる。乾燥は、包含組成物に有害
な影響を与えないいずれの方法によつて行うこと
ができ、通常は空気炉法による。包含は、担体マ
トリツクスに分析組成物を包含せしめることがで
きる任意の方法、例えば、塗布、浸積、散布、噴
霧又は印刷により達成することができる。乾燥担
体マトリツクスをついで裁断し、支持体部材、例
えば、硬質又は半硬質ポリスチレンフイルム片の
一端に貼付することができる。ジヒドロキシド成
分及び/又は緩衝剤は、担体が湿潤した際包含担
体の表面において初期PHを6.5以上にすることが
できるような形になつている。湿潤した包含担体
のPHは表面電極を用いて測定することができる。
用語“包含担体”とは、試験組成物を包含せしめ
ついで乾燥した担体マトリツクスを指す。透明フ
イルム細片を用いた場合には、反応した試験具の
機器読取りは細片のいずれの側からも行うことが
できる。紙の細片上への貼付は両面接着テープ、
例えば、登録商標ダブル・ステイツク
(DOUBLE STICK )の下にスリーエム・カン
パニー、セント・ポール、ミネソタ(3M Co.、
St.Paul,MN.)から市販されているものを用い
て行うことができる。 紙担体マトリツクスがホウ酸塩緩衝剤と共に用
いられる場合は、ホウ酸塩緩衝剤を含有する試験
組成物の包含に先立ち、初期PH6.5以上において
フエニルボロン酸から調製したもののような第二
ホウ酸塩緩衝剤の水性溶液で紙を処理することが
有利であることがある。このような前処理は、紙
と試験組成物中のホウ酸塩緩衝剤との間に起こり
うる相互反応を回避するものと考えられる。 固相試験具を製造するにために用いられる試薬
溶液中の成分の濃度範囲は次のようである: 可使濃度 好ましい濃度 ホウ酸塩緩衝剤 0.1−0.9M 0.1−0.4M PH指示薬 0.025−0.2% 0.04−0.15% 成分のこれら濃度範囲及び相対濃度は溶液が水
性含浸溶液であろうが又はポリマー懸濁液であろ
うが実行可能である。好ましい試薬溶液は、0.01
から0.30Mのホウ酸塩緩衝剤(滴定によると約
8.5から約9.5の初期PHを示す)及び0.05%から
0.10%の指示薬、例えばm−クレゾール・パープ
ルを含む。好ましい実施態様においては、試験組
成物を包含せしめるのに先だち、0.1から0.3Mの
ホウ酸塩緩衝剤(滴定によると6.5以上の初期PH
を示す)を含有する水溶液を紙マトリツクスに含
浸させる。前処理用の好ましいホウ酸塩緩衝剤は
フエニルボロン酸から調製する。 試験具は、試験試料中にそれを瞬間的に浸漬す
るか、そうでなければ試験試料を担体マトリツク
ス上に導入することにより使用するのが有利であ
り、それにより、グルコースが存在する際には検
出可能な比色変化が生じる結果となる。試験試料
との接触はピペツト、綿棒又はスパチユラによつ
ても又行うことができる。尿が用いられる場合は
浸積することは極めて満足できる接触法である
が、血清試料の場合は普通ピペツトを用いること
が必要である。 半定量的グルコース濃度は適切なカラーチヤー
トと比較することにより目視的に測定することが
できるか又は測定はもし透明支持体部材が用いら
れるならば試験具のいずれかの側からの反射率に
より機器を用いて行うことができる。 本発明のグルコース試験具の好ましい実施態様
は、更に用意されたカラーチヤートと比較するこ
となしに水性試験試料中のグルコース濃度を測定
することができる自己表示具である。事実、本発
明に含まれる試薬の基本的化学の故に、使用者が
しなければならない測定はマルチパツド試験具上
の色変化をおこした試験体の数を単に数えるだけ
である自己表示具を提供することができる。自己
表示具は、それぞれの試験体が特定濃度(その濃
度に対してはその試験体は反応するように設計さ
れている)と同等か又はより高い濃度のグルコー
ス試験試料と接触した際、ほぼそれと同一の色に
変化するように作製することができる。 この自己表示具は複数個の試験マトリツクスを
支持体部材に固着することにより製造することが
できる。各試験マトリツクスは、異つたしかし予
め決められた濃度のグルコースと反応するように
設計されている試験組成物を担体に包含せしめる
ことにより製造される。試験組成物は先に述べた
ように配合することができるが、しかしながら通
常は同一の化学成分を各マトリツクスに包含せし
め、各試験マトリツクス中の組成物は単にジヒド
ロキシド濃度及び初期PHが異るであろう。高領域
グルコースのための好ましい配合においては、こ
の自己表示試験具は、検出可能な比色応答をなす
ことができるPH指示薬及びホウ酸塩緩衝剤を有す
る複数個の試験マトリツクスを包含せしめること
により製造され、この試験マトリツクスにおいて
はホウ酸塩緩衝剤濃度及びホウ酸塩緩衝剤の初期
PHがそれぞれの試験マトリツクスで異つている。 この自己表示フオーマツトはホウ酸塩緩衝剤を
用いるグルコース測定には特に好ましい。色が変
化したパツド数を数えることにより、使用者はグ
ルコースの存在量をカラーチヤートとの比較に頼
ることなしに知ることができる。パツドはトリサ
イト(Trycite)のような支持体上に別々に又は
一緒につなげて配列することができる。試験体が
反応するように設計されている濃度より低い試料
グルコース濃度については、色の変化が起こらな
いであろう。1〜2個の試験体の色変化は正常な
読取りに相当するが、3個以上の試験体の変化は
病的症状の可能性を示唆するものであるという情
報が与えられている使用者は、パツドの色をカラ
ーチヤートと比較する必要なしに適切な行動をと
り、もしくは専門的援助を求めることができる。
個々の使用者間の色判別の相違及び異つた照明状
態での色判別の相違があるので、このフオーマツ
トとして本発明を用いることは特に有利である。 ジヒドロキシド複合体生成系において、グルコ
ースのジヒドロキシドとの複合体生成はプロトン
を放出する。従つて系のPHは下がる。単一(試験
体)パツド系においては、その系が測定できるよ
うに設計されているグルコース濃度範囲のグルコ
ースが複合体を生成すると生じるPH範囲に亘つて
指示薬は色が変化する。通常、試験において期待
されるPH範囲のほぼ中間範囲のpKaを有する指示
薬が選択される。グルコースの増加に伴うPHの減
少は、生じたPH変化を最もよく調整する点に試験
体の初期PHを設定することによりいくらか調整す
ることができる。 ほとんどのPH指示薬はかなり広いPH範囲に亘つ
て色が変化するが、しかしながら前記範囲内のよ
り狭いPH範囲に亘つては眼に見える色は明らかに
同一である。 次の実施例は本発明の開発中に行われた実験を
説明するものである。好ましい自己表示フオーマ
ツトは実施例4に述べられている。実施例は本発
明を説明するのに役立つが、それらは発明の範囲
を制限するものとして解釈されるべきではなく、
発明の範囲は特許請求の範囲によつてのみ定義さ
れる。当業者は望ましいと思われる組成物、配合
物及び反応パラメータの成分の変化、代替及び変
更を行うことができるであろう。 省略形 実施例においては次の省略形が用いられる。 mg ミリグラム ml ミリリツトル dl デシリツトル M モル % 100ml溶液当りの重量パーセント PVP−K90 ポリ(ビニルピロリドン);ジー
エーエフ・コーポレーシヨン(GAF
Corp.)、ニユーヨーク、ニユーヨーク
州から入手の平均分子量360000のもの m−クレゾールパープル メタクレゾールスルホンフタレイン クレゾール・レツド o−クレゾールスルホンフタレイン ニユートラル・レツド 2−メチル−3−アミノ−6−ジメチ
ルアミノフエナジン チモール・ブルー チモールスルホンフタレイン フエニルフタレイン 3,3−ビス(p−ヒドロキシフエニ
ル)フタリド フエノール・レツド フエノルスルホンフタレイン ブロモチモール・ブルー ジブロモチモールスルホンフタレイン クルーセル(Klucel)LF ヒドロキシプロピルセルロース ポリエチレングルコール4000 ポリエチレングルコール;分子量4000 実施例 1 フエニルボロン酸緩衝剤による前処理 ワツトマン(Whatman)54のろ紙を0.2Mフエ
ニルボロン酸緩衝剤(初期PH9.05)を含む水溶液
に含浸した。乾燥紙を次に空気炉中60℃で15分間
乾燥した。乾燥紙を、0.25Mのホウ酸塩緩衝剤
(初期PH9.05)及び0.08%m−クレゾール・パー
プル(ナトリウム塩)を含む水溶液中に含浸し
た。エタノールに溶解した1%m−クレゾール・
パープルの貯蔵溶液を含浸溶液を調製するのに用
いた。ホウ酸塩緩衝液は、ホウ酸を水に溶解し、
水酸化カリウムでPHを9.05に調整しついで所望の
容量に希釈することにより調整した。二度含浸さ
れたろ紙を再び空気炉中60℃で15分間乾燥した。 二度乾燥されたろ紙を取扱いが便利なようにポ
リスチレン支持体部材に固着させた。試験具は、
1000mg/dlから8000mg/dl(すなわち1g/dlか
ら8g/dl)のグルコースを含む水性試料に浸漬
することにより試験された。図に示されたデータ
によれば、グルコース濃度(g/dl)と誌験片の
読取り値との間に良好な直線関係が示されてい
る。 2 前処理なしの場合 ワツトマン(Whatman)54のろ紙を: ホウ酸塩緩衝液(1M、初期PH9.5) 2.0ml PVP K90(15%) 1.1ml フエノール・レツド(1M) 0.2ml 水 10.0ml を含む溶液に含浸した。含浸液を空気炉中60℃で
15分間乾燥しついで乾燥紙をポリスチレン製の支
持体部材に固着した。完成された試験具は1000、
2000、3000及び5000mg/dlのグルコース間で良好
な目視解析能を示した。陰性(1000mg/dl未満の
グルコース)に相当する赤色から、黄色(5000
mg/dlのグルコース)まで色が変化する。 3 2重指示薬系 尿試験試料中の高領域グルコース(すなわち、
1dl当り少なくとも1000mgの濃度)を測定するた
めの特に好ましい試験具を次のように製造した: 溶液1(10%アセトン水溶液) フエニルボロン酸緩衝剤(初期濃度PH9.0)
0.23M ドデシルベンゼンスルホン酸(ナトリウム
塩) 0.04% 溶液2 ホウ酸塩緩衝剤(初期PH9.0) 0.30M PVP−K 60 1.2% ポリエチレングルコール4000 0.8% クルーセルLF(エタノール中) 0.4% トウイーン(Tween)21 0.04% クレゾール・レツド 0.03% ブロモチモール・ブルー(エタノール中)
0.003% 溶液2は10%アセトン溶液になるように調製し
た。最終溶液は10%アセトン及び10%エタノール
を含有した。 ワツトマン(Whatman)54又はE&D204のよ
うなろ紙を溶液1に浸漬しついで乾燥することに
より前処理を施した。乾燥前処理紙を溶液2に浸
漬しついで乾燥した。二重指示薬系によれば、異
なる濃度間の比色応答の差異がより大きいので、
1000mg/dlと10000mg/dl間のグルコース濃度の
半定量的判別が容易になる。このことは目視読取
り試験具にとつて特に望ましい。 4 グルコース自己表示具 A 支持薬m−クレゾール・パープルを用い
て、1dl当り1、2、4及び8gの尿中グルコー
スを測定するための試験具を製造した。 4枚のワツトマン54ろ紙(10″×2″もしくは
25.4×5.08cm)をPH9.0において0.2Mホウ酸フエ
ニルで含浸しついで15分間50℃において乾燥し
た。次に各ろ紙片を次の溶液の1つで処理した:
【表】 ろ紙を再び乾燥し(15分間50℃において)、両
面接着テープに貼付しついで1/5″(0.508cm)の
リボンに裁断した。このリボンを、ホウ酸塩及び
PHが把手に向つて増加していくような順にトリサ
イト(Trycite)上に貼付しついで1/5″(0.508
cm)細片に裁断した。 1dl当り6gのグルコースを含有する尿試料に
浸漬すると、3つの試験体は紫色から金色に色が
変化した。最終的金色の濃さはそれぞれの反応試
験体について異る(すなわち、僅かに淡い金色か
ら濃い金色まで)が、6g/dl以下のグルコース
を測定するように設計された反応パツドのすべて
は容易に金色として同定された。8g/dlのグル
コースと反応するように設計された四番目の試験
体は紫色のままであつた。 B 同様の自己表示具を指示薬としてクレゾー
ル・レツドを用いて製造した。 4枚のワツトマン54ろ紙(10″×2″もしくは
25.4×5.08cm)をPH8.0において0.1Mホウ酸フエ
ニルで処理しついで15分間50℃で乾燥した。それ
ぞれを別々に4つの異る溶液の1つで含浸した:
【表】 試験体はそれぞれ尿試験試料の1、2、4、及
び8g/dlグルコースと反応するように設計され
た。試験具は先に述べたように組立てられた。こ
の自己表示具は、0.5g/dlのグルコースを含有す
る尿試料に浸漬した際、色の変化を示さなかつた
(赤色のまま)。しかしながら3g/dlのグルコー
スを含有する尿試料に浸漬した際、2つのパツド
は色が変化した(黄色に)。 上述の本発明の多くの修正及び変更が本発明の
精神又は範囲を逸脱することなく行うことができ
ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明の非酵素的試験具を用いてのグル
コース濃度の目視測定の再現性を示している。高
領域グルコースの半定量的測定用に案出された試
験具を1g/dlから8g/dlまでのグルコースを含
有する考案された尿試験試料と接触させた。グラ
フは、グルコース濃度すなわちg/dlで表わされ
たGと試験具の読取り値すなわちg/dlで表わさ
れたRとの直線関係を立証している。試験具は、
ホウ酸から調製したホウ酸塩緩衝剤及びPH指示薬
からなる試験組成物を包含させるのに先立ち、フ
エニルボロン酸から調製したホウ酸塩緩衝剤で紙
製担体マトリツクスを前処理することにより製造
した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水性試験試料中のグルコースの半定量的測定
    に有用な方法であつて、 (a) 水性試験試料と、初期PH6.5以上においてグ
    ルコースと複合体を形成してプロトンを放出す
    ることができるジヒドロキシド成分とを接触さ
    せることにより試験溶液を調製する工程;及び (b) 試験溶液の最終PHを約PH6.5から約PH12まで
    のPH範囲において検出可能な比色応答をなすこ
    とができるPH指示薬を用いて測定する工程; からなることを特徴とする方法。 2 ジヒドロキシド成分がホウ素及びストロンチ
    ウムのジヒドロキシドから選択される特許請求の
    範囲第1項記載の方法。 3 ジヒドロキシド成分がホウ素ジヒドロキシド
    であり、かつ試験溶液が約PH6.5からPH12までの
    範囲でのPH変化を調整することができる緩衝剤を
    更に含有する特許請求の範囲第2項記載の方法。 4 ジヒドロキシド成分が約PH6.5から約PH12ま
    でのPH範囲でのPH変化を調整することができるホ
    ウ酸塩緩衝剤である特許請求の範囲第1項記載の
    方法。 5 緩衝剤がホウ酸緩衝剤又はフエニルボロン酸
    緩衝剤である特許請求の範囲第3項記載の方法。 6 水性試験試料中のグルコースの半定量的測定
    のための試験組成物であつて、 (a) 初期PH6.5以上においてグルコースと複合体
    を形成してプロトンを放出することができるジ
    ヒドロキシド成分;及び (b) 約PH6.5から約PH12までのPH範囲において検
    出可能な比色応答をなすことができるPH指示
    薬; からなることを特徴とする試験組成物。 7 ジヒドロキシド成分がホウ素及びストロンチ
    ウムのジヒドロキシドから選択される特許請求の
    範囲第6項記載の組成物。 8 ジヒドロキシド成分がホウ素ジヒドロキシド
    であり、かつ試験溶液が約PH6.5から約PH12まで
    の範囲でのPH変化を調整することができる緩衝剤
    を更に含有する特許請求の範囲第7項記載の組成
    物。 9 ジヒドロキシド成分が約PH6.5から約PH12ま
    でのPH範囲でのPH変化を調整することができるホ
    ウ酸塩緩衝剤である特許請求の範囲第6項記載の
    組成物。 10 1dL当り少なくとも1000mgの水性試験試料
    中グルコースの半定量測定のための試験組成物で
    あつて、 (a) 約PH6.5から約PH12までのPH変化を調整する
    ことができるホウ酸塩緩衝剤;及び (b) 約PH6.5から約PH12までのPH範囲において検
    出可能な比色応答をなすことができるPH指示
    薬; からなる特許請求の範囲第6項記載の試験組成
    物。 11 水性試験試料中のグルコースの半定量的測
    定のための試験具であつて、担体マトリツクス及
    びそれに包含せしめられた試験組成物からなり、
    試験組成物が、 (a) 担体が湿潤した際、包含担体の表面において
    PH6.5以上を示すことができ、又グルコースと
    複合体を形成してプロトンを放出することので
    きるジヒドロキシド成分;及び (b) 約PH6.5から約PH12までのPH範囲において検
    出可能な比色応答をなすことができるPH指示
    薬; を含有することを特徴とする試験具。 12 ジヒドロキシド成分がホウ素及びストロン
    チウムのジヒドロキシドから選択される特許請求
    の範囲第11項記載の試験具。 13 1dL当り少なくとも1000mgの水性試験試料
    中グルコースの半定量的測定のための試験具であ
    つて、担体マトリツクス及びそれに包含せしめら
    れた試験組成物からなり、試験組成物が、 (a) 約PH6.5から約PH12までのPH範囲でのPH変化
    を調整することができるホウ酸塩緩衝剤;及び (b) 約PH6.5から約PH12までのPH範囲において検
    出可能な比色応答をなすことができるPH指示
    薬; を含有する特許請求の範囲第11項記載の試験
    具。 14 カラーチヤートなしに、水性試験試料中の
    グルコース濃度の目視半定量的測定を行うのに有
    用な自己表示試験具であつて、 (a) 指示体部材に固着した複数個の試験マトリツ
    クスからなり; (b) 各試験マトリツクスが担体マトリツクス及び
    それに包含された試験組成物からなり; (c) 各試験組成物が、初期PH6.5以上においてグ
    ルコースと複合体を形成してプロトンを放出す
    ることができるジヒドロキシド成分、及び約PH
    6.5から約PH12までのPH範囲において検出可能
    な比色応答をなすことができるPH指示薬を含有
    し; (d) 各試験マトリツクスが、用いる初期PH及びジ
    ヒドロキシドの包含濃度により他の包含試験組
    成物とは異なる試験組成物を包含せしめたもの
    であり; 各試験マトリツクスが異なる濃度のグルコース
    に応答してほぼ同一の目視比色応答をなすことが
    できるようにしたことを特徴とする試験具。 15 ジヒドロキシド成分がホウ素及びストロン
    チウムのジヒドロキシドから選択される特許請求
    の範囲第14項記載の試験具。 16 ジヒドロキシド成分がホウ素ジヒドロキシ
    ドであり、かつ試験溶液が約PH6.5から約PH12ま
    での範囲でのPH変化を調整することができる緩衝
    剤を更に含有する特許請求の範囲第15項記載の
    試験具。 17 ジヒドロキシド成分が約PH6.5から約PH12
    までのPH範囲でのPH変化を調整することのできる
    ホウ酸塩緩衝剤である特許請求の範囲第16項記
    載の試験具。 18 カラーチヤートなしに、1dl当り少なくと
    も1000mgの水性試験試料中グルコースの目視半定
    量的測定を行うのに有用な自己表示試験具であつ
    て、 (a) 指示体部材に固着した複数個の試験マトリツ
    クスからなり; (b) 各試験マトリツクスが担体マトリツクス及び
    それに包含された試験組成物からなり; (c) 各試験組成物が、約PH6.5から約PH12までの
    PH範囲でのPH変化を調整することができるホウ
    酸塩緩衝剤、及び約PH6.5から約PH12までのPH
    範囲において検出可能な比色応答をなすことが
    できるPH指示薬を含有し; (d) 各試験マトリツクスが、用いる初期PH及びホ
    ウ酸塩緩衝剤の濃度により他の包含試験組成物
    とは異なる試験組成物を包含せしめたものであ
    り; 各試験マトリツクスが異なる濃度のグルコース
    に応答してほぼ同一の目視比色応答をなすことが
    できるようにした特許請求の範囲第14項記載の
    試験具。
JP25519185A 1984-11-19 1985-11-15 グルコースの半定量的測定法、それに用いる試験組成物及び試験具 Granted JPS61122569A (ja)

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