JPH04504002A - 検体分析器具および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 検体分析器具および装置 １、λ且立五肛 本発明は検体、好ましくは、血液サンプルなど少量のサンプル中に存在する複数 の検体の濃度を測定する為の装置および器具に関する。

２．１吸旦！盈 体液サンプル中の多種類の検体の有無およびレベルを検査する分析方法は、既に 幾種類か知られている。これらの分析方法は、医院や診療所などにおいて、臨床 分析の方法や分析結果の解釈について熟知していない者でも安心して使用できる ように、使用が簡素化されている。このような分析方法の典型的なものとしては 、ワンステップ分析法あるいは自動または半自動式のものがあり、分析測定は反 応の最終ポイントで行われる。

通常の簡単なワンステップ分析に属する診断分析形式の１つに、サンプル液を吸 収するように設計されたパッドまたはマトリックスを有する吸収パッド器具があ る。このパッドの表面では、検体に応じて異なる化学反応を検出することができ る。吸収パッド分析器具およびその方法の例としては、米国特許第３．９１１３ ．００５号、第４，０６９．０１７号、第４．１４４．３０６号および第４．４ ４７．５７５号がある。

従来の反応マトリックスあるいはパッド形式に基づいた分析方法は、′これまで 多くの要因によりその精度が限定されてきた。その１つは、パッド中の試薬の安 定度、温度、その他の反応条件が変動するため、一定量の検体において形成され る検出可能な反応物の量が一定しないこと、また検体を含有するサンプル中に、 それぞれの量が異なる干渉化合物が数種存在することである。

検体の濃度を標準曲線により測定する３パッド自己修正分析システムおよびその 方法においては、この様な化合物を大幅に減少させることが可能であり、この３ パツドから得られる信号物質の測定に基づいた干渉により訂正することができる 。このような分析システムは、本発明者が共同出願した米国特許出願第２３８． ７７５号「自己修正分析システムおよびその方法Ｊ　（１９８８年８月３０日出 願）において述べられている。

検体ｇａにおいて、特にコレステロール、コレステロールの下位分画、トリグリ セリドなど血清中の脂質レベルを試験するときなどには、異種の検体の総合テス トを試験する方法が、最近、益々望まれている。さらに、試験に使用する血液サ ンプルが、注射器による採取（これは専門の医療従事者が行わねばならない）を 必要とせず、また、通常は、血液細胞から血清または血漿を分離する必要も生じ るが、血液−滴でよいのであれば、血液試験の手順は大幅に簡略化される。しか し、これまでは、複数の分析パッドに正確で均一の少量サンプルを得ることが困 難であったため、少量複数検体試験は限定されていた。

つまり、これまでは達成困難であったが望ましい装置とは、（ａ）複数の検体分 析が可能であるように設計され、Ｃｂ’）試験材料として、全血を含むサンプル 液−滴で十分であり、＜ｃ＞正確で比較的均一なサンプル量を複数の吸収分析パ ッドへ分配することが可能な、藺素な乾式パッドサンプル分析装置である。

３．１豆旦叉丘 本発明の一般的な目的は、少量の血液サンプルにより複数の検体を試験すること ができる吸収パッド分析器具を提供することである。

さらに目的を限定すれば、試験用サンプルとして、５０μｍ以下の一滴の血液を 使用して複数の血液検体試験を行うための器具を提供することである。

また、複数の分析用吸収パッドにほぼ同量のサンプル物質を分配するための器具 および装置を提供することも本発明の目的である。

本発明の分析器具は、支持体を有するサンプルディスペンサー、および支持体上 に配置され、毛管流動によりマトリックスを浸透する血液サンプル中に含まれる 血液細胞を阻止してクロマトグラフィー媒体として機能するふるい用マトリック スを有する。ふるい用マトリックスの下流側には、サンプル液を複数のサンプル 液移送位置へ分配する第二毛管流動マトリックスがある。この２つのマトリック スの合計吸収量は５０μｌより少ないことが好ましい。第一マトリックスを通過 した後、血液サンプルに残存する血液細胞の残余物は、　（ｉ）第二マトリック スを通っての移動、および／または（ｉｉ）　２つのマトリックスの間に配置さ れた微小孔膜により、サンプル液移送位置の上流で除去される。

この器具のテストプレートは、複数の湿潤性に優れた分析吸収パッドを備えてお り、各パッドは、表面露出領域を有しており、サンプル液がパッドへ移動したと きに、選択された検体と反応して検体を検出するための試薬を含んでいる。テス トプレートはサンプル移送位置への接離する方向へ移動できるように、ディスペ ンサー上に取り付けられる。パッドの表面領域はこの位置で対応するサンプル液 移送位置と接触し、この移送位置から支持体のパッドへ、血液細胞を除去したサ ンプル液を同時に移送することができる。

１つの実施態様においては、血清コレステロールと脂質タンパク質の分析用とし て、テストプレートは第一、第二および第三パッドを有しており、それぞれが分 析試薬としてペルオキシダーゼ、およびＨ２Ｏ２の存在下で検出可能な信号反応 物へ変化する染料を含む。これらパッドの試薬にはさらに次のものが含まれる。

（ｉ）第一パッドには、血液サンプル中には存在しない公知量の参照化合物、お よびこの参照化合物との反応によりＨ２Ｏ２の生成に効力を発する参照化合物酸 化酵素、（２）　第二パッドには、コレステロールエステラーゼとコレステロー ルオキシターゼ、 （３）第三パッドには、トリグリセリドヒドロラーゼ、Ｌ　−グリセロールキナ ーゼ、およびＬ−グリセロール−３−ホスフェートオキシダーゼ。

参照化合物としてはＤ−アミノ酸、そして参照化合物酸化酵素としてはＤ−アミ ノ酸オキシターゼが、それぞれ好ましい。また、本発明は、少量の体液サンプル 中に含まれる複数の検体の濃度を測定するための診断装置が含まれる。この診断 装置には上述の形式の分析器具を含む。さらに限定すれば、この分析器具には、 （１）支持体と、（ｉｉ）支持体に供給されたサンプル液を、関連する複数のサ ンプル液移送位置へ分配するための分配構造から成るディスペンサーと、を冑す る。

この器具のテストプレートは、複数の湿潤性の吸収パッドを備えており、各パッ ドは、表面露出領域を持ち、サンプル液′　がパッドに移動したときに選択され た検体を検出するための試薬化合物を含んでいる。テストプレートはサンプル移 送位置への接離する方向へ移動できるように、ディスペンサー上に取り付けられ る。パッドの表面領域はこの位置で対応するサンプル液移送位置と接触し、この 移送位置から支持体のパッドへ、血液細胞を除去したサンプル液を同時に移送す ることができる。

本装置に含まれる診断器具は分析器具を支持する取り外し可能なホールグー、お よび分析器具のディスペンサーとテストプレートをサンプル液移送地点から接離 させるための、ホールグーと連結した変換機構を含む。この診断器具の制御要素 は、テストプレートがサンプル液移送地点に保持されている時間を制御し、これ により、パッドへの移送液量が制御される。

１つの実施態様では、制御要素は予め設定した時間内は、サンプル移送接触地点 を維持するように設計される。別の実施態様では、制御要素は、前記広域の湿潤 程度を監視する検出器、および、パッドが一定量湿潤されるとサンプル液の分配 を中断するための、検出器と変換機構間の機能的な連結を含む。

より一般的には、本発明には診断器具が装備され、この診断器具は、ディスペン サーへ供給されたサンプルを、サンプル液移送位置へ分配するように設計された サンプルディスペンサー、および湿度潤性に優れた吸収パッドを持ち、サンプル 液移送地点への接離方向へ移動するようにディスペンサー上に取り付けられたテ ストプレートを有する分析器具と共に使用される。

この診断器具は、テストプレートをサンプル液配分位置へ移動させる変換機構、 パッドの湿潤程度を監視する検出器、および変換機構と検出器を機能的に連結し 、パッドが一定量に湿潤されていることが検出器により検出されるとサンプルの 分配を中断する制御要素により構成される。

さらに、本発明の目的、特徴、利点は、以下の添付図面の説明および本発明の実 施例において詳述する。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の一実施例に従った構成の複数検体分析器具の平面図。

第２図は、第１図の２−２線に沿った断面図。

第３図は、第１図の３−３線に沿った断面図。

第４図は、サンプル移送地点における分析器具を示す第１図と同様の平面図。

第５図は、分析器具における反応パッド、反応パッド内への、および通過のサン プル液の流れに基づくそのパッドの背面における反射の変化を監視するために使 用される光学的ビームおよびセンサの拡大側面図。

第６図は、ｍ１図の分析器具における反応パッドへの、および通過のサンプル液 の分配の期間にわたる時間の関数に対する反射Ｒの変化のプロット。

第７Ａ図および第７Ｂ図は、それぞれ、サンプル移送および非移送状態における 第１図の分析器具の平面図であり、本発明による検体濃度の決定のために使用さ れる診断器械の一部を示す。

第８図は、本発明の装置の一実施例の要素の概略図。

第９図は、サンプル液が散布により反応パッドへ分配される本発明のさらに他の 実施例により構成された装置の一部の概略図。

Ｒμ目と１■３は１吸 Ａ１分ま］Ｌ展 第１図〜第４図に本発明による構造のサンプル液分配器具１０を示す。この器具 のサンプルディスペンサー１２は、一定量の血液サンプル、典型的には約２５〜 ５０μｌの血液を収容する容積および寸法の凹部１６を包含する支持体１４を有 する。

プレート内に形成される毛管１８は、凹部の底部分に設けられ、支持体の上端に 形成される切欠領域２０と連結している。

支持体内の上記凹部１６、毛管１８、切欠領域２０の構成は、第１図および第３ 図に示される。支持体は合成樹脂製の薄板などが好ましく、凹部、毛管、切欠部 は標準的な成形あるいは機械加工により形成される。

領域２０に配置されるふるい用マトリックス２２は、サンプル液が、図において 、底部から頂部方向にマトリックスを通して移動するとき、血液細胞（血液サン プル中の血液細胞およびその他人型の微粒物質を含む〉を部分的に取り除く。

このマトリックス２２は、表面の湿潤により水様液を吸収し、血液サンプルがマ トリックスを通して吸収されるとき、血液細胞を阻止するように設計された繊維 基質のフィルター材料により形成されている。つまり、マトリックスはクロマト グラフィの媒体として機能し、この媒体を通過する移動率の違いにより、細胞大 の微粒子と可溶な血清構成物質を分離する。

マトリックス用の材料としては、セルロース、セルロースアセテート、およびグ ラスファイバーマトリックスを含む繊維製の袋フィルターに使用されるような多 様な繊維物質が好適である。必要であれば、繊維は化学的架橋結合、熱融合など により架橋結合してもよい。また、焼結ガラス、溶融ポリマービーズ、表面が湿 潤されることにより、水性媒体のマトリックスへの移動が促進されるような湿潤 性および間隙容積を有するもののように、多孔性基板も適当である。フィルター の一例としては、パック密度が約０．５ｇｏ＋／　ｃ＋＋＋”、側面間寸法が約 ３１１１１１％　厚さが約１２５μのグラスファイバーフィルターがある。パッ ドは一定量のサンプル液、典型的には約３〜２５μ］、好ましくは約１５〜２５ μｍを吸収できる大きさである。

マトリックス２２の上部表面は、微小孔膜２４により覆われている。この膜は血 液細胞やその他の液体サンプル中に存在する微粒物質を通さないように設計され ている。本器具を、全コレステロール、その他の高密度リポたんば＜　（ＨＤＬ ）、低密度リポたんば＜　（ＬＤＬ）、あるいは超低密度リポたん−ば（（ＶＬ ＤＬ）等、血液中の大型のリポたんばく体と結合可能な脂質構成物を分析するた めに使用する場合には、この膜の孔寸法は、血液細胞は通さずこれらの脂質体が 通過されるように設定される。１つの好適な膜としては、Ｎｕｃｌｅｐｏｒｅ（ Ｌｉｖｅｒ＋＊ｏｒｅ、　ＣＡ）から得られる、孔寸法が１ミクロンのポリカル ボネート膜がある。以下、膜はフィルタ一手段とも表記される。

膜２４は、さらに、支持体の上側の端部に接合されて、その内側部分に沿って延 びる吸収板２６により覆われている。

この板２６は、サンプル液を、膜２４を通してマトリックス２２と接触している 該板の中央領域２８から、該板の対向する端部領域３０．３２へ、さらに詳しく 言えば、一方の端部領域３０の位置３４．３６、および他方の端部領域３２の位 置３８．４０（第１図）のように、該板の対向する両端部領域における複数のサ ンプル液移送位置へ分配するようにされている。また、ここでは、この吸収板は 、ふるい用マトリクスから分配マトリクス内の複数のサンプル移送位置へサンプ ルを分配する分配マトリクスあるいは分配手段として言及されている。

吸収板は好ましくはマトリックスよりファイバー密度を低くして、流動率がパッ ドを通る流動率よりも低くなるのがよい。吸収板２６は、ふるい用マトリ、２ク スの場合と同様に、繊維材料により製造される。これにより毛管流動により吸収 板を通じて液を吸収することができる。吸収板の材料の一例としては、バック密 度が０．２ｇｍ／　ｃｍ３、厚さが約１μ、長さが約３ＣＩＩ＋のグラスファイ バーがよい。第３図に示すように、ふるい用マトリックス、膜、吸収板はすべて 支持体１４と同じ幅、通常は、１〜５ｍ＋ｏである。

操作においては、通常は、２５〜４０μｍの血液サンプルが、凹部１６に入り、 そこから毛管１８により吸い上げられてマトリックス２２を移動する。サンプル が毛管流動によりマトリックスを通過して吸い上げられるとき、血液中の細胞構 成物の通過は遅れ、次第に血液サンプルの先端から引き離される。

膜２４に到着した時点で血液細胞の割合が減少しているために、サンプル物質が 毛管流動により膜を通過して吸い上げられるとき、膜が詰まることも少なくなる 。膜２４を通過した後、サンプルはほぼ血液細胞の排除された血漿液となり、こ れが吸収板の相対する端部領域に位置するサンプル移送領域へ引き上げられる。

別の実施例においては、サンプル移送位置で血液細胞を完全に除去するフィルタ 一手段は、分配マトリックスあるいは吸収板自体により行われる。この場合はふ るい用マトリックスと分配マトリックスが、移動の速い血清と遅い血液細胞を完 全に分離して、サンプル液がディスペンサーのサンプル移送位置に先に到着する のに効果的な連続クラマドグラフィーの媒体として作用する。

さらに別の実施例においては、フィルタ一手段は膜２４のような微小孔膜である が、分配マトリックスの外面の上方に配置される。この場合は、サンプル液移送 位置は、膜の最上層の両端部における、分配マトリックスが下に位置する部分に 対応している。前記２つの実施例と同様に、フィルタ一手段は、サンプル液移送 位置へ移動するとき、血液サンプル中の血液細胞および同様の大きさの微粒物質 をほぼ完全に除去するように作用する。

さらに第１図から第４図に示されているように、器具１０はテストプレート４４ を有し、このテストプレート４４は細長板４６と、支持体の下面に取り付けられ 、対応するデイスペンサーの４つのサンプル移送位ｆｔ３４．３６．３８．４０ の真上部にそれぞれ配置される複数の湿潤性に優れた吸収テストパッド４８．５ ０．５２．５４と、により構成される。

すなわち、第４図に示されるように、支持体がサンプル液移送位置へ移動すると き、４つのパッドは、テストプレートの下面でディスペンサ・−内の対応する移 送位置と接触するように配置される。パッドを上から透視可能なように、板は全 体が透明であるか、あるいは透明な窓を有する。

この実施例においては、本器具は４箇所のサンプル液移送位置と対応する４個の パッドを有している。より一般的には、器具は少なくとも２個であって、６個ま であるいはそれ以上のパッドとサンプル液移送位置を有する。

このテストプレートのパッドは、透明または半透明な接着材料５６（第５図）あ るいは音波溶接法など、適当な結合方法によりその板に接着される。各パッドに は検体により異なる試薬が含まれ、これは、公知の方法によって、巨視あるいは 検出器により光学的に検出可能な、検体により異なる変化をパッド内にて形成す る。実施例における検体分析のための試薬の性質は、次節のＢにおいて述べる。

パッドは好ましくは、液が完全に浸透した後の厚さが約１００〜１５０μ、側面 間寸法が約３ｍｍの多孔溶融ポリマー、あるいは微小孔ポリマー膜である。好適 な膜としては、孔の寸法が約０．１〜１０μ、好ましくは０．３〜１μの、ポリ スルホン、ポリプロピレン、ナイロン、ニトロセルロース、テフロン（商標）、 ポリ塩化ビニールなどの微小孔膜である。ポリスルホン膜は、清浄な液のサンプ ルを吸収するとき、膜が比較的不透明でいるという点で有利である。各パッドの 吸収量は、好ましくは約０．５〜１μｍである。

テストプレートは、弾性ブロック６０．６２のような弾力性のある一対の部材に よりディスペンサー上に取り付けられる。これらのブロックは、サンプル液移送 位置同けて、パッドがディスペンサーのサンプル液移送表面に対して、典型的に は約０．５〜１．０＋＋ｍの間隙を有するように、該パッドを非移送地点へ向け てバイアスするようにされる。

操作においては、血清サンプルがディスペンサーのサンプル液移送位置に到達す ると、テストプレートはサンプル液移送地点へと移動する（第４図）。この時、 パッドの露出対向面は対応する移送位置と接触する。この位置で、ディスペンサ ーのサンプル液は、毛管流動と、パッド表面へと垂直な方”向に向かう液体移動 によりパッドへと引き上げられる。テストプレートは、パッドが望ましい程度に 湿潤されるまでこの位置に留まる。湿潤の程度は、例えば上面から見たときのパ ッドの反射率の変化によって知ることができる。パッドの反射率はパッドが湿る と減少する。あるいは、設定した接触圧、パッドの材質、厚さにおける最適の湿 り気を得るのに必要な時間を計算することにより得られる。このとき、パッドは 設定した圧力の下で計算された時間に渡って液を吸収することになる。通常は、 この接触時間は、２〜３秒に設定される。

Ｂ、遺ぶＪし辷也丘 本発明の分析器具は、特に、脂質などの血液中に含まれる検体の検出、複数の異 なる脂質検体が総合診断試験の一部として行われるような場合の検出用として設 計されている。１つの好適な実施例としては、以下に述べるように、器具は全血 清コレステロールおよび血清トリグリセリドの分析用に、またオプションとして 遊離またはエステル化した血清コレステロールなどのＨＤＬコレステロール分画 の検出用に設計されている。さらに、一般的な好ましい構成としては、本器具は 、共同出願の米国特許出願第３６９．３２６号「自己修正分析器具およびその方 法Ｊ　（１９８９年８月２３日出願）にて述べられているように、複数の検体の 自己修正検体検出用として設計されている。

上記の一般的な構成において、パッドには、Ｈ２Ｏ２を明瞭な発色信号反応物に 変換するための共通経路試薬構成物が含まれる。この構成物には、ペルオキシダ ーゼ、およびＨ２Ｏ２の存在下でペルオキシダーゼにより発色信号反応物に変換 可能な染料（単一染料あるいは結合染料システム）が含まれる。

ベルオキシダーは、セイヨウワサビペルオキシダーゼ、ミエロベルオ牛シダーゼ 、ラクトペルオキシダーゼなどの過酸化水素の酸化還元酵素であり、次の反応を 引き起こす。

ドナー＋　Ｈ２Ｏ２−＋　酸化ドナー＋２Ｈ２０２ドナーとなる酵素の特異性は あまりない。フェノール、アミンフェノール、ジアミン、インドールフェノール 類の多くが反応性を有する。本発明では、ドナーは、ペルオキシダーゼを媒体と した酸化の結果として検出可能な典型的な発色反応物へと反応する多種の公知の 化合物あるいはその２種類の組合せの中から選ばれる。

模範的なドナー化合物としては、０−フユニレンジアミン、アミドビリン、ナフ タレン−２，３−ジカルボキシアルデヒドがある。概して、発色反応物の形成に は二量体の形成を伴う。

試薬構成物に加えて、自己修正の標準として使用される共通経路試薬の最初のテ ストパッドには、血液サンプル中には存在しない公知量の参照化合物、およびこ の参照化合物と反応してＨ２Ｏ２を生成する効力のある酸化酵素が含まれる。好 適な参照化合物としてはＤ−アミノ酸、また好適な酸化酵素物と酸化酵素は、既 出の特許出願第３６９．３２６号に記述のあるように、テストパッドにおいてそ れぞれ異なった層に含まれるのが好ましい。

サンプル液がこの最初のパッドに吸収されると、参照化合物はこの液に溶解して 酸化酵素と接触し、Ｈ２Ｏ２とＨ２Ｏ２依存の発色反応物を生成する。この発色 反応物の強度は、（ｉ）パッドの公知反応化合物の量（公知ＩＩ）、（ｉｉ）酸 化酵素を含むパッド中の酵素試薬の状態、（ｉｉＤ室温など反応条件、および（ ｉｖ）血液サンプル液の構成物質の抑制効果に左右されることになる。上記（ｉ ｔ）〜（ｉｖ）の要因が、各テストパッドに存在するＨ２Ｏ２からの発色に関し て共通経路構成物に適用され、従って、参照パッドは、その他の各パッドに対し て自己修正の標準となるのである。

その他のテストパッドは、指定した検体との反応により、Ｈ２Ｏ２を生成する効 力のある試薬構成物を含む。これには指定した基質に固有の酸化酵素も含まれる 。表■は数種類の代表的な検体を例にあげて、適合する検体固有の酸化酵素を示 す。この表で明らかなように、グルコース、尿酸、アミノ酸オキシダーゼ、およ び遊離（非エステル化）コレステロールの場合におけるように、検体はそれ自体 で、検体固有の酵素ともなる。この場合は、検体固有の酸化酵素試薬は酸化酵素 しか含まないこともある。

あるいは、検体がまず１個以上の第一検体固有の酵素により変換され、酸化酵素 により認識される基質を生成することもある。この場合は、検体固有の酸化酵素 試薬には酸化酵素と、検体を酸化酵素基質に変換するための追加酵素を含む。

エステル化コレステロールの場合には、例えば、検体固有の酸化酵素試薬にはコ レステロールエステラーゼが含まれる。

これはエステル化したコレステロールを遊離コレステロール、および酸素の存在 下でコレステノンとＨ２Ｏ２を生成するコレステロールオキシダーゼに変換する 。

血清トリグリセリドの測定用の検体固有の酸化酵素試薬には、トリグリセリドを グリコールと遊離脂肪酸に過水分解するリパーゼ、ＡＴＰの存在下でグリセロー ルをグリセロール−３−ホスフェートに変換するグリセロールキナーゼ、ＡＴＰ −４成システム、そしてグリセロール−３−ホスフェートと反応してジヒドロキ シアセトン−ホスフェートとＨ２Ｏ２を生成スるグリセロール−３−ホスフェー トオキシダーゼが含まれる。

クレアチニンの測定用の検体固有の酸化酵素試薬にはクレアチニンを尿素とサル コシンに変換するクレアチニンアミドヒドロラーゼ、およびサルコシンとグリシ ンとホルムアルデヒドに変換してＨ２Ｏ２を生成するサルコシンオキシダーゼが 含まれる。

全血清コレステロールとトリグリセリドの測定用に設計された代表的な３パツド 器具には、各パッドに、上述の共通経路ベルオキシダーゼと染料構成物に加えて 、次のものが含まれる。

（ｉ）第一パッドには、血液サンプルには存在しない公知量の参照化合物、およ びこの参照化合物との反応によりＨ２Ｏ２の生成に効果的な参照化合物酸化酵素 。

（ｉｉ）第二パッドには、遊離およびエステル化血清コレステロールからＨ２Ｏ ２を生成するための、コレステロールエステラーゼおよびコレステロールオキシ ダーゼ。

（ｉｉｉ）第三パッドには、トリグリセリドからＨ２Ｏ２を生成するための、ト リグリセリドヒドロラーゼ、Ｌ−グリセロールキナーゼ、およびＬ−グリセロー ル−３−ホスフェートオキシダーゼ。

上記の器具において、多種ある試験の内の１つを実行するために、第四のテスト パッドを設計してもよい。１つの実施例においては、第四のテストパッドには第 一パッドと同じ試薬構成物が含まれるが、参照化合物の公知量は異なる。この構 成は、既述の特許出願第３９６．３２６号にて述べられているように、２点標準 修正曲線を生成するのに利用される。

２番目の実施例においては、第四パッドの反応には第二パッドと同じ試薬構成物 が含まれる。ただし、コレステロールエステラーゼは含めない。このパッドは従 って、遊離コレステロールからＨ２Ｏ２を生成するが、エステル化コレステロー ルは生成しない。これは、全コレステロール用テストパッドの測定と関連して全 エステル化コレステロールをｔｔ　）Ｅするために使用される。

３番目の実施例においては、第四パッドには、グルコースなどの他の血清構成物 の分析用に、グルコースオキシターゼなどの試薬構成物が含まれる。試験器具に ３個あるいは４個以上のテストパッドを備えて、上記異型すべて、および／また は、その他の検体試験も組み込むのがよい。

以上のことから、本分析器具が様々な目的や特徴にかなっていることが分かる。

まず、本器具は、通常は、４０〜５０μｍ以下の、−滴の全血に存在する複数の 血液検体の正確な検体測定を行う。次に、本器具は血液細胞を血液の液体部分か ら分離し、色その他細胞に由来する分析の妨害になるものを取り除く。第３に、 テストパッドへ分配されるサンプル量を制御して定量化することができるので、 分析測定（検体濃度として示される）の精度が向上する。

上記の効果を得るために、本器具にはいくつかの重要な特徴がある。本器具のデ ィスペンサーの構造では、小量の血液サンプルが、通過中に血液細胞を取り除い て、複数のディスペンサー位置へと分配される。テストプレートでは、各サンプ ル液移送位置におけるサンプル液量がほぼ同等のときは、サンプル液が指定した 時間に渡って移送される。すなわち、サンプル液移送は、ディスペンサーのサン プル液移送位置のすべてが最初に一杯になる時間に対応するように時間設定する ことができる。さらに、器具において、血液細胞のろ過が、ふるい用マトリック スおよび分配マトリックスでのクロマトグラフィー分離法により完全に行われる ときは、サンプル分配は、すべてのサンプル液移送位置が一杯になった後で、し かも血液細胞が同場所へ移動する前に行われる。

このテストプレートの構造、および、そのディスペンサーとの相互作用により、 時間設定した、あるいは定量規制したテストパッドへの移送が可能となる。液の 移送はパッドの全表面に渡って、つまり、パッドの表面に垂直な方間に行われる ため、パッドの試薬構成物は、サンプル液中にてパッド全体に均一に溶解する。

本器具の好適な実施例では、テストパッドは、中間反応物、Ｈ２Ｏ２を検出可能 な物質へ変換する共通最終反応試薬を含み、パッドのうち少なくとも１つのパッ ドには共通試薬を有用にする参照化合物が含まれる。この構成により、　（１） 標準曲線に基づいた検体濃度を測定し、（２）共通経路反応構成物の不活性、同 構成物に及ぼすサンプルの抑制効果、温度その他の反応条件効果などから生じる 誤差を矛盾なくｇ己修正することができる。

Ｃ１九丘笠置 さらに、本発明は、少量の体液サンプル中の複数の検体の濃度を測定するための 診断装置を含む。この装置は、第５図、第７図および第８図において７０で示さ れ、通常、上記ＡおよびＢにて述べたような分析器具１０と、診断器具７２とを 有し、（ｉ）分析器具においてディスペンサーかうｉ＜　、、ドヘ時間設定のサ ンプル移送を行い、（ｉｔ）反応パッドに生じる化学変化から検体濃度を測定す るように設計されている。

第８図において、本発明の診断器械は、分析器具を入れる着脱可能なサンプルホ ールダー７４を含む。このホールダーは、図に示すように、ディスペンサーを挟 持するプランジャー７６と、分析器具１０のテストプレートの両端を挟持する一 対のアーム７８．８０ｆ−備えている。プランジャーは筒型コイル８４のピスト ン８２に連結し、これにより、分析器具がサンプル液移送地点にある状態と、第 １図に示すように間隙を置いた非移送地点にある通常状態との間で移動が行われ る。

上述のように、筒型コイルは、分配地点へ動くことによって、分析器具がサンプ ル分配を行い、同器具を、制御期間中はサンプル分配地点に保持しく第７Ａ図） 、その後、筒型コイルの動きによって非移送位置へと引き離すように作用する。

この筒型コイル、ピストン、およびプランジャーは、本文中”　では、分析器具 のサンプル液移送地点への遠近移動操作を行う変換手段とも呼ばれる。

診断器械には、さらに、テストプレートをサンプル液移送地点に保持する時間を 制御し、テストプレートがノず・ノドに移送する液量を制御するための制御器８ ６を含む。この制御器はまた、本文中では、制御要素あるいは制御手段とも呼ば れる。

１つの実施例では、制御手段には、接触圧、パッドの寸法、およびパッド材質に より決定される、筒型コイルをサンプル移動状態に保持するように予め設定され る時間、通常は１〜５秒間、好ましくは２〜３秒間を、設定可能なタイマーを備 、　えている。設定時間の決定は、例えば、時間間隔を延ばしながら、最適な充 填状態に達するまでパッドの充填程度を測定することで行う。時間が設定される と、設定時間は、接触圧、パッドの寸法、材質が同じ場合のサンプル移送にも適 用することができる。

別の実施例においては、制御手段にはバ・ノドの充填程度を監視する検出手段、 および、テストプレートのパッドが一定程度湿潤されたときサンプル移送を停止 するくテストプレートをサンプル液移送地点から離す）ため、検出手段を変換手 段へ接続する手段が含まれる。

第５図、第７図、および第８図に示すように、上記検出手段には、分析器具がホ ールダー７４に保持されている状態で、各反応パッドに対しである角度に向かう ビーム９２のような、指向ビームを生成する光源９０が含まれる。検出手段には 、さらに、第７Ａ図および第７Ｂ図に示すように、パ・／ド４８．５０にそれぞ れ連結した検出器９４．９６のような、各パッドに対応する光検出器が含まれる 。ごの検出器は、図に示すように、制御器に接続し、これにより各パッドから制 御器への検出反射率が伝達される。

察知されるように、サンプル移送時は、サンプル液が内部へ、および通過するよ うにパッドへ浸透するにつれて、パッドの透明度が増し、パッドの表面の反射率 が低下する。パッドは乾燥しているときは、通常は、白色であって比較的反射率 がよい。第５図は、サンプル移動中のバ・ノドの状態を拡大して示したものであ る。ここでは、光源からのビーム９２は透明な細長板４６と接着材料５６を通過 して、パッド４８の表面へと進む。パッドが液９８の浸透により湿潤されて完全 に浸透するまで、検出器９４により測定される反射ビーム１００の強度は徐々に 低下する。

第６図は、サンプル移送の間における、３個のノで・ノドにおいて測定された反 射率Ｒの典型的なプロットを示したものである。各パッドとも、約０．７５μｍ の完全湿潤に対して必要な全吸収量を有している。横座標は時間を百分の一秒の 単位で示し、サンプル移動の開始は、１−０時である。３バツドすべてノドが完 全に湿潤したことを示す平行状態が続く。図で明らかなように、各パッド共、は ぼ同じ速度で完全に湿潤されている。

パッド表面からの反射の変化を観察するとき、以前のデータに基づいて予め設定 した値あるいはその差分に到達すると、試薬バンドに設定量のサンプル液が分配 されたということが自動的に分かるように、変化量の測定と計算を行うことがで きる。この方法であれば、筒型コイルを非移送地点へ戻して分配を中止すること ができる。

検出器により測定される反射の変化は、検出器へマルチプレクサ１０４を通じて 動作の上で結合している上記制御器により監視される。このマルチプレクサは、 従来の場合と同様に、４個の検出器の信号出力を迅速に連続してサンプルし、制 御器へ入力するように働く。上述のように、パッドに０．７５μｌが完全湿潤す るには、約２秒必要であった。従って、百ミリ秒毎に反射率を測定すれば、十分 なデータ（２０ポイントのデータ）が得られ、実質的には分配不足あるいは過剰 分配のサンプルは必要なく、最適量０．７５μｌにほぼ近い分配を達成するよう 監視することができる。

制御器は、一定の反射変化、あるいは絶対反射値に反応するように適当にプログ ラムされ、好ましくは、制御手段のスイッチ１０６を操作して、筒形コイルをそ の分配地点へ変換し、パッドの湿潤が関連する検出器にて設定された湿潤程度に 達するのに必要とされる時間を超えない時間だけ保持して、その後に、パッドへ のサンプル液移送を終了させるため、非移送地点へ変換する。

この制御器は、好ましくは、計算器１１０のような計算手段を有し、サンプルが パッドへ分配されるとき、検出器がパッド領域から受ける反射光の強度の変化率 を計算する。この計算は、従来通りに、例えば、デジタル識別器を使用して行う ことができる。ここでは、非分配状態への変換は、監視されるパッドの反射曲線 の差が最初に方向を変える時点で行われるように設定することができる。このよ うな制御手段の設計は、公知の固体物理の原理により容易に実行可能である。

好ましくは、計算器は、また、パッドに分配される液量を、対応する検出器によ り監視される反射光の強度の変化に基づいて計算するように設計される。１つの 実施例では、この量計算は、パッドへのサンプル液分配の終了時点の反射曲線の 傾斜を測定し、予め設定した、傾斜値対特定の大きさのパッドを満たすパーセン ト量の表にこの傾斜を当てはめて行われる。

この実施例では、検出手段はまた、検体自体が反応物の生成に利用されるとき、 パッドが加湿された後、パッドに着色反応物が生成することにより生じるパッド の反射の変化を測定するためにも使用される。察知されるように、光源からの光 線が着色反応物の吸収がほぼ最大になる波長を持つとき、パッドからの反射は、 反応物が生成されていくにつれ減少し、反応の最終点で、反射曲線の新たな（第 ２の）平坦部に到る。

このとき、検体の全量は第一平坦部（パッド湿潤の直後）と第二平坦部（生成最 終点）との反射の差により計算することができる。あるいは、検体量は、パッド 湿潤後に測定される反射変化率に基づいて、反応速度論から計算することもでき る。このような計算を行うために、マイクロプロセッサが設計されていることが 知られている。

パッドに供給される計算したサンプル量、および、パッドにおける検体固有の化 学反応により測定される、その雪中に含まれる検体量に基づいて、次に、サンプ ル中の検体濃度を、計１器１１０により測定することができる。

第１図〜第４図において、サンプル液の移送は、湿潤サンプル分配板と、１つま たはそれ以上の反応パ・ノドの対向面との物理的な接触により行われる。あるい は、第９図に示すように、サンプル液移送は、装置に含まれる１つ以上の反応パ ッドに散布する適当なサンプル液散布手段により行うこともできる。このような 装置においては、サンプル液分配器具に弾性ブロックのような手段、および診断 器械に備わる変換手段、その他のサンプル液の移送と分配を実行する関連構成物 は必要としない。

このように、第９図の診断装置は、参照番号１１２で概略水されるように、透明 テストプレート１１６と、パッド１１８のような複数の反応パッドにより構成さ れる複数パッド分析器具（参照番号１１４で断片的に示す）とを有する。テスト プレートへのパッドの接着は、前述のように、接着材料により行われる。また、 パッド中の反応物の生成は、前述のように、適当な検出器（図示せず）により監 視される。

分析器具は、本装置の診断器械１１９に備わる適当なホールグー（図示せず）で 支持される。この診断器械は前述の器具７２に類似するが、本診断器械１１９は 、サンプル移送手段が散布機構１２０、あるいはサンプル移送器具に含まれる各 反応バ／ドにサンプルを散布するための散布手段を有する。

散布機構は、適当なスイッチ１２６を通じてマイクロプロセッサ制御器１２４に 制御されるポンプ１２２を持つ。

このポンプにより、散布機構に備わる適当な散布ヘッドあるいはノズル１２８が パッド１１８のようなパッドまたは反応パ・シトの表面部にサンプルを散布する 。パッド領域が十分湿潤されたと検出システムが判断すると、ポンプは非移送状 態に変換される。

以上述べたことから、本装置が様々な目的に適合し、多くの特長を有することが 分かるであろう。本装置は、使用サンプルの検体濃度の測定を自動的にあるいは 半自動的に行う。

本方法は容易に実行可能であり、サンプルディスペンサーにサンプルを供給する だけでよい。１つの実施例では、最適サンプル液移送時間は、時間の関数として パッドの充填を測定することにより決定され、また、１つ以上のパッドへ均一の 指定量を配布するために、最適サンプル液移送時間の設定を行うことができる。

第２の一般的な実施例では、サンプル量に基づシ）で検体濃度を正確に測定する ために、サンプル移送中にパッド充填の程度を監視し、１つ以上のパッドの各々 に満たす液量を定量化することができる。

本発明は、代表的で好適な実施例および構成を参照して述べたが、本発明の趣旨 から外れることなく様々な変更、修正が可能であることは、本分野に熟知した者 にとっては明かであろう。

Ｆｉｇ、ｌ　１２　Ｆｉｇ、２ 国際調査報告 １＋＋６１．ｌ＠１４１１１１１ム・ｅｂｃ＋＋４１１ｈａ　ｐＣＴ／ＵＳ　９ ０１０１２４９　’国際調査報告 １　・ 饗

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．わずか５０μｌ程度の血液サンプル中に含まれる複数の検体を分析するため に使用される分析器具であって、（ｉ）支持体、（ｉｉ）該支持体上に位置し、 一端に供給された血液サンプルが毛管流動により対向端へと移動する過程で選択 的に血液細胞の通過を効果的に阻止するふるい用マトリックス、（ｉｉｉ）前記 支持体上に位置し、該ふるい用マトリックスの対向端と流動的に接触し、該ふる い用マトリックスから毛管流動により到達するサンプル液をディスペンサーの複 数のサンプル液移送位置へ分配するための分配手段、および（ｉｖ）ふるい用マ トリックスとサンプル液移送位置との間に配置され、サンプル液がサンプル液移 送位置へ到達する前にほぼすべての血液細胞を除去するためのフィルター手段、 を有するサンプルディスペンサーと、 それぞれ露出面を持ち、サンプル液がパッドに移送された際に選択された検体を 検出するための試薬手段を有する複数の湿潤性に優れた吸収パッドが配置された テストプレートと、サンプル液移送位置と接触するパッドの表面領域におけるサ ンプル液移送地点に対して接離方向へ移動できるように、前記テストプレートを 、前記支持体内のパッドに対するそのような位置からサンプル液を同時移送のた めに、前記ディスペンサー上に取り付ける手段と、 を具備する分析器具。
2. ２．前記ふるい用マトリックスは血液吸収量が約２５μｌ未満の大きさのガラス ファイバーのマトリックスである請求項１に記載の分析器具。
3. ３．前記分配手段は血液吸収量約２５μｌ未満の大きさのガラスファイバーのマ トリックス状の板である請求項２に記載の分析器具。
4. ４．前記フィルター手段はふるい用マトリックスと分配板との間に接触して配置 される微小孔膜を含む請求項３に記載の分析器具。
5. ５．前記分配手段は細長いグラスファイバーのマトリックス状の板であり、板の 中央部にてふるい用マトリックスと接触し、その両端部にサンプル液移送位置を 有する請求項２に記載の分析器具。
6. ６．前記パッドは、それぞれ、孔サイズが３〜１０μの間にあり、吸収量が約０ ．５−２μｌの間にある微小孔ポリマー基質膜である請求項１に記載の分析器具 。
7. ７．前記パッドはポリスルホン膜である請求項６に記載の分析器具。
8. ８．前記テストプレートは、第一、第二、第三のパッドと、ペルオキシダーゼ、 およびＨ２Ｏ２の存在下で明瞭に発色する信号反応物に変化する染料を有する各 パッド内の試薬手段と、を有し、さらに、該試薬手段が、 （ｉ）第一パッド内の、血液サンプル中には存在しない公知量の参照化合物と、 該参照化合物と反応してＨ２Ｏ２を生成する効力のある参照化合物の酸化酵素と 、（ｉｉ）第二パッド内のコレステロールエステラーゼおよびコレステロールオ キシダーゼと、 （ｉｉｉ）第三のパッド内の、トリグリセリドヒドロラーゼ、Ｌ−グリセロール キナーゼおよびＬ−グリセロール−３−ホスフェートオキシダーゼと、を有する 、血清コレステロールとリポたんぱくを分析するために使用される請求項１に記 載の分析器具。
9. ９．前記参照化合物はＤ−アミノ酸であり、参照化合物酸化酵素はＤ−アミノ酸 オキシダーゼである請求項７に記載の分析器具。
10. １０．第一パッドと同じ試薬手段を有するが、参照化合物の量が異なる第四パッ ドをさらに有する請求項９に記載の分析器具。
11. １１．少量の体液サンプルに含まれる複数の検体の濃度を測定するために使用さ れる診断装置であり、（ａ）（ｉ）支持体と、（ｉｉ）支持体上に位置し、支持 体に供給されるサンプル液をディスペンサーの複数のサンプル液移送位置へ分配 するための分配手段とを有するサンプルディスペンサー、（ｂ）複数の可溶性の 優れた吸収パッドが設けられており、それぞれのパッドが露出表面とサンプル液 が各パッドへ移送される際に選択された検体を検出するための試薬手段を有する テストプレートと、（ｃ）サンプル液移送位置に接触するパッド表面領域におい て、サンプル液移送地点への接離が可能なように、該テストプレートを、前記支 持体内のパッドに対するそのような位置からサンプル液を同時移送のために、デ ィスペンサーに取付ける手段と、により構成される分析器具と、 （ｉ）前記ディスペンサーを着脱可能に保持するホールダーと、（ｉｉ）該ディ スペンサーとテストプレートをそのようなサンプル配分地点へ相対的に接離させ るように該ホルダー上に機能的に取付られる変換手段と、（ｉｉｉ）パッドヘの 移送液量を制御するためにテストプレートをサンプル液移送地点に保持する時間 を制御する手段と、（ｉｖ）各パッドに移送されたサンプル液中に含まれる検体 の濃度を測定する手段と、を有する測定器械と、 を具備する診断装置。
12. １２．前記制御手段は、テストプレートを指定時間内、サンプル液移送地点に保 持するための時間設定手段を有する請求項１１に記載の装置。
13. １３．前記制御手段は、パッドの湿潤程度を監視するための検出手段と、前記変 換手段と該検出手段に機能的に連結して、該検出手段により監視されつつ、パッ ドが与えられた程度に湿潤されたときに体液の供給を停止するための手段と、を 有する請求項１１に記載の装置。
14. １４．前記ディスベンサーは、さらに、少量の血液サンプル中に含まれる複数の 検体を測定するために、支持体上に位置し、血液サンプルがその一端に供給され ると血液細胞の通過を選択的に阻止する効力を有するふるい用マトリックスと、 該ふるい用マトリックスと前記分配手段との間に配置され、血液細胞を該分配手 段に到達する前にほぼすべて取り除くためのフィルター手段と、を有する請求項 １１に記載の装置。
15. １５．前記テストプレートは、第一、第二、第三のパッドと、ペルオキシダーゼ 、およびＨ２Ｏ２の存在下で明瞭に発色する信号反応物に変化する染料を有する 各パッド内の試薬手段と、を有し、さらに、該試薬手段が、（ｉ）第一パッド内 の、血液サンプル中には存在しない公知量の参照化合物と、該参照化合物と反応 してＨ２Ｏ２を生成する効力のある参照化合物の酸化酵素と、（ｉｉ）第二パッ ド内のコレステロールエステラーゼおよびコレステロールオキシダーゼと、 （ｉｉｉ）第三のパッド内の、トリグリセリドヒドロラーゼ、Ｌ−グリセロール キナーゼおよびＬ−グリセロール−３−ホスフェートオキシダーゼと、を有する 、血清コレステロールとリポたんぱくを分析するために使用される請求項１４に 記載の装置。
16. １６．（ａ）供給されるサンプル液をサンプル液移送位置へ分配するように設計 されたサンプルディスペンサーと、（ｂ）湿潤性に優れた吸収パッドを有するテ ストプレート、（ｃ）該テストプレートを、サンプル液移送位置に接触するパッ ド表面領域において、サンプル液移送地点への接離が可能なように、該ディスペ ンサーに取付ける手段と、により構成される分析器具と共に使用するための診断 装置であって、該テストプレートをサンプル液移送地点に切り換えるための手段 と、 前記広域が湿潤されている程度を監視するための検出手段と、 前記変換手段と検出手段に機能的に連結して、該検出手段により監視されつつ、 該パッドが与えられた程度に湿潤されたときにサンプル液の供給を停止するため の手段と、有する診断装置。
17. １７．前記制御手段は、前記検出手段により監視しつつ、該変換手段を、該パッ ドの規定された広域の完全な湿潤をもたらすように要求されるだけの時間にわた って、分配状態に切り換えるように動作される請求項１６に記載の装置。
18. １８．前記ディスペンサーが複数の移送位置を有しており、前記テストプレート がサンプル移送地点に配置された場合に、関連した移送位置に接触するように設 定された複数のパッドを該テストプレートが有しており、さらに、それらのパッ ドすべてが、サンプル移送位置におけるテストプレートとともに、実質的に同様 の割合で満たされている、複数の分析テストに使用される、請求項１６に記載の 装置。
19. １９．前記テストプレートは、第一、第二、第三のパッドと、ペルオキシダーゼ 、およびＨ２Ｏ２の存在下で明瞭に発色する信号反応物に変化する染料を有する 各パッド内の試薬手段と、を有し、さらに、該試薬手段が、 （ｉ）第一パッド内の、血液サンプル中には存在しない公知量の参照化合物と、 該参照化合物と反応してＨ２Ｏ２を生成する効力のある参照化合物の酸化酵素と 、（ｉｉ）第二パッド内のコレステロールエステラーゼおよびコレステロールオ キシダーゼと、 （ｉｉｉ）第三のパッド内の、トリグリセリドヒドロラーゼ、Ｌ−グリセロール キナーゼおよびＬ−グリセロール−３−ホスフェートオキシダーゼと、を有する 、血清コレステロールとリポたんぱくを分析するために使用される請求項１８に 記載の装置。
20. ２０．前記参照化合物はＤ−アミノ酸であり、参照化合物酸化酵素はＤ−アミノ 酸オキシダーゼである請求項１９に記載の装置。