JPH0463343B2 - - Google Patents

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JPH0463343B2
JPH0463343B2 JP61260838A JP26083886A JPH0463343B2 JP H0463343 B2 JPH0463343 B2 JP H0463343B2 JP 61260838 A JP61260838 A JP 61260838A JP 26083886 A JP26083886 A JP 26083886A JP H0463343 B2 JPH0463343 B2 JP H0463343B2
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conductive
test device
test
resistance
reagent test
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Aaru Moorisu Jeemusu
Ee Howaito Jeemusu
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Miles Inc
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Publication of JPH0463343B2 publication Critical patent/JPH0463343B2/ja
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  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、試験具の識別を行い、かかる試験具
に関して用いられる計測器の較正を行う方法に関
する。更に詳しくは、本発明は試験具の識別及
び／又は試験具と共に用いられる計測器の較正に
用いられる導電路又は導電区域を試験具に付設す
ること、に関する。
［発明の背景］ 試薬片の形態の試験具は、生物学的及び工業的
液体試料並びにその他の液状物質をはじめとする
種々の試料の分析を簡単かつ迅速に行うために
益々盛んに用いられている。種々の、臨床的に重
要な物質又は尿及び血液のような体液中の成分の
検出を目的とする診断試験具は、多くの場合、煩
雑で時間のかかる、従来の湿式化学の技術に取つ
て代つた。診断試験具は、病気の診断を迅速に、
安価にかつ正確に行つてその治療を行う上で役立
つている。
一般に、従来の試験具は、通常比色法で測定さ
れるような検知可能な結果を与える指示試薬を含
浸せしめた吸収性又は多孔性のマトリツクスから
成る。試料が液体である場合には、試験される試
料は短時間の浸漬などによりマトリツクスと接触
せしめ、一定時間後に指示薬の応答を観察する。
試験具の種類に応じて、応答は計器又は目視によ
つて観察される。例えば尿中潜血の検出におい
て、マトリツクスとしてｏ−トリジン及びペルオ
キシドを含浸せしめた吸収紙から成る診断試験具
が用いられる。この試験具を、潜血を含む尿で湿
潤せしめると、ペルオキシドの分解と共にｏ−ト
リジンの酸化が起こり色応答が得られる。この試
験は、感度が高く、尿路機能障害の診断に極めて
有用である。
取扱いを容易にするために、「キヤリアマトリ
ツクス」とも呼ばれる吸収性又は多孔性マトリツ
クスは有機プラスチツク片、例えばポリスチレン
のような不溶性支持部材の一端に、両面接着テー
プのような好適な手段により固定するのが有利で
ある。ダウ・ケミカル社（Dow Chemical
Company）から入手されるトリサイト
（Trycite）として公知のポリスチレンフイルム
のような光学的に透明な支持体材料が好ましい。
支持部材は通常厚さ約0.19mm、巾約５mmを有し、
長さは、使用目的、存在するマトリツクスの数等
によつて変化することができる。現在、マイル
ス・ラボラトリーズ社のエイムズ・デイビジヨン
（Ames Division of Miles Laboratories Inc.）
により長さ約85.5mm及び約82.5mmの試験具が製造
されている。上記の寸法に基づき、上記の材料を
用いれば、かかる試験具は、小型で細長く、可撓
性を有するものとして得られることは明らかであ
る。
「同一」の材料及び試薬を用いて試験具を製造
したにもかかわらず、ある回に製造した試験具と
別の回に製造した試験具との間にはバラツキが生
じ、かかるバラツキは特定の試験具の性能特性に
影響を与うるに十分大きなものである。したがつ
て、試験手段の製造業者は、製造された試験具の
ロツト毎のバラツキを補償するために、かかる試
験具に関連して用いられる計測器の較正が通常必
要であることを見出した。さらに、製造業者は、
ある種の識別を伴う、計測器による読み取りが行
なわれる試験具のコード化を行つて、ある特定の
分析に用いられる試験具が、その試験具の測定又
は読み取りに用いられる計測器と正しい相互関係
を有するようにすることが望ましいことを見出し
た。
製造業者はまた、自動装置中に挿入された試験
具が正しく配置され、自動読み取り手段に対して
正確に位置決めされることを試験具の使用者に保
証するための手段を追求してきた。不整合すなわ
ち不正確な位置決めは、試験具の誤つた識別又は
読み取りを結果としてもたらす。
磁化性フイルムの貼付（欧州特許第132790A
号）、試験片のコードパターンの穿孔（米国特許
第3526480号）、螢光スキヤニング装置によつて走
査され得る種々の螢光体（fluorogens）の塗布
（米国特許第3551291号）、及び計測器に伝送され
る情報を付与するための光学的バーコードの適用
（米国特許第4510383号）をはじめとする、試験片
中又は試験片上に情報をコード化するための種々
の技術が提案されている。
光学的読み取り機は高価になりがちである。そ
の上、光放射手段（発光手段）及び光感受装置
（感光装置）は、試験具の位置決めのバラツキに
対して鋭敏になりがちである。一方、磁性片の試
験具への適用は、磁性パターンを走引して有用な
情報を取り出さねばならないという欠点を有す
る。すなわちコーデイング素子が読み取り素子に
対して相対的に移動しなければならず；磁性パタ
ーンは、モーター等からのような近傍の電界又は
磁界によつて消滅及び／又は変形せしめられ；ま
た磁界への情報のコード化及びコード化された情
報の再生には比較的精緻で高価な装置が必要であ
る。
米国特許第3000498号においては、グラフアイ
トをベースとするインクが郵便切手の彩色の濃い
部分又は濃く印刷された部分の裏面に施されてい
る。この印刷は裸眼では視認不可能であるが、切
手の上を横切るようにセンサーを移動させること
によりこれを検知することができ、切手の価格が
判断される。
米国特許第4230938号においては、小切手、事
務用各種用紙等に電気感受性材料が水平又は垂直
同調標線のバーコードの形で施され、これは上記
用紙上を横切るようにセンサーを移動させること
によつて感知される。
本発明は、試験具を識別すると共に、かかる試
験具と共に用いられる計測器の較正を行うための
改良された方法を提供することを目的として開発
されたものである。さらに、開発された上記方法
は試験具と計測器との正しい位置合わせを確実に
行うために用いることができる。
［発明の概要］ 本発明の目的は、試験具の識別及び／若しくは
位置決め並びに／又は計測器の較正を行う方法を
提供することである。
本発明によれば、少なくとも１個の導電域を試
薬試験具に付設し； 導電域に付設された接点又は接触域の間に、第
１の抵抗又はコンダクタンスの測定信号を得るた
めの第１の導電路を接触させ； 同一又は異なる導電域に付設された接点又は接
触域の間に、第１の抵抗又はコンダクタンスの測
定信号とは異なる第２の抵抗又はコンダクタンス
を得るための第２の導電路を接触させ； 第１及び第２の測定信号の比率を求め；そして 該比率信号を計測器に伝送し； そのことによつて試薬試験具を識別して、上記
の計測器を較正することにより、この目的は解決
される。
比率測定によつて付与される、試験具の性質に
関する情報としては、試験具の形式に関する情報
に加えて、計測器の較正を行つて試験具の分析の
ための最適なシステム操作のパラメーターの選択
を可能にする情報が含まれる。他の実施態様は、
第１及び第２の導電路を形成するように、２個の
異なる導電域を試薬試験具に付設することを含
む。かかる試験具の製造方法及びその用途もまた
開示されている。
本発明のその他の及び更なる目的、利点及び特
徴は、添付の図面と共に下記の詳細な説明から当
業者には明らかとなろう。
［好ましい実施態様の説明］ 第１図及び第２図には、支持体１１に付設され
た複数の試薬マトリツクス１２及び１３から成る
試験具１０が示されている。導電片（conductive
strip）１４もまた支持体１１の、試薬マトリツ
クス１２及び１３と同じ面に付設されている。こ
の導電片を少くとも３つの電極又は探触子（プロ
ーブ）（図示せず）に接触させることにより発せ
られた信号は、プローブとプローブとの間の、導
電片１４の導電域中の電気路の抵抗に比例し、得
られた信号を比率で表わして、試験具１０の「読
み取り」又は測定に用いられる機械装置のある種
の操作パラメーター、例えばアルゴリズム、波長
等と相関させることができる。プローブは、導電
片１４の、接点１５，１６及び１７のような適当
な接点に接触させて接点１５，１６間と接点１
６，１７間の抵抗比又は接点１５，１７間と接点
１５，１６間若しくは接点１６，１７間の抵抗比
のような好適な比率を得ることができる。接点１
５，１６及び１７が互いに等距離間隔にない限
り、抵抗比率値が得られる。もし１個以上のプロ
ーブが導電片１４と接触していない場合には、計
測器中の試験片１０の位置決めが不正確であると
いう表示が直ちになされる。第２に、導電片１４
は、特定の試験具の識別を行つたり、試験結果を
得るために用いられる計測器の自動化又は較正を
行うために相関させることができる。このこと
は、殆ど同一寸法の同じ構造を有する異つた種類
の試験具の測定を異つた操作パラメーター下にお
いて行うのに同一の機械装置が用いられる場合に
特に重要である。したがつて、同一寸法の支持体
上に１〜８個又はそれ以上の試薬マトリツクスを
包含せしめるのが目下のところ慣例的に行なわれ
ている。機械装置は、各試験具上のキヤリアマト
リツクスの数、種類及び位置を測定するように手
動的又は自動的に設定して試験具の各キヤリアマ
トリツクス中で生じる反応に対応して適切な操作
パラメーターが用いられるようにすべきである。
本発明は試験具１０に関する試験の分析におい
て、どのようなシステム操作パラメーターを用い
たらよいかを測定器に指示する手段を提供するも
のである。
試験具１０上には二つのキヤリアマトリツクス
が示されているが、これは例示のみを目的とする
ものであることは理解されよう。１個以上のキヤ
リアマトリツクスを存在せしめることが可能であ
り、上記のように導電片１４が、特定の試験具上
に存在するキヤリアマトリツクスの数及び種類の
識別に用いられることは明らかである。
導電片１４は金属入りポリマー、金属粉等の形
で施された、銀、金、ニツケル、合金等のような
適当な導電材から作られる。上記導電路は、支持
体へテープ、ペイント（ブラシ又はスプレーによ
つて塗布される）、インク（活字型又はスプレー
によつて塗布される）の形で施すことをはじめと
する便利な方法を用いて試薬試験具に付設するか
又はその他の方法により製造工程中又は製造後に
試験具の中又は試験具上に包含せしめることがで
きる。たとえば、導電材は、支持体１１に対して
粘着性のポリマー物質（例えばエポキシ）に金属
を包含せしめることによりフイルム状の薄層とし
て付設することができる。テープは接着剤により
支持体１１に貼付することもできる。導電片１４
はまた、スパツター、低圧加熱蒸着又は電気メツ
キなどの技術を用いて導電材を支持体１１の表面
に施すことによつて付設される。
導電素子の好ましいものとして、カルフオルニ
ア州、サンタモニカのCAL−Ｒインコーポレー
テツド（CAL−Ｒ Inc.）から入手されるサーメ
ツト・チツプ抵抗体がある。電気抵抗範囲は、厚
さ0.03〜0.07cmの範囲のチツプで10オーム〜40メ
ガオームの範囲となるようにする。金／エポキシ
ペーストや、高導電性及び接着力を示す金入りの
導電性接着剤がゴールド・エポキシ（Gold
Epoxy）GE10，GE20，GE30及びGE40の商品名
で、マサチユーセツツ州、ロウリーのトランシー
ン社（Transene Company Inc.）から入手可能
である。これらのペーストはそれぞれ電気抵抗率
４×10-4、７×10-4、７×10-4、及び６×10-4Ω
cmを有する。さらに、同社からシルバーボンド導
電性接着剤が電気抵抗率１×10-4Ωcmを有する40
型、50型及び60型（Type40，Type50，Type60）
として入手可能である。上記シルバーボンドは軟
質のチクソトロープペーストの稠度を有する、２
成分系エポキシをベースとする銀入りエポキシの
導電性接着剤である。トランシーン社はまた、ニ
ツケル粉及びベースとしてアクリル酸樹脂を含む
ペイント又はペーストの形のニツケル−メツト
（Nichel−Met）調製物を製造している。上記ペ
イント組成物には溶媒として酢酸ブチルが用いら
れ、上記ペースト組成物には溶媒としてカルビト
ール酢酸ブチルが用いられる。ペイント組成物の
抵抗率は3.4×10-3Ωcmであり、ペースト組成物
の抵抗率は6.0×10-3Ωcmである。ペイント組成
物はスプレー又は塗布により施され、次いで空気
硬化せしめて呼称厚さ１〜２ミルとする。ペース
トはスクリーン印刷により施され、100℃で乾燥
する。
導電路１４は、支持体１１の試薬マトリツクス
１２及び１３と同じ面上に付設されたものとして
説明してきたが、少くとも理論的には、導電路１
４が支持体１１の裏面又は支持体１１の端縁の一
方に付設できない理由はないことが理解されよ
う。
第１図及び第２図においては、長い矩形状の導
電路１４が示されている。この独特な構成は好都
合であるが、蛇紋（Serpentine）と同様に第３図
及び第４図に示したようなものをはじめとする他
の構成や更に複雑な構成又は形状を用いることも
できることは理解されよう。「Ｖ」字型の構成は
付設し易く、試験具の整合に有用である。２以上
の、抵抗値のコンダクタンス経路を有する導電性
網状構造又は導電路を付設することもできる。
導電路１４の寸法は、導電路中の抵抗比を測定
するための電極又はプローブとの接触を容易にす
るに十分なものである必要があり、したがつて、
実際には使用する材料の種類、測定を行う際の便
利性及び試験具上の導電路の位置によつて決定さ
れる。
第３図に示した試験具２０は第１図及び第２図
中に示した試験具１０と同様のものである。試薬
マトリツクス２２及び２３はそれぞれ試薬マトリ
ツクス１２及び１３に対応する。しかし、第３図
には、第１図におけるような長手方向のものでは
なく、支持体２１を直角に横切る方向に伸長する
導電路２４が示されている。第３図において、抵
抗比は接点２５，２６間の抵抗値と接点２７，２
８間の抵抗値とから得られる。
第４図には、支持体３１上に付設された試薬マ
トリツクス３２及び３３並びに導電部材３４及び
３５によつて形成された「Ｔ字形」導電路を有す
る試験具３０が示されている。導電部材３４及び
３５は所望により同一又は異つた導電材から作ら
れる。第４図には、電源３８及び計器３９を介し
てプローブ接点３６及び３７から構成される電気
接続が示されている。これにより第１の導電率測
定が行なわれ。電源４１及び計器４２を介してプ
ローブ接点３６及び４０から構成される第２の電
気接続が示されている。これにより第２の導電率
測定が行なわれる。次いでこれと第１の導電率測
定値とを比率で表わす。第４図の実施態様は、比
率信号が発せられるためにはプローブが接点３
６，３７及び４０と接触していなければならない
ため、試験具とその測定に用いられる計測器との
正しい位置決めが確実に行なわれるようにする際
に特に有用である。
本発明のまた更なる実施態様が第５図中に試験
具５０により示されている。この試験具は、支持
体５１及び中間層５２を有する多層部材から成
る。導電材５６並びに試薬マトリツクス５４及び
５５が中間層５２中に存在する。上部又は被覆用
保護層５３が中間層５２上に付設される。プロー
ブ５７，５８及び５９は図示したように被覆又は
上部層５３に侵入し、導電材５６と接触すること
により抵抗比の測定が行われる。
他の種々の構成を有する多層試験具も可能であ
り、第５図は特定の実施態様の一例のみを示すも
のであることが理解されよう。
抵抗比測定のための他の方法が第６図及び第７
図に示されている。これらの図には、支持体６１
に付設された試薬マトリツクス６２から成る試験
具６０が示されている。また、支持体６１上には
抵抗材６５及び６６によつて分離された導電域６
４が存在する。２個のプローブを用いて、抵抗素
子６５の両側の導電部分６４及び抵抗素子６６の
両側の導電部分に接触させることにより抵抗比が
得られ、次にこれを試験具の識別、位置決めやそ
の性質又は較正に関する情報の伝達に用いられ
る。また、３個のプローブを用いて試験具６０の
金属導電部６４に同時に接触せしめることによ
り、抵抗値比が得られる。したがつて、絶対抵抗
値は重要ではなく、抵抗値比のみが重要となる。
抵抗材６５及び６６の抵抗値には、２つの抵抗値
の明確な比率が得られるように、通常かなり差が
ある。上記比率は２つの値の比率に限定する必要
はないが、通常、必要な抵抗材は２つだけであ
り、更に抵抗材を用いても費用及び複雑な製造工
程が増えるだけである。
金属導電域６４は好適な導電材であればいかな
るものからも形成することができ、支持体６１に
好適な方法で付設される。同様に、抵抗素子６５
及び６６も好適な抵抗材であれば、いかなるもの
からも形成することができ、支持体６１に好適な
方法で付設される。金属導電体６４同志をプロー
ブを用いて接続せしめることによりコンダクタン
ス値が得られるように導電域及び抵抗域は、隣接
（すなわち電気接触）していなければならない。
好ましい実施態様において、導電材及び抵抗材
は、種々の導電材混合物及び抵抗材混合物を支持
体上に配備せしめるための厚膜技術を用いて支持
体６１に付設される。かかる技術には、通常、上
記材料を印刷又はシルクスクリーン印刷法により
施すことが含まれる。しかし、ペースト混合物は
ドクターブレードにより支持体６１に塗布しても
よい。厚いフイルム状にスクリーン印刷可能な抵
抗ペーストにはスクリーンプリント可能なペース
トの抵抗材組成物であるカリフオルニア州サンタ
バーバラのシツク・フイルム・システム社
（Thick Film System）のパワーオーム
（Powerohm）850の名称で呼ばれる系統のものが
あり、これらは、通常マイクロサーキツトに用い
られる厚膜状被覆物又は高い信頼性及び物性の綿
密な調整が要求される離散成分のためのスクリー
ンプリント可能なペースト状の電気抵抗性組成物
である。かかる材料の抵抗値は広範に変化せしめ
ることができ、数百オーム〜数十万オームの範囲
で変化する。実際の抵抗値は、それが測定し得る
ものである限り重要ではない。言うまでもなく、
第６及び第７図に示した実施態様の場合において
は、素子６５及び６６の抵抗値は異るものであ
る。
本発明により、試験具の使用に関るいくつかの
問題が解決される。第１に、較正用試験片
（calibration strip）を用いて特定の試験具の識
別を行い、その特定の試験具の「読取り」を行う
ように計測器に「指令を与える」ことができる。
第２に、較正用試験片を用いて装置中に試験具が
正しくおかれている、すなわち位置決めされてい
るか否かの表示を行うことができる。試薬試験片
の測定に関して頻発する問題は、機械装置中の光
路に試験具の反応性区域が正しく位置決めされな
いことにある。機械的ガイドが存在し、かつ位置
決めの誤りを検知するための光学信号が使用され
ているにもかかわらず、かかる誤りはなお発生す
る。導電路を他の誤り検出手段の代わりに、又は
正しい位置決めを試験する他の手段に付け加えて
用いることができる。上記のように、第４図に示
した「Ｔ字型」の構造は２つの軸に沿つた試験片
の位置決めが正確であることを表示するものとし
て、明確な信号を必要とする構造の一つである。
更に複雑な導電性網状構造を試験具の位置を調べ
るために用いることができることは明らかであ
る。
最後に、本発明の導電片は、システムの較正を
可能にする。導電域からの信号を用いて試験具上
のある分析物に対して特異的な較正用パラメータ
ーを選択又は指令することができる。得られた抵
抗値の比率に基いて、読み取りを行う波長及び／
若しくは時間並びに／又は読み取りに対して用い
られる数学的評価法を測定器によつて自動的に選
択することができる。運転中の較正等のようなそ
の他のシステム較正法は使用者による誤りを生み
易い。かかる方法は、システムを用いる準備につ
いては基本的なものであるが、試料を施し、測定
するという主要な操作にとつては、末梢的なもの
である。たとえば、較正中に発生する誤りはシス
テムの性能を大きく制限することがある。少くと
も、そのような較正が必要であるということは、
作業者にとつての便利さが低減される。機械装置
により直接、比率の測定値を得るために用いら
れ、かつ上記装置の較正に用いられる試験具上の
導電路を用いることにより、使用者の関わりを殆
ど必要とせず、また較正操作中の使用者によるバ
ラツキや誤りが起こりにくい。試薬片に対してセ
ンサーやプローブを移動させる必要もない。習得
すべき操作技術は比較的少く、かつよく知られて
いる試料の施し方や試験片の測定方法には変わり
がないため、システムの便利性が高まる。
以上のことから、本発明は上記の目標及び目的
並びに明白かつ上記システム固有の他の利点の全
てが達成されるようになつていることが分かる。
上記システムにおいては３個以上のプローブと１
個以上の導電片との間の静止接触のみが要求され
る。コーデイングや表面からのデータビツトの解
読もない。導電片は電気又は磁気装置に接しても
変改されることはなく、また導電片はその中に情
報が全部コード化されていなければならない電界
装置ではない。導電片は安価にて試験具上に付設
するか又は試験具中に包含せしめることができ
る。現在の試験具の製造に関する技術を、本発明
に従つて導電路を組み込むために、変更する必要
はない。また、抵抗値（又はコンダクタンス値）
の比率化により関連誤差が補償され、絶対抵抗値
を得ようとする際に係つてくる問題の多くが回避
されるようになる。
上記のように、本発明の精神及び範囲から逸脱
することなく、本発明の修正ないし変形がなされ
得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、支持体上に付設された二つの試薬マ
トリツクス及び一の導電片を示す、試験具の平面
概略図である。第２図は、第１図に示した試験具
の２−２線に沿う断面図である。第３図は支持体
に付設された試薬マトリツクス及び導電片を示
す、本発明による他の試験具の平面概略図であ
る。第４図は支持体に付設された試薬マトリツク
ス及びポイント間の電気路における抵抗を測定す
るための３以上のポイントにおいて接触が可能な
「Ｔ字型」導電路を具備する試験具の平面図を模
式的に示す本発明の他の実施態様である。第５図
は、プローブが被覆層に侵入し、被覆層の下に存
在する導電材と接触している多層試験具の概略的
断面図である。第６図は、抵抗比測定用の複数の
導電路を具備する試験具の概略的平面図である。
第７図は、第６図の７−７線に沿う横断面図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 試薬試験具を識別し、識別された試薬試験具
    に対する試薬試験具計測器を較正する方法であつ
    て、 少なくとも１個の導電域を該試薬試験具に付設
    し； 導電域に付設された接点又は接触域の間に、第
    一の抵抗又はコンダクタンスの測定信号を得るた
    めの第１の導電路を接触させ； 同一又は異なる導電域に付設された接点又は接
    触域の間に、第１の抵抗又はコンダクタンスの測
    定信号とは異なる第２の抵抗又はコンダクタンス
    を得るための第２の導電路を接触させ； 第１及び第２の測定信号の比率を求め；そして 該比率信号を計測器に伝送し； そのことによつて試薬試験具を識別して、上記
    の計測器を較正することを特徴とする方法。 ２ 均一なコンダクタンスを有する１個の導電域
    を該試薬試験具に付設し、等距離でない接点に３
    個のプローブを付設することによつて、導電域間
    で第１及び第２の導電路と接触させる特許請求の
    範囲第１項記載の方法。 ３ 第１及び第２の導電路を形成するように、２
    個の異なる導電域を該試薬試験具に付設する特許
    請求の範囲第１項記載の方法。
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