JPH0516547B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は封止された試薬マトリツクスに関し、
更に詳しくは、端部に封止用組成物が塗布され、
使用時に試薬の交叉汚染（cross−
contamination）が防止もしくは最小限に抑制さ
れる試薬マトリツクス材料に関する。

生化学が科学における主たる先導者として起り
始めて以来、分析化学技術は大いに進展してきた
が、それは、諸問題を解決するために、益々精緻
な方法及び用具を必要としている。同様に、医療
業も、結果を得る上で高度の正確さと迅速性の双
方が要望されていることから、分析化学の発展を
促進してきた。

醸造業及び化学工業等のような他の発展中の技
術と同様に、医療業における要望をも充足するべ
く、所謂“浸漬−読取り”型試薬試験具を始めと
する数多くの分析方法、組成物及び装置が発展し
た。試薬試験具は、それが比較的低コストで、か
つ簡単に使用することができ、しかも結果が迅速
に得られることから、多くの分析の分野、特に生
物の体液の化学的分析において広汎に用いられて
いる。

医学上、例えば多くの生理学的機能は、単に、
試薬片試験具を尿又は血液等の体液試料に浸漬
し、検出可能な応答（例えば、試験具から反射さ
れもしくは試験具に吸収された光の量の変化又は
色の変化）を観察することにより監視することが
できる。

体液成分の検出用の“浸漬−読取り”試験具の
多くは、定量的又は少なくとも半定量的な測定を
行うことができる。かくして、所定時間経過後に
応答を測定することにより、分析者は、試料中の
特定成分の存在の明瞭な表示のみならず、その成
分の存在量の評価をも得ることができる。かかる
試験具によつて、病気もしくは身体的変調の程度
を判断する能力とともに、手軽な診断具が医者に
与えられる。

現在使用されているこのような試験具の具体例
としては、マイルス・ラボラトリーズ社のエーム
ス事業部から、CLINISTIX、MULTISTIX、
KETOSTIX、Ｎ−MULTISTIX、DIASTIX、
DEXTROSTIX及びその他の商標名で市販され
ている製品が挙げられる。このような試験具は、
通常、１以上の担体マトリツクス（例えば、吸収
紙）からなり、更に該マトリツクスは、試験試料
中の特定の成分の存在下で検出可能な応答（例え
ば、色の変化）を示す特定の試薬もしくは反応系
をその中に包含している。特定のマトリツクスに
包含された反応系によつて、これらの試験具はグ
ルコース、ケトン体類、ビリルビン、ウロビリノ
ーゲン、潜血、亜硝酸塩及び他の物質の存在を検
出することができる。試験具を試料と接触させた
後、所定時間内に観察される色の度合の特定の変
化によつて、試料中の特定成分の存在及び／又は
その濃度が指示される。これらの試験具及び試薬
系のいくつかは、米国特許第3123443；3212855；
3814668号等に説明されている。

このように、試薬試験具が二以上の試薬担持担
体マトリツクスを含むことは慣例的であつて、そ
れぞれの試薬担持担体マトリツクスは液体試料中
で特定の成分を検出することができる。例えば、
試薬試験具は、尿中のグルコースに対して応答性
の試薬担持担体マトリツクスと、グルコース応答
性マトリツクスから一定の間隔がおかれているが
そのマトリツクスには隣接している。ケトン類
（アセトアセテート等）に対して応答性の、別の
マトリツクスとを含んでいてもよい。このような
製品は、マイルス・ラボラトリーズ社のエームス
事業部から、KETO−DIASTIXの商標名で市販
されている。また、マイルス・ラボラトリーズ社
のエームス事業部からＮ−MULTISTIX（商標
名）として市販されている別の試薬試験具は、
PH、蛋白質、グルコース、ケトン類、ビリルビ
ン、潜血、亜硝酸塩及びウロビリノーゲンを分析
測定対象物とする８つの隣接試薬が包含されたマ
トリツクスを有している。

このような複数の試薬を有する試験具には、明
確でかつ時間的に証明された利点があるにもかか
わらず、誤操作をすると誤つた情報が得られてし
まう。これらの複数の分析具は、複雑な化学的及
び触媒的な系からなるが、それぞれの試薬マトリ
ツクスは、特定の分析対象物に応答する唯一の反
応系しか有さない。このため、試薬試験具が誤つ
て使用された場合は、被検液体試料によつて、化
合物が試薬試験具の一つの担体マトリツクスから
別のマトリツクスまで移動せしめられる可能性が
ある。このような事態が起こると、一つの担体マ
トリツクスからの試薬がそのように接触している
別のマトリツクスの試薬を妨害してしまい、その
結果信頼性のない結果を招く可能性がある。試薬
試験具業では、この問題をいかにして解決するか
の詳細な説明（即ち、過剰の液体を吸取ることに
より試薬試験具を適切に操作する指示）を与える
のが慣例であるにもかかわらず、これらの説明を
知らないか、あるいは無視しているために、一つ
のマトリツクスから隣接するマトリツクスへ試薬
が漏出していることが看過されている。本発明が
第一に目的としていることは、この“漏出
（runover）”問題の防止である。

その後、漏出の解決法が長期に亘り探索され、
広汎な研究努力の積重ねである本発見により、こ
の問題に関する極めて有効な解決策が与えられ
た。

特許文献には、漏出を解消するための多数の試
みについて説明が十分に加えられているが、その
強調点の大部分は、二つの基本的な概念、即ち、
試薬試験具の試薬担持層の下に載置された吸収層
による漏出液の吸収という概念と、一定間隔のマ
トリツクス間の疎水性バリヤーの使用という概念
に向けられている。前者はある程度の成功をおさ
めたものの、後者の方法にあつては失敗に終つ
た。

米国特許第4160008号には多層型試薬試験具に
属する試験具が記載されているが、この試験具に
おいては試薬処方物を含む担体マトリツクスに吸
収性の下層が設けられており、該下層は簡単な不
透過性のバリヤー層によりそれらから分離されて
いる。各マトリツクスは、このように、マトリツ
クスと吸収性基材層との間にバリヤー層が設けら
れた薄膜複合体の上層を形成しており、該複合体
はプラスチツク製支持体のような適切な支持体に
固着されている。試験具が液体試料中に浸漬され
た場合に、別途に一つのマトリツクスから他のマ
トリツクスに漏出するであろう試料の一部は、ほ
とんど露出面を通して後者の方の下層中に吸着さ
れるが、複合体のバリヤー層は上部の試薬層から
吸収された余剰分を隔離している。

米国特許第4301115号は、疎水性のバリヤー層
で被覆された支持体要素からなる試験具を開示
し、かつ請求しているが、該バリヤー層には一定
の間隔をおいて区分された複数の試薬マトリツク
スが付着されている。この方法によれば、複数試
薬の試験具の中の隣接する試薬領域間の交叉汚染
が事実上解消されるが、試薬試験具の支持体要素
に疎水性材料を付着せしめるという余分な工程が
必要となる。

試薬マトリツクス間のバリヤー及び／又はバリ
ヤー材料の発展と使用法に関し、少なくとも理論
的には漏出問題を克服したように見受けられる技
術が、特許技術の中に多数存在する。

米国特許第3418083号は、ろう、油状物又は類
似の“疎水性”薬剤で処理され、指示薬が含浸さ
れた吸収性の担体マトリツクスを開示している。
その中では、製造された試薬試験具の上に血液試
料をおいた場合に、無色の液体成分のみが該試験
具に浸透し、蛋白質性の有色の血液成分はそれら
が除去され得る表面上に残留する、と述べられて
いる。かくして、分析対象物を保有する液体部分
が試薬マトリツクスパツドに浸透して、色の干渉
が防止されることが判明する。

更に、他の先行特許の米国特許第3001915号に
は、二以上の試料成分用として、一定間隔で試薬
が含浸された試験領域を有する吸収紙の試薬試験
具が記載されており、その各領域は、非吸収性バ
リヤー部により試薬が含浸された別の試験領域か
ら分離されている。バリヤーは、ポリスチレン、
ロジン、パラフイン及び各種のセルロースエステ
ル類のような物質を紙片に含浸せしめることによ
り形成される。試薬片は、その参考文献による
と、グルコース感受性試薬系を紙片の一部に含浸
せしめることにより製造される。乾燥後、１以上
のバリヤー物質の溶液がグルコース感受性部分に
隣接する紙上に塗布される。更に乾燥させた後、
蛋白質感受性の試薬系が塗布され、中間に乾燥工
程をはさんで、試薬溶液とバリヤー溶液の塗布を
交互に行うという手順が繰返される。

また、初期の特許、即ち米国特許第2129754号
には、パラフインろうをろ紙に含浸せしめること
が記載されているが、これによつて特定の領域は
含浸されないままで残り、これらの領域が特定の
分析対象物用の指示薬系で処理される。

米国特許第3006735号においては、試薬試験具
の試薬領域間にバリヤー物質を含浸させるという
概念は、水の硬度の差異に対して感受性がある逐
次的な試薬領域を更に設けることにより、一歩前
進した。油状物類、ろう類、シリコーン類及び印
刷ワニス（printer′s varnish）類のような撥水物
質がこれらの試薬試験領域の間に含浸される。二
つの特許方法と同様に、この引用例では紙又は類
似の吸収性材料に限定されており、両方とも試薬
及びバリヤー物質がその長さ方向に沿つて逐次的
に含浸される。

同様に、米国特許第3011874号及び第3127281号
は、一つの試薬領域を他の領域から分離させて、
それにより汚染を回避するために、試薬試験具の
一部に含浸される疎水性のバリヤー物質類の使用
を教示している。

また、非吸収性物質もしくは疎水性物質の使用
により指示薬部位を分離せしめることを述べた別
の特許としては、米国特許第3964871号がある。

前述した特許は、本発明に最も関係がある先行
技術として考えられるものを代表しているが、と
にかく、現在市販されている試薬試験具製品の大
部分は、疎水性の有機プラスチツク材料に固着さ
れた試薬含浸マトリツクスを有している点に着目
すべきである。このように、Ｎ−MULTISTIX
として知られている複数試薬の試験具は、ポリス
チレンフイルム上に担持された８つの異なる試薬
含浸マトリツクスを有している。ポリスチレンは
疎水性であるから、試薬片は、隣接するマトリツ
クス間に疎水性の空間を有していると言える。

従来技術による口先だけの言葉によれば漏出を
解消できると説明しているが、その問題が存在し
続けているという事実は残つている。この研究に
ついては米国特許第4160008号及び第4301115号に
開示されており、これらの特許がこの漏出問題の
解決に最も近づいている。

ろう類、油状物類、シリコーン類等を用いる先
行技術の方法では、臨床的に重要な程度にまで漏
出を抑制しておらず、わずかに進歩した点があつ
ても、それはかかる方法に固有の重大な障害によ
つて全て帳消しにされてしまう。例えば、試薬領
域の空間部分のみに疎水性物質を適用するという
ことには、特に浸漬−読取り型の試薬試験具を製
造する現在の技術と比べた場合に、大きな技術上
の問題がある。空間部分に適用することで明らか
に追加の工程が必要とされるが、更には、疎水性
物質が試薬領域と重なつてしまい、それにより試
薬試験具における最大の目的が阻害されるという
恐れが幾分かはある。また、従来技術の材料はい
ずれも付着に適した表面を有していない。

上述した欠点がたとえ実施を制限するほどのも
のではないとしても、先行技術で用いられた疎水
性物質には漏出を防ぐ上で要求される程度の疎水
性が欠けている。それらは、支持体表面に直接被
覆された場合に、要求される疎水性を達成するの
に十分な接触角が形成されず、しかも吸収性マト
リツクス又は試薬自体のいずれかと付着するのに
適した表面を有していない。

本発明により、複数の試薬を包含した試験具の
マトリツクスにおける隣接する試薬領域間での交
叉汚染が事実上解消される。その効果は正に明白
であり、この問題の解決により得られる成果は、
米国特許第4301115号に記載されているように疎
水性バリヤー層を形成した場合と十分に匹敵する
ものである。更に、本発明では、試薬試験具の支
持体上にもう一つの層を形成せしめる必要はな
い。本発明は、試薬マトリツクス領域の二つの端
部を封止することを特徴とし、試薬試験具を製造
するために用いられる従来の方法において迅速か
つ安価に行うことができる。

本発明の目的は、複数の担体マトリツクスを含
む試薬試験具における漏出問題を防止し、あるい
は実質的に解消できる方法で、試薬マトリツクス
材料及びひいては担体マトリツクスの端部を封止
することである。

本発明の他の目的は、担体マトリツクスに含浸
された試薬を害しない方法で、試薬試験具の製造
中に、試薬マトリツクス材料の端部を封止するこ
とにより、実質的に漏出問題を解消することであ
る。

更に他の本発明の目的は、漏出を解消し、ある
いは実質的に減少せしめる、安価でしかも有効な
手段を提供することである。

本発明においては、両面背合せ接着材料により
試薬リボンを支持体材料に接着せしめ、次いで得
られた試薬カードを細長く切込むことにより、
各々の試薬試験具を製造するのに先立ち、試薬マ
トリツクス材料の二つの対向する側面が封止され
る。封止操作は、米国特許第4964535号に記載さ
れているように、Ｖ−溝のアプリケーターロール
を用いて実施することができるが、該装置により
加熱された容器からパラフインのような封止材料
が取出され、試薬リボンの端部のみが封止される
ように該リボンの端部にその材料が塗布されて、
封止材料がその外面の端部以外で試薬マトリツク
スリボンと接触することはない。過去に有効な撥
水性材料として認識されていた材料をはじめと
し、広汎な封止材料を使用することができる。

本発明において、試薬マトリツクス材料は、該
材料の二つの端部に適用される液体パラフインの
ような封止材料により封止される。封止用液体材
料は試薬マトリツクスの端部にのみ適用されるた
め、含浸されたマトリツクス中の試薬は影響を受
けない。したがつて、乾燥により、封止用液体が
試薬マトリツクス材料の対向する角部もしくは端
部を効果的に封じており、試験すべき液体もしく
は工業用液体のような液体の中に試薬試験具を浸
漬した場合に生起する反応が妨害されることはな
い。

試薬マトリツクス材料の端部を封止するために
用いられる封止材料としては、効果的に試薬マト
リツクスの端部に含浸させることができ、しかも
撥水性を付与することが可能であればいかなる物
質であつてもよい。このため、油状物類、ろう
類、パラフイン類、シリコーン類及び印刷ワニス
のような材料が高分子材料とともに使用され得
る。撥水性の他に、封止材料は、試薬リボンの端
部に容易に塗布できるような高い温度範囲内で適
度な粘度を有しており、次いで室温もしくはそれ
よりも若干高い温度で迅速に乾燥し、しかも試薬
試験具の通常の温度範囲内で固体のまま残存す
る、というような特徴を有しているべきである。
明らかに、試薬リボン中に存在する封止材料と試
薬（類）との間で相互作用は全く生じていない。
ろう類は、それらが熱可塑性で撥水性でもあり、
滑らかな質感を有し、無毒であつて、しかも不快
な臭いや色を全く有しないという理由から、特に
この目的のためには有益である。使用し得る主要
なタイプのろう類としては、天然ろう類（例え
ば、動物ろう、みつろう、鯨ろう、ラノリン、シ
エラツクろう）；植物性ろう類（例えば、カルナ
ウバ、カンデリラ、月桂樹、砂糖きびなどのろう
類）；鉱ろう類（例えば、オゾケライト、セレシ
ン、モンタンをはじめとする、化石ろう類もしく
は地ろう類）；及び石油ろう類（例えば、パラフ
イン、微晶質物、ワセリン）；並びに合成ろう類
［例えば、カルボワツクス（商品名）、ソルビトー
ル及び有色ナフタレン類（例えば、ハロワツクス
（商品名）及びその他の炭化水素ろう類）を初め
とするエチレン性ポリマー類及びポリオールエー
テル−エステル類］が含まれる。

試薬リボン又はマトリツクス材料は、いかなる
適切な材料から形成されていてもよい。米国特許
第3846247号は、フエルト、多孔質セラミツク材
料及びガラス繊維の織布もしくは不織布（マツ
ト）の使用を教示している。更に、米国特許第
3552928号は、木材、織物、スポンジ材料及び陶
土質材料の使用を教示している。担体マトリツク
スとしての合成樹脂製フリース及びガラス繊維製
フエルトの使用は、英国特許第1369139号に示唆
されている。他の英国特許第1349623号は、下層
の紙製マトリツクス用の被覆材として、細い繊維
からなる光透過性の網の使用を提案している。ポ
リイミド繊維は仏国特許第2170397号で示されて
いる。しかしながら、これらの提示にもかかわら
ず、従来、担体マトリツクスとして広く使用され
た材料であつて、しかも本発明においても特に有
用とされる材料は、ろ紙等の吸収紙である。

上述したように、試薬リボンには、通常、本発
明に従い該リボンの端部を封止する以前に、試薬
物質が含浸される。封止材料を試薬リボンの端部
に塗布し、次いで、室温以上の温度が必要とされ
るかもしれないが、何らかの方法で乾燥した後、
スリーエム社から入手可能なDoublestick（商標
名）の如き両面接着テープを用いて、試薬リボン
をトリサイト（ポリスチレン）のような適切な支
持体材料からなるカードに固着することができ
る。従来技術に続き、試薬リボンと接着して境界
をなしているカードを幅方向に切つて、試薬試験
具を製造する。これらの試薬試験具は、例えば、
８×0.5cmの大きさであつて、その一端には0.5cm
四方の試薬を担持した担体マトリツクスを有し、
他端が試薬試験具の把手部として用いられる。製
造された試薬試験具において、互いに面する試薬
マトリツクス材料の端部は本発明に従い封止材料
によつて封止されているため、液体漏出問題及び
漏出により生ずる問題は、効果的に解消される
か、あるいは実質的に減少する。

以上のことから、本発明は、自明で、かつこの
系に固有の他の利点とともに、前述した全ての結
果及び目的を達成するのに十分適している。本発
明は、便利、簡易、比較的安価、明確、効果的、
耐久性、正確、作用の直接性という利点を有す
る。本発明は、実質的に、複数試薬の試験具にお
いて長期に亘つて継続する問題である、漏出に伴
う諸問題を克服する。本発明は、漏出問題を解消
し、もしくは大きく減少せしめる、極めて効果
的、簡易かつ安価な方法を提供する。更に、本発
明は、試薬試験具を製造するための従来の技術、
もしくは方法と一緒に効果的に利用することがで
きる。漏出問題を制御するために、試薬試験具に
更に別の層を形成する必要はない。しかしなが
ら、本発明は、望む者がいるならば、漏出問題を
有効に制御できる別の技術とともに用いられても
よい。このように、本発明は、試薬試験具に固着
される疎水性のバリヤー層の使用を必須とする従
来の技術と一緒に利用することができる。

本発明の意図及び範囲から逸脱しない限り、前
述したような本発明の多くの他の変形及び変法が
なされてもよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持体の片面に一定の間隔をおいて付着せし
   められた複数の試薬担体マトリツクスからなる試
   薬試験具において、 該試薬担体マトリツクスのその対向し、向かい
   合つた端部が、その端部を封止するのに十分な量
   の撥水材料で処理され、もつて間隔を置いて隣接
   した担体マトリツクス間の液体の漏出が防止され
   ていることを特徴とする試薬試験具。 ２ 担体マトリツクスがろ紙である特許請求の範
   囲第１項記載の試験具。 ３ 支持体がポリスチレンである特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の試験具。 ４ 撥水材料がパラフインである特許請求の範囲
   第１項記載の試験具。 ５ 撥水材料が油状物である特許請求の範囲第１
   項記載の試験具。 ６ 撥水材料がシリコーンである特許請求の範囲
   第１項記載の試験具。