JPH0561577B2 - - Google Patents

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JPH0561577B2
JPH0561577B2 JP59217512A JP21751284A JPH0561577B2 JP H0561577 B2 JPH0561577 B2 JP H0561577B2 JP 59217512 A JP59217512 A JP 59217512A JP 21751284 A JP21751284 A JP 21751284A JP H0561577 B2 JPH0561577 B2 JP H0561577B2
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Eberuto Riruya Yan
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MAIGURAATA YUU KEI Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体試料の採取とその試料の分析を本
質的に同時に行うための使い捨てのキユーベツト
(試料容器)に関する。
流体試料を採取し、試料と試薬との混合し、ま
た試薬と混合された試料を直接光学的分析にかけ
るためのキユーベツトは以前に米国特許第
4088448号によつて知られている。このキユーベ
ツトは、光路の境界を定め、光路の長さを決定
し、且つ本体部材の外部と連絡する入口を有する
空洞の境界を定めるために互いに予め定められた
距離をおいて設置された2つの平らな表面を含む
本体部材から成る。その空洞は予め定められた一
定の容積を有し、またその予め定められた距離は
試料を毛細管力により空洞内へ導入するようにな
つている。さらに、試薬が空洞の表面に塗布され
ている。
この既知のキユーベツトは従来慣用の装置と比
較して若干の利点を有する。それは、次の測定に
使用される容器と同じ容器の中に液体を採取し、
例えば発色のために適当な試薬と混合して、化学
的に反応させることを可能にする。米国特許第
4088448号において開示されたキユーベツトはこ
の様に試料採取操作を簡単にし、用具の数を減ら
し、また分析の種類による大抵の場合に、分析を
行う作業者の熟練度に関係なく分析操作を行うこ
とによつて分析の精度をかなり改良する。
本発明はこの既知のキユーベツトの改良に関す
る。この目的のために開発されたのは、流体試料
の採取とその試料の分析を本質的に同時に行うた
めの使い捨てのキユーベツトであり、周囲の器壁
によつて境界を定められた少なくとも1つの空洞
を有する本体部材から成り、該空洞を本体部材の
外部と連絡する入口を通して空洞内に試料が毛管
力によつて導入されるキユーベツトにおいて、空
洞に面する器壁の少なくとも一部が半透膜から成
り、任意に電極および/またはセンサー系を付設
しており、且つまた少なくとも1種の試薬また試
薬系がキユーベツト中に組み入れられていること
を特徴とする使い捨てキユーベツトである。
この改良キユーベツトの1つの利点は、それが
光学分析以外の種類の他の測定に応用できること
である。このことは米国特許第4088448号による
キユーベツトよりもはるかに広い広範囲の分析に
このキユーベツトの応用を可能にする。斯くし
て、本発明により、光学計器の使用に加えて、半
透膜の外面にその表面を圧しつけられる、種々の
電極を使用することにより測定を行うことができ
る。本発明の範囲にはまた半透膜材料と結合され
た、すなわちその上に付けられるかまたは内に組
み入れられた、電極またはセンサーが入る。
従来既知のキユーベツトと比較して重要な他の
1つの利点は、膜を使用することにより、試料媒
体を試薬媒体から分離することが可能になり、ま
た諸物質から生ずる妨害、不適当なPH、不適当な
酸化還元環境などを避けることができることであ
る。斯くして、互いに共存し得ない2種以上の反
応系がこの新しいキユーベツト内に包含され得
る。それは半透膜が障壁として働らき、空洞内に
含まれている1成分、例えば試薬が膜内に入り、
反応を妨害すること、およびその反対の現象を防
ぐからである。この第2の利点は本発明のキユー
ベツトの応用分野をさらに広範ならしめ、且つ広
く多種多様の分析への応用を可能にする。
この様に、本発明によつて加わる利点は半透膜
の使用と、この膜を外部または内部の電極と結合
する可能性から生ずる。
半透膜と電極の使用に基づく分析は当技術界に
おいて知られている。しかし、既知の技術による
と、試料の取扱い、電極の汚染(電極はしばしば
汚染に敏感である)、試料の蒸発および種々のガ
ス、例えば空気の酸素、の影響などによる問題が
ある。すべてこれらの問題は本発明によるキユー
ベツトを使用することにより避けることができ
る。
本発明によれば、本体部材はガラスまたは高分
子材料から成るものでよい。本体部材の全部また
はその1つの器壁を半透性材料で作ることも全く
可能であり、この場合その材料が目立できるもの
であることが望ましい。もし本質的に自立性がな
いとしても、その膜を空洞に面する本体部材の表
面に塗膜として使用することもできよう。空洞に
面する(本体部材の)表面の少なくともその一部
にその試薬が塗布されることがあれば、それは当
技術において知られているような蒸発、凍結乾
燥、噴霧吹付、またはスクリーン印刷によつて付
着させることができる。
半透膜は1枚の独立した膜の層の形であつて
も、あるいは2枚以上の単独層が互いに結合して
複合膜を形成したものであつてもよい。種々の試
薬を空洞に面する膜の表面上に塗布することもで
き、その場合蒸発、凍結乾燥、噴霧吹付、スクリ
ーン印刷などによつて塗布される。試薬を膜の別
の表面の層として付着させ、この層が完成した複
合膜の中間層になるようにすることもまた可能で
ある。そのような層が1層またはそれ以上存在し
てもよい。半透膜はまた、1種またはそれ以上の
種類の試薬を膜全体あるいはその1層またそれよ
り多くの層に分散または溶解させることによつ
て、調製することもできる。膜材料が、試薬分子
を半透膜の重合体に共有結合によつて結合させる
ことによつて調製されることも1つの可能性であ
る。
半透膜の材料はなされるべき分析の種類に応じ
て選択されるが、当業者であればそれを選ぶこと
ができよう。膜材料は親水性であることもあろう
し、疎水性のこともあろう。本発明に従つて使用
することのできる種々の材料の例を挙げると、テ
フロン(TeflonR)、シリコンゴム、ポリアクリ
レート、ポリビニル、コラーゲン、また架橋化酵
素などもある。種々の物質を膜内に組み込むこと
によつて、その膜に特別の選択性を与えること、
ある化学反応をさせることなどが可能になろう。
ポリビニル膜に特定のクラウンエーテルを含ませ
ると、アルカリイオンに対する選択性を有する膜
が得られる。ある膜にグルコースオキシダーゼを
含ませると、過酸化水素の生成または酸素濃度の
低下によつてグルコースを測定することができ
る。
その膜は関係のあるまたは関心のある物質また
はイオンだけ、または実質的にそれだけを選択し
て通過させることができ、通過した物質またはイ
オンを例えば膜の外側表面上の電極によつて検出
することができる。さらに、その膜はある大きさ
以下の分子またはイオンのみがその中を自由に移
動できる識別体として機能することもある。
改良キユーベツトの上または内に設けられた電
極によつて測定を行うために、膜は半透性障壁
(選択性のあるまたはない)として働き、電極が
試料の媒体および/または試薬によつて汚染する
のを防ぐ。膜はその内に組み込まれた試薬により
化学反応に参加することもあり、および/または
電極において測定されるべき種類の物質のために
選択的に自由に通過できる道を与えることもでき
る。
本発明に従つて使用される電極は従来慣用の電
位差測定の、すなわちイオン選択式のものまたは
電流測定電極であつてよく、またキユーベツトの
半透膜として共に例えば、P.Vadgama、Journal
of Medical Engineering & Technology、
Vol.5、No.6、1981、293−298に記載されている
種類の酵素電極またはバイオセンサーとして機能
することもあり得る。
本発明の膜キユーベツトと共に使用される電極
の例としては従来慣用の電極、例えばガラス電極
(PH)、白金、金または炭素電極、およびその他の
より特殊な電極、例えばCHEMFET製または
ISFET製の電子部品の付属するもののようなソ
リツドステート式装置が挙げられる。
消費された酸素の電流測定によるグルコースの
定量のための白金/銀−塩化銀電極システム並び
に複合膜の1例がJean−Louis Romtte、B.
Fromment & D.Tho′masの論文に挙げられて
いる(Clin.Chim.Acta、95(1979)249−253)。
生成したアンモニアのPH測定による尿素の定量
のために複合膜と共にガラス電極を応用する1例
がM.MasciniおよびG.G.Guilbaultの論文に開示
されている(Anal.Chem.、Vol.49、No.6、
May`77、795−798)。
本発明のキユーベツトによつて行なわれる光学
分析に関して、2つの主な可能性がある。すなわ
ち、 A 色が空洞内で発色する。
B 色が膜内部で発色する。
Aの場合に空洞の2つの主壁面は、光路の長さ
を決定させるために互いの間に予め定められたか
または決定され得る距離を保持しなければならな
い。その決定され得る距離は本質的に弾力性の膜
の表面に外力をかけて、空洞内に挿入された予め
定められた厚さのスペーサーに対して膜の移動が
止まるまで圧することによつて得られる。
Bの場合には膜の発色部分(層)または膜全体
が一定の光路の長さを確定するために、予め定め
られた厚さでなくてはならない。
Bの実際的な1例として、血清または尿中の尿
素の分析を行うために設計されたキユーベツトが
ある。その空洞はウレアーゼとアルカリ性緩衝系
を乾燥状で含み、これらは試料媒体中に溶解され
ると尿素から遊離のアンモニアを与えるものであ
る。また膜はアンモニア用指示薬(=試薬)を内
蔵する。膜は、アルカリ性緩衝剤から指示薬への
妨害を防ぐために十分な程疎水性が高く且つアン
モニアに対しては透過性のあるポリマーから製造
される。指示薬は酸領域に指示範囲を有する溶媒
に可溶なPH指示薬である。
分析に対する他の取り組み方は、当業者の知る
ように種々の型の電極、種々の型の膜および種々
の反応経路を使用することによつてなされ得る。
本発明は添付の図面に関して以下にさらに詳し
く説明されるが、図面は若干の実施態様を概略図
として且つ拡大して説明している。図面におい
て、 第1図は本発明による測定用キユーベツトを示
す。
第1a図は第1図の−線に沿う断面を示
す。
第2a図はキユーベツトの一変更態様を示す。
第2b図は第2a図の一外観を示す。
第3図は測定用電極と接触している第2a図お
よび第2b図によるキユーベツトを示す。
第4図は光学的測定用に適するよう配置された
第2a図および第2b図によるキユーベツトを示
す。
第5図はキユーベツトが並列に連結された空洞
を有する態様を示す。
第5a図は−線に沿う断面を示す。
第6図はキユーベツトのさらに改変された態様
を示す。
第6a図は−線に沿う断面を示す。
第1図および第1a図に例示されたキユーベツ
トはガラスまたは高分子材料の本体器壁10およ
び半透膜材料の本体器壁11から成る。それらの
器壁は液体試料を収容することを意図される空洞
12の境界を定めており、空洞の寸法は毛管力に
よつてそれが充填されるように取られている。キ
ユーベツトの両側から延び、空洞12の中へと開
いている2本の通路13。このようにして試料を
ここではキユーベツトを通して真直ぐに引き込む
ことができるが、これはある場合には有利であろ
う。空洞12は試薬(該空洞に引き込まれる試料
と反応する薬剤)を蒸発、凍結乾燥、噴霧吹付、
スクリーン印刷その他、キユーベツトが製造され
る方法に従つて適当な手段によつて供給されるこ
とができよう。
半透膜材料の器壁11は試薬系を膜内に混入す
る、例えば膜内に分散または溶解することによつ
て製造されることもあろう。また反応系の成分
(分子)が膜材料を構成する重合体に共有結合に
よつて結合されるという方法によつて膜を製造す
ることも可能である。さらに2層またはそれより
多い層の半透膜を重ねて、単独または複数の試薬
系を2つの隣接する層の間に中間層として使用す
ることもまた1つの可能性である。1つ以上のそ
のような層と中間層が共存してもよい。当業者に
よく知られたあらゆる型の試薬系の組み入れ方法
の組合せが本発明の範囲内に入る。
第2a図において10は高分子支持材料の本体
器壁である。11は半透膜で、任意に数層によつ
て構成されてもよい。12は試料を収容する空洞
である。高さ14は光路の長さを決定する。試料
が空洞12に引き込まれるとき、空気はスリツト
15を通つて圧し出される。本体器壁10および
半透膜11は継ぎ目16(溶接継ぎ目またはのり
付け線)に沿つて接合されている。区域17は適
当な測定区域に指示する。
第3図において、測定用の電極が、第2a図お
よび第2b図において開示されたキユーベツト中
の半透膜11と接触させられている。この特別の
態様において、電極は白金電極18と銀/塩化銀
参照電極19とから成る。20は白金電極18を
取り囲むガラスの本体を示す。
第4図においては、第2a図および第2b図の
キユーベツトが光学的測定に適用されている。こ
こで21は例えば単色光用の光源を示す。22は
キユーベツトへ向う光路を示す。23はキユーベ
ツト通過後の吸収されなかつた光路を示し、そし
て24は光検出器である。
第5図は示されるようなキユーベツトは4個の
並列に連結された空洞25,25′を有し、それ
らの空洞は共通の通路26へ枝分れ通路27によ
つてつながつている。枝分れ通路は空洞の反対側
に通じて、大気中に開いており、試料が空洞内に
引き込まれる時、空洞中に空気が含まれることを
防ぐ。種々異なる反応系を、別々の空洞および/
または空洞の全体または一部の境界を定めている
膜材料の内に包含させることもできよう。
第5a図は第5図によるキユーベツトの−
線に沿う断面を示す。
第6図および第6a図による本発明の実施態様
は弾力性の半透膜材料から成る。入口通路28は
キユーベツトの外部と空洞12とを連絡してい
る。
本発明をその好ましい態様に関して説明した
が、その形および細部における種々の変更が本発
明の真の精神と範囲から逸脱することになく実施
し得ることは当業者によつて理解されるであろ
う。多くのこれに代る容器の設計を、ここに開示
された有利な結果を達成するように、思い描くこ
とができる。
さらに、いかなる分析方法もここに開示された
発明に適用し得ることが予期される。ここに開示
されたキユーベツトは特に常習的な血液化学試
験、例えばグルコース、血液尿素窒素、アルブミ
ン、ビリルビン、全たんぱくなどに適しており、
また多数の他の分析試験にも適している。
したがつて、この開示の精神と範囲を逸脱する
ことなく、本発明が容易に受け入れられる代替、
追加および変更のすべては本発明の一部と考えら
れる。
【図面の簡単な説明】
添付の図面は本発明の若干の実施態様を概略図
として且つ拡大して説明するものである。第1図
は本発明による測定用キユーベツトを示す。第1
a図は第1図の−線に沿う断面を示す。第2
a図はキユーベツトの一変更態様を示す。第2b
図は第2a図の一外観を示す。第3図は測定用電
極と接触している第2a図および第2b図による
キユーベツトを示す。第4図は光学的測定用に適
するように配置された第2a図および第2b図に
よるキユーベツトを示す。第5図はキユーベツト
が並列に連結された空洞を有する態様を示す。第
5a図は−線に沿う断面を示す。第6図はキ
ユーベツトのさらに変更された態様を示す。第6
a図は−線に沿う断面を示す。 10……本体器壁、11……半透膜器壁、12
……空洞、13……通路、14……空洞の高さ、
15……スリツト、16……継ぎ目、17……測
定区域、18……白金電極、19……銀/塩化銀
参照電極、20……ガラス本体、21……光源、
22……光路、23……光路、24……光検出
器、25,25′……空洞、26……共通通路、
27……枝分れ通路、28……入口通路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 流体試料の採取とその試料の分析を本質的に
    同時に行うための使い捨てのキユーベツト(試料
    容器)であつて、周囲の器壁によつて境界を定め
    られた少なくとも1つの空洞を有する本体部材か
    ら成り、該空洞を本体部材の外部と連絡する入口
    を通して空洞内に試料が毛管力によつて導入され
    るキユーベツトにおいて、空洞に面する器壁の少
    なくとも一部が半透膜から成り、任意に電極およ
    び/またはセンサー系を付設しており、且つまた
    少なくとも1種の試薬または試薬系がキユーベツ
    ト中に組み入れられていることを特徴とする使い
    捨てキユーベツト。 2 半透膜が1つ以上の層から成ることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載のキユーベツ
    ト。 3 少なくとも1種の試薬または試薬系が半透膜
    またはその1つ以上の層中に組み入れられるかま
    たはその上に塗布されていることを特徴とする、
    特許請求の範囲第1〜2項のいずれかに記載のキ
    ユーベツト。 4 試薬または試薬系が膜または少なくともその
    1層中に分散されるかまたは溶解されており、お
    よび/または隣接する2つの膜の層の間に少なく
    とも1つの中間層として用いられていることを特
    徴とする、特許請求の範囲第1〜3項のいずれか
    に記載のキユーベツト。 5 試薬または試薬系の分子が半透膜またはその
    層の重合体に共有結合によつて結合されているこ
    とを特徴とする、特許請求の範囲第1〜3項のい
    ずれかに記載のキユーベツト。 6 試薬または試薬系が空洞に面する表面の少な
    くとも一部に塗布されていることを特徴とする、
    特許請求の範囲第1〜5項のいずれかに記載のキ
    ユーベツト。 7 空洞の2つの平らの表面が光路の長さを限定
    することを特徴とする、特許請求の範囲第1〜6
    項のいずれかに記載のキユーベツト。 8 半透膜またはその層が光路の長さを限定する
    予め定めた一定の厚さを有することを特徴とす
    る、特許請求の範囲第1〜7項のいずれかに記載
    のキユーベツト。 9 電極またはセンサー系が半透膜の上に付設さ
    れるかまたは膜内に組み入れられていることを特
    徴とする、特許請求の範囲第1〜6項のいずれか
    に記載のキユーベツト。
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