JPH0677010B2 - 一体型多層分析要素 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水性液体試料中のアナライト分析用の改良され
た一体型多層分析要素に関し，さらに詳しくは生物体
液，例えば血液（全血，血漿，血清），髄液，リンパ
液，唾液，尿等の水性液体試料中のアナライト定量分析
用の乾式操作可能で臨床診断に特に有用な改良された一
体型多層分析要素に関するものである。

［従来の技術］ 乾式操作の乾式分析要素の１形態として，透明支持体の
上に呈色反応試薬と親水性ポリマーバインダーを含む吸
水性の試薬層と最外層に多孔性展開層（以下，展開層と
いうことがある）を設けた一体型多層分析要素（以下，
多層分析要素ということがある）が多数提案されてい
る。多層分析要素の展開層はその上側（透明支持体から
遠い側）表面に点着供給された水性液体試料（例，血液
（全血，血漿，血清），リンパ液，唾液，髄液，膣液，
尿等の生物体液；飲料水，酒類；河川水；工場排水等）
を液体試料中に含有されている成分を実質的に偏在させ
ることなしに横方向（展開層に沿う平面方向）に拡げ単
位面積当り実質的に一定容量の割合で親水性ポリマーバ
インダーを含む吸水性の試薬層又は親水性ポリマーバイ
ンダーを含む吸水性層に供給する作用（メータリング作
用）をする層である。

多孔性展開層としては，特開昭55−164356,特開昭57−6
6359等に記載の織物布地展開層，特開昭60−222769等に
記載の編物布地展開層，特開昭57−148250に記載の有機
ポリマー繊維パルプ含有抄造紙展開層，特開昭57−1258
47等に記載の繊維と親水性ポリマーの分散液を塗布して
形成した展開層等の繊維質多孔性展開層；特公昭53−21
677,米国特許3992158等に記載のメンブランフィルター
層（ブラッシュポリマー層）等，特開昭55−90859に記
載のポリマーミクロビーズがポリマー接着剤で点接触状
に接着されてなる連続微空隙含有等方的多孔性層（三次
元格子状粒状構造物層）のような非繊維等方的多孔性展
開層等がある。

乾式操作の乾式分析要素の別の１形態として，光反射性
又は不透明支持体の上に呈色反応試薬と吸水して溶解又
はゾル化する親水性ポリマーバインダーを含む試薬層と
その上に多孔性検出層を設けた多層分析要素が特開昭60
−14141等に記載されている。この形態の多層分析要素
の多孔性検出層としては，前記の展開層と同様の素材を
用いることができる。以下では，特にことわらない限り
展開層についての記述には多孔性検出層を含めるものと
する。

これらの展開層のうちで織物布地又は編物布地からなる
展開層（布展開層）は，液体試料として血液を用いる場
合に全血，血漿，血清のいずれをも良好に展開すること
ができ，かつ多層分析要素の製造の容易さ，要素の堅固
さ等の種々の観点で優れた展開層である。

展開層は水性液体試料中の水を実質的に吸収保持しない
で実質的に単に展開することが好ましい。従って，布展
開層に用いる繊維は疎水性有機ポリマー繊維が好まし
い。しかし，疎水性有機ポリマー繊維からなる布を特開
昭55−164356又は特開昭61−222769に記載のように親水
性の試薬層の上に薄いゼラチン接着層を介して接着ラミ
ネートした多層分析要素においては，展開層の接着力が
弱くて下側の試薬層又は接着層との接着が一様になりに
くく，そのために展開制度が良くなく，充分な分析精度
が得られないことが判明した。

この問題を解決するために，特開昭57−66359に記載の
グロー放電処理やコロナ放電処理を施した布地又は特公
昭59−11709に記載のグロー放電プラズマ処理を施した
布地を展開層として用いたところ，接着力は強くなり，
展開層と下側の試薬層又は接着層との接着は一様にな
り，展開精度は良くなったが，試薬成分との望ましくな
い相互作用が生じるという新たな問題が発生した。すな
わち，グロー放電処理，コロナ放電処理，又はプラズマ
照射処理を施した布展開層と接触している試薬層の部分
で， （１）試薬成分中にジアゾニウム塩が含まれる場合にジ
アゾニウム塩の分解が生じて，保存期間の経過につれて
分析精度が劣化した。

（２）試薬成分中にテトラゾリウム塩が含まれる場合に
テトラゾリウム塩が還元されてホルマザン色素が生成
し，バックグラウンドのベースライン（基準背景光学濃
度）の不規則な上昇によるバラツキが生じて，保存期間
の経過につれて分析精度が劣化した。

このような試薬成分との望ましくない相互作用とそれに
起因する保存期間の経過につれての分析精度の劣化が排
除され，なおかつ接着力の強い疎水性有機ポリマー繊維
からなる布展開層の開発が望まれていた。

［発明の目的］ 本発明の目的は試薬組成物を劣化させる原因となる試薬
組成物との望ましくない相互反応性が低くかつ親水性バ
インダーポリマーとの接着力が強い，布地からなる改良
された多孔性展開層を有する一体型多層分析要素を提供
することである。

本発明目的は簡便な乾式操作で水性液体試料中のアナラ
イトを高精度で正確に定量分析できる改良された一体型
多層分析要素を提供することである。

本発明他の目的は無希釈又は低希釈率の血液試料（全
血，血漿，血清）を用いて血液試料中のアナライトを高
精度で正確に定量分析できる改良された一体型多層分析
要素を提供することである。

本発明他の目的は酵素含有試薬組成物を含有する展開層
において，試薬組成物中の成分，特に酵素を良好に保持
できる展開層を有する一体型多層分析要素を提供するこ
とである。

本発明他の目的は不透明で白色の背景を与えうる布地展
開層を有する一体型多層分析要素を提供することであ
る。

本発明他の目的は，展開層を長尺状の布地を積層接着す
る工程を含む多層分析要素の連続製造工程において繊維
屑，繊維埃の発生又は放出の少ない一体型多層分析要素
を提供することである。

本発明他の目的は，諸種の形態の一体型多層分析要素に
適用可能な布地展開層を提供することである。

［発明の構成］ 本発明は， アナライトに対応して検出可能な変化をしうる指示薬
組成物が層中に含有されている試薬層及び繊維質の布地
からなる多孔性展開層がこの順に積層一体化されてなる
一体型多層分析要素において，前記布地が表面に微細凹
凸が設けられた繊維を含む糸からなる布地であることを
特徴とする一体型多層分析要素，並びに， 親水性ポリマーを含む水吸収性の層及び繊維質の布地
からなる層であってアナライトに対応して検出可能な変
化をしうる指示薬組成物が層中に含有されている多孔性
展開層がこの順に積層一体化されてなる一体型多層分析
要素において，前記布地が表面に微細凹凸が設けられた
繊維を含む糸からなる布地であることを特徴とする一体
型多層分析要素，である。

［発明の構成の詳細な説明］ 本発明の一体型多層分析要素（以下，多層分析要素とい
うことがある）の特徴は，多層分析要素内の布地からな
る多孔性展開層（以下，展開層ということがある）とし
て表面に微細凹凸が設けられた繊維を含む糸からなる布
地（編物布地及び織物布地を包含する）を用いる点であ
る。

本発明の多層分析要素は，布地からなる展開層又は多孔
性検出層を有しているので，支持体はなくとも多層分析
要素として機能することができる。一般的には光透過性
（透明）水不透過性支持体，又は光反射性又は光不透過
性（不透明）水不透過性支持体の上に試薬層，展開層を
この順に設けた形態，又は前記の支持体の上に吸水層，
試薬組成物含有展開層をこの順に設けた形態が好まし
い。

本発明の多層分析要素の光透過（透明）性水不透過性支
持体としては従来公知の多層分析要素に用いられている
透明な水不透過性支持体を用いることができる。その具
体例としてポリエチレンテレフタレート，ビスフェノー
ルＡのポリカルボネート，ポリスチレン，セルロースエ
ステル（例，セルロースジアセテート，セルローストリ
アセテート，セルロースアセテートピロピオネート等）
等のポリマーからなる厚さ約50μｍから約1mm,好ましく
は約80μｍから約300μｍの範囲の透明な，例えば波長
約200nmから約900nmの範囲内の少なくとも一部の波長範
囲の電磁輻射線を透過させる平滑な表面を有するフィル
ム状（シート状）又は平板状の支持体を用いることがで
きる。支持体の表面には必要に応じて公知の下塗層又は
接着層を設けて支持体の上に設けられる吸水層又は試薬
層等と支持体との接着を強固にすることができる。支持
体には二酸化チタン微粒子，硫酸バリウム微粒子等を少
量分散含有させて半透明ないしは半乳白色にして光学的
性能を調節することができる。

光反射性又は光不透過性（不透明）水不透過性支持体と
しては，前記の透明ポリマー支持体に不透明になる程度
の量の二酸化チタン微粒子，硫酸バリウム微粒子等を分
散含有させたもの，前記の透明ポリマー支持体に用いら
れるのと同様なポリマーを含浸又は表面にコーティング
した紙，セラミックスシート，乳白色ガラスシート等を
用いることができる。これらのうちで前記の透明ポリマ
ー支持体に不透明になる程度の量の二酸化チタン微粒
子，硫酸バリウム微粒子を分散含有させた支持体が好ま
しい。光反射性又は不透明水不透過性支持体の厚さも約
50μｍから約1mm,好ましくは約80μｍから約300μｍの
範囲である。

本発明の多層分析要素においては支持体と後述する試薬
組成物を層の中に含有する試薬層との間，又は支持体と
後述する試薬組成物を層の中に含有する多孔性展開層と
の間に，親水性ポリマーを含む層である吸水層又は検出
層を設けることができる。

吸水層は水を吸収して膨潤する親水性ポリマーを主成分
とする層で，吸水層の界面に到達又は浸透した水性液体
試料の水を吸収できる層であり，全血試料を用いる場合
には水性液体成分である血漿の試薬層への浸透を促進す
る作用を有する。吸水層は検出可能物質を検出するため
の輻射線を透過させる（透明）ことが好ましい。吸水層
に用いられる親水性ポリマーは水吸収時の膨潤率が30℃
で約150％から約2000％，好ましくは約250％から約1500
％の範囲のポリマーである。親水性ポリマーの例として
特開昭59−171864,特開昭60−115859等に記載の酸処理
ゼラチン，脱イオンゼラチン等のゼラチン，フタル化ゼ
ラチン，ヒドロキシアクリレートグラフトゼラチン等の
ゼラチン誘導体，特開昭59−171864,特開昭60−115859
等に記載のアガロース，プルラン，プルラン誘導体，ポ
リアクリルアミド，ポリビニルアルコール，ポリビニル
ピロリドン，特開昭62−32109に記載のメタリルアルコ
ール二元又は三元コポリマー等がある。これらの親水性
ポリマーは単独で，あるいは２種以上を組合せて用いる
ことができる。吸水層には一般的にはゼラチン又はゼラ
チン誘導体，ポリアクリルアミド，ポリビニルアルコー
ルを用いるのが好ましい。

吸水層の乾燥時の厚さは約３μｍから約100μm,好まし
くは約５μｍから約30μｍの範囲，被覆量では約3g/m²
から約100g/m²,好ましくは約5g/m²から約30g/m²の範囲
である。

検出層は後述する試薬層で生成した検出可能物質に対し
て浸透性で，検出可能物質を受容又は捕捉することがで
きる層である。諸種の輻射線測定技術による検出可能物
質の検出のために検出層と試薬層との間に，輻射線反射
及び／又は遮蔽層を設けることができる。検出層は検出
可能物質を検出するための輻射線を透過させ（透明），
検出可能物質に対して浸透性で，検出可能物質を受容又
は捕捉するために，分析操作時に供給される水性液体試
料中の水により膨潤可能な親水性ポリマーバインダーを
含み，さらに検出可能物質を受容又は捕捉して固定する
成分を含有する層である。検出可能物質を固定する成分
としては，例えば検出可能成分が色素である場合には，
ゼラチンハロゲン化銀カラー写真感光材料に用いられる
画像色素媒染剤に代表される媒染剤，ポリマー媒染剤を
用いることができる。水により膨潤可能な親水性ポリマ
ーバインダーとしては，前述の吸水層に用いられるのと
同様のポリマーを用いることができる。検出層の乾燥時
の厚さは約３μｍから約100μm,好ましくは約５μｍか
ら約30μｍの範囲，被覆量では約3g/m²から約100g/m²,
好ましくは約5g/m²から約30g/m²の範囲である。

吸水層，検出層には後述するpH緩衝剤，塩基性ポリマ
ー，酸性ポリマーのいずれかを含有させて，要素使用時
（分析操作実施時）の要素内のpH値を所望の範囲に維持
調節することができる。

試薬層は水性液体試料中の測定対象成分（アナライト）
と反応して検出可能な変化を生じさせる少なくとも１種
の化学成分，生化学成分又は免疫化学成分を含む試薬組
成物が親水性ポリマーバインダー中に実質的に一様に分
散されている吸水性又は水浸透性の層，又は前記の試薬
組成物が含有される微多孔性で水浸透性の層である。検
出可能な変化とは，主として光学的測定方法により検出
できる変化を意味し，例えば，色変化，発色（呈色），
蛍光発生，紫外線領域における吸収波長の変化，混濁発
生等である。

試薬層に含有される試薬組成物は水性液体試料中のアナ
ライトとこの成分を分析するするために選択した生化学
反応又は化学反応によって決り，選択した反応が２種以
上の試薬成分が関与する反応の場合にはそれらの試薬成
分を含む試薬組成物を一つの試薬層に混合して含有させ
ることもできるし，必要に応じて試薬組成物を２層以上
の別個の層に分けて含有させることもできる。試薬層に
含有させる試薬組成物としては，前記の諸特許明細書に
記載の少なくとも１種の酵素を含む試薬組成物やその他
の公知の分析試薬組成物又は臨床診断試薬組成物があ
る。

試薬層に含有させる酵素を少なくとも１種含む試薬組成
物の例として，米国特許3992158,特開昭54−26793,特開
昭55−164356,特開昭59−20853,特開昭59−46854,特開
昭59−54962,特公昭55−25840等に記載のグルコースオ
キシダーゼとペルオキシダーゼを含むグルコース分析用
改良トラインダー（Trinder）試薬組成物；特公昭56−4
5599,特開昭59−193352,特開昭63−158000,特開昭63−2
58600等に記載のコレステロールオキシダーゼ，ペルオ
キシダーゼと必要により配合されるコレステロールエス
テラーゼを含むコレステロール分析用試薬組成物；特開
昭52−3488,特開昭58−77661,特開昭56−70460等に記載
のウレアーゼを含む尿素窒素（BUN）分析用試薬組成
物；特開昭53−24893等に記載のリポプロテインリパー
ゼ，グリセロールキナーゼ，α‐グリセロール‐3-燐酸
オキシダーゼ，ペルオキシダーゼを含むトリグリセリド
又はグリセロール分析用試薬組成物；特開昭54−15119
3,特開昭60−78580に記載のビリルビン特異的酸化酵素
とペルオキシダーゼを含むビリルビン分析用試薬組成
物；特開昭53−26188,特開昭59−193352等に記載のウリ
カーゼ（尿酸オキシダーゼ）とペルオキシダーゼを含む
尿酸分析用試薬組成物；特開昭55−124499,特開昭58−8
6457等に記載のペルオキシダーゼを含む過酸化水素検出
用呈色試薬組成物等がある。

呈色試薬組成物中の特定の複数成分各々を別異の２層以
上の複数層に分離して含有保持させるのが好ましい例と
して，電子伝達剤，色素前駆体，酸化型補酵素，前記酸
化型補酵素を還元型補酵素に変えうる酵素又は酵素基質
を主要成分とする，酵素活性又は蛋白結合低分子アナラ
イトを還元型補酵素を介して測定するための呈色試薬組
成物がある。この場合，電子伝達剤と色素前駆体とを別
異の２層に分離して（他の成分はこれら２成分のいずれ
か一方とともに，あるいは適宜に別異の層に分離して）
含有保持させることが好ましい。

電子伝達剤，色素前駆体，酸化型補酵素，前記酸化形補
酵素を還元型補酵素に変えうる酵素又は酵素基質を主要
成分とする呈色試薬組成物の例として，「Clinica Chim
ica Acta」12,210（1965），特開昭59−44658,特開昭59
−88097に記載のラクテートデヒドロゲナーゼ活性測定
用呈色試薬組成物；「Clinica Chimica Acta」28,431
（1970），特開昭50−44894,特開昭57−208998,特開昭5
9−44658,特開昭59−88097に記載のアスパルテートアミ
ノトランスフェラーゼ活性測定用呈色試薬組成物，アラ
ニンアミノトランスフェラーゼ活性測定用呈色試薬組成
物；特公昭46−9988に記載のクレアチンキナーゼ活性測
定用呈色試薬組成物；特開昭49−11395,特開昭59−4465
8,特開昭59−88097に記載のクレアチンホスホキナーゼ
活性測定用呈色試薬組成物；米国特許3791933に記載の
テストステロン活性測定用呈色試薬組成物およびアンド
ロステロン活性測定用呈色試薬組成物；特公昭56−3963
7に記載のアミラーゼ活性測定用呈色試薬組成物；特公
昭53−21677に記載のグリセロール分析用呈色試薬組成
物；特開昭50−126494,特開昭53−24893,特公昭56−381
99に記載のトリグリセリド分析用呈色試薬組成物等があ
る。

酵素を含まない試薬組成物の例として米国特許3310382,
特開昭54−101398,特開昭61−292063,特開昭59−51356
に記載の総蛋白定量用改良ビウレット試薬組成物；「Cl
inical Chemistry」15,1006−1008（1969），「Clinica
Chimica Acta」31,87−96（1971），特開昭62−137564
等に記載のアルブミン定量用ブロムフェノールブルー含
有試薬組成物；特開昭54−29700に記載のカルシウム定
量用アルセナゾIII含有試薬組成物；金井 泉，金井
正光編著「臨床検査法提要」第27版（金原出版,1975
年）VII-77〜VII-80頁，特開昭63−25556等に記載のカ
ルシウム定量用o-クレゾールフタレインコンプレクソン
含有試薬組成物；特開昭60−235063,特開昭61−71363に
記載のビリルビン定量用ジアゾニウム塩含有試薬組成物
等がある。

吸水性又は水浸透性の試薬層に用いられる親水性ポリマ
ーとしては，前述の吸水層に用いられるのと同様な親水
性ポリマーがある。試薬層には一般的にはゼラチン又は
ゼラチン誘導体，ポリアクリルアミド，ポリビニルアル
コール等を用いるのが好ましい。親水性ポリマー中に試
薬組成物が含有されている試薬層の乾燥時の厚さは約５
μｍから約50μm,好ましくは約７μｍから約30μｍの範
囲，被覆量で約5g/m²から約50g/m²,好ましくは約7g/m²
から約30g/m²の範囲である。試薬層は実質的に透明であ
ることが好ましい。

微多孔性で水浸透性の試薬層は後述する布地展開層と同
様の布地，特開昭57−148250に記載の有機ポリマー繊維
バルブ含有抄造紙，特開昭57−125847等に記載の繊維と
親水性ポリマーの分散液を塗布して形成した多孔性層等
の繊維質多孔性層；特公昭53−21677,米国特許3992158
等に記載のメンブランフィルター層（ブラッシュポリマ
ー層），ポリマーミクロビーズ等の微粒子が親水性ポリ
マーバインダーで点接触状に接着されてなる連続微空隙
含有等方的多孔性層，特開昭55−90859に記載のポリマ
ーミクロビーズが水で膨潤しないポリマー接着剤で点接
触状に接着されてなる連続微空隙含有等方的多孔性層
（三次元格子状粒状構造物層）等の非繊維等方的多孔性
層等の微多孔性層に試薬組成物を含有させた層又は固体
微粒子と親水性ポリマーバインダーから構成される微多
孔性構造体に試薬組成物を含有させた層である。微多孔
性試薬層の乾燥時の層厚は約７μｍから約250μm,好ま
しくは約10μｍから約250μｍの範囲である。微多孔性
試薬層の上に布地展開層を設ける場合には，両層の間は
特開昭61−4959,特開昭62−138756等に記載の多孔性接
着によるのが好ましい。

本発明の多層分析要素の１態様として，布地展開層に前
述の試薬組成物を含有させ，展開層の下に（必要に応じ
て接着層を介して）吸水層又は検出層を設けた構成の多
層分析要素がある。別の１態様として，試薬層のポリマ
ーバインダーとして，水性液体試料の溶媒に溶解又はゾ
ル化するポリマー，例えばポリビニルアルコール，ポリ
ビニルピロリドン，カルボキシメチルセルロース，アル
ギン酸ナトリウム，非硬化ゼラチン，寒天等を用いて試
薬層を構成し，その上に直接布地を多孔性検出層として
積層接着した構成の多層分析要素がある。

いずれの型の試薬層にも後述するpH緩衝剤，公知の酸性
ポリマー，塩基性ポリマーを含有させて分析操作時のpH
を調節することできる。

本発明の多層分析要素には水性液体試料を点着しての分
析操作実施時の環境pH値を約2.0から約12.0の範囲の所
望の値に緩衝できる公知のpH緩衝剤から適宜選択して含
有させることが好ましい。pH緩衝剤は多孔性展開層，試
薬層，吸水層，又は後述する接着層等のいずれか少なく
とも１層に含有させる。それらの層のうちで，試薬層及
び／又は吸水層に含有させるのが好ましい。

用いうる緩衝剤として日本化学会編「化学便覧基礎編」
（東京，丸善（株）,1966年発行）1312−1320頁;R.M.C.
Dawson等編「Data for Biochemical Research」第２版
（Oxford at the Clarendon Press,1969年発行）476−5
08頁；「Biochemistry」５,467−477頁（1966年）；「A
nalytical Biochemistry」104,300−310頁（1980年）等
に記載のpH緩衝剤組成物がある。

pH緩衝剤の具体例として，トリス（ヒドロキシメチル）
アミノメタン（Tris）を含む緩衝剤；燐酸塩を含む緩衝
剤；硼酸塩を含む緩衝剤；炭酸塩を含む緩衝剤；グリシ
ンを含む緩衝剤;N,N-ビス（2-ヒドロキシエチル）グリ
シン（Bicine）;4-（2-ヒドロキシエチル）‐1-ピペラ
ジンプロパンスルホン酸（HEPPS）,Na塩又はＫ塩等;4-
（2-ヒドロキシエチル）‐1-ピペラジンエタンスルホン
酸（HEPES）,Na塩又はＫ塩等;3-［［2-ヒドロキシ‐1,1
-ビス（ヒドロキシメチル）エチル］アミノ］‐1-プロ
パンスルホン酸（TAPS）,Na塩又はＫ塩等；β‐ヒドロ
キシ‐4-（2-ヒドロキシエチル）‐1-ピペラジンプロパ
ンスルホン酸（HEPPSO）,Na塩又はＫ塩等;3-（シクロヘ
キシルアミノ）‐1-プロパンスルホン酸（CAPS）,Na塩
又はＫ塩等；及びこれらのいずれかと必要により組合せ
られる酸，アルカリ又は塩がある。

吸水層，検出層，試薬層等に用いられる親水性ポリマー
は架橋剤を用いて適宜に架橋硬化された中間層とするこ
とができる。架橋剤の例として，ゼラチンに対する1,2-
ビス（ビニルスルホニルアセトアミド）エタン，ビス
（ビニルスルホニルメチル）エーテル等の公知のビニル
スルホン系架橋剤，アルデヒド等，メタリルアルコール
コポリマーに対するアルデヒド,2個のグリシジル基含有
エポキシ化合物等がある。

試薬層の上には展開層を強固に接着一体化する目的で脱
イオンゼラチン，ポリビニルアルコール等の吸水層に用
いられるのと同様な親水性ポリマーからなる公知の接着
層を設けることができる。接着層の乾燥時の厚さは約0.
5μｍから約５μｍの範囲である。

本発明の特徴をなす布地展開層に用いられる表面に微細
凹凸が設けられた繊維を含む糸からなる布地（編物布地
及び織物布地を包含する）は，布地の少なくとも１方の
表面に位置する個々の繊維の少なくとも布地の外面に現
われた部分の表面に繊維軸に対して直角な外周方向に高
低差（凹凸の深さ）約0.05μｍ〜約約3.0μm,好ましく
は約0.2μｍ〜約0.7μｍの微細凹凸が１μm²当り約１個
〜約200個の密度で形成されている布地である。微細凹
凸が布地を構成する全ての繊維の表面に前記の高低差と
密度で形成されている布地も用いることができる。ま
た，前記の高低差の微細凹凸内部にさらに高低差約50nm
〜約200nmの超微細凹凸が形成されている繊維を含む糸
からなる布地も用いることができる。繊維に微細凹凸を
形成する方法として，有機ポリマー繊維，又はそれから
作成した編物布地又は織物布地をアルカリ水溶液中で加
熱するアルカリエッチング法（アルカリ減量法），特公
昭59−24233に記載の有機ポリマー繊維，又はシリカゾ
ル，二酸化チタン等の微粒子含有有機ポリマー繊維，又
はそれから作成した編物布地又は織物布地をアルカリ水
溶液中で加熱するアルカリエッチング法（アルカリ減量
法）等の公知の方法に従って実施することができる。

織物布地としては，諸種の構造の布地を用いることがで
きる。織物布地のうちでは平織物（例，ブロード布地，
ポプリン布地）が好ましい。織物布地を構成する糸とし
ては，撚りのあるフィラメント糸（長繊維系），撚りの
ないフィラメント糸，紡績糸いずれも用いることができ
る。織物布地の糸の太さは綿紡績糸番手で表して約20S
から約150S,好ましくは約40Sから約120S相当の範囲，又
は絹糸デニールで表して約35Dから約300D,好ましくは約
45Dから約130Dの範囲，織物布地の厚さは約50μｍから
約500μm,好ましくは約120μｍから約350μｍの範囲，
織物布地の空隙率は約40％から約90％，好ましくは約50
％から約85％の範囲である。

編物布地としては，諸種の構造の布地を用いることがで
きる。編物布地のうちでは経（たて）メリヤス編布地，
緯（よこ）メリヤス編布地が好ましい。経メリヤス編布
地としては一重アトラス編布地，トリコット編布地，ダ
ブルトリコット編布地，ミラニーズ編布地，ラッシェル
編布地等，緯メリヤス編布地としては平編布地，パール
編布地，ゴム編布地，両面編布地，インターロック編布
地等を用いることができる。メリヤス編布地のうちでは
トリコット編布地，ラッシェル編布地，ミラニーズ編布
地，ダブルトリコット編布地，インターロック編布地が
好ましい。編物布地を構成する糸としては，撚りのある
フィラメント糸（長繊維糸），撚りのないフィラメント
糸，紡績糸いずれも用いることができる。編物布地の糸
の太さは綿紡績糸番手で表して約40Sから約150S,好まし
くは約60Sから約120S相当の範囲，又は絹糸デニールで
表して約35Dから約130D,好ましくは約45Dから約90Dの範
囲，編物布地の編成工程時のゲージ数としては約20から
約50の範囲，編物布地の厚さは約100μｍから約600μm,
好ましくは約150μｍから約400μｍの範囲，編物布地の
空隙率は約40％から約90％，好ましくは約50％から約85
％の範囲である。

織物布地，編物布地を構成する糸としては，再生セルロ
ースの繊維からなる糸；セルロースジアセテート，セル
ローストリアセテート等の半合成有機ポリマーの繊維か
らなる糸；ポリアミド（諸種のナイロン類），アセター
ル化ポリビニルアルコール，ポリエチレンテレフタレー
ト等の有機合成ポリマーの繊維からなる糸；再生セルロ
ース，半合成有機ポリマー又は合成有機ポリマー繊維と
天然繊等維（例，綿，絹，羊毛）との混合繊維からなる
糸を用いることができる。これらの繊維のうちではポリ
エチレンテレフタレートの繊維からなる糸を用いて製造
した織物布地，編物布地が好ましい。

アルカリエッチング処理により微細凹凸が設けられた繊
維を含む糸，又は布地は水洗して残留しているアルカリ
成分を充分に除去するのが一般に好ましい。布地は水洗
等の脱脂処理により少なくとも糸製造時又は布製造時に
供給又は付着した油脂類を実質的に除去する。布地には
特開昭55−164356,特開昭57−66359,特開昭57−148250
等に記載の界面活性剤，好ましくはノニオン性界面活性
剤水溶液の含浸処理，塗布又はスプレイ処理，特開昭63
−21553等に記載の親水性ポリマー水溶液の含浸処理，
塗布又はスプレイ処理，特開昭60−222770に記載の親水
性セルロース誘導体とHLB値10以上のノニオン性界面活
性剤の水溶液の含浸処理，塗布又はスプレイ処理，及び
これらの２種以上の処理を組合せて処理することができ
る。これらのいずれかの処理により下側の層との接着の
強化，メータリング作用，又はヘマトクリット値対応の
メータリング作用等をコントロールすることができる。

展開層より下側の層にpH緩衝剤組成物，多孔性展開層に
試薬組成物とともに親水性ポリマー，ノニオン性界面活
性剤を含有させる方法として，特開昭63−21553,特開昭
63−25556等に記載のようにpH緩衝剤組成物を含有する
層をpH緩衝剤組成物と親水性バインダーポリマーを含む
水溶液から塗布乾燥して設け，その後展開層を積層し，
最後に試薬組成物とともに親水性ポリマー，ノニオン性
界面活性剤をエタノール，プロパノール，ブタノール，
イソプロピルアルコール等の有機溶媒に溶解又は分散さ
せて展開層の上から塗布又は噴霧し乾燥させて展開層に
含有させる方法がある。

展開層，試薬層，吸水層，検出層，接着層等には界面活
性剤，好ましくはノニオン性界面活性剤を含有させるこ
とができる。ノニオン性界面活性剤の例として,p-オク
チルフェノキシポリエトキシエタノール,p-ノニルフェ
ノキシポリエトキシエタノール,p-ノニルフェノキシポ
リグルシドール，ポリオキシエチレンオレイルエーテ
ル，ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート，オ
クチルグルコシド等がある。ノニオン性界面活性剤を試
薬層，吸水層又は検出層に含有させることにより分析操
作時に水性液体試料中の水が試薬層，吸水層又は検出層
に実質的に一様に吸収されやすくなり，また展開層との
液体接触が迅速にかつ実質的に一様になる。ノニオン性
界面活性剤を展開層に含有させることにより水性液体試
料の展開作用（メータリング作用）がより良好になる。
ノニオン性界面活性剤の展開層における含有量は展開層
1m²当り約100mg〜約3.0g,好ましくは約200mg〜約2.0gの
範囲である。

本発明の多層分析要素は前述の諸特許明細書に記載の公
知の方法により調製することができる。

本発明の多層分析要素は一辺約15mmから約30mmの正方形
又はほぼ同サイズの円形等の小片に裁断し，特公昭57−
28331,実開昭56−142454,特開昭57−63452,実公昭58−3
2350,特表昭58−501144等に記載のスライド枠に収めて
化学分析スライドとして用いることが，製造，包装，輸
送，保存，測定操作等諸種の観点で好ましい。使用目的
によっては，長いテープ状でカセット又はマガジンに収
めて用いること，又は小片を開口のあるカードに貼付又
は収めて用いることなどもできる。

光反射性又は不透明支持体の上に試薬組成物と吸水して
溶解又はゾル化する親水性ポリマーバインダーを含む試
薬層とその上に多孔性検出層を設けた多層分析要素の場
合には，特開昭60−14141に記載のように試薬層と多孔
性検出層より大きいサイズの支持体を用いるか，又は多
層分析要素の支持体を把手をかねる細長の支持板（ホル
ダー）の上に接着固定して用いるのが好ましい。

本発明の多層分析要素は前述の諸特許明細書等に記載の
操作により液体試料中のアナライトの分析を実施でき
る。例えば，約５μＬから約30μL,好ましくは８μＬか
ら15μＬの範囲の全血，血漿，血清，尿等の水性液体試
料滴を展開層に点着し,1分から10分の範囲で，約20℃か
ら約40℃の範囲の実質的に一定の温度で，好ましくは37
℃近傍の実質的に一定の温度でインクベーションし，要
素内の発色又は変色を可視光の吸収極大波長又はその近
傍の波長の光を用いて透明支持体側から反射測光し，予
め作成した検量線を用いて比色測定法の原理により液体
試料中のアナライトの含有量を求めることができる。点
着する液体試料の量，インクベーション時間及び温度を
一定にすることによりアナライトの定量分析を高精度で
実施できる。光反射性又は不透明支持体を用いる態様に
おいては，要素内の発色又は変色等を展開層又は多孔性
検出層側から反射測光する。測定操作は特開昭60−1255
43,特開昭60−220862,特開昭61−294367,特開昭58−161
867等に記載の化学分析装置により極めて容易な操作で
高精度の定量分析を実施できる。

実施例１ ［展開層用布地繊維の微細凹凸形成処理］ 特公昭59−24233に記載の方法で製造された約10nm〜約2
0nmの範囲の粒子径のシリカゾルを含むポリエチレンテ
レフタレート（PET）繊維で製造された下記の２種類の
布地を用意した。

50D（デニール）相当のPETフィラメント糸からなる厚
さ約140μｍの平織布地 50D相当のPETフィラメント糸を40ゲージで編んだ厚さ
約250μｍのインターロック編物布地 アルカリエッチング処理条件 ４％水酸化ナトリウム水溶液95℃,20分 上記の２種類の布地を上記アルカリエッチング処理液に
上記の時間の間浸漬して処理し，ついで水で充分に洗浄
して水酸化ナトリウムを除去し，乾燥した。乾燥後秤量
したところ，この処理による布の減量は約10％であっ
た。乾燥後の布を顕微鏡観察したところ，布地を構成し
ているフィラメント糸の繊維の表面に微細凹凸が多数形
成されており，その高部（山）から低部（谷）までの深
さは約0.3μｍ〜約0.5μｍの範囲であった。

実施例２ 厚さ180μｍの無色透明PETフィルム（支持体）の上に下
記の成分被覆量になるようにして吸水層をゼラチン水溶
液を用いて塗布し乾燥して設けた。ついで45℃で３日静
置して硬化させた。

吸水層の成分組成（被覆量） 脱イオンゼラチン 27g/m² ノニルフェノキシポリエトキシエタノール （オキシエチレン単位平均10含有） 260mg/m² 1,2-ビス（ビニルスルホニル‐アセトアミド）エタン13
0mg/m² 硬化した吸水層の上に下記の組成の被覆量になるように
して接着層を水溶液を用いて塗布し乾燥して設けた。

接着層の成分組成（被覆量） 脱イオンゼラチン 4.0g/m² ノニルフェノキシポリエトキシエタノール （オキシエチレン単位平均10含有） 8mg/m² ついで接着層の表面に水をほぼ一様に供給して湿潤さ
せ，その上に実施例１の処理で表面に微細凹凸を形成し
たPET繊維からなる太さ50D相当のフィラメント糸製で厚
さ約140μｍの平織布地をほぼ一様に軽く圧力をかけて
ラミネートして展開層を設けて（試薬組成物を含まな
い）一体型多層分析要素を調製した。

比較例1A シリカゾル微粒子を含まないPETフィラメント糸製の実
施例１と同種類の平織物布地を用い，繊維の表面に微細
凹凸形成処理をしなかったほかは実施例２と同様にして
従来技術による一体型多層分析要素を調製した。

比較例1B シリカゾル微粒子を含まないPETフィラメント糸製の実
施例１と同種類の平織物布地を用い，電気エネルギー1.
6KW/m²,酸素濃度0.1Torの条件で約30秒グロー放電処理
したほかは実施例２と同様にして従来技術による一体型
多層分析要素を調製した。

性能評価試験１ 得られた３種の多層分析要素をそれぞれ15mm幅に裁断
し，接着層と展開層の間の180゜剥離力を測定したとこ
ろ，下記の結果が得られた。

性能評価試験１の結果は本発明の多層分析要素において
は，多孔性展開層と接着層との接着力が適当な値である
ことを示している。なお，比較例1Bの要素においても，
同じく接着力が適当な値である。

性能評価試験２ 3,3′‐（3,3′‐ジメトキシ‐4,4′‐ビフェニニレ
ン）ビス［2,5-ビス（p-ニトロフェニル）‐2H-テトラ
ゾリウム・クロリド1.0w/v％メタノール溶液を調製し
た。この溶液を前記３種の各要素の展開層の上から200m
L/m²の割合で塗布し50℃で15分乾燥した後，中心波長54
0nmの可視光で要素内の着色（バックグラウンド発色）
の光学濃度値をPET支持体側から反射測光したところ，
下記の結果が得られた。

性能評価試験２の結果から本発明の多層分析要素におい
ては，多孔性展開層内に含浸保持させたテトラゾリウム
塩の加熱乾燥時の発色によるバックグラウンド発色は少
ないことが明からである。なお，比較例1Aの要素におい
ても，同じくバックグラウンド発色は少ない。

性能評価試験３ 下記組成のジアゾニウム塩水溶液を調製した。

p-スルホベンゼンジアゾニウム・ p-トルエンスルホン酸塩 4.0g スルホサリチル酸 4.0g 水 1000mL この水溶液を実施例1,比較例1A,1B各多層分析要素の展
開層の上から180mL/m²の割合で塗布し35℃で60分乾燥し
て，ジアゾニウム塩を展開層に含浸保持させた。ついで
15mm×15mmの正方形の多層分析要素の１片を5mLの水に
室温（約25℃）で展開層に充分に吸着されていないジア
ゾニウム塩がほぼ水に溶出し終るまで（約５分）浸漬し
てジアゾニウム塩を水中に溶出させた。多層分析要素を
取りだした後の水にクロモトロープ酸5.0％水溶液を注
いで水中に存在しているジアゾニウム塩と反応させて発
色させ，比色法でジアゾニウム塩の含有量を測定し，展
開層へのジアゾニウム塩の含浸含有量から差し引いて，
展開層中のジアゾニウム塩の残存量とし，残存率を計算
したところ，下記の結果が得られた。

性能評価試験３の結果は本発明多層分析要素において
は，多孔性展開層内に含浸保持させたジアゾニウム塩の
展開層内での吸着力が大きいことを示している。なお，
比較例1Aの要素においてもジアゾニウム塩の展開層内で
の吸着力が同程度に大きい。

性能評価試験１〜３の結果を総合すると，本発明のPET
繊維の表面に微細凹凸を形成した平織布地を展開層とし
た多層分析要素は展開層が接着層に適当な強さで接着し
ており，テトラゾリウム塩やジアゾニウム塩を展開層内
で分解させずにかつ強固に吸着保持できるすぐれた展開
層を有する多層分析要素であることが明らかになった。

実施例３ 実施例１の処理で表面に微細凹凸を形成したPET繊維か
らなる太さ50D相当のフィラメント糸40ゲージ編成，厚
さ約250μｍのインターロック編物布地を多孔性展開層
に用いたほかは実施例２と同様にして（試薬組成物を含
まない）一体型多層分析要素を調製した。

比較例2A シリカゾル微粒子を含まないPET繊維製の実施例１と
同種類のインターロック編物布地を用い，繊維の表面に
微細凹凸形成処理をしなかったほかは実施例２と同様に
して従来技術による一体型多層分析要素を調製した。

比較例2B シリカゾル微粒子を含まないPET繊維製の実施例１と
同種類のインターロック編物布地を用い，電気エネルギ
ー1.6KW/m²,酸素濃度0.1Torの条件で約30秒グロー放電
処理したほかは実施例２と同様にして従来技術による一
体型多層分析要素を調製した。

実施例２と同様の性能評価試験を実施したところ，実施
例２と同様の結果が得られた。

実施例４ ［ビリルビン定量分析用一体型多層分析要素］ 厚さ180μｍの無色透明PETフィルム（支持体）の上に下
記の成分被覆量になるようにして吸水層をゼラチン水溶
液を用いて塗布し乾燥して設けた。

吸水層の成分組成（被覆量） 脱イオンゼラチン 20g/m² ノニルフェノキシポリエトキシエタノール （オキシエチレン単位平均10含有） 200mg/m² ついで乾燥した吸水層の表面に水をほぼ一様に供給して
湿潤させ，その上に実施例１の処理で表面に微細凹凸を
形成したPET繊維からなる太さ50D相当のフィラメント糸
製の厚さ約250μｍのインターロック編物布地をほぼ一
様に軽く圧力をかけてラミネートして展開層を設けた。

下記組成のジアゾニウム塩水溶液を調製した。

p-スルホベンゼンジアゾニウム・ p-トルエンスルホン酸塩 4.0g ダイフィリン（CAS Registry Ｎ▲^ｏ ₋▼［479-18-
5］） 150g ポリ（2-アクリルアミド‐2-メチルプロパン‐スルホン
酸） 10g オクチルフェノキシポリエトキシエタノール （オキシエチレン単位平均10含有） 500mg 水 1200mL この水溶液を前記の展開層の上から100mL/m²の割合で塗
布し35℃で60分乾燥して，ジアゾニウム塩含有試薬組成
物を展開層に含浸保持させて，ビリルビン定量分析用一
体型多層分析要素を調製した。

比較例3A シリカゾル微粒子を含まないPET繊維製の50D相当フィラ
メント糸を40ゲージへ編み，繊維の表面に微細凹凸形成
処理をしなかった厚さ約250μｍのインターロック編物
布地を用いたほかは実施例４と同様にして従来技術によ
る一体型多層分析要素を調製した。

比較例3B シリカゾル微粒子を含まないPET繊維製の50D相当フィラ
メント糸を40ゲージで編んだ厚さ約250μｍのインター
ロック編物布地に，電気エネルギー1.6KW/m²,酸素濃度
0.1Torの条件で約30秒グロー放電処理したものを用いた
ほかは実施例４と同様にして従来技術による一体型多層
分析要素を調製した。

比較例3C 特公昭59−24233に記載の方法で製造された約10nmから
約20nmの範囲の粒子径のシリカゾル含有PET繊維製50D相
当の長フィラメント糸を40ゲージで編んだ厚さ約250μ
ｍのインターロック編物布地に，電気エネルギー1.6KW/
m²,酸素濃度0.1Torの条件で約30秒グロー放電処理した
ものを用いたほかは実施例４と同様にして従来技術によ
る一体型多層分析要素を調製した。

性能評価試験１ 得られた４種の多層分析要素をそれぞれ15mm幅に裁断
し，接着層と展開層の間の180゜剥離力を測定したとこ
ろ，下記の結果が得られた。

性能評価試験１の結果から本発明の多層分析要素におい
ては，多孔性展開層と接着層との接着力が適当な値であ
ることが明らかである。なお，比較例3B及び3Cにおいて
も，多孔性展開層と接着層との接着力が適当な値であ
る。

性能評価試験２ 得られた４種の多層分析要素それぞれについて中心波長
540nmの可視光で要素内の着色（バックグラウンド発
色）の光学濃度値をPET支持体側から反射測光したとこ
ろ，下記の結果が得られた。

性能評価試験２の結果から本発明の多層分析要素におい
ては，多孔性展開層内に含浸保持させた試薬組成物中の
ジアゾニウム塩の加熱乾燥時の分解によるバックグラウ
ンド発色が少ないことが明らかである。なお，比較例3A
においてもバックグラウンド発色は同程度に少ない。

性能評価試験３［感度及び繰り返し再現性］ 得られた４種の多層分析要素各10個について異なるビリ
ルビン含有量の管理血清を10μＬずつ展開層に点着し,3
7℃で５分インクベーションした後，中心波長540nmの可
視光で要素内の呈色の光学濃度値をPET支持体側から反
射測光したところ，光学濃度値の平均値及び繰り返し再
現性（変動係数,CV値）を求めたところ下記の結果が得
られた。

性能評価試験３の結果から本発明の多層分析要素におい
ては，バックグラウンド発色が少なく，かつ検量線の勾
配が大きいことが明らかである。また，精度を表わす繰
り返し再現性（CV値）もビリルビン含有量全範囲で従来
技術の要素に比べて小さい。特にビリルビン含有量4.3m
g/dL〜17.2mg/dLの範囲ではCV値が極めて小さいのは，
本発明の多層分析要素の測定精度が優れていることを表
わしている。

性能評価試験４ 得られた４種の多層分析要素それぞれを幅15mmの長尺物
に裁断し，捲芯に布展開層がPET支持体に接触する状態
で捲いた。この状態で35℃で７日放置した後捲きほぐ
し,PET支持体表面の汚れぐあいを観察したところ，下記
の結果が得られた。

性能評価試験４の結果から本発明の多層分析要素におい
ては，布展開層から繊維屑，繊維埃等の放出が見られな
いので，製造工程における多層分析要素の取り扱いが容
易であることが明らかである。なお，比較例3C要素にお
いても，展開層から繊維屑，繊維埃等の放出が見られな
い。

性能評価試験１〜４の結果を総合すると，本発明のPET
繊維の表面に微細凹凸を形成したインターロック編物布
地を展開層とした多層分析要素は，展開層がゼラチンを
主成分とする吸水層に適当な強さで接着しており，ジア
ゾニウム塩を展開層内で分解させずに吸着保持でき，バ
ックグラウンド発色が少ない，繰り返し再現性が良好で
高い分析精度を有している，布展開層から繊維屑，繊維
埃等の放出が見られないすぐれた展開層を有する多層分
析要素であることが明らかになった。

実施例５ ［ビリルビン定量分析用多層分析要素］ 特開昭60−14141実施例２に準じて多層分析要素を調製
した。

厚さ180μｍの白色PETフィルム（支持体）の上に下記の
成分被覆量になるようにして試薬層を水溶液を用いて塗
布し乾燥して設けた。

試薬層の成分被覆量 p-スルホベンゼンジアゾニウム・ p-トルエンスルホン酸塩 340mg/m² ダイフィリン 12.5g/m² スルホサリチル酸 1.0g/m² オクチルフェノキシポリエトキシエタノール（オキシエ
チレン単位平均10含有） 50mg/m² カルボキシメチルセルロース 30g/m² ついで乾燥した試薬層の表面に水をほぼ一様に供給して
湿潤させ，その上に実施例１の処理で表面に微細凹凸を
形成したPET繊維からなる太さ50D相当のフィラメント糸
製の厚さ約140μｍの平織布地をほぼ一様に軽く圧力を
かけてラミネートして多孔性検出層を設けてビリルビン
定量分析用多層分析要素を調製した。

得られた多層分析要素を5mm×10mmの長方形のチップに
裁断し,5mm×70mmのPET製ホルダーの先端部に両面粘着
接着テープを用いて貼着固定してビリルビン定量分析用
具を完成した。この用具各10個について異なるビリルビ
ン含有量の管理血清を10μＬずつ多孔性検出層に点着
し,37℃で３分インクベーションした後，中心波長540nm
の可視光で多孔性検出層の呈色の光学濃度値を多孔性検
出層側から反射測光し，光学濃度値の平均値及び繰り返
し再現性（変動係数,CV値）を求めたところ，実施例４
性能評価試験３にやや劣るものの，測定精度はすぐれて
いた。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アナライトに対応して検出可能な変化をし
   うる指示薬組成物が層中に含有されている試薬層及び繊
   維質の布地からなる多孔性展開層がこの順に積層一体化
   されてなる一体型多層分析要素において，前記布地が表
   面に微細凹凸が設けられた繊維を含む糸からなる布地で
   あることを特徴とする一体型多層分析要素。
2. 【請求項２】前記糸が長繊維からなる糸であり，前記布
   地が織物布地又は編物布地である特許請求の範囲１に記
   載の分析要素。
3. 【請求項３】前記糸が紡績糸であり，前記布地が織物布
   地又は編物布地である特許請求の範囲１に記載の分析要
   素。
4. 【請求項４】前記試薬層が光透過性水不透過性支持体の
   上に設けられている特許請求の範囲１ないし３のいずれ
   かに記載の分析要素。
5. 【請求項５】前記試薬層が光反射性又は光不透過性で水
   不透過性の支持体の上に設けられている特許請求の範囲
   １ないし３のいずれかに記載の分析要素。
6. 【請求項６】親水性ポリマーを含む水吸収性の層及び繊
   維質の布地からなる層であってアナライトに対応して検
   出可能な変化をしうる指示薬組成物が層中に含有されて
   いる多孔性展開層がこの順に積層一体化されてなる一体
   型多層分析要素において，前記布地が表面に微細凹凸が
   設けられた繊維を含む糸からなる布地であることを特徴
   とする一体型多層分析要素。
7. 【請求項７】前記糸が長繊維からなる糸であり，前記布
   地が織物布地又は編物布地である特許請求の範囲６に記
   載の分析要素。
8. 【請求項８】前記糸が紡績糸であり，前記布地が織物布
   地又は編物布地である特許請求の範囲６に記載の分析要
   素。
9. 【請求項９】前記試薬層が光透過性水不透過性支持体の
   上に設けられている特許請求の範囲５ないし８のいずれ
   かに記載の分析要素。
10. 【請求項１０】前記試薬層が光反射性又は光不透過性で
    水不透過性の支持体の上に設けられている特許請求の範
    囲５ないし８のいずれかに記載の分析要素。