JPH0688816A - 診断試験デバイスとしての非対称サンドイッチ膜システム - Google Patents
診断試験デバイスとしての非対称サンドイッチ膜システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑な積層を行うことなく、ひとつの試験デ
バイスの中にたがいに共存できない試薬を含有すること
の容易な、診断試験デバイスを提供する。 【構成】 一方の側にマクロ細孔膜、すなわち直径が
0.2μmを越える孔を有する多孔性膜、他方の側に微
孔性膜、すなわち直径が0.2μm以下の孔を有する多
孔性膜を有する液体透過性構造的支持体を含む診断用デ
バイスで、マクロ細孔膜に塗布した液体が微孔性膜に自
由に流れる構造をとる。
バイスの中にたがいに共存できない試薬を含有すること
の容易な、診断試験デバイスを提供する。 【構成】 一方の側にマクロ細孔膜、すなわち直径が
0.2μmを越える孔を有する多孔性膜、他方の側に微
孔性膜、すなわち直径が0.2μm以下の孔を有する多
孔性膜を有する液体透過性構造的支持体を含む診断用デ
バイスで、マクロ細孔膜に塗布した液体が微孔性膜に自
由に流れる構造をとる。
Description
【0001】
【従来の技術】臨床的な化学分析法の中で、近年、診断
用試験片がますます重要性を増してきた。近年の開発は
すべて、次のような目的に集約される。
用試験片がますます重要性を増してきた。近年の開発は
すべて、次のような目的に集約される。
【0002】1)通常の湿式の化学的方法と同じ質的な
結果を達成しうるように、精度と信頼性を向上させる。
ここでは、高い均一性を生むことができるプラスチック
マトリックスを、反射率分析法と組み合わせて用いるこ
とによって、大きな進歩が可能になった。
結果を達成しうるように、精度と信頼性を向上させる。
ここでは、高い均一性を生むことができるプラスチック
マトリックスを、反射率分析法と組み合わせて用いるこ
とによって、大きな進歩が可能になった。
【0003】2)試験の範囲を、グルコースから、免疫
診断の検出反応を包含する血液中や尿中の他の分析物に
拡大する。
診断の検出反応を包含する血液中や尿中の他の分析物に
拡大する。
【0004】3)理想的なケースでは試料の塗布にのみ
制約されるように、試験の手順可可能なかぎり直接的に
する。またイギリスでしばしば技術的独立と呼ばれるこ
の種の操作独立的試験システムは、通常のふき去り試験
片に比べて、とくに訓練されていない患者による自己診
断にとって重要な進歩である。
制約されるように、試験の手順可可能なかぎり直接的に
する。またイギリスでしばしば技術的独立と呼ばれるこ
の種の操作独立的試験システムは、通常のふき去り試験
片に比べて、とくに訓練されていない患者による自己診
断にとって重要な進歩である。
【0005】前述のような性質に到達するには、とくに
乾式化学検出の要素であるマトリックス系に対して、数
々の要求がなされる。たとえば、血液の診断試験では、
試料の過剰分をふき去ることは避けなければならず、赤
血球の除去は試薬マトリックス中で起こらなければなら
ない。血清は試薬層にまで拡散して、そこで赤血球に影
響されない特殊な検出試薬と呈色反応を生じなければな
らない。
乾式化学検出の要素であるマトリックス系に対して、数
々の要求がなされる。たとえば、血液の診断試験では、
試料の過剰分をふき去ることは避けなければならず、赤
血球の除去は試薬マトリックス中で起こらなければなら
ない。血清は試薬層にまで拡散して、そこで赤血球に影
響されない特殊な検出試薬と呈色反応を生じなければな
らない。
【0006】多くの場合、検出に必要な試薬を空間的に
離した層に埋め込むことは、便利であり、あるいは必要
でさえある。ドイツ公開特許第1,598,153号公
報には、たとえば選択的な反応中のアスコルビン酸の妨
害を除去するプラスチックガーゼの形の透過性層を試薬
層と結合させるシステムが述べられている。異なるマト
リックス層に検出試薬を別々に埋め込むことは、とく
に、反応を一連で進め、最適なpH範囲が異なる酵素系
が必要な複雑な検出反応に、しばしば大きな利益があ
る。さらに、免疫診断の検出反応では、抗原、抗体、酵
素、又はその他の生物活性物質を固定化できるマトリッ
クス層が、それに加えて必要になる。
離した層に埋め込むことは、便利であり、あるいは必要
でさえある。ドイツ公開特許第1,598,153号公
報には、たとえば選択的な反応中のアスコルビン酸の妨
害を除去するプラスチックガーゼの形の透過性層を試薬
層と結合させるシステムが述べられている。異なるマト
リックス層に検出試薬を別々に埋め込むことは、とく
に、反応を一連で進め、最適なpH範囲が異なる酵素系
が必要な複雑な検出反応に、しばしば大きな利益があ
る。さらに、免疫診断の検出反応では、抗原、抗体、酵
素、又はその他の生物活性物質を固定化できるマトリッ
クス層が、それに加えて必要になる。
【0007】一般に多層マトリックス構造に基づくこの
種の検出システムの作製について、いくつかの発達がす
でに述べられている。たとえば、ヨーロッパ公開特許第
0,267,519号公報は、とくに赤血球を除くため
のガラス繊維の詰物と微孔性の高分子フィルムからなる
試薬層から本質的になる試験用担体を記載している。し
かしシステム全体は、多数の他の補助的な層、すなわち
構造全体として、検出反応に応じて7個又はそれ以上の
個々の層が比較的複雑な構造に組み合わされることが必
要である。
種の検出システムの作製について、いくつかの発達がす
でに述べられている。たとえば、ヨーロッパ公開特許第
0,267,519号公報は、とくに赤血球を除くため
のガラス繊維の詰物と微孔性の高分子フィルムからなる
試薬層から本質的になる試験用担体を記載している。し
かしシステム全体は、多数の他の補助的な層、すなわち
構造全体として、検出反応に応じて7個又はそれ以上の
個々の層が比較的複雑な構造に組み合わされることが必
要である。
【0008】複雑な製造工程に加えて、精密さへの要請
が、増加した数の個々の層をたがいに固定することを果
たすのに困難さを増す。
が、増加した数の個々の層をたがいに固定することを果
たすのに困難さを増す。
【0009】ドイツ特許第3,922,495号公報
は、膜層の間で血漿の分離ができ、したがってふき取ら
なくてもよい非対称膜マトリックスによる診断システム
を記載している。複雑な検出反応に対して、又は塗布し
た側の試料の分布を良くすることを考えて、特殊な紙又
は詰め物のような追加の層がまた、実際の試薬のマトリ
ックスの上方にに固定される。
は、膜層の間で血漿の分離ができ、したがってふき取ら
なくてもよい非対称膜マトリックスによる診断システム
を記載している。複雑な検出反応に対して、又は塗布し
た側の試料の分布を良くすることを考えて、特殊な紙又
は詰め物のような追加の層がまた、実際の試薬のマトリ
ックスの上方にに固定される。
【0010】多層の総合された分析要素、とくにゼラチ
ンフィルムに基づくものは、比較的古くからすでに知ら
れている。たとえば、米国特許第3,922,158号
に記載されている代表的な診断システムは、たとえば担
体のための個々の層、試薬層、ろ過層及び拡散層からな
る。多層ゼラチンフィルムの製造は写真で最もよく知ら
れ、製造技術に関しては困難はない。そのうえ、多層シ
ステムはフィルムとして取扱うことができ、いくつかの
層は、上述のシステムにおけるような複雑な工程でひと
つの層を他の層の上に積層又は接着しなくてもよいの
で、診断システムを与える処理もまた簡単に行える。し
かし、ゼラチンシステムの欠点は、それらが無孔性で膨
潤する層であるため、試料を塗布する間に、望まれる検
出反応のほかに、温度に大きく依存する物理化学的なプ
ロセスもまた起こるということである。
ンフィルムに基づくものは、比較的古くからすでに知ら
れている。たとえば、米国特許第3,922,158号
に記載されている代表的な診断システムは、たとえば担
体のための個々の層、試薬層、ろ過層及び拡散層からな
る。多層ゼラチンフィルムの製造は写真で最もよく知ら
れ、製造技術に関しては困難はない。そのうえ、多層シ
ステムはフィルムとして取扱うことができ、いくつかの
層は、上述のシステムにおけるような複雑な工程でひと
つの層を他の層の上に積層又は接着しなくてもよいの
で、診断システムを与える処理もまた簡単に行える。し
かし、ゼラチンシステムの欠点は、それらが無孔性で膨
潤する層であるため、試料を塗布する間に、望まれる検
出反応のほかに、温度に大きく依存する物理化学的なプ
ロセスもまた起こるということである。
【0011】この理由から、ゼラチンシステムはただ、
正確に作動することと、温度制御された条件で再現性の
あることで言及されただけである。ゼラチンシステムは
それゆえ、一定の温度と湿度の条件に維持できる大規模
な診断装置にのみ用いられている。
正確に作動することと、温度制御された条件で再現性の
あることで言及されただけである。ゼラチンシステムは
それゆえ、一定の温度と湿度の条件に維持できる大規模
な診断装置にのみ用いられている。
【0012】したがって、単一のフィルムの中に完成さ
れた多層の微孔性膜システムが、将来、診断システムを
生むために、とくに関心を持たれている。ひとつの層を
異なる層の上に複雑な積層を行うことは、その結果とし
て不必要になるであろう。この種のシステムは、孔の状
態と化学組成について調節ができる非膨潤性の重合体膜
の優れた性質を、多層ゼラチンフィルムを単にさらに加
工する可能性と結びつけるであろう。
れた多層の微孔性膜システムが、将来、診断システムを
生むために、とくに関心を持たれている。ひとつの層を
異なる層の上に複雑な積層を行うことは、その結果とし
て不必要になるであろう。この種のシステムは、孔の状
態と化学組成について調節ができる非膨潤性の重合体膜
の優れた性質を、多層ゼラチンフィルムを単にさらに加
工する可能性と結びつけるであろう。
【0013】
【発明の概要】本発明は、一方の側にマクロ細孔膜、そ
の反対側に微孔膜を有する流体透過性構造的支持体を含
む診断用試験デバイスに関する。分析すべき流体試料を
マクロ細孔膜に塗布するとき、この膜と支持体を通って
微孔性膜への流体の自由な流れの余地がある。この配置
を用いることによって、たがいに共存できない試薬を単
一の試験デバイスの中で分離して、しかも試験される流
体試験体中のグルコースのような分析物を測定する迅速
で正確な方法を提供する。たとえば、グルコースの試験
で、グルコースと特別に反応する酵素をマクロ細孔膜
に、発色指示薬を微孔性膜に含むことができる。同様に
して、たとえばヘモグロビンの試験におけるアスコルビ
ン酸塩のような、比色分析による検出を妨害する物質を
排除する試薬を、そこでは色原体と接触しないマクロ細
孔膜に配置することができる。
の反対側に微孔膜を有する流体透過性構造的支持体を含
む診断用試験デバイスに関する。分析すべき流体試料を
マクロ細孔膜に塗布するとき、この膜と支持体を通って
微孔性膜への流体の自由な流れの余地がある。この配置
を用いることによって、たがいに共存できない試薬を単
一の試験デバイスの中で分離して、しかも試験される流
体試験体中のグルコースのような分析物を測定する迅速
で正確な方法を提供する。たとえば、グルコースの試験
で、グルコースと特別に反応する酵素をマクロ細孔膜
に、発色指示薬を微孔性膜に含むことができる。同様に
して、たとえばヘモグロビンの試験におけるアスコルビ
ン酸塩のような、比色分析による検出を妨害する物質を
排除する試薬を、そこでは色原体と接触しないマクロ細
孔膜に配置することができる。
【0014】
【発明の構成】驚くべきことに、重合体の織物又は不織
布の支持体に接着するある種の膜はサンドイッチ状構造
を有する二重膜を作るのに適していることが見出され
た。こうした二重膜では、2個の異なる膜は、それぞれ
の場合、重合性の織物又は不織布の担体物質の反対側に
位置している。
布の支持体に接着するある種の膜はサンドイッチ状構造
を有する二重膜を作るのに適していることが見出され
た。こうした二重膜では、2個の異なる膜は、それぞれ
の場合、重合性の織物又は不織布の担体物質の反対側に
位置している。
【0015】サンドイッチ構造は、顕著な吸収性を有
し、検出反応の間、塗布側として用いられるマクロ細孔
膜が、織物担体物質の一方の側に位置するように形成さ
れる。
し、検出反応の間、塗布側として用いられるマクロ細孔
膜が、織物担体物質の一方の側に位置するように形成さ
れる。
【0016】織物の他方の側に接着しているポリマー膜
は、試薬層として用いられ、好ましくは微孔性である。
マクロ細孔膜は好ましくは孔の大きさが直径0.2μm
よりも大きく、代表的には20μmまでであり、微孔性
膜は、これに関連して、約0.2μm又はそれ以下の孔
径を有すると理解される。
は、試薬層として用いられ、好ましくは微孔性である。
マクロ細孔膜は好ましくは孔の大きさが直径0.2μm
よりも大きく、代表的には20μmまでであり、微孔性
膜は、これに関連して、約0.2μm又はそれ以下の孔
径を有すると理解される。
【0017】非対称的な構造を有する膜、たとえばドイ
ツ特許3,922,495号明細書に記載されているよ
うなDralon膜が、好ましくは微孔性試薬層として用いら
れる。これらの膜の特別な利点は、試料を膜の裏に塗布
する間に、膜の間で赤血球を除去できることである。
ツ特許3,922,495号明細書に記載されているよ
うなDralon膜が、好ましくは微孔性試薬層として用いら
れる。これらの膜の特別な利点は、試料を膜の裏に塗布
する間に、膜の間で赤血球を除去できることである。
【0018】サンドイッチ膜の塗布側と試薬側は、孔の
状態に加えて、試薬マトリックスの化学構造もまた異な
ることができる。たとえば、実施例が示すように、遊離
のアミノ基を含有するマクロ細孔性の塗布層を遊離のカ
ルボキシル基を含有する微孔性の試薬層と組み合わせる
ことも可能である。この種のサンドイッチ膜に対し、ア
ミノ基を含有するマクロ細孔性の塗布層にヨウ素酸又は
過ヨウ素酸の水溶液で含浸することによって、イオン結
合によって固定化されたアスコルビン酸を選択的に破壊
する酸化剤を導入することができる。一方、試薬層の遊
離カルボキシル基は、酵素試薬系及び形成された反応色
を安定化するのに有利である。ドイツ公開特許第3,0
12,368号公報によると、3,3′,5,5′−テ
トラメチルベンジジンのような指示薬と組み合わせて用
いることが、酸化能力のゆえに可能にならないのに対し
て、サンドイッチ状マトリックス構造と結合してイオン
的固定を行うことによって、予期しなかったことに、選
択的にアスコルビン酸を破壊するために過ヨウ素酸塩を
用いることもまた可能である。
状態に加えて、試薬マトリックスの化学構造もまた異な
ることができる。たとえば、実施例が示すように、遊離
のアミノ基を含有するマクロ細孔性の塗布層を遊離のカ
ルボキシル基を含有する微孔性の試薬層と組み合わせる
ことも可能である。この種のサンドイッチ膜に対し、ア
ミノ基を含有するマクロ細孔性の塗布層にヨウ素酸又は
過ヨウ素酸の水溶液で含浸することによって、イオン結
合によって固定化されたアスコルビン酸を選択的に破壊
する酸化剤を導入することができる。一方、試薬層の遊
離カルボキシル基は、酵素試薬系及び形成された反応色
を安定化するのに有利である。ドイツ公開特許第3,0
12,368号公報によると、3,3′,5,5′−テ
トラメチルベンジジンのような指示薬と組み合わせて用
いることが、酸化能力のゆえに可能にならないのに対し
て、サンドイッチ状マトリックス構造と結合してイオン
的固定を行うことによって、予期しなかったことに、選
択的にアスコルビン酸を破壊するために過ヨウ素酸塩を
用いることもまた可能である。
【0019】検出試薬は、ドイツ公開特許第3,49
7,359号公報に記載されているように、流延溶液の
中で撹拌する(水に不溶性の試薬の場合に)か、含浸す
るか、これらの2つの方法の組合せによるかで導入され
る。これに関して、米国特許第4,837,043号明
細書に記載された押出し法は、好ましくは含浸に用いら
れ、サンドイッチ膜の前と後に異なる試薬を別々に導入
することができる。
7,359号公報に記載されているように、流延溶液の
中で撹拌する(水に不溶性の試薬の場合に)か、含浸す
るか、これらの2つの方法の組合せによるかで導入され
る。これに関して、米国特許第4,837,043号明
細書に記載された押出し法は、好ましくは含浸に用いら
れ、サンドイッチ膜の前と後に異なる試薬を別々に導入
することができる。
【0020】当初の考えや最近の知識とは反対に、サン
ドイッチ状構造を有する膜を作製することは、けっして
取るに足らないことではない。すなわち、最初の試みで
は、たとえば支持体側にポリアクリロニトリルのポリマ
ー流延溶液とともに被覆され、水浴中で凝固させたたと
えばポリスルホン膜のような限外ろ過膜が用いられた。
並行的な試みでは、同様な流延溶液をポリマーの詰物、
すなわち担体物質としての不織布支持構造に、また診断
用試験片として、たとえばドイツ公開特許第3,40
7,359号公報に記載された無孔性ポリマー膜に被覆
した。並行した双方の例で欠陥のない膜を得ることが可
能であったが、それらはサンドイッチ膜に導かず、限外
ろ過膜の詰物側への被覆は非常に欠陥のある皮膜を与
え、それは望まれた意図する用途にはまったく使用でき
ない。
ドイッチ状構造を有する膜を作製することは、けっして
取るに足らないことではない。すなわち、最初の試みで
は、たとえば支持体側にポリアクリロニトリルのポリマ
ー流延溶液とともに被覆され、水浴中で凝固させたたと
えばポリスルホン膜のような限外ろ過膜が用いられた。
並行的な試みでは、同様な流延溶液をポリマーの詰物、
すなわち担体物質としての不織布支持構造に、また診断
用試験片として、たとえばドイツ公開特許第3,40
7,359号公報に記載された無孔性ポリマー膜に被覆
した。並行した双方の例で欠陥のない膜を得ることが可
能であったが、それらはサンドイッチ膜に導かず、限外
ろ過膜の詰物側への被覆は非常に欠陥のある皮膜を与
え、それは望まれた意図する用途にはまったく使用でき
ない。
【0021】他の試みでは、ドイツ特許3,922,4
95号公報の診断用マトリックスに関連して開発され
た、ポリマー織物に接着したDralon(商標、後述)マト
リックスが用いられた。ここでもDralon膜の織物側をポ
リマー流延溶液で被覆し、サンドイッチ状構造を有する
膜に凝固した。上述の限外ろ過膜への被覆に類似して、
ここでも多くの欠陥を有する膜層が得られた。新しく形
成された膜の欠陥は、一般に空気を含む泡になる。
95号公報の診断用マトリックスに関連して開発され
た、ポリマー織物に接着したDralon(商標、後述)マト
リックスが用いられた。ここでもDralon膜の織物側をポ
リマー流延溶液で被覆し、サンドイッチ状構造を有する
膜に凝固した。上述の限外ろ過膜への被覆に類似して、
ここでも多くの欠陥を有する膜層が得られた。新しく形
成された膜の欠陥は、一般に空気を含む泡になる。
【0022】驚くべきことに、サンドイッチ膜の製造
は、ドイツ特許第3,809,523号明細書に記載さ
れたように、被覆のためにポリマー織物に接着したマク
ロ細孔膜を用いることによって、問題なく達成される。
この方法では、ドイツ特許第3,922,495号明細
書に記載されたようなDralon(商標)ポリマー(ポリア
クリロニトリル)の流延溶液を、ドイツ特許第3,80
9,523号明細書に記載されたようなマクロ細孔性ポ
リマーブレンド膜の織物側に被覆し、凝固させる。乾燥
した後に、サンドイッチ状構造を有する膜マトリックス
が得られ、マクロ細孔性ポリマーブレンド膜が織物物質
の一方の側に、微孔性の非対称Dralon(商標)膜が他方
の側に存在する。
は、ドイツ特許第3,809,523号明細書に記載さ
れたように、被覆のためにポリマー織物に接着したマク
ロ細孔膜を用いることによって、問題なく達成される。
この方法では、ドイツ特許第3,922,495号明細
書に記載されたようなDralon(商標)ポリマー(ポリア
クリロニトリル)の流延溶液を、ドイツ特許第3,80
9,523号明細書に記載されたようなマクロ細孔性ポ
リマーブレンド膜の織物側に被覆し、凝固させる。乾燥
した後に、サンドイッチ状構造を有する膜マトリックス
が得られ、マクロ細孔性ポリマーブレンド膜が織物物質
の一方の側に、微孔性の非対称Dralon(商標)膜が他方
の側に存在する。
【0023】他の試みでは、微細ろ過膜、たとえば Pa
ll氏らによるBiodyne (商標)は第2の膜の被覆に適し
ている。ここでナイロンBiodyne (商標)は、上述のマ
クロ細孔性ポリマーブレンド膜(塗布側)の機能を果た
すと推定される。
ll氏らによるBiodyne (商標)は第2の膜の被覆に適し
ている。ここでナイロンBiodyne (商標)は、上述のマ
クロ細孔性ポリマーブレンド膜(塗布側)の機能を果た
すと推定される。
【0024】
【発明の効果】効率を評価するために、グルコースの検
出系(グルコースオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ、
3,3′,5,5′−テトラメチルベンジジン=TM
B)を本発明によるサンドイッチ状の診断用マトリック
スに混入し、全血を試験した。より詳細に示すように、
まず、ドイツ特許第3,809,523号明細書と同様
に、ポリエステル織布のマクロ細孔性ポリマーブレンド
膜を作成し、乾燥した後、米国出願特許第539,43
6号明細書によって処方したTMB含有ポリアクリロニ
トリル(商標Dralon)で被覆し、凝固させて乾燥した。
それからグルコースオキシダーゼとペルオキシダーゼの
含浸溶液で微孔性Dralon(商標)膜の表面を被覆して、
乾燥した。
出系(グルコースオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ、
3,3′,5,5′−テトラメチルベンジジン=TM
B)を本発明によるサンドイッチ状の診断用マトリック
スに混入し、全血を試験した。より詳細に示すように、
まず、ドイツ特許第3,809,523号明細書と同様
に、ポリエステル織布のマクロ細孔性ポリマーブレンド
膜を作成し、乾燥した後、米国出願特許第539,43
6号明細書によって処方したTMB含有ポリアクリロニ
トリル(商標Dralon)で被覆し、凝固させて乾燥した。
それからグルコースオキシダーゼとペルオキシダーゼの
含浸溶液で微孔性Dralon(商標)膜の表面を被覆して、
乾燥した。
【0025】膜を全血と、グルコース含有量を増したグ
ルコース水溶液とで試験した。比較として、ドイツ特許
第3,922,495号明細書に基づいて作製した。相
当するDralon(商標)の単層膜を用いた。試験結果は、
サンドイッチ状構造を有する試験システムがとくに有利
であることを示した。血液を反対側に塗布した後に、双
方のケースで、赤血球に影響されない呈色反応を観察す
ることができたが、塗布側における血液試料が均一に分
布することと、表面にある過剰の試料が除かれるという
課題については、サンドイッチ膜の場合が実質的により
有利である。サンドイッチシステムの場合には、色を変
える能力について、より有利な結果を達成することも可
能である。
ルコース水溶液とで試験した。比較として、ドイツ特許
第3,922,495号明細書に基づいて作製した。相
当するDralon(商標)の単層膜を用いた。試験結果は、
サンドイッチ状構造を有する試験システムがとくに有利
であることを示した。血液を反対側に塗布した後に、双
方のケースで、赤血球に影響されない呈色反応を観察す
ることができたが、塗布側における血液試料が均一に分
布することと、表面にある過剰の試料が除かれるという
課題については、サンドイッチ膜の場合が実質的により
有利である。サンドイッチシステムの場合には、色を変
える能力について、より有利な結果を達成することも可
能である。
【0026】すでに述べたような、グルコース試験にお
いてアスコルビン酸の選択的な保護が例として用いられ
るように、関連する反応を有する試料に関しては、さら
に顕著な利益がなされた。以下の実施例が示すように、
アスコルビン酸抗酸化剤が塗布層に固定されることによ
って、単層マトリックスに比べてアスコルビン酸のより
効果的な保護を顕著に達成することができる。
いてアスコルビン酸の選択的な保護が例として用いられ
るように、関連する反応を有する試料に関しては、さら
に顕著な利益がなされた。以下の実施例が示すように、
アスコルビン酸抗酸化剤が塗布層に固定されることによ
って、単層マトリックスに比べてアスコルビン酸のより
効果的な保護を顕著に達成することができる。
【0027】さらに研究を進めて、予期しないことに、
ポリエチレンイミン含有マクロ細孔膜層が驚くべき結合
強さで酵素を固定化することが見出された。これは以下
の実験を比較して見出された。塗布層としてマクロ細孔
性ポリエチレンイミン含有膜、試薬層としてTMB含有
微孔性Dralon膜を有するサンドイッチ膜の試薬層側に、
グルコースオキシダーゼとペルオキシダーゼの酵素含浸
溶液を、ハンドドクターブレードによって塗布し、乾燥
した。並行試料では、酵素被覆はマクロ細孔性塗布層側
に実施した。
ポリエチレンイミン含有マクロ細孔膜層が驚くべき結合
強さで酵素を固定化することが見出された。これは以下
の実験を比較して見出された。塗布層としてマクロ細孔
性ポリエチレンイミン含有膜、試薬層としてTMB含有
微孔性Dralon膜を有するサンドイッチ膜の試薬層側に、
グルコースオキシダーゼとペルオキシダーゼの酵素含浸
溶液を、ハンドドクターブレードによって塗布し、乾燥
した。並行試料では、酵素被覆はマクロ細孔性塗布層側
に実施した。
【0028】直接に及び洗い出す試みの後に、診断シス
テムをグルコース溶液を含有する水又は緩衝液で試験し
た。両方の場合とも、洗浄しない試片では良好な反応性
を示すのに対し、洗浄後にはサンドイッチ膜の場合にの
み、変わらない反応性が見られた。
テムをグルコース溶液を含有する水又は緩衝液で試験し
た。両方の場合とも、洗浄しない試片では良好な反応性
を示すのに対し、洗浄後にはサンドイッチ膜の場合にの
み、変わらない反応性が見られた。
【0029】このケースは特殊なものではないサンドイ
ッチ状の膜構造であるが、他の実験が示すように、ドイ
ツ特許第3,809,523号に記載されたマクロ細孔
性ポリマーブレンド膜の構造は酵素の固定化に対して能
力があり、イオン交換能力のあるポリマー、たとえば遊
離のアミノ基に対してポリエチレンイミン、又は遊離の
カルボキシル基に対してポリアクリル酸を加えることに
よって、さらに結合強度を増すことが可能である。
ッチ状の膜構造であるが、他の実験が示すように、ドイ
ツ特許第3,809,523号に記載されたマクロ細孔
性ポリマーブレンド膜の構造は酵素の固定化に対して能
力があり、イオン交換能力のあるポリマー、たとえば遊
離のアミノ基に対してポリエチレンイミン、又は遊離の
カルボキシル基に対してポリアクリル酸を加えることに
よって、さらに結合強度を増すことが可能である。
【0030】
【実施例】本発明による多層マトリックスシステムをさ
らに説明するために、以下の実施例を用いる。
らに説明するために、以下の実施例を用いる。
【0031】実施例1 マクロ細孔性ポリマーブレンド層及び微孔性ポリアクリ
ロニトリル膜からサンドイッチ膜の作製
ロニトリル膜からサンドイッチ膜の作製
【0032】a)マクロ細孔性ポリマーブレンド膜 ポリマーブレンド流延溶液を、次の成分から調製した。 ポリアクリロニトリル(商標Dralon T、Bayer AG製) 9.55g ポリウレタン(Desmopan KBH、Bayer AG製) 34.01g ポリ酢酸ビニル(Mowilith 50、Hoechst AG製) 56.44g タルク AT1(ノルウェー製タルク) 193.53g ジメチルスルホキシド(DMSO) 592.17g Pluronic L 62(ポリプロピレンオキシド、BASF社製) 3.91g
【0033】流延溶液を高速溶解機によって調製した。
それを25μmのふるいでろ過し、真空中で脱ガスし
た。
それを25μmのふるいでろ過し、真空中で脱ガスし
た。
【0034】ポリエステル織物(PES 1973, Verseidag
氏、Krefeld 氏)に、ドクターブレードを用いる湿式被
覆によって、流延溶液で250μmの厚さに被覆し、つ
いで水中で凝固し、温風で乾燥した。
氏、Krefeld 氏)に、ドクターブレードを用いる湿式被
覆によって、流延溶液で250μmの厚さに被覆し、つ
いで水中で凝固し、温風で乾燥した。
【0035】ドイツ特許第3,809,523号明細書
は、用いられたポリマーの化学構造についての情報を提
供している。
は、用いられたポリマーの化学構造についての情報を提
供している。
【0036】b)微孔性ポリアクリロニトリル膜 流延溶液は高速溶解機によって次の成分から調製した。 Dralon N (商標、アニオン修飾ポリアクリロニトリル、Bayer AG製) 100.0g ジメチルスルホキシド(DMSO) 596.3g 硫酸バリウム(Blanc Fixe mikron、 Sachtleben ) 156.4g 3,3′,5,5′−テトラメチルベンジジン(TMB) 8.4g
【0037】ろ過と脱ガスの後、a)で作製したマクロ
細孔膜の織物側に、ぬれた層の厚さが150μmになる
ように塗布し、水中で凝固させた。乾燥した後に、サン
ドイッチ状構造の膜が得られた。
細孔膜の織物側に、ぬれた層の厚さが150μmになる
ように塗布し、水中で凝固させた。乾燥した後に、サン
ドイッチ状構造の膜が得られた。
【0038】診断システムの性質を試験するために、膜
の微孔性Dralon側を、次の組成の酵素含浸溶液で、湿式
被覆によって100μmの被覆を行い、乾燥した。 119mgのグルコースオキシダーゼ (180単位/mg) 335mgのペルオキシダーゼ (149単位/mg) 500mgのTriton X100
の微孔性Dralon側を、次の組成の酵素含浸溶液で、湿式
被覆によって100μmの被覆を行い、乾燥した。 119mgのグルコースオキシダーゼ (180単位/mg) 335mgのペルオキシダーゼ (149単位/mg) 500mgのTriton X100
【0039】クエン酸緩衝液(pH5.5、0.2ml)
を50mlの補正マークまで希釈して用いた。全血とグル
コース水溶液(50,100,250,400及び60
0mg/dl)で試験を行った。
を50mlの補正マークまで希釈して用いた。全血とグル
コース水溶液(50,100,250,400及び60
0mg/dl)で試験を行った。
【0040】全血をマクロ細孔性膜層に塗布して数分
後、反対側の赤血球による影響を受けずに、呈色反応を
観察することができた。
後、反対側の赤血球による影響を受けずに、呈色反応を
観察することができた。
【0041】塗布した血液(10μl )は自然に、かつ
均一に0.5×0.5cmの試験領域に分布し、約10秒
後には試薬マトリックスに大きく吸収された。
均一に0.5×0.5cmの試験領域に分布し、約10秒
後には試薬マトリックスに大きく吸収された。
【0042】濃度に応じて色の強度を増した青色の発色
は、その結果として、標準溶液と良好な識別能力を生じ
た。
は、その結果として、標準溶液と良好な識別能力を生じ
た。
【0043】比較実施例として、b)に記載したポリア
クリロニトリルの処方でポリエステル織物を被覆し、ド
イツ特許第3,922,495号によるグルコース試験
のための単層膜として用いた。
クリロニトリルの処方でポリエステル織物を被覆し、ド
イツ特許第3,922,495号によるグルコース試験
のための単層膜として用いた。
【0044】類似のサイドイッチ系と比較すると、塗布
した血液は、塗布側における分布が著しく劣り、そこで
反対側の試薬側の青色の発色もまた不均一であった。作
用期間を比較的長くした後でさえ、塗布された試料の支
配的な量はなお塗布側にあった。
した血液は、塗布側における分布が著しく劣り、そこで
反対側の試薬側の青色の発色もまた不均一であった。作
用期間を比較的長くした後でさえ、塗布された試料の支
配的な量はなお塗布側にあった。
【0045】実施例2 マクロ性塗布層のアスコルビン酸保護を伴うサンドイッ
チ膜 a)ポリエチレンイミン含有マクロ細孔性ポリマーブレ
ンド膜 1.04gのポリエチレンイミン(商標Polyimin P 、 B
ASF 社製)を実施例1a)に記載された流延溶液にさら
に加えた。実施例1a)と同様にして膜を作製した。 b)微孔性TMB含有ポリアクリロニトリル膜 実施例2a)の織物側に、実施例1b)と同様にして膜
を作製した。
チ膜 a)ポリエチレンイミン含有マクロ細孔性ポリマーブレ
ンド膜 1.04gのポリエチレンイミン(商標Polyimin P 、 B
ASF 社製)を実施例1a)に記載された流延溶液にさら
に加えた。実施例1a)と同様にして膜を作製した。 b)微孔性TMB含有ポリアクリロニトリル膜 実施例2a)の織物側に、実施例1b)と同様にして膜
を作製した。
【0046】並行的な実験で、ポリエチレンイミン含有
塗布層に、下記の含浸溶液を含浸した(ハンドドクター
ブレード、10μm湿式塗布)。 a)0.25%の過ヨウ素酸水溶液 b)0.25%のヨウ素酸水溶液、そして温風による乾
燥
塗布層に、下記の含浸溶液を含浸した(ハンドドクター
ブレード、10μm湿式塗布)。 a)0.25%の過ヨウ素酸水溶液 b)0.25%のヨウ素酸水溶液、そして温風による乾
燥
【0047】下記の試料溶液を用いて、アスコルビン酸
への抵抗性を試験する形で、試験を実施した。
への抵抗性を試験する形で、試験を実施した。
【0048】
【表1】
【0049】結果 過ヨウ素酸含浸を用いて:試料溶液4では非常に弱い反
応性、試料溶液8では減少した反応性が見られた。すべ
ての場合、反応性は比較対照である1又は5に類似して
いる。商業的な試験片と比較すると、このように従来の
技術に対してすぐれている。
応性、試料溶液8では減少した反応性が見られた。すべ
ての場合、反応性は比較対照である1又は5に類似して
いる。商業的な試験片と比較すると、このように従来の
技術に対してすぐれている。
【0050】ヨウ素酸含浸を用いて:すべての場合、試
料溶液4及び8の場合でさえ、ほとんど反応性の減少が
認められない。アスコルビン酸を完全に保護したこの種
の試験片は、今までに知られていない。
料溶液4及び8の場合でさえ、ほとんど反応性の減少が
認められない。アスコルビン酸を完全に保護したこの種
の試験片は、今までに知られていない。
【0051】実施例3 マクロ細孔性塗布層は遊離のカルボキシル基をもつサン
ドイッチ膜 a)ポリアクリル酸含有マクロ細孔性ポリマーブレンド
膜 1.04gのポリアクリル酸(63%水溶液、Janssen-
Chimica 社製)を、実施例1a)に記載された流延溶液
にさらに加えた。実施例1a)と同様に膜を作成した。 b)微孔性TMB含有ポリアクリロニトリル膜 実施例3a)で作成した膜の織物側に、実施例1b)と
同様に膜を作成した。
ドイッチ膜 a)ポリアクリル酸含有マクロ細孔性ポリマーブレンド
膜 1.04gのポリアクリル酸(63%水溶液、Janssen-
Chimica 社製)を、実施例1a)に記載された流延溶液
にさらに加えた。実施例1a)と同様に膜を作成した。 b)微孔性TMB含有ポリアクリロニトリル膜 実施例3a)で作成した膜の織物側に、実施例1b)と
同様に膜を作成した。
【0052】実施例4 ヘキソキナーゼ法によるグルコースの検定 a)マクロ細孔性ポリマーブレンド膜 実施例1と同様にして膜を作成した。 b)微孔性ポリアクリロニトリル膜 Dralon N (アニオン修飾ポリアクリロニトリル、Bayer AG製) 100.0g ジメチルスルホキシド(DMSO) 596.3g 酸化チタン(RKB2,Bayer AG製) 156.4g ヨードニトロテトラゾリウムクロリド(INT) 8.4g 溶液A 下記を15mlの水に溶解し、水酸化ナトリウムでpH7
に調整した。 3.0gのアデノシントリリン酸(ATP、Behringwer
ke社製) 0.3gのヘキソキナーゼ(Genzyme 、145単位/m
g) 0.5gのPIPES 緩衝剤(Boehringer M) 0.5gの酢酸マグネシウム(Fluka 社製) 溶液B 下記を15mlの水に溶解し、水酸化ナトリウムでpH7
に調整した。 0.6gのニコチンアミドアデノシンジヌクレオチド
(NAD、Sigma 社製) 0.2gのグルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼ
(Genzyme 、333単位/mg) 0.6gのジアホラーゼ(Genzyme 、89.5単位/m
g) 0.3gのPIPES 緩衝剤 0.3gのBSA(ウシアルブミン、Fluka 社製)
に調整した。 3.0gのアデノシントリリン酸(ATP、Behringwer
ke社製) 0.3gのヘキソキナーゼ(Genzyme 、145単位/m
g) 0.5gのPIPES 緩衝剤(Boehringer M) 0.5gの酢酸マグネシウム(Fluka 社製) 溶液B 下記を15mlの水に溶解し、水酸化ナトリウムでpH7
に調整した。 0.6gのニコチンアミドアデノシンジヌクレオチド
(NAD、Sigma 社製) 0.2gのグルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼ
(Genzyme 、333単位/mg) 0.6gのジアホラーゼ(Genzyme 、89.5単位/m
g) 0.3gのPIPES 緩衝剤 0.3gのBSA(ウシアルブミン、Fluka 社製)
【0053】含浸溶液Aをマクロ細孔膜の側に、ハンド
ドクターブレードによって層の厚さ15μmに含浸し、
乾燥した。
ドクターブレードによって層の厚さ15μmに含浸し、
乾燥した。
【0054】同様の手順を含浸溶液Bに用いて、しかし
膜の指示薬を含有する微孔性の側に処理した。
膜の指示薬を含有する微孔性の側に処理した。
【0055】並行した比較の実施例として、含浸溶液A
及びBを混合して微孔性試薬層に塗布した。
及びBを混合して微孔性試薬層に塗布した。
【0056】両方のケースで、全血を反対側に塗布した
後に、赤外球に影響されない赤色の呈色反応が得られ
た。しかし並行した実施例の場合、反応はより緩やかに
進行して、より不均一な変色をもたらした。
後に、赤外球に影響されない赤色の呈色反応が得られ
た。しかし並行した実施例の場合、反応はより緩やかに
進行して、より不均一な変色をもたらした。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 33/52 B 7055−2J (72)発明者 ロルフ・ダイン ドイツ連邦共和国、クレフェルド 4150、 デスヴァティネスシュトラーセ 30
Claims (10)
- 【請求項1】 一方の側にマクロ細孔膜、その反対側に
微孔性膜を有する流体透過性構造的支持体を含む診断用
試験デバイス。 - 【請求項2】 マクロ細孔膜が直径0.2μmを越える
孔を含有し、微孔性膜が直径0.2μm以下の孔を含有
する請求項1記載の試験デバイス。 - 【請求項3】 マクロ細孔膜に塗布した分析物を検出す
るための比色指示薬系を微孔性膜に含有し、該呈色指示
薬系と共存できない試薬をマクロ細孔膜に混入する請求
項1記載の診断用試験デバイス。 - 【請求項4】 微孔性層にニコチンアミドアデニンジヌ
クレオチド、グルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼ
及びジアホラーゼを含有し、マクロ細孔層にヘキソキナ
ーゼ及び緩衝剤を含有する請求項3記載の診断用試験デ
バイス。 - 【請求項5】 マクロ細孔層に該マクロ細孔層の試料中
の分析物をを検出する検定の妨害を抑制する物質を含有
し、微孔性層に発色性物質を含有する請求項1記載の診
断用試験デバイス。 - 【請求項6】 マクロ細孔層が試料中に存在するアスコ
ルビン酸塩をそこに結び付けてそれによって酸化し、微
孔性層の中の指示薬と接触することを防ぐヨウ素酸イオ
ンを有するポリエチレンイミンを含む請求項5記載のデ
バイス。 - 【請求項7】 一方の側に、直径0.2μmを越える孔
の中にアデノシントリリン酸とヘキソキナーゼを有する
多孔性重合性層、反対側に、ニコチンアミドアデニンジ
ヌクレオチド、グルコース−6−リン酸デヒドロゲナー
ゼ、ジアホラーゼ及び緩衝剤とともにそこに含浸された
発色性指示薬を有するポリアクリロニトリルを有する透
過性ポリエステル支持体を含む、液体試料中に存在する
グルコースを検出するための診断用デバイス。 - 【請求項8】 請求項7記載のデバイスのマイクロ細孔
性表面に液体を塗布することを含む、液体試料中のグル
コースの存在及び/又は量を検出する方法。 - 【請求項9】 一方の側に、そこに含浸されたヨウ素酸
イオンを有するポリエチレンイミンを含むマクロ細孔膜
と、支持体の反対側に、分散された発色性指示薬を有す
る微孔性膜を有する流体透過性支持体を含む、流体試料
中の分析物の存在を検出する診断試験デバイス。 - 【請求項10】 マクロ細孔膜がポリエチレンイミン、
ポリアクリロニトリル、ポリウレタン及びポリ酢酸ビニ
ルの混合物を含み、微孔性膜がポリアクリロニトリルを
含む請求項9記載のデバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4015157.3 | 1990-05-11 | ||
| DE4015157A DE4015157A1 (de) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Asymetrische sandwich-membranen fuer diagnose-teststreifen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0688816A true JPH0688816A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=6406190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3133378A Pending JPH0688816A (ja) | 1990-05-11 | 1991-05-10 | 診断試験デバイスとしての非対称サンドイッチ膜システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5160436A (ja) |
| EP (1) | EP0456098A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0688816A (ja) |
| AU (1) | AU633210B2 (ja) |
| DE (1) | DE4015157A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130305689A1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | Louis A. Belanger | Method and device for exhaust gas management |
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| US5672465A (en) * | 1990-04-09 | 1997-09-30 | Jp Laboratories, Inc. | Polyethyleneimine binder complex films |
| GB9113211D0 (en) * | 1991-06-19 | 1991-08-07 | Hypoguard Uk Ltd | Support membrane |
| DE4212280A1 (de) | 1992-04-11 | 1993-10-14 | Boehringer Mannheim Gmbh | Asymmetrisch poröse Membranen |
| DE4238389A1 (de) * | 1992-11-13 | 1994-05-19 | Bayer Ag | Verfahren zur Durchführung immundiagnostischer Nachweise |
| CA2127172C (en) * | 1993-08-05 | 1998-07-14 | Amy H. Chu | Analyte detection device and process |
| US5526120A (en) * | 1994-09-08 | 1996-06-11 | Lifescan, Inc. | Test strip with an asymmetrical end insuring correct insertion for measuring |
| US6335203B1 (en) | 1994-09-08 | 2002-01-01 | Lifescan, Inc. | Optically readable strip for analyte detection having on-strip orientation index |
| ES2168389T3 (es) * | 1994-09-08 | 2002-06-16 | Lifescan Inc | Tira de lectura optica y patron incorporado para la deteccion de un analito. |
| US5563031A (en) * | 1994-09-08 | 1996-10-08 | Lifescan, Inc. | Highly stable oxidative coupling dye for spectrophotometric determination of analytes |
| JPH1033196A (ja) * | 1996-07-23 | 1998-02-10 | Unitika Ltd | 試験片 |
| WO2000063423A2 (en) * | 1999-04-16 | 2000-10-26 | Zymetx, Inc. | Viral detection method using viral encoded enzymes and chemiluminescent substrates |
| US6699720B1 (en) | 2000-05-26 | 2004-03-02 | Development Center For Biotechnology | Interference-eliminating membranes, test strips, kits and methods for use in uric acid assay |
| DE102005011544A1 (de) * | 2005-03-10 | 2006-09-14 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Polymermembran sowie Polymermembran |
| JP6017585B2 (ja) * | 2012-01-23 | 2016-11-02 | ヴェンタナ メディカル システムズ, インク. | 色素原溶液のポリマー安定化 |
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| US4169014A (en) * | 1976-08-16 | 1979-09-25 | Amerace Corporation | Method of immobilizing proteinaceous substances |
| DE3012368C2 (de) * | 1980-03-29 | 1982-04-15 | Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim | Verfahren und diagnostische Mittel zum Nachweis von Redox-Reaktionen |
| DE3407359A1 (de) * | 1984-02-29 | 1985-08-29 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Testvorrichtung und methode zum nachweis einer komponente einer fluessigen probe |
| US4935346A (en) * | 1986-08-13 | 1990-06-19 | Lifescan, Inc. | Minimum procedure system for the determination of analytes |
| US4774192A (en) * | 1987-01-28 | 1988-09-27 | Technimed Corporation | A dry reagent delivery system with membrane having porosity gradient |
| EP0288793A3 (en) * | 1987-04-22 | 1990-04-25 | Abbott Laboratories | Cartridge and methods for performing a solid-phase immunoassay |
| DE3725766A1 (de) * | 1987-08-04 | 1989-02-16 | Boehringer Mannheim Gmbh | Testtraeger zur bestimmung eines analyten aus blut und verfahren zu seiner herstellung |
| DE3809523A1 (de) * | 1988-03-22 | 1989-10-12 | Miles Inc | Verfahren zur herstellung von poroesen membranen, die damit hergestellten membranen und deren verwendung als traegermatrices in teststreifen |
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| US5039421A (en) * | 1989-10-02 | 1991-08-13 | Aligena Ag | Solvent stable membranes |
-
1990
- 1990-05-11 DE DE4015157A patent/DE4015157A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-04-30 US US07/693,379 patent/US5160436A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-01 EP EP19910107048 patent/EP0456098A3/en not_active Withdrawn
- 1991-05-10 AU AU76480/91A patent/AU633210B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-10 JP JP3133378A patent/JPH0688816A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0456098A2 (en) | 1991-11-13 |
| AU633210B2 (en) | 1993-01-21 |
| AU7648091A (en) | 1991-11-14 |
| DE4015157A1 (de) | 1991-11-14 |
| EP0456098A3 (en) | 1991-12-27 |
| US5160436A (en) | 1992-11-03 |
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