JPH09229931A - 診断試験キツトにおける機能層としての黒鉛不織布 - Google Patents

診断試験キツトにおける機能層としての黒鉛不織布

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 血液試料成分の検出に適する試験系の提供。 【解決手段】 試料塗布層を黒鉛不織布又は黒鉛織布か
ら作成した多層試験キット。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、血液成分の分析の
ために血液と対応する試験材から細胞成分を除去するた
めの黒鉛不織布と黒鉛織布の使用に関する。
【0002】
【従来の技術】全血からの血清又は血漿の分離は、臨床
化学において最も重要である。特に、血液成分の多くの
診断検出反応は、赤血球が分離された後においてのみ、
損傷なしに進行する。これは、特に、反射率計により、
若しくは視覚的に、又は電気化学的に評価される着色反
応に当てはまる。
【0003】赤血球を分離するための最も一般の形態
は、遠心分離である。しかし、これはは、特に少量血液
試料に関する問題を提起し、そのため、例えば、ドイツ
特許出願公告25 59 242号において記載される
如く、一連の補助手段が、これに対して公知である。
【0004】家庭使用者条件下での血糖監視の如く、試
験ストリップを用い全血分析の分野では、特殊な赤血球
保持支持体の使用が、特に重要である。
【0005】先行技術として、試薬層と、互いに異なっ
てもよい少なくとも一つ以上のガラス繊維層からなる赤
血球分離帯を含む多層試験系が、例示される(米国特許
第4477 575号)。
【0006】全血が、ガラス繊維層に塗布され、赤血球
は、凝集作用の結果として、この層へ吸着され、血漿と
血清は、試薬層へ拡散し、そこで検出反応が、赤血球に
妨害されることなしに進行する。
【0007】欧州特許第133 895号において記載
される如く、ガラス繊維層は、赤血球の凝固又は凝集作
用の影響を有する極性染料のような、補助試薬を含んで
なる。
【0008】ドイツ特許出願公告第30 29 579
号によれば、ガラス繊維は緩く積み重ねられ、紙、不織
布又はフェルトの形態で加工され、ガラス繊維を充填し
たカラムも特許請求されている。米国特許第4 477
575号によれば、使用されるガラス繊維は、0.2
〜5.0μmの直径を有し、0.1〜0.5g/cm2
の密度を有する。
【0009】ガラス繊維不織布の赤血球保持支持体を有
する診断試験系の不都合は、比較的高い全血量が要求さ
れることであり、公知のReflotron(商標)グ
ルコース試験系については約10μlである。しかし、
例えば5μl以下の少量の血液は、特に、できるだけ痛
みなしに、血液を獲得するのに大いに有利である。
【0010】ガラス繊維不織布の別の重要な不都合は、
例えば、薄い吸取紙に対して知られている値よりもずっ
と小さな機械的強度である。
【0011】機械的作業、例えば、引裂き強さを必要と
する従来の機械を使用する切削又は含浸は、結果とし
て、例外なく困難になる。
【0012】国際公開第94/27140号は、例え
ば、凝集剤としてデキストラン、ポリリシン、ポリブレ
ン又はプロタミンを含む多孔質膜マトリックスの赤血球
保持層を記載する。しかし、上記のガラス繊維系と比較
すると、これらの膜層は、作製する上でより複雑であ
り、層厚、吸収体積と流量又は輸送特性に関して可変性
に乏しく、特に、ある一定の試験ストリップフォーマッ
トの実現するためには、水平の、クロマトグラフィー状
輸送機能を実現することは不可能である(例えば、米国
特許第4 477 575号の図4)。
【0013】上記の白ガラス繊維層の場合の如く、血液
の塗布後に、保持層の激しい赤変色が生ずる。この赤い
バックグランド呈色のために、望ましくない干渉問題
が、上部の試薬層の反射率計の評価において発生する。
【0014】
【発明の構成】意外にも、黒鉛繊維の不織布は、上記の
不都合の発生なしに、傑出した方法において赤血球分離
機能に課せられた要求を満たすことが判明した。
【0015】そのような黒鉛不織布は、SGL Car
bon Group社により生産され、形式Sigra
fil(商標) SPC 7011は、本発明による赤
血球分離層のために特に適切であることが立証された。
【0016】これらは、7μmの平均繊維径、30g/
2の重量/単位面積、0.5mmの厚さを有する黒鉛
繊維と、その含有量が20〜24%重量である架橋ポリ
ビニルアルコールの結合剤系を含む高引き裂き強度の黒
不織布である。
【0017】同様に黒鉛繊維から生産され、名称Sig
ratex(商標)の下で販売されている織布がまた、
本発明による赤血球保持層を調製するために適切であ
る。
【0018】この極めて親水性の重合結合剤により、S
igrafil(商標)黒鉛不織布は、その上、優れた
湿潤性によって特徴付けられる。ガラス繊維不織布と同
様に、非常に急速な液体輸送は、水平及び垂直方向にお
いて観察される。高い層厚(0.8mm)によって上記
の形式7011とは異なる、Sigrafil形式SP
C7016により同様に良好な結果を達成することが可
能であった。
【0019】赤血球を分離するために可能である他の適
切な不織布は、炭素ステープルファイバーから作製さ
れ、同様にSGL Carbon Groupによって
販売されるSigratherm(商標)紙である。こ
れらの黒鉛不織布の約160N/5cmの高い引裂き強
さは特筆すべきであり、引き裂き強さを必要とする従来
の加工機械による加工上の問題は存在しなくなる。
【0020】平均繊維直径が7μmである上記の黒鉛不
織布の補助による赤血球の分離は、米国特許第4 77
7 575号により、この範囲の繊維径を有するガラス
繊維不織布が、赤血球の除去のためにもはや適切でない
ために驚くべきであると記載する必要がある。
【0021】例えば、米国特許第4 477 575号
からの表2において、2μmを超える繊維径を有するガ
ラス繊維不織布が、血漿又は血清分離のためにもはや適
切でないことが示される。
【0022】本発明による黒鉛不織布赤血球保持支持体
のさらに2つの重要な利点は、その黒色から生じる。例
えば保持層と試薬膜の二層試験系上への血液の塗布の後
に、黒鉛不織布において保持された赤血球が、かろうじ
て視覚的に検出されるにすぎず、美的利点として評価さ
れることである。この利点はまた、従来の系(バックグ
ランドとして赤色の赤血球含有ガラス繊維層)と対照的
に、有害な反射率計干渉が生じないために、試薬膜にお
ける着色反応の反射率計の評価において現れる。
【0023】レクチンのような公知の凝集剤を含浸され
た本発明による黒鉛不織布は、一層又は多層系として使
用される。多層保持支持体の場合に、すべての又は個々
の黒鉛不織布層は、一つ又は多様な凝集剤を含浸され
る。多層保持材料はまた、黒鉛不織布のほかに、基本構
成要素として、ポリビニルアルコール不織布、若しくは
モノ又はマルチフィラメント織布の如く、他の多孔質層
を含んでなる。
【0024】凝集した赤血球の主含量が、黒鉛不織布層
において保持され、好ましくは最上層(血液の塗布)と
試薬膜に密接な層が、黒鉛不織布から作られることは、
本質的である。
【0025】黒鉛不織布の別の典型的な特性は、炭素繊
維に典型的な数オームの領域にある電気伝導率である。
【0026】液体の水平輸送の顕著な特性と電気伝導率
の組合せの結果として、二機能作用を有する層が、電気
化学センサ系では構成される。実施例2において詳細に
示される如く、電流試験フォーマットにおいて、黒鉛不
織布層は、液を汲み上げる毛細管の機能(バイオセンサ
において普及した塗布モード(ヨーロッパ特許第047
1 986号))及び参照電極としての機能を同時に発
揮する。
【0027】
【実施例】
実施例1 視覚血糖試験 a) 赤血球保持層 黒鉛不織布(SGLからのSPC7011)に、次の溶
液を含浸させ、温風で乾燥させた。
【0028】0.04gのレクチン(ポテト、SERV
A、ポテトレクチン)を、1.5mlの次のCremo
phore EL表面活性剤溶液[97.60gの水、
0.85gのCremophore EL(Sigm
a、C 5135)、および2.20gのHEPES緩
衝剤0.5M(Sigma、H 7006);pH
7.5]で溶解した。
【0029】b) 試薬層 − 膜マトリックスの調製(ドイツ特許出願公告第4
308 150号) 20.0gのDralon L(ポリアクリロニトリ
ル、Bayer AG) 80.0gのUltrason E(ポリエーテルスル
ホン、BASF) 20.0gのAerosil 200(高分散性珪酸、
Degussa) 90.0gのPluriol P 900(ポリプロピ
レングリコール、BASF) 413.4gのNメチル−2−ピロリドン(NMP、R
iedel deHaeen) キャスト溶液を、高速撹拌器で調製し、脱気の後に、ド
クターブレードによりポリエステル不織布(Freud
enbergからのFC 2402)の上に被覆し、水
(40゜C)で凝固した。
【0030】多孔質キャリヤ支持膜(平均孔サイズ約5
〜8μm)を得て、乾燥後に、次の含浸のために使用さ
れた。
【0031】ポリマーブレンド膜の含浸 含浸溶液 1 15.0mlのペロキシダーゼ(618U/mg) 50.0mgの3−メチル−2−ベンゾチアゾリノンヒ
ドラゾン塩酸塩 7.5mlのメタノール 7.5mlのリン酸カリウム緩衝剤0.1モル/l p
H7.0 含浸溶液 2 100.0mgの3−ジメチルアミノ安息香酸 7.5mlのメタノール 7.5mlのリン酸カリウム緩衝剤0.1モル/l p
H7.0 含浸溶液 3 77.25mgのグルコースオキシダーゼ(151U/
mg) 15.0mlのリン酸カリウム緩衝剤0.1モル/l
pH7.0 温風乾燥の後に、試薬膜を得た。血糖検出のための多層
試験系が、次のダイアグラムに従って構成した。
【0032】サンドイッチ構造: 着色反応は下面から
読み出される。
【0033】構造は、図1に示されている。
【0034】1.試験ストリップ保持器、穿孔付き 2.透明な穿孔被覆フィルム 3.試薬膜 4.含浸黒鉛不織布 血液を、2a)における開口を介して塗布し、反対側
で、赤血球によって損なわれない全血のグルコース濃度
と相関した青色反応を、数秒の後に観察した。血液成分
は、黒鉛不織布へ完全に浸透し、その結果、反応の後
に、不織布の黒色のために、「赤色残留物」は全く検出
されず、先行技術と比較して美的利点として評価され
る。5mmの層径(試薬膜、黒鉛不織布)に対して5μ
lに塗布される血液量を制限することが可能であった。
【0035】毛管流系: 上部からの着色反応の観察 構造は、図2において示される。
【0036】1:試験ストリップ保持器 2:含浸黒鉛不織布 3:試薬膜 全血を、5に塗布し、数秒の後、赤血球によって損なわ
れていない着色反応が、試薬膜3の表面において観察さ
れた。
【0037】試験溶液のグルコース濃度が増加した時、
青色強度の増大が観察された。
【0038】実施例2 視覚コレステロール試験 試薬膜の赤血球保持層を調製し、次いで試験条片を、実
施例1と同様に構成した。
【0039】試薬膜の含浸配合 含浸溶液 1 15.0mlのペロキシダーゼ(618U/mg) 50.0mgの3−メチル−2−ベンゾチアゾリノンヒ
ドラゾン塩酸塩 7.5mlのメタノール 7.5mlのリン酸カリウム緩衝剤0.1モル/l p
H7.0 含浸溶液 2 100.0mgの3−ジメチルアミノ安息香酸 7.5mlのメタノール 7.5mlのリン酸カリウム緩衝剤0.1モル/l p
H7.0 含浸溶液 3 16.0mgのコレステロールオキシダーゼ(24.3
U/mg) 9.0mgのコレステロールエステラーゼ(118U/
mg) 500μlのリン酸カリウム緩衝剤0.1モル/l p
H7.0 試薬膜を、循環空気乾燥キャビネット中で45゜Cにて
乾燥した。
【0040】全血(種々のコレステロール含量の試料)
による試験中、着色強度が特定のコレステロール濃度と
相関された青色反応が、観察された。
【0041】実施例3 電流計試験キット 構造は、図3において示される。
【0042】1:キャリヤフィルム(ベ―スフィルム) 2:導電層(例えば、黒鉛、金又はパラジウム) 3:多孔質誘電体層(膜又は不織布) 4:黒鉛不織布 5:両面接着テープ 6:上面フィルム 7:参照電極との接触 8:作用電極との接触 9:試料液体の塗布 電圧を400mVにセットし、上記の図に従い接触され
たポテンシオスタットを用いて、時間電流測定(例え
ば、Chem.in unserer Zeit15
(1981) 21 et seq.)が、実施され
た。ピペットを用いて、黒鉛不織布前縁(9)を介して
塗布された使用試験溶液は、フェリ/フェロシアン酸塩
試験溶液であり、次の一連の試料液体が分析された。
【0043】1.K3Fe(CN)6(カリウムヘキサシ
アノ鉄酸塩)、水において200mmol(貯蔵液にお
いて) 2.198mmolの貯蔵液における2mmolのK4
FE(CN)6 3.196mmolの貯蔵液における4mmolのK4
FE(CN)6 4.194mmolの貯蔵液における6mmolのK4
FE(CN)6 5.192mmolの貯蔵液における8mmolのK4
FE(CN)6 6.190mmolの貯蔵液における10mmolのK
4FE(CN)6 時間電流評価において、1/t1/2とともに減少する電
流曲線が、Cotrell式に従い、μA範囲において
見いだされ、電流収量の増大が、K4Fe(CN)6濃度
の増大により達成された。
【0044】本発明の主なる特徴及び態様は以下のとお
りである。
【0045】1.試料塗布層が黒鉛不織布又は黒鉛織布
から作成されることを特徴とする試薬層と試料塗布層を
含んでなる多層試験材。
【0046】2.試料塗布層が、さらに、試薬を含む上
記1に記載の試験材。
【0047】3.試料塗布層が、赤血球の凝集と保持を
生じさせる物質を含む上記1と2に記載の試験材。
【0048】4.電気化学バイオセンサにおける参照電
極として、血液から細胞成分を除去するための黒鉛不織
布又は黒鉛織布の使用。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1に従って構築される試験系の一態様を
示す略図である。
【図2】実施例1に従って構築される試験系の別の態様
を示す略図である。
【図3】実施例3に従って構築される電流計試験キット
を示す略図である。
【符号の説明】
1 試験ストリップ保持器又はキャリヤフィルム 2 透明な穿孔被覆フィルム 3 試薬膜又は導電層 4 含浸黒鉛不織布 5 両面接着テープ 6 上面フィルム

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料塗布層が黒鉛不織布又は黒鉛織布か
    ら作成されることを特徴とする試薬層と試料塗布層を含
    んでなる多層試験材。
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