JPH1114617A - 液体試料用試験片及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水溶性ポリマーが支持体の所定部分にのみ付着
した試薬定量性に優れた液体試料用試験片を提供する。 【解決手段】ポリスチレンからなる支持体の表面の所定
の領域に紫外線を照射する工程と、紫外線の照射された
領域に試薬及びアルギン酸塩を含む水溶液を付ける工程
と、付けられた水溶液を乾燥させる工程とを備えること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体試料中の特定
成分を分析するための試験片、特に臨床検査に有用な、
検出部位を支持体上へ直接に有する試験片に関するもの
である。また、その製造方法にも関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からドライタイプの試験片がある。
試験片は、短冊状の液体不浸透性（大抵はプラスチック
製）の支持体の先端付近上に検出層が設置されているも
のだが、その検出層の形態にはいくつかの種類がある。

【０００３】（１）呈色反応試薬および親水性ポリマー
（バインダーポリマーとして作用）からなる吸水性試薬
層の上に濾紙などの多孔性展開層を有するもの、（２）
多孔性展開層に直接呈色反応試薬類を含浸させて乾燥さ
せたもの、（３）呈色反応試薬を親水性の（又は水溶性
の）バインダーポリマーと共に練ったものを支持体上に
薄く塗り乾燥させただけで展開層を有さないもの、等々
である。

【０００４】検出層の一構成として多孔性展開層を有す
る試験片は、多孔性展開層が供給される液体を試薬類と
均等に反応させることができるので、液体試料（検体）
が微量で、一滴をムダにできない検査、例えば血液検査
に威力を発揮する。一方、検出層中に展開層を有さない
タイプの試験片は、尿検査といったディップアンドリー
ド式の検査において使われている。

【０００５】多孔性展開層を有さない試験片の場合、液
体試料が検出層に触れると、ポリマー中に液体試料がし
み込み、検出層中に含まれる呈色試薬と、液体試料中に
含まれる特定成分とが化学反応を行う。その結果の色の
変化を肉眼又は光学的装置で測定する。支持体が光透過
性ならば、支持体側から検出層の呈色を測定することが
できる。

【０００６】このタイプの試験片は、親水性ポリマー類
をバインダとして支持体上に薄く（普通５μｍ以上）塗
布することによって検出層を設けるため、多孔性展開層
に試薬を含浸させるタイプと違い、均一に試薬類を含有
させることが可能であり、かつ、試薬の含有量を自由に
コントロールできるという利点を有している。

【０００７】この試験片を作製する際には、工程とし
て、試薬を含んだ水溶性ポリマーをプラスチック製の支
持体上に直接塗る必要がある。臨床検査業界で使用され
る試験片におけるこのようなプラスチック製支持体の材
料としては、呈色試薬や特定成分に対して不活性な、酢
酸セルロース，ポリエチレンテレフタレート，ポリカー
ボネート，ポリエチレン，ポリスチレン等が使用されて
いる。また、糊として用いられる水溶性バインダーポリ
マーの例としては、ヒドロキシプロピルセルロース，ポ
リビニルピロリドン，ゼラチン，変性ゼラチン，アルギ
ン酸ナトリウム，ポリビニルアルコール等が知られてい
る。水溶性ポリマーを塗る方法としては、浸漬塗布法，
エアーナイフ法，カーテン塗布法，押し出し塗布法の各
種があるが、いずれの方法をもってしても、プラスチッ
クが元来有している強い撥水性のためにうまく塗れない
ことが多い。

【０００８】そこで、プラスチック製支持体の特定部分
を親水化処理し、試薬を含んだ水溶性ポリマーの支持体
への食いつきを高める方法が考え出されている。プラス
チックを親水化する手段の一つとして、紫外線照射によ
る改質処理がある（米国特許５０９８６１８号）。紫外
線を支持体の一部分に照射し、その支持体をバインダー
ポリマー水溶液の水槽へ浸け、直ちに引き上げると、理
論的には紫外線により改質された部分にのみバインダー
ポリマー水溶液が付着し、残りの部分には撥水性のため
に付着しない。従って、特定部分のみに試薬が保持され
ることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際には、紫
外線処理を行っても大して親水化されなかったり、中途
半端な親水性のために水溶液が完全に付着せずに流れ出
したり、逆に紫外線を照射していない部分に水溶性ポリ
マーが付着したり、色々と問題が生じた。また、紫外線
が照射された部分と照射されなかった部分との間の親水
性の差が顕著でないために、改質−非改質間の境界が明
確にならず、定量性に劣るという問題もあった。それ
故、この発明の目的は、水溶性ポリマーが支持体の所定
部分にのみ付着した試薬定量性に優れた液体試料用試験
片を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
に、この発明の試験片は、液体試料中の特定成分を分析
するための検出層と、その検出層を支える支持体からな
る試験片において、検出層が上記特定成分と反応する試
薬及びアルギン酸塩からなり、支持体がポリスチレンか
らなり且つその表面が親水性に改質されて検出層を保持
する領域と疎水性の領域とを有することを特徴とする。

【００１１】この試験片を製造する適切な方法は、ポリ
スチレンからなる支持体の表面の所定の領域に紫外線を
照射する工程と、紫外線の照射された領域に試薬及びア
ルギン酸塩を含む水溶液を付ける工程と、付けられた水
溶液を乾燥させる工程とを備えることを特徴とする。

【００１２】ポリスチレンは疎水性材料であるが、本発
明者らの実験によれば、ポリスチレンは他のプラスチッ
クと比較して、紫外線を照射した際の改質効果（つまり
どれだけ親水化されたかの程度）が非常に高いことが判
明した。従って、特定の領域のみに紫外線を照射した際
に、改質された部分と非改質部分との間の親水性の程度
が著しく異なるため、改質非改質間の境界が明確にな
る。

【００１３】アルギン酸ナトリウムは、この分野で使用
される他のバインダーポリマーと比べて、ポリスチレン
の未処理面での液切れがよく、撥水されやすいといえ
る。と同時に、改質された親水性部分にも強固に吸着す
る。そこで、ポリスチレンの表面の特定領域に紫外線を
照射し、アルギン酸ナトリウムをバインダーとした試薬
溶液をポリスチレンの表面に乗せる。ポリスチレンを傾
けると、非照射面に乗った試薬溶液は、その液切れの良
さが故に容易に取り除かれる。一方、ポリスチレンは紫
外線照射された際にその親水効果が高いために、照射さ
れた部分には試薬溶液が完全確実に残る。

【００１４】親水性の程度は紫外線の照射量により、親
水性部分の面積はマスクパターンにより各々一定に保つ
ことが出来るので、試薬溶液を一定の量だけ保持するこ
とができ、その溶液を乾燥させるだけで乾燥試験片の検
出層における試薬を定量的に保持できる。試薬量を一定
にすることにより、供給される試料の量が一定である乾
式試験具において、測定精度が向上する。

【００１５】

【実施例】

−実施例１− 厚さ１ｍｍ、分子量３５万のポリスチレンシートの表面
の一部に紫外線を照射した。紫外線照射装置には、株式
会社セン特殊光源製 PL16-110 を用い、ランプには同じ
く株式会社セン特殊光源製水銀ランプ SUV110GS-34 を
用いた。照射条件は、ポリスチレンシートとランプとの
距離を３ｃｍ、照射時間を１０分とした。

【００１６】表１に示すポリマー試薬の水溶液を、上記
ポリスチレンシートの紫外線照射部分及び未照射部分に
点着し、当該水溶液の静的接触角、動的接触角（前進
角、後退角）を測定し、濡れ性を評価した。接触角の測
定装置としては、株式会社協和界面科学製CA-Xを用い
た。静的接触角は液滴点着３０秒後に測定した。また、
水溶液の粘度を測定し、濡れ性との関係を評価した。粘
度の測定装置としては、株式会社東機産業製のビスコメ
ーター RE 100及びビスコメーターコントローラーRC-10
0A を用いた。

【００１７】

【表１】

【００１８】紫外線未照射部分に対する濡れ性の測定結
果を表２に、紫外線照射部分に対する濡れ性及び水溶液
の粘度を表３に示す。紫外線未照射部分については、液
体が濡れにくいこと、及び一旦濡れた液体が除かれ易い
（液切れし易い）ことが重要である。このため、表２に
は、濡れ性を示す静的接触角と、液切れ性を示す接触角
ヒステリシス及び接触角比を記載した。液切れ性を接触
角ヒステリシスで評価するのは、液が除かれるために
は、濡れた表面から乾いた表面に向かって液が固体表面
を流動し続ける必要があることによる。ただし、新たに
表面を濡らすのが容易か否かよりも一旦濡らした表面か
らの離れ易さの方が重要であることから、後退接触角を
分子とする接触角比をも評価した。従って、接触角ヒス
テリシスが小さく、接触角比が１に近い場合、液切れが
良いと言える。

【００１９】また、紫外線照射部分については、液体が
濡れ易いこと、及び定量性を確保するために未照射部分
との濡れ性の差が大きいことが重要である。このため、
表３には静的接触角と改質度を記載した。また、表２及
び表３の性質は、液体の粘度に依存しないのが望ましい
ことから、液体の粘度を表３に記載した。

【００２０】

【表２】

【００２１】

【表３】

【００２２】表２及び表３にみられるように、本発明に
属するポリスチレンとアルギン酸ナトリウムの組み合わ
せにおいては、液体の粘度にかかわらず、紫外線未照射
部分の発水性及び液切れ性が良く、紫外線照射部分の濡
れ性が良く、改質度が高かった。

【００２３】−実施例２− 合成石英カ゛ラス上に直径３ｍｍの円形ハ゜ターンを描き、その
外側領域をクロム蒸着することにより紫外線マスクを作成
した。このマスクを介して、実施例１のものと同じポリス
チレンシート表面に紫外線を照射し親水化処理を行っ
た。その、シート表面に、表４に示す組成のアミラーセ゛測定
用試薬を過剰に点着し、シートを傾け表面の未処理面に
付着した試薬を取り除き、親水処理面にのみ試薬を保持
させた。液滴の半径ｒ、高さｈ、静的接触角θを測定し
保持された試薬量を評価した。測定結果を表５に示す。

【００２４】

【表４】

【００２５】

【表５】 表５にみられるように、ポリスチレンシート表面の撥水
性領域で囲まれた親水性領域に、アルギン酸ナトリウム
を含む試薬水溶液を付着させると試薬が特異的に再現性
良く定量保持された。

【発明の効果】以上のように、この発明の試験片は試薬
の定量性に優れるので、測定精度が向上する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体試料中の特定成分を分析するための検
   出層と、その検出層を支える支持体からなる試験片にお
   いて、 検出層が上記特定成分と反応する試薬及びアルギン酸塩
   からなり、 支持体がポリスチレンからなり且つその表面が親水性に
   改質されて検出層を保持する領域と疎水性の領域とを有
   することを特徴とする液体試料用試験片。
2. 【請求項２】ポリスチレンからなる支持体の表面の所定
   の領域に紫外線を照射する工程と、 紫外線の照射された領域に試薬及びアルギン酸塩を含む
   水溶液を付ける工程と、 付けられた水溶液を乾燥させる工程とを備えることを特
   徴とする液体試料用試験片の製造方法。