JP2006308419A - Microchip and analysis method using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒトやその他の動物の血液、体液又は尿、淡水、海水および土壌抽出液、農産物、水産物および加工食品抽出液、並びに自然科学研究に使用される液体試料を検体として使用して被験成分の分析を行うためのマイクロチップ、及びそれを用いた分析方法に関する。 The present invention is tested using human or other animal blood, body fluids or urine, fresh water, seawater and soil extracts, agricultural products, marine products and processed food extracts, and liquid samples used in natural science research as specimens. The present invention relates to a microchip for analyzing components and an analysis method using the microchip.
通常、化学反応による分析を行う場合、正確な分析結果を得るためにはサンプル及び反応試薬などの液体を定量的に秤取し、定量的反応を行う必要がある。特に、血液分析などの微量分析においては、検体あるいは反応試薬である液体を高精度に計量し、反応の場に供給することが必要である。 Usually, when analyzing by a chemical reaction, in order to obtain an accurate analysis result, it is necessary to quantitatively weigh a liquid such as a sample and a reaction reagent and perform a quantitative reaction. In particular, in microanalysis such as blood analysis, it is necessary to accurately measure a liquid that is a specimen or a reaction reagent and supply it to a reaction site.
従来、液体検体中に存在する物質と定量する場合、検体あるいは反応試薬である液体を採取器具(例えばピペット、マイクロピペット、シリンジなど)で秤量し、秤量した液体の一定量を反応容器に供給し、反応を行い、反応の信号によって検体中の目的物質を定量するという操作が行われている。 Conventionally, when quantifying a substance present in a liquid specimen, the liquid that is the specimen or the reaction reagent is weighed with a collection tool (for example, a pipette, micropipette, syringe, etc.), and a certain amount of the weighed liquid is supplied to the reaction container An operation is performed in which the reaction is performed and the target substance in the sample is quantified by the signal of the reaction.
血液分析の例を挙げると、従来のウェットケミストリー分析法の場合、血中の1項目を測定するために必要な多数の試薬溶液およびその取扱を組み合わせて使用し、一般に複雑であり、装置の取り扱い及び手順も簡便ではない。例えば、血液分析装置日立7170型を用いて血中のグリコヘモグロビン(HbA1c)を測定する場合、まず、240μlの試薬1溶液とHbA1c8.0μlをそれぞれ秤取し、混合して、37℃で5分反応させた後、試薬2溶液を80μl秤量して、添加する。37℃5分後に2ポイントエンド法(主波長450 nm、副波長800 nm)で定量する(特許文献1)。
As an example of blood analysis, in the case of the conventional wet chemistry analysis method, a large number of reagent solutions necessary for measuring one item in blood and their handling are used in combination. And the procedure is not simple. For example, when measuring glycohemoglobin (HbA1c) in blood using the blood analyzer Hitachi 7170, first weigh out 240 μl of
以上のように、血中のグリコヘモグロビン(HbA1c)を測定するには、(1)採取秤量器具が必要であり、検体と試薬の混合容器が必要であり、さらに検体液体の供給操作が必要であるなど、構成が複雑、操作が煩雑、測定に伴う廃棄物質(チップ、混合容器、洗浄液など)も多い等という問題があった。 As described above, in order to measure glycated hemoglobin (HbA1c) in blood, (1) a collection weighing instrument is required, a sample and reagent mixing container is required, and a sample liquid supply operation is also required. For example, there are problems that the configuration is complicated, the operation is complicated, and there are many waste substances (chips, mixing containers, cleaning solutions, etc.) associated with the measurement.
一方、特定成分の検出に必要な試薬類が乾燥状態で含有されているいわゆるドライケミストリー分析方法が開発されている(非特許文献1)。ドライケミストリー分析方法では、定性・定量分析に必要な全ての試薬は、試薬紙、使い捨て電極および磁性体のような分析素子の中に組み込まれている。基本的には、1検体1項目の測定ができる使い捨て型であり、比較的微量の血液(約10μl)で、簡便に迅速に血液分析を行うことが可能である(特許文献2)。ドライケミストリー分析方法を用いた分析装置は多数開発・商品化されており、富士ドライケム(富士写真フイルム(株)製)、エクタケム(米国、イーストマンコダック社 製)、ドライラボ(コニカ(株)製)、スポットケム(京都第一化学(株)製)、レフロトロン(独国、ベーリンガーマンハイム社製)、セラライザー(米国、 マイルズラボラトリー社製)等が市販されている。しかしながら、ドライケミストリー分析においても、検体液体の供給と試薬との混合操作は不要であるが、採取秤量器具と採取操作が依然として必要である。 On the other hand, a so-called dry chemistry analysis method in which reagents necessary for detecting a specific component are contained in a dry state has been developed (Non-patent Document 1). In the dry chemistry analysis method, all reagents necessary for qualitative / quantitative analysis are incorporated in analytical elements such as reagent paper, disposable electrodes, and magnetic materials. Basically, it is a disposable type capable of measuring one item per sample, and can perform blood analysis simply and quickly with a relatively small amount of blood (about 10 μl) (Patent Document 2). Numerous analyzers using dry chemistry analysis methods have been developed and commercialized, including Fuji Dry Chem (Fuji Photo Film Co., Ltd.), Ekutake Chem (USA, Eastman Kodak Co., Ltd.), Dry Lab (Konica Corp.) Spot Chem (Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd.), Leflotron (Germany, Boehringer Mannheim), Cellarizer (USA, Miles Laboratory, Inc.), etc. are commercially available. However, in the dry chemistry analysis, the sample liquid supply and the mixing operation with the reagent are unnecessary, but the collection weighing instrument and the collection operation are still necessary.
さらに、近年、高齢化社会への急速な移行、高度治療の発達などを背景とした医療費の高騰への対応として、在宅ケアが提唱され、今後の医療制度の1つの核となるものとして実施の具体的方法が検討されている。これに対応在宅ケアシステムにおいては、小型で簡便に、微量の血液を用いて、多項目を迅速に精度よく測定できる血液分析方法を使用することが望ましい。 In addition, in recent years, home care has been advocated as a core of the future medical system in response to the rapid transition to an aging society and the rise in medical expenses due to the development of advanced treatment. A specific method is being studied. In the home care system corresponding to this, it is desirable to use a blood analysis method that can measure many items quickly and accurately using a small amount of blood in a small and simple manner.
そこで、これらの問題点を解決するために、従来利用されてきた分析装置を小型化し、極微量の液体試薬を反応させるμTAS(micro total analysis system)の技術の応用が検討されている。μTASでは、血液に限らず検体量を微量にするために、10cmから数cm角程度以下のガラスやシリコン、樹脂製のチップの表面に溝を形成して、その溝中に試薬溶液や検体を流して分離,反応を行って、微量試料の分析を行っている(特許文献3〜6、非特許文献2など)。この技術においては、チップ内へ検体,検出に必要な試薬を微量秤取する必要がある。しかし、取り扱う検体の液量が極めて小さいために、液体を定量的に秤取することが難しく、そのための各種複雑な構成が必要となり、その構成を取り扱うための操作が煩雑になるという問題点があった。
Therefore, in order to solve these problems, the application of μTAS (micro total analysis system) technology for reducing the size of a conventionally used analyzer and reacting a very small amount of liquid reagent is being studied. In μTAS, a groove is formed on the surface of a chip made of glass, silicon, or resin of about 10 cm to several centimeters in order to reduce the amount of a specimen, not limited to blood, and a reagent solution or specimen is placed in the groove. A small amount of sample is analyzed by flowing and separating and reacting (
特許文献7では、マイクロチップの流路中に微量液体秤取構造を設け、液体が流路に対して起こす毛細管現象(毛管斥力)を利用している。特許文献7によれば、従来の定量的な液体の扱いが必要とされる各種装置において、サンプルのデッドボリューム軽減と装置全体の省スペース化と低コスト化とを実現することができるようにした微量液体秤取構造が提供される。しかしながら、特許文献7に記載の技術は、マイクロチップ流路の設計、流路の親水化処理、疎水化処理、空気圧による送液などの操作が必要とされ、簡便な微量液体を定量的に秤取する方法であるとは言い難い。 In Patent Document 7, a micro liquid weighing structure is provided in a flow path of a microchip, and a capillary phenomenon (capillary repulsion) caused by a liquid to the flow path is used. According to Patent Document 7, in various apparatuses that require conventional quantitative liquid handling, it is possible to reduce the dead volume of the sample, save the space of the entire apparatus, and reduce the cost. A micro liquid weighing structure is provided. However, the technique described in Patent Document 7 requires operations such as microchip channel design, channel hydrophilization treatment, hydrophobization treatment, and liquid feeding by air pressure. It is hard to say that it is a method to take.
本発明の第一の目的は、化学分析をする時、採取秤量器具を使用することなく、直接検体液を秤取し、反応部へ供給することができ、簡便、かつ高精度の液体秤量方法と定量法を行うことを可能とするマイクロチップを提供することである。また、本発明の第二の目的は、従来の秤量方法では正確に秤量することが困難なマイクロチップ内において微量秤量を可能とするマイクロチップを提供することである。 The first object of the present invention is to provide a simple and high-precision liquid weighing method that can directly weigh sample liquid and supply it to the reaction section without using a collection weighing instrument when performing chemical analysis. And providing a microchip capable of performing a quantitative method. In addition, a second object of the present invention is to provide a microchip that enables microweighing in a microchip that is difficult to accurately weigh by a conventional weighing method.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、多孔性物質の飽和吸水量を利用して、多孔性物質と分析素子とを接合させることによって、上記目的を達成しうることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors can achieve the above object by joining the porous material and the analytical element by utilizing the saturated water absorption amount of the porous material. I found.
即ち、本発明によれば、過剰の検体液と接触した場合に一定量の検体液を包容する多孔性物質膜が流路又は貯液槽に隣接して設置されており、検体液中の標的物質を分析するための分析素子がマイクロチップの内部に設置されており、かつ流路又は貯液槽内の検体液が多孔性物質膜を通過して分析素子に導入されるような構造を有する、液体試料分析用マイクロチップが提供される。 That is, according to the present invention, the porous substance film that encloses a certain amount of the sample liquid when it comes into contact with the excess sample liquid is installed adjacent to the flow path or the reservoir, and the target in the sample liquid is The analysis element for analyzing the substance is installed inside the microchip, and the sample liquid in the flow path or the storage tank passes through the porous substance film and is introduced into the analysis element. A microchip for liquid sample analysis is provided.
好ましくは、多孔性物質膜は有機多孔性物質からなるものである。
好ましくは、多孔性物質膜が無機多孔性物質からなるものである。
好ましくは、多孔性物質膜は一種類又はそれ以上の多孔性物質からなるものである。
Preferably, the porous material film is made of an organic porous material.
Preferably, the porous material film is made of an inorganic porous material.
Preferably, the porous material film is composed of one or more porous materials.
好ましくは、分析素子は乾式分析素子又は電極である。
好ましくは、マイクロチップ内の複数の箇所に多孔性物質膜が設置されている。
Preferably, the analytical element is a dry analytical element or an electrode.
Preferably, porous material films are installed at a plurality of locations in the microchip.
本発明の別の側面によれば、上記した本発明のマイクロチップを用いて検体液中の被験成分を分析する、被験成分の分析方法が提供される。
好ましくは、検体液は、体液又は体液の処理物である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a test component analysis method for analyzing a test component in a sample liquid using the above-described microchip of the present invention.
Preferably, the specimen fluid is a body fluid or a processed body fluid.
本発明のマイクロチップによれば、採取秤量器具を使用することなく、直接検体液を秤取し、素早く反応部へ供給することができ、簡便かつ高精度で液体秤量と定量を行うことができる。また、従来の秤量方法で正確的に秤量することが困難であったマイクロチップ内での微量秤量も行うことができる。 According to the microchip of the present invention, the sample liquid can be directly weighed and quickly supplied to the reaction unit without using a collection weighing instrument, and liquid weighing and quantification can be performed easily and with high accuracy. . In addition, it is possible to carry out microweighing in a microchip, which has been difficult to accurately weigh by a conventional weighing method.
本発明の実施の形態について説明する。
本発明の液体試料分析用マイクロチップは、過剰の検体液と接触した場合に一定量の検体液を包容する多孔性物質膜が流路又は貯液槽に隣接して設置されており、検体液中の標的物質を分析するための分析素子がマイクロチップの内部に設置されており、かつ流路又は貯液槽内の検体液が多孔性物質膜を通過して分析素子に導入されるような構造を有することを特徴とする。本発明のマイクロチップによれば、有機又は無機多孔性物質を分析素子に接合し、対象液体の秤量、分析部への供給、及び反応による検出を1ステップで行うことが可能である。
Embodiments of the present invention will be described.
In the microchip for liquid sample analysis of the present invention, a porous material film that encloses a certain amount of sample liquid when it comes into contact with an excessive sample liquid is installed adjacent to the flow path or the storage tank. An analysis element for analyzing the target substance in the microchip is installed inside the microchip, and the sample liquid in the flow path or the reservoir is introduced into the analysis element through the porous substance film It has a structure. According to the microchip of the present invention, it is possible to join an organic or inorganic porous substance to an analysis element, and to measure the target liquid, supply it to the analysis unit, and detect the reaction in one step.
本発明で言うマイクロチップの一例としては、血液等の検体の入口、出口、およびその間を連結する流路が配置され、さらに流路の途中に検体中の被験成分を検出する分析素子が配置されているものを挙げることができる。このようなマイクロチップを用いて検体中の被験成分を正確に測定するためには、最初に供給された検体から、マイクロチップ内においてその一定容量を正確に採取し、分析素子に供給することが必要である。本発明においては、過剰の検体液と接触した場合に一定量の検体液を包容する多孔性物質膜を用いることによって、微小量の検体を一定量だけ採取することが可能になった。また、流路又は貯液槽内の検体液が多孔性物質膜を通過して分析素子に導入されるような構造を採用することによって、一定量だけ採取した検体をそのまま分析することが可能になった。 As an example of the microchip referred to in the present invention, an inlet and an outlet of a specimen such as blood, and a flow path connecting between them are arranged, and an analysis element for detecting a test component in the specimen is arranged in the middle of the flow path. Can be mentioned. In order to accurately measure a test component in a sample using such a microchip, it is necessary to accurately collect a certain volume in the microchip from the initially supplied sample and supply it to the analysis element. is necessary. In the present invention, a minute amount of sample can be collected by using a porous substance film that encloses a certain amount of sample solution when contacted with an excessive amount of sample solution. In addition, by adopting a structure in which the sample liquid in the flow path or the storage tank passes through the porous material film and is introduced into the analytical element, it is possible to analyze a sample collected in a certain amount as it is. became.
本発明で用いる多孔性物質は、過剰の検体液と接触した場合に一定量の検体液を包容する性質を有する限り、繊維質材料でもよいし、非繊維質材料でもよい。繊維質材料としては、例えば濾紙、不織布、織物布地(例えば、特開昭55−164356号公報、特開昭57−66359号公報等に記載の織物布地)、編物布地(例えば、特開昭60−222769号公報等に記載の編物布地)、ガラス繊維濾紙等を用いることができる。 The porous material used in the present invention may be a fibrous material or a non-fibrous material as long as it has the property of containing a certain amount of the sample liquid when it comes into contact with an excess of the sample liquid. Examples of the fibrous material include filter paper, non-woven fabric, and woven fabric (for example, woven fabric described in JP-A-55-164356, JP-A-57-66359, etc.), and knitted fabric (for example, JP-A-60 Knitted fabrics described in JP-A-22222769, etc.), glass fiber filter paper, and the like can be used.
非繊維質材料としては、特公昭53−21677号公報、米国特許3,992,158等に記載のメンブランフイルタ(ブラッシュポリマー層)、ポリマーミクロビーズ、ガラスミクロビーズ、珪藻土が親水性ポリマーバインダーに保持されてなる連続微空隙含有多孔性層等の非繊維等方的多孔性物質層、特開昭55−90859号公報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多孔性物質層(三次元格子状粒状構造物層)からなる非繊維等方的多孔性物質層等を用いることができる。 As the non-fibrous material, the membrane filter (brush polymer layer), polymer microbeads, glass microbeads, and diatomaceous earth described in JP-B-53-21777, US Pat. No. 3,992,158 etc. are retained in the hydrophilic polymer binder. Non-fiber isotropic porous material layer such as a porous layer containing continuous microvoids, and polymer microbeads described in JP-A-55-90859 are bonded in a point contact manner with a polymer adhesive that does not swell with water It is possible to use a non-fiber isotropic porous material layer made of a continuous fine void-containing porous material layer (three-dimensional lattice-like granular structure layer).
多孔性物質膜としては、有機高分子からなる多孔膜を使用することもできる。具体的には、6,6−ナイロン、6−ナイロン、アクリレート共重合体、ポリアクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル共重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンとポリスルホンの混合物、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体、ポリエチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンジフルオライド、ポリフェニレンスルフェレンスルフィド、ポリフルオロカーボネート、ポリポロピレン、ポリベンズイミダゾール、ポリメアクリル酸メイル、スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレンーブタジエン共重合体、エチレンー酢酸ビニル共重合体の鹸化物、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートブチレートの鹸化物、セルロースアセテートブチレートブチレート、セルロースアセテートブチレートの鹸化物またはこれらの混合物などを使用することができる。 As the porous material film, a porous film made of an organic polymer can also be used. Specifically, 6,6-nylon, 6-nylon, acrylate copolymer, polyacrylate, polyacrylonitrile, polyacrylonitrile copolymer, polyamide, polyimide, polyamideimide, polyurethane, polyethersulfone, polysulfone, polyethersulfone And polysulfone mixtures, polyester, polyester carbonate, polyethylene, polyethylene chlorotrifluoroethylene copolymer, polyethylene tetrafluoroethylene copolymer, polyvinyl chloride, polyolefin, polycarbonate, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene difluoride, polyphenylenesulfur Ferene sulfide, polyfluorocarbonate, polypropylene, polybenzimidazole, poly (methyl acrylate), styrene-acrylic Nitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, saponified product of ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol, saponified product of cellulose acetate butyrate, cellulose acetate butyrate butyrate, saponified product of cellulose acetate butyrate or these Mixtures and the like can be used.
特開昭61-4959(対応米国特許 5,019,347; 対応欧州公開 EP 0166365A)、特開昭62-116258 、特開昭62-138756(対応欧州公開 EP 0226465A)、特開昭62-138757(対応欧州公開 EP 0226465A)、特開昭62-138758(対応欧州公開 EP 0226465A)等に記載の部分接着された複数の多孔性層の積層物も好適である。 JP 61-4959 (corresponding US Patent 5,019,347; Corresponding European publication EP 0166365A), JP 62-116258, JP 62-138756 (corresponding European publication EP 0226465A), JP 62-138757 (corresponding European publication) EP 0226465A), JP-A 62-138758 (corresponding European publication EP 0226465A) and the like, and a laminate of a plurality of partially bonded porous layers is also suitable.
また、高分子ゲル(天然高分子ゲル:ゼラチン、寒天、アガロペクチン、デンプン、アミロース、アミロペクチン、カラギーナン、ジエランガム、キタンサンガム、カードラン、コラーゲン、アルギニン酸、ペクチン、コンニャクマンナン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロ−ス、デキストラン;合成高分子ゲル:ポリエチレン,ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリグルタミン酸、ポリビニルピリジン、ポリビニルイミダゾール、アクリルアミド、 ビニルピロリドン、メタクリル酸ヒドロキシエチル、0−ベンジルーL−グルタメート、ポリエチレングリコール、ヒアルロン酸)、ラテックス粒子、無機材料(多孔質炭素多孔質炭化珪素、多孔質ガラスビーズ、シリカゲル、酸化アルミナ、ゼオライト、メソポーラス)も好適である。 In addition, polymer gel (natural polymer gel: gelatin, agar, agaropectin, starch, amylose, amylopectin, carrageenan, dielan gum, chitansan gum, curdlan, collagen, arginic acid, pectin, konjac mannan, methylcellulose, hydroxypropyl cellulose, Dextran; synthetic polymer gel: polyethylene, polystyrene, polyacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyglutamic acid, polyvinylpyridine, polyvinylimidazole, acrylamide, vinylpyrrolidone, hydroxyethyl methacrylate, 0-benzyl-L-glutamate, polyethylene glycol , Hyaluronic acid), latex particles, inorganic materials (porous carbon porous silicon carbide, porous glass beads, silica gel, oxidized aluminum Na, zeolites, mesoporous) are also suitable.
本発明のマイクロチップの内部には、検体液中の標的物質を分析するための分析素子が設置されており、流路又は貯液槽内の検体液が多孔性物質膜を通過して分析素子に導入されるような構造を有している。 An analysis element for analyzing the target substance in the sample liquid is installed inside the microchip of the present invention, and the sample liquid in the flow path or the storage tank passes through the porous substance film and the analysis element. The structure is introduced into
本発明で用いる分析素子は、比色法に基づく乾式分析素子でもよいし、電極でもよいが、特に好ましくは乾式分析素子である。 The analytical element used in the present invention may be a dry analytical element based on a colorimetric method or an electrode, but is particularly preferably a dry analytical element.
本発明で用いることができる乾式分析素子とは、血液中の被測定成分の定性・定量分析に必要な全てのまたはその一部分の試薬を1層以上の層に組み込んだ乾式分析素子のことを言い、いわゆるドライケミストリーを使用した分析素子である。具体的には、このような多層乾式分析素子の例としては、富士フイルム研究報告、第40号(富士写真フイルム株式会 社、1995年発行)p.83や、臨床病理、臨時増刊、特集第106号、ドライケミストリー・簡易検査の新たなる展開(臨床病理刊行会、1997年発行) 等に記載されているものを挙げることができる。 The dry analytical element that can be used in the present invention refers to a dry analytical element in which all or a part of reagents necessary for the qualitative / quantitative analysis of a component to be measured is incorporated in one or more layers. This is an analytical element using so-called dry chemistry. Specifically, as an example of such a multilayer dry analysis element, Fuji Film Research Report No. 40 (Fuji Photo Film Co., Ltd., 1995) p. 83, clinical pathology, extra edition, special feature No. 106, new development of dry chemistry / simplified examination (Clinical Pathology Publishing Society, published in 1997), and the like.
上記した多層乾式分析素子は、通常少なくとも1つの機能層を含む。機能層の数は1以上であれば特に限定されず、1層でもよいし、2層以上の複数の層とすることもできる。 The multilayer dry analytical element described above usually includes at least one functional layer. The number of functional layers is not particularly limited as long as it is 1 or more, and may be one layer or a plurality of layers of two or more layers.
機能層の具体例としては、展開層と機能層を接着する接着層、液状試薬を吸水する吸水層、化学反応により生成した色素の拡散を防止する媒染層、ガスを選択的に透過させるガス透過層、層間での物質移動を抑制・促進させる中間層、反射測光を安定に行うための光遮蔽層、内因性色素の影響を抑制する色遮蔽層、分析対象物と反応する試薬を含む試薬層、発色剤を含む発色層などが挙げられる。 Specific examples of the functional layer include an adhesive layer that bonds the spreading layer and the functional layer, a water absorbing layer that absorbs the liquid reagent, a mordant layer that prevents the diffusion of the dye generated by the chemical reaction, and a gas permeation that selectively permeates the gas. Layer, an intermediate layer for suppressing / promoting mass transfer between layers, a light shielding layer for stably performing reflection photometry, a color shielding layer for suppressing the influence of endogenous dye, and a reagent layer containing a reagent that reacts with an analyte And a coloring layer containing a coloring agent.
多層乾式分析素子の一例としては、例えば、支持体の上には、場合によっては下塗層等の他の層を介して、機能層として親水性ポリマー層を設けることができる。親水性ポリマー層としては、例えば、無孔性、吸水性かつ水浸透性の層であり、基本的に親水性ポリマーのみなる吸水層、親水性ポリマーをバインダーとし発色反応に直接関与する発色試薬の一部又は全部を含む試薬層、及び親水性ポリマー中に発色色素を固定し不動にする成分(例:媒染剤)を含有する検出層などを設けることができる。 As an example of the multilayer dry analysis element, for example, a hydrophilic polymer layer can be provided on the support as a functional layer via another layer such as an undercoat layer in some cases. The hydrophilic polymer layer is, for example, a non-porous, water-absorbing and water-permeable layer, basically a water-absorbing layer consisting only of a hydrophilic polymer, or a coloring reagent that directly participates in a coloring reaction using a hydrophilic polymer as a binder. A reagent layer including a part or all of it, and a detection layer containing a component (for example, mordant) that fixes and immobilizes the coloring dye in the hydrophilic polymer can be provided.
(試薬層)
試薬層は水性液体中の被検成分と反応して光学的に検出可能な変化を生じる試薬組成物の少なくとも一部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で水浸透性の層である。この試薬層には指示薬層、発色層なども含まれる。
(Reagent layer)
The reagent layer is a water-absorbing material in which at least a portion of the reagent composition that reacts with a test component in an aqueous liquid to produce an optically detectable change is substantially uniformly dispersed in the hydrophilic polymer binder. It is a water-permeable layer. This reagent layer also includes an indicator layer, a coloring layer and the like.
試薬層のバインダーとして用いることができる親水性ポリマーは、一般に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%の範囲の天然または合成親水性ポリマーである。そのような親水性ポリマーの例としては、特開昭60−108753号公報等に開示されているゼラチン(例、酸処理ゼラチン、脱イオンゼラチン等)、ゼラチン誘導体(例、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)、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等をあげることができる。 Hydrophilic polymers that can be used as a binder in the reagent layer generally have natural or synthetic hydrophilic properties with a water swell ratio of from about 150% to about 2000%, preferably from about 250% to about 1500% at 30 ° C. Polymer. Examples of such hydrophilic polymers include gelatin (eg, acid-treated gelatin, deionized gelatin, etc.) and gelatin derivatives (eg, phthalated gelatin, hydroxyacrylate) disclosed in JP-A-60-108753 and the like. Graft gelatin, etc.), agarose, pullulan, pullulan derivatives, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and the like.
試薬層は架橋剤を用いて適宜に架橋硬化された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。 The reagent layer can be a layer that is appropriately crosslinked and cured using a crosslinking agent. Examples of cross-linking agents include known vinyl sulfone cross-linking agents such as 1,2-bis (vinylsulfonylacetamido) ethane and bis (vinylsulfonylmethyl) ether for gelatin, aldehydes such as aldehydes for methallyl alcohol copolymers, Examples include glycidyl group-containing epoxy compounds.
試薬層の乾燥時の厚さは約1μmから約100μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは約3μmから約30μmの範囲である。また試薬層は実質的に透明であることが好ましい。 The dry thickness of the reagent layer is preferably in the range of about 1 μm to about 100 μm, more preferably in the range of about 3 μm to about 30 μm. The reagent layer is preferably substantially transparent.
乾式多層分析素子の試薬層やその他の層に含める試薬としては、被験物質に応じてその検出に適した試薬を選択することができる。 As a reagent to be included in the reagent layer and other layers of the dry multilayer analytical element, a reagent suitable for the detection can be selected according to the test substance.
(光遮蔽層)
前記試薬層の上に必要に応じて光遮蔽層を設けることができる。光遮蔽層は、光吸収性または光反射性(これらを合わせて光遮蔽性という。)を有する微粒子が少量の被膜形成能を有する親水性ポリマーバインダーに分散保持されている水透過性または水浸透性の層である。光遮蔽層は試薬層にて発生した検出可能な変化(色変化、発色等)は光透過性を有する支持体側から反射測光する際に、後述する展開層に点着供給された水性液体の色、特に試料が全血である場合のヘモグロビンの赤色等、を遮蔽するとともに光射層または背景層としても機能する。
(Light shielding layer)
A light shielding layer can be provided on the reagent layer as necessary. The light shielding layer has water permeability or water penetration in which fine particles having a light absorbing property or light reflecting property (collectively referred to as light shielding property) are dispersed and held in a hydrophilic polymer binder having a small amount of film forming ability. Is a sex layer. The light-shielding layer has a detectable change (color change, color development, etc.) generated in the reagent layer, and the color of the aqueous liquid spotted and supplied to the development layer, which will be described later, when the photometry is reflected from the support side having light permeability Especially, when the sample is whole blood, the red color of hemoglobin is shielded and also functions as a light emitting layer or a background layer.
光反射性を有する微粒子の例としては、二酸化チタン微粒子(ルチル型、アナターゼ型またはブルカイト型の粒子径が約0.1μmから約1.2μmの微結晶粒子等)、硫酸バリウム微粒子、アルミニウム微粒子または微小フレーク等を挙げることができ、光吸収性微粒子の例としては、カーボンブラック、ガスブラック、カーボンミクロビーズ等を挙げることができ、これらのうちでは二酸化チタン微粒子、硫酸バリウム微粒子が好ましい。特に好ましいのは、アナターゼ型二酸化チタン微粒子である。 Examples of the light-reflecting fine particles include titanium dioxide fine particles (rutile type, anatase type or brookite type fine crystal particles having a particle diameter of about 0.1 μm to about 1.2 μm, etc.), barium sulfate fine particles, aluminum fine particles or Examples of the light-absorbing fine particles include carbon black, gas black, and carbon micro beads. Among these, titanium dioxide fine particles and barium sulfate fine particles are preferable. Particularly preferred are anatase-type titanium dioxide fine particles.
被膜形成能を有する親水性ポリマーバインダーの例としては、前述の試薬層の製造に用いられる親水性ポリマーと同様の親水性ポリマーのほかに、弱親水性の再生セルロース、セルロースアセテート等を挙げることができ、これらのうちではゼラチン、ゼラチン誘導体、ポリアクリルアミド等が好ましい。なお、ゼラチン、ゼラチン誘導体は公知の硬化剤(架橋剤)を混合して用いることができる。 Examples of the hydrophilic polymer binder having a film-forming ability include weakly hydrophilic regenerated cellulose, cellulose acetate, etc. in addition to the hydrophilic polymer similar to the hydrophilic polymer used in the production of the reagent layer described above. Of these, gelatin, gelatin derivatives, polyacrylamide and the like are preferable. In addition, gelatin and a gelatin derivative can be used by mixing a known hardening agent (crosslinking agent).
光遮蔽層は、光遮蔽性微粒子と親水性ポリマーとの水性分散液を公知の方法により試薬層の上に塗布し乾燥することにより設けることができる。また光遮蔽層を設ける代りに、前述の展開層中に光遮蔽性微粒子を含有させてもよい。 The light shielding layer can be provided by applying an aqueous dispersion of light shielding fine particles and a hydrophilic polymer on the reagent layer by a known method and drying. Further, instead of providing the light shielding layer, light spreading fine particles may be contained in the above-described spreading layer.
(検出層)
検出層は、一般に、被検成分の存在下で生成した色素等が拡散し、光透過性支持体を通して光学的に検出され得る層で、親水性ポリマーにより構成することができる。媒染剤、例えばアニオン性色素に対してカチオン性ポリマーを、含んでもよい。吸水層は、一般に、被検成分の存在下で生成する色素が実質的に拡散しないような層を言い、この点で検出層とは区別される。
(Detection layer)
The detection layer is generally a layer in which a dye or the like produced in the presence of a test component diffuses and can be optically detected through a light-transmitting support, and can be composed of a hydrophilic polymer. A mordant may be included, for example, a cationic polymer relative to the anionic dye. The water absorption layer generally refers to a layer in which the dye produced in the presence of the test component does not substantially diffuse, and is distinguished from the detection layer in this respect.
多層乾式分析素子は、公知の方法により調製することができ、一辺約5mmから約30mmの正方形またはほぼ同サイズの円形等の小片に裁断して用いることができる。 The multilayer dry analytical element can be prepared by a known method, and can be used by cutting into small pieces such as a square having a side of about 5 mm to about 30 mm or a circle having the same size.
このような多層乾式分析素子はすでに多数開発・商品化されており、富士ドライケム(富士写真フィルム(株)製)などはその1例である。本発明においては、このような多層乾式分析素子そのものを使用する。またはその一部分を使用することもできる。 Many such multi-layer dry analytical elements have already been developed and commercialized, and Fuji Dry Chem (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) is one example. In the present invention, such a multilayer dry analytical element itself is used. Alternatively, a part thereof can be used.
多孔性物質層と分析素子の接合方法は、特に限定はないが、接着層介在して多層乾式素子と接合することが好ましい。接着層は水で湿潤しているとき、または水を含んで膨潤しているときに多孔質膜を室温で3〜5kg/cm2の圧力をかけて圧着することで、乾式多層フィルムに多孔質膜を接着させることができる。これにより各層を一体化できるような親水性ポリマーからなることが好ましい。接着層の製造に用いることができる親水性ポリマーの例としては、ゼラチン、ゼラチン誘導体、ポリアクリルアミド等が好ましい。接着層の乾燥膜厚は一般に約0.5μmから約20μm、好ましくは約1μmから約10μmの範囲である。 The method for joining the porous material layer and the analytical element is not particularly limited, but it is preferable to join the multilayer dry element via an adhesive layer. When the adhesive layer is wet with water or swollen with water, the porous membrane is porously bonded to the dry multilayer film by pressing the porous membrane at room temperature under a pressure of 3 to 5 kg / cm 2. The membrane can be adhered. It is preferable that it consists of a hydrophilic polymer which can integrate each layer by this. Examples of hydrophilic polymers that can be used in the production of the adhesive layer are preferably gelatin, gelatin derivatives, polyacrylamide and the like. The dry film thickness of the adhesive layer is generally in the range of about 0.5 μm to about 20 μm, preferably about 1 μm to about 10 μm.
多孔性物質膜(秤量層)は、単独の秤量層として、分析素子部と接触してもよいし、分析素子部と混在していてもよい。例えば、分析素子が多層乾式素子の場合、多孔性物質秤量層は同時に展開層と試薬層の機能を持っていてもよい。分析素子が電極の場合、直接多孔性物質の電極(例えば、カーボンブラック)を用いたほうが好都合である。 The porous material film (weighing layer) may be in contact with the analysis element unit as a single weighing layer, or may be mixed with the analysis element unit. For example, when the analytical element is a multilayer dry element, the porous material weighing layer may have the function of a spreading layer and a reagent layer at the same time. When the analytical element is an electrode, it is more convenient to use a porous material electrode (for example, carbon black) directly.
多孔性物質による液量秤量の精度と供給速度の増大するために、秤量される液体は多孔性物質中の濡れ性は重要である。濡れ性の良い均一な多孔性物質の中に秤量される液体の量はほぼ面積に比例して展開するため計量作用を有する。同時に多孔性物質層に毛細管力によって、液体の展開速度も大きく増大する。従って、多孔性物質層の親、疎水化処理が好ましい。水性検体の場合は親水化処理、油性検体の場合、疎水化処理が必要である。親疎水化処理法として、従来の表面処理方法が適用できる。大きく分けて、化学的表面処理法と物理的表面処理法がある。化学的表面処理法としては、薬品処理、カップリング剤による処理、蒸気処理、グラフト化、電気化学的方法、添加剤による表面改質などがある。物理的表面処理法としては、UV照射、電子線処理、イオンビーム照射、低音プラズマ処理、CASING処理、グロー、コロナ放電処理、酸素プラズマなどの方法がある。 In order to increase the accuracy of liquid weighing by the porous material and the supply speed, the wettability of the liquid to be weighed in the porous material is important. The amount of liquid weighed in a uniform porous material with good wettability develops in proportion to the area and thus has a metering action. At the same time, the developing speed of the liquid is greatly increased by the capillary force on the porous material layer. Therefore, the parent of the porous material layer and the hydrophobizing treatment are preferable. Hydrophilic treatment is required for aqueous samples, and hydrophobic treatment is required for oily samples. A conventional surface treatment method can be applied as the hydrophilic / hydrophobic treatment method. Broadly divided, there are chemical surface treatment methods and physical surface treatment methods. Chemical surface treatment methods include chemical treatment, treatment with a coupling agent, steam treatment, grafting, electrochemical methods, and surface modification with additives. Examples of physical surface treatment methods include UV irradiation, electron beam treatment, ion beam irradiation, low-frequency plasma treatment, CASING treatment, glow, corona discharge treatment, and oxygen plasma.
多孔性物質による液体の秤量は多孔質の飽和吸水量を制御することによって、秤量液量の制御も可能である。多孔質の飽和吸水量に影響するファクターとして、(1)多孔性物質層(膜)のサイズ、及び(2)多孔性物質の種類がある。濡れ性の良い均一な多孔性物質の中にある液体の量はほぼ面積に比例している。この性質を利用し、多孔性物質層(膜)のサイズを変えることによって、秤量する液体の量を制御することができる。また、違う種類の多孔性物質の飽和吸水量も異なるので(例えば、布の飽和吸水量はPS膜(ポリスルホン膜、富士写真フイルム製)の2倍である)、この性質を利用し、秤量する液体の量を制御することもできる。 The liquid weighed by the porous material can be controlled by controlling the porous saturated water absorption amount. Factors affecting the porous saturated water absorption include (1) the size of the porous material layer (membrane) and (2) the type of porous material. The amount of liquid in a uniform porous material with good wettability is approximately proportional to the area. By utilizing this property and changing the size of the porous material layer (membrane), the amount of liquid to be weighed can be controlled. Also, since the saturated water absorption of different types of porous materials is different (for example, the saturated water absorption of cloth is twice that of PS membrane (polysulfone membrane, manufactured by Fuji Photo Film)), weigh using this property. The amount of liquid can also be controlled.
多孔質性物質層への液体の供給方式は、毛細管による送液(図1(a))、多孔性物質(布、紙、中空糸など)による送液(図1(b))、秤量用多孔質性物質を液中に浸す(図1(c))と流路による送液(図1(d))という方式がある。 The liquid supply method to the porous material layer is as follows: liquid feeding by capillary tube (FIG. 1 (a)), liquid feeding by porous material (cloth, paper, hollow fiber, etc.) (FIG. 1 (b)), for weighing There is a system in which a porous substance is immersed in a liquid (FIG. 1 (c)) and a liquid is sent through a flow path (FIG. 1 (d)).
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。 The following examples further illustrate the present invention, but the present invention is not limited to the examples.
実施例1:各種多孔性物質素材における液体に対する飽和吸水量とその精度
(1)編物布地を秤量用多孔性物質としての乾式多層分析要素の作製方法
ゼラチン下塗りされている180μmのポリエチレンテレフタレート無色透明フイルムに下記組成の水溶液を塗布し、乾燥した。
Example 1: Saturated water absorption and accuracy of liquid in various porous materials (1) Preparation method of dry multilayer analytical element using knitted fabric as porous material for weighing Gelatin-primed 180 μm polyethylene terephthalate colorless transparent film An aqueous solution having the following composition was applied to and dried.
ゼラチン 16.6g/m2
ポリオキシ(2−ヒドロキシ)ポロピレンノニフェニルエーテル 0.2g/m2
Gelatin 16.6 g / m 2
Polyoxy (2-hydroxy) polopyrene noniphenyl ether 0.2 g / m 2
次に上記フイルムに約30g/m2の供給量で水を全面的に供給して湿潤させた後、50デニール相当のポリエチレンテレフタレート紡績糸を36ゲージ編みしたトリコット編物布地(以下編物布地とする)をほぼ一様に軽く圧力をかけてラミネートして多孔性質層(編物層)を設けた。乾燥させて接着させた。上記の乾式多層分析要素を12mm(13mm四方のチップに裁断し、秤量実験に用いるスライド1とした。
Next, a tricot knitted fabric (hereinafter referred to as a knitted fabric) knitted with 36-gauge polyethylene terephthalate spun yarn equivalent to 50 denier after the water was fully supplied to the film at a supply rate of about 30 g / m 2 and moistened. Were laminated by applying light pressure almost uniformly to provide a porous layer (knitted layer). Dry and adhere. The dry multilayer analytical element was cut into a 12 mm (13 mm square chip) to obtain a
(2)高分子多孔性膜を秤量用多孔性物質としての乾式多層分析要素の作製方法
ゼラチン下塗りされている180μmのポリエチレンテレフタレート無色透明フイルムに下記組成の水溶液を塗布し、乾燥した。
(2) Method for Producing Dry Multilayer Analytical Element Using Polymer Porous Membrane as Porous Material for Weighing An aqueous solution having the following composition was applied to 180 μm polyethylene terephthalate colorless transparent film coated with gelatin and dried.
ゼラチン 16.6g/m2
ポリオキシ(2−ヒドロキシ)ポロピレンノニフェニルエーテル 0.2g/m2
Gelatin 16.6 g / m 2
Polyoxy (2-hydroxy) polopyrene noniphenyl ether 0.2 g / m 2
次に上記フイルムに約15g/m2の供給量で水を全面的に供給して湿潤させた後、ポリスルホン膜(SE−200:富士写真フイルム社製、以下PS膜とする)を軽く圧力をかけて積層し、乾燥させて接着させた。以上によりポリスルホン膜を秤量用多孔性物質に用いた乾式多層分析要素を作製した。上記の乾式多層分析要素を12mm(13mm四方のチップに裁断し、秤量実験に用いるスライド2とした。
Next, water was supplied to the film at a supply rate of about 15 g / m 2 and moistened, and then the polysulfone membrane (SE-200: manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd., hereinafter referred to as PS membrane) was lightly pressurized. Laminated over, dried and bonded. Thus, a dry multilayer analytical element using a polysulfone membrane as a porous material for weighing was prepared. The above dry multilayer analytical element was cut into a 12 mm (13 mm square chip) to obtain a
(3)各種多孔性物質素材における液体に対する飽和吸水量とその精度
スライド1に、キムワイフ紙繊維で図1(b)に示した方法で液体(10ppm色素水溶液)を供給する。精密天秤(メトラー・トレト(株))でスライドの重量変化を測定する。スライドの重さは液の供給時間の増加と共に増大するが、2分後に飽和に達する(図2)。編物布地の飽和吸水量は約55μlである。さらに、編物布地による飽和吸水量の精度(変動係数CV(%)、n=10)も求めた(表1)。編物布地による水溶液の秤量精度は1%以下であることが分った。
(3) Saturated water absorption with respect to liquid in various porous material materials and accuracy thereof Liquid (10 ppm dye aqueous solution) is supplied to slide 1 by the method shown in FIG. Measure the weight change of the slide with a precision balance (Mettler Toreto Co.). The slide weight increases with increasing liquid feed time, but reaches saturation after 2 minutes (FIG. 2). The saturated water absorption of the knitted fabric is about 55 μl. Furthermore, the accuracy of saturated water absorption by the knitted fabric (coefficient of variation CV (%), n = 10) was also determined (Table 1). It has been found that the weighing accuracy of the aqueous solution with the knitted fabric is 1% or less.
上記と同様な方法でスライド2に対して、飽和吸水量とその精度を求めた。結果を表1に示す。PS膜の飽和吸水量は約27.5μl、PS膜による飽和吸水量の精度は約1.4%である。
The saturated water absorption and its accuracy were determined for the
実施例2:多孔性物質素材を秤量層としての乾式多層分析要素の定量性実験
(1)秤量層(編物布地)としてのCRP乾式多層分析要素の作製方法
ゼラチン下塗りされている180μmのポリエチレンテレフタレート無色透明フイルムに下記の被覆量になるように架橋剤含有試薬溶液を塗布し、乾燥して試薬層を設けた。
アルカリ処理ゼラチン 14.5 g/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 9〜10含有) 0.2 g/m2
グルコースオキシダーゼ 5000 U/m2
ペルオキシダーゼ 15000 U/m2
グルコアミラーゼ 5000 U/m2
2-(4- ヒドロキシ-3,5- ジメトキシフェニル-4-[4-(ジメチルアミノ)
フェニル]-5-フェネチルイミダゾール(ロイコ色素)酢酸塩 0.38 g/m2
ビス[(ビニルスルホニルメチルカルボニル)アミノ]メタン 0.1 g/m2
Example 2: Quantitative experiment of dry multi-layer analytical element using porous material as weighing layer (1) Preparation method of CRP dry multi-layer analytical element as weighing layer (knitted fabric) 180 μm polyethylene terephthalate colorless coated with gelatin A cross-linking agent-containing reagent solution was applied to the transparent film so as to have the following coating amount, and dried to provide a reagent layer.
Alkali-treated gelatin 14.5 g / m2
Nonylphenoxypolyethoxyethanol (containing 9 to 10 average oxyethylene units) 0.2 g / m 2
Glucose oxidase 5000 U / m 2
Peroxidase 15000 U / m 2
Glucoamylase 5000 U / m 2
2- (4-Hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl-4- [4- (dimethylamino)
Phenyl] -5-phenethylimidazole (leuco dye) acetate 0.38 g / m 2
Bis [(vinylsulfonylmethylcarbonyl) amino] methane 0.1 g / m 2
この試薬層の上に下記の被覆量になるように接着層を塗布、乾燥して設けた。
アルカリ処理ゼラチン 14.5 g/m2
ビス[(ビニルスルホニルメチルカルボニル)アミノ]メタン 0.1 g/m2
On this reagent layer, an adhesive layer was applied and dried so as to have the following coating amount.
Alkali-treated gelatin 14.5 g / m 2
Bis [(vinylsulfonylmethylcarbonyl) amino] methane 0.1 g / m 2
ついで接着層の表面に下記の被覆量になるように下記試薬含有水溶液を塗布し、ゼラチン層を膨潤させ、その上に50デニール相当のPET 紡績糸36ゲージ編みした厚さ約250 μmのトリコット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多孔性展開層(編物層)を設けた。
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 9〜10含有) 0.15 g/m2
ビス[(ビニルスルホニルメチル カルボニル)アミノ]メタン 0.4 g/m2
Next, the following reagent-containing aqueous solution was applied to the surface of the adhesive layer so as to have the following coating amount, the gelatin layer was swollen, and a PET spun yarn equivalent to 50 denier was knitted on a 36-gauge tricot knitted fabric with a thickness of about 250 μm. The fabric was laminated almost uniformly with light pressure to provide a porous spreading layer (knitted layer).
Nonylphenoxypolyethoxyethanol (containing 9 to 10 average oxyethylene units) 0.15 g / m 2
Bis [(vinylsulfonylmethyl carbonyl) amino] methane 0.4 g / m 2
次に、下記の被覆量になるように基質を塗布、乾燥することにより、CRP分析用多層分析要素を調製した。
カルボキシメチル化澱粉 5 g/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 9〜10含有) 0.2 g/m2
Next, a multilayer analytical element for CRP analysis was prepared by applying and drying the substrate so as to have the following coating amount.
Carboxymethylated starch 5 g / m 2
Nonylphenoxypolyethoxyethanol (containing 9 to 10 average oxyethylene units) 0.2 g / m 2
さらに、展開層兼秤量層であるトリコット編物布地層にアミラーゼ−抗CRP・IgG結合物を3mg/m2の被覆量となるようにしてエタノール溶液を塗布し、含浸させ乾燥させてCRP分析用多層乾式分析要素を得た。 Further, a tricot knitted fabric layer, which is a spreading layer and a weighing layer, is coated with an amylase-anti-CRP / IgG conjugate in an amount of 3 mg / m 2 in an ethanol solution, impregnated and dried, and multilayered for CRP analysis. A dry analytical element was obtained.
次いで上記の乾式多層分析要素を12mm(13mm四方のチップに裁断し、特開昭57-63452に記載のスライドの枠に収めて、CRP分析用多層乾式スライドとした。 Next, the dry multilayer analytical element was cut into a 12 mm (13 mm square chip) and placed in a slide frame described in JP-A-57-63452 to obtain a multilayer dry slide for CRP analysis.
(定量性試験)
上記CRPスライドに、既知量のヒトCRPを含有するpH7 の50mMグリセロ燐酸緩衝溶液を方式4(図1(d))で飽和吸水量(55μL)を供給し、37℃に保って、PET支持体側から中心波長650nm の可視光で反射光学濃度を測定した。反応開始から3分後および5分後の反射光学濃度の差(ΔOD5−3 )を求めて、検量線を作成した。図3に示すように、本発明の秤量方法によるCRPの定量を感度良く行えることが明らかである。
(Quantitative test)
Supply the saturated water absorption (55 μL) of 50 mM glycerophosphate buffer solution with pH 7 containing known amount of human CRP to the CRP slide in the method 4 (FIG. 1 (d)) and keep at 37 ° C. The reflection optical density was measured with visible light having a center wavelength of 650 nm. A calibration curve was prepared by determining the difference in reflection optical density (ΔOD5-3) 3 minutes and 5 minutes after the start of the reaction. As shown in FIG. 3, it is clear that CRP can be quantified with high sensitivity by the weighing method of the present invention.
実施例3:マイクロチップ系に多孔性物質素材を秤量用多孔性物質としての乾式多層分析要素の定量性
(1)PDMS凹型作成
シリコンウエファー上に厚膜フォトレジストのSU−8をスピンコートして膜厚100μmとした。90℃で1時間予備加熱した後、図4に相応する流路パターンIを描いてあるマスクを通してUV光を照射し、90℃1時間で光照射部分を硬化させた。未硬化部分をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)により溶解除去、水洗したのち乾燥し、シリコンウエファー/SU8凸型として使用した。
Example 3: Quantitativeness of dry multi-layer analytical element as porous material for weighing porous material on microchip system (1) PDMS concave mold creation A thick photoresist SU-8 is spin coated on a silicon wafer The film thickness was 100 μm. After preheating at 90 ° C. for 1 hour, UV light was irradiated through a mask on which a flow path pattern I corresponding to FIG. 4 was drawn, and the light irradiated portion was cured at 90 ° C. for 1 hour. The uncured portion was dissolved and removed with propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), washed with water and dried, and used as a silicon wafer / SU8 convex shape.
この、シリコンウエファー凸型上に、PDMS(デュポンSylgard/硬化液=10/1 混合液)を流し込み、80℃で3時間硬化させた後シリコンウエファー凸型より静かに剥がしとり、図4に示すPDMS凹型パターンIを作成した。さらに、生研トレパン(カイインダストリー製)により、検体注入口1及び空気抜き2を(直径1mm)を、作成した。
次に、前述した方法でPDMS凹型パターンIIを作成した。
On this silicon wafer convex mold, PDMS (DuPont Sylgard / curing liquid = 10/1 mixed liquid) was poured, cured at 80 ° C. for 3 hours, and then gently peeled off from the silicon wafer convex mold, and the PDMS shown in FIG. A concave pattern I was created. Furthermore, the
Next, a PDMS concave pattern II was created by the method described above.
(2)グルコース分析用乾式多層分析要素の作製
タイプ1(グルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)法):ゼラチン下塗りされている、平滑な180μmの無色透明PETフィルム上に、下記組成の水溶液を、乾燥後の厚さが40μmになるように塗布し、乾燥して、反応層を設けた。
アルカリ処理ゼラチン 20.0g/m2
NTB 0.8g/m2
界面活性剤 0.8g/m2
ジアホラーゼ 0.75KU/m2
アセトン 2.4 g/m2
(2) Preparation of dry multilayer analytical element for glucose analysis Type 1 (glucose dehydrogenase (GDH) method): An aqueous solution having the following composition on a smooth 180 μm colorless transparent PET film coated with gelatin, and having a thickness after drying Was applied to a thickness of 40 μm and dried to provide a reaction layer.
Alkali-treated gelatin 20.0 g / m 2
NTB 0.8g / m 2
Surfactant 0.8g / m 2
Diaphorase 0.75 KU / m 2
Acetone 2.4 g / m 2
ここで、界面活性剤は、ポリオキシ(2−ヒドロキシ)プロピレンノニルフェニルエーテル(Surfactant 10G,オーリン社製)を用いた。また、NTBは、3,3'−(3,3'−ジメトキシ−4,4'−ビフェニレン)ビス[2−(p−ニトロフェニル)−5−フェニルテトラゾリウムクロライド]を表す。 Here, as the surfactant, polyoxy (2-hydroxy) propylene nonylphenyl ether (Surfactant 10G, manufactured by Aurin) was used. NTB represents 3,3 ′-(3,3′-dimethoxy-4,4′-biphenylene) bis [2- (p-nitrophenyl) -5-phenyltetrazolium chloride].
次に、下記組成の水溶液を各々の成分が下記の量となるように塗布し、乾燥させて、タイプ1(GDH法)のグルコース分析用乾式分析要素を作製した。
アルカリ処理ゼラチン 14.5 g/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 9〜10含有) 0.2 g/m2
グルコースデヒドロゲナーゼ(GDH) 5000 U/m2
NAD 0.25 g/m2
ラッテクス(40μm)懸濁液 25 mL/m2
ビス[(ビニルスルホニルメチルカルボニル)アミノ]メタン 0.1 g/m2
Next, an aqueous solution having the following composition was applied so that each component had the following amount and dried to prepare a dry analytical element for glucose analysis of type 1 (GDH method).
Alkali-treated gelatin 14.5 g / m 2
Nonylphenoxypolyethoxyethanol (containing 9 to 10 average oxyethylene units) 0.2 g / m 2
Glucose dehydrogenase (GDH) 5000 U / m 2
NAD 0.25 g / m 2
Latex (40μm) suspension 25 mL / m 2
Bis [(vinylsulfonylmethylcarbonyl) amino] methane 0.1 g / m 2
タイプ2(グルコースオキシダーゼ(GOD)法):ゼラチン下塗りされている、平滑な180μmの無色透明PETフィルム上に、下記組成の水溶液を、乾燥後の厚さが40μmになるように塗布し、乾燥して、反応層を設けた。
アルカリ処理ゼラチン 20.0g/m2
POD 15.2kU /m2
メタノール 6.8 g/m2
リン酸1カリウム 0.46g/m2
L−アラニン 2.82g/m2
α−ケトグルタール酸・2Na 0.48g/m2
20%MgCl2 1.22g/m2
ピルビン酸オキシダーゼ(POPG) 3.45kU /m2
2−(3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシフェニル)−
4−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]−5−フェネチルイミダゾール
0.29g/m2
1N NaOH 0.49g/m2
(pH=7.5)
Type 2 (glucose oxidase (GOD) method): An aqueous solution having the following composition was applied onto a smooth 180 μm colorless transparent PET film coated with gelatin so that the thickness after drying was 40 μm and dried. Then, a reaction layer was provided.
Alkali-treated gelatin 20.0 g / m 2
POD 15.2kU / m 2
Methanol 6.8 g / m 2
Monopotassium phosphate 0.46g / m 2
L-alanine 2.82 g / m 2
α-ketoglutaric acid · 2Na 0.48 g / m 2
20% MgCl 2 1.22 g / m 2
Pyruvate oxidase (POPG) 3.45kU / m 2
2- (3,5-dimethoxy-4-hydroxyphenyl)-
4- [4- (Dimethylamino) phenyl] -5-phenethylimidazole
0.29 g / m 2
1N NaOH 0.49g / m 2
(PH = 7.5)
次に、下記組成の水溶液を各々の成分が下記の量となるように塗布し、乾燥させて、タイプ2(GOD法)のグルコース分析用乾式分析要素を作製した。
アルカリ処理ゼラチン 14.5 g/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 9〜10含有) 0.2 g/m2
グルコースオキシダーゼ(GOD) 5.0kU/m2
Next, an aqueous solution having the following composition was applied so that each component had the following amount and dried to prepare a dry analytical element for glucose analysis of type 2 (GOD method).
Alkali-treated gelatin 14.5 g / m 2
Nonylphenoxypolyethoxyethanol (containing 9 to 10 average oxyethylene units) 0.2 g / m 2
Glucose oxidase (GOD) 5.0 kU / m 2
(3)グルコース定量用マイクロチップの作成
(1)で作成したPDMS凹型パターンIとIIを24mm×12mm加工した。その次、(2)で作成した二タイプのグルコース乾式分析要素を(4mm×4mm)と(2mm×2mm)に裁断後、それぞれ加工したPDMS凹型に組込んで。グルコース定量用マイクロチップを作成した(図5)。
(3) Preparation of microchip for glucose determination PDMS concave patterns I and II prepared in (1) were processed 24 mm × 12 mm. Next, after cutting the two types of dry analytical elements of glucose prepared in (2) into (4mm x 4mm) and (2mm x 2mm), each is incorporated into a processed PDMS concave mold. A microchip for glucose determination was prepared (FIG. 5).
(定量性評価)
マイクロチップ内多孔質層による秤量検出法でグルコースの測定
(Quantitative evaluation)
Glucose measurement with a gravimetric detection method using a porous layer in a microchip
(1)GDH法によるグルコース検量線の作成:(セルサイズ大きい方(4mm×4mm)、秤量層はラッテクス粒子/ゼラチンゲル)
グルコース水溶液(50%; 大塚製薬社製)20mMTris−HClpH7.5緩衝液で希釈して、各種濃度のグルコース水溶液(0mg/dL〜400mg/dL)を調製した。PDMS凹型パターンIの注入口1より、各種濃度のグルコース水溶液をチップ中心部のセルをいっぱいになるまで静かに注入し、37℃に保ちながら分光放射輝度計MCPD-2000(大塚電子株式会社)により540nmの透過測光し、5分後透過ODを求めて検量線を作成した(図6)。図6の検量線に示すように、本発明の秤量検出方法でマイクロ系において、グルコースの定量を精度良く行えることが明らかである。
(1) Preparation of glucose calibration curve by GDH method: (cell size larger (4mm x 4mm), weighed layer is latex particles / gelatin gel)
Glucose aqueous solution (50%; manufactured by Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.) was diluted with 20 mM Tris-HCl pH 7.5 buffer to prepare various concentrations of glucose aqueous solution (0 mg / dL to 400 mg / dL). Gently inject various concentrations of aqueous glucose solution from the
(2)GOD法によるグルコース検量線の作成:(セルサイズ小さい方(2mm×2mm)、秤量層はゼラチンゲル)
グルコース水溶液(50%; 大塚製薬社製)20mMTris−HClpH7.5緩衝液で希釈して、各種濃度のグルコース水溶液(0mg/dL〜400mg/dL)を調製した。PDMS凹型パターンIIの注入口1より、各種濃度のグルコース水溶液をチップ中心部のセルをいっぱいになるまで静かに注入し、37℃に保ちながら分光放射輝度計MCPD-2000(大塚電子株式会社)により505nmの透過測光し、5分後透過ODを求めて検量線を作成した(図7)。図7の検量線に示すように、本発明の秤量検出方法でマイクロ系において、グルコースの定量を精度良く行えることが明らかである。
(2) Preparation of glucose calibration curve by GOD method: (cell size smaller (2mm x 2mm), weighing layer is gelatin gel)
Glucose aqueous solution (50%; manufactured by Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.) was diluted with 20 mM Tris-HCl pH 7.5 buffer to prepare various concentrations of glucose aqueous solution (0 mg / dL to 400 mg / dL). Gently inject various concentrations of aqueous glucose solution from the
Claims (8)
The analysis method according to claim 7, wherein the sample fluid is a body fluid or a processed product of the body fluid.
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