分析組件及其製備方法

2023-09-18 09:54:55 1

專利名稱：分析組件及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種分析組件，用於分析液體樣品尤其是全血中的特定成份，還涉及該分析組件的製備方法。
用來分析液體樣品中的特定成份的分析組件是公知的。例如，JP-A-2-150751(相當於JP-B-7-21455)，公開了一種分析組件，包括一具有一通孔的襯底；一多孔薄膜，包含反光不溶微粒的試液塗敷到該薄膜上，乾燥後形成試劑層，該多孔薄膜固定在襯底上，蓋住通孔；以及一樣品容納層，該層固定在襯底上以蓋住試劑層(＂JP-A＂和＂JP-B＂此處分別表示＂未審定公開的日本專利申請＂和＂已審定的日本專利申請＂)。在JP-A-2-150751中，當全血塗於組件上並從襯底一側觀察時，氧化鈦用作反光不溶微粒，遮蔽紅細胞並擋住光線。
二氧化鈦顆粒是白色顆粒，反光而且不吸收光線，在所有溶劑中幾乎均不溶解。從小(0.001μm)到大(1mm甚至更大)具有大範圍的顆粒大小分布。顆粒的尺寸越小，就越易於凝聚。二氧化鈦顆粒經常用於油漆、軟膏、化妝品等，用作其中的遮光材料。
由於二氧化鈦顆粒不溶於溶劑並且易於凝聚，因此在液體中易於形成團塊和沉澱，難以形成在整個液體中具有均勻濃度分布的液體系統。
因此，在製備一種用於分析液體樣品中特定成份的分析組件時，二氧化鈦分散體(試液)經過凝結和沉澱，不能均勻地塗敷在襯底(多孔薄膜)上。通過加入一種聚合物或一種增稠劑使試液粘筒或通過攪拌液體可消除該缺陷。然而，具有足以防止二氧化鈦顆粒沉澱的粘度的液體則會流動性不足，不易塗於襯底上並且會降低分析組件的分析精度。試液的攪拌會伴隨空氣的截留。一旦形成氣泡，他們甚至在乾燥後還會留在塗層內，或者乾燥後破裂而留下裂口。
二氧化鈦顆粒的凝聚作用即使在塗層的乾燥過程中也在進行，而使塗層表面不均勻。當包含二氧化鈦的層面做為光學反射層時，該表面的不均勻性引起不均勻的光反射作用並且嚴重減弱了試劑層的性能。因此業己需要開發一種技術用於使不溶顆粒(例如二氧化鈦顆粒)均勻分布於液體中，而沒有諸如攪拌等會削弱塗層精度的操作，並且不會增加不必要的液體粘度。
本發明的一個目的是提供一種具有穩定分布於其中的不溶顆粒的試液的製備方法。
本發明的另一目的是提供一種包括一試劑層的分析組件，該試劑層具有均勻分布於其中的不溶顆粒以及均勻的厚度和平滑表面。
經廣泛的研究，本發明的發明人發現硼酸可抑制或延遲液體中不溶顆粒的凝聚或沉澱。
即，本發明的這些和其它目的可由一種用於分析液體樣品中特定成份的分析組件達到，該組件包括由不溶顆粒和硼酸組成的試劑。
進而，本發明的這些和其它目的可由製備一種試液的方法達到，該試液用於一種分析液體樣品中特定成份的分析組件的製備中，該試液的製備方法包括將不溶顆粒和硼酸加到試液中。


圖1表示在例2中製備的分析組件的表面的電子顯微照片，由SEM掃描電子顯微鏡，放大100(左側)倍和500倍(右側)。
圖2表示在對照例1中製備的分析組件的表面的電子顯微照片，由SEM放大100倍(左側)和500倍(右側)。
為了多種目的，用於分析組件試劑層的不溶微粒包括濾紙屑，碳粉，和反光不溶微粒。反光不溶微粒優選地用來遮蔽紅細胞，並擋住光線。
反光不溶微粒的例子包括二氧化鈦、氧化鎂和硫酸鋇。二氧化鈦因其高白度而更為可取。
可使用具有一般結構(例如金紅石結構或銳鈦礦結構)的二氧化鈦或非晶形二氧化鈦。金紅石結構的二氧化鈦因其高白度而更為可取。
不溶顆粒的大小不受特別的限定，只要顆粒通過攪拌可分散於試液中即可。本發明對大小在100μm或更小的顆粒特別有效，較佳地為0.001至100μm，更佳地為0.01至10μm。試液中不溶顆粒的量按重量計較佳地為1％至70％，更佳地按重量計為3％至30％。
硼酸是一種化學上穩定的物質，不與試劑反應，對試劑層中的試劑的靈敏度和穩定性幾乎沒有影響。硼酸的水溶解度低，20℃時約為0.75mol/l，40℃時約為1.3mol/l，60℃時約為2.1mol/l。另一方面，硼酸易於溶解於諸如乙醇這樣的溶劑中，25℃時約為1.9mol/l。
硼酸加入試液中時，以最終濃度為0.01至2mol/l為佳，更佳地為0.1至0.5mol/l。
當液體樣品塗於分析組件上時，試劑層中硼酸的較佳濃度為0.01-2mol/l，更佳地為0.1-0.5mol/l。
硼酸可單獨加入試液中或與四硼酸鈉共同加入，以形成緩衝溶液，或與其它緩衝溶液配合。例如，硼酸可與磷酸鹽緩衝溶液組合，或者硼酸緩衝溶液可與TES緩衝溶液組合。
該分析組件可用所得到的試液按常規方法(即，JP-B-49-33800或JP-B-7-21455中描述的方法)製備。例如，試液可通過塗敷、印製或噴塗施加於薄膜上並乾燥。
本發明的分析組件可用於分析全血、血清、血漿、尿液、唾液、腦液等。利用分析組件測定的物質包括葡萄糖、尿酸、膽甾醇、脲氮、膽紅素、鈣、肌酸酐、蛋白質、白朊、乳酸脫氫酶(LDH)、甘油三酯和澱粉酶。
本發明的試液可包含經常用於量熱分析系統的分析試劑或者粘合劑。
分析試劑的例子包括氧化酶(例如葡糖氧化酶、尿酸酶、膽甾醇氧化酶、甘油氧化酶、膽紅素氧化酶、乳酸氧化酶、丙酮酸氧化酶)、過氧化物酶、4-氨基安替比林、特立尼達(Trinder)試劑(例如DAOS、TOOS、MAOS)、還原酶(例如，葡糖脫氫酶、己糖激酶、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶)、心肌黃酶、吩嗪硫酸甲酯化物(phenazine methosulfate)，麥爾多拉(Meldola)藍、NAD、NADP、四唑鎓鹽(例如，NTB，BTB，BPB)，和PH指示劑(例如BCG，BTB，BPB)。
添加劑的例子包括非離子表面活性劑，陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和兩性表面活性劑，例如Triton X-100，Tween20，和Brij35。
用於試液的溶劑無特別限制。可包括水(例如去離子水)、甲醇、乙醇、丙酮、二甲苯、甲苯、二甲基甲醯胺、二甲亞碸、二氯甲烷和環己烷。
進一步，可向試液中加入粘合劑。粘合劑的例子可包括親水聚合物[例如羥丙基纖維素(HPC)、甲基纖維素(MC)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)]和疏水聚合物[例如聚乙烯醇縮丁醛(PVB)]。
例如，通過將試液塗敷於多孔薄膜上並用塗敷有試液的多孔薄膜蓋住襯底來製備分析組件。襯底的例子可包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚苯乙烯膜、聚乙烯膜和聚碳酸酯膜。多孔薄膜的例子包括聚丙烯膜(例如CelgardTM，由Hoechst AG生產)，聚乙烯膜(例如，HiporeTM，由AsahiChemical Industry Co.，Ltd.生產)和聚碳酸酯膜(例如CycloporeTM，由Whatman生產)。
如上所述，不溶解顆粒(例如二氧化鈦)在試液中的凝聚和沉澱可通過加入硼酸而得到抑制。所以，包含有不溶顆粒的試液加入硼酸後，可保持一種穩定的分布狀態，具有足夠的時間使溶液塗敷於襯底上。乾燥後，塗敷的試液層成為可提供滿意的分析組件的更均勻的試劑層。
本發明將參考實例作更詳細的闡述，但本發明不應被認為是僅限於此。
例1向一透明玻璃瓶(直徑2.4cm；高15cm)中加入0.75g二氧化鈦顆粒(金紅石類型；由Wako Pure Chemical Industries Co.，Ltd.生產)，並加入15ml如以下表1所示的液體並混合均勻。放置該混合物，測定二氧化鈦沉澱達到距瓶底10mm和6mm的深度所需的時間。所得結果如表1所示。
表1達到深度的時間(秒)樣品號 液體10mm 6mm1 蒸餾水 80 1602 0.3mol/l硼酸水溶液 170 2403 0.2mol/l磷酸鹽緩衝液(PH7.2) 190 3004 0.2mol/l磷酸鹽緩衝液(PH7.2)+0.3mol/l硼酸水溶液 360 5505 0.2mol/lTES緩衝液(PH7.2) 100 2806 0.2mol/lTES緩衝液(PH7.2)+0.3mol/l硼酸水溶液 330 540例2試液的製備葡糖氧化酶(由Toyobo Co.，Ltd.生產) 500ku過氧化物酶(由Toyobo Co.，Ltd.生產) 300ku4-氨基-安替比林(由Kisida Kagaku Co.，Ltd.生產)500mgN-乙基N-(2-羥基-3-磺基丙基)-3，5-二甲基苯胺(由Dojin Kagaku Co.，Ltd.生產) 1g0.15M磷酸鹽緩衝液(PH7.0) 10ml0.15M硼酸鹽緩衝液(PH7.0) 90ml丙炔酸(propiofan)(由BASF Japan生產)4g50％聚氧乙烯山梨糖醇酐單月桂酸酯水溶液(由Nacalai Tesque Co.，Ltd.生產) 8ml二氧化鈦(由Wako Pure Chemical co.，Ltd生產)8g
將上述成份混合併徹底攪拌以製備試液。分析組件的製備該試液塗敷於25μm厚的多孔薄膜上(Celgard，由Hoechst AG生產)，溼厚度達到100μm，在40℃下乾燥1小時。從已塗敷的薄膜上切下一面積為7mm×7mm的薄膜，固定於一250μm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯襯底薄膜上，蓋住其上的直徑為4mm的通孔，製備成一分析組件。
圖1表示已塗覆的薄膜放大100倍(左側)和500倍(右側)的電子顯微照片。
對照例1用與例2相同的方法製備一分析組件，但使用具有以下配方的試液。
葡糖氧化酶(由Toyobo Co.，Ltd.生產)500ku過氧化物酶(由Toyobo Co.，Ltd.生產)300ku4-氨基-安替比林(由Kisida Kagaku Co.，Ltd.生產) 500mgN-乙基-N-(2-羥基-3-磺基丙基)-3，5-二甲基苯胺(由Dojin Kagaku Co.，Ltd.生產) 1g0.15M磷酸鹽緩衝液(PH7.0) 100ml丙炔酸(propiofan)(由BASF Japan生產) 4g50％聚氧乙烯山梨糖醇酐單月桂酸酯水溶液(由Nacalai Tesque Co.，Ltd.生產) 8ml二氧化鈦(由Wako Pure Chemicalco.，Ltd生產)8g圖2表示已塗覆的薄膜放大100倍(左側)和500倍(右側)的電子顯微照片。
比較圖1和圖2，表明無硼酸的試劑層具有粗糙顆粒和不均勻的表面，而包含硼酸的試劑層具有精細顆粒和均勻的表面。血液中葡萄糖的定量測定具有不同的葡萄糖含量的全血(20μl)滴入分別由例2和對照例1製備的分析組件中。滴入後一分鐘，用微分比色計(∑-90，由Nippon Denshoku KogyoCo.，Ltd.生產)在640nm(每個n＝20)處通過襯底膜的通孔測定組件的反面(多孔薄膜的那一側)的反射度。
由反射度可作出一標準曲線，按各自的校準曲線可將測定值轉換為葡萄糖含量。所得結果如以下表2所示。
在表2中，可再現性由變異係數(C.V)代表，變異係數是由20個測定值的平均值來除它們的標準偏差而得到。
表2例2對照例1葡萄糖含量 測定值 可再現性(C.V)測定值可再現性(C.V)(mg/dl)(mg/dl) (％)(mg/dl) (％)110 111.5 2.3 115.9 9.5205 198.7 1.9 177.113.2489485.0 2.8 398.6 11.8由表2可見，按照本發明的分析組件由於塗層厚度均勻和表面平滑，可獲得具有高重複性的滿意的分析結果。另一方面，對照例1的分析組件的可再現性很低。
本發明已依據特定的實例進行了詳細描述，對本領域的技術人員在不脫離本發明的實質和範圍內所做的各種變型和改進都是顯而易見的。
權利要求
1.一種用於分析液體樣品中特定成份的分析組件的製備中所用的試液的製備方法，包括向試液中加入不溶顆粒和硼酸。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的不溶顆粒是反光的。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的不溶顆粒是二氧化鈦顆粒、氧化鎂顆粒和硫酸鋇顆粒。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的不溶顆粒是二氧化鈦顆粒。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的不溶顆粒的顆粒尺寸在0.001-100μm之間。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的硼酸以最終濃度為0.01-2mol/l的量加入。
7.一種用於分析液體樣品中特定成份的分析組件，包括一種由不溶顆粒和硼酸組成的試劑。
8.如權利要求7所述的分析組件，其特徵在於所述的不溶顆粒是反光的。
9.如權利要求7所述的分析組件，其特徵在於所述的不溶顆粒是二氧化鈦顆粒、氧化鎂顆粒和硫酸鋇顆粒。
10.如權利要求7所述的分析組件，其特徵在於所述不溶顆粒是二氧化鈦顆粒。
11.如權利要求7所述的分析組件，其特徵在於所述的不溶顆粒的顆粒尺寸在0.001-100μm之間。
12.如權利要求7所述的分析組件，其特徵在於所述的硼酸在液體樣品塗到所述的分析組件上時，它的最終濃度為0.01-2mol/l。
全文摘要
本發明公開了一種用於分析液體樣品中待定成分的分析組件，它包括一種由不溶顆粒和硼酸組成的試劑。進而，本發明還公開了一種用於分析液體樣品中特定成分的分析組件的製備中所用的試液的製備方法，該方法包括將不溶顆粒和硼酸加入到試液中。
文檔編號G01N33/52GK1159575SQ9612246
公開日1997年9月17日 申請日期1996年9月13日 優先權日1995年9月13日
發明者坂本久, 高橋好範, 樋口善彥, 山口武廣 申請人:株式會社京都第一科學