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DE2932973A1 - Integrales mehrschichtiges material fuer die chemische analyse des blutes - Google Patents

Integrales mehrschichtiges material fuer die chemische analyse des blutes

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DE2932973A1
DE2932973A1 DE19792932973 DE2932973A DE2932973A1 DE 2932973 A1 DE2932973 A1 DE 2932973A1 DE 19792932973 DE19792932973 DE 19792932973 DE 2932973 A DE2932973 A DE 2932973A DE 2932973 A1 DE2932973 A1 DE 2932973A1
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DE
Germany
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layer
material according
radiation blocking
porous
reagent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19792932973
Other languages
English (en)
Inventor
Fuminori Arai
Masao Kitajima
Asaji Kondo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP9890078A external-priority patent/JPS5526428A/ja
Priority claimed from JP9890278A external-priority patent/JPS5526429A/ja
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Publication of DE2932973A1 publication Critical patent/DE2932973A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
    • G01N33/525—Multi-layer analytical elements

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Description

WIEGAND i KOHLER GERNHARDT GLAESER
Ar c/ s c4/, I 9. /Λ ^5/
PATE N9AM
MÖNCHEN DR. E. WIcGAND DR. M. KOHlER UH.-ING. C. GERNH^RDT
HAMBURG DIPI.-ING. J. GLAESFR
DIPI.-ING. W. NIEMANN OF COUNSEL
TElEFONi 084-S554 76/7 TELEGRAMME: KARPATENT TELEX1 S3fO6S KASP O
D-3000 M0NCHEN2
HERZOG-WUHELM-STR. 1«
14. August 1979
W. 43527/79 - Ko/Ni
Fuji Fnoto Film Co., Ltd. Minarui Ashigara-Slii Eanagawa (Japan)
Integrales mehrschichtiges Material für die chemische Analyse des Blutes
Die Erfindung "betrifft ein mehrschichtiges integrales Material für die chemische Analyse des Blute und insbesondere ein Material, das die Untersuchung des Gesamtbluts, Plasmas oder Se rune für die quantitative Analyse der chemischen Bestandteile des Blutes ermöglicht.
030009/0855
Gemäß der Erfindung wird ein integrales mehrschichtiges Material für die chemische Analyse des Bluts angegeben, wobei das Material eine Kombination einer porösen Ausbreitungs- oder Verteilungsschicht, einer Reagenzschicht und einer Strahlungsblockierungsschicht aufweist und die Strahlungsblockierungsschicht wasserpermeabel ist und ein Metall enthält.
Blutproben zur Verwendung in der Analyse der chemischen Komponenten des Bluts umfassen Gesamt blut und den flüssigen Teil des Bluts, d.h. Plasma und Serum, die nach dem mühsamen Vorgang der Entfernung der gefärbten, besticmtgeformten Komponenten des Bluts erhalten werden. Es ist klar, daß die Anwendung eines Verfahrens, das die Verwendung des ganzen Bluts ansich zur einfachen und raschen quantitativen Analyse von Blut oder einen Schnelltest von Blut beispielsweise bei Unfällen ermöglicht, einfach und erwünscht wäre.
Aufgrund technischer Schwierigkeiten wurde bisher kein Verfahren und kein analytisches Material zur chemischen quantitativen Analyse von Blut vorgeschlagen, welches dos Gesamtblut als Versuchsprobe verwendet und das eine einfache, rasche und trockene Methode ist.
Mehrschichtige integrale Materialien für die einfache und rasche, trockene, quantitative, chemische Analyse des Bluts, die sich durch eine poröse Ausbreitungsschicht auszeichnen, wurden beispielsweise in den japanischen Patentanmeldungen 53883/74 (US-PS 3 992 158), 137192/75 (US-PS 3 663 374), 40191/76 (US-PS 4 042 355), 3408/77 (US-PS 4 066 403), 131786/77 (US-PS 4 050 898) und 24893/78 (US-Pa tentanmeLdimg 715 796 vom 19. Augusb 1976), U3-PS 3 992 158, 3 52o 4BO und 5 663 '57J- uni den <*esamnel fren 7er-
■ i / π '<: f; *i
öffentlichungen von J. N. Eikenberry et al des 10. International Meeting of Clinical Chemistry (Mexico City, vom 26. Februar bis 3 Mär? 1978) beschrieben. Die grundlegende Konstruktion dieser Materialien, wie beispielsweise in der US-PS 4 042 335 beschrieben, besteht in der Kombination einer porösen Ausbreitungsschioht und einer Reagenzschicht, wobei letzterec gelegentlich eine mehrschichtige Einheit darstellt, in der deren Funktionen beispielsweise in eine erste Reagenzschicht und eine zweite Reagenzschicht oder eine Farbentwicklung, Farbanzeige- oder Farbaufnahmeschicht unterteilt ist. Manchmal ist eine Zwischenschicht, eine sogenannte Strahlungsblockierungsschicht oder eine Sperrschicht zwischen eine derartige Mehrzahl von Reagenzschichten angeordnet. Es wurde auch eine Konstruktion vorgeschlagen, in der die Ausbreitungsschicht ein Reagenz enthält und somit die Ausbreitungs- und Reagenzschichten integriert sind. In jedem Fall basieren diese Materialien auf zwei funktioneilen Schichten, d.h. der Ausbreitungsschicht und der Reagenzschicht.
Eine auf diesen Typ von Materialien zur chemischen Analyse an Blut aufgetropfte Blutprobe diffundiert gleichmäßig durch die por3se Ausbreitungsschicht und dringt in die Reagenzschicht durch deren Oberfläche ein. Da die Reagenzschicht ein System darin eingearbeitet aufweist, das nach Reaktion mit der speziellen Komponente im Blut letztlich zu einer Reaktion unter Farbentwicklung, Färbung oder Verfärbung führt, können die Komponenten des Bluts quantitativ durch Colorimetric, Densitometrie, Fluorimetrie und dergleichen analysiert werden.
Da diese bekannten mehrschichtigen integralen Materia-
0 3 Π 0 0 9 / I) R 5
lien für die chemische Analyse des Bluts als anwendbar auf das Geeamfblut sowie auf Serum in den often erwähnten Literaturstellen "beschrieben werden, wurden Tests unter Verwendung von Gesamfblut durchgeführt, die zeigten« daß die Dicke der strahlungs"blockierenden Schicht in der Grossenordnung von etwa 1 5O//un oder mehr sein muß, um eine annehmbare Strahlungsblockierungsfähigkeit zu erteilen, da das in den Literaturstälen angegebene Strahlungsbiockierungsmaterial hauptsächlich ein weißes Pigment aufweist, und selbst diese Sicke nicht angemessen ist, wenn das System feucht ist. Es wurde auch gefunden, daß bei einer Erhöhung der Dicke des Systems die Durchdringbarkeit gegenüber Blut erheblich beeinträchtigt wird, außer der Unbequemlichkeit bei der Herstellung.
Als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen zur Beseitigung der Schwierigkeiten mit bisherigen Strahlungsblokkierungsschichten wurde festgestellt, daß eine Strahlungsblockierungsschicht mit guter Permeabilität gegenüber Wasser und die ein Metall und insbesondere einen Metallfilm oder ein Metallpulver enthält, höchst wirksam für die chemische Analyse von Gesamtblutproben ist.
Daher besteht eine Hauptaufgabe der Erfindung in einem mehrschichtigen integralen Material für die quantitative chemische.Analyse des Bluts unter Verwendung von Gesamtblut als Probe.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in einer raschen und einfachen Trockenmethode für die quantitative Analyse von Blut.
Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in
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einem mehrschichtigen integralen Material für die chemische Analyse von Blut, bei dem ein gefärbtes Reagenz als analytisches Reagenz eingearbeitet sein kann.
Somit liefert die vorliegende Erfindung: Ein mehrschichtiges integrales Material für die chemische Analyse des Bluts, wobei das Material eine Kombination einer porösen Ausbreitungsschicht und einer Reagenzschicht aufweist, das dadurch gekennzeichnet ist, daS das Material eine wasserpermeable metallhaltige Strahlungs-"blockierungsschicht aufweist.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt das mehrschichtige integrale Material für die cheraisohe Analyse des Bluts ferner einen Träger, um dem mehrschichtigen integralen Material zusätzliche strukturelle Integrität zu verleihen.
In den Zeichnungen sind in den
Figuren 1 bis 4 Querschnitte mehrschichtiger integraler Materialien für die chemische Analyse des Blute gemäß der Erfindung und in
Figur 5 ein Vergleich von Eichkurven für ein gemäß der Erfindung hergestelltes Material und ein Vergleichsmaterial wiedergegeben.
Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen beschrieben.
Die wasserpermeable strahlungsblockierende Schicht gemäß der Erfindung ist durch die Anwesenheit eines Metalle charakterisiert. Das Metall kann in Form eines Metallfilms oder einer Schicht aus Metallpulver vorliegen. Die Schicht ergibt im wesentlichen zwei Funktionen je nach deren Kon-
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struktion und derön Anordnung innerhalb des mehrschichtigen integralen Materials der Erfindung. Die Strahlungsblockierungsschicht dient zur Abblockung von Licht, das von der Seite der porösen Ausbreitungsschicht des Elements durchgelassen wfcd und als Reflektionsoberfläche für die coloriraetrische Analyse. Die Strahlungsblockierungsschicht ist in dem Material so angeordnet, daß sie die Anzeige der chemischen Analyse nicht stört. Somit kann sie an jeder Stelle in dem Material angeordnet sein, solang sie nicht sich zwischen der Schicht, in der die Farbänderung aufgezeichnet wird und der Beobachtungsseite des Materials befindet. Beispielsweise kann die Strahlungsblockierungsschicht auf jeder Oberfläche der porösen Ausbreitungsschicht in einem Material des in den Figuren 1 oder 3 gezeigten Typs gebildet werden, worin die Reagenzschicht sich angrenzend an die Beobachtungsseite des Materials befindet. In besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wo die Funktion der Reagenzschicht so unterteilt wird, daß die Farbbildungsreaktion in einer Schicht ( der Reagenzschicht) stattfindet und die Farbe in einer anderen Schicht aufgezeichnet oder ermittelt wird (die Anzeigeschicht), ist die Strahlungsblockierungsschicht gewöhnlich zwischen der Reagenzschicht und der Anzeigeschicht so angeordnet, daß die Farbe der Reagenzschicht oder des Bluts von der colorimetrischen Analyse der Anzeigeschicht blockiert ist. Diese Ausführungsformen der Erfindung und Anordnungen der Strahlungsblockierungsschicht ergeben sich klarer aus der folgenden detaillierten Erörterung.
Die metallhaltige Strahlungsblockierungsschicht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein dünner Metallfilm mit einer Dicke von etwa 1000 A oder weniger. Da es schwierig ist, sie unabhängig herzustellen, wird im
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allgemeinen eine poröse Bahn als !Träger verwendet, auf welcher der Metallfilm hergestellt wird.
Der Metallfilm der Erfindung ist nicht ein ebener PiIm ohne Kadellöcher, sondern ist voll von Nadellöchern in mikroskopischem Sinne, obgleich sein makroskopisches Aussehen das einer glatten Oberfläche ist. Das Metall füllt nicht die Poren der porösen Trägerbahn, noch behindert es die mit der porösen Bahn verbundene Permeabilität. Außer für Flüssigkeiten permeabel zu sein, besitzt der poröse Metallfilm einen Strahlungsblockierungseffekt, der das Ergebnis der Strahlungsblockierungseigenschaften von Metall ist und ist daher durch einen zufriedenstellenden Strahlungsblockierungseffekt gekennzeichnet, selbst wenn eine kleine Menge Metall verwendet wird, (d.h. eine dünne Schicht) und kann mit den üblichen weißen Pigmentpulvern^die ihrer Natur nach nicht permeabel sind, kontrastiert werden.
Ferner ist es gemäß den Angaben der oben erwähnten Literaturstellen, wenn ein gefärbtes Reagenz in der Reagenzschicht verwendet wird, notwendig, die Farbe auszublocken, falls sie eine quantitative colorimetrische Analyse stören sollte. In diesem Fell wird die Strahlungsblookierungsschicht zwischen der Reagenzschicht und der Beobachtungsseite des !Trägers angeordnet, beispielsweise wird die Strahlungsblokkierungsschicht unter der gefärbten Reagenzschicht (d.h. in Kontakt mit der Oberfläche der gefärbten Reagenzschicht entfernt von der porösen Ausbreitungeschicht) vorgesehen. In anderen Worten wird ein poröser Metallfilm, aufgetragen auf einer porösen Bahn mit einer Dicke von einigen lO^im, getrennt ausgebildet und als Schicht 6 in Figur 2 unter der
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gefärbten Reagenzschicht 8 angeordnet, und die quantitative chemische Analyse erfolgt durch oolorimetrische Untersuchung der Anzeigeschicht 6, in der die Farbveränderung registriert wird. Wenn ein weißes Pigment, wie ■beispielsweise Bariumsulfat als Strahlungsblockierungsschicht verwendet wird, ist eine spezielle !Technik zur Herstellung erforderlich, um der Schicht eine Dicke von etwa 15OyU/m oder mehr und eine Porosität, um die Wasserpermeabilität der Schicht sicherzustellen, zu ergeben.
Die Reagenzschicht enthält ein oder mehrere Materialien, welche mit dem zu analysierenden Faktor reagieren, einen Vorläufer oder ein Reaktionsprodukt davon, um nachweisbare Species zu erzeugen. Das besonders aktive Material in der Reagenzschicht hängt von dem zu analysierenden Faktor ab. Bei v£Len Analysen können zweckmäßig Enzyme,wie beispielsweise Oxidasematerialien in der Reagenzschicht als aufeinanderfeinwirkende Materialien enthalten sein. Materialien oder Massen, welche ein oxidierbares Material enthalten, und nach Reaktion mit dem analysierenden Faktor oder in Anwesenheit des zu analysierenden Faktors eine nachweisbare Species ergeben können, ein Vorläufer oder ein Reaktbnsprodukt davon, können gleichfalls verwendet werden und können bestimmte farbstoffliefernde Massen einschließlich selbstkuppelnde Verbindungen, wie bekannt, enthalten. In anderer Hinsicht können die nachweisbaren Species durch Oxidation eines Leucofarbstoffs zur Herstellung des entsprechenden Farbstoffs geliefert werden. Diese und andere Reagentien sind in der US-PS 4 042 335 beschrieben.
Das mehrschichtige integrale Material für die chemische Analyse des Bluts gemäß der oben genannten Ausftihrungsform der Erfindung wird im einzelnen unter besonderer Bezugnahme
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auf die in den Figuren erläuterten Ausführungsformen "beschrieben.
Figur 1 ist ein Beispiel eines aus einer einzigen Roagenzschicht aufgebauten analytischen Elements bzw. Materials, wobei eine Reagenzschicht 2 auf einen transparenten Träger 1 aufgelegt ist und eine poröse Ausbreitungsschicht 4 mit einer Strahlungsblockierungsschicht 3 darauf innig aufgeschichtet ist und zwischen der porösen Ausbreitungsschicht und der Reagenzschicht verfestigt ist. In diesem Fall kann der transparente Träger gegebenenfalls weggelassen werden und wie oben erwähnt, kann die Reagenzschicht aus mehreren Schichten aufgebaut sein, um ihre Funktionen zu unterteilen. Der poröse Metallfilm der unteren Oberfläche der porösen Ausbreitungsschicht kann auf der oberen Oberfläche angeordnet sein (d.h. auf der Oberfläche der porösen Ausbreitungsschicht entfernt von der Reagenzschicht) oder die poröse Ausbreitungsschicht kann einen porösen Metallfilm auf beiden Oberflächen aufweisen. Bei einer tatsächlichen chemischen Analyse des Bluts diffundiert eine aus der durch den Pfeil A wiedergegebenen Richtung aufgetropfte Blutprobe gleichmäßig während des Durchgangs durch die poröse Ausbreitungsschicht, und die Flüssigkeit erreicht und dringt in die Reagenzschicht ohne Veränderung der chemischen Zusammensetzung. In der Reagenzschicht 2 tritt eine spezifische Farbentwicklungsreaktion auf, um eine Farbdichte im Verhältnis zu der Menge der speziellen Komponente des Bluts festzulegen, und folglich kann eine quantitative Colorimetric durch eine Reflektionsmethode aus der durch Pfeil B angezeigten Richtung durchgeführt werden. Ferner dient, da die Oberfläche des porösen Metallfilms
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lichtreflektiv ist, die Strahlungsbiockierungsschicht gemäß der Erfindung als guter Hintergrund für die quantitative Cbloriraetrie.
Figur 2 zeigt ein Beispiel eines analytischen Elements "bzw. Materials mit einer Mehrzahl von Reagenzschichten, insbesondere unter Verwendung eines gefärbten Reagenzes. Auf einem transparenten Träger 1 sind eine Nachweisechicht 5» ein poröser "bahnartiger Träger 6 mit einer Strahlungsblokkierungsschicht 3, eine gefärbte Reagenzschicht 7 und eine poröse Ausbreitungsschicht 8 in dieser Reihenfolge laminiert. In jedem Fall kann ein undurchlässiger oder lichtdurchlässiger Träger verwendet werden, wenn der Träger 1 so ausgebildet ist, daß er von der ITachweisschicht 5 ablösbar ist. Die Nachweisschicht ist eine Schicht, in der Farbe oder irgendeine nachweisbare Form einer Verbindung zur colorimetrlschen oder einer anderen Messung aufgezeichnet wird. Jede Schicht, welche die in der Reagenzschicht gebildete nachweisbare Species absorbieren kann (es ist nicht notwendig, daß die Schicht 100$ der nachweisbaren Species absorbiert) kann verwendet werden. Die Nachweisschicht muß für die nachweisbare Species permeabel sein, jedoch nicht notwendigerweise mit der Species reaktiv sein oder in Wechselwirkung treten. Wean die nachweisbare Species ein Farbstoff oder ein anderes greifbares Material ist, kann die ITachweisschicht ein Beizmittel enthalten, wie beispielsweise solche, die als geeignete Bildfarbstoffbeizmittel in farbphotographischen Filmen und Papieren beschrieben sind.
Eine allgemeine Methode zur Bildung eines porösen Metallfilms gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung besteht in der Herstellung einer porösen Bahn als Träger unter Verwendung bekannter Materialien, wie beispielsweise
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Membranfilter, Reispapier, Filterpapier, Japanpapier, poröser Pulverfilm und dergleichen und anschließende Ausbildung eines Metallfilms darauf durch stromlose Plattierung, Metallabscheidung und dergleichen.
Es wird besonders bevorzugt, die poröse Ausbreitungsschicht selbst, welche einer der Bestandteile des Materials zur chemischen Analyse des Bluts gemäß der Erfindung darstellt, als Träger zu verwenden, d.h. die poröse Bahn. In diesem Pail wird ein poröser Metallfilm auf einer Oberfläche der porösen Ausbreitungsschicht, beispielsweise aus Membranfilter ausgebildet und anschließend mit einer Reagenzschicht zur Integrierung der beiden laminiert und haftend verbunden.
Die Metalle, welche in der Strahlungsblockierungsschicht verwendet werden können, umfassen Platin, Gold, Silber, Nickel, Chrom, Aluminium, Zink, Zinn, Kupfer und dergleichen und deren Legierungen und Gemische. Die Metalle, die keine ausgeprägte Farbe haben, werden bevorzugt.
Das Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallfilms wird im einzelnen unter Bezugnahme auf eine spezielle Ausführungsform erläutert.
Ein Membranfilter, das als poröse Ausbreitungsschicht geeignet ist (z.B. Mikrofilter FM oder FR 300, hergestellt von Fuji Photo Film Co., Ltd,) wird als poröser Träger gewählt und Aluminium wird auf eine Oberfläche des Membranfilters vakuumabgeschieden, so daß ein poröser Metallfilm darauf erhalten wird. Da es schwierig ist, die Dicke des auf dem Membranfilter abgeschiedenen Metallfilms durch tatsächliche Messung zu bestimmen, wird die Dicke des Films
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wie sie durch ein in eine Vakuumabseheidungsvorrichtung integriertes Dicken-Kontrollgerät angegeben wird, ale die Dicke des Films "betrachtet. Wenn die Dicke etwa 1000 A überschreitet, neigt die Filtrationsgeschviindigkeit von Wasser oder wäßrigen Lösungen zum Ahfallen/und die dem Membranfilter eigenen Filtereigenschaften verändern sich, wodurch die Funktion als Ausbreitungsschicht herabgesetzt wird. Andererseits ist bei einer Dicke von etwa 50 A oder weniger der Strahlungsblockierungseffekt nicht ausreichend. Aufgrund dieser Tatsache wurde empirisch gefunden, daß die Dicke des als Strahlungsblockierungsschicht zu verwendenden abgeschiedenen Metallfilms im Bereich von etwa 50 A bis etwa 1000 A, bevorzugt etwa 50 A
bis etwa 500 A liegen kann. Auf diese Weise können optimale Bedingungen zur Bildung des porösen Metallfilms auf dem porösen Bahnträger experimentell erreicht werden.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Strahlungsblockierungsschicht aus einer Schicht aus Metallpulver, das in einem geeigneten Bindermaterial dispergiert ist. Zu verwendbaren Metallen gehören Platin, Gold, Silber, Nickel, Chrom, Aluminium, Zink, Zinn, Kupfer, deren Legierungen und Gemische und dergleichen, wobei die weißgrundigen Metalle bevorzugt werden. Ihre Gestalten können kugelförmig, mehrflächig, folienartig bzw. blattartig sein (d.h. dünne, scheibenartige Plättchen und dergleichen darstellen). Die Größe des Metallpulvers kann bis zu etwa der halben Dicke der Strahlungsblockierungsschicht betragen und hängt somit von der Dicke der Schicht ab. Im Fall des Blattpulvers ist es zweckmäßig, die Größe des Pulvers als Maximaldimension der lättchen anzusehen und die Größe des Pulvers auf diesen Grundlagen kann bis zu etwa der Dicke der Strahlungsblockierungsschicht betragen. Die Größe des
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Metellpulvers liegt im allgemeinen "bei etwa 1/^m "bis etwa Durchmesser. Gemäß einer spezielleren und bevorzugten
Ausführungsform "besteht das Pulver aus Aluminiumblatt-
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pulver mit einer Fläche von etwa 1^m Ms etwa 50/an und einer Dicke von etwa 2/i-m oder weniger.
Die Strahlungsblockierungsschicht kann durch Aufziehen einer Dispersion eines Metallpulver, wie beispielsweise Gold, Silber, Aluminium, Zink oder dergleichen in einem geeigneten Bindermaterial aufgebracht werden. Zu geeigneten Bindern gehören ein hydrophiler Binder, wie beispielsweise Gelatine oder ein Kompositionsgemisch,in dem ein hydrophober Binder, wie beispielsweise Celluloseester dispergiert wird und der nach dem Trocknen eine poröse Struktur ergibt. Geeignete Beispiele für Binder, die für die Strahlungsblockierungsschlcht der Erfindung verwendet werden -können, umfassen wasserlösliche Binder, wie beispieloweise Gelatine, Agar, Alginat, Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Dextrin und dergleichen, synthetische hydrophile Binder, wie beispielsweise Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylamid und dergleichen, Copolymere, die beispielsweise Acryl-, Methacryl-, Maleinsäure-, Styrolsulfonateinheiten und dergleichen enthalten, Hydroxyäthylmethacrylat und ähnliche Materialien. Die überzugsmasse wird in einer solchen Dicke, daß nach dem Trocknen die Dicke der Schicht etwa 2/<m bis etwa 5Q^m beträgt, aufgezogen und getrocknet. Ein geeignetes Verhältnis für die Menge an Metallpulver zu der Menge an Binder in der Strahlungsblockierungcschicht der Erfindung liegt bei etwa 100 : 1 bis 1 ι 100, bevorzugt 10 : 1 bis 1 : 10,bezogen auf das Gewicht. Als Metallpulver können teilchenförmige Pulver und Blattpulver in geeigneter Weise verwendet werden,
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ORIGINAL INSPECTiD
293?: /3
wobei festgestellt wurde, daß insbesondere BlabfcpuLver einen guten Sbrahlungoblookierungseffekt "besitzt, um! ea wurde gefunden, daß in diesem FaIL eine Struhlungubiokkierungsschichfe mit einer Dicke von etwa 2/^.rn bis etwa 2()/ern geeignet ist und somit gute Permeabilität gegenüber S/ansar ergibt.
Figur 3 ist ein Querschnitt eines Analyserimaterials, in dem eine Strahlungsblockierungsschicht 21, die ein Metallpulver dispergiert in einem Binder enthält, zwischen einer porösen Ausbreitungsschicht 22 und einer Reagensschicht angeordnet ist^ und das Blut wird aus der durch Pfeil A angezeigten Richtung tropfenweise aufgegeben, und eine quantitative Analyse durch Colorimetrie wird von der durch Pfeil B angezeigten Richtung durchgeführt.
Figur 4 ist ein Quoschnitt eines Analysentaaterials mit einer Mehrzahl von Reagenzschichten und erläutert die Ausführungsform der Erfindung,in der die Strahlungsblokkierungaashieht zwischen den Reagensuchichten liegt. Dieses Material ist aus einer porösen Auebreitungsschicht 22, einer ersten Reagensschicht 23, einer Strahlungsblockierungsschicht 21 und einer zweiten Reagenzschicht oder anderen funktioneilen Schicht 24 in der angegebenen Reihenfolge aufgebaut. Speziell wenn die erste Reagenzschicht 23 beträchtlich durch ein gefärbtes Material gefärbt ist, muß sich die Strahlungsblockierungsschicht an dieser Stelle befinden. Die gestrichelte Linie 25 bezeichnet das wahlweise Vorhandensein eines Trägers in beiden Figuren 3 und 4.
Das mehrschichtige integrale Material für die chemische Analyse des Bluta gemäß der Erfindung umfaßt eine
Π "] Π003 .·' Π Π 5 5
ORIGINAL INSPECTED
Ausbreitungsschicht, eine Reagenzachicht und eine Strahlungsblockierungsschicht als wesentliche Elemente (Schichten), jedoch kann das Material ferner ein oder mehrere andere Elemente aufweisen, die in geeigneter Weise aus einem Träger, einer Abdeckung zur Blockierung der Verdampfung von Wasser, das aus der porösen Ausbreitungsschicht freigegeben werden kann, einer wasserfesten Schicht mit wenigstens einer Öffnung und einer Filterschicht, falls notwendig, d.h. je nach den Erfordernissen aufgrund der Verwendung, der verwendeten analytischen Einrichtung und der verwendeten Methode, den Arbeitsbedingungen, den die jeweilige Schicht bildenden Materialien und dergleichen ausgewählt werden.
Wenn ein Träger verwendet wird, wird er in Kontakt mit der Oberfläche der Reagenzschicht entgegengesetzt zur porösen Ausbreitungsschicht angegeordnet. Wenn die Einheit eine Mehrzahl von Reagenzschichten aufweist, wird ein transparenter Träger in Kontakt mit der Oberfläche der Reagenzschicht, die am weitesten von der Seite,auf die Blut aufgetupft ist, entfernt ist und entgegengesetzt zur posösen Ausbreitungsschicht angeordnet. Der transparente Träger kann ein Film sein, der nahe Ultraviolettlicht, sichtbares Licht und nahe Infrarotlicht durchläßt, wie beispielsweise Polyester, z. B. Polyäthylenterephthalat, Polycarbonate, wie beispielsweise Polycarbonate von Bisphenol A, Celluloseester, z.B« Cellulosediacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetatbutyrat und dergleichen und ähnliche Materialien mit einer Dioke von etwa 10^m bis etwa 0,5 mm. Es kann auch ein undurchlässiges Papier, das mit einem Trennmittel wie beispielsweise einem SLliconharz überzogen ist oder ein transparentes lichtdurchlässiges oder undurchlässiges Band aus einem Polyraerfilm
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ORIGINAL INSPECTED
mit der Reagenzschicht als Träger haftend verbunden sein. Wenn der mit einem Trennmittel überzogene Träger verwendet wird, wirkt er als Schutzschicht für das Material für die chemische Analyse des Bluts, und die tatsächliche Messung kann nach dessen Ablösung durchgeführt werden.
Wenn die Abdeckung zur Blockierung der Verdampfung von Wasser, das aus der porösen Ausbreitungsschicht freigegeben werden kann^ verwendet wird, wird diese Abdeckung zur Blockierung der Wasserverdampfung so angeordnet, daß sie die gesamte poröse Ausbreitungsschicht bedeckt. Die Form, das Material, die Art der Anordnung und dergleichen können entsprechend den Ausführungen der japanischen Gebrauchsmusteranraeldung 59886/78 erfolgen.
Die wasserfeste Schicht mit wenigstens einer kleinen Öffnung ist in Kontakt mit der Oberfläche der porösen Ausbreitungsschicht, entfernt von der Reagenzschicht angeordnet. Die Form, Größe und Anzahl der Öffnungen, die Gestalt, das Material, die Art der Anordnung und dergleichen der wasserfesten Schicht kann entsprechend den Angaben der japanischen Gebrauchmusteranmeldung 59888/78 (US-Patentanmeldung SN 35 182 vom 2. Mai 1979) vorgenommen werden.
Wenn ein zur Entfernung der bestimmt-'geformten Komponenten des Bluts befähigtes Filter verwendet wird, wird die Filterschicht in Kontakt mit der Oberfläche der wasserfesten Schicht angeordnet, wobei dessen andere Oberfläche in Kontakt mit der porösen Ausbreitungsschicht steht. Die Gestalt, das Material, die Form der Anordnung und dergleichen des zur Entfernung der bestimmtgeformten Komponenten des Bluts befähigten Filterschicht könnenden Ausführungen der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 77177/78 (US-Patentanmeldung SlI 46 125 vom 6. Juni 1979) ausgebildet sein. Ferner
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Uv
kann die Filterschicht auch in Eontakt mit der Oberfläche der porösen Ausbreituugsssehicht entfernt von der Reagenzschicht angeordnet werden, wobei in diesem Fall die Abdeckung zur Blockierung der Wasserverdampfung oder die wasserfeste Schicht mit einer oder mehreren Öffnungen so angeordnet sind, daß die Filterschicht bedeckt ist (d.h. die Oberfläche der Filterschieht nicht in Kontakt mit der porösen Ausbreitungsschicht kommt).
Zur Herstellung des Materials für die chemfe ehe Analyse des Bluts gemäß der Erfindung wird im allgemeinen eine Reagenzschicht auf einem transparenten Träger durch Aufziehen und anschließende Integrierung durch Auflaminierung einer getrennt hergestellten porösen Ausbreitungsschicht mit einer porösen Strahlungsblockierungsschicht gemäß der Erfindung ausgebildet. Es kann auch wie im Fall eines gefärbten Reagenzes eine Farbnachweisschioht auf einem Eräger angeordnet werden, irudem eine getrennt hergestellte poröse Bahn, die eine poröse metallhaltige Strahlungsblockierungsschicht darauf aufweist, aufgezogen wird und schließlich eine gefärbte Reagenzschicht und eine poröse Ausbreitungsschicht durch Aufziehen oder Laminierung darauf übereinander liegend aufgebracht werden.
Das mehrschichtige integrale Material für die chemische Analyse des Bluts, das die Strahlungsblockierungsschicht der Erfindung aufweist, hindert nicht die Permeabilität gegenüber Feuchtigkeit. Die Strahlungsblockierungsschicht gemäß der Erfindung ergibt^ selbst wenn die Schicht in feuchtem Zustand verwendet wird, keinerlei Probleme der Herabsetzung der Strahlungsblockierungswirkung, was ein Nachteil der bisherigen Strahlungsblockierungsschichten unter
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Verwendung von Bariumsulfat, Titanoxid und dergleichen war. Ferner können, da die Oberflache des Metallpulvers lichtreflektierend ist, die Strahlungsblockierungsschichten der Erfindung als guter Hintergrund für die Colorimetrie von Farbentwicklungsbildern dienen.
Ferner kann "bei den mehrschichtigen integralen Materialien für die chemische Analyse des Bluts, welche die ein Metall enthaltende Strahlungsblockierungsschicht gemäß der Erfindung aufweisen, ein gefärbtes Reagenz als das Reagenz verwendet werden, und wenn Gesamt "blut als Blutprobe verwendet wird, kann dessen Farbe vollständig blockiert werden. Speziell kann, da dieser Strahlungsblockierungseffekt gut ist, selbst wenn das verwendete Analysenmaterial in feuchtem Zustand vorliegt, eine quantitative Analyse, beispielsweise durch Colorimetrie unmittelbar nach der Farbausbreitungsreaktion in dem wäßrigen System ohne irgendeinen Trocknungsvorgang durchgeführt werden, wodurch die Schnelligkeit des mehrschichtigen integralen Materials für die chemische Analyse des Bluts viel vorteilhafter wird. Da eine Dicke von etwa 20^m oder weniger im wesentlichen ausreichend als Strahlungsblockierungsschicht aufgrund des guten Strahlungsblockierungseffektes ist, wird die Trocknung des Überzugs weitgehend vereinfacht im Vergleich zu bisherigen Materialien, und die Analyse wird in wirksamer Weise durchgeführt, weil die Strahlungsblockierung nicht die Permeabilität gegenüber Blut hemmt. Außerdem wird das Verfahren zur Herstellung im Vergleich zu dem der üblichen porösen Strahlungsblockierungsschichten unter Verwendung von weißen Pigmenten, die eine Spezialtechnik erfordern, um die gewünschte Dicke zu ergeben, erheblich vereinfacht.
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Beispiel 1
Dieses Beispiel erläutert ein mehrschichtiges integrales Material für die chemische Analyse des Bluts zur Bestimmung des Glucosewerts im Blut. Ein PiIm au3 PoIyäthylenterephthalat (nachfolgend als PET bezeichnet) mit einer Dicke von 170^-m, der mit einem photographischen hydrophilen Unterüberzug überzogen worden war, wurde mit einer Masse für die Reagenzschicht der folgenden Zusammensetzung in den vorgeschriebenen Mengen je Flächeneinheit (m ) als eine wäßrige Gelatineschicht aufgezogen und unter Erhalt einer Reagenzsohicht getrocknet.
Überzugsmasse für die Reagenzschioht
10 gew.#-ige wäßrige Gelatinelösung Glycerin 13 210 g
Hatrium-1 -naphthol-2-sulfonat 6 1 S
4-Äminoantipyrin o, 52 g
Gluboseoxidase .000 Einheiten
Peroxidese .700 Einheiten
nicht-ionisches oberflächenaktives
Mittel 3 e
30 g
Der pH-Wert wurde durch Zugabe von NaOH auf 6,5 eingestellt.
Dann wurde eine Dispersion für eine Lichtdiffusionsschicht der folgenden Formulierung auf die Reagenzschicht aufgezogen und getrocknet, um die Liohtdiffusionsschicht mit einer Dicke nach dem !Trocknen von 15,Am zu laminieren.
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Zussmiaensetzung der Dispersion für die Idchtdiffusionssohicht
10 gew.$-ige wäßrige Gelatinelösung 30 g Bariumsulfat 10 g
In der Zwischenzeit wurde unter Anwendung einer Va kuumabscheidungs vorrichtung eine Aluminiums chi cht mit einer Dicke von etwa 200 A auf ein Membranfilter (Mikrofilter FM-300, hergestellt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) der Größe A-4 (21 cm χ 29,7 cm) und mit einer Dicke von 150/an an der Auslaßfläche unter einem Vakuum von 1 χ Torr abgeschieden. Das Aluminum wurde in Form von Draht mit einem Durchmesser von 2 ram angewendet,und es wurde in einer spiralförmigen Wolframspule angeordnet und auf 110O3C erhitzt. Die Dicke des abgeschiedenen Films wurde durch einen Quarzoscillations-Filradickenmonitor gemessen. Das so hergestellt Mikrofilter mit dem aluminiumabgeschiedenen Metallfilm wurde auf die Lichtdiffusionsschidt mit sefoec Aluminiumschicht an der Innenseite auflaminierij um als eine poröse Ausbreitungsschicht zu dienen, während die Lichtdiffusionsschicht noch feucht war und durch ^aminierung und Haftung unter Herstellung der Probe A integriert wurde.
Andererseits wurde die Probe B hergestellt, indem eine Dispersion für eine Strahlungsblockierungsschicht der folgenden Formulierung auf die Lichtdiffusionsschicht aufgezogen und unter Herstellung der Strahlungsblockierungsschicht mit einer Dicke nach dem Trocknen von 15/ωη getrocknet wurde.
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Zusammensetzung der Strahlungsblockierungsschioht
10 gew.fo-ige wäßrige Gelatinelösung 160 g Aluminiumblattpulver (amorphe Form; 3 g Größe durchschnittlich etwa
Hach Befeuchten der Oberfläche der Strahlungsblokkierungsschicht mit Wasser wurde ein Membranfilter mit einer Dicke von 15^m und einer Porengröße von 1,2/<ή (Mikrofilter 120, hergestellt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) auflaminiert und unter Bildung einer porösen Ausbreitungsschicht verbunden und somit ein mehrschichtiges integrales Material für die chemische Analyse des Bluts hergestellt.
Unter Verwendung des mehrschichtigen integralen Materials für die chemische Analyse des Bluts mit einer Strahlungsblockierungsschicht, die einen porösen metallhaltigen Film bzw. eine Metallpulverdispersion,wie oben hergestellt, aufwies, wurden 10^1 Gesamt blut auf dessen poröse Ausbreitungsschicht bzw. Verteilungsschicht aufgetropft, um die Ausbreitung zu ermöglichen, und wurde von der PEI-Filmseite beobachtet, wobei keine mit dem Blut verbundene rote Farbe festgestellt wurde. In der Reagenzschicht wurde eine Farbentwicklungsreaktion beobachtet, deren Farbdichte dem Glucosewert im Blut entsprach.
Vergleichsbeispiel 1
Als Vergleich wurde ein ÜBiches mehrschichtiges integrales Material für die Analyse des Bluts nach den Angaben von Beispiel 1 der japanischen Patentanmeldung 40191/76
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29329/3
(US-PS 4 042 355) hergestellt. In diesem Material war die Strahlungsblocklerungsschicht aus einem weißen Pigment (litandioxidstaub) dispergiert in Gelatine aufgebaut. Um einen vollkommenen Strahlungsblockierungseffekt sicherzustellen, war es notwendig, der Schicht eine Dicke von etwa 150/£m zu erteilen (das 10-fache der Strahlungs-"blockierungsschicht gemäß der Erfindung). Ferner wurde gefunden, daß eine größere Menge an Blutprobe und mehr Zeit im Vergleich mit den Materialien der Erfindung notwendig waren, um die Eindringung der Blutkomponenten durch eine derartig dicke Schicht zu ermöglichen.
Die Ergebnisse der quantitativen Ana^ee der Glucosewerte im Blut unter Verwendung von Gesmatblut als Blutproben für die Probe B in dem mehrschichtigen integralen Material für die chemische Analyse von Blut gemäß der Erfindung wie in Beispiel 1 beschrieben und des üblichei mehrschichtigen integralen Materials für die chemische Analyse des Bluts sind in Figur 5 wiedergegeben. In der Figur zeigt die Linie I, welche das Material für die chemische Ana^se des Bluts gemäß der Erfindung darstellt, gute quantitative Werte, während die Linie ?, welche das übliche Material für die chemische Analyse des Bluts darstellt, äußerst schlechte quantitative Ergebnisse liefert (Bedingungen: Blutmenge für jeden Versuch 1OyU-I, 3CPC, 10 min nach dem Auftropfen wurde die Konzentration der Farbentwicklung auf einem Macbeth-Densitometer unter Verwendung eines Grünfilters gemessen).
Beispiel 2 Die Maßnahmen von Beispiel 1 wurden mit der Ausnahme
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ORIGINAL INSPECTED
■wiederholt, daß die lichtdiffusionsschicht -weggelassen ■wurde und von der PET-Filmseite "beobachtet wurde, wobei ähnliche Ergebnisse zu denen von Beispiel 1 erhalten wurden.
Beispiel 3
Dieses Beispiel erläutert ein mehrschichtiges integrales Material für die chemische Analyse des Bluts zur Bestimmung des Amylasewerts unter Verwendung eines gefärbten Reagenzes.
Auf einen PET-PiIm ähnlich dem in Beispiel 1 wurdo eine Nachweisschicht mit einem Gehalt von 3 g/m Gelatine und 2 g/m eines Beizmittels (ein Copolymeres aus Styrol und ITjN-Dimethyl-N-CS-maleimidopropylJammoniumohlorid) durch Aufziehen aufgebracht. Eine Aluminiumblattpulver enthaltende Strahlungsblockierungsschicht mit einer Sicke nach dem Trocknen von 20Am wurde darauf in ähnlicher Weise wie bei der Probe B in Beispiel 1 aufgebracht. Ferner wurde ein Membranfilter in ähnlicher Weise zu der in Beispiel B vom Beispiel 1, das mit einem gefärbten Reagenz aus einer farbstoffkombinierten Amylopectinlösung (Reaction Red 2B Amylopectin, vertrieben von General Diagonostics Co., USA) imprägniert worden war, als ein Substrat für Amylaseenzym auflaminie* und unter Erhalt eines mehrschichtigen integralen Materials für die chemische Analyse des Bluts zur Bestimmung des Amylasewerts im Blut getrocknet. Dieses Material besaß eine Struktur, in der die Reagenzschicht und die Ausbreitungsschicht integriert waren.
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Dieses Material blockierte vollständig die Parte des gefärbten Reagenzes bei Beobachtung von der PET-FiImseitef und wenn es unter Verwendung einer Standardamylaselösung getestet wurde, wurde der Farbstoff nur aufgrund der ITachweisschicht erhalten, wo die Standardlösung aufgetropft wurde, so daß erfolgreich, eine quantitative Analyse durch Colorimetric von der PET-Filmseite ermöglicht war.
Wie oben beschrieben besitzen die wasserpermeablen Strahlungsblockierungsschibhten, die Metallpulver gemäß der Erfindung enthalten, einen zufriedenstellenden Strahlungsblockierungseffekt bei einer Dicke von etwa einem Zehntel derjenigen üblicher Strahlungsblockierungsschichten, und folglich konnte die Gesamtdicke des mehrschichtigen integralen Materials für die chemische Analyse des Bluts herabgesetzt werden, wodurch sich eine erhebliche Verbesserung bei der Herstellung der Materialien und der Leistung der chemischen Analyse ergibt.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, ohne darauf begrenzt zu sein.
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Leerseite

Claims (16)

  1. Patentansprüche
    Integrales mehrschichtiges Material für die chemische Analyse des Blut-3, gekennzeichnet durch eine Kombination einer porösen Austoeitungsschicht, einer Reagenzschicht und einer Strahlungshlockierungsschicht, wohei die Strahlungshlockierungsschidt wasserpermeahel ist und ein Metall enthält.
  2. 2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungshiockierungsschicht aus einem porösen Metallfilm "besteht.
  3. 3. Material nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stcahlungshlockierungsschicht aus einer Schicht eines Metallpulver dispergiert in einem Binder "besteht.
  4. 4. Material nach Anspruch 1 his 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus der Gruppe von Platin, Gold, Sillier, !Tickel, Chrom, Aluminium, Zink, Zinn und/oder Kupfer und deren Legierungen und Mischungen "besteht.
  5. 5. Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallfilm eine Dicke von etwa 50 "bis etwa 1000 A aufweist.
  6. 6. Material nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver eine Teilchengröße von etwa 1 "bis aufweist.
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  7. 7. Material nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Metallpulver aus Aluminiumplättchen mit einer
    2
    Fläche von etwa 1 bis 50/^m und einer Dicke von etwa oder weniger besteht.
  8. 8. Material nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Binders etwa 100 : 1 bis 1 : 100 beträgt.
  9. 9. Material nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material eine poröse Ausbreitungsschicht, eine Strahlungsblockierungsschicht und eine Reagenzschioht in dieser Reihenfolge laminiert umfaßt.
  10. 10. Material naoh Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Element einen Träger mit darauf in der angegebenen Reihenfolge laminierter Reagenzschioht, Strohlungsblockierungsschicht und poröser Ausbreitungsschicht aufweist.
  11. 11. Material nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Material eine Fachweissohicht, eine Strahlungsblockierungsschicht, eine Reagenzschicht und eine poröse Ausbreitungsschicht in dieser Reihenfolge aufweist.
  12. 12. Material nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Element einen Träger mit darauf auflaminierter Nachweisschicht, Strahlungsblocklerungsschicht, Reagenzschicht und poröser Ausbreitungsschicht in der angegebenen Reihenfolge aufweist.
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  13. 13· Material nach Anspruch 1 his 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsblockierungsschicht auf einer Oberflache der porösen Ausbreitungsschieht angeordnet ist.
  14. 14· Material nach Anspruch 1 his 13, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine abziehbar auf der Oberfläche der porösen Ausbreitungsschieht angeordnete Abdeckung zur Blockierung der Wasserverdampfung enthalten ist, die der am nächsten zur Reagenzschicht liegenden Oberfläche entgegengesetzt ist.
  15. 15· Material nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine wasserfeste Schicht in Kontakt mit der Oberfläche der porösen Ausbreitungsschicht entgegengesetzt zur Oberfläche, die der Reagenzschicht amnächsten liegt, enthalten ist.
  16. 16. Material nach Anspruch 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine zwischen der wasserfesten Schicht und der porösen Ausbreitungsschicht angeordnete Filterschicht enthalten ist.
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8139 Disposal/non-payment of the annual fee