JPH026541A - 多孔性膜の製造方法、それによって製造される膜並びに試験片における支持マトリックスとしてのその使用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多孔性、特にマクロ細孔性（ｍａｃｒｏ−ｐ
ｏｒｏｕｓ）の膜の製造方法に関する０本方法によって
製造された膜は、高い吸収性を示すものであり、したが
って、特に試験片用の支持マトリックスとして用いるこ
とができる。これらの試験片は、液体中、特に尿中の分
析すべき物質の検出のために用いることができる。

試験片としても知られている乾燥化学検出部材によって
液体の成分を測定することは、臨床診断学における確立
された方法の一つである。しかして、グルコース、蛋白
質、ビリルビン、ケトン類、コレステロール又は酵素の
ような、尿又は血液中のある成分の検出は、試験片によ
って広範囲に行なうことができる１診断試験片もまた、
熟練していない者によって広範囲に用いられているので
、取扱いを可能な限り確実かつ簡単なものにすることが
非常に重要である。

診断試験片の取扱いにおいてしばしばエラーの原因とな
るものは、試験液を試料中に浸漬した後に、試験液によ
って不均一に湿潤せしめられることである。試験領域上
に残留する液滴によって不均一な色変化（液滴の問題）
が起こる。ヨーロッパ特許Ａ−６４．７１０号において
より詳細に説明されているように、この現象によって物
質の濃度の増加及び低下が凝製される。更に、多重試験
片の場合においては、液ブリッジの形成によって、異な
る試験領域の間で、隣接する試薬領域の試薬の移動が起
こる可能性がある（濡出の問題）。

明らかに、マトリックス材料として吸収紙を用いる場合
には、用いる紙の吸収性が大きいので、上層試験液（ｓ
ｕｐｅｒｎａｔｅｎｔ　ｔｅｓｔ　１ｉｑｕｉｄ）の問
題は大きく解決される。しかしながら、紙は、例えば、
表面が不均一であること、組成が変化すること及び機械
的安定性のような他の実質的な欠点を有している。

液滴の問題を解決するための試みが、西独国特許明細書
第２．１１８．４５５号及び西独国特許明細書第２，８
５４．３４２号において記載されている。これらの文献
においては、撥水性を有し、親水性切断端を介して残留
液を吸収することのできる紙が用いられている。撥水性
を有する紙を試薬マトリックスの下部に配置することに
よって二層系が構成されている。

紙においては機械的安定性及び不均一な表面に関する問
題点があるので、これらの欠点を有さない試薬支持体と
して、最近においては薄層ポリマーフィルムが広範囲に
おいて好まれている。均一な表面状態を有する試験片は
、特に反射光度測定において極めて重要である。この種
の試験片は、例えば、西独国特許明細書第１．５９８．
１５３号及び西独国特許明細書第２，３３２．７６０号
において記載されている。

前者の特許明細書において記載されている試験片は、過
剰の試料を施し、所定時間後に拭き取ることによってこ
れを除去するように設計されている。後者の特許明細書
においては、親水性の微孔性ポリマー層を介して試料を
導入し、そこから、その下部の試薬層中に通過させてい
る。

しかしながら、ヨーロッパ特許Ａ−６４゜７１０号にお
いてより詳細に説明されているように、どちらの系も、
浸漬読取り法（ｄｉｐ　ａｎｄ　ｒｅａｄｍｅｔｈｏｄ
ｌ　による分析には好適ではない。

ポリマーマトリックスが非対称構造を有する微孔性ポリ
マー膜から構成される他の試験片の系が、西独国特許明
細書第３．４０７，３５９号において記載されている。

マトリックスの表面における孔は、全血を施すと血清が
ポリマーマトリックス内に浸透して検出反応が開始する
ように構成されている。しかしながら、赤血球は膜の表
面上に残留し、拭き取りによって除去される。

西独国特許明細書第１．５９８．１５３号又は西独国特
許明細書第３．４０７，３５９号において記載されてい
るような、ポリマーをベースとして製造された試験片を
、例えば、尿のような試験液中に浸漬すると、紙試験片
とは異なり、試験片を試験液から取り出した後に、試験
片の表面の不均一な色変化が起こる。この欠点は、試験
片を試料容器の壁土で軽く叩いたり、拭き取ったりして
も排除されない、不均一な呈色反応は、プラスチックの
表面の不均一な湿潤及びこれらマトリックスの極めて低
い吸収性を原因とするものである。例えば、これらの試
験片を全血の分析に用いる場合には、上述したように、
過剰の試料を拭き取ることによってのみしか、均一な呈
色反応を得ることはできない、しかしながら、この方法
による取扱いは、明らかな理由のために、尿試験片の場
合においては、不利であり非通常的なものである。

したがって、本発明の目的は、プラスチックをベースと
しており、紙によって製造された試薬片と同様に簡単に
取扱うことができるが、同時に、合成プラスチックから
製造されたフィルム片の有利性を有する、即ち、表面状
態、化学構造及び層の厚に関する変化が小さく、機械的
安定性が良好な試験片を開発することである。

同様の目的を有する研究が、ヨーロッパ特許Ａ−６４，
７１０号において記載されている。この文献においては
、上記問題を解決するために、支持体：それに固着せし
められており、液体試料を遅れて吸収する層：上記の層
の上部に固着せしめられでいるポリマーｔｔ、藁暦：並
びに、この層を被覆しているポリマー繊維製のネットワ
ーク層から構成される多層試験具が提案されている。過
剰量の液体試料は、被覆ネットワーク層（細目ポリマー
繊維）によって、試薬層の下側に配置された吸収層（撥
水性を有する紙）中に移動し、そこで、切断端を介して
吸収される。

ポリマーネットワークの更なる機能は、これを設けた結
果、試薬層の表面上に液の薄膜を保持し、これを徐々に
拡散又は蒸発させることによって、均一な湿潤及び吸収
に関するポリマー試薬層の上記の不利な特性を補償する
ことである。

ヨーロッパ特許Ａ−６４，７１０号において記載されて
いる試験部材は、通常の紙試験片と比較して、表面状態
に関しては有利性を示すが、試験反応においては、特に
、複雑な多層構造のために不利な効果が生じる。

しかして、ポリマーネットワーク中に液体の膜がはじめ
に粘着して残留し、これが徐々に乾燥除去されるので、
反応の色が、試験後に時間の関数として変化する。その
結果、試験反応の直後にはより強度の高い色が観察され
、これが、乾燥するにつれてより淡色化し、これがポリ
マーネットワークの反射特性によって悪影響を受ける可
能性がある。

また、ポリマー繊維のネットワーク構造によって、特に
低い分析濃度において不規則な色領域が形成される可能
性がある。これは、ポリマー繊維に直接接触している反
応域の点において、ポリマー繊維と直接接触していない
試薬の表面上の点とは異なる試験液の浸透又は蒸発挙動
が示されるので、より強度の高い色変化が示されるため
である。

ヨーロッパ特許Ａ−６４，７１０号において記載されて
いる系においては、たとえば低及び高濃度範囲のグルコ
ース用の２つの隣接する試験領域を通常のポリマーネッ
トワークによって試験片に固着させると（例えばＤｉａ
ｂｕｒ試験５０００勺、構造が複雑になる可能性がある
。しかして、特に、それ自体は低濃度範囲の試験領域と
の呈色反応のみを開始させるべきである低濃度のグルコ
ースを有する試料の場合においては、特に、高濃度範囲
領域の境界部において色の変化がしばしば観察される。

これは、ポリマー繊維と反応領域の境界部との間に液ブ
リッジが形成されるためである。上層試験液が蒸発する
と、その結果、この部分において分析によって測定すべ
き物質の濃度が上昇し、色の強度が増加することになる
。

したがって、本発明は、多孔性、特にマクロ細孔性のポ
リマー膜の新規な製造方法に関する。

これらの膜は、実質的に、溶液中において不相溶性の、
即ち、同じ溶液中において相分離を起こす少なくとも２
種類のポリマーから構成される。

凝離性で不相溶性のポリマー系の更なる詳細は、文献（
Ｐａｕｌ　Ｊ、　Ｆｌｏｒｙ、　Ｐｒ１ｎｃｉｐｌｅｓ
　ｏｆ　ＰｏｌｙｍｅｒＣｈｅｍｉｓｔｒｙ、　Ｉｔｈ
ａｃａ、　Ｎ、Ｙ、　１９５３を参照）から得ることが
できる。不溶性充填剤をこの不安定な溶液中に分散させ
ることによって、溶液を安定な均一分散液に転化させる
ことができる６次に、この分散液を注型溶液として基材
に施す、この注型溶液から、転相としても知られている
沈殿（凝固によって膜を製造する。

この方法の基本原理に関する情報は、例えば、Ｈ，Ｓｔ
ｒａｔｈｍａｎｎの”Ｔｒｅｎｎｕｎｇｅｎ　ｖａｎ　
ｍｏｌｅｋｕｌａｒｅｎＭｉｓｃｈｕｎｇｅｎ　ｍｉｔ
　Ｈｉｌｆｅ　５ｙｎｔｈｅｔｉｓｃｈｅｒ　Ｍｅｍｂ
ｒａｎｅｎ（Ｔｈｅ　５ｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍ
ｏ１ｅｃｕｌａｒ　Ｍｉｘｔｕｒｅｓ　ｂｙｍｅａｎｓ
　ｏｆ　５ｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ）−
３ｔｅｉｎｋｏｐｆ−ｖｅｒｌａｇ、　Ｄａｒｍｓｔａ
ｄｔ　（１９７９）及びり、Ｒ，Ｌｌｏｙｄの”Ｍａｔ
ｅｒｉａｌｓ　５ｃｉｅｎｃｅ　ｏｆ　５ｙｎｔｈｅｔ
ｉｃ　Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ　。

ＡＣ３Ｓｙｍｐ、　Ｓｅｒ、　２６９．　Ｗａｓｈｉｎ
ｇｔｏｎ、Ｄ、Ｃ，（１９８５１によって与えられてい
る。

沈殿凝固で得られる典型的な膜の構造もこれらの文献に
おいて記載されている。それらは、常に、膜の表面上に
不浸透性ポリマー層を有し、膜の内部において相当に高
い多孔性を有する非対称膜構造である。孔の構造は、注
型溶液の配合に依存して、指状（ｆｉｎｇｅｒ−１ｉｋ
ｅ）であっても、泡状であってもよい、膜の表面に不浸
透性のポリマー層を設けると、その結果、通常の膜にお
いては孔径が制限され、概して約８〜１０Ｐ以下となる
。このタイプの膜は、通常、本発明の膜が有するような
紙と同等の吸収性を有さない。

更に、沈殿凝固膜の製造に用いるポリマー注型溶液は、
均一なものでなければならず、そうでなければ不安定な
膜が得られることが公知である。

この理由のために、膜性型溶液は、通常、ポリマーと溶
媒又は溶媒混合物とからなる（例えば、ジメチルアセチ
アミド中ポリアミド又はアセトン／ホルムアミド中セル
ロースアセテート）。

特定配合のポリマー注型溶液によって浸透性を向上させ
た膜を製造する試みが既に行なわれている。かかる膜は
、Ｃｈｅｍ、　Ｐｒｏ、　Ｒｅｓ、　Ｄｅｖ、　２２（
１’９１１３＋、３２０〜３２Ｇ頁又は西独国特許明細
書第３．１４９，９７６号において記載されており、こ
れらを製造するために、水溶性ポリマー、例えばポリビ
ニルピロリドンを含むポリマー注型溶液を用い、このポ
リマーを水中における凝固の過程で溶解して、孔の径を
増加させている。

ポリマーの混合物から構成される膜もまた記載されてい
る。しかしながら、対応する注型溶液の配合は、溶解パ
ラメーターによって均一なポリマー溶液が得られるよう
に構成されているものである。例えば、セルロースアセ
テートとポリメチルメタクリレートとの混合物からなり
、１種類のポリマーから構成される通常の膜と比較して
向上した浸透性を有する膜がヨーロッパ特許Ａ−６６，
４０８号に記載されている。しかしながら、この場合に
おいては、その向上は、同等の溶解度パラメーターを有
する特定の極めて狭い混合比のポリマー配合物を基準と
するものである。

このタイプの膜は多孔性が向上しているが、本発明の膜
に固有の優れた吸収性又は試験液による均一な湿潤性は
未だ有していない。

ここで、非常に驚くべきことに、膜の製造において、あ
る種の充填剤と組み合わせたポリマーの混合物から成る
注型溶液を用いることによって、優れた吸収性を有し液
体による均一な湿潤を与＾る、合成ポリマーから構成さ
れる膜マトリックスが得られることが見出された。

これは、驚くべきことに、それ自体が不相溶性であり、
いかなる混合比でも非混和性であるポリマーを、いかな
るものであっても、ある種の不溶性充填剤をその中に分
散させることによって、均一な注型溶液に転化させるこ
とができるということを見出したことによるものである
。

例えば、ジメチルホルムアミド中ポリウレタンの２０重
量％溶液（ＰＩ／ＤＭＦ溶液）及びジメチルホルムアミ
ド中ポリアクリロニトリルの２０重量％溶液（ＰＡＮ／
ＤＭＦ溶液）を撹拌しながら混合すると、短時間放置し
た後に相分離が起こる。このタイプの混合物は不安定な
ものであり、膜製造用の注型溶液としては不適当なもの
である。

一方、同様のポリマー／ＤＭＦ溶液中に、充填剤、例え
ばタルクを、同時に又はその後に分散させて配合すると
、沈殿凝集方法による膜の製造に好適な均一で安定な注
型溶液が得られる。

俺（べきことに、このタイプの注型溶液から製造される
膜は、公知の膜と比較して、著しく大きな表面上の孔部
、極めて大きな全多孔度及びクロマドグラフィー紙に匹
敵する著しく大きな吸収性を有する。

本発明のこれらポリマー膜の横断面の電子顕微鏡写真に
よって示されるように、これらのポリマー膜はフェルト
状構造を有する新規な構造のものであり、膜表面上に不
浸透性ポリマー層を有する非対称構造がほぼ完全に再現
される。上記配合の膜の場合には、膜の表面上に３０Ｆ
以下の孔径な確認することができる。

このタイプの多孔性膜マトリックスを製造するためには
、ポリマー注型溶液が以下の条件を満足していなければ
ならない、即ち： 個々のポリマー成分の溶液は、互いに混和性であっては
ならない、混和性系の場合には、通常の注型溶液と同様
の明らかな非対称構造を有する微孔性膜構造が得られる
； 個々のポリマー成分の溶媒は互いに混和性であってはな
らない； 非混和性ポリマー成分を均一注型溶液に転化させるため
に′、好適な不溶性充填剤、例えば、無機充填剤をその
中に分散させなければならない。

いくつかの場合においては、注型溶液の安定性及び均一
性のために、充填剤の性質が重要であることがある１例
えば、ポリウレタン／ポリアクリロニトリル混合物と、
約３ｍ”７ｇの比表面積（約０．５〜１．ＯＰの粒径）
を有する二酸化チタン（ＴｉＯｉ　ＲＫＢｚ■、　Ｂａ
ｙｅｒ　ＡＧＩ又は硫酸バリウムｆＢｌａｎｃ　ｆｉｘ
ｅ　ｍ１ｃｒｏｎｉｚｅｄ■、　５ａｃｈｔｌｅｂｅｎ
ｌ　　とから構成される注型溶液は不安定で不均一であ
るが、タルク（ＡＴ　１タルク、　Ｎｏｒｗｅｇｉａｎ
　Ｔａ１ｃ）を含む同様のポリマー混合物溶液は、良好
な均−性及び分散安定性を有する。

また、大きな比表面積を有する極めて微粒の充填剤、例
えば、Ｄｅｇｕｓｓａ　Ｐ２５二酸化チタン（約４０ｍ
２／ｇ）又はＧｅｇｕｓｓａ　Ａｅｒｏｓｉｌ　２（Ｉ
Ｑ二酸化珪素（２００ｍ”７ｇ）を用いても同様に良好
な結果を得ることができる。また、タルクと硫酸バリウ
ム又はタルクとＲＫＢｚＴｉＯｔ又はＤｅｇｕｓｓａ　
Ｐ２５二酸化チタンと硫酸バリウムとの混合物によって
も好適な注型溶液が得られる。また、微晶質セルロース
（例えば、Ａｒｂｏｃｅｌ　Ｂε６００／３［１，Ｊ、
　Ｒｅｔｔｅｎｍａｉｅｒ＆　５ｏｈｎｅｌ中に分散さ
せることによっても好適な注型溶液を得ることができる
。他の好適な充填剤としては、Ｃａ　ＣＯｓ、Ｍ　ｇ　
ＣＯｓ、ＺｎＯ及び酸化鉄類が挙げられる。

用いる充填剤の性質を用いて、例えば着色酸化鉄顔料に
よって試薬マトリックスの色を変化させて、試薬マトリ
ックスの反射特性に影響を与えることもできる。

充填剤の機能及び作用は、不安定で不均一なポリマー溶
液を安定で均一な注型溶液に転化させることである。こ
の「可溶化」の機構は分かっていない。

ポリマー及びこれらのそれぞれの量を選択することによ
って孔径を制御することができる。充填剤は、孔径に対
して実質的に何の影響も与えない、充填剤の粒径は、ポ
リマー膜の孔径よりも寸法が非常に小さな範囲内のもの
である。ここで記載したタイプの注型溶液と沈殿凝固法
とを組み合わせることによって本発明の膜の孔部が形成
される。

例えば、本発明の微孔性膜マトリックスを製造するため
に、以下に示すポリマーと、充填剤としてタルクとから
構成される「２成分系ポリマー混合物」を調製した。

セルロースエステル／ポリビニルエステル：ポリウレタ
ン／ポリアクリル酸誘導体又はアクリル酸コボリマー： ボＩツカーボネートコポリマー／ポリウレタン ポリビニル誘導体／ポリスルホン； ポリアミド又はポリイミド／ポリスチレン又はスチレン
コポリマー： ポリパラジメチルフェニレンオキシド／ポリビニリデン
フルオツド。

これら２成分ポリマー系の他の配合物及び３成分系ポリ
マー混合物を用いて本発明の膜を製造することもできる
。

好ましいポリマー配合物は、以下に記載するものである
（充填剤としてタルクも含む）。

セルロースアセテ−ｈ　ｆｃｅｌｌｉｄｏｒ　（：Ｐ■
）／ポリビニルアセテート（Ｍｏｗｉｌｉｔｈ■）；ポ
リウレタン（Ｄｅｓｍｏｄｅｒｍ　ＫＢＨ■）／ポリア
クリロニトリル（Ｄｒａｌｏｎ　Ｔ■） Ｄｅｓｍｏｄｅｒｍ　ＫＢＨ■／、アミン変性Ｄｒａｌ
ｏｎ　（ＤｒａｌｏｎＡ■）　： Ｄｅｓｍｏｄｅｒｍ　ＫＢＨ■／アニオン変性Ｄｒａｌ
ｏｎ（Ｄｒａｌｏｎ　Ｕ■） ポリスルホン（Ｕｄｅｌ　Ｐ　１７００■）／ポリビニ
リデンフルオリド； ポリエーテル−ポリカーボネート／　Ｄｅｓｍｏｄｅｒ
ｍＫＢＩＩ■ Ｄｒａｌｏｎ　Ｕ■／ｌｌｏｗｉｌｉｔｈ■：Ｃｅ１ｌ
ｉｄｏｒ　ＣＰ■／Ｄｒａｌｏｎ　Ｕ■；（ｌｅｌｌｉ
ｄｏｒ　ＯＰ■／Ｄｒａｌｏｎ　Ｕ■／ポリスチレンＭ
ｏｗｉｌｉｔｈ■／　Ｄｅｓｍｏｄｅｒｍ　ＫＢＨ■／
ポリビニルクロリド。

相分離に必要な、それぞれの特定の配合物におけるポリ
マーの比は好適な方法によって決定することができる６ 以下の３成分ポリマー系が本発明のマクロ細孔性膜マト
リックスの製造に特に好ましい。

Ｄｅｓｍｏｄｅｒｍ　ＫＢＨ■／ｌＪｏｗｉｌｉｔｈ■
／　Ｄｒａｌｏｎ　Ｔ■（Ｄｒａｌｏｎ　Ｔ■を叶ａｌ
ｏｎ　Ａ■又は叶ａｌｏｎ　Ｕ■に代えることもできる
。

選択的に用いられるポリマーの化学構造は後述する。

ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）が、特に好ましいポリ
マー注型溶液を調製するための溶液として極めて好まし
いものである。記載すべき他の好適な溶媒は、用いられ
るポリマーに依存して、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ
）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルアセ
チアミド、ジオキソラン、ジオキサン、アセトン、メチ
ルエチルケトン又は（：ｅｌｌｏｓｏｌｖｅ■である。

膜を製造する全工程を特に好ましい例によって以下に示
す、タルクを混合物中に分散させながら、それぞれの場
合においてＤＭＦ中約２０重量％の濃度のＤｅｓｍｏｄ
ｅｒｍ　ＫＢＨ■、Ｍｏｗｉｌｉｔｈ■及びＤｒａｌｏ
ｎ■のポリマー溶液を混合して、高速撹拌機（Ｄｉｓｓ
ｏｌｖｅｒｌ　によって均一なポリマー注型溶液を得た
。減圧下で抜気した後、ドクターブレードによって注型
溶液を層厚１５０戸で支持基材に施し、凝固浴、好まし
くは純水中に浸漬した。約２分の保持時間の後、かくし
て得られたポリマー膜を凝固浴から取出し、加熱空気に
よって乾燥した。

タルクと同様に、以下の充填剤が上記記載の特に好まし
い３成分系ポリマー混合物中において好適であることが
証明された。即ち、 微晶質セルロースｆＡｒｏｂｏｃｅｌ　ＢＥ　６０口／
３０．　ＪＲｅｔｔｅｎｍａｉｅｒ　＆　５ｏｈｎｅ）
ゼオライト ベントナイト： １０ｍ２／ｇ以上の比表面積を有する充填剤（例えば、
Ｄｅｇｕｓｓａ　Ｐ　２５二酸化チタン又はＤｅｇｕｓ
ｓａＡｅｒｏｓｉｌ　２００酸化珪素）： 例えば、二酸化チタン（Ｄｅｇｕｓｓａ　Ｐ　２５）及
び硫酸バリウム（Ｓａｃｈｔｌｅｂｅｎ　Ｂｌａｎｃ　
ｆｉｘｅ　ｍ１ｃｒｏｎｉｚｅｄｌのような充填剤の混
合物 タルクと二酸化チタン（Ｂａｙｅｒ　ＡＧ　ＲＫＢ２１
　との混合物： より大きな比表面積を有する二酸化チタンと、より小さ
な比表面積を有する二酸化チタンとの混合物（例えば、
Ｂａｙｅｒ　ＡＧ　ＲＫＢ２　Ｔｉ０ｚ／Ｄｅｇｕｓｓ
ａ　Ｐ２５ＴｉＯ□）又はタルクと硫酸バリウムとの混
合物（Ｂｌａｎｃ　ｆｉｘｅ　ｍ１ｃｒｏｎｉｚｅｄ）
が特に好適であることが証明された。

マクロ細孔性膜の製造のために注型溶液中に共存させて
用いることのできる他の成分としては、界面活性剤、例
えばスルホコハク酸ジオクチルナトリウム又はドデシル
ベンゼンスルホネートが挙げられる。このタイプの界面
活性剤は、主として、検出反応中に生成する反応の色を
安定化させるように作用する。セルロースエーテル、ポ
リエチレングリコール、ポリビニルアルコール又はポリ
ビニルピロリドンのような水溶性ポリマーをポリマー注
型溶液の一成分とすることもできる。他の好適な添加剤
としては、例えば、陽イオンポリウレタン分散液（Ｄｅ
ｓｍｏｄｅｒｍ　Ｋｏａｇｕｌａｎｔ　ＫＰＫＩのよう
ないわゆる凝固助剤が挙げられる。

被覆に用いる支持体材料は、最終的な所望の用途によっ
て変化させることができる。支持の無い膜の製造におい
ては、例えば、ガラス又はシリコーンで処理された支持
体材料を用いることができる。目的物を平板状の膜とし
て用いる場合には、ポリマー膜がその上で良好な接着性
を示すポリマー繊維又はポリマー非織布のような、液体
に対して透過性の支持材料が用いられる。

本発明のポリマー材料を診断試験片において用いる場合
に必要とされるように、正確に定められた多孔度を有す
る多孔性ポリマーマトリックス（膜）（一定の液吸収率
を有する正確な層厚のもの）を製造する場合には、液体
に対して不透過性の平滑なフィルムを支持基材として用
いることが好ましい０例えば、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリカーボネート、セルロースエステル、ポリエ
チレン、ポリアミド又は他の熱可塑性ポリマーあるいは
ポリマー配合物から構成されるポリマーフィルムが好ま
しい、特に好ましいポリマーフィルムは、ポリエチレン
テレフタレートから構成されるもの、例えば、Ｈｏｅｃ
ｈｓｔによって製造されているＨｏ５ｔａｐｈａｎ■フ
イルムである。適当な場合には、ポリマーフィルムに接
着層又は耐電防止材料を備えることができる。

本発明方法によって、特定の用途に適合させることので
きる、極めて良好な多孔性を有する膜を製造することが
可能になる０本方法は、マクロ細孔性膜の製造に特に好
適である。これに関連して、マクロ細孔性とは、膜表面
において１０戸より大きな平均孔径を有していることを
示す。

１０〜５０胛の平均孔径が好ましく、１０〜３０戸の平
均孔径が特に好ましい。

良好な吸収特性を有しているので、本発明の膜の主たる
使用分野の一つは、診断において用いることのできる試
験片の製造においてそれらを用いることである。良好な
吸収特性は、尿試験片の場合において特に有利な効果を
有する。

かかる試験片を試験液中に浸漬し、試験容器の壁土で拭
き取ると、短時間内（通常１５〜２０秒未満）に、均一
な呈色反応が得られ、試験片の表面が乾燥状態で視認さ
れる。更に、特に現在公知な試験片と比較すると、実質
的により高い強度の色合、並びに、広範囲の濃度にわた
る良好な識別性が得られる 検出反応に必要な試薬の導入は、種々の方法、例えば、
試薬を注型溶液中に撹拌混入したり、その後に多孔性フ
ィルムに含浸させたり、又は、これら２つの方法を組み
合わせることによって行なうことができる。

試薬導入方法の好ましい変形方法においては、有機溶媒
に可溶性であるか又は水に不溶性の試薬をポリマー注型
溶液中に導入したり、あるいは、別の含浸工程で、水溶
性の試薬を乾燥した多孔性試薬マトリックス中に導入す
ることが挙げられる。

例えば、グルコースを検出するための試薬の好ましい導
入は、ポリマー注型溶液中に、例えば３．３’−５，５
°−テトラメチルベンジジン（ＴＭＢ）のようなベンジ
シンクイブの色原体を溶解することによって行なうこと
ができる。注型溶液を、ドクターブレード、押出注型又
は他の好適な被覆法によって支持材料に施しく層厚的１
００〜５００Ｐ）、水中で凝固させる。凝固すると、支
持材料に接着している色原体含有多孔性ポリマーマトリ
ックスが得られ、これを乾燥した後、水溶性の緩衝酵素
系（グルコースオキシグーゼ又はペルオキシダーゼ）を
含浸させる。含浸は、好ましくは、ヨーロッパ特許Ａ−
２４６．５０５号に記載されている押出法によって行な
われる。

適当な場合には、ポリマー注型溶液中に、水不溶性の有
機又は無機染料を導、入し、凝固させて着色膜を生成さ
せ、対応する混合色をグルコース反応において生成させ
ることもできる。

例えば、色原体としてＴＭＢを用いるグルコース反応に
おいて緑色の反応色を与える黄色の膜マトリックスは、
黄色染料Ｔｅ１ｏｎ　Ｅｃｈｔ　Ｇｅ１ｂ（Ｂａｙｅｒ
ＡＧＩ　を導入することによって得られる。

所望の場合には、含浸工程の後に試験片の低端部上に残
留する液体残留物を吸収する他の吸収材料と本発明のマ
クロ細孔性試薬マトリックスとを組み合わせて、含浸後
に試験容器上で軽く叩くことによってこの残留物を吸収
させることができる。このタイプの材料は、含浸工程の
間（約１秒）にその吸収容量が満たされないか又は完全
には満たされないような構成のものでなければならない
。しかしながら、試験片を試験液から取り出したら、過
剰の残留液を吸引に゛よって短時間（約５〜ｌＯ秒）内
に試薬領域から完全に除去しなければならない、好適な
材料の例は、その表面が水に対して透過性の層、例えば
ポリエチレン又はシリコーンから構成される層によって
変性されている吸収紙である。西独国特許明細書第２．
１１８，４５５号及び同第２．８５４゜３４２号におい
て記載されているように、このタイプの材料は親水性切
断端部を介して残留液を吸収することができる。上記特
許明細書においては、これらの「液体吸収材」は、試薬
マトリックスの下部に取付けられており、多層試験片系
の一要素を形成している。

ここで、驚くべきことに、本発明のマクロ細孔性試薬試
験片において、液滴の問題を解決するために、液滴吸収
材を試薬試験領域に隣接して有利に取付け、現在におい
て公知の系と異なって単一層の試験片部材を製造するこ
とができることが見出された６図１において示されるよ
うに、所望の場合には、一つの支持体（１）上において
、いくつかの試験領域（２）をいくつかの液滴吸収材（
３）と組み合わせることもできる。好ましい単一層部材
においては、二層の部材と異なって液滴吸収材の表面を
利用することもできるので、液滴吸収材の表面を同様に
液体に対して透過性のものとすれば更なる有利性が得ら
れることが更に見出された。これに関して、既に記載し
たように、液体の吸収は、吸収容量が含浸工程の間には
満たされないが、その吸収作用が、試験片を試験液から
取り出した後にのみ展開されるように起こらなければな
らない、ここで、驚くべきことに、例えば乳工業におけ
る濾過において用いられているもののようなある種のポ
リマー不織布がこのタイプの性質を示すことが見出され
た。好適な「液滴吸収材」の例は、牛乳を濾過するため
のセルロース不織布、例えば、Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ
によって製造されているＦＦＭ　２６８７タイプのもの
である。遅延吸収挙動（ｄｅｌａｙｅｄ　ａｂｓｏｒｐ
ｔｉｏｎ　ｂｅｈａｖｉｏｒｌ　は、このタイプの不織
材料に水、水溶液又は尿を供給すると観察することがで
きる。

更に見出されたように、強力かつ迅速な吸収を示す材料
の表面に、ある種のポリマー溶液、又は好ましくは水性
ポリマー分散液を被覆することによって、遅延吸収挙動
を与えることもできる０例えば、それら自体は液滴吸収
材として好適ではない、強吸収性の紙、不織布又はポリ
マー繊維を水性ポリマー分散液、好ましくはイオン性ポ
リウレタン分散液で被覆することによって、被覆面を介
して遅延吸収に必要な性質を有する材料を製造すること
ができる。強吸収性の材料の表面に、細目ポリマー繊維
（例えば、Ｎｙｂｏｌｔ　ＰＡ　１５／１０■ポリアミ
ド繊維、Ｓｃｈｗｅｉｚｅｒ　Ｓｅｉｄｅｎｇａｚｅｆ
ａｂｒｉｋ　ＡＧ。

Ｚｕｒｉｃｈｌ　を備えることによっても同様の効果を
得ることができる。

図１に対応する多孔性試薬片材料を記載されている液滴
吸収材と共に試験片取付は部材上に固着させて水性試験
溶液中に浸漬すると、試薬領域の表面上に液体の上層膜
の見られない試験片が溶液から取り出してから数秒後に
得られ、その液滴吸収材も数秒（約１０秒）後にはその
表面が乾燥して視認されるようになる。

既に記載したように、液滴吸収材の吸収特性は、それを
、好ましくは水性ポリマー分散液で被覆することによっ
て与えることができる。適当な場合には、Ｓ　ｉ　Ｏ＊
（Ｄｅｇｕｓｓａ　Ａｅｒｏｓｉｌ　２００１又は二酸
化チタン（Ｄｅｇｕｓｓａ　Ｐ　２５もしくはＧａｙｅ
ｒ　ＡＧＲＫＢ２）のような充填剤を、充填剤に対する
水性分散液の重量比０．０１〜０．５の範囲内でポリマ
ー分散液に加えることができる。

液滴吸収材と試薬領域とを配置する他の好適な可能な手
段は、西独国特許明細書第３．５２０゜８４７号及び同
第２，８５４，３４２号において記載されている方法を
組み合わせることによって行なうことができる。

本明細書の実施例においては、本発明のマクロ細孔性試
薬マトリックス又は「液体に対する遅延吸収性を有する
液滴吸収材」を約５Ｘ５ｍｍの大きさに切断し、図１に
したがって、両面接着テープによってそれらをポリスチ
レン試験片取付は部材（Ｔｒｉｃｙｔｅ■；５Ｘ８０ｍ
ｍ）上に接着することによって試験片を製造した。また
、本発明のマクロ細孔性試薬マトリックスを、凝固法に
よって、粘着性の取付は部材上に、直接、「領域」状に
施し、次に、液滴吸収材を、これら「領域」間の間隙部
分に固着させることもできる。しかしながら、試薬マト
リックス及び液滴吸収材の他の配置も考えられる。

マクロ細孔性試薬マトリックスの製造、これらマトリッ
クスによる種々の検出反応、液滴吸収材の製造及び本発
明による吸収材と試験片との組み合わせを以下の実施例
において示す。

夾度丞ユ ノグルコース試罵　の′告 ｆａｌ　マクロ細孔性膜マトリックスの製造濃度１７％
のＤｒａｌｏｎ　Ｕ／ＤＭＦ溶液２１．６ｇ、濃度２０
％のポリウレタン（ＫＢＨ）　／ＤＭＦ溶液６５．２ｇ
、濃度２５％のＭｏｗｉｌｉｔｈ　５０／ＤＭＦ溶液８
６．６ｇ、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム２２．
５ｇ、ＡＴ１タルク１４．８ｇ、硫酸バリウム（Ｂｌａ
ｎｃ　ｆｉｘｓ　ｍ１ｃｒｏｎｉｚｅｄ）　　５９　、
４　ｇ、陽イオンポリウレタン分散液（Ｂａｙｅｒ　Ａ
Ｇ　ＫＰＫＩ　１７　、３ｇ及びジメチルホルムアミド
１４０．０ｇを、高速撹拌機（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｒｌ　
によって処理して均一な分散液を得た。減圧下で抜気し
た後、この溶液を、ドクターナイフによって、層厚１５
０戸の被覆として、厚２００Ｐのポリエチレンテレフタ
レートフィルム（ＰＥＴ、１ｏｓｔａｐｈａｎ■）に施
し、水中において４５°Ｃで３分間凝固させた。かくし
て得られた、支持フィルムに接着しているポリマーマト
リックスを加熱空気によって乾燥した。

ｆｂｌ試薬溶液の含浸 以下の組成の含浸溶液を用いた。

４−アミノアンチピリン　　　　　１ミリモル／１Ｔｒ
ｉｔｏｎ　Ｘ　１００　　　　　　　　　　　　　　ｔ
ｏｏ　ｍｇ／ｉ’グルコースオキシダーゼ　　　　　４
０Ｋｕ／１対応して高くなる色強度を示す均一な赤色の
色合が形成され、色勾配はグルコース濃度１０００ｍｇ
／ｌＵ以下で識別可能であった。

予備試験において、短時間含浸し、加熱空気ドライヤー
を用いて乾燥することによって（ａｌ　で製造された支
持膜の含浸を行なった。

製造条件下における含浸は押出注型機を用いて行なった
。

試験のために、グルコース濃度を増加させたグルコース
水溶液（０，１００，２５０，５００，１０００，２０
００及び３０００ｍｇ／ｃｆｆ）中に試験片を浸漬し、
次に試験容器の壁土で軽く叩くことによって試験片を製
造した。広範囲の試験のために、水溶液を尿に代えた。

結果： 試験片の表面は、約５秒後に過剰の残留液が存在しない
状態になった。グルコース濃度の増加に造 実施例１ａにおいて示した配合物に、３．３’−５，５
゛−テトラメチレンベンジジン（ＴＭＢ）１２．０ｇを
更に加えた。実施例１のようにして色原体含有注型溶液
を更に処理して、ＰＥＴフィルムに接着している無色の
ＴＭＢ−含有膜を得た。以下の含浸溶液を用いてこの膜
を実施例１ｂと同様に含浸した。

（ｂｌ酵素溶液の含浸 以下の含浸溶液を用いた。

クエン酸塩バッファー（０，２ｍＭ、ｐＨ５，５）１０
０−中、ＧＯＤ　　４３ＫｔＪ、ＰＯＤｌｏｏＫＵ及び
Ｔｒｉｔｏｎ　Ｘ　１００　０．　２　ｇ。

試験結果： 試験片を試験溶液中に浸漬し、試験容器の壁土で軽く叩
くと、約５秒後に液体が残留しない試薬領域が得られ、
これは、グルコース濃度の増加に対応して色強度の増加
する青色の色合を示した。

また１色勾配の識別はグルコース濃度２０００ｍｇ１ｄ
ｉ以下において観察することができた。

遣 実施例１に記載の注型溶液に、ＴＭＢ１２．Ｏｇ及び黄
色の水不溶性染料（Ｂａｙｅｒ　ＡＧ　Ｔｅ１ｏｎ　Ｅ
ｃｈｔＧｅｌｂ■）を更に加えた。実施例２のようにし
て更なる処理及び含浸を行なった。グルコースの検出に
おいて緑色の色調を与える黄色の試薬マトリックスが得
られた。実施例と同様に、グルコース濃度２０００ｍｇ
／ｄ１以下において色勾配を識別することができた。

夾施且Ａ ′−収　を　する　グルコース　　　のＦｒｅｕｎｄｅ
ｎｂｅｒｇによって商品名ＦＦＭ　２６８７で製造され
ている不織布を「液滴吸収材」用の材料として用いた。

これはバインダーとして合成樹脂ポリマーを有するセル
ロース不織布であった。水滴を供給すると、この不織布
は遅延吸収挙動を示した。液滴は約５秒間表面上に滞留
し、その後、不織布材料中に浸透した０図１に対応する
診断試験片を製造し、液滴吸収材を、両面接着テープに
よって試験片取付は部材の下端部上に固着させた。

この試験片を、グルコースを含む尿標準溶液中に浸漬し
、試験容器の壁土で軽く叩くことをせずに実験台の上に
水平に載置した。数秒後、試薬マトリックスの表面に液
体が存在しない状態になり、続いて更に数秒後に液滴吸
収材の表面に液体が存在しない状態となった。試薬領域
上に均一な色合が形成された。

極めて強力かつ迅速な浸透性を有するＦｒｅｕｄｅｎ−
ｂｅｒｇ不織布（ＦＦＭ　２６９５１を実施例４と同様
に液滴吸収材として用いた。尿中で試験すると、上層試
験液が試薬領域上及び液滴吸収材上の両方において検知
され、これは試験容器上で軽く叩くだけでは除去されな
かった。したがって、上記記載の不織布は液滴吸収材と
して用いるのには不適当なものであった。

しかしながら、この強吸収性不織布を、水性ポリマー分
散液で被覆し、乾燥することによって、遅延吸収に必要
な特性を与えることができた。水性分散液は陰イオンポ
リウレタン分散液（Ｂａｙｅｒ　ＡＧ　ＤＬＮ■）であ
った。湿潤被覆を５０ｐ贋の厚に施し、その後、循環空
気乾燥キャビネット中７０℃で乾燥を行なった。

図１にしたがって製造された診断試験片は、尿中で浸漬
した約１０〜１５秒後に上層試験液の存在しないものと
なった。

以下の配合の注型溶液を用いた。

濃度１７％の叶ａｌｏｎ　Ｕ／ＤＭＦ溶液２１．６ｇ 濃度２５％のＭｏｗｉｌｉｔｈ　５０／ＤＭＦ溶液　　
　８６．６　ｇジオクチルスルホコハク酸ナトリウム　
　２２．５　ｇジメチルホルムアミド　　　　　　　　
　１４０．０ｇ二酸化チタン（Ｄｅｇｕｓｓａ　Ｐ２Ｓ
５　　　　　　１４．８ｇ二酸化チタン（Ｂａｙｅｒ　
ＡＧ　ＲＫＢ２１　　　　　　５Ｌ４ｇ３．３’−５，
５°−テトラメチルベンジジン　　　１２．０　ｇ上記
配合の注型溶液を実施例１と同様に更に処理して、支持
材をベースとしたマクロ細孔性ポリマー膜を得た。

（ｂｌ含浸溶液の調製 以下の配合の含浸溶液を用いた。

テトラブロモフェノールブルー０．２４ｇを、エタノー
ル４〇−及びクエン酸バッファー（０，５ｍＭ、ｐＨ３
，３）５０−中に溶解した。この溶液を蒸留水で１００
−にした。

膜マトリックスを含浸させて乾燥すると試験片（ａｉ　
マクロ細孔性膜マトリックスの製造が得られ、これを、
アルブミンを含有する尿で試験した アルブミンの濃度は、０１３０．５０．１００及び３０
０ｍｇ／ｄ１であった。アルブミンの濃度の増加に対応
して、青緑色の強度の増加が検出された６ 実施例１に記載の膜マトリックスに以下の配合の含浸溶
液を含浸させた。

ナトリウムニトロプルシドｆｓｏｄｉｕｍ　ｎ１ｔｒｏ
−ｐｒｕｓｓｉｄｅｌ　　１　、７　ｇ及び硫酸マグネ
シウム１６．４ｇを蒸留水２〇−中に溶解した。

水酸化ナトリウム溶液でｐＨを９．４に調節した。

アセト酢酸０．１５．４０．８０及び１２０ｍｇ／＃を
含む溶液中で試験を行なった。ケトンの存在下において
紫色の色合が観察され、アセト酢酸の含量が増加するに
つれて色強度が増加した。

実ＪＩＪ江旦 実施例２に記載のＴＭＢを含む膜マトリックスに、以下
の飲料溶液を含浸させた。

クエン酸塩バッファー（ｐＨ５，５）１００ｍｆｆ中の
ペルオキシダーゼ１００ＫＵ及びＤ（＋）グルコース１
．０ｇ。

乾燥させた後、以下の試験溶液で試験した。

クエン酸塩バッファー（ｐＨ５，５）中、２．１０．２
０．４０及び８０Ｕ／−のグルコースオキシダーゼ。

酵素濃度の増加に対応した色強度の増加を示す青緑色の
色合が速やかに観察された。

本実施例において選択的に用いたポリマーの化学構造は
以下の通りである。

ポリウレタンＢａ　ｅｒ　ＡＧ　ＫＢＨアジピン酸とエ
チレングリコール７０モル％及び１．４−ブタンジオー
ル３０モル％とから得られたポリエステル（ＭＷ＝２０
００）７５部、アジピン酸と１．４−ブタンジオールと
から得られたポリエステル（ＭＷ＝２２５０）２５部、
１４−ブタンジオール２５部及びジフェニルメタンジイ
ソシアネート８５部を反応させることによって得られた
熱可塑性ポリ付加物。

Ｄｒａｌｏｎ　ＴＲＢａ　ｅｒ　ＡＧ −ｆｃＨ２−ＣＨＩ　ｎ−（Ｍｎニア５．０００）ＥＮ Ｄｒａｌｏｎ　ＵＲＢａ　ｅｒ　ＡＧ Ｈ３ ０ＣＨ−５ＯｓＮａ （９１，５重量％、５ ％） Ｄｒａｌｏｎ　ＡＲＢａ　ｅｒ　ＡＧＩ０重量％、３．
５重量 ＣＩ。

（９１，３重量％、４ ９重量％、３．７重量 ％） −（ｃＨ２−ｃｕｌ　ｎ−（Ｍｎニア３．　ｏｏｏ）０
−Ｇニー（：Ｈ３ イオンポリウレタン　　　Ｂａ　ｅｒ　ＡＧ　ＨＰにこ
のポリウレタン分散液は、凝固助剤として作用し、アジ
ピン酸、フタル酸及びエチレングリコールから得られる
ポリエステル（ＭＷ＝１７００）２００部；トルイレン
ジイソシアネート５０ＭＩ；Ｎ−メチルジェタノールア
ミン２０部：及びｐ−キシレンジクロリド６部から得ら
れる反応生成物の、陽イオン性の、懸濁剤を含まない分
散液である。

イオンポリウレタン　　　Ｂａ　ｅｒ　ＡＧ　ＤＬＮこ
のポリウレタン分散液は、アジピン酸、ヘキサンジオー
ル及びネオペンチルグリコールから得られるポリエステ
ル（ＭＷ＝１７００）８２部；ヘキサメチレンジイソシ
アネート１５部：エチレンジアミンーエタノールスルホ
ン酸ナトリウム塩２部；及びエチレンジアミン１部から
得られる反応生成物の濃度４０％の水性分散液である。

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明の一実施態様による、試験領域及び液滴
吸収材を有する試験片の概念図である。 １・・・支持基材； ２・・・試験領域； ３・・・液滴吸収材。 ＦＩＧ、１

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）均一な注型溶液を生成させる過程において
   、溶液中に相分離を起こす量の少なくとも２種類の不相
   溶性ポリマーを含む溶液中に不溶性充填剤を分散させ； （ｂ）上記で得られた均一な注型溶液を支持体に施し、
   沈殿の凝固を行なわせることを特徴とする多孔性ポリマ
   ー膜の製造方法。
2. （２）充填剤が、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム
   、二酸化珪素、微晶質セルロース、ゼオライト及びベン
   トナイトからなる群より選択される請求項１記載の多孔
   性膜の製造方法。
3. （３）不相溶性ポリマーが、 （ａ）セルロースエステル類／ポリビニルエステル類； （ｂ）ポリウレタン／ポリアクリレート類及び／又はア
   クリル酸コポリマー類； （ｃ）ポリカーボネート及びコポリマー類／ポリウレタ
   ン； （ｄ）ポリビニル誘導体／ポリスルホン； （ｅ）ポリアミド類又はポリイミド類／ポリスチレン及
   び／又はスチレンコポリマー類；（ｆ）ポリパラジメチ
   ルフェニレンオキシド／ポリビニリデンフルオリド及び
   これらの組み合わせからなる群より選択される請求項１
   記載の多孔性膜の製造方法。
4. （４）請求項１記載の方法によって製造される多孔性膜
   。
5. （５）試験片用支持マトリックスとしての請求項４記載
   の多孔性膜の使用。
6. （６）尿分析用試験片用の支持マトリックスとしての請
   求項４記載の多孔性膜の使用。