説明

液体の検査方法

【課題】本発明は、流体サンプル中の特定の分析物を検出する分析方法を開示するものである。
【解決手段】方法には、以下のステップが含まれる。まず、基板が提供される。基板は、その上面に凹状に設けられたチャネルを有する。チャネルは、第1のエリア、第2のエリア、第3のエリアを備え、これら3つのエリアは順に連結されている。第2のエリア及び第3のエリアのそれぞれは、反応材料を含有するニトロセルロース層を備え、それぞれの底部に形成される。第3のエリアのニトロセルロース層は、一定量の流体サンプルを吸収することができる。次に、流体サンプルを第1のエリアに適用し、第2のエリアによって、第3のエリアまで引き渡す。最後に、反応材料が流体サンプル中の特定の分析物と反応して検出用の信号を発生させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体の検査方法に関し、特に、生化学的検定及び免疫学的検定に適用する液体の検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
生化学又は免疫学的検定に用いる従来の分析用ストリップは通常、チャネル又はマイクロ流体チャネルを備える基板又はベースボードを有する。そのようなチャネルは典型的には不浸透性材料によって縁取られるが、分析する流体サンプルは主にたんぱく質又は炭水化物から成るため一般に粘性が高く、その一部がチャネルの表面に付着し易くなり反応しなくなる。そのような事態が起こった場合、分析する流体サンプルが無駄になるというだけでなく、定量的検定の精度に悪影響を与えてしまうという不都合が生じてしまう。
【0003】
また、従来の分析用ストリップは、マイクロ流体チャネルが流体サンプルの流れを促進するので、そのようなチャネル構造によって加えられる毛管力によって、流体サンプルが反応エリアへと引き渡される。流体サンプルを引き渡すための他の代替的手法には、流体サンプルがチャネルに導入される際に、流体サンプルがチャネルを通って反応エリアに推進されるように、加圧手段などによって推進力を加えることが含まれる。しかしながら、前述の手法のうちの何れも、流体サンプルがチャネルに導入された後で気泡を生じる傾向がある。これらの気泡は、大きいもの又は小さいものであるが、チャネルを塞いでしまうため、分析結果が不正確なものとなってしまう。
【0004】
更に、現在の基板上のチャネル又はマイクロ流体チャネルの製造工程には一般に、鋳造、射出成形又はインプリントが含まれ、微細機械加工技術又はLIGA(英語の「Lithography Electroforming Micro Molding」である「Lithographie GalVanoformung Abformung」の頭文字の省略形)等の高価な金型製造工程を用いるが、金型は直ぐに消耗してしまうため、分析用ストリップの製造に係る全体のコストが増加してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上述した欠点を克服するために、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この検査方法には、以下のステップが含まれる。
(1)少なくとも1つのチャネルが凹状に設けられた上面部を有する基板を提供するステップ。前記チャネルは、第1のエリア、第2のエリア及び第3のエリアを備え、これらの3つエリアは順に連結されている。前記第2のエリア及び前記第3のエリアのそれぞれは、それぞれの底部に形成されたニトロセルロース層を有する。ニトロセルロース層は共に、中空マトリックス(hollow−matrix)構造を有する。前記第2のエリアは、前記流体サンプルを引き渡すために構成され、前記第3のエリアは、前記流体サンプルが反応する場所として構成される。前記第2のエリアの前記ニトロセルロース層の平均厚は、前記第3のエリアの前記ニトロセルロース層の平均厚以下である。前記第3のエリアの前記ニトロセルロース層は、一定量の前記流体サンプルを吸収できる。また、反応材料が、前記ニトロセルロース層の前記中空マトリックス構造の中に形成される。
(2)前記流体サンプルを前記第2のエリアによって前記第3のエリアへと引き渡すために、前記流体サンプルを前記基板の前記第1のエリアに適用するステップ。
(3)前記第3のエリアの前記ニトロセルロース層によって前記一定量の前記流体サンプルを吸収するステップ。
(4)前記第3のエリアにおける前記反応材料及び前記流体サンプル中の前記特定の分析物を反応させて、信号を発生させるステップ。
【0007】
従って、本発明は、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法を提供することを主要な目的とし、この検査方法には、吸収性のニトロセルロース層を有するチャネルが設けられた基板を提供することが含まれる。ニトロセルロースは、一定量の吸収能力を有するので、前記ニトロセルロース層の量を制御することによって定量的検定を実施することが可能となる。
【0008】
本発明の他の目的は、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法を提供することである。この検査方法には、中空マトリックス構造のニトロセルロース層を有するチャネルが設けられた基板を提供することが含まれるので、前記流体サンプルが前記中空マトリックスを流れる際に、前記流体サンプル中の気泡を破壊することができると共に、前記気泡が基板のチャネル又はマイクロ流体チャネルを塞いでしまうことを防止することができる。よって、定量的検定の結果の正確さを保証することができる。
【0009】
本発明及び好適な使用形態、目的及びその利点は、以下の実例となる実施形態の詳細な説明を添付図と共に参照することにより最も良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の好適な実施形態に係る、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法のフローチャートである。
【図2】本発明の好適な実施形態に係る、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法において設けられる基板の概略的斜視図である。
【図3】本発明の好適な実施形態に係る、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法において設けられる基板の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法を開示するものであり、その物理的及び化学的原理やそこに含まれる溶液適用技術が当業者には公知である。よって、そのような原理及び技術の詳細な説明はここでは省略するものとする。更に、以下の説明において参照する図面は、実際の縮尺で描いたものではなく、本発明の特徴を単に概略的に示すことを意図しているため実際の尺度で描く必要はない。
【0012】
図1を参照すると、本発明の好適な実施形態による流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法には、以下のステップが含まれる。
【0013】
ステップ1において、基板10が提供される。図2を参照すると、基板10は、凹状に設けられた少なくとも1つのチャネル11を備える上面部100を有する。チャネル11は、第1のエリア111、第2のエリア112及び第3のエリア113を含む。これら3つのエリア111,112及び113は順に連結されている。基板10は、生体適合材料から成ることが好ましい。図2の線A−Aに沿った基板10の断面図である図3を参照する。ニトロセルロース層1121及び1131は、それぞれが中空マトリックス構造を有し、第2のエリア112及び第3のエリア113の底部にそれぞれ形成される。第2のエリア112は、流体サンプルを引き渡すために構成され、第3のエリア113では、流体サンプルが反応する。ニトロセルロース層1121の平均厚はDaであり、ニトロセルロース層1131の平均厚Db以下である。ニトロセルロースは一定容量の吸収能力を有するので、ニトロセルロース層1131は、一定の量の流体サンプルを吸収することができる。更に、ニトロセルロース層1121及び1131の中空マトリックス構造には、検出する流体サンプル中の分析物のカテゴリによってその成分が変化する反応材料が含まれる。
【0014】
ステップ2において、流体サンプルを基板10の第1のエリア111に適用することにより、液体サンプが、第2のエリア112によって第3のエリア113まで引き渡される。
【0015】
ステップ3において、第3のエリア113のニトロセルロース層1131が、一定量の流体サンプルを吸収する。
【0016】
ステップ4において、第3のエリア113の反応材料が、流体サンプル中の特定の分析物と反応して検出用の信号を発生させる。この信号は、発光性の信号でも、蛍光性の信号でも、光吸収性の信号でも、電気的信号でもよい。
【0017】
また、チャネルと流体サンプルとの間に作用する毛管作用の影響を減らすため、本発明に開示したチャネル11の構成は、従来型マイクロチャネルの構造とは同様ではない。第2のエリア112の幅Wa及び第3のエリア113の幅Wbは、共に少なくとも0.3mmであることが好ましい。
【0018】
ニトロセルロース層1121及び1131は、以下の方法で形成される。まず、ニトロセルロース粉末をエステル及びケトンを含有する有機溶剤と混ぜ合わせてニトロセルロース溶液を形成する。次に、このニトロセルロース溶液を鋳造工程において第2のエリア112及び第3のエリア113の底部に流し込む。乾燥させると、ニトロセルロース層1121が第2のエリア112の底部に形成され、ニトロセルロース層1131が第3のエリア113の底部に形成される。鋳造工程の結果をより良くするためには、チャネル11の表面の粗さが3umから50umの範囲であることが好ましい。
【0019】
より良い構造の中空マトリックスを得るためには、ニトロセルロース粉末をエステル及びケトンを含有する有機溶剤と、容量比1対9の割合で混合させることが好ましい。ニトロセルロースが一定の吸収能力を有するので、流し込む前に、吸収し分析するための流体サンプルの所望量から必要量のニトロセルロース溶液を生じさせることができる。その結果、分析用ストリップ1の流体サンプルの必要量が固定して設定されるため、結果として得られる分析用ストリップ1は、少量での検定に適する。
【0020】
ニトロセルロース層1121及び1131中の反応材料は、以下の2つの方法で形成される。すなわち、一方は、容易に形成されたニトロセルロース層中に形成する方法、他方は、ニトロセルロース層と同時に形成する方法である。
【0021】
反応材料は、以下の方法において容易に形成されたニトロセルロース層中に形成される。反応材料を含有する反応溶液をすでに容易に形成されているニトロセルロース層1121及び1131に注入する。そして、反応溶液を自然乾燥プロセス又は凍結乾燥によって乾燥させると、反応材料が粉末の形でニトロセルロース層1121及び1131に残る。
【0022】
しかしながら、代替の手法において、ニトロセルロース層と同時に反応材料を形成するために、結果として得られる混合物を第2のエリア112及び第3のエリア113の底部に流し込む前に、反応材料を含有する反応溶液を、ニトロセルロース粉末を含有するニトロセルロース溶液及びエステルやケトンを含有する有機溶剤とまず混合させてから自然乾燥又は凍結乾燥させると、ニトロセルロース溶液が乾燥してニトロセルロース層1121及び1131が形成されると同時に反応材料が粉末の状態でその中に残る。
【0023】
本発明の液体の検査方法は、生化学的検定又は免疫学的検定に適用することができる。検出する分析物が変化すると異なる検定が必要となり、異なる検定では異なる信号が発生する。例えば、生化学的検定では、検出する流体サンプル中の分析物同士の反応を触媒するための酵素及び化学試薬を用いて、検出用の特定の信号を発生させてもよい。そのため、生化学的検定を行うために、反応材料は、適当な酵素と、それに対応する化学試薬を含む。一方、α−フェトプロティン等のあるタンパク質の存在を検出したければ、検体において、対象とするタンパク質に対して特異性を有する抗体及び、対象とするタンパク質に対する抗体の認識に適した対応する化学試薬を用いることにより、検出用の信号を発生させることが必要となる。従って、免疫学的検出を行うために、反応材料は、そのような抗体としての免疫学的試薬及び対応する化学試薬を含む。よって、本発明において提供される基板10は、尿や血液及び他の液状検体等の様々な生化学検体における様々な化合物を検出することに適用可能である。
【0024】
上述した本発明の好適な実施形態では、3つのエリアを有するチャネルが設けられた基板を利用する。しかしながら、本発明による液体の検査方法は、チャネル内の余分な流体サンプルを収容するために、第1のエリア、第2のエリア及び第3のエリアに加えてそれらの後に順に配置される第4のエリア(図示せず)を有するチャネルが設けられた基板でも実施することができる。第4のエリアにも反応材料を含有するニトロセルロース層を設けても良く、ニトロセルロース層の構造及び製造方法、ニトロセルロース層を形成するニトロセルロース溶液の成分及び好適な容量比及び反応材料の成分の全ては、上述した好適な実施形態において開示したものと同様であるので、ここでは繰り返さない。
【0025】
以上の説明は、本発明の好適な実施形態を示すことのみを意図するものであり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。また、本明細書に開示した内容は、当業者であれば容易に理解し実施することができるものであり、本発明の精神から逸脱しない全ての同等な訂正又は変更は、添付した請求項により含まれるものとする。
【符号の説明】
【0026】
1 分析用ストリップ
10 基板
11 チャネル
100 上面部
111 第1のエリア
112 第2のエリア
113 第3のエリア
1121,1131 ニトロセルロース層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法であって、
前記流体サンプルを引き渡すために構成された第2のエリア及び前記流体サンプルが反応する第3のエリアのそれぞれが、中空マトリックスを有するニトロセルロース層で形成された底部を有し、前記第2のエリアの前記ニトロセルロース層の平均厚は、前記第3のエリアの前記ニトロセルロース層の平均厚以下であり、前記第3のエリアの前記ニトロセルロース層は、一定量の前記流体サンプルを吸収でき、反応材料が、前記ニトロセルロース層の前記中空マトリックス構造の中に形成される、順に連結された第1のエリアと、前記第2のエリアと、前記第3のエリアを含む少なくとも1つのチャネルが凹状に設けられた上面部を有する基板を提供するステップと、
前記流体サンプルを前記第2のエリアによって前記第3のエリアへと引き渡すために、前記流体サンプルを前記第1のエリアに適用するステップと、
前記第3のエリアの前記ニトロセルロース層によって前記一定量の前記流体サンプルを吸収するステップと、
信号を発生させるために、前記第3のエリアにおける前記反応材料と前記流体サンプル中の前記特定の分析物とを反応させるステップと、を含むことを特徴とする液体の検査方法。
【請求項2】
前記第2のエリアの前記ニトロセルロース層の前記平均厚は、前記第3のエリアの前記ニトロセルロース層のものよりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の液体の検査方法。
【請求項3】
前記ニトロセルロース層は、ニトロセルロース溶液を前記第2のエリア及び前記第3のエリアの前記底部に流し込んでから乾燥プロセスを続けることにより形成されることを特徴とする請求項2に記載の液体の検査方法。
【請求項4】
前記ニトロセルロース溶液は、ニトロセルロース粉末をエステル及びケトンを含有する有機溶剤と混合させることにより形成されることを特徴とする請求項3に記載の液体の検査方法。
【請求項5】
前記ニトロセルロース粉末を、エステル及びケトンを含有する前記有機溶剤と容量比1対9で混合させることを特徴とする請求項4に記載の液体の検査方法。
【請求項6】
前記第2のエリア及び前記第3のエリアのそれぞれの幅は、少なくとも0.3mmであることを特徴とする請求項2に記載の液体の検査方法。
【請求項7】
前記基板は、生体適合材料から成ることを特徴とする請求項2に記載の液体の検査方法。
【請求項8】
前記チャネルの表面の粗さは、3umから50umの範囲であることを特徴とする請求項2に記載の液体の検査方法。
【請求項9】
前記反応材料は、粉末状であり、前記反応材料を含有する反応溶液を前記ニトロセルロース層に注入してから乾燥プロセスを続けることにより前記ニトロセルロース層の前記中空マトリックス構造の中に形成されることを特徴とする請求項3に記載の液体の検査方法。
【請求項10】
前記乾燥プロセスは、凍結乾燥プロセスであることを特徴とする請求項9に記載の液体の検査方法。
【請求項11】
前記乾燥プロセスは、自然乾燥プロセスであることを特徴とする請求項9に記載の液体の検査方法。
【請求項12】
前記反応材料は、粉末状であり、当該反応材料を含有する反応溶液を前記ニトロセルロース溶液と混合させてから乾燥プロセスを続けることにより前記ニトロセルロース層の前記中空マトリックスの中に形成されるので、前記ニトロセルロース溶液が前記ニトロセルロース層を形成すると同時に、前記反応材料が前記粉末状で前記ニトロセルロース層中に残ることを特徴とする請求項3に記載の液体の検査方法。
【請求項13】
前記乾燥プロセスは、前記凍結乾燥プロセスであることを特徴とする請求項11に記載の液体の検査方法。
【請求項14】
前記乾燥プロセスは、自然乾燥プロセスであることを特徴とする請求項11に記載の液体の検査方法。
【請求項15】
前記反応材料は、酵素及び化学試薬を含むことを特徴とする請求項2に記載の液体の検査方法。
【請求項16】
前記反応材料は、抗体及び化学試薬を含むことを特徴とする請求項2に記載の液体の検査方法。
【請求項17】
前記第2のエリアの前記ニトロセルロース層の平均厚は、前記第3のエリアの前記ニトロセルロース層のものと等しいことを特徴とする請求項2に記載の液体の検査方法。
【請求項18】
前記チャネルは、余分な前記流体サンプルを収容するために、中空マトリックス構造のニトロセルロース層で形成された底部を有する第4のエリアを更に含むことを特徴とする請求項17に記載の液体の検査方法。
【請求項19】
前記ニトロセルロース層は、ニトロセルロース溶液を前記第2のエリア、前記第3のエリア及び前記第4のエリアの前記底部に流し込んでから乾燥プロセスを続けることにより形成されることを特徴とする請求項18に記載の液体の検査方法。
【請求項20】
前記ニトロセルロース溶液は、ニトロセルロース粉末をエステル及びケトンを含有する有機溶剤と混合させることで形成されることを特徴とする請求項19に記載の液体の検査方法。
【請求項21】
前記ニトロセルロース粉末を、エステル及びケトンを含有する前記有機溶剤と容量比1対9で混合させることを特徴とする請求項20に記載の液体の検査方法。
【請求項22】
前記第2のエリア及び前記第3のエリアのそれぞれの幅は、少なくとも0.3mmであることを特徴とする請求項18に記載の液体の検査方法。
【請求項23】
前記基板は、生体適合材料から成ることを特徴とする請求項18に記載の液体の検査方法。
【請求項24】
前記チャネルの表面の粗さは、3μmから50μmの範囲であることを特徴とする請求項18に記載の液体の検査方法。
【請求項25】
前記反応材料は、粉末状であり、前記反応材料を含有する反応溶液を前記ニトロセルロース層に注入してから乾燥プロセスを続けることにより前記ニトロセルロース層の前記中空マトリックス構造の中に形成されることを特徴とする請求項19に記載の液体の検査方法。
【請求項26】
前記乾燥プロセスは、凍結乾燥プロセスであることを特徴とする請求項25に記載の液体の検査方法。
【請求項27】
前記乾燥プロセスは、自然乾燥プロセスであることを特徴とする請求項25に記載の液体の検査方法。
【請求項28】
前記反応材料は、粉末状であり、当該反応材料を含有する反応溶液を前記ニトロセルロース溶液と混合させてから乾燥プロセスを続けることにより、前記ニトロセルロース層の前記中空マトリックスの中に形成されるので、前記ニトロセルロース溶液が、ニトロセルロース層を形成すると同時に、前記反応材料が前記粉末状で前記ニトロセルロース層中に残ることを特徴とする請求項19に記載の液体の検査方法。
【請求項29】
前記乾燥プロセスは、凍結乾燥プロセスであることを特徴とする請求項28に記載の液体の検査方法。
【請求項30】
前記乾燥プロセスは、自然乾燥プロセスであることを特徴とする請求項28に記載の液体の検査方法。
【請求項31】
前記反応材料は、酵素及び化学試薬を含むことを特徴とする請求項18に記載の液体の検査方法。
【請求項32】
前記反応材料は、抗体及び化学試薬を含むことを特徴とする請求項18に記載の液体の検査方法。
【請求項33】
前記信号は、発光性の信号であることを特徴とする請求項2又は17に記載の液体の検査方法。
【請求項34】
前記信号は、蛍光性の信号であることを特徴とする請求項2又は17に記載の液体の検査方法。
【請求項35】
前記信号は、光吸収性の信号であることを特徴とする請求項2又は17に記載の液体の検査方法。
【請求項36】
前記信号は、電気的信号であることを特徴とする請求項2又は17に記載の液体の検査方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate


【公表番号】特表2012−505379(P2012−505379A)
【公表日】平成24年3月1日(2012.3.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−530346(P2011−530346)
【出願日】平成20年10月9日(2008.10.9)
【国際出願番号】PCT/CN2008/001710
【国際公開番号】WO2010/040250
【国際公開日】平成22年4月15日(2010.4.15)
【出願人】(508099254)紅電醫學科技股▲分▼有限公司 (13)
【Fターム(参考)】