(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中の特定成分を測定するための乾式分析用具の作製方法であって、試薬を塗布した極薄熱可塑性樹脂フィルムからなる試薬層を、支持体となるベース基材上へ直接に固定する方法において、以下の工程からなることを特徴とする固定方法。
▲１▼ベース基材上に試薬層を接するように配置し、ねじり超音波による振動と外部からの圧力を加えることによってベース基材に接した試薬層の表面を融かす工程。
▲２▼圧力をかけることで、融けている試薬層の表面と、ベース基材の表面とを一体化させる工程
▲３▼ねじり超音波振動と圧力を解除する工程
【請求項２】
極薄熱可塑性樹脂フィルムの厚さが、１０μｍ〜５０μｍである、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、尿分析・血清分析・全血分析・免疫分析等の臨床検査分野において通常用いられる液体中の特定成分を測定するための乾式分析用具（試験片と呼称されることもある）を作製する際に、支持体となるベース基材へ試薬層を固定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
臨床検査の分野において、血液，尿，唾液，髄液などの体液中の各種成分を分析することは、多くの病気の診断や治療効果を客観的に知る指標となっている。
【０００３】
試薬が乾燥状態の試験片で供給され、液系反応のような試薬の事前調製が全く不要で、さらに廃液を発生させないで、かつ微量検体で多項目が測定可能な用具が開発されている。この方法は病院の緊急検査室や夜間の看護婦詰所、開業医での即時検査法として利用されている。この方法はドライケミストリー（乾式化学）と呼ばれている。
【０００４】
このドライケミストリーの技術において、その試験片は一般的に、試薬層と支持体とからなる。試薬層は、検体中の各種成分と反応する試薬を濾紙等の多孔性マトリックス中に含浸・乾燥させるか、試薬とポリマーバインダーを溶剤で練ったものを薄い樹脂フィルム上へ塗布・乾燥させて作製されている。
【０００５】
支持体がなくとも、その試薬層は短冊状にカットしてそのままの状態で使用されることもできるが、高価な試薬（例：酵素、基質、発色剤等）を使用している時には、この様な短冊状で、使用される面積が大きいままだと不経済であり、非常に大きなコストアップとなる。
【０００６】
そこで、目視による比色が可能な大きさが保たれ、また反射率計での光束（スポット径）の大きさや測定精度及び製造上の取扱いや使用上の取扱い易さを考慮して、試薬層を４ｍｍ角〜１０ｍｍ角の正方形又は長方形にカットして使用されている。カットされた試薬層は、支持体や把手となるベース基材へ、接着剤（両面テープ，糊，瞬間接着剤等）で固定される。
【０００７】
試薬層をベース基材へ直接に固定する方法として最も一般的に用いられている方法は、両面テープで固定する方法である。しかし両面テープの粘着剤には主にポリアクリル系の樹脂が用いられ、重合開始剤やモノマー、そして安定化剤や可塑剤・湿潤剤が少なからず混入しており、試薬層と接触した際、試薬層中の試薬と反応して着色したり、有効成分を分解したりすることがあり、試薬の項目ごとに両面テープを厳選する必要があった。
【０００８】
また加工工程において両面テープの糊が加工機に付着してトラブルの原因となったり、糊が試薬層の表面に付着して試薬と検体とが反応しない部分が発生し、ムラ発色となるという問題があった。
【０００９】
両面テープによる弊害を解決する方法として、ホットメルト（８０〜１５０℃で軟化する熱可塑性樹脂）で固定する方法が用いられているが、ホットメルトを融解させるために試薬層全体の温度を数秒間、１００〜１１０℃にまで上げておく必要があり、結果的に試薬層の物質（特に酵素，抗体，抗原等の蛋白質）を変性させる危険があった。加えてホットメルトにおいても両面テープと同様に可塑剤、安定化剤等が混入しており、これらの成分が試薬に少なからず悪影響をもたらしていた。
【００１０】
解決策として、特公昭５３−６５５１には、織物又はウエブ等で試験片を包み込み、そのサイドをホットメルトで熱融着させる方法が開示されている。特公平６−６８４８８には、試薬層と支持体の間に熱可塑性樹脂をはさみ込み、その積層物をレーザー又は超音波で切断して、融けた切断面で固定するという、検出組成物の作製方法が開示されている。
【００１１】
試薬層をナイロンメッシュで包み込み、両サイドを熱融着させる方法は前記の二つの課題を解決しているが、輸送中の衝撃によってナイロンメッシュが少し緩み、緩んだ結果として試薬層がずれる、又は取れてしまう危険性があった。また、この加工法は煩雑で非常にコストがかかるという、経済的な欠点があった。
【００１２】
特公平６−６８４８８において開示されている技術は、接着剤を用いずに乾式多層分析用具を作製する方法であるが、これにより作製される用具は、さらに把手となる棒またはホルダーに載置されてから使用するタイプのものであり、また、レーザーや超音波で余白を切り取るために、無駄な部分が生じる。また、物質を切り取ることのできる程の高出力のレーザーや超音波を発生させる機械が必要で、その様な機械は大抵は高価なものである。
【００１３】
また特に、免疫反応を利用した微量成分の分析（所謂ドライイムノアッセイ）に用いられる抗体や抗原・アビジン・ビオチン等を化学結合したガラス繊維濾紙等をベース基材に固定する場合、両面テープやホットメルトを用いると、上述の問題だけでなく、未反応成分や検体中の反応に影響する物質が非特異的にガラス繊維濾紙上へ吸着し、大きな誤差になるという問題があった。
【００１４】
これら上記問題点は、熱可塑性樹脂製のベース基材上に非熱可塑性又は熱可塑性樹脂製の試薬層を接するように配置し、外部より超音波による振動と圧力を加えることによって摩擦熱を生じさせ、試薬層と接したベース基材の表面を融けさせることで、融けた一方の表面材質を他方の内部へしみ込ませ、又は融けている一方の表面材質と同じく融けている他方の表面材質とを接着させて一体化させ、その後超音波による振動を止めて温度を下げることにより、直接に固定することで解決される。この方法を以下、超音波融着と表現することもある。
【００１５】
このときに発生する熱は層の表面で瞬時に発生してすみやかに冷えるために、試薬層中の試薬を変性させることも非常に少ない。また、支持体である基材ベースと試薬層とを直接に固定するので、切り取られるべき余白部分もなく、経済的な方法である。超音波による振動を試薬層へ直接に伝える方式なので、超音波発振装置も比較的安価なタイプですむ。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
試薬層が試薬を塗布した薄い熱可塑性樹脂フィルムからなる場合、これらのフィルムは一般に厚さが５０μｍ〜１５０μｍである。さらに、場合によっては、もっと薄い（約２０μｍ）の極薄フィルムも用いられる。しかし、試薬層となるフィルムがこの様に極めて薄いと、超音波がフィルムを素通りして超音波による振動エネルギーの集中が面で起こらず、先述の超音波融着が達成できないことがわかった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
ここで発明者らは、摩擦を起こさせる超音波に関して、『ねじり超音波』を利用すれば上記の問題は解決することを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、試薬を塗布した極薄熱可塑性樹脂フィルムからなる試薬層を、支持体となるベース基材上へ直接に固定する方法において、以下の工程を含むものである。
▲１▼ベース基材上に試薬層を接するように配置し、ねじり超音波による振動と外部からの圧力を加えることによってベース基材に接した試薬層の表面を融かす工程。
▲２▼圧力をかけることで、融けている試薬層の表面と、ベース基材の表面とを一体化させる工程
▲３▼ねじり超音波振動と圧力を解除する工程
【００１８】
本発明で使用する『ねじり超音波』なる概念は「横振動を有する超音波」であることが最大の特徴であり、一般的に使用される超音波が縦振動であることに対照的な概念である。
この『ねじり超音波』のイメージとしては、口の形状が真円のコップを伏せた状態で面に押しつけ、真円をずらさずにグリグリとねじる情景を思いうかべてもらうといい。コップの縁が超音波発振器のホーンであり、ねじる動きが横振動に相当する。
【００１９】
普通の縦振動超音波では、極薄の熱可塑性フィルムを融かすことが出来ないが、横振動超音波である『ねじり超音波』は極薄フィルムの表面にも振動エネルギーを伝えることができ、したがって極薄フィルムをも融かすことができる。すなわち、極薄フィルムをベース基材上へ融着することができ、極薄フィルムを試薬層とする試験片をつくることができる。
【００２０】
試薬類を熱可塑性フィルム上へ塗布する方法は、通常この分野で行われている手法でよい。すなわち、試薬類をポリマーバインダー等とともに溶剤で練ったものをフィルム上に塗工機で塗布する。
【００２１】
支持体となるベース基材の形状はプレート状であるが、材質としては熱可塑性樹脂製でも、非熱可塑性物質製でも構わない。熱可塑性樹脂の例としては、ポリエチレンテレフタレート，ポリカーボネート，ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリスチレン，ポリカーボネート，ポリ酢酸ビニル，ポリ塩化ビニル，セルロースエーテル等が挙げられる。非熱可塑性物質の例としては、紙，木，ガラスファイバー，金属布，不織布（メンブレンフィルター，一軸延伸多孔性フィルム，二軸延伸多孔性フィルム，放射線照射多孔性フィルム），焼結体，多孔性セラミックシート等が挙げられるが、細かい孔を有することが望ましい。
【００２２】
支持体が熱可塑性樹脂の場合には、試薬層からの融けた樹脂と、同様に超音波で融けている支持体からの樹脂とが一体化して固定する。支持体が非熱可塑性物質の場合には、試薬層からの融けた樹脂が支持体の細かい孔へ食い込んで、いわゆる『鋲効果』で固定される。
【００２３】
試薬層と基材ベースを配置し、周波数４０ｋＨｚのねじり超音波振動と圧力６０〜８０ｋｇ／ｃｍ２をかける。０コンマ数秒この状態を維持し、その後、超音波振動を止める。圧力のみの状態で、さらに０コンマ数秒保持した後、圧力を解除する。この工程後、試薬層と基材ベースが固定される。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明による方法によって試薬層を固定した乾式分析用具（試験片）の作成方法の例を、添付図を引用して説明する。ただし、本発明は実施例によって制限されるものではない。
【００２５】
例として、以下の処方で尿中の亜硝酸塩検出用試験片を作成した。
（処方）
ｄ−ナフチルアミン                                  １．０ｇ
スルファニルアミド                                  ２．５ｇ
トリクロル酢酸                                      ３．０ｇ
ポリビニルブチルアセタール                        ２０．０ｇ
メタノール                                          １００ｍｌ
・熱可塑性樹脂製プレート（支持体・基材プレートとして使用、図中，基材▲１▼）………………厚さ０．３ｍｍ  ＰＥＴフィルム
・熱可塑性樹脂製フィルム（試薬層として使用、図中，▲２▼）………………幅１ｃｍのテープ状ＰＥＴフィルム  厚さ２０μｍ
・超音波発振機  …………………日本エマソン社製９００シリーズ「９４７Ｍ」型
【００２６】
前表に示した処方に基づき塗工液を調製し、これをフィルム上に塗工機で濡れ厚さ４００μｍで塗工し、熱風で乾燥させたものを試薬層（図中，試薬層▲２▼）とした。
得られた試薬層▲２▼をベース基材▲１▼上へ静置し、周波数４０ｋＨｚのねじり超音波振動と圧力７０ｋｇ／ｃｍ２をかけた。０．２秒この状態を維持し、その後、振動を止め、圧力のみの状態でさらに０．２秒保持した後、圧力を解除した。
このときの超音波発振ホーンの形状は、同心外円の直径が６ｍｍ，同心内円の直径が４ｍｍの筒状とし、この時の融着状態は図中▲３▼のように、試薬層の中心をよけて周囲部分のみに円状に融着固定した。円の大きさは、図３に示すように、同心外円の直径が６ｍｍ、同心内円の直径が４ｍｍである。
上記のようにして完成した、図１の状態の試験片を、幅１ｃｍで裁断し、図２に示す試験片を得た。
【００２７】
この試験片を亜硝酸塩含有尿へ適用すると、亜硝酸塩含有量に応じて良好な赤色着色を示した。
【００２８】
上記のような極薄フィルムを試薬層とした場合、普通の超音波では融着が起こらないにもかかわらず、上記のようにねじり超音波を使用すると融着が起き、活性の低下もない試験片を作成することができた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の方法によれば粘着剤・接着剤（両面テープ、ホットメルト等）を用いないため、これらによる化学的影響がなく、性能上の品質向上が期待できる。
また、粘着剤を用いないため、糊の付着等による物理的障害を受けることもなく、コスト低減にもなる。安価な超音波発振装置を使用するので、生産設備の面からも設備機械を簡易かつ安価とすることができ、工程も簡略化されることから、製作上のコスト低減が実現できる。
さらに、通常の超音波ではエネルギーの集中が起こらない様な、極薄のフィルムを試薬層とした場合でも、確実に超音波融着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明による試験片の裁断前の状態の平面図と正面図である。
図２は、本発明による試験片の裁断後の状態の平面図である。
図３は、図２の試験片の先端部分を拡大した平面図である。
【符号の説明】
▲１▼；支持体（基材ベース）
▲２▼；試薬層（熱可塑性の極薄フィルム）
▲３▼；融着箇所
【図１】
0003624201.tif 000002
【図２】
0003624201.tif 000003
【図３】
0003624201.tif 000004