JPH03245049A - 液体試料分析用ディスク - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体試料の分析、例えば液体試料中の特定成
分を定量する際に用いる分析用ディスクに関し、特に光
学的方法て検出てきない対象物の測定を行なえるように
した液体試料分析用ディスクに関する。

［従来の技術］ 血清などの液体試料を分析して、各種の物質、例えば、
ホルモン、ビタミン、脂質、酵素、含窒′業物質、糖類
、抗原性物質などの存在及び／または濃度を測定するこ
とは、各種の疾病の早期発見の観点からますます重要に
なってきている。

そこで近年、液体試料の分析を高精度かつ効率よく行な
うことか強く望まれるようになり、これに応していくつ
かの提案かなされている。

本発明者らもこのような観点から鋭意研究を重ねた結果
、ディスク上にあらかしめ試薬を塗布しておき、ディス
クとにおいて、液体試料と試薬の反応を行なわせるとと
もに、反応生成物の物質の測定を行なうことにより、液
体試料の分析を高精度かつ効率よく行なえることを知見
して、ディスクを用いた液体試料の分析方法の発明を完
成し、特願平１−９２３６７号等において開示している
。

これらの分析方法においては、主に光学的な測定手段を
用いて反応現象を測定し分析を行なっている。例えば、
レーザー光を利用すると、微細箇所に検出用の光を集光
することができ、通常のレーザーディスク方式て多成分
の信号を処理することか可能になるとともに、時々刻々
変化する多成分系の微量分析をリアルタイムで行なうこ
とかてきる。

また、分析対象によっては、レーザー光に限らず、その
他の光源等を用いた光学的な手段によって分析を行なっ
ている。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、上記した従来の光学的測定手段を利用し
た分析法においては、試料中の分析対象物と試料の展開
液あるいはディスク基板等のバックグラウンドとの間に
、反射率、屈折率、特定波長の光の吸収率、蛍光強度あ
るいは旋光度等の光学的性質に何らかの差異かなければ
光学的な測定を行なえなかった。

したかって、従来、バックグラウンドに対して光学的な
特徴を有しない対象物は、光学的な測定手段を利用した
分析方法によっては分析を行なうことかできなかった。

一方、特公表昭５１−５０２４１９号公報ては、毛細管
セルキャビティ内に電気的特性を測定しうる電極を設け
、この毛細管セルキャビティ内に試料を供給して、試料
の電気的特性にもとづく分析を行なえるようにした分析
用デイバイスか提案されている。また、同分析用デイバ
イスには、必要に応し光学的測定をも行なえることか示
されている。

しかしながら、特公表昭６１−５０２４１９号公報で提
案されている分析用デイバイスは、シート上に複数のキ
ャビティを設け、毛細管現象を利用してキャビティ内に
試料を供給するものであるため試料の注入、試料展開の
自動化及び分析精度の向上を図ることか困難てあった。

本発明は上述した問題点にかんがみてなされたちのて、
バックグラウンドに対し光学的特徴を右しない対象物の
分析を、自動的にしかも精度よく行なえるようにした液
体試料分析用ディスクの提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 」二足目的を達成するため、本発明の液体試料分析用デ
ィスクは、ディスク基板上に、液体試料の展開部と、こ
の展開部における電気的特性を測定する電極を、上記展
開部に所定の間隙をもって配置した構成としである。

［実施例］ 以下、本発明液体試料分析用ディスクの実施例について
、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第一実施例に係る
液体試料分析用ディスクの平面図（他の区画における電
極は省略しである）及び部分断面図を示している。

これらの図面に示す分析用ディスクは、ディスク基板ｌ
の上面に展開部２を形成するとともに、この展開部２に
三組の電極３１ａ−３１ｂ。

３２ａ−３２ｂ、３３ａ−３３ｂを設けた構成としであ
る。

ここで、ディスク基板ｌは円板状の形状をしており、基
板平面上には、中心部より放射状に凸状部５か形成しで
ある。これにより、ディスク基板１の円周方向には、凹
状をした展開部２か複数形成される。ディスク基板ｌの
大きさ（半径）、厚さ等は分析の目的、態様等によって
適宜選択される。

ディスク基板ｌを形成する材料としては、ポリカーボネ
ート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ
塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、エポキシ
樹脂等のプラスチック材料やガラス等が挙げられる。非
導電（伝導）性材料てあればいずれのものも使用可能で
あるか、後述する光学的分析を併せて行なう場合には、
透明材料を用いる必要かある。

ディスク基板１の中心部には、ディスクを回転チーフル
の回転軸に挿着するための軸穴６が設けられており、こ
の軸穴６を介して回転テーブルに搭載され回転か行なわ
れる。

展開部２は、液体試料か満たされ展開される部分であり
、ディスク基板ｌの基板平面上に凹状に形成されている
。この展開部２は、通常、ディスク基板ｌを射出成形あ
るいは射出圧縮成形等する際に同時に成形される。

電極３１．３２．３３は、展開部２内に所定の間隙でそ
れぞれａ、ｂを一組として、半径方向に三組配置されて
いる。この三組の電極のうち、電極３１と３２はリード
部を介してディスク基板ｌの周縁に信号端子を形成し、
また電極３３はその端部な信号端子としている。これら
信号端子は、スリップリンク１０等を介し電気信号供給
装置（図示せず）と接続されている（第１図（ν）及び
（ｂ）参照）。

この′７ｔＬ極の数や配設パターンは、分析の［］的。

態様等によって適宜変更することかてきる。

電極３１，３２．３３は、ディスク基板１　ｈに基若、
スパッタリンク、メツキ、スクリーン印刷等のｆ−段に
よって、金属専の導電性材料を付着させて形成される。

ここて、導電性材料としては金、銀、ｆｌＩ４．プラチ
ナ及びその化合物等の金属や、クラファイト等の非金属
か挙げられ、これらの粒子等を含むベヒクル等も含まれ
る。

また、導電性材料には、特定の分析物に対して′＃、極
を敏感にするための増感成分を含ませてもよい。増感成
分としては、例えば、カルシウムジイソオクチルフェニ
ルホスフェート（カルシウム感受性電極用）、ハリノマ
イシン（カリウム感受性電極用）、トリドデシルアミン
（水素イオン感受性電極用）、塩化銀、臭化銀またはヨ
ウ化銀粒子（ハロゲン化物感受性電極用）、硫化銀粒子
（硫化物感受性電極用）、硫化銀と硫化銀の粒子の混合
物（硫化物と銅に感受性の電極用）か挙げられる。

なお、第１［２（ａ）においては、一つの展開部２にの
み電極３１，３２．３３を設けた例を示しているか、円
周方向に分割した各展開部２にも、任意の数の電極を設
けることは勿論可能である。

また、第１図（Ｃ）に示すように、−組の電極の一方ま
たは両方をディスク基板ｌに設けた貫通孔７を介して基
板下部に導き、ここてスリップリンクＩＯと接触させる
ことも可能である。さらに、ｉｔ気信号の取り出しは、
ディスクの上面から行なうこともてきる。

次に、本発明の第二実施例について説明する。

第２図は、本発明の第二実施例に係る液体試料分析用デ
ィスクを示す断面図である。

同図に示す分析用ディスクは、ディスク基板ｌ上に、第
一の電極３ａ、展開層２及び第二の電極３ｂを順次積層
した構成としである。

ここて、ディスク基板ｌは１円板状の平面板となってお
り、その材料には上述した第一実施例のものと回しもの
を用いている。

液体試料の展開層２は、アルミナ、シリカ、不織布等の
材料によって形成されており、デイスペンサ等の注入手
段によって試料を注入した後、遠心力により試料を展開
するものである。この展開層２を形成する方法としては
、ロールコータ−スピンコーターを用いたコーティング
あるいはインクシェツトによる描画法等か例示される。

なお、この展開層２は、中空状のものとすることもてき
、この場合は、遠心力により試料中の成分か比重差に応
して分離、分画される。また展開層２に、分析に適する
酵素、染料分子、抗原、抗体または緩衝塩その他の試薬
等を含有あるいは塗布させることもてきる。

第−及び第二の電極３ａ、３ｂは、上記第一実施例にお
ける電極と同様の材料、方法等によって構成してあり、
展開層２を挟むようにして設けられている。

ここで、ディスク基板ｌ上における電極の３ａ、３ｂの
配設パターンは、例えば、第４図（ａ）及び（ｂ）に示
すような放射状に配設した形状あるいは円周方向に配設
した形状としである。そして通常は、第一もしくは第二
電極として、第４図（ａ）、（ｂ）に示すような配設パ
ターンの電極を用い、これらを展開層２を介して積層す
る。

例えば、第一電極３ａに第４図（ａ）に示す電極を用い
、第二電極３ｂに第４図（ｂ）に示す電極を用いると、
これらを組み合せた場合、第４図（ｃ）に示すようなデ
ィスクとなる。

なお、配設パターンは、第４図（Ｃ）に示すように、デ
ィスク面上における分析部分と対応した部分で交差した
状態とする必要がある。

このようにパターン化された電極は、非電極部分の遮蔽
（マスキング）や非電極部分の食刻（エツチング）等、
公知技術によって容易に得ることかてきる。

また、電極を腐蝕させる恐れのある試料あるいは導電性
の高い液体を用いる場合には、第３Ｉ７Ｉに示すように
電極３と展開層２との間にインシュレーター（ｌｎｓｕ
ｌａｔｅｒ）　４を設けることか好ましい。このインシ
ュレーター４は、セラミックス等の材料を用い、蒸着、
スパッタリング、スピンコード等の方法て形成される。

また、樹脂薄膜て電極を被覆してもよい。

なお、上記実施例においては、ディスクの形状か円板状
である場合の例を示したか、ディスクの形状は円板状の
ものに限定されない。

［作用］ はじめに、上述した第一実施例に係る液体試料分析用デ
ィスクの作用について説明する。

まず、二つの電極間に一定電圧の交流を印加し、電流の
モニタを行なう。

そして、液体試料を分析用ディスクに滴下した後、この
ディスクを回転させて試料の展開を行ない展開部２に試
料を供給する。

展開後、分割された各電極ごとの電位差の変化等を測定
することによって分析を行なう。

なお、被分析成分か電界の印加等により光学的特性を帯
びるものである場合には、上記電気的分析手段のほかに
、光学的分析手段によっても定性及び／または定量分析
を行なうことかてきる。

例えば、印加した電界の強度に比例して複屈折性を帯び
るカー（Ｋｅｒｒ）効果等を利用した光学的分析か可能
である。

また、例えば生化学的検査における化学反応等の促ａ（
あるいは単純化）に、電極による電気化学的作用を適用
し、分析を行なうことも可能である。

次に、−Ｌ述した第二実施例に係る液体試料分析用ディ
スクの作用について説明する。

まず、二つの電極３ａ及び３ｂの間に一定電圧の交流を
印加し、電流をモニタする。

そして、液体試料をデイスペンサ等の注入手段によって
展開層２に注入した後、ディスクを回転させて遠心力に
より試料を展開層２に展開させる。

展開後、電極３ａ、３ｂのそれぞれ一つづつの電極の組
合せを選定し、その間のインピーダンスの変化を交流を
用いて測定することにより各位置ごとの成分の定性／定
量分析を行なう。通常は、電極３ａごとに展開部を分割
することにより行なう。

なお、上記電流測定による分析のほか、電位差測定、例
えば容量、電圧等の電気的パラメータの測定によって、
分析を行なってもよい。また、試料中の被分析成分の電
気的特性か時間とともに変化する場合には、この時間変
化を測定しつつ分析することも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の分析用ディスクによれば
、ディスクに電極を設けているので、光学的な分析か不
可能であった試料の電気的性質にもとづく分析か可能と
なる。

また、ディスク方式を採用しているのて、試料の注入や
展開の自動化か図れるとともに、分析精度の向上を図る
ことか可能となる。

さらに、電界等を印加しつつ光学的手段による分析を行
なえるのて、従来の光学的手段ではなしえなかった分析
か可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例に係る液体試料分析用
ディスクを示す平面図。 第１図（ｂ）は゛第１図（ａ）のＩ−Ｉ線部分断面図。 第１図（Ｃ）は電極の他の取付は状態を示す部分断面図
。 第２図は本発明の他の実施例に係る液体試料分析用ディ
スクを示す部分断面図。 第３図は同しく電極と展開層との間にインシュレーター
を設けた液体試料分析用ディスクを示す部分断面図。 第４図（ａ）及び（ｂ）は電極の配設パターンの具体例
を示す平面図。 第４図（Ｃ）は第４図（ａ）及び（ｂ）の電極用いた分
析用ディスクの平面図である。 ｌ ディスク基板 展開部 ３　　（３ａ、　　３ｂ）、　　３１ａ、　　３１ｂ。 ３２ｂ、　　３３ａ、　　３３ｂ：　電橋３２　ａ　。 イ ンシュレータ 凸状部 １Ｌ願人 出光石油化学株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディスク基板上に、液体試料の展開部と、この展開部に
   所定の間隙をもって配置され、展開部における電気的特
   性を測定する電極とを設けたことを特徴とする液体試料
   分析用ディスク。