专利名称：试纸和分析物测定头的制作方法
技术领域：
本发明涉及测定给定试样中的目标分析物数量、例如测定血样中的血糖水平的试纸和分析物测定头。
从试纸颜色深浅与血中的葡萄糖或其他分析物数量成正比出发用光学方法测定试纸颜色深浅(比色法)的血糖测定装置是公知的。
在这种结构的现有血糖测定装置中，用一装有一发光件和一受光件的测光装置测定试纸颜色，为此，把光照射到试纸上后测定从试纸反射的光的强度。
这种装置需要把血样在其上扩散的试纸在开始测定血糖水平之前插入一不受周围光线照射的空间中。这种装置除了上述操作不便外，另一个问题是，从血供给试纸到开始测定的时间不固定，从而造成误差。
因此，需要一种分析血糖之类分析物的比色分析器，它能连续、自动进行从血样在试纸上的供应、扩散到测定的一系列操作。
用于现有装置中的现有试纸包括一由可吸收试样的多孔材料制成的基片和一沉积在该基片上的试剂。该试纸的基片中的微孔的直径为0.5微米，它的缺点是吸水率低，试样须等待很长时间才能进行测定。这对血糖自动测定装置尤为不利。
本发明的目的是提供可减小血样扩散时间、精确进行测定的试纸和分析物测定头。
按照本发明，提供了一种试纸，用来比色测定其测试面上的分析物，其特征在于，该试纸包括第一多孔层，该第一多孔层中有可与试样中的分析物反应而显示颜色的试剂；以及对流过第一层的试样进行过滤的第二多孔层，该测试面为第二层的不与第一层正对的那个表面。
还提供一种分析物测定方法，该方法使用一分析物测定装置上的一测定头，从该测定头上伸出的一管子形成把试样引到该嘴内部的一管道，本发明试纸装在该嘴内，该方法包括供应给该管子进口的试样靠管子的毛细管作用传送到其出口；向试纸的第一层供应和扩散试样；在第二层中过滤试样；在第二层的测试面测定试样颜色。
还提供一种测定头，该测定头的一端有一与一分析物测定装置相配的装载部，其特征在于，该测定头的另一端有一管子，该管子构成用来收集试样的试样管道；该测定头中有一与该管子的试样出口连通的本发明试纸，试样靠毛细管作用沿该管道传送到试纸上。
下面结合附图所示优选实施例说明本发明试纸和分析物测定头。
图1为示出一用来测定血中分析物的装置的内部结构的侧视剖面图，其上装有本发明分析物测定头；图2为该分析物测定装置的俯视剖面图；图3为该分析物测定装置的线路方框图；图4为示出分析物测定头典型结构的纵向剖面图；图5和6分别为该测定头的试样进口端和试样出口端的立体图；图7和8示出各部分的可能尺寸；图9为该测定头装在分析物测定装置上时的纵向剖面图；图10和11分别为示出本发明试纸典型结构的立体图和俯视图；图12为沿图11中A-A线剖取的剖面图；图13为该分析物测定头收集试样时的侧视图；以及图14-17示出实验数据。
如这些附图所示，血样的分析物测定装置1包括其中装有一印刷电路3的壳体2。此外，壳体2的一端装有一测光部4。壳体2有一装有一液晶显示装置(LCD)9的窗口。
印刷线路3上装有一用作控制该分析物测定装置1的各种功能的控制装置的微电脑10。该控制装置10内置算术部件，根据测光部4发出的信号计算血中的目标分析物(例如葡萄糖)。该算术部件不时执行矫正处理，例如血细胞比容矫正的计算和温度矫正的计算。
该测光部4包括一发光件(发光二极管)41和一受光件(光电二极管)42。这两个部件装在一支架43中。发光件41与控制装置10电连接，受光件42经一放大器(未示出)和一模拟/数字(A/D)转换器44与控制装置10电连接。
发光件41受控制装置10发出的信号的操纵而以预定时间间隔发出一光脉冲。该光脉冲周期约为0.5-3.0m.sec，一个脉冲的持续时间约为0.05-0.3m.sec。这一脉冲的光的波长例如约为500-720nm。
其中装有试纸53的一分析物测定头5(以下简称为“测定头”)可卸下地装在该用作试纸装载部的支架43上。这里先简述测定头5。测定头5和试纸53的优选结构以后详述。
测定头5由一透明或半透明圆锥形帽51构成。它可呈有色透明，例如呈蓝色透明。试纸53放置在帽51底部内表面上(见图1)。试纸53由第一层53a和不透明第二层53b叠置而成。
从帽51底部外表面伸出一管子52。当血之类试样与管子52的前端接触时，试样靠毛细管作用吸入管子52经管子中的一狭窄管道传送到试纸53。传送到试纸53中央的试样在试纸53上沿径向扩散后与试纸上的试剂反应而呈现颜色。
在把测定头5装到支架43上的同时使发光件41发光，发光件发出的光照射到试纸53的第二层53b上后生成反射光。反射光的强度与第二层53b的颜色深浅、即试样中的目标分析物的浓度对应。受光件42接受该反射光后在其中进行光电转换。受光件42发出一与所接受光的数量对应的模拟信号。该模拟信号必要时放大后用A/D转换器44转换成数字信号，然后输入控制装置10后存储在一数据存储器13的第一存储器中。
分析物测定装置1还包括一电源部6、一电源电压检测器7、一开关电路8、一控制振荡部11、一时钟振荡器12、数据存储器13、蜂鸣输出14、一外部输出15和一温度测量器16。
电源部6中装有干电池61。电源电压检测器7检测干电池61的电压，把所得结果传给控制装置10。因此可检查干电池61的剩余电力。
开关电路8检测到一开关的输入后把与该输入对应的信号输入控制装置10。开关举例说有电源开关、存储器数据读取开关、时钟设定/改变开关、复位开关、蜂鸣器ON/OFF选择开关、50Hz/60Hz市电频率选择开关。
电源开关可用按钮31打开/关闭。
其他开关可单独或组合使用按钮31、操作件32、33、34等打开和关闭。
控制振荡部11为一定时器。它以固定时间间隔振荡时钟脉冲，向控制装置10的一微电脑(微处理器MPU)供应标准工作信号。
时钟振荡部12为一规定绝对时间(日期和时间)的时钟。它以固定时间间隔振荡时钟脉冲，向内置在控制装置10中的时钟控制电路供应标准工作信号。
数据存储器13包括第一存储器(RAM)、第二存储器(ROM)和第三存储器(非易失RAM)。从测光部4输入的所测光强度按照预定格式存储在第一存储器中。
从所测光强度计算出的吸收率与血中目标分析物数量(以下称为“血糖水平”)之间预先用表格表示的关系(校准曲线)存储在第二存储器中。
在第三存储器中预先存储一有关装置所特有的校对值。这里所使用的“校对值”比方说包括反射光的具体光度和用来计算最终吸收率的矫正系数。
血糖水平根据存储在上述第一、第二和第三存储器中的数据组计算。在这种情况下，血糖水平最好根据试纸53显示颜色后的反射光强度与显示颜色前的反射光强度的比计算。
蜂鸣输出14按照从控制装置10发出的信号使一蜂鸣器发出蜂鸣声。
外部输出15把计算所得血糖水平之类数据传给个人计算机之类装置。此时，外部输出15内置有比方说RS232C之类通讯驱动器。如使用红外通讯，外部输出15包括一红外线发射件，从而内置有一驱动电路。
温度测量器16包括一可测定周围温度的热敏电阻之类的温度传感器。温度测量器16不时测量温度。测得的温度数据存储在数据存储器13的第一存储器中。从第一存储器读取的温度数据输入控制装置10中后用来矫正、计算随温度而变的血糖水平值。
下面说明本发明试纸和装有本发明试纸的分析物测定头的优选实施例。
下文中图4的下边称为“基端”，上边称为“前端”。
图4所示测定头5包括帽51、从帽51的一端壁511伸出的管子52和放置在帽51内的试纸53。
帽51用来支撑试纸53，同时使测定头5可套在分析物测定装置1的测光部4上。
由于如图1和9所示，帽用过后可用释放按钮35而不是用手从测定装置上取下，因此减小了受血污染的可能性。如在测定装置上装卸测定头时用一帽19盖住测定头，就可减小试样污染医务人员的可能性。
帽51包括端壁511、桶部513和桶部513基端外圆周上的凸缘514。此外，在端壁511内部有一固定试纸53的支座512。试纸53的外周部533比方说用熔合或粘合固定在支座512上。
如图9所示，把测光部4插入帽51的桶部513中即可把测定头5装在分析物测定装置的测光部4上。
桶部513最好如图4和9所示呈圆锥形，从而其内径向端壁渐渐会聚。由于呈圆锥形，即使桶部直径与支架43外径稍有不同，也可套紧测定头。
凸缘514用作抓手，便于手指在分析物测定装置1的测光部4上用力装卸测定头5。
尽管上述实施例的端壁511、桶部513、凸缘514和管子52制成一体，但它们也可是最后装配在一起的独立部件。
管子52用来收集血样。管子中有与试纸53的平面垂直的管道520，管道的前端有一试样进口523，其基端有一试样出口527。
由于血靠毛细管作用经管道520传送到试纸53，因此管道520的内径或平均直径约为0.2-2.0mm，最好为0.3-1.0mm。如管道520的内径太大，就很难靠毛细管作用传送血。如该内径太小，血就流动得很慢，足量血传送到试纸53所需时间就长。
管道520的内径(横截面面积)可保持不变，也可沿其长度方向变动。
管道520的总长度约为1-10mm，最好为2-5mm。如管道520太长，血靠毛细管作用的传送时间就太长。如管道太短，血18(图13)会碰到帽51端壁外表面从而粘附其上。
如图4-6所示，管子52的前端部和基端部分别为试样进口端部521和试样出口端部525。
试样进口端部521的端面上有一与管道520连通的凹槽522。在所示实施例中，凹槽522为一伸展在管子52的直径上的直线凹槽。该凹槽522的两边在管子52的外圆周面上开口。
凹槽522形成血的流路，由于在收集血过程中进口端部521的端面与手指表面之类表面接触时管道520不被堵住，因此血可平稳、可靠地传送到试纸53。
在图7中，若L1表示凹槽522与管道520交界部的总弧长，d1表示管道520的内径(试样进口523处的内径)，最好有关系式L1≤πd1×50％ …(1)因此，管道520可迅速、平稳地开始吸血。
凹槽522的深度P1无关紧要，但最好根据皮肤条件选择。它一般不小于0.1mm，最好为0.2-1.8mm。如凹槽522太浅，血流通道就不够大，特别是在测定头在皮肤上压得太紧时。
凹槽522的作用是在试样进口端部521的端面抵靠皮肤时使该端面的一部分不接触皮肤，这可用各种方法实现，例如以管道520的试样进口523为中心，形成多个径向凹槽522(例如十字形)；它们也可为与管道520连通的多个平行凹槽。
管子52的试样出口端部525(图6)从端壁511向测定头内部稍稍突起。试样出口端部525的端面上有与管道520连通的第二凹槽526。在所示实施例中，凹槽526为一伸展在管子52的直径上的直线凹槽。该凹槽526的两边在管子52的突起部525的外圆周面上开口。
由于有凹槽526，血在试纸53上迅速、均匀扩散，从而测定更精确，因为流过管道520的血从试样出口527流出后经凹槽526向端部525的圆周扩散，然后在试纸53上扩散。
在图8中，如L2表示凹槽526与管道520交界部的总弧长，d2表示管道520的内径(试样出口527处的内径)，最好有关系式L2≤πd2×50％ …(2)因此，从管道520的试样出口527流出的血可更迅速、平稳地向试纸外周扩散。
凹槽526的深度P2虽然无关紧要，但一般不小于0.01mm，最好约为0.05-0.5mm。如P2太浅，凹槽526就无法恰当起到其作用。
与凹槽522一样，可以管道520的试样出口527为中心形成多个径向凹槽526(例如十字形)；它们也可为与管道520连通的多个平行凹槽。
因此，如图4所示，试纸53与管子52正对的一面上，即在试纸53与帽51的端壁511内表面之间有一间隙54。该间隙54有助于血在试纸53上的分布。确切说，由于从管道520的试样出口527流出的血在间隙54中靠毛细管作用沿径向扩散，因此血可在试纸53上(特别是在第一层53a上)迅速、均匀分布。
间隙54的深度虽然无关紧要，但最好不小于0.02mm(平均值)，特别可为约0.04mm-0.4mm。这一深度的间隙54可非常有效实现上述功能。间隙54的深度可保持不变，也可从试纸53中心到其外周变动(例如递减)。
间隙54外周上有一与间隙54连通、比间隙54深的环形凹座形试样储槽55。因此，在间隙54中沿径向扩散的血被收集在试样储槽55中而无法进一步流向外周即流向试纸53的用粘合或熔合固定的部位。因此，即使供血量过多，过多的血也不会漏出。因此可防止该分析物测定装置1的测光部4或其他部分受到血的污染。
端壁511上在支座部512外部有一用作隔离装置的隔圈56，在测定头5装到分析物测定装置1的测光部4上时，其防止试纸53与支架43接触。
图9所示该隔圈56由多个突起构成，这里为以90°间隔均布在端壁511内表面圆周上的4个突起。测定头5装到测光部4上时它抵靠测光部4的支架43的前端。
此外，测定头5在装到测光部4上时隔圈56还使试纸53与测光部4的发光件41和受光件42之间的距离保持固定。因此隔圈减小了由上述距离变动、从而光值变动引起的测量误差，从而测量精度提高。
上述结构的帽51和管子52由具有一定刚性的材料制成。这一刚性材料例如可使用各种树脂材料，包括丙烯类树脂、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS树脂、聚酯、聚亚苯基硫醚(PPS)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醛以及含有上述化合物中的至少一种化合物的聚合物合金和聚合物共混物。在上述刚性材料中，最好使用具有高亲水性或可处理成高亲水性的丙烯类树脂材料，因为它们可迅速引入和扩散试样。
除了等离子体处理、辉光放电、电晕放电和紫外线照射之类物理活化处理，还可使用表面活性剂、水溶性硅、羟丙基纤维素、聚乙二醇或聚丙二醇获得亲水性。
下面结合图9-12说明试纸53的形状和结构，虽然试纸53最好总体上呈附图所示圆形，但不必呈圆形，例如也可呈椭圆形、正方形、长方形、菱形和其他四边形、三角形、六边形和八边形。
当试纸53呈圆形时，试纸53的外径约为2-10mm，最好为3-6mm。
试纸53的厚度约为0.02-1.0mm，最好约为0.05-0.4mm。
试纸53的中央部即正对管道520部位有一向管道520突起的突起531。尽管该突起531的高度无关紧要，但最好至少是突起531的前端插入管道520的试样出口527中。
因此，最好突起531呈球形，其至少一部分的直径等于或小于管道520的试样出口527的内径。突起531的高度约为0.02-1.0mm，最好约为0.05-0.4mm。突起531的形状、大小等并不受此限制，而可根据管道520的横截面、形状等因素恰当选择。
上述突起531使得从管道520流出的血更快供给试纸53。
试纸53外周的径向内部还有以突起531为中心、突起方向与突起531相同的环形突起532。其前端正对并可插入上述试样储槽55中。
该环形突起532的作用是调节血在试纸53上的扩散。它防止过多的血沿径向流出到试纸53b的圆周之外。
环形突起532的直径虽然不受特别限制，但约为试纸53外径(其第二层53b的外径)的70-95％、最好约为85-95％。
环形突起532的宽度约为0.03-1.0mm，最好约为0.05-0.5mm。但环形突起532的高度约为0.02-1.0mm，最好约为0.05-0.4mm。
环形突起532的形状和尺寸(直径、宽度、高度等)可根据帽51的形状和其他特征自由选择。
上述结构的突起531和环形突起532比方说可在一压模中压出(用冲头把试纸53的基端面压出)或机械切割而成。
上述结构的试纸53由第一层53a和第二层53b构成。
第一层53a由在可吸收试样的一载体上沉积显色试剂之类试剂而成。该载体最好由多孔膜片或其他多孔基片构成。
特别当用于浸润的试剂为可与作为基质的空气中的氧气进行酶氧化反应之类反应的试剂时，用作载体的多孔膜片可确保把空气中的氧气充分供给在第一层53a上扩散开来的试样，从而迅速进行反应，从而无需除去试样或其滤出物(红血球等)即可检测显色深浅。
第一层53a的多孔膜片举例说有非织造织物、机织织物、拉伸片材、滤膜和滤纸。
第一层53a的多孔膜片的材料的具体例子有聚酯、聚酰胺、聚烯烃、聚砜、各种纤维素、硅酸酯和含氟树脂。可用于多孔膜片的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚砜、硝基纤维素、纤维素、玻璃、聚四氟乙烯(特氟纶)、硝化聚醚砜。
该多孔膜片的制作材料最好为本身具有亲水性或可作亲水性处理的材料，因为该层用其中溶解有试剂的水溶液浸润而成，还因为要求该层能迅速吸收和扩散试样。亲水性处理如上所述。
用来浸润第一层53a的多孔膜片、从而测定血糖水平的试剂的具体例子有葡糖氧化酶(GOD)和过氧物酶(POD)以及4-氨基安替比林(4-aminoantipyrine)和N-乙基-N-(2羟基-3硫丙基)-间-甲苯胺[N-ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfo-propyl)-m-toluidine]之类着色剂。按照待测定分析物的种类，可使用与血液的各种成分反应的抗坏血酸氧化酶、乙醇氧化酶和胆固醇氧化酶和上述着色剂。也可在试剂中加入磷酸缓冲液之类的缓冲液。当然，只要试剂能在第二层53b的测试面显示出颜色信号，试剂的种类和组成不受以上限制。
上述第一层53a的多孔膜片中的微孔的直径大小最好使得血样中的血细胞、特别是红血球可穿过该膜片。确切说，第一层53a中的微孔直径约为8-50微米，最好约为10-30微米。如孔径太小，穿过的红血球数量就减少，血的扩散性下降。如孔径太大，试剂就很难沉积，由于很难着色，着色的灵敏性就下降。
上述第一层53a的外径小于第二层53b的外径而位于环形突起532的径向内部。由于环形突起532如上所述防止血流到外周，用来扩散血的第一层53a须位于环形突起532的径向内部，但它们的外径也可相等。
第一层53a的厚度虽然无关紧要，但约为10-1000微米，最好约为50-200微米。
第二层53b由与上述相同的多孔膜片(多孔基片)构成。
该多孔膜片举例说有非织造织物、机织织物、拉伸片材、滤膜和滤纸。该多孔膜片的制作材料举例说有上述聚酯、聚酰胺、聚烯烃、聚砜、各种纤维素。第二层53b的制作材料最好为本身具有亲水性或可作亲水性处理的材料。赋予亲水性的方法如上所述。
上述结构的第二层53b的作用是从试样中滤出红血球。确切说，构成第二层53b的多孔膜片中的微孔直径的大小使该膜片至少滤出血样中的红血球。因此，第二层53b中的孔径不大于5微米，最好约为0.2-3.5微米。第二层可为各向同性膜片，也可为各向异性膜片。如孔径太大，红血球就会通过第二层53b到达试纸53的基端面(测试面)而使所显示颜色的测量精度下降。
第一层53a和第二层53b的表面可全部或局部连接在一起，也可不使用任何粘结力而只是上下相叠。
第二层53b的厚度虽然无关紧要，但约为10-1000微米，最好约为50-200微米。第二层的不透明程度应足以使滤出在其反面上的红血球之类不影响到其测试面上的光的读取。
试纸53的外周部上有固定部533。
如图11所示，试纸53的外周部上均布有多个相间距固定点534。因此，周围空气可从相邻固定点534之间通过。当从试样出口527流出的血在试纸53上扩散时，可有效排出间隙54和试样储槽55中的空气，从而血的扩散更迅速。
试纸53可用粘合剂牢牢熔合或粘合在试样出口端部525上。因此试纸更稳定地支撑、固定在帽51上，防止试纸53变形(弯曲、翘曲、起皱等)；这些变形会造成开裂，从而妨碍血的扩散。
图13为测定头5收集血样时的侧视图。如图所示，用针或手术刀刺破手指头或耳垂后把少量血18(例如约为2-6微升)挤出到皮肤表面上即可开始收集血。
同时，把测定头5套到分析物测定装置1的测光部4上后使管子52的试样进口端部521与皮肤接触。手指头上的血18经凹槽522到达试样进口523，在毛细管作用下向基端流入管道520中后到达试样出口527。此时，由于血从凹槽522两边开口(开口在管子52的外圆周面上的部位)有效吸入，因此血18不会在皮肤上过分散开而浪费掉。
血到达试样出口527后与试纸53的突起531接触而被其吸收，一部分血通过凹槽526后到达间隙54。流入间隙54的血被试纸53的第一层53a吸收和沿径向向外周扩散。随着血受第一层53a的吸收和扩散、特别是在突起531四周的吸收，管道520中的吸力继续有效，使血源源不断供给第一层53a。
即使手指头上的血18的数量较少，血也会毫不浪费地供给第一层53a(试纸53)。相反，如手指头上的血18的数量很大而供给第一层53a的血过多，但由于过多的血被截留在储槽55中并受环形突起532的阻挡而无法流出到外周，因此血不会流出试纸53而粘污桶部513的内表面、测光部4或其外周。因此，对过多血的处理更安全，因为它不会影响到下一轮的测量，在丢弃用过的测定头5时不会造成传染。
由于血在第一层53a上的吸收和扩散，血中的目标分析物(例如葡萄糖)与沉积在第一层53a上的试剂反应，从而试纸53呈现出与分析物数量成正比的颜色。显示出颜色的血液成分(红血球除外)以同样强度使第二层53b显示出同样的颜色。此时，由于血中的红血球通过第一层53a但无法通过第二层53b，因此它们截留在第一层53a与第二层53b的交界处。
用分析物测定装置1以前述方法测定第二层53b着色强度即可得出血中的目标分析物(血糖水平)。血中的红血球对用试纸测定颜色没有影响，因为它们被滤出在第一层53a与第二层53b的交界处而无法到达第二层53b的基端面。因此测量精度很高。
红血球等有害作用的消除确保了测量精度。由于第一层53a在红血球通过的同时显示颜色，因此这一显示过程又快又均匀。由于在第一层53a中显示颜色的血液成分(红血球和其他滤出物除外)流到第二层53b使第二层显示颜色，结果所显示颜色的强度可用于测量。基于上述原因，测量所需时间缩短。
当使用测定头5时，流出到手指头上的血18不管数量多少用简单程序即可迅速、可靠地供给试纸53后在其上扩散。因此测量误差极小。
下面说明实施例的具体例子。
工作例1一血糖水平测定试纸的形状和结构(两层)如图10-12所示。该试纸各部分的情况如下。
第一层53a材料(Millipore公司制造的)(亲水)硝基纤维素外径4.2mm厚度135微米孔径12微米所沉积的试剂GOD、POD和4-aminoantipyrine、N-ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfo-propyl)-m-toluidine(TOOS)所沉积试剂数量GOD-250微克/平方厘米试纸POD-125微克/平方厘米试纸4-aminoantipyrine-60微克/平方厘米试纸TOOS-90微克/平方厘米试纸第二层53b材料(Pall Gelman公司制造的)(亲水)聚醚砜外径5.4mm厚度135微米孔径0.45微米其他突起531的直径0.4mm突起531的高度0.3mm
环形突起532的内径0.3mm环形突起532的宽度0.3mm环形突起532的高度0.3mm该试纸放置在图4-8所示结构的一测定头中。该测定头各部分的情况如下。
测定头本身材料(亲水)丙烯树脂测定头外径9.5-11.0mm测定头内径9.0-10.0mm管道内径d10.7mm管道内径d20.7mm管道长度4.2mm弧长L1:0.7mm(=πd1×32％)凹槽522的深度P1:0.5mm弧长L2:0.7mm(=πd2×32％)凹槽526的深度P2:0.3mm间隙54的宽度(深度)0.1mm试样储槽55的深度0.3mm隔圈56的高度0.5mm试纸固定方法图11所示固定点用熔合固定。
对照例制作一由单层多孔膜片构成的血糖水平测定试纸。该试纸的各部分的情况如下。
多孔膜片材料(Pall Gelman公司制造的)(亲水)聚醚砜外径5.4mm厚度135微米孔径0.45微米所沉积试剂及其数量与上述工作例相同其他突起531的直径与上述工作例相同突起531的高度与上述工作例相同环形突起532的内径与上述工作例相同环形突起532的宽度与上述工作例相同环形突起532的高度与上述工作例相同该试纸放置在其情况与上述工作例相同的测定头中。
实验1使用工作例和对照例的测定头进行如下实验。
制备其血糖水平调节成186mg/dl的血用作试样。4微升这样的血与测定头细长管子的前端接触而被吸入管道。供给试纸中央的突起531的血开始从突起531沿径向扩散的时间定为测定时间0(秒)。从第一秒到第18秒每隔一秒，对照射到试纸供血面后在反面接受的光线反复测量反射光的吸收率。结果如图15所示。图中的吸收率按下列公式(3)计算。
吸收率=〔反射光强度(血扩散前)〕/〔反射光强度(血扩散后)〕×256 …(3)实验2把血糖水平调节成292mg/dl的血用作试样按照上述实验1的程序进行实验。所得结果如图14所示。图中的吸收率按上述公式(3)计算。
从图14和15可清楚看出，本发明工作例较之对照例试样扩散得快，着色强度(反射光的吸收率)在很短时间内就稳定。如把图中达到平衡的时间作为测量结束时间，可以高精度迅速测定血糖水平。
工作例2
按照工作例1的程序制作试纸，但第一层为(Tonen KK.制作的)孔径为16微米的聚酯(非织造织物)第二层为(Fuji Photo Film Co.,Ltd.制作的)孔径为0.45微米的各向异性聚醚砜，该试纸装在图4-8所示测定头上。
工作例3按照工作例1的程序制作试纸，但第一层为(Pall Gelman Corp制作的)硝酸聚醚砜第二层为(Fuji Photo Film Co.,Ltd.制作的)孔径为0.45微米的各向异性聚醚砜，该试纸装在图4-8所示测定头上。
实验3把血糖水平调节成122mg/dl的血用作试样按照实验1的程序在工作例2的测定头上进行实验。所得结果如图16所示。
实验4按照实验3的程序在工作例3的测定头上进行实验。所得结果如图17所示。
虽然以上结合附图示出、说明了本发明试纸和分析物测定头，但应指出，本发明并不受此限制。
本发明试纸不限于装在上述测定头5上。试纸可制成各种形式，例如只由其自身构成、叠置在一板状或片状基片上或用一支架固定(特别是夹住)。
上述工作例把血用作试样。本发明不限于把血用作试样。试样可为尿液、淋巴液、脑脊髓液、唾液或其他体液或其稀释液或浓缩液。
待测定的分析物不限于葡萄糖(血糖水平)。例如可为蛋白质、胆固醇、尿酸、肌酸、乙醇、钠离子或其他无机离子或血红蛋白(潜血)。
与本发明试纸和分析物测定头配合的分析物测定装置的工作原理不限于用光学方法测定试样中分析物与试剂反应而在试纸上所显示颜色的强度、按照该光学测量结果计算测量大小并显示出计算结果。其原理也可是测量与试样中分析物成正比的电位变化、按照电测量结果计算测量大小、然后显示该大小。
如上所述，本发明试纸和分析物测定头可提高试样在试纸上的扩散速度、缩短扩散所需时间。它们还缩短了颜色稳定前的时间。因此测量可加快进行。由于红血球等的影响消除，因此颜色测量的精度提高。
此外，本发明分析物测定头可方便、迅速和可靠地收集试样，使试样在试纸上扩散，而这些与试样的状况、例如试样的组成和数量、收集地点、收集技术无关。从而可得出精确的测量结果。
该分析物测定头可方便地装到分析物测定装置上。特别是，它可方便、牢靠地装在其上。因此不存在由装配不当造成的测量误差。
可防止由试样粘附造成的污染，用过的分析物测定头可很安全地丢弃。
由于上述因素，该分析物测定装置有利于自动测量。
权利要求
1.一种试纸(53)，用于比色测定其测试面上的分析物，其特征在于，该试纸包括第一多孔层(53a)，该第一多孔层中有可与试样中的分析物反应而显示颜色的试剂；以及对从第一层流出的所述试样进行过滤的第二多孔层(53b)，该测试面为第二层的不与第一层正对的那个表面。
2.按权利要求1所述的试纸，其特征在于，所述第一层和所述第二层都为亲水性。
3.按权利要求1或2所述的试纸，其特征在于，所述第一层中的微孔的孔径为8-50微米。
4.按权利要求1-3中任一权利要求所述的试纸，其特征在于，所述第二层中的微孔的孔径不大于5微米。
5.按权利要求1-4中任一权利要求所述的试纸，其特征在于，所述试样可为血液，该试纸可滤出主要为红血球的血细胞。
6.一种分析物测定方法，该方法使用一分析物测定装置(1)上的一测定头(5)，从所述测定头(5)上伸出的一管子(52)形成把试样引到该测定头内部的一管道，按上述权利要求1-5中任一权利要求所述的的试纸(53)装在该测定头内，其特征在于，该方法包括供应给所述管子(52)的进口(523)的试样靠所述管子的毛细管作用传送到其出口(527)；向所述试纸的所述第一层(53a)供应和扩散所述试样；在所述第二层(53b)中过滤试样；以及在第二层(53b)的所述测试面测定试样颜色。
7.一种测定头(5)，该测定头的一端有一与一分析物测定装置(1)相配的装载部，其特征在于，该测定头的另一端伸出一管子(52)，该管子构成用来收集试样的试样管道(520)；该测定头中有一与所述管子的试样出口(527)连通的按权利要求1-5中任一权利要求所述的试纸(53)，试样靠毛细管作用沿该管道(520)传送到试纸(53)上。
8.按权利要求7所述的测定头，其特征在于，所述管子(52)在试样进口(523)处有一与所述管道(520)连通的第一凹槽(522)。
9.按权利要求8所述的测定头，其特征在于，所述第一凹槽(522)伸展在所述管子(52)的直径上而在所述管子(52)的外圆周面上开口。
10.按权利要求7-9中任一权利要求所述的测定头，其特征在于，所述管子(52)在试样出口(527)处有一与所述管道(520)连通的第二凹槽(526)。
11.按权利要求10所述的测定头，其特征在于，所述试样出口(527)处有一向里突起部(525)，所述第二凹槽(526)形成在所述突起部(525)中、伸展在所述管子的直径上、在所述突起部(525)的外圆周面上开口。
12.按权利要求7-11中任一权利要求所述的测定头，其特征在于，试纸上有一正对所述管道(520)并向所述管道突起的突起(531)。
13.按权利要求12所述的测定头，其特征在于，所述突起(531)的至少前部插入所述管道(520)中。
14.按权利要求7-13中任一权利要求所述的测定头，其特征在于，试纸的外周内部有一环形突起(532)。
15.按权利要求14所述的测定头，其特征在于，所述试纸的第一层(53a)终止于所述环形突起(532)的径向内周内。
16.按权利要求7-15中任一权利要求所述的测定头，其特征在于，所述试纸的外周部上有一固定在所述测定头的内表面(512)上的部分(533)。
17.按权利要求16所述的测定头，其特征在于，所述部分(533)用熔合或粘合间断地固定在该测定头上。
18.按权利要求7-17中任一权利要求所述的测定头，其特征在于，该测定头装在所述分析物测定装置(1)的一试纸装载部(43)上，测定头上有隔离装置(56)在装载时确保所述试纸(53)不与所述试纸装载部(43)接触。
19.按权利要求18所述的测定头，其特征在于，所述隔离装置为一突起在所述测定头的内表面上而抵靠所述试纸装载部(43)的隔圈(56)。
20.按权利要求7-19中任一权利要求所述的测定头，其特征在于，所述管道的内径为0.3-1.0mm。
21.按权利要求7-20中任一权利要求所述的测定头，其特征在于，所述管道的长度为2-5mm。
全文摘要
一种分析物测定头5,包括一帽51、一从该帽51的端壁511伸出的管子52和一放置在该端壁内表面上的试纸53。该试纸53由第一层53a和第二层53b叠置而成。第一层53a由一多孔膜片构成,该膜片中有可与血中的特定成分(例如葡萄糖)反应、从而显示出其深浅与该成分的数量成正比的颜色的试剂;第二层53b由一多孔膜片构成,其作用是从血中滤出红血球,同时让着色剂试样到达其另一表面,以便用自动测定装置测定。
文档编号G01N31/22GK1225450SQ9811173
公开日1999年8月11日 申请日期1998年12月24日 优先权日1997年12月24日
发明者内田高雄, 吉田和人, 笠井正秋, 森川尚贵, 大森透 申请人:泰尔茂株式会社