JP2009112416A - Puncture device, puncture device with biosensor and biosensor measuring apparatus - Google Patents
Puncture device, puncture device with biosensor and biosensor measuring apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009112416A JP2009112416A JP2007286632A JP2007286632A JP2009112416A JP 2009112416 A JP2009112416 A JP 2009112416A JP 2007286632 A JP2007286632 A JP 2007286632A JP 2007286632 A JP2007286632 A JP 2007286632A JP 2009112416 A JP2009112416 A JP 2009112416A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- puncture
- biosensor
- puncture device
- mounting chamber
- holder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
本発明は、穿刺器、バイオセンサ付穿刺器およびバイオセンサ測定装置に関する。 The present invention relates to a puncture device, a puncture device with a biosensor, and a biosensor measurement device.
従来より、バイオセンサチップとランセットを一体化したバイオセンサが開示されている(例えば特許文献1参照)。
図7(A)は特許文献1に記載されているバイオセンサの斜視図、図7(B)はバイオセンサの分解斜視図である。
Conventionally, a biosensor in which a biosensor chip and a lancet are integrated has been disclosed (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 7A is a perspective view of the biosensor described in
図7に示すように、ランセット一体型のセンサ100は、チップ本体101、ランセット103、保護カバー105を有してなる。チップ本体101は、カバー101aと基板101bとを開閉可能に有しており、カバー101aの内面には内部空間102が形成されている。内部空間102は、ランセット103を移動可能に収納できる形状をしている。
As shown in FIG. 7, the lancet-integrated
ランセット103の先端に設けられている針104は、ランセット103の移動に伴ってチップ本体101の内部空間102の前端部に形成されている開口部102aから出没可能となっている。
The
内部空間101aの形状は、突起103aが位置する端部において、その幅がランセット103より若干狭くなるよう湾曲しており、互いの押圧力や摩擦力によってランセット103がチップ本体101に係止されるようになっている。
The shape of the
保護カバー105は針104を挿嵌する管部105aを有しており、針104の移動に伴って管部105aもチップ本体101の内部に収納可能となっている。
従って、使用前の状態では、保護カバー105を針104に被せて、針104を保護するとともに誤って使用者を傷付けないようにしている。なお、基板101bには、一対の電極端子106が設けられており、測定装置(図示省略)に電気的に接続できるようになっている。
The
Therefore, in a state before use, the
使用時には、保護カバー105を外して、ランセット103を押して針104をチップ本体101から突出させる。この状態で被検体を穿刺した後、針104をチップ本体101内部に収納し、チップ本体101の前端に設けられている開口部102aを穿刺口に近づけて、流出した血液を採取する。
In use, the
しかしながら、特許文献1に記載されたランセット一体型のセンサ100は、チップ本体101の内方にランセット103が組み入れられて一体となるが、厳密にはチップ本体101とランセット103が別体構造であり、チップ本体101に対してランセット103が移動できる。このため、構造が複雑となり、製造が面倒であるとともに、センサ100の大型化を招いて製造コストが高くなるという不都合があった。
However, the lancet-integrated
また、従来のランセット一体型のセンサ100では、ランセット103を押し、突出させた針104によって被検体を穿刺した後、針104をチップ本体101内部に収納し、チップ前端の開口部102aを穿刺口に近づけて、流出した血液を採取する必要があり、穿刺、針収納、採取の操作を別々に行わなければならない。このため、1日数回の測定を行う場合には作業が煩雑となって利便性に欠ける問題があった。
さらに、従来のランセット一体型のセンサを用いた採血の測定では、測定成功確率を向上させるため、減圧式採血補助機構を備えることが望ましいが、気密室や減圧ポンプを設ければ構造が複雑となり、製造が面倒であるとともに、大型化を招いて製造コストが高くなる。そこで、簡単な構造で、しかも、簡便な動作で試料採取が行えるバイオセンサ付穿刺器が求められていた。
従って、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、簡単な構造で、簡便に測定が行える穿刺器、バイオセンサ付穿刺器およびバイオセンサ測定装置を提供することにある。
Further, in the conventional lancet-integrated
Furthermore, in blood sampling measurement using a conventional sensor integrated with a lancet, it is desirable to provide a decompression-type blood collection assisting mechanism in order to improve the measurement success probability. However, if an airtight chamber or a decompression pump is provided, the structure becomes complicated. The manufacturing is troublesome and the manufacturing cost is increased due to the increase in size. Therefore, a biosensor-equipped puncture device having a simple structure and capable of collecting a sample with a simple operation has been demanded.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a puncture device, a puncture device with a biosensor, and a biosensor measurement device that can perform measurement with a simple structure.
本発明に係る上記目的は、バイオセンサチップが装着される装着室を有したホルダ部と、
前記ホルダ部の一方の面に設けられ、被検体に密着する吸盤部と、
前記ホルダ部の他方の面に設けられ、前記装着室に連通する容積可変キャビティ内の穿刺用器具を前記バイオセンサチップの表面に垂直な方向で移動し、前記装着室を貫通させて前記吸盤部から突出させる穿刺部と、
前記ホルダ部に設けられ、前記装着室の負圧による外気流入を阻止する一方、前記装着室の正圧による内部空気流出を可能とする逆流防止弁と、
を備えたことを特徴とする穿刺器により達成される。
The object of the present invention is to provide a holder portion having a mounting chamber in which a biosensor chip is mounted;
A suction cup provided on one surface of the holder part and in close contact with the subject;
The sucker unit is provided on the other surface of the holder unit and moves a puncture device in a variable volume cavity communicating with the mounting chamber in a direction perpendicular to the surface of the biosensor chip, penetrating through the mounting chamber. A puncture part to protrude from,
A backflow prevention valve that is provided in the holder portion and prevents an outside air inflow due to a negative pressure in the mounting chamber, while allowing an internal air outflow due to a positive pressure in the mounting chamber;
This is achieved by a puncture device characterized by comprising:
上記構成の穿刺器によれば、吸盤部を被検体に押し当てた状態で、容積可変キャビティ内の穿刺用器具が穿刺部による移動方向とは逆方向に移動され、穿刺準備位置に配置されると、この移動によって増大した容積可変キャビティ内の容積により負圧が生じ、負圧が装着室を介して吸盤部に作用し、吸盤部が被検体に密着する。 According to the puncture device having the above-described configuration, the puncture device in the variable volume cavity is moved in the direction opposite to the moving direction by the puncture portion in a state where the suction cup portion is pressed against the subject, and is arranged at the puncture preparation position. Then, a negative pressure is generated by the volume in the volume variable cavity increased by the movement, and the negative pressure acts on the suction cup part through the mounting chamber, and the suction cup part comes into close contact with the subject.
穿刺準備位置に移動された穿刺用器具は、穿刺部によりバイオセンサチップの表面に垂直な方向で移動され、装着室を貫通して吸盤部から突出され、穿刺が行われる。
この際、正圧となった容積可変キャビティ内及び装着室内の空気は、逆流防止弁から外部へ流出する。内部空気を流出させ収縮した容積可変キャビティが復元力によって元の容積に戻ろうとすると、逆流防止弁が閉止され、容積可変キャビティ内が負圧となる。この負圧が装着室及び吸盤部を介して被検体の穿刺口に作用し、流出した試料が装着室へと吸引される。したがって、穿刺器の穿刺用器具を穿刺準備位置に移動させて、穿刺部を動作させるだけで、穿刺、試料吸引までが可能となる。
The puncture device moved to the puncture preparation position is moved by the puncture portion in a direction perpendicular to the surface of the biosensor chip, penetrates the mounting chamber, protrudes from the suction cup portion, and puncture is performed.
At this time, the air in the variable volume cavity and the mounting chamber that have become positive pressure flows out from the backflow prevention valve. When the volume variable cavity contracted by flowing out the internal air tries to return to the original volume by the restoring force, the backflow prevention valve is closed, and the volume variable cavity becomes negative pressure. This negative pressure acts on the puncture port of the subject through the mounting chamber and the suction cup, and the sample that has flowed out is sucked into the mounting chamber. Therefore, only by moving the puncture device of the puncture device to the puncture preparation position and operating the puncture section, it is possible to perform puncture and sample suction.
尚、上記構成の穿刺器において、前記穿刺部が、前記容積可変キャビティを形成する弾性壁によって構成されることが望ましい。 In the puncture device having the above-described configuration, it is preferable that the puncture portion is constituted by an elastic wall that forms the variable volume cavity.
このような構成の穿刺器によれば、穿刺用器具を備える容積可変キャビティが気密性を確保して形成できるとともに、容積可変キャビティを伸縮自在にし、伸長時の穿刺駆動力の発生、並びに収縮から復元時の試料吸引負圧の発生を、他部材を使用せずに、弾性壁の弾性力のみにより、簡単な構造で実現することができる。また、弾性壁の伸縮性を変えることで、採血の吸引力も変えることができる。 According to the puncture device having such a configuration, the variable volume cavity including the puncture device can be formed while ensuring airtightness, and the variable volume cavity can be expanded and contracted to prevent generation of puncture driving force during expansion and contraction. Generation of the sample suction negative pressure at the time of restoration can be realized with a simple structure only by the elastic force of the elastic wall without using other members. Moreover, the suction force of blood collection can also be changed by changing the stretchability of the elastic wall.
また、上記構成の穿刺器において、前記ホルダ部と、前記吸盤部と、前記穿刺部とが、軟質材料にて一体成形されることが望ましい。 In the puncture device having the above-described configuration, it is desirable that the holder portion, the suction cup portion, and the puncture portion are integrally formed of a soft material.
このような構成の穿刺器によれば、ホルダ部と吸盤部と穿刺部とが、単一材料によって一体成形されるので、製造を容易にして、製造コストを安価にできるとともに、穿刺部、ホルダ部、及び吸盤部の内部が、連続した一つの気密構造で形成できる。また、吸盤部の被検体に対する密着性を高めることができ、負圧を確実に穿刺口に作用させることが可能となる。 According to the puncture device having such a configuration, since the holder portion, the suction cup portion, and the puncture portion are integrally formed of a single material, the production can be facilitated and the production cost can be reduced, and the puncture portion and the holder The inside of the part and the suction cup part can be formed with one continuous airtight structure. In addition, the adhesion of the suction cup portion to the subject can be enhanced, and negative pressure can be reliably applied to the puncture opening.
また、本発明に係る上記目的は、上記のいずれか1つの穿刺器と、前記ホルダ部に装着されたバイオセンサチップと、を有するバイオセンサ付穿刺器であって、
前記バイオセンサチップが、
スペーサ層を挟装して対向する2枚の電気絶縁性の基板と、
少なくとも一方の前記基板におけるスペーサ層側の表面に設けられた2つの検知用電極と、
2枚の前記基板間における2つの前記検知用電極の対向部分に形成された中空反応部と、
前記中空反応部に連通して前記穿刺用器具が貫通する試料採取口と、
前記中空反応部における前記検知用電極の近傍に設けられた試薬と、
を備えたことを特徴とするバイオセンサ付穿刺器により達成される。
Further, the object of the present invention is a biosensor-equipped puncture device having any one of the puncture devices described above and a biosensor chip attached to the holder portion,
The biosensor chip is
Two electrically insulating substrates facing each other with a spacer layer interposed therebetween;
Two detection electrodes provided on the surface on the spacer layer side of at least one of the substrates;
A hollow reaction part formed in the opposing part of the two detection electrodes between the two substrates;
A sampling port through which the puncture device penetrates in communication with the hollow reaction part;
A reagent provided in the vicinity of the detection electrode in the hollow reaction part;
This is achieved by a biosensor-equipped puncture device.
上記構成のバイオセンサ付穿刺器によれば、穿刺用器具により穿刺がなされ、容積可変キャビティ内の負圧が穿刺口に作用し、流出した試料が装着室へと吸引されると、装着室に装着されたバイオセンサチップの試料採取口に、試料が毛管現象によって進入する。
試料採取口に進入した試料が試薬に接触すると、試薬が試料によって溶解され、酵素反応が開始される。酵素反応が開始された結果、電子伝達体が蓄積され、一定時間蓄積された電子伝達体は、電気化学反応により酸化される。したがって、穿刺器の穿刺用器具を穿刺準備位置に移動させて、穿刺部を動作させるだけで、穿刺、試料吸引、吸引試料の電気化学反応までが可能となる。
According to the biosensor-equipped puncture device having the above-described configuration, when puncture is performed by the puncture device, the negative pressure in the variable volume cavity acts on the puncture port, and the outflowed sample is sucked into the mounting chamber. The sample enters the sample collection port of the attached biosensor chip by capillary action.
When the sample entering the sample collection port comes into contact with the reagent, the reagent is dissolved by the sample, and the enzyme reaction is started. As a result of starting the enzyme reaction, the electron carrier is accumulated, and the electron carrier accumulated for a certain period of time is oxidized by an electrochemical reaction. Therefore, only by moving the puncture device of the puncture device to the puncture preparation position and operating the puncture section, it is possible to perform puncture, sample aspiration, and electrochemical reaction of the aspirated sample.
また、本発明に係る上記目的は、上記のバイオセンサ付穿刺器と、前記バイオセンサチップに接続された測定器と、を有するバイオセンサ測定装置であって、
前記測定器が、
前記ホルダ部に装着された前記バイオセンサチップの電気的な値を計測する制御部と、
前記制御部に接続された計測のためのスイッチと、
前記制御部に接続されて計測値を表示する表示部と、
前記制御部に接続されて計測値を保存するメモリ部と、
を備えたことを特徴とするバイオセンサ測定装置により達成される。
In addition, the object of the present invention is a biosensor measurement device having the biosensor-attached puncture device and a measurement device connected to the biosensor chip,
The measuring instrument is
A control unit for measuring an electrical value of the biosensor chip mounted on the holder unit;
A switch for measurement connected to the control unit;
A display unit connected to the control unit and displaying the measured value;
A memory unit connected to the control unit for storing measurement values;
It is achieved by a biosensor measuring device characterized by comprising:
上記構成のバイオセンサ測定装置によれば、穿刺用器具により穿刺がなされ、容積可変キャビティ内の負圧の作用によって、流出した試料が装着室へと吸引されると、装着室に装着したバイオセンサチップの試薬が試料によって溶解される。この溶解によって酵素反応が開始され、一定時間蓄積された電子伝達体が、電気化学反応により酸化される。制御部は、このとき計測される検知用電極からの電流値に基づき、基質濃度を演算・決定し、表示部に表示する。したがって、穿刺器の穿刺用器具を穿刺準備位置に移動させて、穿刺部を動作させるだけで、穿刺、試料吸引、吸引試料の電気化学反応、反応に基づく検出値の演算・決定、表示までが可能となる。 According to the biosensor measurement device having the above configuration, when the puncture is performed by the puncture instrument and the sample that has flowed out is sucked into the mounting chamber by the negative pressure in the variable volume cavity, the biosensor mounted in the mounting chamber Chip reagents are dissolved by the sample. Enzymatic reaction is started by this dissolution, and the electron carrier accumulated for a certain time is oxidized by electrochemical reaction. The control unit calculates and determines the substrate concentration based on the current value from the detection electrode measured at this time, and displays it on the display unit. Therefore, by simply moving the puncture device of the puncture device to the puncture preparation position and operating the puncture section, the puncture, sample aspiration, electrochemical reaction of the aspirated sample, calculation / determination of the detection value based on the reaction, and display are performed. It becomes possible.
本発明に係る穿刺器、バイオセンサ付穿刺器およびバイオセンサ測定装置によれば、穿刺器の穿刺用器具を穿刺準備位置に移動させて、穿刺部を動作させるだけで、穿刺、試料吸引等が可能となり、簡単な構造で、簡便に穿刺や測定を行うことができる。 According to the puncture device, the puncture device with biosensor and the biosensor measurement device according to the present invention, the puncture, sample suction, etc. can be performed only by moving the puncture device of the puncture device to the puncture preparation position and operating the puncture unit. It becomes possible, and puncture and measurement can be easily performed with a simple structure.
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る穿刺器、バイオセンサ付穿刺器およびバイオセンサ測定装置を詳細に説明する。
なお、今回開示される実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、下記する意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Hereinafter, a puncture device, a puncture device with a biosensor, and a biosensor measurement device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described below, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
図1は本発明の一実施形態に係る穿刺器及びバイオセンサチップを示す外観図である。
本実施形態に係る穿刺器1は、図1に示すように、ホルダ部3と、吸盤部5と、穿刺部7と、逆流防止弁9とに大別される主要構成部を備えている。
穿刺器1は、板状に形成されたバイオセンサチップ11をホルダ部3に装着可能としている。そして、穿刺器1は、この装着したバイオセンサチップ11の面に垂直な方向で、後述の穿刺用器具N(図4参照)が移動されて穿刺が行われる。
FIG. 1 is an external view showing a puncture device and a biosensor chip according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
The
この穿刺器1は、後述するようにバイオセンサチップ11を装着して、バイオセンサ付穿刺器13(図4参照)を構成する。さらに、このバイオセンサ付穿刺器13は、測定器15(図5参照)をバイオセンサチップ11に接続することで、バイオセンサ測定装置17を構成することができる。
As will be described later, the
先ず、バイオセンサチップ11について説明する。
図2は図1に示した穿刺器に装着されるバイオセンサチップの平面視を(A),A−A断面を(B),B−B断面を(C)に表した構成図であり、図3は図2に示したバイオセンサチップの分解平面図である。
First, the
FIG. 2 is a configuration diagram in which a plan view of the biosensor chip mounted on the puncture device shown in FIG. 1 is (A), a cross section taken along the line AA is represented by (B), and a cross section taken along the line BB is represented by (C). FIG. 3 is an exploded plan view of the biosensor chip shown in FIG.
バイオセンサチップ11は、図2及び図3に示すように、互いに対向する2枚の基板19a,19bと、この2枚の基板19a,19b間に挟装されるスペーサ層21とを有している。
2枚の基板19a,19bの少なくとも一方の基板19aにおけるスペーサ層21側の表面には、2つの検知用電極23a,23bが設けられており、先端部(図2において上端部)は互いに対向する方向へL字状に曲げられて、所定間隔を保持している。
2 and 3, the
Two
バイオセンサチップ11の後端部11aにおいては、基板19aが基板19bおよびスペーサ層21よりも延出しており、検知用電極23a,23bが基板19a上に露出している。
検知用電極23a,23bは、作用極と対極で形成される2極法または作用極と対極、参照極で形成される3極法、あるいはそれ以上の極数の電極法であってもよい。ここで、3極法を採用すると、測定対象物質の電気化学測定の他に、血液を試料として測定する際には、導入される採血の移動速度の計測ができ、これによりヘマトクリット値が測定できる。また、2組以上の電極系で構成されていても良い。
At the
The
更に、バイオセンサチップ11の先端から、2つの検知用電極23a,23bが対向している部分にかけて、2枚の基板19a,19b及びスペーサ層21により中空反応部25が形成されている。
スペーサ層21は、接着剤層27と、レジスト層29とを積層してなる。スペーサ層21及び接着剤層27は、スクリーン印刷法により形成することができる。接着剤層27としては、例えばアクリル樹脂系接着剤などが用いられ、約5〜500μmm、好ましくは約10〜100μmの厚さで形成される。接着剤層27はスペーサとしても作用する。また、接着剤層27中に試薬を含有させてもよい。
Further, a
The
基板19aの先端側には、中空反応部25に連通し、後述の穿刺用器具N(図4参照)を貫通させる試料採取口31が穿設される。基板19bには、中空反応部25に連通し、試料採取口31と同軸となって穿刺用器具Nを貫通させる貫通孔33が穿設される。
接着剤層27及びレジスト層29には、中空反応部25を形成する長穴部27a,29aが形成される。基板19bの開口穴35は、中空反応部25に通じている。
On the distal end side of the
In the
中空反応部25においては、検知用電極23a,23bは露出しており、中空反応部25における検知用電極23a,23bの直上或いは近傍に、例えば酵素とメディエータを固定化し試料中の成分(例えば、血液中のグルコース)と反応して電流を発生する不図示の試薬が設けられている。従って、中空反応部25は、試料採取口29から採取された例えば血液等の試料が、試薬と生化学反応する部分となる。
試料採取口31の周辺及び中空反応部25に、界面活性剤や脂質を塗布することもできる。界面活性剤や脂質を塗布することにより、試料の移動を円滑にさせることが可能となる。
In the
A surfactant or lipid can also be applied to the periphery of the
試薬としては、例えばグルコースオキシダーゼ(GOD)やグリコースデヒドロゲナーゼ(GDH)、コレステロールオキシダーゼ、ウリガーゼ等の酵素と、フェリシアン化カリウム、フェロセン、ベンゾキノン等の電子受容体が挙げられる。また、血液を試料とする場合には、被検体の採血負担を考慮すると、中空反応部25の容積は1μL(マイクロリットル)以下が好ましく、特に300nL(ナノリットル)以下であることが好ましい。このような微小な中空反応部25とすることで、穿刺用器具Nの直径は小さくても検体の充分な血液量が採取可能となる。また、穿刺用器具Nは、直径が1000μm以下であることが好ましい。
Examples of the reagent include enzymes such as glucose oxidase (GOD), glycolose dehydrogenase (GDH), cholesterol oxidase, and urigase, and electron acceptors such as potassium ferricyanide, ferrocene, and benzoquinone. When blood is used as a sample, the volume of the
基板19a,19bおよびスペーサ層21の材質としては、絶縁性材料のフィルムが選ばれ、絶縁性材料としては、セラミックス、ガラス、紙、生分解性材料(例えば、ポリ乳酸微生物生産ポリエステル等)、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂、UV硬化樹脂等のプラスチック材料を例示することができる。機械的強度、柔軟性、及びチップの作製や加工の容易さ等から、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料が好ましい。代表的なPET樹脂としては、メリネックスやテトロン(以上、商品名、帝人デュポンフィルム株式会社製)、ルミラー(商品名、東レ株式会社製)等が挙げられる。
As the material of the
図4は穿刺器にバイオセンサチップを装着したバイオセンサ付穿刺器の縦断面図である。
上述のように、穿刺器1はバイオセンサチップ11を装着することでバイオセンサ付穿刺器13を構成する。以下、バイオセンサ付穿刺器13の一構成部として、穿刺器1を説明する。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a biosensor-equipped puncture device in which a biosensor chip is mounted on the puncture device.
As described above, the
図4に示すように、穿刺器1にはホルダ部3が設けられ、ホルダ部3はバイオセンサチップ11を装着する装着室37を有する。
ホルダ部3の一方の面(図4の下面)には、円形状の吸盤部5が設けられ、吸盤部5は凹曲面5aが被検体Mに密着する。吸盤部5の中心部には穿刺穴39が開口し、穿刺穴39は装着室37に連通し、装着室37に装着されたバイオセンサチップ11の試料採取口31と一致する。
As shown in FIG. 4, the
A
ホルダ部3の他方の面(図4の上面)には、逆円錐体の穿刺部7が設けられ、穿刺部7は内部に容積可変キャビティ41を有する。容積可変キャビティ41は、連通口41aを介して装着室37に連通する。容積可変キャビティ41の内部には、連通口41aに向けて穿刺用器具Nが軸線方向に垂設されている。
穿刺用器具Nとしては、例えば中空の注射針や、ランセット(lancet;槍状刀)針や、カニューレ(cannula;套管)等が挙げられる。本実施の形態では、穿刺用器具Nの一例としてランセット針が例示されている。また、穿刺用器具Nは、使用されるまで容積可変キャビティ41内に衛生的に収納されている必要があることから、抗菌・抗ウィルスに効果がある光触媒機能を針の表面に付与させても良い。その場合、酸化チタンまたは二酸化チタンの膜が望ましい。
The other surface (upper surface in FIG. 4) of the
Examples of the puncture device N include a hollow injection needle, a lancet needle, a cannula, and the like. In the present embodiment, a lancet needle is illustrated as an example of puncture device N. Further, since the puncture device N needs to be stored hygienically in the
穿刺用器具Nは、容積可変キャビティ41が下方向へ変形することで、バイオセンサチップ11に対して垂直方向に移動され、装着室37のバイオセンサチップ11を貫通して吸盤部5の穿刺穴39から突出する。すなわち、穿刺用器具Nは、貫通孔33、中空反応部25、試料採取口31、穿刺穴39を通り突出する。容積可変キャビティ41の上面には、手指或いは不図示の駆動手段によって引き上げられる把持部43が突設されている。
The puncture device N is moved in the vertical direction with respect to the
本実施形態の穿刺部7は、容積可変キャビティ41を形成する弾性壁45によって構成されている。穿刺部7が弾性壁45によって構成されることで、穿刺用器具Nを備える容積可変キャビティ41が気密性を確保して形成できるとともに、容積可変キャビティ41を伸縮自在にし、伸長時の穿刺駆動力の発生、並びに収縮から復元時の試料吸引負圧の発生を、他部材を使用せずに、弾性壁45の弾性力のみにより、簡単な構造で実現することができる。また、弾性壁45の伸縮性を変えることで、採血の吸引力も変えることができる。
The
また、本実施形態の穿刺器1において、ホルダ部3と吸盤部5と穿刺部7とは、軟質材料にて一体成形されている。そこで、製造を容易にして、製造コストを安価にできるとともに、容積可変キャビティ41を構成している穿刺部7、装着室37及び吸盤部5の内部が、連続した一つの気密構造で形成できる。
また、吸盤部5の被検体Mに対する密着性を高めることができ、負圧を確実に穿刺口に作用させることが可能となる。軟質材料とは、ゲル状の弾性材料、発泡性材料などが好ましく、例えば、シリコーン、ウレタン、アクリル、エチレン、スチレン、ブタジエン、アクリロニトリル、プロピレン、クロロプレン等のポリマー単体若しくは共重合したポリマーからなるゴム若しくはスポンジ、ポリエチレン、及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルコキシエチレンとポリフルオロエチレンの共重合体であるPFA等のフッ素樹脂が例示される。
Moreover, in the
In addition, the adhesion of the
ホルダ部3には、逆流防止弁9が設けられている。逆流防止弁9は、装着室37の負圧による外気流入を阻止する一方、装着室37の正圧による内部空気流出を可能としている。すなわち、容積可変キャビティ41の容積が増大すると閉じ、容積可変キャビティ41の容積が減少すると開く。
The
これにより、吸盤部5を被検体Mに押し当てた状態で、穿刺部7の把持部43を引き上げて、容積可変キャビティ41容積を増大させれば、逆流防止弁9が閉じて負圧が発生する。なお、装着室37のバイオセンサチップ11の挿入開口は、バイオセンサチップ11が装着された際に、不図示のガスケットによって挿入開口とバイオセンサチップ11との間隙が気密シールされる。これにより、容積可変キャビティ41の気密性が確保されるようになっている。
As a result, when the
次に、バイオセンサ付穿刺器13の動作を説明する。
図5はバイオセンサ付穿刺器の穿刺準備から試料採取までを(A)〜(C)に表した動作説明図である。
小型のバイオセンサ付穿刺器13は、例えば、使用者が片手で持つことが可能なハンディタイプとなり、使用者が自分で使用できるようになっている。バイオセンサ付穿刺器13を使用するには、先ず、バイオセンサチップ11を一つ用意し、このバイオセンサチップ11をホルダ部3の装着室37に挿入する。
Next, the operation of the biosensor-equipped
FIG. 5 is an operation explanatory view showing from puncture preparation to sample collection of the biosensor-equipped puncture device in (A) to (C).
The small biosensor-equipped
次いで、図5(A)に示すように、被検体Mに吸盤部5を押し当てて、穿刺部7を移動、すなわち把持部43を引き上げる。
穿刺部7が移動されると、容積可変キャビティ41内の穿刺用器具Nが穿刺部7による移動方向とは逆方向(図中上方)に移動され、図5(A)に示す穿刺準備位置に配置されると、この移動によって増大した容積可変キャビティ41内の容積により負圧が生じ、負圧が装着室37を介して吸盤部5に作用し、吸盤部5が被検体Mに密着する。
そこで、吸盤部5が被検体Mに密着することにより、位置ズレが防止され、穿刺予定位置が正確に穿刺される。また、吸盤部5の吸着により、穿刺予定部分の皮膚が盛り上がって痛みの少ない良好な穿刺が可能となる。
Next, as shown in FIG. 5A, the
When the
Therefore, when the
把持部43の保持が解除されると、図5(B)に示すように、容積可変キャビティ41が収縮し、穿刺用器具Nが装着室37を貫通して吸盤部5から突出され、穿刺が行われる。この際、正圧となった容積可変キャビティ41内及び装着室37内の空気は、逆流防止弁9から外部へ流出する。
When the holding of the
内部空気を流出させ収縮した容積可変キャビティ41が弾性壁の復元力によって元の容積に戻ろうとすると、図5(C)に示すように、逆流防止弁9が閉止され、容積可変キャビティ41内が負圧となる。この負圧が装着室37及び吸盤部5を介して穿刺口に作用し、流出した試料Bが装着室37に装着されたバイオセンサチップ11の試料採取口31へと吸引される。
When the volume-
更に、バイオセンサチップ11を装着したバイオセンサ付穿刺器13では、穿刺部7により穿刺がなされ、容積可変キャビティ41内の負圧が穿刺口に作用し、流出した試料Bが装着室37へと吸引されると、装着室37に装着されたバイオセンサチップ11の試料採取口31に、試料Bが毛管現象によって進入する。
Further, in the biosensor-equipped
試料採取口31に進入した試料Bが試薬に接触すると、試薬が試料Bによって溶解され、酵素反応が開始される。酵素反応が開始される結果、反応層に共存させているフェリシアン化カリウムが還元され、還元型の電子伝達体であるフェロシアン化カリウムが蓄積される。その量は、基質濃度、例えば血液中のグルコース濃度に比例する。一定時間蓄積された還元型の電子伝達体は、電気化学反応により、酸化される。
したがって、バイオセンサ付穿刺器13では、穿刺器1の穿刺用器具Nを穿刺準備位置に移動させて、穿刺部7を動作させるだけで、穿刺、試料吸引、吸引試料の電気化学反応までが可能となる。
When the sample B entering the
Therefore, the biosensor-equipped
上述した本実施形態の穿刺器1によれば、バイオセンサチップ11の表面に垂直な方向で穿刺用器具Nが移動され、バイオセンサチップ11が装着される装着室37を有したホルダ部3と、ホルダ部3の一方の面に設けられた吸盤部5と、ホルダ部3の他方の面に設けられ、装着室37に連通する容積可変キャビティ41内の穿刺用器具Nを吸盤部5から突出させる穿刺部7と、ホルダ部3に設けられ、装着室37の負圧による外気流入を阻止する一方、正圧による内部空気流出を可能とする逆流防止弁9とを備えたので、簡単な構造で簡便に穿刺を行うことができる。
According to the
また、穿刺器1とバイオセンサチップ11とにより構成したバイオセンサ付穿刺器13によれば、バイオセンサチップ11が、スペーサ層21を挟装して対向する2枚の電気絶縁性基板19a,19bと、一方の基板19aにおけるスペーサ層側の表面に設けられた2つの検知用電極23a,23bと、2枚の電気絶縁性基板19a,19b間における2つの検知用電極23a,23bの対向部分に形成された中空反応部25と、中空反応部25に連通して穿刺用器具Nが貫通する試料採取口31と、中空反応部25の検知用電極近傍に設けられた試薬とを備えたので、簡単な構造で、穿刺に加え、流出試料と試薬との反応も簡便に行うことができる。
Moreover, according to the biosensor-provided
次に、バイオセンサ付穿刺器13と測定器15とからなるバイオセンサ測定装置17について説明する。
図6は、バイオセンサ付穿刺器に測定器を設けたバイオセンサ測定装置の概略構成図である。
バイオセンサ付穿刺器13は、例えばホルダ部3に装着されたバイオセンサチップ11に測定器15を接続して、バイオセンサ測定装置17として構成できる。測定器15には、ホルダ部3に装着されたバイオセンサチップ11の電気的な値を計測する制御部47と、制御部47に接続された計測のためのスイッチ49と、制御部47に接続されて計測値を表示する表示部51と、制御部47に接続されて計測値を保存するメモリ部53と、電源55とが設けられており、これらが互いに電気的に接続されている。
Next, a
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a biosensor measuring apparatus in which a measuring instrument is provided in the biosensor-equipped puncture device.
The biosensor-equipped
測定器15には、バイオセンサチップ11の後端部11aを挿入して固定するとともに、検知用電極23a,23bと導通して制御部47へ導通させる不図示の端子挿入部が設けられている。この端子挿入部を介して、バイオセンサチップ11の検知用電極23a,23bによって検知した試料Bと試薬との反応情報が、制御部47に伝達される。
測定器15では、スイッチ49の操作により、制御部47がメモリ部53に対して読み込みを行い、累積記憶された測定結果の履歴が順次過去のもの、或いは順次現在に近いものから表示部51に表示されるようになっている。
The measuring
In the measuring
測定器15の制御部47における計測方法としては、特に限定はしないがポテンシャルステップクロノアンペロメトリー法、クーロメトリー法またはサイクリックボルタンメトリー法などを用いることができる。
A measurement method in the
次に、血糖値測定を例に挙げ説明する。
バイオセンサチップ11は、GOD又はGDHの酵素とフェリシアン化カリウムを試薬として、中空反応部25に設けている。測定器15は、種々の補正機構についても備えることができる。血糖測定における重要な補正として、温度補正およびヘマトクリット値がある。温度補正は、血糖測定に使用される酵素の活性が温度の影響を受け易いので、特に測定時間を短縮する場合には重要である場合が多い。また、ヘマトクリット値も血糖値測定に影響を与える要因である。ヘマトクリット値の測定は、例えばバイオセンサチップ(血糖値センサチップ)11内の採血の移動速度から推測することも可能である。その手段としては、例えば3本の電極を使用して、採血がはじめの2本を通過した時刻と、3本目を通過した時刻を求め、その時間差と電極間距離から採血の移動速度を算出することもできる。
その他、バイオセンサチップ11のロットなどの違いによる測定値の変動を抑える必要がある。その場合、ロット毎に自動で校正が行える機能を備えてもよい。
Next, blood glucose level measurement will be described as an example.
The
In addition, it is necessary to suppress fluctuations in measured values due to differences in lots of
本実施形態のバイオセンサ測定装置(血糖値センサ測定装置)17では、穿刺部7により穿刺がなされ、負圧の作用によって、流出した試料Bが装着室37へと吸引されると、装着室37に装着したバイオセンサチップ11の試薬が試料Bによって溶解される。この溶解によって酵素反応が開始され、一定時間蓄積された還元型の電子伝達体が、電気化学反応により酸化される。
In the biosensor measurement device (blood glucose level sensor measurement device) 17 of the present embodiment, when the puncture is performed by the
制御部47は、このとき計測される検知用電極23a,23bからの電流値に基づき、血糖値を演算・決定し、表示部51に表示する。
したがって、穿刺器1の穿刺用器具Nを穿刺準備位置に移動させて、穿刺部7を動作させるだけで、穿刺、試料吸引、吸引試料の電気化学反応、グルコース濃度(血糖値)の演算・決定、表示までが可能となる。
The
Therefore, only by moving the puncture device N of the
このように、本実施形態のバイオセンサ測定装置17によれば、バイオセンサ付穿刺器13と測定器15を有し、測定器15が、バイオセンサチップ11の電気的な値を計測する制御部47と、計測のためのスイッチ49と、計測値を表示する表示部51と、計測値を保存するメモリ部53とを備えたので、簡単な構造で、穿刺、試料Bと試薬との反応に基づく検出値の演算・決定、表示までを簡便に行うことができる。特に、糖尿病の患者では、一日に数回血糖値を測定する必要があるので、その効果は大きい。
Thus, according to the
1…穿刺器
3…ホルダ部
5…吸盤部
7…穿刺部
9…逆流防止弁
11…バイオセンサチップ
13…バイオセンサ付穿刺器
15…測定器
17…バイオセンサ測定装置
19a,19b…電気絶縁性の基板
21…スペーサ層
23a,23b…検知用電極
25…中空反応部
31…試料採取口
37…装着室
41…容積可変キャビティ
45…弾性壁
47…制御部
49…スイッチ
51…表示部
53…メモリ部
M…被検体
N…穿刺用器具
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ホルダ部の一方の面に設けられ、被検体に密着する吸盤部と、
前記ホルダ部の他方の面に設けられ、前記装着室に連通する容積可変キャビティ内の穿刺用器具を前記バイオセンサチップの表面に垂直な方向で移動し、前記装着室を貫通させて前記吸盤部から突出させる穿刺部と、
前記ホルダ部に設けられ、前記装着室の負圧による外気流入を阻止する一方、前記装着室の正圧による内部空気流出を可能とする逆流防止弁と、
を備えたことを特徴とする穿刺器。 A holder having a mounting chamber in which a biosensor chip is mounted;
A suction cup provided on one surface of the holder part and in close contact with the subject;
The sucker unit is provided on the other surface of the holder unit and moves a puncture device in a variable volume cavity communicating with the mounting chamber in a direction perpendicular to the surface of the biosensor chip, penetrating through the mounting chamber. A puncture part to protrude from,
A backflow prevention valve that is provided in the holder portion and prevents an outside air inflow due to a negative pressure in the mounting chamber, while allowing an internal air outflow due to a positive pressure in the mounting chamber;
A puncture device comprising:
前記バイオセンサチップが、
スペーサ層を挟装して対向する2枚の電気絶縁性の基板と、
少なくとも一方の前記基板におけるスペーサ層側の表面に設けられた2つの検知用電極と、
2枚の前記基板間における2つの前記検知用電極の対向部分に形成された中空反応部と、
前記中空反応部に連通して前記穿刺用器具が貫通する試料採取口と、
前記中空反応部における前記検知用電極の近傍に設けられた試薬と、
を備えたことを特徴とするバイオセンサ付穿刺器。 A puncture device with a biosensor comprising the puncture device according to any one of claims 1 to 3 and a biosensor chip mounted on the holder part,
The biosensor chip is
Two electrically insulating substrates facing each other with a spacer layer interposed therebetween;
Two detection electrodes provided on the surface on the spacer layer side of at least one of the substrates;
A hollow reaction part formed in the opposing part of the two detection electrodes between the two substrates;
A sampling port through which the puncture device penetrates in communication with the hollow reaction part;
A reagent provided in the vicinity of the detection electrode in the hollow reaction part;
A biosensor-equipped puncture device comprising:
前記測定器が、
前記ホルダ部に装着された前記バイオセンサチップの電気的な値を計測する制御部と、
前記制御部に接続された計測のためのスイッチと、
前記制御部に接続されて計測値を表示する表示部と、
前記制御部に接続されて計測値を保存するメモリ部と、
を備えたことを特徴とするバイオセンサ測定装置。 A biosensor measurement device comprising the biosensor-equipped puncture device according to claim 4 and a measurement device connected to the biosensor chip,
The measuring instrument is
A control unit for measuring an electrical value of the biosensor chip mounted on the holder unit;
A switch for measurement connected to the control unit;
A display unit connected to the control unit and displaying the measured value;
A memory unit connected to the control unit for storing measurement values;
A biosensor measurement apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007286632A JP2009112416A (en) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | Puncture device, puncture device with biosensor and biosensor measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007286632A JP2009112416A (en) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | Puncture device, puncture device with biosensor and biosensor measuring apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009112416A true JP2009112416A (en) | 2009-05-28 |
Family
ID=40780253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007286632A Pending JP2009112416A (en) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | Puncture device, puncture device with biosensor and biosensor measuring apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009112416A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011137816A (en) * | 2009-12-30 | 2011-07-14 | Lifescan Inc | System, device and method for measuring whole blood hematocrit value based on initial filling speed |
WO2020230848A1 (en) | 2019-05-14 | 2020-11-19 | 学校法人 関西大学 | Puncture-assistance tool, pucture device, and puncture method |
WO2020230849A1 (en) | 2019-05-14 | 2020-11-19 | 学校法人 関西大学 | Puncture-assistance tool, and puncture method |
-
2007
- 2007-11-02 JP JP2007286632A patent/JP2009112416A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011137816A (en) * | 2009-12-30 | 2011-07-14 | Lifescan Inc | System, device and method for measuring whole blood hematocrit value based on initial filling speed |
WO2020230848A1 (en) | 2019-05-14 | 2020-11-19 | 学校法人 関西大学 | Puncture-assistance tool, pucture device, and puncture method |
WO2020230849A1 (en) | 2019-05-14 | 2020-11-19 | 学校法人 関西大学 | Puncture-assistance tool, and puncture method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4894039B2 (en) | Biosensor cartridge and biosensor device | |
US20090093695A1 (en) | Biosensor | |
JP2000116629A (en) | Mounting body | |
JP4953139B2 (en) | Biosensor chip | |
JP4957121B2 (en) | Biosensor cartridge | |
JP4576627B2 (en) | Puncture device integrated biosensor | |
JP4631030B2 (en) | Needle integrated biosensor | |
JP2009112416A (en) | Puncture device, puncture device with biosensor and biosensor measuring apparatus | |
US20100004559A1 (en) | Biosensor cartridge, method of using biosensor cartridge, biosensor device, and needle integral sensor | |
JP4682360B2 (en) | Needle integrated biosensor | |
JP4280033B2 (en) | Body fluid collection tool | |
WO2008023703A1 (en) | Biosensor cartridge | |
JP4586210B2 (en) | Needle integrated biosensor | |
JP2009095567A (en) | Needle-integrated type biosensor system | |
JP4448940B2 (en) | Needle integrated biosensor | |
JP4924925B2 (en) | Biosensor cartridge | |
JP4547535B2 (en) | Needle integrated biosensor | |
JP4894038B2 (en) | Biosensor cartridge | |
JP4924932B2 (en) | Biosensor cartridge, method of using biosensor cartridge, and biosensor device | |
JP2009268755A (en) | Measuring instrument coupled with needle | |
JP2007014646A (en) | Integrated needle type biosensor | |
JP2009050464A (en) | Needle-integrated measuring device | |
JP2008125755A (en) | Manufacturing method of biosensor cartridge | |
JP4595070B2 (en) | Needle integrated biosensor | |
JP2008036299A (en) | Biosensor cartridge |