JP4576628B2 - Needle integrated biosensor - Google Patents

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JP4576628B2 JP2005204422A JP2005204422A JP4576628B2 JP 4576628 B2 JP4576628 B2 JP 4576628B2 JP 2005204422 A JP2005204422 A JP 2005204422A JP 2005204422 A JP2005204422 A JP 2005204422A JP 4576628 B2 JP4576628 B2 JP 4576628B2
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

本発明は、針一体型バイオセンサーに関する。さらに詳しくは、皮膚を突き刺して血液を得るための穿刺針と、皮膚の表面に取り出された体液を採取し、分析するためのバイオセンサーとを一体化した構成を有する針一体型バイオセンサーに関する。   The present invention relates to a needle-integrated biosensor. More particularly, the present invention relates to a needle-integrated biosensor having a configuration in which a puncture needle for piercing the skin to obtain blood and a biosensor for collecting and analyzing body fluid taken on the surface of the skin are integrated.

従来より、糖尿病患者自らが採血して血中のグルコース値である血糖値を測定する場合がある。この場合、患者は採血針を着脱するランセットと称される採血器具を用い、自分の指先や腕などに採血針を刺して採血し、採血した血液を血糖値分析計に移して血糖値を測定している。このような測定方式では、患者は血糖値分析器、ランセット、採血針および分析素子といった数点からなる測定器具の一式を携帯所持し、必要時にそれらを組み合わせて測定しなければならず、操作法も長い訓練を要し、確実な測定を患者自身で行うことができるようになるまでかなりの時間を要する。実際に、指先、前腕以外の部位(腹壁、耳たぶ等)での測定は、熟練者ですら困難である。また、近年においては、より痛みの少ない低侵襲検体供給のニーズから、検体量が1μl以下で測定可能なバイオセンサーが開発されており、このような極微量な場合、またバイオセンサーへの検体を正確に供給する作業は非常に困難になる。その結果、測定の失敗を招き、被測定者である患者は再度穿刺して、またバイオセンサーも交換し、測定をやり直さなければならないという不都合がある。
特開平9−266898号公報 特公平8−20412号公報
Conventionally, a diabetic patient himself collects blood and measures a blood glucose level which is a glucose level in blood. In this case, the patient uses a blood collection device called a lancet that attaches and detaches the blood collection needle. is doing. In such a measurement method, the patient must carry a set of measuring instruments consisting of several points, such as a blood glucose analyzer, a lancet, a blood collection needle and an analytical element, and combine them when necessary to perform the measurement. However, it takes a long time to train and it takes a considerable amount of time before a reliable measurement can be performed by the patient. Actually, measurements at sites other than the fingertip and forearm (abdominal wall, earlobe, etc.) are difficult even for a skilled person. In recent years, biosensors that can be measured with a sample volume of 1 μl or less have been developed due to the need for supplying less invasive specimens with less pain. The work of supplying accurately becomes very difficult. As a result, the measurement fails, and the patient who is the subject has the inconvenience of having to puncture again and replacing the biosensor and restart the measurement.
JP-A-9-266898 Japanese Patent Publication No. 8-20412

そこで、いくつかの針一体型バイオセンサーが考え出された。まず、特許文献3に示された針一体型バイオセンサーでは、穿刺針の駆動部を備えたペン型(2色ボールペン様)の測定装置の内部に、穿刺針とバイオセンサーがそれぞれ別の位置にセットされており、ペン様の測定装置の先端部を被検体の皮膚にあてて、穿刺した後、バイオセンサーを先端部に露出させ、採血を行なうことで血糖測定が行なわれる。しかし、この方法では、針およびバイオセンサーを測定装置にそれぞれセットするという煩わしさは解消されていない。
特開2000−217804号公報
Thus, several needle-integrated biosensors have been devised. First, in the needle-integrated biosensor disclosed in Patent Document 3, the puncture needle and the biosensor are placed in different positions in a pen-type (two-color ballpoint pen-like) measuring device equipped with a puncture needle drive unit. The blood glucose measurement is performed by setting the tip of the pen-like measuring device to the skin of the subject and puncturing it, exposing the biosensor to the tip, and collecting blood. However, in this method, the troublesomeness of setting the needle and the biosensor in the measuring device has not been solved.
JP 2000-217804 A

また、特許文献4で示された針一体型バイオセンサーでは、穿刺針を外部の駆動に委ねるものであり、穿刺針が細長い小片状のバイオセンサーの長手方向に沿って平行に移動する一体構造をとっている。しかし、このタイプでは穿刺針がバイオセンサーから露出するため、穿刺針の先端を保護するカバーが必要であり、さらに穿刺針がバイオセンサーの採血搬送路および試薬層を移動するため、穿刺針が被検体の皮膚を突き刺す前に、穿刺針の表面が試薬で汚染される危険性がある。
再公表2002−056769号公報
Moreover, in the needle-integrated biosensor disclosed in Patent Document 4, the puncture needle is entrusted to external driving, and the puncture needle moves in parallel along the longitudinal direction of the elongated piece-like biosensor. Have taken. However, in this type, since the puncture needle is exposed from the biosensor, a cover for protecting the tip of the puncture needle is necessary, and the puncture needle moves through the blood collection conveyance path and the reagent layer of the biosensor, so that the puncture needle is covered. There is a risk that the surface of the puncture needle is contaminated with the reagent before the skin of the specimen is pierced.
Republished 2002-056769

本発明の目的は、少なくとも2枚の電極が設けられたバイオセンサーと、被検体の皮膚を突き刺して体液を採取するための穿刺針とが一体となって構成されたバイオセンサーにおいて、穿刺針の保護カバーなどを必要とせずに穿刺針を衛生的に保つことを可能とする針一体型バイオセンサーを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a biosensor in which a biosensor provided with at least two electrodes and a puncture needle for collecting body fluid by piercing the skin of a subject are integrated. An object of the present invention is to provide a needle-integrated biosensor that allows a puncture needle to be kept hygienic without requiring a protective cover or the like.

かかる本発明の目的は、少なくとも2枚の電気絶縁性の基板、これらに挟まれた空間に設置されたスペーサーおよび電極からなるバイオセンサーと、該バイオセンサー内に被検体の皮膚を突き刺して体液を採取するための穿刺針とが一体となって構成されたバイオセンサーにおいて、穿刺針と測定試料が導入される電極反応部とがブラシ状隔壁部によって隔離されている針一体型バイオセンサーによって達成される。 An object of the present invention is to provide a biosensor composed of at least two electrically insulating substrates, a spacer and an electrode placed in a space sandwiched between them, and pierce the skin of the subject into the biosensor to obtain a body fluid. In a biosensor configured integrally with a puncture needle for collection, this is achieved by a needle-integrated biosensor in which a puncture needle and an electrode reaction part into which a measurement sample is introduced are separated by a brush-like partition wall. The

本発明に係る針一体型バイオセンサーは、穿刺針の先端部分がブラシ状隔壁部によって電極反応部と隔離されているため、使用時まで穿刺針を衛生的に保つといった優れた効果を奏する。かかる構成により、穿刺針は穿刺時にのみ電極反応部を通過することとなるため、電極反応部に試薬層が設けられている場合にあっては、穿刺針が試薬層雰囲気下に保存されることがないため、保存中における試薬による汚染も有効に防止することができる。 The needle-integrated biosensor according to the present invention has an excellent effect of keeping the puncture needle hygienic until it is used because the tip of the puncture needle is separated from the electrode reaction portion by the brush-like partition wall. With this configuration, since the puncture needle passes through the electrode reaction part only at the time of puncture, the puncture needle is stored in the reagent layer atmosphere when a reagent layer is provided in the electrode reaction part. Therefore, contamination with reagents during storage can be effectively prevented.

また、隔壁部をブラシ状の形状とすることにより、穿刺針の貫通後に、再び隔壁部が形成されて隔壁部の貫通穴が塞がれるため、電極反応部以外への試料液の流れ込みを防ぐことができる。これにより、必要以上の体液の採取を行わずに測定が可能となるため、測定試料の少試料化を図ることができる。さらに、かかる構成よりなる針一体型バイオセンサーは、穿刺針の保護カバーなどの部材を必要としないため、操作性にも優れるとともに、製造コストの削減をも達成することができる。 Also, by the partition wall portion and the brush-like shape, after penetration of the puncture needle, again because the partition wall portion through-hole of the formed partition wall is closed, preventing the flow of sample liquid into the other electrode reaction portion be able to. As a result, measurement can be performed without collecting more body fluid than necessary, so that the number of measurement samples can be reduced. Furthermore, since the needle-integrated biosensor having such a configuration does not require a member such as a protective cover for the puncture needle, it is excellent in operability and can achieve reduction in manufacturing cost.

基板としては、電気絶縁性のものであれば足り、例えばプラスチック、生分解性材料、紙などが用いられ、好ましくはポリエチレンテレフタレートが用いられる。   As the substrate, it is sufficient if it is electrically insulating, for example, plastic, biodegradable material, paper or the like is used, and preferably polyethylene terephthalate is used.

電極は、基板上にスクリーン印刷法、蒸着法、スパッタリング法、箔貼り付け法、メッキ法などにより形成され、その材料としては、カーボン、銀、銀/塩化銀、白金、金、ニッケル、銅、パラジウム、チタン、イリジウム、鉛、酸化錫、白金黒などが挙げられる。ここで、カーボンとしては、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイル、カーボンナノホーン、フラーレン、デンドリマーもしくはそれらの誘導体を用いることができる。   The electrode is formed on the substrate by a screen printing method, a vapor deposition method, a sputtering method, a foil pasting method, a plating method, etc., and the materials include carbon, silver, silver / silver chloride, platinum, gold, nickel, copper, Examples include palladium, titanium, iridium, lead, tin oxide, and platinum black. Here, as the carbon, carbon nanotubes, carbon microcoils, carbon nanohorns, fullerenes, dendrimers, or derivatives thereof can be used.

電極は、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、搬送路内に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。   The electrode may be a two-pole method formed with a working electrode and a counter electrode or a three-pole method formed with a working electrode and a counter electrode, a reference electrode, or an electrode method with more poles. Here, when the tripolar method is adopted, in addition to the electrochemical measurement of the measurement target substance, it is possible to measure the moving speed of the blood sample introduced into the transport path, thereby measuring the hematocrit value. Moreover, you may be comprised by 2 or more sets of electrode systems.

これらの電極は、1枚の基板上にまとめて、あるいは2枚の基板上に分かれて形成されるが、試料体積を少なくする観点からは、電極は2枚の基板上に相対して配置される対面構造、具体的には2枚の基板表面上に形成した電極をレジスト層や接着剤層などからなるスペーサーを挟んでなる対面構造が好ましい。これにより、電気化学反応が効率よく進み、電極間距離および電極面積の縮小などにより反応層の容積を効果的に少量化できるため、結果として少試料化を測ることが出来る。   These electrodes are formed on a single substrate or separately on two substrates. From the viewpoint of reducing the sample volume, the electrodes are disposed relative to the two substrates. A facing structure in which an electrode formed on the surface of two substrates is sandwiched with a spacer made of a resist layer or an adhesive layer is preferable. Thereby, the electrochemical reaction proceeds efficiently, and the volume of the reaction layer can be effectively reduced by reducing the distance between the electrodes and the electrode area. As a result, the number of samples can be reduced.

電極が形成された基板上には、主に電極反応部に試薬層を形成することができる。試薬層はスクリーン印刷法またはデスペンサー法により形成され、この試薬層の電極表面または基板表面への固定化は、乾燥を伴う吸着法または共有結合法により行うことができる。バイオセンサーの電極反応部に配置する試薬としては、例えば血糖値測定用に構成する場合、酸化酵素であるグルコースオキシターゼおよびメディエータとしてのフェリシアン化カリウムを含むものが挙げられる。試薬が血液によって溶解されると、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、すなわち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。後述する測定装置本体内の電子回路は、このとき測定される陽極電流から、グルコース濃度(血糖値)を演算・決定し、本体表面に配置された表示部に表示する。   A reagent layer can be formed mainly on the electrode reaction part on the substrate on which the electrode is formed. The reagent layer is formed by a screen printing method or a dispenser method, and the reagent layer can be immobilized on the electrode surface or the substrate surface by an adsorption method involving drying or a covalent bonding method. Examples of the reagent disposed in the electrode reaction part of the biosensor include those containing glucose oxidase as an oxidase and potassium ferricyanide as a mediator when configured for blood glucose measurement. When the reagent is dissolved by the blood, the enzyme reaction is started. As a result, potassium ferricyanide coexisting in the reaction layer is reduced and potassium ferrocyanide, which is a reduced electron carrier, is accumulated. The amount is proportional to the substrate concentration, ie the glucose concentration in the blood. The reduced electron carrier accumulated for a certain time is oxidized by an electrochemical reaction. An electronic circuit in the main body of the measuring apparatus, which will be described later, calculates and determines the glucose concentration (blood glucose level) from the anode current measured at this time, and displays it on the display unit arranged on the main body surface.

また、採血口の周辺、電極あるいは電極反応部(試薬層)表面に界面活性剤、脂質を塗布することができる。界面活性剤や脂質の塗布により、試料の移動を円滑にさせることが可能となる。   In addition, a surfactant and lipid can be applied to the periphery of the blood collection port, the electrode, or the surface of the electrode reaction part (reagent layer). By applying a surfactant or lipid, the sample can be moved smoothly.

以上の採血が満たされる電極上に試薬層が設けられたバイオセンサーは、採血口から送り込まれる採血が電極上の試薬層と接触することにより、採血と試薬とが反応する。この反応は、電極における電気的な変化としてモニタリングされる。   In the biosensor in which the reagent layer is provided on the electrode filled with the above blood collection, the blood collection and the reagent react when the blood collected from the blood collection port contacts the reagent layer on the electrode. This reaction is monitored as an electrical change at the electrode.

さらに、バイオセンサーは電極がレジスト層により規定されていてもよく、このレジスト層もスクリーン印刷などで容易に形成できる。この場合のレジストも接着剤と同様、基板と反応あるいは溶解しないものであればよく、特に限定されないが、例えば、紫外線硬化型のビニル・アクリル系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂などが挙げられる。レジストの使用の目的は主に電極パターンを明確にし、上記の電極面積の規定をはっきりさせる以外にも、試薬層が存在しない試料搬送路を絶縁するなどの目的がある。そのため、レジスト層は接着剤層と同様のパターンを形成しても、形成しなくてもどちらでもよい。後者の場合、レジスト層は絶縁のために電極基板上に形成させるのが好ましい。さらに、このレジスト層は本発明の針一体型バイオセンサーの穿刺針が収まっている試料搬送路内における電極よりも厚く設けることで、穿刺針と電極との接触を抑えることができる。かかるレジスト層も、スクリーン印刷法により形成することが可能であり、例えば上記のいずれかの材料により約5〜500μm、好ましくは約10〜100μmの厚さで形成されるレジスト層はスペーサーとしても作用する。   Further, in the biosensor, the electrode may be defined by a resist layer, and this resist layer can be easily formed by screen printing or the like. The resist in this case is not particularly limited as long as it does not react or dissolve with the substrate, as in the case of the adhesive, and examples thereof include ultraviolet curable vinyl / acrylic resins, urethane acrylate resins, and polyester acrylate resins. Can be mentioned. The purpose of using the resist is mainly to clarify the electrode pattern and to clarify the above-mentioned definition of the electrode area, and to insulate the sample transport path where no reagent layer is present. Therefore, the resist layer may or may not form the same pattern as the adhesive layer. In the latter case, the resist layer is preferably formed on the electrode substrate for insulation. Furthermore, by providing this resist layer thicker than the electrode in the sample transport path in which the puncture needle of the needle-integrated biosensor of the present invention is accommodated, contact between the puncture needle and the electrode can be suppressed. Such a resist layer can also be formed by a screen printing method. For example, the resist layer formed with a thickness of about 5 to 500 μm, preferably about 10 to 100 μm, using any of the above-mentioned materials also acts as a spacer. To do.

2枚の基板は、アクリル樹脂系接着剤などの接着剤を介して接着されてバイオセンサーを構成する。かかる接着剤層も、スクリーン印刷法により形成することが可能であり、約5〜500μm、好ましくは約10〜100μmの厚さで形成され、かかる接着剤層はレジスト層同様スペーサーとしても作用する。なお、接着剤層中に上記試薬を含有させることもできる。接着剤層はレジスト層と同様のパターンあるいは異なるパターンのいずれであってもよい。   The two substrates are bonded via an adhesive such as an acrylic resin adhesive to constitute a biosensor. Such an adhesive layer can also be formed by a screen printing method, and is formed with a thickness of about 5 to 500 μm, preferably about 10 to 100 μm, and such an adhesive layer acts as a spacer as well as a resist layer. In addition, the said reagent can also be contained in an adhesive bond layer. The adhesive layer may be either the same pattern as the resist layer or a different pattern.

また、穿刺針を配置した以上の構成よりなる基板は、接続部に沿って折畳むことにより、折畳み成形体としてのバイオセンサーを製造することもできる。接続部としては、その長さがスペーサーの厚さ以上、すなわち0.5〜4mm、好ましくは1.0〜3.0mmのものが、好ましくは2枚の基板間に少なくとも2箇所以上設けられる。このような接続部は、絶縁性基板に、0.5〜0.9mm程度の長さであれば、例えば歯車状の薄い円盤であって、その凸部が刃となっているものを用いて、破線状のミシン目として形成され、また1〜4mm程度の長さの接続部については、絶縁性基板を型で打ち抜くことによりヒンジ成形される。ここで、1〜4mm程度の長さの接続部とした場合には、折畳み部分を熱圧着したり固定具を使って固定して反り返しを防ぐといった必要がない。このような折り畳み成形体であるバイオセンサーであれば、長大な基板の長軸方向に水平となるように折畳み線としての接続部を設け、さらに電極等を形成したうえで接続部に沿って折りたたんだ後、センサー形状に打ち抜くことにより、一度に大量のバイオセンサーを製造できる。このような製造方法により作製される針一体型バイオセンサーは、再現性も大変に良くなり、従来の積層法によっては成しえなかった特長を有している。   In addition, a biosensor as a folded molded body can be manufactured by folding the substrate having the above-described configuration in which the puncture needle is disposed along the connecting portion. As the connecting portion, the length of the connecting portion is not less than the thickness of the spacer, that is, 0.5 to 4 mm, preferably 1.0 to 3.0 mm, and preferably at least two places are provided between two substrates. If such a connection part has a length of about 0.5 to 0.9 mm on the insulating substrate, for example, a gear-shaped thin disk whose convex part is a blade, a broken line shape In addition, a connecting portion having a length of about 1 to 4 mm is hinge-molded by punching an insulating substrate with a mold. Here, when the connecting portion has a length of about 1 to 4 mm, there is no need to prevent the warping by fixing the folded portion by thermocompression bonding or using a fixture. In the case of a biosensor that is such a folded molded body, a connecting portion as a folding line is provided so as to be horizontal in the long axis direction of a long substrate, and further, an electrode or the like is formed and then folded along the connecting portion. After that, a large number of biosensors can be manufactured at once by punching into the sensor shape. The needle-integrated biosensor manufactured by such a manufacturing method has very good reproducibility and has features that cannot be achieved by a conventional lamination method.

被検体の皮膚から体液を採取するための穿刺針については、ブラシ状隔壁部を貫通して、また、吸引機構を備えた場合には試料採血口に設けた軟質材料をも貫通して、さらに被検体を穿刺する必要があるため、これに耐え得る強度を持ち、鋭利であることが望ましく、また穿刺時の痛みを抑えるために、細い穿刺針であることが好ましい。具体的には、テルモ社製で、21〜33ゲージのものが用いられる。穿刺針は被検体の皮膚を突き破ることができれば中空針であっても棒状針でも良い。さらに、穿刺針は使用されるまでバイオセンサー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先端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。 For the puncture needle for collecting body fluid from the skin of the subject, it penetrates the brush-like partition wall part, and if it is equipped with a suction mechanism, penetrates the soft material provided in the sample blood collection port, Since it is necessary to puncture the subject, it is desirable to have a strength that can withstand this, and to be sharp, and in order to suppress pain during puncture, a thin puncture needle is preferable. Specifically, a 21-33 gauge thing by Terumo company is used. The puncture needle may be a hollow needle or a rod-like needle as long as it can penetrate the subject's skin. Furthermore, since the puncture needle needs to be hygienicly stored in the biosensor until it is used, a photocatalytic function effective for antibacterial and antiviral effects may be imparted to the needle tip surface. In that case, a film of titanium oxide or titanium dioxide is desirable.

バイオセンサー内には、被検体の皮膚を突き刺して体液を採取するための穿刺針が配置される。穿刺針は、穿刺時に電極に対して平行、直交などいかなる配置とすることも可能であるが、好ましくは穿刺時に電極と直交する状態で配置される。穿刺針を電極と直交する状態で配置した場合には、測定用端子が穿刺針の軌道から外れた位置に配置されることで針一体型バイオセンサーの形状が穿刺針を中心線として左右非対称となるため、使用者にとってはそれが目印となって測定装置への挿入を左右誤らずにすみ、測定装置も本発明の針一体型バイオセンサーの測定用端子の位置を特定するための機構を備えることができる。   In the biosensor, a puncture needle for puncturing the subject's skin and collecting body fluid is arranged. The puncture needle can be arranged in any orientation such as parallel or orthogonal to the electrode at the time of puncturing, but is preferably arranged in a state orthogonal to the electrode at the time of puncturing. When the puncture needle is arranged in a state perpendicular to the electrode, the shape of the needle-integrated biosensor becomes asymmetrical with the puncture needle as the center line by arranging the measurement terminal at a position off the trajectory of the puncture needle. Therefore, for the user, the insertion into the measuring device can be performed without any mistake, and the measuring device also has a mechanism for specifying the position of the measurement terminal of the needle-integrated biosensor of the present invention. be able to.

隔壁部は、穿刺針の先端が電極反応部(試薬層)から隔てられるようにバイオセンサー内部に配置される。この隔壁部の形状としては、ブラシ状のものが用いられる。かかる隔壁部に用いられる材料としては、ナイロン、ポリブチレンテレフタレートなどの高分子材料が挙げられ、好ましくは滅菌が可能なものが用いられる。滅菌方法としては、エタノール滅菌、乾熱滅菌、オートクレーブ、紫外線、ガンマ線などが用いられ、例えばオートクレーブによる滅菌を行った寒天が、冷却後であってゲル化する前に隔壁部に適用される。さらに隔壁部には、抗菌作用を付与することもできる。抗菌作用のある材料としては銅や銀などの金属が知られており、これらの金属を隔壁部材料の表面に真空蒸着法またはスパッタリング法により付着させることで抗菌作用を持った隔壁部を得ることができる。隔壁部は、穿刺針が穿刺駆動を受けることにより、被検体の皮膚を突き破るまでの工程においては、穿刺針の表面に付着しないことおよびその破片などが採血に混入しないことが必要であるため、バイオセンサーの少なくとも一部分、例えば基板上にアクリル系接着剤などを用いて固定される。 The partition wall is arranged inside the biosensor so that the tip of the puncture needle is separated from the electrode reaction part (reagent layer). As the shape of the partition wall , a brush shape is used . Examples of the material used for the partition wall include polymer materials such as nylon and polybutylene terephthalate , and preferably a material that can be sterilized is used. As the sterilization method, ethanol sterilization, dry heat sterilization, autoclave, ultraviolet rays, gamma rays, and the like are used. For example, agar sterilized by autoclave is applied to the partition wall after cooling and before gelation. Furthermore, an antibacterial action can be imparted to the partition wall. Metals such as copper and silver are known as antibacterial materials, and these metal parts are adhered to the surface of the partition wall material by vacuum deposition or sputtering to obtain a partition wall having antibacterial activity. Can do. In the process until the puncture needle receives the puncture drive and the puncture needle punctures the skin of the subject, the partition wall portion needs not to adhere to the surface of the puncture needle and its fragments should not be mixed into the blood collection. It is fixed on at least a part of the biosensor, for example, on the substrate using an acrylic adhesive.

ブラシ状隔壁部としては、例えば歯ブラシのように、各々の毛の長さが統一され、等間隔かつ密集するように毛の根本が接着剤によって固定されているものが用いられる。この接着により、毛先の反対部分である毛の根本が接着剤層となり、これを試薬層と穿刺針の先端を隔てる隔壁部として貼り付けることができる。この場合、ブラシの配置の方法についていくつか挙げられる。例えば、ブラシの長さがバイオセンサー内部の基板間の距離とほぼ同じ場合、どちらか片方の基板のみあるいは毛先にも接着剤層を設けて両基板にブラシの接着剤層を貼り付ければよく、ブラシの長さがバイオセンサー内部の基板間の距離の約半分程度である場合には双方の基板にブラシの接着剤層を貼り付けることにより、ブラシ先端が対面となるようにブラシが配置される。両端を固定されているブラシにあっては、毛は元の状態に戻りやすいという特徴があり、ブラシ先端が向き合うように配置されたブラシは、穿刺針の先端がブラシの先端のみと接触するため、毛の幹を刺すことがなく、被検体の皮膚に穿刺針が到達する前の穿刺針先端の状態がより鋭利な状態のまま穿刺できるといった特徴がある。いずれの場合も、毛は一列のみを配列したものであっても、複数列配列したものであってもよい。 The brush-like partition portion, for example, as toothbrushes, are unified length of each bristle, at equal intervals hair root to densely is used that is fixed by an adhesive. By this adhesion, the root of the hair, which is the opposite portion of the hair tip, becomes an adhesive layer, which can be affixed as a partition that separates the reagent layer and the tip of the puncture needle. In this case, there are several methods for arranging the brushes. For example, if the length of the brush is almost the same as the distance between the substrates inside the biosensor, it is only necessary to provide an adhesive layer on only one of the substrates or on the hair tip and attach the brush adhesive layer to both substrates. When the length of the brush is about half the distance between the substrates inside the biosensor, the brush is placed so that the brush tip faces the other by attaching the adhesive layer of the brush to both substrates The The brush with both ends fixed has a feature that the bristles are easy to return to the original state, and the brush arranged so that the tip of the brush faces each other is because the tip of the puncture needle contacts only the tip of the brush There is a feature that the puncture needle tip can be punctured without being pierced by the hair trunk, with the state of the tip of the puncture needle before the puncture needle reaches the skin of the subject being sharper. In any case, the hair may be arranged in only one row or in a plurality of rows.

かかる構成によって、穿刺針と電極反応部(試薬層)とが穿刺時直前に至るまで隔離され、穿刺時に穿刺針の先端が毛間および電極反応部(試薬層)を通って、被検体の皮膚を穿刺することとなるので、使用時まで穿刺針を衛生的に保つことができ、また電極反応部に試薬層が設けられている場合にあっても、穿刺針が試薬層雰囲気下に保存されることがないため、保存中における試薬による汚染も防止することができる。同様に、採血口の周辺、電極あるいは試薬層(電極反応部)表面に塗布された界面活性剤、脂質などにより穿刺針が汚染されることもない。さらに、穿刺後は針が元の位置に戻り、ブラシもまたもとの状態となって電極反応部(試薬層)と針との間を隔てることとなるため、採血は穿刺採血口から導入されたのち電極反応部(試薬層)にまでは到達するものの、ブラシよりも先へ入り込むことがないので、電極反応部以外への試料液の流れ込みを防ぐことができる。これにより、必要以上の体液の採取を行わずに測定が可能となるため、測定試料の少試料化を図ることができる。   With this configuration, the puncture needle and the electrode reaction part (reagent layer) are separated until just before puncturing, and the tip of the puncture needle passes between the hair and the electrode reaction part (reagent layer) at the time of puncture, and the skin of the subject. Thus, the puncture needle can be kept hygienic until use, and the puncture needle is stored in the reagent layer atmosphere even when a reagent layer is provided in the electrode reaction part. Therefore, contamination with reagents during storage can be prevented. Similarly, the puncture needle is not contaminated by a surfactant, lipid, or the like applied to the periphery of the blood collection port, the electrode or the reagent layer (electrode reaction part) surface. Furthermore, after the puncture, the needle returns to its original position, and the brush is also in its original state, separating the electrode reaction part (reagent layer) and the needle, so blood collection is introduced from the puncture blood collection port. After that, although it reaches the electrode reaction part (reagent layer), it does not enter before the brush, so that it is possible to prevent the sample liquid from flowing into other than the electrode reaction part. As a result, measurement can be performed without collecting more body fluid than necessary, so that the number of measurement samples can be reduced.

以上の構成よりなるバイオセンサーは、製造時において、外気よりも陰圧の条件下、好ましくは真空条件下において、その穿刺採血口をシリコーンゴム、軟質ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、発泡スチロールなどの軟質材料で覆い、また穿刺駆動側についてはバイオセンサーを構成する2枚の基板と穿刺針の支持体との間を、天然ゴムなどの伸縮性材料などで密栓状態となるように構成することで、センサー内部が陰圧状態で密閉され、穿刺後の採血の移動について毛細管現象に加えて、吸引手段を併用することができる。このとき、穿刺直後に穿刺針を穿刺方向とは反対にさらに引っ張ることで伸縮性材料が伸び、内部の陰圧がさらに強くなるようにして採血を吸引することもできる。このような構成を採用することにより、採血を円滑に行なうことが可能となる。ここで、穿刺針と電極とを穿刺時において直行させる状態で配置させた場合には、端子を穿刺針の軌道から外すことができるので、穿刺針を含むバイオセンサー内部を陰圧に保つための気密性を保つための構造を容易に得ることができる。また、穿刺採血口を覆う軟質材料は、陰圧を維持するとともに、被検体の皮膚と穿刺採血口との密着性を向上させるといった効果も併せて奏する。   The biosensor having the above-described configuration is made of a soft material such as silicone rubber, soft polyurethane, polyvinyl chloride, or polystyrene foam at the time of manufacture under conditions of negative pressure, preferably vacuum conditions, than the outside air. On the puncture drive side, the inside of the sensor can be constructed by using a stretchable material such as natural rubber between the two substrates constituting the biosensor and the puncture needle support. Is sealed in a negative pressure state, and a suction means can be used in addition to capillary action for the movement of blood collection after puncture. At this time, immediately after the puncture, the puncture needle is further pulled in the direction opposite to the puncture direction, so that the stretchable material is stretched and the negative pressure inside can be further increased to suck the blood sample. By adopting such a configuration, blood can be collected smoothly. Here, when the puncture needle and the electrode are arranged in a state where they are perpendicular to each other at the time of puncture, the terminal can be removed from the trajectory of the puncture needle, so that the inside of the biosensor including the puncture needle is maintained at a negative pressure. A structure for maintaining airtightness can be easily obtained. In addition, the soft material covering the puncture blood collection port has an effect of maintaining negative pressure and improving the adhesion between the skin of the subject and the puncture blood collection port.

本発明の針一体型バイオセンサーは穿刺駆動を備えた測定装置により穿刺・採血・測定の一連の操作が成されることが望ましい。その場合、例えば穿刺駆動については針がバイオセンサーの軟質材料を貫通して被検体の皮膚を突き破る機構と、穿刺直後、速やかに元の位置に戻る機構を備えていることが望ましい。   In the needle-integrated biosensor of the present invention, it is desirable that a series of operations of puncture, blood collection, and measurement be performed by a measurement device having a puncture drive. In this case, for example, with respect to puncture driving, it is desirable to have a mechanism in which the needle penetrates the soft material of the biosensor and breaks through the skin of the subject, and a mechanism that quickly returns to the original position immediately after puncturing.

さらに、本発明の針一体型バイオセンサーが吸引機構を備えている場合、採血時の吸引力を高めるために、測定装置内の穿刺駆動系をさらに改良しても良い。すなわち、穿刺直後に穿刺針の配置を元に戻す方向の機構を使って、穿刺針を穿刺方向とは反対にさらに引っ張ることで伸縮性材料が伸び、内部の陰圧がさらに強くなるようにしても良い。   Furthermore, when the needle-integrated biosensor of the present invention includes a suction mechanism, the puncture drive system in the measurement device may be further improved in order to increase the suction force during blood collection. That is, by using a mechanism that returns the puncture needle to its original position immediately after puncture, the stretchable material is stretched by further pulling the puncture needle in the opposite direction to the puncture direction, and the internal negative pressure is further increased. Also good.

針一体型バイオセンサー用測定装置としては、針一体型バイオセンサーを使用した測定が繰り返し確実に行なえるための操作性および耐久性が確保され、かつ持ち運びが容易であるものが用いられ、測定装置は、下部にある導入部に針一体型バイオセンサーを穿刺針支持体が上を向くように挿入させ、バイオセンサーの端子が測定装置のコネクターと接続することで測定が可能な状態となり、次に、穿刺駆動を針一体型バイオセンサー内部に与えるために引き金を引くことで測定の準備が完了し、あとは穿刺開始ボタンのスイッチを押すことで穿刺・採血・測定の順序で自動的に作動し、最終的に測定結果が導かれる仕組みのものが用いられる。   As a measuring device for a needle-integrated biosensor, a measuring device that uses operability and durability to ensure repeatable and reliable measurement using a needle-integrated biosensor and is easy to carry is used. Insert the needle-integrated biosensor into the introduction part at the bottom so that the puncture needle support is facing upward, and the terminal of the biosensor is connected to the connector of the measuring device, so that measurement is possible. The preparation for the measurement is completed by pulling the trigger to give the puncture drive to the inside of the needle integrated biosensor, and then the puncture, blood collection, and measurement are automatically activated by pressing the puncture start button switch. A system that finally leads to measurement results is used.

測定装置の構造上の特徴の一例を、さらに詳しく述べる。本測定装置は穿刺針駆動部と測定装置部が一体化しており、穿刺針駆動部は引き金部、穿刺開始ボタン部、バネなどの弾性体による駆動部から構成される。一方、測定装置部については、センサー導入部、コネクター、電気化学測定用回路、メモリ部、操作パネル、バイオセンサーの電極における電気的な値を計測する計測部および計測部における計測値を表示する表示部を基本構成としており、さらに、無線手段として電波、例えばブルートゥース(登録商標)を搭載することもできる。かかるスライド構造により、針一体型バイオセンサーを確実にホールドした状態を保ったまま穿刺駆動を受けるので、測定装置全体としての強度を高めることができる。測定装置には、さらに針一体型バイオセンサーの穿刺針を中心線とした左右非対称構造を測定用端子の突出部で認識できる機構を備えることができる。   An example of the structural features of the measuring device will be described in more detail. In this measurement apparatus, the puncture needle drive unit and the measurement apparatus unit are integrated, and the puncture needle drive unit includes a trigger unit, a puncture start button unit, and a drive unit using an elastic body such as a spring. On the other hand, for the measuring device section, the sensor introduction section, the connector, the electrochemical measurement circuit, the memory section, the operation panel, the measurement section that measures the electrical values at the electrodes of the biosensor, and the display that displays the measurement values at the measurement section Further, a radio wave, for example, Bluetooth (registered trademark) can be mounted as a wireless means. With such a slide structure, since the puncture drive is received while the needle-integrated biosensor is securely held, the strength of the entire measuring apparatus can be increased. The measurement device can further include a mechanism that can recognize the left-right asymmetric structure with the puncture needle of the needle-integrated biosensor as the center line by the protruding portion of the measurement terminal.

測定装置の穿刺駆動は、針一体型バイオセンサー上部を鉛直方向にたたいた後、速やかに戻る機構がよく、さらに被検体の皮膚を穿刺する深度が調整可能な機構を有することが好ましい。   The puncture drive of the measuring device is preferably a mechanism that returns quickly after tapping the upper part of the needle-integrated biosensor in the vertical direction, and preferably has a mechanism that can adjust the depth at which the skin of the subject is punctured.

測定装置には糖尿病疾患による視覚障害に対応した音声ガイド機能及び音声認識機能、電波時計の内臓による測定データ管理機能、測定データなどの医療機関などへの通信機能、充電機能などを併せ持たせることができる。   The measuring device must have voice guidance and voice recognition functions for visual impairment caused by diabetes, measurement data management functions using the built-in radio clock, communication functions for medical data such as measurement data, and charging functions. Can do.

測定装置の計測部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 measurement unit of the measurement apparatus is not particularly limited, and potential step chronoamperometry, coulometry, cyclic voltammetry, or the like can be used.

以上より、本発明の針一体型バイオセンサーは、使用者を限定することのない、すなわち、ユニバーサルな企画に対応し得るものとなっている。   As described above, the needle-integrated biosensor of the present invention does not limit the user, that is, can handle a universal project.

本発明による実施態様の針一体型バイオセンサーについて、それぞれ図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。   The needle-integrated biosensor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

図1は、本発明の針一体型バイオセンサーの一組立例を示している。図1a)〜c)は針一体型バイオセンサーの製作例であり、i)は針一体型バイオセンサーの製作に要する構成材料、ii) 及びiii)では、その成形体を示している。図1a)にはバイオセンサーの基板1、1の一方の表面に導電体7、7が形成されているものとレジスト層6が示されている。該レジスト層6はスペーサー2の役割も果たすほか、電極面積を規定し、また、電極表面と穿刺時における穿刺針との接触を防ぐためにも設けられる。従って該レジスト層6には貫通穴4が設けられている。ここで、基板1は角を丸めることで安全に使用できるものとなっている。図1b)はレジスト層上に接着剤層5が形成される様子を示している。ここで、接着剤層5も基板1、1の板部材間に設けられるので、レジスト層と同様、スペーサー2の役割を果たす。また、図1b)ii)ではレジスト層6と接着剤層5とで面積が規定された電極およびその電極反応部13が示されている。図1c)i)には穿刺針部14の構成が示されており、穿刺針部14は穿刺針20とそれを支える支持体19および外部駆動の接続部17から構成され、外部駆動接続部17が穿刺駆動を備えた測定装置に接続されることで測定装置からの穿刺駆動を得られる仕組みとなっている。また、図1c)には穿刺針部14が穿刺時に電極と直交する状態となるように配置されている。図1c)i)には、隔壁部36を構成する部材が示されており、これは図1c)ii)に示されるように電極反応層(試薬層)と穿刺針部14とを隔離できる箇所に配置される。図1c)iii)には接続部21を介して形成された折り畳み成形体である針一体型バイオセンサー3が示されている。   FIG. 1 shows an assembly example of the needle-integrated biosensor of the present invention. FIGS. 1a) to c) are examples of manufacturing a needle-integrated biosensor, i) is a constituent material required for manufacturing the needle-integrated biosensor, and ii) and iii) indicate the molded body. FIG. 1a) shows a resist layer 6 in which conductors 7, 7 are formed on one surface of a substrate 1, 1 of a biosensor. The resist layer 6 serves not only as a spacer 2 but also to define the electrode area and to prevent contact between the electrode surface and the puncture needle during puncture. Accordingly, the through hole 4 is provided in the resist layer 6. Here, the board | substrate 1 can be safely used by rounding a corner | angular. FIG. 1b) shows how the adhesive layer 5 is formed on the resist layer. Here, since the adhesive layer 5 is also provided between the plate members of the substrates 1 and 1, it plays the role of the spacer 2 like the resist layer. FIG. 1 b) ii) shows an electrode whose area is defined by the resist layer 6 and the adhesive layer 5 and its electrode reaction part 13. FIG. 1c) i) shows the configuration of the puncture needle section 14. The puncture needle section 14 is composed of a puncture needle 20, a support body 19 that supports the puncture needle 20, and an external drive connection section 17, and the external drive connection section 17 is shown. Is connected to a measuring device equipped with a puncture drive so that the puncture drive from the measurement device can be obtained. Further, in FIG. 1c), the puncture needle portion 14 is arranged so as to be orthogonal to the electrode at the time of puncture. FIG. 1c) i) shows the members constituting the partition wall 36, which can isolate the electrode reaction layer (reagent layer) and the puncture needle 14 as shown in FIG. 1c) ii). Placed in. FIG. 1 c) iii) shows a needle-integrated biosensor 3 which is a folded molded body formed via a connection portion 21. FIG.

図2は、図1で示した針一体型バイオセンサー3の断面図を示している。図2b)は図2a)で示したA-A’断面図を示している。この図が示すように、バイオセンサーの基板1上に設けられたパターン表面に穿刺針14が配置され、隔壁部36の配置により、試薬層13と穿刺針20とが隔離されている。また、穿刺針部14は穿刺時における電極表面との接触をレジスト層の形成により避けられる構造となっている。したがって、試薬層が電極の表面に形成されていても、該試薬層と穿刺針部14との穿刺時における接触を防ぐことができるため、穿刺針20の試薬による汚染を防ぐことができる。図2c)は図2a)で示したB-B’断面図を示している。これらの図が示すように、本発明の針一体型バイオセンサー3は1枚の基板1の内側に形成された電極10、10の長軸方向に対して、穿刺針14が穿刺時に直交となるように配置されることで端子11を穿刺針14の軌道から外すことができる。また、端子11が穿刺針14の軌道から外れた位置に配置されるため、針一体型バイオセンサー3の形状が穿刺針を中心線とした左右非対称となり、使用者にとってはそれが目印となって測定装置への挿入を左右誤らずにすみ、測定装置も本発明の針一体型バイオセンサー3の端子11の位置を特定するための機構を備えることができる。また、電極の幅及び電極間距離を小さくすることで、その部分の基板の幅も小さくなるので、試料液量の少量化を図ることができる。   FIG. 2 shows a cross-sectional view of the needle-integrated biosensor 3 shown in FIG. FIG. 2b) shows a cross-sectional view taken along the line A-A 'shown in FIG. 2a). As shown in this figure, the puncture needle 14 is arranged on the pattern surface provided on the biosensor substrate 1, and the reagent layer 13 and the puncture needle 20 are isolated by the arrangement of the partition wall 36. Further, the puncture needle portion 14 has a structure in which contact with the electrode surface during puncture can be avoided by forming a resist layer. Therefore, even if the reagent layer is formed on the surface of the electrode, contact between the reagent layer and the puncture needle portion 14 can be prevented, so that contamination of the puncture needle 20 with the reagent can be prevented. FIG. 2c) shows a cross-sectional view along B-B 'shown in FIG. 2a). As shown in these figures, the needle-integrated biosensor 3 of the present invention is perpendicular to the long axis direction of the electrodes 10 and 10 formed inside one substrate 1 when the puncture needle 14 is punctured. Thus, the terminal 11 can be removed from the trajectory of the puncture needle 14. Further, since the terminal 11 is disposed at a position off the trajectory of the puncture needle 14, the shape of the needle-integrated biosensor 3 is asymmetrical with the puncture needle as the center line, which is a mark for the user. The insertion into the measuring device can be performed without mistake, and the measuring device can also be provided with a mechanism for specifying the position of the terminal 11 of the needle-integrated biosensor 3 of the present invention. Further, by reducing the width of the electrode and the distance between the electrodes, the width of the substrate at that portion is also reduced, so that the amount of the sample solution can be reduced.

図3は、図2b)で示した断面図の隔壁部周辺拡大図(a)およびブラシ状隔壁部の動作機構(b〜e)を示す。図3a)に示されるように、隔壁部36の配置により、試薬層13と穿刺針20とが隔離されている。図3b〜e)は隔壁部をさらに拡大した図である。b)に示される如く、隔壁部36はブラシ38とブラシ接着剤層37から構成され、ブラシ38が2枚の基板表面のレジスト層上にそれぞれ設置され、対面配置されている。図3c)は穿刺針20が対面配置のブラシ38の境目を通過し始めている様子、図3d)は穿刺針20が対面配置のブラシ38を貫通した状態、図3e)は穿刺針20が皮膚を穿刺後にブラシ38の内側の定位置に戻った様子をそれぞれで示している。ここで、図3e)では皮膚への穿刺後、採血24が試薬層13を満たしているが、穿刺針20のある空間には達していない。この採血24の進入を阻んでいるのは、ブラシ間で働く血液の表面張力が働いたことが挙げられる。一方で、ブラシ36は空気を通すため、それが採血24の試薬層13への流入を促す空気排気を行なっている。   FIG. 3 shows an enlarged view (a) of the partition wall periphery of the cross-sectional view shown in FIG. 2 (b) and an operation mechanism (b to e) of the brush-like partition wall. As shown in FIG. 3 a), the reagent layer 13 and the puncture needle 20 are isolated by the arrangement of the partition wall 36. 3b to 3e are enlarged views of the partition wall. As shown in b), the partition wall 36 is composed of a brush 38 and a brush adhesive layer 37, and the brushes 38 are respectively disposed on the resist layers on the surface of the two substrates and are arranged facing each other. 3c) shows that the puncture needle 20 starts to pass through the border of the facing brush 38, FIG. 3d) shows a state in which the puncture needle 20 penetrates the facing brush 38, and FIG. 3e) shows that the puncture needle 20 penetrates the skin. Each of them shows a return to a fixed position inside the brush 38 after puncturing. Here, in FIG. 3e), the blood collection 24 fills the reagent layer 13 after puncturing the skin, but does not reach the space where the puncture needle 20 is located. The entry of the blood collection 24 is impeded by the surface tension of blood acting between the brushes. On the other hand, since the brush 36 allows air to pass therethrough, the brush 36 performs air exhaust to prompt the blood collection 24 to flow into the reagent layer 13.

図4は図1で示した針一体型バイオセンサー3の使用例を示している。図4ではa)〜d)で各工程を示し、i)とii)ではそのときの針一体型バイオセンサー3の状態をi)では構成図、ii)では図2a)で示したA-A'断面図で示している。図4a)は穿刺駆動つきの測定装置に接続された針一体型バイオセンサー3の使用前の状態を示す。このとき、被検体としての皮膚が、針一体型バイオセンサー3の穿刺採血口12に密着している。図4b)は穿刺の状態が示されており、図示されてはいないが、穿刺針20はセンサーから突出して皮膚も突き刺している。図4c)は穿刺後に穿刺針部14が元の位置に戻った状態を示している。図4d)はその後で、穿刺した皮膚からの採血24を毛細管現象によって吸引している状態を示している。 FIG. 4 shows an example of use of the needle-integrated biosensor 3 shown in FIG. In FIG. 4, each step is shown by a) to d), i) and ii) show the state of the needle-integrated biosensor 3 at that time in i), and ii) shows the A-A shown in FIG. 2a). 'Shown in cross section. FIG. 4a) shows a state before use of the needle-integrated biosensor 3 connected to a measuring apparatus with a puncture drive. At this time, the skin as the subject is in close contact with the puncture blood collection port 12 of the needle-integrated biosensor 3. FIG. 4b) shows the state of the puncture, and although not shown, the puncture needle 20 protrudes from the sensor and also pierces the skin. FIG. 4c) shows a state where the puncture needle portion 14 has returned to its original position after puncturing. FIG. 4d) shows a state in which the blood collection 24 from the punctured skin is subsequently sucked by capillary action.

図5は、本発明の針一体型バイオセンサーの他の構成例を示している。図5a)〜d)は針一体型バイオセンサーの製作例であり、i)は針一体型バイオセンサーの製作に要する構成材料、ii) 及びiii)では、その成形体を示している。図1で示した針一体型バイオセンサーとの相違点は採血の吸引機構を備えている点にある。採血吸引機構は、穿刺採血口12付近への軟質材料15と基板1と穿刺針支持体17との間の空間を密閉するための伸縮材16により、試料搬送路・穿刺駆動部8を外気と遮断することで成り立っている。さらに、該軟質材は被検体の皮膚を穿刺採血口12と密着させるためにも役立ち、また折畳み構造に必要な基板の繋目21は、図5d)ii)で示されるように伸縮材16を基板1に固定するためのフック22にもなっている。   FIG. 5 shows another configuration example of the needle-integrated biosensor of the present invention. FIGS. 5a) to 5d) are examples of manufacturing a needle-integrated biosensor, i) is a constituent material required for manufacturing the needle-integrated biosensor, and ii) and iii) indicate the molded body. The difference from the needle-integrated biosensor shown in FIG. 1 is that a blood collection suction mechanism is provided. The blood collection / suction mechanism uses the elastic material 16 for sealing the space between the soft material 15 near the puncture blood collection port 12 and the substrate 1 and the puncture needle support 17 to allow the sample conveyance path / puncture drive unit 8 to be exposed to the outside air. It consists of blocking. Further, the soft material is useful for bringing the skin of the subject into close contact with the puncture blood collection port 12, and the joint 21 of the substrate necessary for the folding structure is provided with the stretchable material 16 as shown in FIG. 5d) ii). It also serves as a hook 22 for fixing to the substrate 1.

図6は、図5で示した針一体型バイオセンサー3の断面図を示している。図6b)は図6a)で示したA-A’断面図を示している。図2で示した針一体型バイオセンサーとの相違点は採血の吸引機構を備えている点にあり、穿刺採血口12には軟質材料15が設置され、穿刺針部14は伸縮材16によって基板1、1と接着部23で固定されている。   FIG. 6 shows a cross-sectional view of the needle-integrated biosensor 3 shown in FIG. FIG. 6b) shows a cross-sectional view taken along the line A-A 'shown in FIG. 6a). 2 differs from the needle-integrated biosensor shown in FIG. 2 in that it has a blood collection suction mechanism. A soft material 15 is installed in the puncture blood collection port 12, and the puncture needle portion 14 is formed on the substrate by an elastic material 16. 1 and 1 and the bonding part 23 are fixed.

図7は、図5で示した針一体型バイオセンサー3の使用例を示している。図7ではa)〜d)で各工程を示し、i)とii)ではそのときの針一体型バイオセンサー3の状態をi)では構成図、ii)では図6a)で示したA-A’断面図で示している。図7a)は穿刺駆動つきの測定装置に接続された針一体型バイオセンサー3の使用前の状態を示す。このとき、被検体としての皮膚が、針一体型バイオセンサー3の穿刺採血口12に設けられた軟質材料15に密着している。図7b)は穿刺の状態が示されており、穿刺針20が軟質材料15を貫通している状態を示している。図示されてはいないが、穿刺針20は皮膚も突き刺している。また、伸縮材16は縮んでいる様子がわかる。図7c)は穿刺後に穿刺針部14が元の位置に戻った状態を示している。ここでは、穿刺針20によって貫通された軟質材料15が示されている。この状態では、バイオセンサー内の陰圧が穿刺された皮膚に向かってかけられている。図7d)はその後で、穿刺した皮膚からの出血24を内部の陰圧によって吸引している状態を示している。 FIG. 7 shows a usage example of the needle-integrated biosensor 3 shown in FIG. In FIG. 7, each step is shown by a) to d), i) and ii) show the state of the needle-integrated biosensor 3 at that time in i), and in ii) A-A shown in FIG. 6a). 'Shown in cross section. FIG. 7a) shows a state before use of the needle-integrated biosensor 3 connected to a measuring device with a puncture drive. At this time, the skin as the subject is in close contact with the soft material 15 provided in the puncture blood collection port 12 of the needle-integrated biosensor 3. FIG. 7 b) shows a state of puncture, and shows a state where the puncture needle 20 penetrates the soft material 15. Although not shown, the puncture needle 20 also pierces the skin. Further, it can be seen that the elastic material 16 is contracted. FIG. 7c) shows a state where the puncture needle portion 14 has returned to its original position after puncturing. Here, the soft material 15 penetrated by the puncture needle 20 is shown. In this state, the negative pressure in the biosensor is applied to the punctured skin. FIG. 7d) shows a state in which the bleeding 24 from the punctured skin is subsequently sucked by the internal negative pressure.

本発明に係る針一体型バイオセンサーの一組立例を示す図である。It is a figure which shows one assembly example of the needle-integrated biosensor according to the present invention. 本発明に係る針一体型バイオセンサーの一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of the needle-integrated biosensor according to the present invention. 本発明に係る針一体型バイオセンサーにおけるブラシ状隔壁部の一動作機構を示す図である。It is a figure which shows one operation | movement mechanism of the brush-shaped partition part in the needle | hook integrated biosensor which concerns on this invention. 本発明に係る針一体型バイオセンサーの一使用例を示す図である。It is a figure which shows the usage example of the needle | hook integrated biosensor which concerns on this invention. 本発明に係る吸引型針一体型バイオセンサーの他の組立例を示す図である。It is a figure which shows the other assembly example of the suction type needle | hook integrated biosensor which concerns on this invention. 本発明に係る吸引型針一体型バイオセンサーの他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the aspiration type | mold integrated biosensor which concerns on this invention. 本発明に係る吸引型針一体型バイオセンサーの他の使用例を示す図である。It is a figure which shows the other usage example of the suction type | mold needle integrated biosensor which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 スペーサー
3 針一体型バイオセンサー
4 貫通穴
5 接着剤層
6 レジスト層
7 導電体
8 試料搬送路・穿刺針通路
10 電極
11 端子
12 穿刺採血口
13 電極反応部(試薬層)
14 穿刺針部
15 軟質材料
17 外部駆動接続部
18 折畳み成形体
19 穿刺針支持体
20 穿刺針
21 接続部
22 フック
23 接着部
24 採血
36 隔壁部
37 ブラシ接着剤層
38 ブラシ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Spacer 3 Needle-integrated biosensor 4 Through hole 5 Adhesive layer 6 Resist layer 7 Conductor 8 Sample transport path / puncture needle path 10 Electrode 11 Terminal 12 Puncture blood sampling port 13 Electrode reaction part (reagent layer)
14 Puncture Needle 15 Soft Material 17 External Drive Connection 18 Folding Molded Body 19 Puncture Needle Support 20 Puncture Needle 21 Connection 22 Hook 23 Adhesion 24 Blood Collection 36 Partition 37 Brush Adhesive Layer 38 Brush

Claims (8)

少なくとも2枚の電気絶縁性の基板、これらに挟まれた空間に設置されたスペーサーおよび電極からなるバイオセンサーと、該バイオセンサー内に被検体の皮膚を突き刺して体液を採取するための穿刺針とが一体となって構成されたバイオセンサーにおいて、
穿刺針と測定試料が導入される電極反応部とがブラシ状隔壁部によって隔離されていることを特徴とする針一体型バイオセンサー。
A biosensor comprising at least two electrically insulating substrates, a spacer and an electrode placed in a space between them, and a puncture needle for piercing the skin of the subject into the biosensor to collect a body fluid; In the biosensor configured as a unit,
A needle-integrated biosensor characterized in that a puncture needle and an electrode reaction part into which a measurement sample is introduced are separated by a brush-like partition wall part.
さらに電極反応部に試薬層が設けられた請求項1記載の針一体型バイオセンサー。   The needle-integrated biosensor according to claim 1, further comprising a reagent layer provided in the electrode reaction part. ブラシ状隔壁部に用いられる材料が、高分子材料である請求項1記載の針一体型バイオセンサー。The needle-integrated biosensor according to claim 1, wherein the material used for the brush-like partition wall is a polymer material. 高分子材料が、ナイロンまたはポリブチレンテレフタレートである請求項3記載の針一体型バイオセンサー。The needle-integrated biosensor according to claim 3, wherein the polymer material is nylon or polybutylene terephthalate. 滅菌処理または抗菌作用が付与されたブラシ状隔壁部が用いられる請求項1記載の針一体型バイオセンサー。The needle-integrated biosensor according to claim 1, wherein a brush-like partition wall to which sterilization treatment or antibacterial action is applied is used. スペーサーが、レジスト層および/または接着剤層により構成される請求項1記載の針一体型バイオセンサー。The needle-integrated biosensor according to claim 1, wherein the spacer is composed of a resist layer and / or an adhesive layer. レジスト層が、電極よりも厚く形成される請求項6記載の針一体型バイオセンサー。The needle-integrated biosensor according to claim 6, wherein the resist layer is formed thicker than the electrode. さらに、穿刺針の先にある穿刺採血口が穿刺可能な軟質材料で密閉され、該穿刺針の後部は伸縮性材料により2枚の基板と穿刺針を基板に固定するための穿刺針支持体との隙間を密閉するとともに、バイオセンサー内部を陰圧に保ち、該穿刺針が軟質材料と皮膚の両方を同時に突き破ることで、吸引採血し、検出成分を測定することを特徴とした請求項1記載の針一体型バイオセンサー。Further, the puncture blood collection port at the tip of the puncture needle is sealed with a puncturable soft material, and the rear portion of the puncture needle is formed of a stretchable material and a puncture needle support for fixing the puncture needle to the substrate. 2, wherein the biosensor is kept at a negative pressure, and the puncture needle penetrates both the soft material and the skin at the same time to collect blood and measure a detected component. Needle integrated biosensor.
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