JPH0994231A - Skin insertion type biosensing device using microneedle enzyme electrode and voice response device - Google Patents

Skin insertion type biosensing device using microneedle enzyme electrode and voice response device

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Publication number
JPH0994231A
JPH0994231A JP7287767A JP28776795A JPH0994231A JP H0994231 A JPH0994231 A JP H0994231A JP 7287767 A JP7287767 A JP 7287767A JP 28776795 A JP28776795 A JP 28776795A JP H0994231 A JPH0994231 A JP H0994231A
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JP
Japan
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electrode
blood
glucose
voice
microelectrode
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Pending
Application number
JP7287767A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Ikariyama
義人 碇山
Shigeru Toyama
滋 外山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KOKURITSU SHINTAI SHOGAISHA RE
KOKURITSU SHINTAI SHOGAISHA REHABILITATION CENTER SOUCHIYOU
Original Assignee
KOKURITSU SHINTAI SHOGAISHA RE
KOKURITSU SHINTAI SHOGAISHA REHABILITATION CENTER SOUCHIYOU
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KOKURITSU SHINTAI SHOGAISHA RE, KOKURITSU SHINTAI SHOGAISHA REHABILITATION CENTER SOUCHIYOU filed Critical KOKURITSU SHINTAI SHOGAISHA RE
Priority to JP7287767A priority Critical patent/JPH0994231A/en
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure blood glucose value, etc., and to make the results respond with voice by using a device which is made of microinjection needle provided with a microelectrode immobilizing a biological functional substance and is made for naturally aspirating blood and measuring blood glucose and by measuring a current by a nonsteady state method using this device. SOLUTION: A biologically functional substance is immobilized on a microelectrode of platinum black 2, the microelectrode is disposed in a microinjection needle of a styringe 5 together with a counter electrode 3 and a reference electrode 4, the opposing side of the syringe is opened so that blood should be aspirated into the syringe by capillary phenomena. A subjective substance in the blood is unsteadily and electrically measured and the output is informed as a voicing result through a device responding by sound, thus the device is readily used for self-care administration by a blind man or the aged.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、生体機能物質の分子
識別機能を利用して生体物質を計測するマイクロ生体機
能電極から成る微小針状皮膚挿入電極に関するものであ
る。特に生体機能物質を多孔性電極に固定化して作製し
たミクロ電極による非定常計測デバイスおよびそれを用
いた非定常計測法および計測値の告知法に関するもので
ある。この場合生体機能物質としては酵素、抗体、そし
て結合タンパク質を含む生体高分子である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micro needle-shaped skin insertion electrode composed of a micro bio-functional electrode for measuring a bio substance by utilizing the molecular identification function of the biofunctional substance. In particular, the present invention relates to an unsteady measuring device using a microelectrode produced by immobilizing a biofunctional substance on a porous electrode, an unsteady measuring method using the device, and a method of notifying a measured value. In this case, the biofunctional substance is an enzyme, an antibody, and a biopolymer including a binding protein.

【0002】[0002]

【従来の技術】血糖値などの生化学検査項目の測定方法
には数多くの方法が提案されている。既に本発明者らは
白金黒表面への生体機能物質の包括固定化が可能である
ことを見い出し、これを利用した固定化生体機能電極を
作製することに成功し、特許出願した(平成6年公告番
号6−75054号及び昭和63年公開番号63−22
2256号)。さらに、本固定化電極を用いた静止微量
サンプルの測定が可能な分析システムとこれを用いた電
気化学的非定常法に基づく分析法を開発し特許出願した
(平成3年公開番号2−38854号)。
2. Description of the Related Art Many methods have been proposed for measuring biochemical test items such as blood glucose level. The present inventors have already found that a biofunctional substance can be comprehensively immobilized on a platinum black surface, succeeded in producing an immobilized biofunctional electrode using this, and applied for a patent (1994). Publication number 6-75054 and 1988 publication number 63-22
2256). Furthermore, we developed and applied for a patent for an analysis system that can measure a stationary trace sample using this immobilized electrode and an analysis method based on an electrochemical unsteady method that uses this (Patent No. 2-38854 of 1991). ).

【0003】この方法は、試料溶液の採取量を規定する
必要がなく、微量の静止試料の測定や無希釈測定を特徴
とする点で、バイオセンサの適用可能性を大きく広げた
ものであった。ところが、固定化酵素電極を電気化学的
非定常法を適用したとき、その応答電流はブランク溶液
に対して0とはならないが、これを解決するには予備的
な定電位パルスを印加した後、一定の開回路状態に保っ
たのち本測定パルスを印加する方法で解決できることを
見い出し特許出願した(平成2年出願番号2−9399
1)。
This method greatly expands the applicability of the biosensor in that it is not necessary to define the amount of sample solution to be taken, and is characterized by the measurement of a small amount of static sample and undiluted measurement. . However, when the electrochemically stationary method is applied to the immobilized enzyme electrode, its response current does not become 0 with respect to the blank solution, but to solve this, after applying a preliminary potentiostatic pulse, He found that the problem can be solved by applying a main measurement pulse after maintaining a constant open circuit state, and applied for a patent (1990 application number 2-9399).
1).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】現在の血糖値などの測
定においては、針を用いて皮膚から出血させ、ついでセ
ンサ電極に吸引、所定時間後に液晶ディスプレイに表示
する方法が採られている。この二段階の操作は目の見え
る人にも煩瑣であるが、糖尿病性網膜症やベーチュット
病を患っている盲目の人達にはかなりの教育訓練を要す
る。
In the present measurement of blood glucose level and the like, a method is adopted in which a needle is used to bleed from the skin, and then the sensor electrode is sucked and displayed on a liquid crystal display after a predetermined time. This two-step procedure is complicated for those who can see it, but blind persons suffering from diabetic retinopathy and Behcet's disease require considerable education and training.

【0005】そこで、この発明は皮膚に挿入するのみで
微量の血液を吸引し、ついで上記非定常測定法を適用す
ると極めて簡単に血中の代謝関連物質を迅速に、しかも
容易に測定できることを示す。本発明に基づいて盲人に
も使用できる計測デバイスをつくり、しかも計測値を音
声で告知できるデバイスを作製することが可能なことを
呈示する。
Therefore, the present invention shows that a small amount of blood can be inhaled just by inserting it into the skin, and then the above-mentioned unsteady measurement method can be applied, whereby metabolism-related substances in blood can be measured rapidly and easily. . It is shown that it is possible to make a measuring device that can be used by blind people based on the present invention, and also to make a device that can announce the measured value by voice.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するために、微小酵素電極を注射針内部に組み込
み、注射針を皮下に搾刺したときに血液を吸引し、血中
グルコース量を非定常法で測定するための電極、および
その測定方法、その測定結果の告知方法を提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention incorporates a microenzyme electrode inside an injection needle, sucks blood when the injection needle is pierced subcutaneously, and Provided are an electrode for measuring the amount of glucose by a non-steady method, a method for measuring the electrode, and a method for notifying the measurement result.

【0007】この発明において用いる微小生体機能電極
ならびに分析システムは、出願特許(平成3年公開番号
2−38854号)に述べられている非定常応答を用い
た分析システムである。すなわち、平成6年公告番号6
−75054号および昭和63年公開番号63−222
256号に述べられているように、白金などの微粒子か
ら構成された微小電極の表面に酵素などの生体機能物質
を包括固定化した微粒子層を有する構造の電極を作用電
極とし、銀・塩化銀などの参照電極ならびに対極を備え
た三電極を有する電気化学システムであり、その構造の
一例を図1に示す。図1において、作用電極2は生体機
能物質(例えばグルコース酸化酵素)を包括固定化した
微小白金黒電極9であり、直径が例えば、約1μm〜5
00μmの範囲の微小電極である。これに側面をテフロ
ン10で被覆した白金線の対極3と銀・塩化銀参照電極
4とをもって構成したものがセンサ素子である。以上の
三電極、すなわち、微小固定化酵素電極2、対極3と参
照電極4は、微小注射針5の内部に挿入したものであ
る。このような針型センサ6は、細い金属線を3本挿入
しただけの構造であるから、微細加工技術を用いれば、
これら全体を非常に微小なセンサに構成することもでき
る。
The micro-biologically functional electrode and the analysis system used in the present invention are the analysis systems using the unsteady response described in the patent application (published No. 2-383854 of 1991). That is, 1994 publication number 6
-75054 and 1988 publication number 63-222
As described in No. 256, an electrode having a structure having a fine particle layer in which a biofunctional substance such as an enzyme is entrapped and immobilized on the surface of a fine electrode composed of fine particles such as platinum is used as a working electrode, and silver / silver chloride is used. 1 is an electrochemical system having a reference electrode and three electrodes including a counter electrode, and an example of the structure is shown in FIG. In FIG. 1, the working electrode 2 is a minute platinum black electrode 9 entrapping and immobilizing a biological functional substance (eg glucose oxidase), and has a diameter of, for example, about 1 μm to 5 μm.
It is a microelectrode in the range of 00 μm. A sensor element is composed of a counter electrode 3 of a platinum wire whose side surface is coated with Teflon 10 and a silver / silver chloride reference electrode 4. The above three electrodes, that is, the microimmobilized enzyme electrode 2, the counter electrode 3, and the reference electrode 4 are inserted into the microinjection needle 5. Since such a needle sensor 6 has a structure in which only three thin metal wires are inserted, if fine processing technology is used,
It is also possible to configure all of these into a very small sensor.

【0008】このセンサ素子を用いれば、例えば数μl
程度の微量試料でも測定可能である。即ち、微量試料を
吸引した後に電位を印加し、このときに発生する電流値
を過度応答法で検知する方式によって、微量試料中の物
質を検知できるものである。さらにこの電流値を音声と
して盲人に告知することもできる。
If this sensor element is used, for example, several μl
It is possible to measure even a small amount of sample. That is, a substance in a trace sample can be detected by a method in which a potential is applied after sucking a trace sample and the current value generated at this time is detected by a transient response method. Further, this current value can be announced to the blind as voice.

【0009】上に述べた分析システムを用いた、定電位
パルスに対する非定常電流応答を記録してセンサ応答を
得るが、単純パルスに対する応答では、測定対象物質を
含まない溶液に対しても、無視し得ないほどのファラデ
ー電流が観測される。従来、ブランク測定が必要とされ
たのは、この電流を差し引く必要があったためである。
この問題点は夾雑物質の予備酸化、そして開回路状態で
の電極活物質の酵素反応による蓄積、本パルスでの酸化
検出によって解決できることを既に示した(平成2年出
願番号2−93991)。
Using the analysis system described above, the sensor response is obtained by recording the unsteady current response to a constant potential pulse, but the response to a simple pulse is ignored even for a solution containing no substance to be measured. Faraday currents that are impossible to observe are observed. Traditionally, blank measurements were required because this current had to be subtracted.
It has already been shown that this problem can be solved by pre-oxidation of contaminants, accumulation of an electrode active material by an enzymatic reaction in an open circuit state, and detection of oxidation by this pulse (1990 application number 2-93991).

【0010】この発明は図1に示すように、以上の原理
を活用し皮膚に挿入するのみで計測対象物質濃度を計測
し、しかも音声で告知することによって、盲人にも自ら
健康管理できるデバイスを提供しようとするものであ
る。
As shown in FIG. 1, the present invention utilizes the above principle to measure the concentration of a substance to be measured simply by inserting it into the skin, and by notifying by voice, a device that enables the blind to manage their own health It is the one we are trying to provide.

【0011】[0011]

【作用】一般に血液サンプルや血清サンプルに対するセ
ンサ応答は、サンプル溶液中に含まれる易酸化性不純物
に対する応答と測定対象物質に対する応答の和である。
以下の説明ならびに実施例においては、標準グルコース
溶液そして血液および血清中のグルコースを測定対象と
した場合を例として述べる。この場合、電極に固定化し
たグルコース酸化酵素によってグルコースが酸化される
が、この際生成した過酸化水素を電気化学的にパルス酸
化し、出力電流を検知するとグルコースが測定できるこ
とになる。この出力電流を読み取り、情報処理すると音
声化が可能である。従って、以下の記述においては、マ
イクロ酵素電極等を内在させた微小針を血清あるいは血
液に挿入しグルコース濃度に対応した電流が検知できる
ことを明らかにし、出力信号を音声化する。以上のこと
を証明したうえで皮膚挿入型グルコースセンサとして使
用できることを明らかにし、視力障害者のための音声告
知型グルコースセンシングデバイスとして提供できるこ
とを明らかにするものである。
In general, the sensor response to a blood sample or serum sample is the sum of the response to easily oxidizable impurities contained in the sample solution and the response to the substance to be measured.
In the following description and examples, the case where glucose in a standard glucose solution and blood or serum is used as a measurement target will be described as an example. In this case, glucose is oxidized by the glucose oxidase immobilized on the electrode, and the hydrogen peroxide generated at this time is electrochemically pulse-oxidized, and the glucose can be measured by detecting the output current. If this output current is read and information processing is performed, it can be converted to voice. Therefore, in the following description, it is clarified that a microneedle containing a microenzyme electrode or the like is inserted into serum or blood, and a current corresponding to the glucose concentration can be detected, and the output signal is converted into voice. After demonstrating the above, it is clarified that it can be used as a skin-insertion type glucose sensor, and that it can be provided as a voice notification type glucose sensing device for the visually impaired.

【0012】[0012]

【実施例1】 挿入針型センシングデバイスの作製 図1に示したデバイスは以下の手順によって作製した。
微小ソーダガラス管1の一端を加熱しつつゆっくり引っ
張ることによってキャピラリィ管を作製した。その内部
に微小白金黒に固定化した酵素電極2、側部をテフロン
チューブで被覆した対電極3、そして同じくテフロンチ
ューブ10で被覆した銀を析出させた銀・塩化銀参照電
極4を挿入した。血液や血清に適用する場合には、微小
酵素固定化白金黒電極あるいは三本の電極すべてを必要
に応じて毛細管1を保護するために直径2〜3mmのガ
ラス管6で補強し、ポリビニルピロリドンやナフィオン
の薄膜8で被覆した。なおキャピラリ管を微小注射針5
に装着し、他端を開放し毛管現象によってサンプルを吸
引するようにした。測定結果の酸化電流は計測器を用い
て測定するか、もしくは直接実施例2の音声化デバイス
に取り込み、音声出力できるようにする。すなわち、血
液もしくは緩衝液等のサンプルが実施例1のデバイスに
吸引されると酵素電極と対電極の間には酸化電流が流れ
るので、コンピュータにより実施例1のデバイスにサン
プルが吸引されたことが認識される。この瞬間より所定
の時間、例えば10秒間、ポテンショスタットが電位固
定モードに保たれることによって、実施例1のデバイス
は予備酸化状態におかれる。さらにこの予備酸化状態の
直後より所定の時間、例えば10秒間、ポテンショスタ
ットが開回路モードに保たれることによって、実施例1
のデバイスは開回路状態におかれる。しかる後に、再び
ポテンショスタットが電位固定モードに設定されること
により、実施例1のデバイスは再酸化状態におかれる。
さらに、再酸化状態に入ってより所定の時間、例えば4
0ミリ秒経過した後に、酵素電極と対電極の間に流れる
電流がコンピュータによって読み取られる。このように
して作製した注射針型センシングデバイスを用いて、こ
の発明に関する測定および音声化を行った。
Example 1 Production of Insertion Needle Type Sensing Device The device shown in FIG. 1 was produced by the following procedure.
A capillary tube was produced by slowly pulling while heating one end of the minute soda glass tube 1. An enzyme electrode 2 immobilized on fine platinum black, a counter electrode 3 whose side portion was coated with a Teflon tube, and a silver / silver chloride reference electrode 4 on which silver was deposited, which was also coated with a Teflon tube 10, were inserted therein. When applied to blood or serum, the microenzyme-immobilized platinum black electrode or all three electrodes are reinforced with a glass tube 6 having a diameter of 2 to 3 mm to protect the capillary tube 1 if necessary, and polyvinylpyrrolidone or It was coated with a thin film 8 of Nafion. In addition, the capillary tube is replaced with a micro injection needle 5.
The sample was aspirated by capillarity with the other end opened. The oxidation current as the measurement result is measured by using a measuring instrument, or directly taken into the voicing device of the second embodiment so that the voicing can be output. That is, when a sample such as blood or a buffer solution is sucked into the device of Example 1, an oxidation current flows between the enzyme electrode and the counter electrode, so that the sample may be sucked into the device of Example 1 by the computer. Be recognized. From this moment, the device of Example 1 is put in a pre-oxidized state by keeping the potentiostat in the potential fixing mode for a predetermined time, for example, 10 seconds. Further, immediately after the pre-oxidized state, the potentiostat was kept in the open circuit mode for a predetermined time, for example, 10 seconds, so that Example 1
The device is placed in an open circuit condition. Then, the potentiostat is again set to the fixed voltage mode, and the device of Example 1 is placed in the reoxidized state.
Furthermore, after entering the reoxidation state, a predetermined time, for example, 4
After 0 milliseconds, the current flowing between the enzyme electrode and the counter electrode is read by the computer. Using the injection needle type sensing device manufactured in this way, measurement and voicing relating to the present invention were performed.

【0013】[0013]

【実施例2】 デバイスからの信号の処理法および音声
化デバイスの作製 実施例1のデバイスを駆動し酵素電極に流れる電流より
血液もしくは緩衝液等のサンプル中のグルコース濃度を
測定し、さらにこの値を音声にて告知する装置の構成例
を図2に示す。
Example 2 Method of Processing Signals from Device and Production of Audio Device A glucose concentration in a sample such as blood or a buffer solution was measured from the current flowing in the enzyme electrode by driving the device of Example 1 and further measuring this value. FIG. 2 shows a configuration example of a device for notifying by voice.

【0014】実施例1のデバイス11のミクロ固定化生
体機能電極と参照電極と対電極は本装置の一部をなすポ
テンショスタット12と接続されている。ポテンショス
タットには開回路モードと電位固定モードとの二つのモ
ードがあり、これらのモードはポテンショスタットに接
続されたコンピュータから出力される信号により切り替
えられる。ポテンショスタットが開回路モードにおいて
は、実施例1のデバイスとポテンショスタットとの間の
接続は回路的に遮断される。また、ポテンショスタット
が電位固定モードにおいては、参照電極を基準としてミ
クロ固定化生体機能電極には電位設定回路により例えば
0.6Vに設定された電圧が印加されるが、このとき参
照電極に電流が流れないように、対電極と参照電極との
間に加えられる電圧がポテンショスタットにより制御さ
れる。なお、電位固定モードにおいては、ミクロ固定化
生体機能電極から対電極に流れる電流がポテンショスタ
ットにより電圧に変換され出力されるが、この電圧信号
はアナログディジタル変換器13によってディジタル信
号に変換されてコンピュータ14に入力される。コンピ
ュータにはディジタルアナログ変換器15とアンプ16
を介してスピーカ17が接続されており、コンピュータ
から出力されたディジタル信号はこれらの装置を介して
音声として出力される。
The micro-immobilized biofunctional electrode, the reference electrode and the counter electrode of the device 11 of Example 1 are connected to the potentiostat 12 which is a part of the present apparatus. The potentiostat has two modes, an open circuit mode and a fixed potential mode, and these modes are switched by a signal output from a computer connected to the potentiostat. When the potentiostat is in open circuit mode, the connection between the device of Example 1 and the potentiostat is circuitically broken. Further, when the potentiostat is in the potential fixing mode, a voltage set to, for example, 0.6 V by the potential setting circuit is applied to the micro-immobilized biological function electrode with the reference electrode as a reference. The voltage applied between the counter electrode and the reference electrode is controlled by a potentiostat so that it does not flow. In the potential fixing mode, the current flowing from the micro-immobilized biological function electrode to the counter electrode is converted into a voltage by the potentiostat and is output. This voltage signal is converted into a digital signal by the analog-digital converter 13 to be converted into a computer signal. 14 is input. The computer has a digital-to-analog converter 15 and an amplifier 16
The speaker 17 is connected via the device, and the digital signal output from the computer is output as sound via these devices.

【0015】このように構成された装置は、実施例1の
デバイスに吸引された血液もしくは緩衝液等のサンプル
に含まれるグルコース濃度を測定し、その値を音声にて
出力する。本装置の一部をなすポテンショスタットは電
源投入時には電位固定モードにあり、この状態では生体
機能物質としてグルコース酸化酵素を固定化したミクロ
電極と対電極との間には電流が流れていない。実施例1
のデバイスの出力電流は、あらかじめコンピュータに記
憶させた電流値とグルコース濃度の対応表もしくは計算
式によりグルコース濃度が算出されることになるととも
に、コンピュータはこのグルコース濃度の算出値を音声
データに変換する。すなわち、コンピュータの記憶回路
にはあらかじめ血糖値の告知に必要な単語ごとに対応し
た音声データ、例えば0から9の数値に対応した音声デ
ータ等が録音されディジタル値に変換されて記憶されて
おり、上記グルコース濃度の各桁に対応した音声データ
を選び出して順に接続する。この複合化された音声デー
タはコンピュータに接続されたディジタルアナログ変換
器によりアナログ信号に変換され、アンプを介してスピ
ーカより音声信号として出力される。
The apparatus thus constructed measures the glucose concentration contained in the sample such as blood or buffer solution sucked into the device of Example 1, and outputs the value as voice. The potentiostat, which is a part of this device, is in a potential fixing mode when the power is turned on, and in this state, no current flows between the microelectrode on which glucose oxidase is immobilized as a biofunctional substance and the counter electrode. Example 1
As for the output current of the device, the glucose concentration will be calculated by the correspondence table or the calculation formula of the current value and the glucose concentration stored in the computer in advance, and the computer will convert the calculated value of the glucose concentration into voice data. . That is, in the memory circuit of the computer, voice data corresponding to each word necessary for notifying the blood glucose level, for example, voice data corresponding to a numerical value of 0 to 9 is recorded, converted into a digital value, and stored. The voice data corresponding to each digit of the glucose concentration is selected and connected in order. This composite audio data is converted into an analog signal by a digital-analog converter connected to a computer, and is output as an audio signal from a speaker via an amplifier.

【0016】[0016]

【実施例3】 デバイス応答のグルコース標準溶液での
応答特性 実施例1のバイオセンシングデバイスを用いて採取され
たリン酸緩衝液で調整したグルコース標準溶液に対し
て、この過度応答(非定常応答)を信号処理し、音声で
測定結果を告知した。このときの測定値とグルコース濃
度との関係を図3に示す。この場合は電極系は必ずしも
ポリビニルピロリドンやナフィオンで被覆する必要はな
い。
Example 3 Response Characteristics of Device Response in Glucose Standard Solution This transient response (non-steady response) was made to the glucose standard solution prepared by the biosensing device of Example 1 and adjusted with a phosphate buffer solution. Was signal processed, and the measurement result was announced by voice. The relationship between the measured value and the glucose concentration at this time is shown in FIG. In this case, the electrode system does not necessarily have to be coated with polyvinylpyrrolidone or Nafion.

【0017】[0017]

【実施例4】 デバイス応答の血中グルコース濃度依存
性 実施例1の皮膚挿入型バイオセンシング装置を用いて採
取された血液に対して、前特許(平成2年出願番号2−
93991号)に示した定電位(銀・塩化銀参照電極に
対して0.6V)予備パルスを10秒間与えた後開回路
状態を10秒間保ち、最後に0.6Vの測定パルスをか
けて発生する酸化電流を測定する。この電流信号を音声
化デバイス(実施例2)で音声化してグルコース値を告
知する。なおこの場合にはミクロ酵素電極はポリビニル
ピロリドンとナフィオンで被覆した。
Example 4 Dependence of Device Response on Blood Glucose Concentration With respect to blood collected using the skin-insertion type biosensing device of Example 1, the previous patent (1990 application number 2-
No. 93991), a constant potential (0.6V against silver / silver chloride reference electrode) preliminary pulse was applied for 10 seconds, then an open circuit state was maintained for 10 seconds, and finally a measurement pulse of 0.6V was generated. The oxidation current is measured. The current signal is converted into a voice by a voice device (Example 2) to announce the glucose value. In this case, the microenzyme electrode was coated with polyvinylpyrrolidone and Nafion.

【0018】この方法で得られるグルコース濃度とグル
コースキナーゼおよびグルコース−6−リン酸デヒドロ
ゲナーゼを用いた臨床化学分析で得られるグルコース濃
度を比較した結果を図4に示す。ここでは、血液サンプ
ルとグルコースの標準サンプルの計測告知値をプロット
しているが両者とも同一測定曲線にのることが示されて
いる。
FIG. 4 shows the result of comparison between the glucose concentration obtained by this method and the glucose concentration obtained by clinical chemistry analysis using glucose kinase and glucose-6-phosphate dehydrogenase. Here, the measurement notification values of the blood sample and the glucose standard sample are plotted, but it is shown that both are on the same measurement curve.

【0019】[0019]

【発明の効果】ミクロ生体機能電極を微小注射針に装着
した皮膚挿入型バイオセンシングデバイスを血中グルコ
ースの測定に適用したところ、皮膚に挿入するだけで所
定量の血液を吸引するとともに、前処理用の予備パルス
をかけた後、開回路状態に保ち所定電位(0.6V)に
設定するとグルコース濃度に相当する酸化電流を発生す
ることが明らかになった。このことは、所定量の血液を
採取することを前提としている従来型のセンシングデバ
イスが盲人には極めて使い難かった最大の難点を克服す
るものである。さらに過渡応答法を採用することによっ
て極めて迅速な測定が可能である。本デバイスは測定結
果を音声で告知するデバイスと一体化することのよっ
て、盲人自らが他者に依存することなく血糖値を管理で
きるセンシングデバイスを提供するものである。
EFFECTS OF THE INVENTION When a skin-insertion type biosensing device in which a micro biofunction electrode is attached to a microinjection needle is applied to the measurement of blood glucose, a predetermined amount of blood can be sucked and pretreated just by inserting it into the skin. It was revealed that when an open circuit state was maintained and a predetermined potential (0.6 V) was set after application of a preliminary pulse for use, an oxidation current corresponding to the glucose concentration was generated. This overcomes the greatest difficulty that the conventional sensing device, which is premised on collecting a predetermined amount of blood, is extremely difficult for blind people to use. Furthermore, by adopting the transient response method, extremely quick measurement is possible. This device provides a sensing device that enables a blind person to manage his blood glucose level without being dependent on others by integrating it with a device that announces the measurement result by voice.

【0020】以上を要するに、本発明の技術的効果は皮
膚に挿入するだけで視力障害者に血糖値を知らせてくれ
るデバイスを提供することによって、血糖値の自己コン
トロールが極めて容易になることにある。このようなデ
バイスは盲人のみでなく高齢者や糖尿病などの成人病を
患っている人にも使えることはいうまでもない。
In summary, the technical effect of the present invention is that by providing a device that informs the visually impaired person of the blood glucose level simply by inserting it into the skin, the self-control of the blood glucose level becomes extremely easy. . It goes without saying that such a device can be used not only for the blind but also for the elderly and people suffering from adult diseases such as diabetes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明を構成する微小針型センシングデバイ
スの構成例である。
FIG. 1 is a structural example of a microneedle type sensing device which constitutes the present invention.

【図2】この発明において用いる音声化デバイスの模式
図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an audio device used in the present invention.

【図3】この発明において用いるミクロ針状酵素電極と
音声告知デバイスを用いた皮膚挿入型バイオセンシング
デバイスによるグルコース標準溶液での応答特性である
FIG. 3 is a response characteristic in a glucose standard solution by a skin-insertion type biosensing device using a microneedle-shaped enzyme electrode and a voice announcement device used in the present invention.

【図4】 実施例1および2のデバイスを用いて得ら
れた血中グルコース測定値と臨床生化学的方法で得られ
たグルコース値との相関関係
FIG. 4 Correlation between blood glucose measurements obtained using the devices of Examples 1 and 2 and glucose values obtained by clinical biochemical methods.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス製キャピラリィ管 2 作用電極(マイクロ酵素固定化白金黒電極) 3 白金対極 4 銀・塩化銀参照電極 5 微小注射針 6 補強用ガラス管 7 ガラス製キャピラリィ管(1と同じ) 8 被覆膜 9 酵素固定化白金黒 10 テフロンコーティング剤 11 微小針型センシングデバイス 12 ポテンショスタット 13 アナログディジタル変換器 14 コンピュータ 15 ディジタルアナログ変換器 16 アンプ 17 スピーカ 1 glass capillary tube 2 working electrode (microenzyme-immobilized platinum black electrode) 3 platinum counter electrode 4 silver / silver chloride reference electrode 5 microinjection needle 6 reinforcing glass tube 7 glass capillary tube (same as 1) 8 coating film 9 Enzyme-immobilized platinum black 10 Teflon coating agent 11 Micro needle type sensing device 12 Potentiostat 13 Analog-digital converter 14 Computer 15 Digital-analog converter 16 Amplifier 17 Speaker

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ミクロ酵素電極、対電極、そして参照電
極を内部に保持させた微小針を皮膚に挿入するだけで、
血液が微小針内部に吸引され血液中の特定成分が計測さ
れる方式のバイオセンシングデバイス。
1. A microneedle having a microenzyme electrode, a counter electrode, and a reference electrode held therein is simply inserted into the skin,
A biosensing device of the type in which blood is sucked into a microneedle and a specific component in the blood is measured.
【請求項2】 請求項1において計測データを表示もし
くは点字、音声で告知する方式のデバイス
2. The device according to claim 1, wherein the measurement data is displayed or Braille or voice is announced.
【請求項3】 請求項1において本電極を用いた非定常
計測法。
3. The unsteady measurement method using the electrode according to claim 1.
【請求項4】 請求項2において計測結果を告知する方
4. The method for notifying a measurement result according to claim 2.
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