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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektrodensonde für die Messung
der Konzentration eines in einer geringen Menge in einer Körperflüssigkeit
enthaltenen Analyts und einer Körperflüssigkeitsuntersuchungsausstattung
bzw. -vorrichtung für
die Messung der Konzentration des Analyts, das in Körperflüssigkeiten
enthalten ist, die aus der Hautoberfläche austreten bzw. auslaufen.
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Normalerweise
sind Patienten mit Diabetes gezwungen, ihren Blutzuckerspiegel drei-
bis siebenmal am Tag zur Kontrolle ihres Blutzuckerspiegels zu messen.
Bei der Messung ist, trotz der geringen Menge, das Bluten aus dem
Finger unabänderlich
mit Schmerz verbunden. Daher war ein weniger schmerzhaftes Messverfahren
für den
Blutzuckerspiegel erwünscht.
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Herkömmlich bekannte
Verfahren für
die Messung des Blutzuckerspiegels verletzen die Haut unter Verwendung
eines Instrument für
das Auslaufen von Körperflüssigkeiten,
z.B. einer Lanzette, führen
das ausgetretene Blut von der verletzten Stelle zu einer auf einem
Sensorstreifen gebildeten Aussparung und erhalten Informationen über den
Blutzucker von der Ausgabe von zwei in der Aussparung angeordneten
Elektroden (siehe z.B. japanische Patenoffenlegungsschrift Nr. Hei
9-2651278).
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Jedoch
hat jeder kommerziell erhältliche Sensorstreifen
zur Messung von Blutzucker das Problem, dass er normalerweise 3 μl bis 10 μl Blut benötigt. Wenn der
Blutzucker mit weniger als 3 μl
Blut gemessen werden kann, kann die Verletzung der Haut für die Blutprobe
oberflächlicher
als herkömmlich
erfolgen, wodurch der mit dem Bluten verbundene Schmerz vermindert
wird.
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EP-A-0
351 891 offenbart in 3 eine Elektrodensonde mit den
Merkmalen vor dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und des Anspruchs
3.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Absicht der vorliegenden Erfindung ist es, eine Elektrodensonde
und eine Körperflüssigkeitsuntersuchungsausstattung
zur Verfügung
zu stellen, die eine Blutuntersuchung selbst mit einer geringen
Menge an Blut ermöglicht.
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Gemäß einem
ersten Gesichtspunkt, stellt die vorliegende Erfindung eine Elektrodensonde
zur Verfügung
mit einem isolierenden Nadelelement, einem Elektrodensystem, einschließlich einer
Gegenelektrode und einer Arbeitselektrode, angeordnet auf der Oberfläche des
Nadelelements, einem Anschluss, verbunden mit der Gegenelektrode
und einem Anschluss, verbunden mit der Arbeitselektrode;
dadurch
gekennzeichnet, dass der Anschluss, verbunden mit der Arbeitselektrode,
aus einem linearen leitfähigen
Element hergestellt ist, welches feiner als das Nadelelement ist,
wobei der Anschluss teilweise in das Nadelelement eingebettet ist,
und das leitfähige
Element von dem spitzen Ende bzw. Ende der Spitze des Nadelelements
herausragt, wobei der herausragende Abschnitt die Arbeitselektrode
bildet.
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Bevorzugt
wird eine Reagenzschicht in Kontakt mit oder in der Nähe des Elektrodensystems
angeordnet.
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Gemäß einem
zweiten Gesichtspunkt, stellt die vorliegende Erfindung eine Elektrodensonde
zur Verfügung
mit einem isolierenden Nadelelement, einem Elektrodensystem einschließlich einer
Gegenelektrode und einer Arbeitselektrode, angeordnet auf der Oberfläche des
Nadelelements, einem Anschluss, verbunden mit der Gegenelektrode,
und einem Anschluss, verbunden mit der Arbeitselektrode;
dadurch
gekennzeichnet, dass eine Vertiefung an dem Ende der Spitze des
Nadelelements ausgebildet wird, wobei in der Vertiefung die Arbeitselektrode
und die Gegenelektrode vorgesehen ist; und der Anschluss, verbunden
mit der Arbeitselektrode, aus einem linearen leitfähigen Element
hergestellt ist, welches feiner als das Nadelelement ist, wobei
der Anschluss teilweise in das Nadelelement eingebettet ist und
das leitfähige
Element innerhalb der an dem Ende der Spitze des Nadelelements vorhandenen Vertiefung
herausragt, wobei der herausragende Abschnitt die Arbeitselektrode
bildet.
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Es
ist ebenfalls bevorzugt, die Reagenzschicht in der Vertiefung anzuordnen.
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Die
Elektrodensonde kann ferner eine dritte Elektrode und einen damit
verbundenen Anschluss umfassen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ebenfalls eine Körperflüssigkeitsuntersuchungsausstattung zur
Verfügung,
mit der vorher angegebenen Elektrodensonde, einer Einrichtung für das Anlegen
einer Spannung über
das Elektrodensystem der Elektrodensonde, und Erhalt von Analytinformationen
aus dem Elektrodensystem in der Form eines elektrischen Signals,
einer Einrichtung für
die Bestimmung eines gemessenen Werts eines Analyts auf der Grundlage
des elektrischen Signals und ein Instrument für das Auslaufen von Körperflüssigkeiten.
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Die
Ausstattung umfasst bevorzugt weiterhin eine Anzeigevorrichtung
für die
Anzeige des bestimmten Messwertes.
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Während die
Merkmale der Erfindung in dem beigefügten Ansprüchen festgelegt sind, wird
die Erfindung, sowohl ihr Aufbau als auch ihr Inhalt, zusammen mit
anderen Aufgaben und Merkmalen, aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser verstanden
und eingeschätzt.
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KURZE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER
ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
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Die 1A veranschaulicht
eine äußere Ansicht
einer Elektrodensonde gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die 1B veranschaulicht
eine Längsquerschnittsansicht
des Biosensors der 1A.
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Die 2A veranschaulicht
eine äußere Ansicht
einer Elektrodensonde gemäß einem
weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die 2B veranschaulicht
eine Längsquerschnittsansicht
des Biosensors der 2A.
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Die 3 ist
ein Blockdiagramm, das den Reaktionsablauf veranschaulicht, der
während
der Messung eines Analyts abläuft.
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Die 4 ist
ein Vorderansicht, die die Hauptteile einer Körperflüssigkeitsuntersuchungsausstattung
gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Die 5 ist
eine rechtsseitige Ansicht der Ausstattung.
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Die 6 ist
eine Projektion des Endes der Spitze einer Elektrodensonde und eine
Skizze der Form einer Maske, verwendet bei der Bildung der Elektroden.
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Die 7 ist
eine Projektion des Endes der Spitze einer anderen Elektrodensonde
und eine Skizze der Form einer Maske, verwendet bei der Bildung der
Elektroden.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
BEISPIELE
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Die
Struktur der erfindungsgemäßen Elektrodensonde ermöglicht dem
Elektrodensystem das Blut, oder ähnliches,
das aus der Hautoberfläche austritt,
zu berühren.
Insbesondere die Positionierung des Elektrodensystems am Ende der
Spitze des Nadelelements vereinfacht den Kontakt des Elektrodensystems
mit dem Blut, oder ähnlichem,
auf der Haut. Die Struktur der Elektrodensonde, in der ein feines
Elektrodensystem an dem Ende der Spitze des Nadelelements angeordnet
ist, vereinfacht ebenfalls die Messung der Konzentration des Analyts
in dem Blut, selbst wenn die Menge der Blutprobe, die aus der Hautoberfläche austritt,
extrem klein ist.
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Die
Struktur, in der ein leitfähiges
Element aus dem Ende der Spitze eines isolierenden Nadelelements
herausragt, wobei der herausragende Abschnitt als eine Arbeitselektrode
verwendet wird, ergibt einfach eine Nadelelektrode mit einer gleichmäßig regulierten
Elektrodenfläche.
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Die
Struktur, in der eine Vertiefung an dem Ende der Spitze der Elektrodensonde
gebildet wird, um darin ein Elektrodensystem zu bilden, erleichtert die
gleichmäßige Regulation
der Blutmenge in der Vertiefung durch Pressen der Vertiefung gegen
die Oberfläche
der Haut, oder ähnliches.
Diese Struktur ermöglicht
ebenfalls das Vermeiden des möglichen Verdampfens
von Wasser aus dem Blut.
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Das
Einstellen der herausragenden Länge der
Arbeitselektrode aus der Vertiefung an dem Ende der Spitze der Sonde
kürzer
als die Tiefe der Vertiefung kann Bedenken bezüglich des möglichen Bruchs der Arbeitselektrode
durch den Finger oder ähnliches
eliminieren.
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Ferner
erleichtert das Vorsehen eines Instruments in der Vorrichtung, das
Körperflüssigkeiten austreten
lässt,
die kontinuierlichen Vorgänge
des Prozesses, um die Körperflüssigkeiten
austreten zu lassen und zu untersuchen.
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Die
durch die erfindungsgemäße Ausstattung
untersuchten Körperflüssigkeiten
schließen Blut,
Lymphe, interzelluläre
Flüssigkeit,
Schweiß usw.
ein, von denen alle eine Probennahme von der Hautoberfläche ermöglichen.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlicher mit Bezugnahme auf
die Zeichnungen beschrieben.
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Beispiel 1
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Die 1A zeigt
eine äußere Ansicht
einer Elektrodensonde gemäß der Ausführungsform
des vorliegenden Beispiels, und die 1B ist
eine Längsquerschnittsansicht
der Elektrodensonde. Die Elektrodensonde 1 der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Nadelelement 2, hergestellt aus einem
isolierenden Material, einen Arbeitselektrodenanschluss 3,
hergestellt aus einem leitfähigen
Material und eingebettet in die Mitte des Nadelelements 2,
und eine Gegenelektrode 4, hergestellt aus einem leitfähigen Material,
welches auf der äußeren Oberfläche des Nadelelements 2 angeordnet
ist und als ein Anschluss dient. Das spitze Ende des Arbeitselektrodenanschluss 3,
welches bloßgelegt
ist und außerhalb
des Nadelelements 2 herausragt, wird als eine Arbeitselektrode 3a verwendet.
Das spitze Ende des Nadelelements 2 ist zwischen der Arbeitselektrode 3a und
der Gegenelektrode 4 bloßgelegt, wobei der Abschnitt
als ein isolierender Abschnitt 2a dient.
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Als
Nächstes
wird das Verfahren für
die Herstellung der Elektrodensonde beschrieben werden.
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Zunächst wird
eine nadelförmige
Form (nicht gezeigt) hergestellt, und eine lineare Kohlenstoffnadel,
welche die Arbeitselektrode und ihren Anschluss bilden wird, wird
in der Form angeordnet. Nachfolgend wird geschmolzener Kunststoff
in die Form gegossen und zusammen mit der Kohlenstoffnadel verfestigt.
Das derartig gebildete Nadelelement wird aus der Form entfernt.
Nach Maskieren der als die Arbeitselektrode verwendeten Abschnitte
und des isolierenden Abschnitts, wird das gesamte Nadelelement mit
einem dünnen
Palladiumfilm durch Sputtern beschichtet.
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In
Bezug auf die Abmessungen ist das Nadelelement 2 bis 50
mm in der Länge
und 2 mm im Durchmesser. Die Kohlenstoffnadel für den Arbeitselektrodenanschluss 3 ist
0,8 mm im Durchmesser. Der Abstand zwischen der Arbeitselektrode
und der Gegenelektrode, welche durch den bloßgelegten Teil (d.h. den isolierenden
Abschnitt 2a) des Nadelelements getrennt werden, ist 0,3
mm. Die wie eine Nadel geformte Elektrodensonde 1 kann,
wie in der 1 gezeigt, ein stabförmiges Segment
mit der gleichen Größe an Spitze
und Fuß haben,
oder kann am Ende der Spitze spitz zulaufen.
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In
dem vorhergehenden Beispiel können,
obwohl Kohlenstoff als das Material für die Bildung der Arbeitselektrode
und ihres Anschlusses verwendet wurde, Platin, Gold, Diamant oder ähnliche
verwendet werden. Alternativ kann ebenfalls ein nichtleitendes Material
mit einer äußeren Beschichtung
mit einem leitfähigen
Material, wie etwa Platin, Kohlenstoff usw., verwendet werden. Ähnlich kann,
obwohl ein dünner
Film, gebildet durch Sputtern von Palladium, als die Gegenelektrode
und ihr Anschluss verwendet wurde, der dünne Film ebenfalls durch Aufdampfen von
Palladium gebildet werden. Alternativ kann der Film durch Sputtern
oder Dampfabscheidung von Platin, Kohlenstoff, Gold oder etwas ähnlichem
anstelle von Palladium gebildet werden. Als das isolierende Material
kann Glas, Harz, wie etwa Polyethylenterephthalat, Kautschuk, oder ähnliches,
anstelle von Kunststoffen verwendet werden.
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Beispiel 2
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Die 2A zeigt
eine äußere Ansicht
einer Elektrodensonde gemäß der Ausführungsform
des vorliegenden Beispiels, und die 2B zeigt
die Längsquerschnittsansicht
der Elektrodensonde. Das Nadelelement 12, welches aus einem
isolierenden Material hergestellt ist und als die Grundlage für die Bildung
der Elektrodensonde 11 dient, läuft in ihrer unteren Hälfte spitz
zu, so dass das spitze Ende den geringsten Durchmesser hat. Das
Nadelelement hat eine Vertiefung 16, gebildet an dem Ende
der Spitze. In der Mitte des Nadelelements 12 ist ein aus
einem leitfähigen
Material hergestellter Arbeitselektrodenanschluss 13 eingebettet,
so dass das spitze Ende davon in die Richtung der Vertiefung 16 des
Nadelelements 12 herausragt. Der herausragende Abschnitt 13a wird
als eine Arbeitselektrode verwendet. An der äußeren Oberfläche des
Nadelelements 12 wird ein aus einem leitfähigen Material
hergestellter Gegenelektrodenanschluss 14 angeordnet, und
eine Gegenelektrode 15 wird in der Vertiefung 16 gebildet,
so dass sie mit dem Gegenelektrodenanschluss 14 verbunden
wird und die Arbeitselektrode 13a umgibt. In der Vertiefung 16 wird
eine Reagenzschicht 17 angeordnet, welche ausführlich im
Beispiel 3 beschrieben wird. Die Reagenzschicht wurde in der 2A weggelassen.
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Als
Nächstes
wird das Verfahren für
die Herstellung der Elektrodensonde des Beispiels 2 beschrieben.
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Zunächst wird
eine nadelförmige
Form mit einer Vertiefung (nicht gezeigt) vorbereitet. In der Mitte der
Vertiefung der Form ist ein Loch ausgebildet, in welches eine lineare
Kohlenstoffnadel, welche die Arbeitselektrode und ihren Anschluss
bilden, eingefügt und
verschlossen werden sollte. Beim Einfügen wird die Kohlenstoffnadel
so angeordnet, dass sie nicht außerhalb der Vertiefung des
gebildeten Nadelelements herausragen würde. Dann wird geschmolzener
Kunststoff in die Form gegossen und zusammen mit der Kohlenstoffnadel
verfestigt. Bei dieser Struktur, da die Kohlenstoffnadel so verfestigt
wurde, dass sie nicht außerhalb
der Vertiefung herausragt, gibt es keine Bedenken des möglichen
Brechens der Arbeitselektrode aufgrund des Kontakts mit dem Finger, oder ähnlichem,
während
der Messung des Blutzuckers, oder ähnlichem. Dann wird das derartig
gebildete Nadelelement aus der Form entfernt. Nach Maskierung des
mit der Arbeitselektrode verbundenen Bereiches in der Vertiefung 16 und
seiner Peripherie, deren Abschnitt als der isolierende Abschnitt 12a dienen
wird, wird die Vertiefung mit Palladium durch Sputtern bedeckt.
Schließlich
wird die gesamte laterale Seite des Nadelelements 12 mit
Palladium beschichtet.
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Das
Nadelelement 12 ist 50 mm in der Länge, 4 mm im größten Durchmesser
und 2 mm im kleinsten Durchmesser. Die Kohlenstoffnadel ist 0,8 mm
im Durchmesser. Der Abstand des isolierenden Abschnitts zwischen
der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode ist 0,3 mm. In diesem
Beispiel ist die Vertiefung wie eine Halbkugel geformt. Da eine
Halbkugel von 2 mm Durchmesser ein Volumen von 2,1 μl hat, kann
die Elektrodensonde dieses Beispiels 2,1 μl Körperflüssigkeiten oder mehr bewältigen.
Der Schlüssel
für die
Bewältigung
geringerer Mengen an Körperflüssigkeiten
als die vorher erwähnte
ist, das Volumen der Vertiefung zu vermindern. Andererseits sollte
der Durchmesser des Nadelelements vermindert werden.
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Beispiel 3
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Die 3 ist
ein Blockdiagramm, die den Verlauf der Reaktion während der
Messung eines Analyts zeigt.
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Bei
der Messung der Konzentration des Analyts 21, wird der
Analyt durch Oxidoreduktase 23 oxidiert (Prozess I). Die
Oxidation begleitet die Reduktion eines Elektronenvermittlers 24 (Prozess
II). Bei dem nächsten
Prozess (Prozess III) wird der Elektronenvermittler an der Arbeitselektrode
durch Anlegen eines Stroms zwischen der Arbeitselektrode 26 und der
Gegenelektrode 27 oxidiert. Zu diesem Zeitpunkt wird der
Strom zwischen den zwei Elektroden gemessen. Der Stromwert hängt von
der Konzentration der reduzierten Form des Elektronenvermittlers 25 ab,
dessen Konzentration von der Konzentration des Analyts 21 abhängt. Daher
kann die Konzentration des Analyts durch einfache Messung des Stroms
zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode erhalten werden.
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In
diesem Beispiel wird das Verfahren für die Herstellung der Reagenzschicht
beschrieben werden, wobei die Messung des Blutzuckers als ein Beispiel
diemt. Die Messung des Blutzuckers erfordert zwei unterschiedliche
Reagenzien; eine Oxidoreduktase und einen Elektronenvermittler.
Hier ist die Glukoseoxidase Oxidoreduktase und Kaliumferricyanid ist
der Elektronenvermittler. Zunächst
wird eine wässrige
Lösung
der Glukoseoxidase und des Kaliumferricyanids hergestellt. In die
wässrige
Lösung wird
eine Elektrodensonde, hergestellt wie in dem vorherigen Beispiel
1 oder 2, an ihrem Ende der Spitze eingetaucht und entfernt. Dann
wird die an dem Ende der Spitze der Elektrodensonde anhaftende wässrige Lösung getrocknet.
Auf diese Weise wird die Reagenzschicht gebildet. Die 2B veranschaulicht
die Struktur der Elektrodensonde mit einer in der Vertiefung des
Nadelelements gebildeten Reagenzschicht.
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Alternativ
kann die wässrige
Lösung
von Glukoseoxidase und Kaliumferricyanid auf das spitze Ende oder
die Vertiefung des Nadelelements gesprüht und getrocknet werden.
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Andererseits
kann Glutaraldehyddampf zu der getrockneten Reagenzschicht geführt werden, um
die Reagenzschicht an dem Ende der Spitze oder in der Vertiefung
des Nadelelements zu fixieren.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Bildung der Reagenzschicht kann ein leitfähiges Material, welches die
Arbeitselektrode und ihren Anschluss bilden wird, mit der Glukoseoxidase
und dem Kaliumferricyanid vor der Bildung der Arbeitselektrode und
ihres Anschlusses gemischt werden, und, nach der Herstellung der
Arbeitselektrode und ihres Anschlusses, wird die Reagenzschicht
ausschließlich
auf der gebildeten Arbeitselektrode ausgebildet.
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Andererseits
kann ein Filter, Glasfilter, Gaze oder ähnliches, das mit einer Reagenzmischung
imprägniert
wird, auf dem Ende der Spitze des Nadelelements fixiert und getrocknet
werden.
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Andere
Elektronenvermittler, wie etwa Ferriciniumionen, Parabenzochinon,
oder ähnliche,
können
anstelle von Kaliumferricyanid verwendet werden.
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Die
Oxidoreduktase kann Glukosedehydrogenase oder Hexoseoxidase anstelle
von Glukoseoxidase sein. Die Verwendung von Lactatoxidase anstelle
von Glukoseoxidase wird die Messung der Blutlactatmenge ermöglichen,
und die Verwendung von Uricase wird die Messung der Blutharnsäuremenge (Ureat)
ermöglichen.
Ferner wird die Verwendung von Cholesterinoxidase in Kombination
mit Cholesterinesterase anstelle der Glukoseoxidase die Messung
der Gesamtcholesterinkonzentration im Blut ermöglichen.
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Als
Nächstes
wird der Betrieb der Elektrodensonde, wie in den 2A und 2B gezeigt, beschrieben
werden. Bei der Kohlenstoffnadel 13, die das Nadelelement 12 durchdringt,
dient der in Richtung der Vertiefung 16 herausragende Abschnitt 13a als
die Arbeitselektrode.
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Daher
kann, wenn die herausragende Länge der
Kohlenstoffnadel konstant gehalten wird, die Oberfläche der
Arbeitselektrode als eine konstante Fläche reguliert werden. Ferner
kann die Menge an Blut in der Vertiefung 16 durch Pressen
der Vertiefung gegen die Oberfläche
der Haut oder ähnliches konstant
gehalten werden. Diese Struktur ermöglicht ebenfalls das Vermeiden
von möglichem
Verdampfen des Wassers in dem Blut, selbst wenn die Blutmenge gering
ist.
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Aufgrund
der Anwesenheit der Reagenzschicht 17 in der Vertiefung 16 verursacht
die Zufuhr einer Probenlösung,
wie etwa Blut, in die Vertiefung das Lösen der Reagenzschicht in die
Probenlösung, welches
die Reaktion des Prozesses I und Prozesses II, wie in der 3 gezeigt,
fördert.
Zu diesem Zeitpunkt dient die Fläche
des als der Gegenelektrodenanschluss 14 dienenden, leitfähigen Materials,
welche in Kontakt mit dem zugeführten
Blut kommt, als die Gegenelektrode. Das Anlegen einer Spannung zwischen
dem Arbeitselektrodenanschluss 13 und dem Gegenelektrodenanschluss 14 nach
einem vorbestimmten Zeitraum fördert
die Reaktion des Prozesses III und der Oxidationsstrom fließt zwischen den
zwei Anschlüssen.
Der Strom wird gemessen, um die Konzentration des Analyts zu bestimmen.
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Beispiel 4
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Die 4 veranschaulicht
die Vorderansicht einer Körperflüssigkeitsuntersuchungsausstattung 31 des
Beispiels 4, und die 5 veranschaulicht
die rechte Seitenansicht der Ausstattung.
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Die
Körperflüssigkeitsuntersuchungsausstattung 31 umfasst
eine Basis 32 und ein oberes Element 34, welches
auf der Basis 32 angeordnet ist und durch eine Säule 33 getragen
wird. Eine Führung 36 für das Ruhen
des Fingers des Patienten 35 wird auf der Basis 32 ausgebildet.
Auf der anderen Seite wird eine einen Laserstrahl emittierende Vorrichtung 37 auf
dem oberen Element 34 für
die Emission von Laserstrahlen auf den Finger 35 auf der
Führung 36 angeordnet,
um die Körperflüssigkeiten
auslaufen zu lassen. Auf dem oberen Element 34 wird eine
Anzeigeeinrichtung 44 zur Anzeige des gemessenen Wertes
angeordnet, wobei dieser Wert von der oberen Seite der Ausstattung
gelesen werden kann. Auf einen Träger 38 wird eine Fixiereinrichtung 40 mit
einer Elektrodensonde 39 mittels einer Schraube 41 angebracht.
Die Elektrodensonde 39 mit einer Arbeitselektrode, einer
Gegenelektrode und einer Reagenzschicht (jeweils nicht gezeigt)
an dem Ende der Spitze wird auf der Fixiereinrichtung 40 mit
einer Schraube 42 fixiert.
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Als
Nächstes
wird der Betrieb der Körperflüssigkeitsuntersuchungsausstattung 31 beschrieben.
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Zunächst ruht
der Finger des Patienten auf der Führung 36. Wenn die
Fingerspitze unmittelbar unter die Laserstrahlen emittierende Vorrichtung 37 kommt,
wird ein Laserstrahl emittiert, welcher eine leichte Verletzung
auf der Hautoberfläche
verursacht, aus welcher eine geringe Menge an Blut 43 heraustritt.
Während
das Blut ausläuft,
wird der Finger 35 entlang der Führung 36 geschoben,
und die Hautoberfläche
wird leicht gegen die Elektrodensonde 39 gepresst, so dass
das auslaufende Blut auf der Hautoberfläche in Kontakt mit dem Ende
der Spitze der Elektrodensonde 39 kommt. Im Ergebnis löst sich die
Reagenzschicht (nicht gezeigt) in dem Blut, welches die Oxidation
des Analyts auslöst.
Der Finger wird für
einen vorbestimmten Zeitraum in diesem Zustand fixiert. Obwohl nicht
gezeigt, legt nach einer vorbestimmten ein Stromkreissystem eine
Spannung zwischen den Arbeits- und Gegenelektroden (beide nicht
gezeigt) Zeit an und gibt die Informationen über den Analyt in der Form
eines elektrischen Signals in die Ausstattung.
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In
dieser Struktur kann, da die Position wo der Laserstrahl auf den
Finger gestrahlt wird nahe dem Ende der Spitze der Elektrodensonde
ist, die Zeit und der Aufwand für
den Transfer des Bluts von der Hautoberfläche zu einem Sensor, wie er
in dem Stand der Technik erforderlich ist, eliminiert werden. Ferner
ermöglicht
die erfindungsgemäße Ausstattung
das Vorsehen eines Mechanismus',
welcher automatisch den Kontakt von Blut mit der Elektrodensonde
durch Abtasten nachweist, z.B. durch Flüssigkeitsverbindung zwischen
der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode aufgrund von Blut. Diese
Struktur ist geeignet für
blinde Menschen mit Diabetes oder ähnlichem, um die Messung der
Blutzuckermenge selbst durchzuführen,
weil sie nur durch Gleiten des Fingers entlang der Führung die
Bestimmung ermöglicht,
ob das Blut in Kontakt mit dem Ende der Spitze der Elektrodensonde
ist.
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In
dem vorhergehenden Beispiel kann, obwohl eine einen Laserstrahl
emittierende Vorrichtung als das Instrument für das Auslaufen von Körperflüssigkeiten
verwendet wurde, ein anderes Instrument, wie etwa eine Punktiereinrichtung
unter Verwendung der Repulsion einer Feder, verwendet werden, um Körperflüssigkeiten
auslaufen zu lassen.
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Beispiel 5
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Die 6 und 7 zeigen
eine Projektion des Endes der Spitze einer Elektrodensonde und eine
Skizze der Form einer Maske, verwendet während der Beschichtung der
Elektrodensonde mit Palladium. In der 6 werden
ein Elektrodensystem, gebildet durch eine Arbeitselektrode 51 und
eine Gegenelektrode 52, und die Form einer Maske 55 für die Maskierung
des Elektrodensystems gezeigt. Die nicht durch die Maske 55 bedeckte
Fläche
wird mit Palladium beschichtet und dient als die Gegenelektrode 52.
Die Arbeitselektrode und die Gegenelektrode werden voneinander durch
den bloßgelegten
Abschnitt eines Nadelelements 54, hergestellt aus einem
isolierenden Material, isoliert. Andererseits wird in der 7 ein
Elektrodensystem, gebildet durch eine Arbeitselektrode 61,
eine Gegenelektrode 62 und eine dritte Elektrode 63 gezeigt.
Das Bezugszeichen 65 zeigt die Form einer Maske 65,
deren Form teilweise unterschiedlich zu jener der 6 ist.
Die Beschichtung mit Palladium, oder ähnlichem, ergibt zwei Elektroden,
außer
die Arbeitselektrode. Von den zwei Elektroden kann eine als die
Gegenelektrode 62 und die andere als die dritte Elektrode 63 dienen.
Die dritte Elektrode kann z.B. als Referenzelektrode oder als eine
die Flüssigkeitsverbindung
fühlende
Elektrode verwendet werden. Die Elektroden werden voneinander durch
den bloßgelegten
Teil eines Nadelelements 64 isoliert.
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Das
Verfahren für
die Herstellung des dritten Elektrodenanschlusses verwendet ähnliches
Palladiumsputtern auf die laterale Oberfläche des Nadelelements, wie
das bei der Herstellung des Gegenelektrodenanschlusses. Beim Sputtern
wird der dritte Elektrodenanschluss und der Gegenelektrodenanschluss
mit einer Maske während
der Beschichtung der Elektrodensonde mit Palladium isoliert. Alternativ kann
ein Laserstrahl auf die gebildete Palladiumbeschichtung gestrahlt
werden, um das Nadelelement unmittelbar unter der gebildeten Palladiumbeschichtung
bloßzulegen,
um die Anschlüsse
der dritten Elektrode und der Gegenelektrode zu isolieren. Wie in
Beispiel 1 kann das Material für
die Bildung der Beschichtung ein anderes als Palladium sein, und
das Verfahren für
die Bildung der Beschichtung ist nicht auf Sputtern beschränkt.
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Wie
vorher diskutiert, ermöglicht
die erfindungsgemäße Elektrodensonde,
in der die Gegenelektrode, die Arbeitselektrode und die Reagenzschicht
alle auf dem Ende der Spitze eines Nadelelements angeordnet sind,
die Messung der Konzentration eines Analyts in einer extrem geringen
Menge von austretendem Blut auf der Hautoberfläche.
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Ferner
verhindert das Vorsehen einer Vertiefung an dem Ende der Spitze
der Elektrodensonde das mögliche
Verdampfen von Wasser im Blut, weil die Menge an Blut in der Vertiefung
auf ein konstantes Niveau durch Pressen des spitzen Endes der Sonde
gegen die Oberfläche
der Haut oder ähnliches reguliert
werden kann.
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Eine
Kombination der erfindungsgemäßen Elektrodensonde
mit einem Instrument zum Auslaufen von Körperflüssigkeit ermöglicht die
aufeinanderfolgenden Vorgänge
des Verfahrens zum Auslaufen lassen und Untersuchen von Blut oder ähnlichem.