JP2000116628A - ランセット一体型体液測定装置に使用するバイオセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出液する体液が、確実に直接貫通穴に入り込
むバイオセンサを、提供する。 【解決手段】 0.2ｍｍの厚みを持つ樹脂製絶縁シート
からなる平面刺長矩形状のベース版36Ａの電極が形成さ
れる面とは相対する平行面、すなわち皮膚当接面部分を
あらかじめ疎水化処理または撥水化処理等を施し、貫通
穴361ａを形成する。次に作用極36ｃと対極36ｄを形成
し、36ｆ、36ｈを残してレジスト層36ｊを形成する。次
にスペーサー板36Ｂを配置し、凹溝36ｅが形成される。
次に貫通穴362ｂを有するカバー板36Ｃを重ね合わせ
る。センサをこのように作製することにより、貫通穴を
通って穿刺された後、出液した体液は、センサと皮膚の
隙間に入り込むことなく、確実に直接貫通穴に入り込む
ことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、血中グルコース
濃度（以下、「血糖値」という。）等、体液に含まれる
被検知物質を測定することができ、なおかつ、皮膚から
の体液採集と測定とを一体の操作によって行うことがで
きるバイオセンサに関する。

【０００２】

【発明の背景】糖尿病の治療には、患者の血糖値を正常
範囲に保つことが必要であり、患者自らによる血糖値管
理が重要な治療法である。とくに、患者自身によるイン
スリン注射によって血糖値を正常範囲に維持する場合に
は、患者自身による適宜の血糖値測定が欠かせない。

【０００３】このような目的に使用する携帯型の血糖値
測定装置がすでに市販されており、中でも、ランセット
とセンサが一体型構造をなすものとして、例えば特願平
１０−１６６８９４号の特許出願がある。

【０００４】この体液測定装置は、本体と、この本体に
装着して使用する装着体とを備えた体液測定装置であっ
て、上記装着体は、皮膚当接面と、この皮膚当接面に沿
うように配置されたセンサと、尖端が皮膚当接面から突
出する進出位置と尖端が皮膚当接面から没入する退避位
置との間を移動可能であり、かつ弾性体によって退避位
置側に付勢されている穿刺体とを備えており、上記本体
は、上記装着体が装着されたときにこの装着体が備える
センサの各電極に接触してこれらに導通する端子、この
端子を介して得られる電気信号に基づいて測定値を決定
する電子回路、および、上記穿刺体を前進駆動してこの
穿刺体に進出位置をとらせるための駆動機構を備えてい
る。

【０００５】測定にあたって使用者は、上記装着体を本
体に装着する。皮膚当接面を指先や耳たぶ等の皮膚に押
し当てながら本体の駆動機構を作動さると、退避位置に
ある穿刺体が進出させられてその尖端が皮膚当接面から
突出し、皮膚に傷を付ける。次の瞬間弾性体の作用によ
って穿刺体は退避位置に戻る。装置をそのままの状態に
保持しておくと、皮膚から流出した血液がセンサに浸透
し、センサは反応電流を出力する。この電流は電子回路
によって血液中の特定成分濃度に換算され、たとえば本
体表面に配置された表示器に表示される。

【０００６】好ましい実施の形態においてはまた、上記
装着体におけるセンサは、全体として上記皮膚当接面に
沿うように延びる板状を呈しているとともに、その厚み
方向の内部に内面に反応部が臨む体液通路が形成されて
おり、かつ、この体液通路に連通するとともに上記穿刺
体の尖端が通過可能な貫通穴が形成された構成を備えて
いる。

【０００７】このように構成によれば、穿刺体が通過す
る貫通穴とセンサ内の体液通路が連通しているので、皮
膚につけた傷から流出される血液が直接的に貫通穴に入
り込み、引き続いて反応部が臨む体液通路に充満させら
れる。

【０００８】しかし、上記の特願平１０−１６６８９４
号の特許出願に記載の体液測定装置では、皮膚につけた
傷から流出される血液が直接的に貫通穴に入り込む以外
に、センサと皮膚の間にできる隙間に入り込むという問
題点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点を解決するもので、センサを改良することにより、
皮膚につけた傷から流出される血液が確実に直接貫通穴
に入り込むセンサを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、鋭意研究の末、装着体におけるセンサにおいて、皮
膚当接面に沿うように延びるセンサの面部分を疎水化処
理等を施したことを特徴とするバイオセンサである。

【００１１】

【実施の形態】

【実施例１】以下、本発明の一実施例について図面を参
照しつつ、説明する。図１は、体液測定装置の全体外観
図、図２は、穿刺体が退避した状態における装着体の詳
細を示す拡大縦断面図であり図４のII−II線に沿う断面
に相当する図、図３は、穿刺体が進出した状態における
装着体の詳細を示す拡大縦断面図、図４は、装着体の底
面図、図５は、センサを外した状態での装着体の底面図
である。

【００１２】図１ないし図３に示されるように、体液測
定装置10は、本体20と装着体30とを組み合わせて使用さ
れる。本体20は、その上面にスイッチボタン類、ＬＣＤ
表示器22などが配置されている。この本体20の前部には
筒状部21が延出形成されており、その先端部には、後に
詳しく説明するキャップ状の装着体30が装着されてい
る。また、この本体20の内部には、装着体30が備える穿
刺体31を前進駆動するための駆動機構（23，32）、およ
び、マイクロコンピュータ等の回路等が内蔵される。図
１において符号23は、上記駆動機構の一部を構成し、使
用者が手動によって押圧するための押圧部を示してい
る。

【００１３】図２ないし図５に装着体30の一例の詳細を
示す。この装着体30は、円筒部34と、この円筒部34の先
端を塞ぐように位置する底壁部35とを備える大略キャッ
プ状をしており、その主要部分は樹脂成形によって作製
される。円筒部34の内径は、本体20の前部筒状部24の外
径と対応させられており、この前部筒状部24に被せるよ
うにして簡便に装着することができる。底壁部35の外面
は、使用者の皮膚に当接する皮膚当接面35ａとして機能
させられる。

【００１４】このキャップ状の装着体30の底壁部35に
は、穿刺体31と、バイオセンサ36とが一体に組み込まれ
る。底壁部35には、円筒壁35ｂと底壁35ｃとを有する円
筒状の陥没部35Ａがこの装着体30の中心位置に形成さ
れ、この陥没部35Ａの底壁35ｃには、中心孔35ｄが開け
られている。

【００１５】一方、穿刺体31は、上記中心孔35ｄにスラ
イド可能に嵌合するガイド軸部31ａとこのガイド軸部31
ａの一端に一体形成されたフランジ部31ｂとを有する樹
脂製のガイド体31Ａに金属製の穿刺針31ｃを一体にイン
サートした形態をもっており、フランジ部31ｂと後述す
る板状バイオセンサ36の上面との間に介装された弾性体
37により、常時図２に示す退避位置、すなわち、フラン
ジ部31ｂが陥没部35Ａの底壁35ｃに当接する位置に向け
て付勢されている。この退避位置において、ガイド軸部
31ａの後端は底壁35ｃの内側に突出した状態となり、穿
刺針31ｃは、後述する板状バイオセンサ36の裏側に退避
した状態となる。上記のように穿刺体31を退避位置に向
けて付勢する弾性体37の態様としては、図２および図３
に示されるように金属あるいは樹脂でできた圧縮コイル
バネを用いる。

【００１６】装着体30の底壁部35にはまた、上記穿刺体
31が収容された陥没部35Ａを覆うようにして、板状バイ
オセンサ36が貼着される。このバイオセンサ36は、図６
ないし図８に示したように穿刺体31の穿刺針31ｃが通過
しうる貫通穴36ａと、この貫通穴36ａと連通して厚みの
なかを底壁部35と平行に延びる体液通路35ｂを備え、こ
の体液通路35ｂの内壁に反応部36ｋが形成された構成を
備えている。

【００１７】より具体的には、このバイオセンサ36は、
上面に作用極36ｃおよび対極36ｄが膜形成された絶縁ベ
ース板36Ａと、作用極36ｃおよび対極36ｄの一部を露出
させる溝36ｅを形成するように絶縁ベース板36Ａ上に積
層された板状スペーサ36Ｂ，36Ｂと、この板状スペーサ
36Ｂ，36Ｂにさらに積層された板状カバー36Ｃとを備え
ている。以下、この板状バイオセンサ36の作製工程を説
明する。

【００１８】図９に示すように、たとえば０．２ｍｍの
厚みをもつ樹脂製絶縁シートからなる平面視長矩形状の
ベース板36Ａが準備される。このベース板36Ａにおいて
電極が形成される面とは相対する平行面、すなわち皮膚
当接面部分を図10に示す。図10に示すように、少なくと
も貫通穴361ａのごく近傍周辺部363ａをあらかじめ疎水
化処理を行ってある。ここで言う、疎水化処理とは、水
とのなじみを悪化させることである。ここで、疎水化処
理まするための化合物としては、樹脂製絶縁シートの表
面を疎水化または撥水化できるものであれば特に限定さ
れないが、例えばポリウレタン系樹脂、ポリアクリル系
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩
化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、フッ素系樹脂、
その他ゴム変性物などが挙げられ、特に水溶性の樹脂と
か吸湿性の高い樹脂でない限り、従来、インキのバイン
ダーなどに使用されている公知の樹脂はいずれも使用す
ることができる。また疎水化処理の方式としては、例え
ば上記樹脂を主成分とする液を所定の部分に浸透させた
後乾燥させることによる印刷方式や撥水剤のコーティン
グなど公知の技術はいずれも使用することができる。こ
のベース板36Ａには、あらかじめたとえば１．５ｍｍ径
の貫通穴361aが形成されている。このベース板36Ａの上
面には、グラファイトインクを用いたスクリーン印刷の
手法により、作用極36ｃと対極36ｄとが膜状に形成され
る。作用極36ｃは、端子部となるべき端部領域36ｆ（作
用極36ｃに斜線のみを施した領域）から細状の突出部36
ｇが延出形成された平面形態をもち、一方、対極36ｄ
は、端子部となるべき端部領域36ｈ（対極36ｄに斜線の
みを施した領域）から上記作用極36ｃ側の突出部36ｇを
両側から挟むように二股状に延びる突出部36ｉ，36ｉを
もつ平面形態をもっている。貫通穴361aは、対極36ｄの
一方の突出部36ｉと近接して位置している。

【００１９】次に、作用極36ｃおよび対極36ｄの各突出
部36ｇ，36ｉ，36ｉが縦方向に並ぶ帯状領域と、作用極
36ｃおよび対極36ｄの各端部領域36ｆ，36ｈを残してレ
ジスト層36ｊ（実線と一点鎖線で斜線を施した領域）を
印刷形成する。

【００２０】続いて、上記レジスト層36ｊに重ねるよう
にして、レジスト層36ｊと同等の平面形状を有するスペ
ーサ板36Ｂ，36Ｂを配置する。このスペーサ板36Ｂとし
ては、たとえば厚み０．２ｍｍの樹脂製の板が採用さ
れ、表裏面に粘着剤層を設けた両面テープ態様のものが
使用される。これにより、スペーサ板36Ｂ，36Ｂで挟ま
れる凹溝36ｅが形成され（図８参照）、かつこの凹溝36
ｅの底部の帯状の領域に上記作用極36ｃと対極36ｄの各
突出部36ｇ，36ｉ，36ｉが並んで露出する格好となる。
なお、上記凹溝36ｅの幅は、たとえば１．５ｍｍ、長さ
はたとえば３ｍｍに設定される。

【００２１】次に、上記凹溝36ｅの底部の帯状の領域
に、図８に良く表れているような反応試薬層36ｋを形成
する。血糖値測定用のセンサとして構成する場合、この
反応試薬は、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
むものが採用される。反応試薬層36ｋはたとえば分注法
により形成される。

【００２２】次に、図９に示したように各スペーサ板36
Ｂ，36Ｂに重ねるようにして、上記ベース板36Ａの貫通
孔361aと対応する貫通孔362bを有する平面視矩形状のカ
バー板36Ｃを重ね合わせてこのバイオセンサ36が完成す
る。すなわち、図６ないし図８に表れているように、上
記ベース板36Ａとスペーサ板36Ｂ，36Ｂとで形成された
凹溝36ｅをカバー板36Ｃで塞ぐことによって縦方向に延
びる断面横長矩形状の体液通路36ｂが形成され、かつ、
この体液通路36ｂの内面に、作用極36ｃおよび対極36ｄ
に接触する試薬層36ｋ（反応部）が形成され、かつ、こ
の体液通路36ｂはこの板状バイオセンサ36の貫通穴36ａ
に連通させられることとなる。また、体液通路36ｂにお
ける上記貫通穴の位置と反対側は、開放させられてお
り、後述するように貫通穴36ａを介してこの体液通路36
ｂないし反応部36ｋに毛管現象によって体液（血液）が
導入されるのを促す。

【００２３】上記のように形成された板状バイオセンサ
36は、図２に良く表れているように装着体30の底壁部35
に、穿刺針31ｃの位置とバイオセンサ36の貫通穴36ａの
位置とが一致するようにして貼着される。なお、図４お
よび図５に表れているように、装着体30の底壁部35に
は、バイオセンサ36のベース板36Ａの両端部に露出する
作用極36ｃおよび対極36ｄ用の端子部36ｆ，36ｈと対応
する丸穴362c，362dが形成されている。この丸穴362c，
362dは、装着体30を本体20に装着したときに、本体20側
のコネクタピン25ａ，25ａの先端を上記端子部36ｆ，36
ｈに接触させるためのものである。装着体30の底壁部35
にはまた、バイオセンサ貼着領域を挟むようにして弓形
の開口36ｍ，36ｍが形成されている。

【００２４】本体20には、図２および図３に示したよう
に上記押圧部23によって押圧駆動される押圧ロッド32が
その軸線方向（図中に矢印で示した方向）に移動可能で
あり、かつバネによって常時後方側に付勢されながら組
み込まれて駆動機構23，32が構成されている。

【００２５】次に、上記構成を備える体液測定装置10の
使用方法ないし動作を図１ないし図４を参照しつつ説明
する。

【００２６】体液測定装置10の使用にあたって使用者は
この装着体30を本体20の筒状部21に装着する（図１参
照）。

【００２７】装着体30の底壁部35の表面、すなわち皮膚
当接面35ａを患者の皮膚の適当な部位、たとえば指先や
耳たぶに押し当てた状態で、押圧部23を押下する。そう
すると、本体20の内部の押圧ロッド32の先端が穿刺体31
のガイド軸部31ａの後端部を押し、押圧ロッド32が装着
体30の陥没部35Ａの裏側に当接するまでのストロークを
もって穿刺体31を弾性体37の弾力に抗して前方に押し出
す。このとき、穿刺体31の穿刺針31ｃは、バイオセンサ
36の貫通孔36ａをとおってバイオセンサ36の下面、すな
わち、皮膚当接面35ａから所定長さ突出する（図３の状
態）。押圧部23への押圧を解除すると、押圧ロッド32は
バネの弾力によって元の位置まで復帰動し、また、穿刺
体31もまた弾性体37の弾力によって穿刺針31ｃが皮膚当
接面35ａから没入する退避位置まで復帰する（図２の状
態）。

【００２８】皮膚当接面35ａからの穿刺針31ｃの突出に
より、皮膚に適度な傷がつけられる。この傷から流出し
た血液は、皮膚とセンサの隙間に入り込むことなく確実
に直接貫通孔36ａに進入し、バイオセンサ36内の体液通
路36ｂに導入させられる。

【００２９】

【実施例２】実施例１と同様の体液測定装置において、
板状バイオセンサ36の作製工程における36Ａの部分を以
下に説明するように変更する。

【００３０】図９に示すように、たとえば０．２ｍｍの
厚みをもつ疎水性シートからなる平面視長矩形状のベー
ス板36Ａが準備される。ここでいう疎水性シートとは特
に限定されるものでないが、例えば、アクリルシート、
ウレタンシート等の公知の疎水性シートはいずれも使用
することができる。さらに、用いた疎水性シートが絶縁
性を持たない場合には、例えばレジストインクを用いた
スクリーン印刷の手法や絶縁シート、例えばポリエチレ
ンテレフタレートシートなどを接着剤などにより、張り
合わせることで、絶縁性を持たせることができる。

【００３１】上記のようにして作製された、ベース板36
Ａを用いて、実施例１と同様に、体液測定装置に装着
し、体液測定装置を動作させ、穿刺を行う。

【００３２】傷から流出した血液は、皮膚とセンサの隙
間に入り込むことなく確実に直接貫通孔36ａに進入し、
バイオセンサ36内の体液通路36ｂに導入させられる。

【００３３】

【実施例３】実施例１と同様の体液測定装置において、
板状バイオセンサ36の作製工程における36Ａの部分を以
下に説明するように変更する。

【００３４】図９に示すように、たとえば０．２ｍｍの
厚みをもつ樹脂製絶縁シートからなる平面視長矩形状の
ベース板36Ａが準備される。このベース板36Ａには、あ
らかじめたとえば１．５ｍｍ径の貫通孔361aが形成され
ている。このベース板36Ａにおいて電極が形成される面
とは相対する平行面、すなわち皮膚当接面部分を図10に
示す。図10に示すように、貫通穴361aのごく近傍周辺部
に、立体遮蔽物363aを配してある。ここでいう立体遮蔽
物とは、例えばＯリングなどで、傷から流出した血液の
拡散を遮断することを目的としている。

【００３５】上記のようにして作製された、ベース板36
Ａを用いて、実施例１と同様に、体液測定装置に装着
し、体液測定装置を動作させ、穿刺を行う。

【００３６】傷から流出した血液は、皮膚とセンサの隙
間に入り込むことなく確実に直接貫通孔36ａに進入し、
バイオセンサ36内の体液通路36ｂに導入させられる。

【００３７】

【発明の効果】このように本発明によれば、上記体液測
定装置10を用いて、装着体30の前面の皮膚当接面35ａを
患者の指先や耳たぶ等に押し当てた状態を保持しつつ、
穿刺針31ｃを突出させるという操作をおこなうと、体液
が皮膚とセンサの隙間に入り込むことなく、血糖値等の
体液測定を適正に行うことができる。

【００３８】もちろん、この発明の範囲は上述した実施
形態に限定されることはない。実施形態では、血糖値を
測定するためのものとして説明されているが、測定対象
は血糖値に限定されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る体液測定装置の全体外観図であ
る。

【図２】穿刺体が退避した状態における装着体の詳細を
示す拡大縦断面図であり、図４のII−II線に沿う断面に
相当する図である。

【図３】穿刺体が進出した状態における装着体の詳細を
示す拡大縦断面図である。

【図４】装着体の底面図である。

【図５】バイオセンサを外した状態での装着体の底面図
である。

【図６】バイオセンサの平面図である。

【図７】図６のVII −VII 線に沿う断面図である。

【図８】図７における一点鎖線で囲まれた領域の拡大図
である。

【図９】バイオセンサの分解斜視図である。

【図１０】バイオセンサの皮膚当接面図である。

【符号の説明】

１０ 体液測定装置 ２０ 本体 ２３ 押圧部（駆動機構を構成する） ２５ａ コネクタピン（本体の端子としての） ３０ 装着体 ３１ 穿刺体 ３２ 押圧ロッド（駆動機構を構成する） ３３ 電子回路 ３５ａ 皮膚当接面 ３６ バイオセンサ ３６Ａ ベース板（バイオセンサを構成する） ３６Ｂ スペーサ（バイオセンサを構成する） ３６Ｃ カバー板（バイオセンサを構成する） ３６ａ 貫通孔（バイオセンサの） ３６ｂ 体液流路（バイオセンサの） ３６ｃ 作用極（バイオセンサの） ３６ｄ 対極（バイオセンサの） ３６ｅ 溝（バイオセンサの） ３６ｋ 反応部（バイオセンサの反応試薬層） ３６ｆ，３６ｈ 端子部（センサの電極としての） ３７ コイルバネ（弾性体としての）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝木 幸治 京都府京都市南区東九条西明田町57 株式 会社京都第一科学内 (72)発明者 浜本 勝美 京都府京都市南区東九条西明田町57 株式 会社京都第一科学内 Ｆターム(参考） 4C038 KK10 KL01 KX04 KY01 KY04 UE05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体と、この本体に装着して使用する装
   着体とを備えた体液測定装置であって、 上記装着体は、皮膚当接面と、この皮膚当接面に沿うよ
   うに配置されたセンサと、尖端が皮膚当接面から突出す
   る進出位置と尖端が皮膚当接面から没入する退避位置と
   の間を移動可能であり、かつ弾性体によって退避位置側
   に付勢されている穿刺体とを備えており、 上記本体は、上記装着体が装着されたときにこの装着体
   が備えるセンサの各電極に接触してこれらに導通する端
   子、この端子を介して得られる電気信号に基づいて測定
   値を決定する電子回路、および、上記穿刺体を前進駆動
   してこの穿刺体に進出位置をとらせるための駆動機構を
   備えている、ランセット一体型体液測定装置であり、皮
   膚当接面に沿うように配置されたセンサの皮膚当接面を
   疎水化処理を施してあることを特徴とするバイオセン
   サ。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載の体液測定装置であっ
   て、皮膚当接面に沿うように配置されたセンサの皮膚当
   接面部分を疎水性材料を用いて作製したことを特徴とす
   るバイオセンサ。
3. 【請求項３】 前記請求項１記載の体液測定装置であっ
   て、皮膚当接面に沿うように配置されたセンサの皮膚当
   接面内貫通孔ごく近傍周辺部に、立体遮蔽物を配してい
   ることを特徴とするバイオセンサ。