JP2002214187A - バイオセンサ - Google Patents
バイオセンサInfo
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- JP2002214187A JP2002214187A JP2001008919A JP2001008919A JP2002214187A JP 2002214187 A JP2002214187 A JP 2002214187A JP 2001008919 A JP2001008919 A JP 2001008919A JP 2001008919 A JP2001008919 A JP 2001008919A JP 2002214187 A JP2002214187 A JP 2002214187A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液体試料のキャビティ内への迅速且つ正確な
導入を助成し、測定精度の高い優れたバイオセンサを提
供する。 【解決手段】 キャビティが、少なくとも作用極、対極
からなる電極部が配置された絶縁性基板、切欠部を有す
るスペーサおよび液体吸引性を有するカバーとの貼り合
わせにより形成されているバイオセンサであり、液体吸
引性を有するカバーの表面に液体吸引層が設けられ、該
液体吸引層が表面抵抗値１×１０12Ω以下で、臨界表面
張力３５ｍＮ／ｍ以上であるバインダーと界面活性剤お
よび／または導電性樹脂から成ること、スペーサと絶縁
性基板およびカバーが軟化点７０℃〜１５０℃のホット
メルト接着剤で貼り合わされていること、絶縁性基板、
スペーサ、カバーがプラスチックフィルムであることが
好ましい態様として含まれる。
導入を助成し、測定精度の高い優れたバイオセンサを提
供する。 【解決手段】 キャビティが、少なくとも作用極、対極
からなる電極部が配置された絶縁性基板、切欠部を有す
るスペーサおよび液体吸引性を有するカバーとの貼り合
わせにより形成されているバイオセンサであり、液体吸
引性を有するカバーの表面に液体吸引層が設けられ、該
液体吸引層が表面抵抗値１×１０12Ω以下で、臨界表面
張力３５ｍＮ／ｍ以上であるバインダーと界面活性剤お
よび／または導電性樹脂から成ること、スペーサと絶縁
性基板およびカバーが軟化点７０℃〜１５０℃のホット
メルト接着剤で貼り合わされていること、絶縁性基板、
スペーサ、カバーがプラスチックフィルムであることが
好ましい態様として含まれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、種々の微量の液体
試料中の特定成分、例えば血液や尿等の生体液の特定成
分を検査・定量する際に用いられるバイオセンサに関
し、特に液体試料を毛細管現象にて導入するキャビティ
を具備したバイオセンサにおいて液体試料のキャビティ
内への導入を助成する構成に特徴があるものである。
試料中の特定成分、例えば血液や尿等の生体液の特定成
分を検査・定量する際に用いられるバイオセンサに関
し、特に液体試料を毛細管現象にて導入するキャビティ
を具備したバイオセンサにおいて液体試料のキャビティ
内への導入を助成する構成に特徴があるものである。
【０００２】
【従来の技術】液体試料中の特定の成分を定量するバイ
オセンサとして、例えば血液中のグルコースとセンサ中
に担持されたグルコースオキシダーゼ、フェリシアン化
カリウム等の試薬との反応により得られる電流値を計測
することにより血糖値などを求めるものがある。
オセンサとして、例えば血液中のグルコースとセンサ中
に担持されたグルコースオキシダーゼ、フェリシアン化
カリウム等の試薬との反応により得られる電流値を計測
することにより血糖値などを求めるものがある。
【０００３】図１はそのような従来の血糖値測定用のバ
イオセンサを示す分解斜視図である。なお、図１に示す
バイオセンサの主要構成は、本発明に係るバイオセンサ
においても同等であり、本発明においては各部に改良や
変更が施される。図１において、ポリエチレンテレフタ
レート等からなる絶縁基板５上には、スクリーン印刷等
により作用極１と対極２からなる電極が形成されてお
り、これら電極上には酵素であるグルコースオキシダー
ゼ、電子伝達体であるフェリシアン化カリウム及び親水
性高分子であるカルボキシメチルセルロースなどを含む
試薬層１０が形成されている。
イオセンサを示す分解斜視図である。なお、図１に示す
バイオセンサの主要構成は、本発明に係るバイオセンサ
においても同等であり、本発明においては各部に改良や
変更が施される。図１において、ポリエチレンテレフタ
レート等からなる絶縁基板５上には、スクリーン印刷等
により作用極１と対極２からなる電極が形成されてお
り、これら電極上には酵素であるグルコースオキシダー
ゼ、電子伝達体であるフェリシアン化カリウム及び親水
性高分子であるカルボキシメチルセルロースなどを含む
試薬層１０が形成されている。
【０００４】そしてある量の血液を採取し、採取した血
液と試薬層１０との反応で生じる電流値を上記電極で検
出するためのキャビティ１１を形成するため、電極およ
び試薬上の部分を細長く切り欠いたスペーサ７と、空気
逃げ孔９を形成したカバー６とを絶縁性基板５上に貼り
合わせている。
液と試薬層１０との反応で生じる電流値を上記電極で検
出するためのキャビティ１１を形成するため、電極およ
び試薬上の部分を細長く切り欠いたスペーサ７と、空気
逃げ孔９を形成したカバー６とを絶縁性基板５上に貼り
合わせている。
【０００５】このような構成のバイオセンサにおいて、
血液は吸引口８から毛細管現象によりキャビティ１１内
に導入され、電極と試薬のある位置まで導かれる。そし
て、電極上での血液と試薬との反応により生じる電流値
は、リード３、４を通じて図示しない外部の測定装置に
接続して読みとられる。
血液は吸引口８から毛細管現象によりキャビティ１１内
に導入され、電極と試薬のある位置まで導かれる。そし
て、電極上での血液と試薬との反応により生じる電流値
は、リード３、４を通じて図示しない外部の測定装置に
接続して読みとられる。
【０００６】しかし、上述の様な毛細管現象だけでは、
血液をキャビティ１１内にスムーズに導入することは難
しく、より素早く且つ正確に血液を導入するためには、
試薬層１０を覆うようにその上から卵黄レシチンなどの
界面活性剤層１２を展開するなどの工夫がなされてい
た。
血液をキャビティ１１内にスムーズに導入することは難
しく、より素早く且つ正確に血液を導入するためには、
試薬層１０を覆うようにその上から卵黄レシチンなどの
界面活性剤層１２を展開するなどの工夫がなされてい
た。
【０００７】しかしながら、上述の卵黄レシチンなどの
界面活性剤層を試薬層上に担持することにより、試薬層
の溶解性や反応性の低下、また、キャビティ内部から絶
縁性基板とスペーサとの間に血液が滲み込むなどの現象
により、センサ性能が悪化するという問題を有してい
た。
界面活性剤層を試薬層上に担持することにより、試薬層
の溶解性や反応性の低下、また、キャビティ内部から絶
縁性基板とスペーサとの間に血液が滲み込むなどの現象
により、センサ性能が悪化するという問題を有してい
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、かか
る問題点を解決し、液体試料のキャビティ内への迅速且
つ正確な導入を助成し、測定精度の高い優れたバイオセ
ンサを提供することにある。
る問題点を解決し、液体試料のキャビティ内への迅速且
つ正確な導入を助成し、測定精度の高い優れたバイオセ
ンサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のバイオセンサは、液体試料が毛細管現象に
て導入されるキャビティを具備し、導入された前記液体
試料と試薬の反応により液体試料中の成分を分析可能な
バイオセンサにおいて、前記キャビティが少なくとも作
用極、対極からなる電極部が配置された絶縁性基板、切
欠部を有するスペーサおよび液体吸引性を有するカバー
との貼り合わせにより形成されていることを特徴とする
ものからなる。
に、本発明のバイオセンサは、液体試料が毛細管現象に
て導入されるキャビティを具備し、導入された前記液体
試料と試薬の反応により液体試料中の成分を分析可能な
バイオセンサにおいて、前記キャビティが少なくとも作
用極、対極からなる電極部が配置された絶縁性基板、切
欠部を有するスペーサおよび液体吸引性を有するカバー
との貼り合わせにより形成されていることを特徴とする
ものからなる。
【００１０】また、本発明のバイオセンサにおいては、
液体吸引性を有するカバーの表面には液体吸引層が設け
られ、該液体吸引層がバインダーと界面活性剤および／
または導電性樹脂からなることが好ましい。この液体吸
引層は、その表面抵抗値１×１０12Ω以下で、臨界表面
張力３５ｍＮ／ｍ以上であることが好ましい。また、ス
ペーサが両面にホットメルト接着剤層を有し、該ホット
メルト接着剤層を介してスペーサと絶縁性基板およびカ
バーが貼り合わされていることが好ましい。このホット
メルト接着剤の軟化点は７０℃〜１５０℃の範囲にある
ことが好ましい。また、絶縁性基板、スペーサ、カバー
は、プラスチックフィルムからなることが好ましい。
液体吸引性を有するカバーの表面には液体吸引層が設け
られ、該液体吸引層がバインダーと界面活性剤および／
または導電性樹脂からなることが好ましい。この液体吸
引層は、その表面抵抗値１×１０12Ω以下で、臨界表面
張力３５ｍＮ／ｍ以上であることが好ましい。また、ス
ペーサが両面にホットメルト接着剤層を有し、該ホット
メルト接着剤層を介してスペーサと絶縁性基板およびカ
バーが貼り合わされていることが好ましい。このホット
メルト接着剤の軟化点は７０℃〜１５０℃の範囲にある
ことが好ましい。また、絶縁性基板、スペーサ、カバー
は、プラスチックフィルムからなることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明について、望まし
い実施の形態とともに詳細に説明する。本発明のバイオ
センサにおいては、液体試料が毛細管現象にて導入され
るキャビティを具備し、導入された液体試料と試薬の反
応により液体試料中の成分を分析可能なバイオセンサに
おいて、キャビティが少なくとも作用極、対極からなる
電極部が配置された絶縁性基板、切欠部を有するスペー
サおよび液体吸引性を有するカバーとの貼り合わせによ
り形成されている。すなわち、全体の主要構成は図１に
示したものと同等の構成であるが、とくに液体吸引層を
有するカバーを用いる点に特徴がある。
い実施の形態とともに詳細に説明する。本発明のバイオ
センサにおいては、液体試料が毛細管現象にて導入され
るキャビティを具備し、導入された液体試料と試薬の反
応により液体試料中の成分を分析可能なバイオセンサに
おいて、キャビティが少なくとも作用極、対極からなる
電極部が配置された絶縁性基板、切欠部を有するスペー
サおよび液体吸引性を有するカバーとの貼り合わせによ
り形成されている。すなわち、全体の主要構成は図１に
示したものと同等の構成であるが、とくに液体吸引層を
有するカバーを用いる点に特徴がある。
【００１２】この本発明のバイオセンサにおけるカバー
には、液体吸引性を有する液体吸引層が積層される。液
体吸引層は有機系バインダーや無機系バインダーおよび
／または金属や金属化合物等を主体とした膜で構成され
ている。
には、液体吸引性を有する液体吸引層が積層される。液
体吸引層は有機系バインダーや無機系バインダーおよび
／または金属や金属化合物等を主体とした膜で構成され
ている。
【００１３】液体吸引層として用いられるバインダーと
しては、例えば、ポリエステル樹脂、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合樹脂、アイオノマー樹脂、ウレタン樹脂、ナ
イロン樹脂、エチレン−アクリル酸共重合樹脂、エチレ
ン−アクリル酸エチル共重合樹脂、エチレン−アクリル
酸メチル共重合樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合樹
脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリビニ
ルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアルキレン
オキシド樹脂、ゼラチン等の有機系バインダー、ジルコ
ニウム、珪素、アルミニウム、チタン原子等を含む無機
系バインダーが挙げられるが、中でもポリエステル樹脂
が基材との接着力や、液体試料の塗れ・展開性から好ま
しく用いられる。
しては、例えば、ポリエステル樹脂、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合樹脂、アイオノマー樹脂、ウレタン樹脂、ナ
イロン樹脂、エチレン−アクリル酸共重合樹脂、エチレ
ン−アクリル酸エチル共重合樹脂、エチレン−アクリル
酸メチル共重合樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合樹
脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリビニ
ルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアルキレン
オキシド樹脂、ゼラチン等の有機系バインダー、ジルコ
ニウム、珪素、アルミニウム、チタン原子等を含む無機
系バインダーが挙げられるが、中でもポリエステル樹脂
が基材との接着力や、液体試料の塗れ・展開性から好ま
しく用いられる。
【００１４】さらに、本発明においては、このバインダ
ーに、表面抵抗値、臨界表面張力調整剤として、各種の
界面活性剤や導電性樹脂を添加することができる。界面
活性剤としては、例えば「実用プラスチック事典 材料
編」（（株）産業調査会 １９９６年）や「１３３９８
の化学商品」（化学工業日報社 １９９８年）に記載さ
れている非イオン系、アニオン系、カチオン系、および
両性系の界面活性剤が挙げられる。
ーに、表面抵抗値、臨界表面張力調整剤として、各種の
界面活性剤や導電性樹脂を添加することができる。界面
活性剤としては、例えば「実用プラスチック事典 材料
編」（（株）産業調査会 １９９６年）や「１３３９８
の化学商品」（化学工業日報社 １９９８年）に記載さ
れている非イオン系、アニオン系、カチオン系、および
両性系の界面活性剤が挙げられる。
【００１５】非イオン系界面活性剤としては、例えば、
高級脂肪酸アミド、アセチレングリコール類、アセチレ
ングリコールのエチレンオキサイド付加物等が、アニオ
ン系界面活性剤としては、例えば、リン酸エステル系、
スルホサクシネート系等が、カチオン系界面活性剤とし
ては、例えば、第４級アンモニウム系のアルキルトリメ
チルアンモニウム塩、アシロイルアミドプロピルトリメ
チルアンモニウムメトサルフェート、アルキルベンジル
メチルアンモニウム塩、アシル塩化コリン等が挙げられ
る。
高級脂肪酸アミド、アセチレングリコール類、アセチレ
ングリコールのエチレンオキサイド付加物等が、アニオ
ン系界面活性剤としては、例えば、リン酸エステル系、
スルホサクシネート系等が、カチオン系界面活性剤とし
ては、例えば、第４級アンモニウム系のアルキルトリメ
チルアンモニウム塩、アシロイルアミドプロピルトリメ
チルアンモニウムメトサルフェート、アルキルベンジル
メチルアンモニウム塩、アシル塩化コリン等が挙げられ
る。
【００１６】導電性樹脂としては、非イオン系、アニオ
ン系、カチオン系導電性樹脂が挙げられるが、帯電防止
効果、すなわち表面抵抗値の低下効果からカチオン系導
電性樹脂が好ましく用いられる。カチオン系導電性樹脂
の中でも第４級アンモニウム塩型カチオン導電性樹脂、
例えば、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムク
ロライド、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライ
ド等の第４級アンモニウム塩重合物が電気伝導性、液体
試料の塗れ・展開性から好ましく用いられる。
ン系、カチオン系導電性樹脂が挙げられるが、帯電防止
効果、すなわち表面抵抗値の低下効果からカチオン系導
電性樹脂が好ましく用いられる。カチオン系導電性樹脂
の中でも第４級アンモニウム塩型カチオン導電性樹脂、
例えば、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムク
ロライド、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライ
ド等の第４級アンモニウム塩重合物が電気伝導性、液体
試料の塗れ・展開性から好ましく用いられる。
【００１７】液体吸引層中の界面活性剤および／または
導電性樹脂の含有量は、通常０．１〜２０部であり、好
ましくは０．５〜１５部、より好ましくは１〜１０部で
ある。
導電性樹脂の含有量は、通常０．１〜２０部であり、好
ましくは０．５〜１５部、より好ましくは１〜１０部で
ある。
【００１８】界面活性剤および／または導電性樹脂の添
加量が上記範囲より多いと、基材との接着性が低下した
り、ブロッキングしやすくなったりして好ましくない。
また、界面活性剤および／または導電性樹脂の添加量が
上記範囲より少ないと、所望の表面抵抗値が得られ難
く、また液体試料の濡れ性、展開性の悪化や電気伝導性
の低下により、液体試料のスムーズなキャビティ内への
導入ができなくなる。
加量が上記範囲より多いと、基材との接着性が低下した
り、ブロッキングしやすくなったりして好ましくない。
また、界面活性剤および／または導電性樹脂の添加量が
上記範囲より少ないと、所望の表面抵抗値が得られ難
く、また液体試料の濡れ性、展開性の悪化や電気伝導性
の低下により、液体試料のスムーズなキャビティ内への
導入ができなくなる。
【００１９】本発明の液体吸引層の表面抵抗値は１×１
０12Ω以下であることが好ましく、より好ましくは５×
１０11Ω以下である。表面抵抗値が上記範囲より高い
と、液体試料の濡れ性、展開性の悪化や、電気伝導性の
低下により、液体試料のスムーズなキャビティ内への導
入ができなくなるおそれがある。
０12Ω以下であることが好ましく、より好ましくは５×
１０11Ω以下である。表面抵抗値が上記範囲より高い
と、液体試料の濡れ性、展開性の悪化や、電気伝導性の
低下により、液体試料のスムーズなキャビティ内への導
入ができなくなるおそれがある。
【００２０】また、液体吸引層の臨界表面張力は３５ｍ
Ｎ／ｍ以上であることが好ましく、より好ましくは４０
ｍＮ／ｍ以上である。臨界表面張力が上記範囲より低い
と、液体試料の濡れ性・展開性が悪化し、液体試料のス
ムーズなキャビティ内への導入ができなくなるおそれが
ある。
Ｎ／ｍ以上であることが好ましく、より好ましくは４０
ｍＮ／ｍ以上である。臨界表面張力が上記範囲より低い
と、液体試料の濡れ性・展開性が悪化し、液体試料のス
ムーズなキャビティ内への導入ができなくなるおそれが
ある。
【００２１】また、液体吸引層の付着量は０．１〜１０
ｇ／ｍ2であることが好ましく、より好ましくは０．５
〜５ｇ／ｍ2である。付着量が上記範囲より少ないと加
工時の擦り傷等により付着層の脱落や、ピンホールが発
生し易くなり測定精度が低下し好ましくない。また、付
着量が上記範囲より多くなると作業性が悪くなったり、
ブロッキングを生じやすくなり好ましくない。
ｇ／ｍ2であることが好ましく、より好ましくは０．５
〜５ｇ／ｍ2である。付着量が上記範囲より少ないと加
工時の擦り傷等により付着層の脱落や、ピンホールが発
生し易くなり測定精度が低下し好ましくない。また、付
着量が上記範囲より多くなると作業性が悪くなったり、
ブロッキングを生じやすくなり好ましくない。
【００２２】本発明のスペーサには、その両面に軟化点
が７０℃〜１５０℃のホットメルト接着剤が積層される
ことが好ましい。ホットメルト接着剤の軟化点が上記範
囲より低いと、孔開け加工時に刃に接着剤がついたり、
貼り合わせ時に接着剤がにじみ出たりして好ましくな
い。ホットメルト接着剤の軟化点が上記範囲より高い
と、貼り合わせ時に高温が必要となり、試薬層の劣化や
各部材の寸法変化が生じたりして好ましくない。
が７０℃〜１５０℃のホットメルト接着剤が積層される
ことが好ましい。ホットメルト接着剤の軟化点が上記範
囲より低いと、孔開け加工時に刃に接着剤がついたり、
貼り合わせ時に接着剤がにじみ出たりして好ましくな
い。ホットメルト接着剤の軟化点が上記範囲より高い
と、貼り合わせ時に高温が必要となり、試薬層の劣化や
各部材の寸法変化が生じたりして好ましくない。
【００２３】また、ホットメルト接着層を用いること
で、スペーサとカバーあるいは絶縁性基板とが強固且つ
緻密に接着されるため、キャビティ内部からの液体試料
の滲みだしを防ぎ、キャビティ内に正確に液体試料を規
制することができる。
で、スペーサとカバーあるいは絶縁性基板とが強固且つ
緻密に接着されるため、キャビティ内部からの液体試料
の滲みだしを防ぎ、キャビティ内に正確に液体試料を規
制することができる。
【００２４】ホットメルト接着剤としては、例えば、ポ
リエステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ア
イオノマー樹脂、ウレタン樹脂、エチレン−アクリル酸
共重合樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合樹脂、
エチレン−アクリル酸メチル共重合樹脂、エチレン−メ
タクリル酸共重合樹脂等が挙げられるが、特にこれらに
限定されない。
リエステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ア
イオノマー樹脂、ウレタン樹脂、エチレン−アクリル酸
共重合樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合樹脂、
エチレン−アクリル酸メチル共重合樹脂、エチレン−メ
タクリル酸共重合樹脂等が挙げられるが、特にこれらに
限定されない。
【００２５】本発明の絶縁性基板、スペーサ、カバーと
しては、プラスチックフィルム、合成紙、紙または表面
処理が施された複合シートが好ましく用いられるが、中
でも寸法安定性や耐久性等の点からプラスチックフィル
ムが好ましい。
しては、プラスチックフィルム、合成紙、紙または表面
処理が施された複合シートが好ましく用いられるが、中
でも寸法安定性や耐久性等の点からプラスチックフィル
ムが好ましい。
【００２６】プラスチックフィルムの材質としては、ポ
リエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステ
ルアミド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ−ρ−フェ
ニレンスルフィド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ（メタ）アクリル酸エステルが挙げられる。
また、これらの共重合体やブレンド物やさらに架橋した
ものを用いることもできる。
リエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステ
ルアミド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ−ρ−フェ
ニレンスルフィド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ（メタ）アクリル酸エステルが挙げられる。
また、これらの共重合体やブレンド物やさらに架橋した
ものを用いることもできる。
【００２７】さらに、上記プラスチックフィルムの中で
も、ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレン２，６−ナフタレート、ポリエチレン
α，β−ビス（２−クロルフェノキシ）エタン４，４’
−ジカルボキシレート、ポリブチレンテレフタレートな
どが好ましく、これらの中で機械的特性、作業性などの
品質、経済性などを総合的に勘案すると、ポリエチレン
テレフタレートが特に好ましく用いられる。
も、ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレン２，６−ナフタレート、ポリエチレン
α，β−ビス（２−クロルフェノキシ）エタン４，４’
−ジカルボキシレート、ポリブチレンテレフタレートな
どが好ましく、これらの中で機械的特性、作業性などの
品質、経済性などを総合的に勘案すると、ポリエチレン
テレフタレートが特に好ましく用いられる。
【００２８】絶縁性基材、スペーサ、カバーの厚みは特
に限定されないが、通常１０μｍ〜５００μｍ、好まし
くは２０μｍ〜４００μｍ、より好ましくは３０μｍ〜
３００μｍであることが望ましい。
に限定されないが、通常１０μｍ〜５００μｍ、好まし
くは２０μｍ〜４００μｍ、より好ましくは３０μｍ〜
３００μｍであることが望ましい。
【００２９】
【実施例】本発明における特性の評価方法について次に
説明する。 （１）表面抵抗値 東京電気（株）製のＨＩ−レジスタンステスター、モデ
ル「ＴＲ−２」）（ＨＩ−ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＴＥ
ＳＴＥＲ ＭＯＤＥＬ ＴＲ−２）を用いて２０℃、６
０％ＲＨの雰囲気下に２４時間放置後測定した。
説明する。 （１）表面抵抗値 東京電気（株）製のＨＩ−レジスタンステスター、モデ
ル「ＴＲ−２」）（ＨＩ−ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＴＥ
ＳＴＥＲ ＭＯＤＥＬ ＴＲ−２）を用いて２０℃、６
０％ＲＨの雰囲気下に２４時間放置後測定した。
【００３０】（２）臨界表面張力 ＪＩＳ−Ｋ６７６８に準じ、濡れ指数標準液（和光純薬
工業（株）製）を用いて測定した。
工業（株）製）を用いて測定した。
【００３１】（３）付着量 塗布液を塗布した基材１００ｃｍ2の重量を測定し
（Ａ）、次に塗布前の基材１００ｃｍ2の重量を測定し
（Ｂ）、（Ａ−Ｂ）×１００で付着量（ｇ／ｍ2）を算
出した。
（Ａ）、次に塗布前の基材１００ｃｍ2の重量を測定し
（Ｂ）、（Ａ−Ｂ）×１００で付着量（ｇ／ｍ2）を算
出した。
【００３２】（４）軟化点 ＪＩＳ−Ｋ２５３１（環球法）に準じて測定した。
【００３３】（５）血液の濡れ性・展開性 液体吸引層上にヘマトクリットを４５％に調整した血液
を１０μＬ滴下したときの血液の拡がり（円径の測
定）、及びバイオセンサのキャビティ内へ前記血液が完
全に充填するのに要した時間を測定した。
を１０μＬ滴下したときの血液の拡がり（円径の測
定）、及びバイオセンサのキャビティ内へ前記血液が完
全に充填するのに要した時間を測定した。
【００３４】〔各部材の作製方法〕次に、各部材の作製
方法について以下に説明する。 （１）スペーサ 東レ（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フ
ィルム”ルミラー”（タイプ１８８Ｅ２０）を基材と
し、また塗布液として、軟化点１０５℃のポリエステル
樹脂をトルエン／ＭＥＫ（メチルエチルケトン）＝４／
１で溶解し、３０％溶液を用意した。３０％の塗布液を
コンマコータにてシリコーン系離型フィルムに塗布し、
１２０℃で２分間乾燥して上記１８８Ｅ２０に転写し
た。同様にして両面にホットメルト接着剤付きのスペー
サフィルムを得た。ホットメルト接着剤層の厚さはそれ
ぞれ２５μｍであった。
方法について以下に説明する。 （１）スペーサ 東レ（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フ
ィルム”ルミラー”（タイプ１８８Ｅ２０）を基材と
し、また塗布液として、軟化点１０５℃のポリエステル
樹脂をトルエン／ＭＥＫ（メチルエチルケトン）＝４／
１で溶解し、３０％溶液を用意した。３０％の塗布液を
コンマコータにてシリコーン系離型フィルムに塗布し、
１２０℃で２分間乾燥して上記１８８Ｅ２０に転写し
た。同様にして両面にホットメルト接着剤付きのスペー
サフィルムを得た。ホットメルト接着剤層の厚さはそれ
ぞれ２５μｍであった。
【００３５】（２）カバーＡ 東レ（株）製ポリエチレンテレフタレートフィルム“ル
ミラー”（タイプ１００Ｔ６０）を基材とし、また、塗
布液として、ポリエステル樹脂／リン酸エステル系アニ
オン界面活性剤／アセチレングリコールのエチレンオキ
サイド付加物非イオン界面活性剤を、１００／５／５の
割合で調合し、トルエン／ＭＥＫ＝１／１で１５％に希
釈したものを用意した。１５％に希釈した塗布液をグラ
ビアコータにて基材に塗布し、１２０℃で３０秒間乾燥
して液体吸引層を有するカバーフィルムを得た。液体吸
引層の付着量は１．５ｇ／ｍ2であった。
ミラー”（タイプ１００Ｔ６０）を基材とし、また、塗
布液として、ポリエステル樹脂／リン酸エステル系アニ
オン界面活性剤／アセチレングリコールのエチレンオキ
サイド付加物非イオン界面活性剤を、１００／５／５の
割合で調合し、トルエン／ＭＥＫ＝１／１で１５％に希
釈したものを用意した。１５％に希釈した塗布液をグラ
ビアコータにて基材に塗布し、１２０℃で３０秒間乾燥
して液体吸引層を有するカバーフィルムを得た。液体吸
引層の付着量は１．５ｇ／ｍ2であった。
【００３６】（３）カバーＢ 東レ（株）製ポリエチレンテレフタレートフィルム“ル
ミラー”（タイプ１００Ｔ６０）を基材とし、また、塗
布液として、ポリエステル樹脂／ポリオキシエチレント
リアルキルアンモニウム塩系カチオン界面活性剤を１０
０／５の割合で調合し、トルエン／ＭＥＫ＝１／１で１
５％に希釈したものを用意した。１５％に希釈した塗布
液をグラビアコータにて基材に塗布し、１２０℃で３０
秒間乾燥して液体吸引層を有するカバーフィルムを得
た。液体吸引層の付着量は１．０ｇ／ｍ2であった。
ミラー”（タイプ１００Ｔ６０）を基材とし、また、塗
布液として、ポリエステル樹脂／ポリオキシエチレント
リアルキルアンモニウム塩系カチオン界面活性剤を１０
０／５の割合で調合し、トルエン／ＭＥＫ＝１／１で１
５％に希釈したものを用意した。１５％に希釈した塗布
液をグラビアコータにて基材に塗布し、１２０℃で３０
秒間乾燥して液体吸引層を有するカバーフィルムを得
た。液体吸引層の付着量は１．０ｇ／ｍ2であった。
【００３７】（４）カバーＣ 東レ（株）製ポリエチレンテレフタレートフィルム“ル
ミラー”（タイプ１００Ｔ６０）を基材とし、また、塗
布液として、ポリエステル樹脂／高級脂肪酸アミド系非
イオン系界面活性剤を１００／１０の割合で調合し、ト
ルエン／ＭＥＫ＝１／１で１５％に希釈したものを用意
した。１５％に希釈した塗布液をグラビアコータにて基
材に塗布し、１２０℃で３０秒間乾燥して液体吸引層を
有するカバーフィルムを得た。液体吸引層の付着量は
１．０ｇ／ｍ2であった。
ミラー”（タイプ１００Ｔ６０）を基材とし、また、塗
布液として、ポリエステル樹脂／高級脂肪酸アミド系非
イオン系界面活性剤を１００／１０の割合で調合し、ト
ルエン／ＭＥＫ＝１／１で１５％に希釈したものを用意
した。１５％に希釈した塗布液をグラビアコータにて基
材に塗布し、１２０℃で３０秒間乾燥して液体吸引層を
有するカバーフィルムを得た。液体吸引層の付着量は
１．０ｇ／ｍ2であった。
【００３８】〔バイオセンサ（血糖センサ）の作製方
法〕東レ（株）製ポリエチレンテレフタレートフィルム
“ルミラー”（タイプ２５０Ｈ１０）上に、スクリーン
印刷法により作用極及び対極からなる電極を設け、その
上に酵素（グルコースオキシダーゼ）、電子伝達体（フ
ェリシアン化カリウム）および親水性高分子（カルボキ
シメチルセルロース）などを含む試薬層を形成し、その
上から、前記各部材の作製方法（１）の手順で作製した
切り欠け部を有するスペーサと、前記各部材の作製方法
（２）または（３）または（４）の手順で作製した液体
吸引層を有するカバーＡまたはカバーＢまたはカバーＣ
とを接着することで、血液が導かれるキャビティを備え
た血糖センサを作製した。
法〕東レ（株）製ポリエチレンテレフタレートフィルム
“ルミラー”（タイプ２５０Ｈ１０）上に、スクリーン
印刷法により作用極及び対極からなる電極を設け、その
上に酵素（グルコースオキシダーゼ）、電子伝達体（フ
ェリシアン化カリウム）および親水性高分子（カルボキ
シメチルセルロース）などを含む試薬層を形成し、その
上から、前記各部材の作製方法（１）の手順で作製した
切り欠け部を有するスペーサと、前記各部材の作製方法
（２）または（３）または（４）の手順で作製した液体
吸引層を有するカバーＡまたはカバーＢまたはカバーＣ
とを接着することで、血液が導かれるキャビティを備え
た血糖センサを作製した。
【００３９】表１はヘマトクリットを４５％に調整した
血液を液体吸引層上に１０μＬ滴下した際の血液の拡が
りを比較したものである。表１から明らかなように、各
部材の作製方法（２）、（３）、（４）の手順でそれぞ
れ作製した液体吸引層を有するカバーＡ、Ｂ、Ｃを用い
た場合にも、従来の界面活性剤（卵黄レシチン）を試薬
層上に形成した従来のものと同等の血液の拡がりが得ら
れた。これは、本実施例の液体吸引層が従来の界面活性
剤層と同等の血液に対する塗れ性を持つことを示すもの
である。
血液を液体吸引層上に１０μＬ滴下した際の血液の拡が
りを比較したものである。表１から明らかなように、各
部材の作製方法（２）、（３）、（４）の手順でそれぞ
れ作製した液体吸引層を有するカバーＡ、Ｂ、Ｃを用い
た場合にも、従来の界面活性剤（卵黄レシチン）を試薬
層上に形成した従来のものと同等の血液の拡がりが得ら
れた。これは、本実施例の液体吸引層が従来の界面活性
剤層と同等の血液に対する塗れ性を持つことを示すもの
である。
【００４０】
【表１】
【００４１】表２はヘマトクリットを４５％に調整した
血液が、前記血糖センサのキャビティ内に完全に充填さ
れるまでに要した時間を比較したものである。表２から
明らかなように、本実施例センサの血液が充填されるま
でに要した時間は従来センサと同等である。これは、本
実施例の液体吸引層が従来の界面活性剤層と同等の血液
に対する塗れ性を持つことを示唆するものであり、ま
た、本実施例の血糖センサの血液吸引能が従来の血糖セ
ンサと同等であることを示すものである。
血液が、前記血糖センサのキャビティ内に完全に充填さ
れるまでに要した時間を比較したものである。表２から
明らかなように、本実施例センサの血液が充填されるま
でに要した時間は従来センサと同等である。これは、本
実施例の液体吸引層が従来の界面活性剤層と同等の血液
に対する塗れ性を持つことを示唆するものであり、ま
た、本実施例の血糖センサの血液吸引能が従来の血糖セ
ンサと同等であることを示すものである。
【００４２】
【表２】
【００４３】図２は、上述のようにして作製された本実
施例センサのセンサ応答特性を従来センサと比較したも
のである。なお、センサ応答値はキャビティ内に血液を
充填させた後、約２５秒間試薬と血液中のグルコースと
の反応を促進させ、その後作用極用リード３と対極用リ
ード４の間に電圧を０．５Ｖ印加し、その５秒後に得ら
れた電流値を示す。図２から明らかなように、センサ試
薬層上に界面活性剤層を含まないカバーＡ、Ｂ、Ｃを用
いた本実施例センサでは、約５〜１５％の応答値増加が
確認された。これは、試薬層上に界面活性剤層を含まな
いことで試薬層の溶解性や反応性が向上し、それによっ
て、センサの応答特性が向上したことを示すものであ
り、中でもカバーＢを用いて作製された実施例センサが
良好であった。これは液体吸引層に含まれる界面活性剤
の種類として、カチオン系界面活性剤がセンサ応答特性
において最も好ましいことを示唆するものである。
施例センサのセンサ応答特性を従来センサと比較したも
のである。なお、センサ応答値はキャビティ内に血液を
充填させた後、約２５秒間試薬と血液中のグルコースと
の反応を促進させ、その後作用極用リード３と対極用リ
ード４の間に電圧を０．５Ｖ印加し、その５秒後に得ら
れた電流値を示す。図２から明らかなように、センサ試
薬層上に界面活性剤層を含まないカバーＡ、Ｂ、Ｃを用
いた本実施例センサでは、約５〜１５％の応答値増加が
確認された。これは、試薬層上に界面活性剤層を含まな
いことで試薬層の溶解性や反応性が向上し、それによっ
て、センサの応答特性が向上したことを示すものであ
り、中でもカバーＢを用いて作製された実施例センサが
良好であった。これは液体吸引層に含まれる界面活性剤
の種類として、カチオン系界面活性剤がセンサ応答特性
において最も好ましいことを示唆するものである。
【００４４】表３は上述のようにして作製された本実施
例センサの測定精度を、従来センサと比較したものであ
り、各グルコース濃度毎に前記センサを２０個測定した
ときの応答値のバラツキ度合いをＣＶ値で表したもので
ある。
例センサの測定精度を、従来センサと比較したものであ
り、各グルコース濃度毎に前記センサを２０個測定した
ときの応答値のバラツキ度合いをＣＶ値で表したもので
ある。
【００４５】表３から明らかなように、試薬層上に界面
活性剤層を含まない本実施例センサで大幅な測定精度の
向上（ＣＶ値の低下）が確認された。これは、試薬層上
に界面活性剤層を含まないことで試薬層の溶解性や反応
性が向上し、センサ個々のバラツキが軽減されたことを
示唆するものである。
活性剤層を含まない本実施例センサで大幅な測定精度の
向上（ＣＶ値の低下）が確認された。これは、試薬層上
に界面活性剤層を含まないことで試薬層の溶解性や反応
性が向上し、センサ個々のバラツキが軽減されたことを
示唆するものである。
【００４６】
【表３】
【００４７】上記実施例においては血液中のグルコース
濃度を計測するバイオセンサについて示したが、測定対
象とする試料液、物質、およびバイオセンサの形式はこ
れに限定されるものではない。
濃度を計測するバイオセンサについて示したが、測定対
象とする試料液、物質、およびバイオセンサの形式はこ
れに限定されるものではない。
【００４８】例えば、試料液としては血液以外にも生体
試料液として唾液、細胞間質液、尿や汗などを、また、
食品や飲料水なども用いることができる。
試料液として唾液、細胞間質液、尿や汗などを、また、
食品や飲料水なども用いることができる。
【００４９】対象物質としては、グルコース以外にも乳
酸、コレステロール、尿酸、アスコルビン酸、ビリルビ
ンなどを用いることができる。
酸、コレステロール、尿酸、アスコルビン酸、ビリルビ
ンなどを用いることができる。
【００５０】バイオセンサに用いる電極材料としてはカ
ーボンや金、白金、パラジウムなどの貴金属があり、電
極形成方法としては前述のスクリーン印刷法以外にもス
パッタリング蒸着法などを用いることができる。
ーボンや金、白金、パラジウムなどの貴金属があり、電
極形成方法としては前述のスクリーン印刷法以外にもス
パッタリング蒸着法などを用いることができる。
【００５１】また、グルコースオキシダーゼ以外の酵素
としては、ラクテートオキシダーゼ、コレステロールオ
キシダーゼ、コレステロールエステラーゼ、ウリカー
ゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ、ビリルビンオキシダ
ーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、ラクテートデヒド
ロゲナーゼなどを、電子伝達体としてはフェリシアン化
カリウム以外にもｐ−ベンゾキノン及びその誘導体、フ
ェナジンメトサルフェート、メチレンブルー、フェロセ
ン及びその誘導体などを、また、親水性高分子としては
カルボキシメチルセルロース以外にもヒドロキシエチル
セルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセ
ルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチル
セルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリリジン
等のポリアミノ酸、ポリスチレンスルホン酸、ゼラチン
及びその誘導体、アクリル酸及びその塩、メタクリル酸
及びその塩、スターチ及びその誘導体、無水マレイン酸
およびその塩、アガロースゲル及びその誘導体などが挙
げられる。
としては、ラクテートオキシダーゼ、コレステロールオ
キシダーゼ、コレステロールエステラーゼ、ウリカー
ゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ、ビリルビンオキシダ
ーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、ラクテートデヒド
ロゲナーゼなどを、電子伝達体としてはフェリシアン化
カリウム以外にもｐ−ベンゾキノン及びその誘導体、フ
ェナジンメトサルフェート、メチレンブルー、フェロセ
ン及びその誘導体などを、また、親水性高分子としては
カルボキシメチルセルロース以外にもヒドロキシエチル
セルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセ
ルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチル
セルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリリジン
等のポリアミノ酸、ポリスチレンスルホン酸、ゼラチン
及びその誘導体、アクリル酸及びその塩、メタクリル酸
及びその塩、スターチ及びその誘導体、無水マレイン酸
およびその塩、アガロースゲル及びその誘導体などが挙
げられる。
【００５２】これらの試薬を含む試薬層は電極上の全面
もしくは一部に配置する以外にも、本発明の効果を損な
わない限り、液体試料が導かれるキャビティ内であれば
何れの場所に配置しても構わない。
もしくは一部に配置する以外にも、本発明の効果を損な
わない限り、液体試料が導かれるキャビティ内であれば
何れの場所に配置しても構わない。
【００５３】また、電流測定においては、作用極と対極
のみの２電極方式と、参照極や液体試料液不足を検知す
る検知極などを加えた３電極方式があり、３電極方式の
ほうがより正確な測定が可能である。
のみの２電極方式と、参照極や液体試料液不足を検知す
る検知極などを加えた３電極方式があり、３電極方式の
ほうがより正確な測定が可能である。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るバイ
オセンサによれば、液体試料のセンサキャビティ内への
迅速且つ正確な導入を助成することができ、応答性、測
定精度に優れたバイオセンサを提供することができる。
オセンサによれば、液体試料のセンサキャビティ内への
迅速且つ正確な導入を助成することができ、応答性、測
定精度に優れたバイオセンサを提供することができる。
【図１】バイオセンサの主要構成を示す分解斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明の各実施例に係るセンサと従来センサと
の比較特性図である。
の比較特性図である。
１ 作用極 ２ 対極 ３ 作用極用リード ４ 対極用リード ５ 絶縁性基板 ６ カバー ７ スペーサ ８ 吸引口 ９ 空気逃げ孔 １０ 試薬層 １１ キャビティ １２ 界面活性剤層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 27/46 ３３６Ｇ ３３８ (72)発明者 伊藤 喜代彦 滋賀県大津市園山１丁目１番１号 東レ株 式会社滋賀事業場内 (72)発明者 宮崎 正次 香川県高松市古新町８番地の１ 松下寿電 子工業株式会社内 (72)発明者 徳永 博之 香川県高松市古新町８番地の１ 松下寿電 子工業株式会社内 (72)発明者 山西 永吏子 香川県高松市古新町８番地の１ 松下寿電 子工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G045 AA13 CA25 CA26 DA01 DA04 DA31 DA53 DA69 FB01 FB05 GC20
Claims (7)
- 【請求項１】 液体試料が毛細管現象にて導入されるキ
ャビティを具備し、導入された前記液体試料と試薬の反
応により液体試料中の成分を分析可能なバイオセンサに
おいて、前記キャビティが、少なくとも作用極、対極か
らなる電極部が配置された絶縁性基板、切欠部を有する
スペーサおよび液体吸引性を有するカバーとの貼り合わ
せにより形成されていることを特徴とするバイオセン
サ。 - 【請求項２】 液体吸引性を有するカバーの表面に液体
吸引層が設けられ、該液体吸引層がバインダーと界面活
性剤および／または導電性樹脂からなることを特徴とす
る請求項１に記載のバイオセンサ。 - 【請求項３】 液体吸引層の表面抵抗値が１×１０12Ω
以下であることを特徴とする請求項２に記載のバイオセ
ンサ。 - 【請求項４】 液体吸引層の臨界表面張力が３５ｍＮ／
ｍ以上であることを特徴とする請求項２または３に記載
のバイオセンサ。 - 【請求項５】 スペーサが両面にホットメルト接着剤層
を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
載のバイオセンサ。 - 【請求項６】 ホットメルト接着剤の軟化点が７０℃〜
１５０℃であることを特徴とする請求項５に記載のバイ
オセンサ。 - 【請求項７】 絶縁性基板、スペーサ、カバーがプラス
チックフィルムからなることを特徴とする請求項１〜６
のいずれかに記載のバイオセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001008919A JP2002214187A (ja) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | バイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001008919A JP2002214187A (ja) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | バイオセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002214187A true JP2002214187A (ja) | 2002-07-31 |
Family
ID=18876476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001008919A Pending JP2002214187A (ja) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | バイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002214187A (ja) |
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2001
- 2001-01-17 JP JP2001008919A patent/JP2002214187A/ja active Pending
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