JP2002365257A - バイオセンサのリフレッシュ方法およびバイオセンサの洗浄装置 - Google Patents
バイオセンサのリフレッシュ方法およびバイオセンサの洗浄装置Info
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- JP2002365257A JP2002365257A JP2001174509A JP2001174509A JP2002365257A JP 2002365257 A JP2002365257 A JP 2002365257A JP 2001174509 A JP2001174509 A JP 2001174509A JP 2001174509 A JP2001174509 A JP 2001174509A JP 2002365257 A JP2002365257 A JP 2002365257A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 繰り返し測定におけるバイオセンサの精度お
よび再現性を向上させる。 【解決手段】 測定が完了したら、バイオセンサ１０を
洗浄液２３に浸漬し感応部８を洗浄する。洗浄容器２３
には超音波手段２４が設けられていて、洗浄液２３に対
し超音波を印加できる。感応部８を洗浄液２３に浸した
状態で超音波を印加する。
よび再現性を向上させる。 【解決手段】 測定が完了したら、バイオセンサ１０を
洗浄液２３に浸漬し感応部８を洗浄する。洗浄容器２３
には超音波手段２４が設けられていて、洗浄液２３に対
し超音波を印加できる。感応部８を洗浄液２３に浸した
状態で超音波を印加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水溶液中の特定成分
を定量するバイオセンサのリフレッシュ方法およびバイ
オセンサの洗浄装置に係わり、特に血液または血液より
分離された液体または尿を定量するバイオセンサのリフ
レッシュ方法およびバイオセンサの洗浄装置に関する。
を定量するバイオセンサのリフレッシュ方法およびバイ
オセンサの洗浄装置に係わり、特に血液または血液より
分離された液体または尿を定量するバイオセンサのリフ
レッシュ方法およびバイオセンサの洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、医療や分析の分野においてバイオ
センサを用いた計測が盛んに行なわれている。医療の分
野での主な被測定液には血液や血液から分離された液
体、尿などがある。
センサを用いた計測が盛んに行なわれている。医療の分
野での主な被測定液には血液や血液から分離された液
体、尿などがある。
【０００３】血液や尿を検体とするバイオセンサには大
きく分けると、使い捨てタイプと繰り返し使用可能なタ
イプの２種類がある。繰り返し測定タイプは資源の節約
ができる、１回あたりの測定コストが低くできる等のメ
リットを有している。しかしながら、繰り返し使用可能
なバイオセンサを用いて繰り返し測定を行なった場合に
は、先の測定での反応生成物が残量していたり、汚染物
質（反応を阻害する物質）が吸着していたりすると、後
の測定の精度が低下してしまうという問題がある。
きく分けると、使い捨てタイプと繰り返し使用可能なタ
イプの２種類がある。繰り返し測定タイプは資源の節約
ができる、１回あたりの測定コストが低くできる等のメ
リットを有している。しかしながら、繰り返し使用可能
なバイオセンサを用いて繰り返し測定を行なった場合に
は、先の測定での反応生成物が残量していたり、汚染物
質（反応を阻害する物質）が吸着していたりすると、後
の測定の精度が低下してしまうという問題がある。
【０００４】このような問題点を解決するために種々の
試みがなされている。その一例はバイオセンサを構成す
る酵素電極の電極間に、測定時と異なる電圧を供給する
方法である。そのような例としては、１）作用電極に対
し測定前（後）に測定時とは逆の電圧を供給する（特開
昭６０−１５５９５９号公報）や、２）作用電極に逆バ
イアスを所定時間供給した後、測定時の順バイアスより
も高い電圧を供給する（特開平３−８５４３５号公報）
などがある。これらの方法を用いることにより、電極反
応の静電力で吸着される物質や、電極により酸化還元さ
れる吸着物質を効果的に除去することができる。
試みがなされている。その一例はバイオセンサを構成す
る酵素電極の電極間に、測定時と異なる電圧を供給する
方法である。そのような例としては、１）作用電極に対
し測定前（後）に測定時とは逆の電圧を供給する（特開
昭６０−１５５９５９号公報）や、２）作用電極に逆バ
イアスを所定時間供給した後、測定時の順バイアスより
も高い電圧を供給する（特開平３−８５４３５号公報）
などがある。これらの方法を用いることにより、電極反
応の静電力で吸着される物質や、電極により酸化還元さ
れる吸着物質を効果的に除去することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記の血液や
尿は、血球やタンパク質など電気化学的に除去できない
ものをも含んでおり、従来の方法では十分な再現性を得
られないという課題があった。
尿は、血球やタンパク質など電気化学的に除去できない
ものをも含んでおり、従来の方法では十分な再現性を得
られないという課題があった。
【０００６】本発明は叙上の課題を解決するためになさ
れたものであり、発明が解決しようとする課題は、繰り
返し再現性に優れたバイオセンサのリフレッシュ方法お
よびバイオセンサの洗浄装置を提供することである。
れたものであり、発明が解決しようとする課題は、繰り
返し再現性に優れたバイオセンサのリフレッシュ方法お
よびバイオセンサの洗浄装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係わる本発明
は水溶液中の特定基質を定量するためバイオセンサの感
応部を水溶液と接触させて基質濃度を測定する測定工程
と、測定工程にバイオセンサの感応部を洗浄液あるいは
保存液と接触させる接触工程と、洗浄液または保存液あ
るいはバイオセンサに超音波を印加する超音波印加工程
とを含むことを特徴とするバイオセンサのリフレッシュ
方法としたものである。
は水溶液中の特定基質を定量するためバイオセンサの感
応部を水溶液と接触させて基質濃度を測定する測定工程
と、測定工程にバイオセンサの感応部を洗浄液あるいは
保存液と接触させる接触工程と、洗浄液または保存液あ
るいはバイオセンサに超音波を印加する超音波印加工程
とを含むことを特徴とするバイオセンサのリフレッシュ
方法としたものである。
【０００８】請求項２に係わる発明は洗浄液が水である
ことを特徴とする請求項１記載のバイオセンサのリフレ
ッシュ方法としたものである。
ことを特徴とする請求項１記載のバイオセンサのリフレ
ッシュ方法としたものである。
【０００９】請求項３に係わる発明は保存液が水素イオ
ン濃度（ｐＨ）緩衝液であることを特徴とする請求項１
記載のバイオセンサのリフレッシュ方法としたものであ
る。
ン濃度（ｐＨ）緩衝液であることを特徴とする請求項１
記載のバイオセンサのリフレッシュ方法としたものであ
る。
【００１０】請求項４に係わる発明はバイオセンサが電
流検出型のバイオセンサであることを特徴とする請求項
１記載のバイオセンサのリフレッシュ方法としたもので
ある。
流検出型のバイオセンサであることを特徴とする請求項
１記載のバイオセンサのリフレッシュ方法としたもので
ある。
【００１１】請求項５に係わる発明はバイオセンサの測
定工程と同じ電圧を印加しながら、測定工程後にバイオ
センサの感応部を洗浄液あるいは保存液と接触させる接
触工程と、洗浄液または保存液あるいはバイオセンサに
超音波を印加する超音波印加工程とを含むことを特徴と
する請求項１記載のバイオセンサのリフレッシュ方法と
したものである。
定工程と同じ電圧を印加しながら、測定工程後にバイオ
センサの感応部を洗浄液あるいは保存液と接触させる接
触工程と、洗浄液または保存液あるいはバイオセンサに
超音波を印加する超音波印加工程とを含むことを特徴と
する請求項１記載のバイオセンサのリフレッシュ方法と
したものである。
【００１２】請求項６に係わる発明はバイオセンサに電
圧を印加せずに、測定工程にバイオセンサの感応部を洗
浄液あるいは保存液と接触させる接触工程と、洗浄液ま
たは保存液あるいはバイオセンサに超音波を印加する超
音波印加工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の
バイオセンサのリフレッシュ方法としたものである。
圧を印加せずに、測定工程にバイオセンサの感応部を洗
浄液あるいは保存液と接触させる接触工程と、洗浄液ま
たは保存液あるいはバイオセンサに超音波を印加する超
音波印加工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の
バイオセンサのリフレッシュ方法としたものである。
【００１３】請求項７に係わる発明はバイオセンサの測
定工程時と逆方向の電圧を印加しながら、測定工程後に
バイオセンサの感応部を洗浄液と接触させる接触工程
と、洗浄液または保存液あるいはバイオセンサに超音波
を印加する超音波印加工程とを含むことを特徴とする請
求項１記載のバイオセンサのリフレッシュ方法としたも
のである。
定工程時と逆方向の電圧を印加しながら、測定工程後に
バイオセンサの感応部を洗浄液と接触させる接触工程
と、洗浄液または保存液あるいはバイオセンサに超音波
を印加する超音波印加工程とを含むことを特徴とする請
求項１記載のバイオセンサのリフレッシュ方法としたも
のである。
【００１４】請求項８に係わる発明は水溶液が血液また
は血液より分離された液体、または尿であることを特徴
とする請求項１記載のバイオセンサのリフレッシュ方法
としたものである。
は血液より分離された液体、または尿であることを特徴
とする請求項１記載のバイオセンサのリフレッシュ方法
としたものである。
【００１５】請求項９に係わる発明は水溶液中のバイオ
センサと、バイオセンサを駆動する駆動部を有するバイ
オセンサ本体とを具備し、バイオセンサ本体内にバイオ
センサに超音波を印加する超音波印加手段を設けたこと
を特徴とするバイオセンサの洗浄装置としたものであ
る。
センサと、バイオセンサを駆動する駆動部を有するバイ
オセンサ本体とを具備し、バイオセンサ本体内にバイオ
センサに超音波を印加する超音波印加手段を設けたこと
を特徴とするバイオセンサの洗浄装置としたものであ
る。
【００１６】請求項１０に係わる発明は水溶液が注入さ
れる容器と、この容器の水溶液中に挿入されるバイオセ
ンサと、バイオセンサを駆動する駆動部を有するバイオ
センサ本体とを具備し、容器内にバイオセンサに超音波
を印加する超音波印加手段を設けたことを特徴とするバ
イオセンサの洗浄装置としたものである。
れる容器と、この容器の水溶液中に挿入されるバイオセ
ンサと、バイオセンサを駆動する駆動部を有するバイオ
センサ本体とを具備し、容器内にバイオセンサに超音波
を印加する超音波印加手段を設けたことを特徴とするバ
イオセンサの洗浄装置としたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明のバイオセンサのリ
フレッシュ方法およびバイオセンサの洗浄装置について
説明する。
フレッシュ方法およびバイオセンサの洗浄装置について
説明する。
【００１８】図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明のバイオセン
サのリフレッシュ方法の概略を示す断面模式図であり、
図１（Ａ）は保存工程、図１（Ｂ）は測定工程、図１
（Ｃ）は洗浄工程を示し、これらを１サイクルとして繰
り返し測定が行なわれる。
サのリフレッシュ方法の概略を示す断面模式図であり、
図１（Ａ）は保存工程、図１（Ｂ）は測定工程、図１
（Ｃ）は洗浄工程を示し、これらを１サイクルとして繰
り返し測定が行なわれる。
【００１９】まず、ここで用いるバイオセンサ１につい
て図２及び図３を用いて説明する。図２はバイオセンサ
とし電流検出型のグルコースセンサを有する尿糖測定器
の外観斜視図、図３は図２のＢ−Ｂ′断面矢視図を示
す。グルコースセンサは血糖値や尿糖値の測定に広く利
用されている。
て図２及び図３を用いて説明する。図２はバイオセンサ
とし電流検出型のグルコースセンサを有する尿糖測定器
の外観斜視図、図３は図２のＢ−Ｂ′断面矢視図を示
す。グルコースセンサは血糖値や尿糖値の測定に広く利
用されている。
【００２０】最も一般的なグルコースセンサではグルコ
ース酸化酵素（ＧＯＸ）を用いてグルコースがグルコノ
ラクトンと過酸化水素に変換される反応を利用してい
る。すなわち、下記の（１）式の様に反応する。 グルコース ＋ Ｏ2 → グルコノラクトン ＋ Ｈ2 Ｏ2 ・・・（１） （Ｃ6 Ｈ12Ｏ6 ） ＧＯＸ （Ｃ6 Ｈ10Ｏ6 ） この（１）式で生成した過酸化水素を作用極で酸化して
反応量を電流値として検出する。電極での反応は（２）
式の通りである。 Ｈ2 Ｏ2 →Ｏ2 ＋２ｅ- ＋２Ｈ2 + ・・・（２）
ース酸化酵素（ＧＯＸ）を用いてグルコースがグルコノ
ラクトンと過酸化水素に変換される反応を利用してい
る。すなわち、下記の（１）式の様に反応する。 グルコース ＋ Ｏ2 → グルコノラクトン ＋ Ｈ2 Ｏ2 ・・・（１） （Ｃ6 Ｈ12Ｏ6 ） ＧＯＸ （Ｃ6 Ｈ10Ｏ6 ） この（１）式で生成した過酸化水素を作用極で酸化して
反応量を電流値として検出する。電極での反応は（２）
式の通りである。 Ｈ2 Ｏ2 →Ｏ2 ＋２ｅ- ＋２Ｈ2 + ・・・（２）
【００２１】（１）及び（２）式から明らかなように、
グルコースに比べてＯ2 が過剰に存在する場合には、溶
液中のグルコース濃度は電流に比例するのでグルコース
濃度を定量できる。
グルコースに比べてＯ2 が過剰に存在する場合には、溶
液中のグルコース濃度は電流に比例するのでグルコース
濃度を定量できる。
【００２２】図２に示す尿糖測定器１は酵素の働きを利
用して、尿中の糖を検出するもので、測定器本体２にセ
ンサ本体３がセンサキャップ７を介して着脱自在と成さ
れ、測定器本体２には各種の電子回路を内蔵し、電池カ
バー５を介して電池等を挿入可能と成され、測定器本体
２の表面には尿糖の測定値を表示するＬＣＤ等の表示部
４が設けられている。
用して、尿中の糖を検出するもので、測定器本体２にセ
ンサ本体３がセンサキャップ７を介して着脱自在と成さ
れ、測定器本体２には各種の電子回路を内蔵し、電池カ
バー５を介して電池等を挿入可能と成され、測定器本体
２の表面には尿糖の測定値を表示するＬＣＤ等の表示部
４が設けられている。
【００２３】センサ本体３はバイオセンサ１０をセンサ
ホルダ６の先端に内蔵し、バイオセンサ１０の感応部８
には窓が設けられ、この窓を介して水溶液の尿をこのバ
イオセンサ１０に掛ければ自動的に尿中の糖値が表示部
４に表示されるようになる。
ホルダ６の先端に内蔵し、バイオセンサ１０の感応部８
には窓が設けられ、この窓を介して水溶液の尿をこのバ
イオセンサ１０に掛ければ自動的に尿中の糖値が表示部
４に表示されるようになる。
【００２４】バイオセンサ１０は図３に示す様に、絶縁
性基板１１上に作用極１２と対極１３が形成され、その
上に選択透過膜１４、固定化酵素膜１５、ポリカーボネ
イト多孔膜が順次積層されている。ここで、ポリカーボ
ネイト多孔膜が制限透過膜１７として作用し、このポリ
カーボネイト多孔膜には中性子線を照射し、中性子線で
変質した変質部を化学エッチングした複数の透孔１６が
形成されている。
性基板１１上に作用極１２と対極１３が形成され、その
上に選択透過膜１４、固定化酵素膜１５、ポリカーボネ
イト多孔膜が順次積層されている。ここで、ポリカーボ
ネイト多孔膜が制限透過膜１７として作用し、このポリ
カーボネイト多孔膜には中性子線を照射し、中性子線で
変質した変質部を化学エッチングした複数の透孔１６が
形成されている。
【００２５】次に図１（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、本発明
のバイオセンサのリフレッシュ方法を説明する。
のバイオセンサのリフレッシュ方法を説明する。
【００２６】図１（Ａ）の保存容器１８内には保存液１
９が入れられ、バイオセンサ１０の感応部８が保存液１
９に浸されて、バイオセンサが保存状態に保持されてい
る。
９が入れられ、バイオセンサ１０の感応部８が保存液１
９に浸されて、バイオセンサが保存状態に保持されてい
る。
【００２７】次に図１（Ｂ）に示す側断面図は測定工程
を示すもので、測定を行なうときはバイオセンサ１０を
有する測定器１を保存液１９から取り出し、検体２０と
しての水溶液中の特定基質を定量するために容器２１中
に入れられた、検体２０内にバイオセンサ１０の感応部
８を浸漬する。このときに得られる応答信号により所望
の基質濃度が定量される。なお検体２０を感応部８に滴
下しても同様の測定が可能である。この場合も発明の本
質に変わりはない。
を示すもので、測定を行なうときはバイオセンサ１０を
有する測定器１を保存液１９から取り出し、検体２０と
しての水溶液中の特定基質を定量するために容器２１中
に入れられた、検体２０内にバイオセンサ１０の感応部
８を浸漬する。このときに得られる応答信号により所望
の基質濃度が定量される。なお検体２０を感応部８に滴
下しても同様の測定が可能である。この場合も発明の本
質に変わりはない。
【００２８】図１（Ｃ）の側断面図はバイオセンサ１０
を洗浄する工程を示すもので、洗浄容器２２内には洗浄
液２３が注入され、洗浄容器２２内には超音波印加手段
２４が設けられている。図１（Ｂ）で測定が完了した
ら、バイオセンサ１０を洗浄液２３に浸漬し感応部８を
洗浄する。この際、洗浄容器２２の超音波印加手段２４
を駆動して、洗浄液２３に対し超音波を供給する。感応
部８を洗浄液２３に浸した状態で超音波を印加すると、
従来の方法では除去しきれなかった反応生成物や測定の
障害となる吸着物質を速やかに除去することができ、バ
イオセンサ１０がリフレッシュされる。このリフレッシ
ュを行なう前に水洗等により予備洗浄を行なっておけ
ば、より効果的であり、また洗浄液２３の寿命を延ばす
ことができる。リフレッシュが終わったらバイオセンサ
１を保存液４に浸漬し、初期状態に戻る。
を洗浄する工程を示すもので、洗浄容器２２内には洗浄
液２３が注入され、洗浄容器２２内には超音波印加手段
２４が設けられている。図１（Ｂ）で測定が完了した
ら、バイオセンサ１０を洗浄液２３に浸漬し感応部８を
洗浄する。この際、洗浄容器２２の超音波印加手段２４
を駆動して、洗浄液２３に対し超音波を供給する。感応
部８を洗浄液２３に浸した状態で超音波を印加すると、
従来の方法では除去しきれなかった反応生成物や測定の
障害となる吸着物質を速やかに除去することができ、バ
イオセンサ１０がリフレッシュされる。このリフレッシ
ュを行なう前に水洗等により予備洗浄を行なっておけ
ば、より効果的であり、また洗浄液２３の寿命を延ばす
ことができる。リフレッシュが終わったらバイオセンサ
１を保存液４に浸漬し、初期状態に戻る。
【００２９】尚、洗浄容器２２内に設けられた超音波印
加手段２４としてはチタン酸バリウム、ジルコチタン酸
鉛系のボルト締めランジユバン型振動子あるいは洗浄用
の円板型振動子を用いることが出来る。洗浄用円板型振
動子は直径Ｄが４０ｍｍ乃至７７ｍｍ程度で、厚みは
２．５ｍｍ乃至５ｍｍ程度であり、５４ｋＨｚ〜２８ｋ
Ｈｚ程度の発振周波数のものが選択されている。本例で
は直径５０ｍｍ、厚み２．５ｍｍで発振周波数４５ｋＨ
ｚの円板型振動子を用いた。
加手段２４としてはチタン酸バリウム、ジルコチタン酸
鉛系のボルト締めランジユバン型振動子あるいは洗浄用
の円板型振動子を用いることが出来る。洗浄用円板型振
動子は直径Ｄが４０ｍｍ乃至７７ｍｍ程度で、厚みは
２．５ｍｍ乃至５ｍｍ程度であり、５４ｋＨｚ〜２８ｋ
Ｈｚ程度の発振周波数のものが選択されている。本例で
は直径５０ｍｍ、厚み２．５ｍｍで発振周波数４５ｋＨ
ｚの円板型振動子を用いた。
【００３０】〔実施例〕以下、本発明のバイオセンサの
リフレッシュ方法およびバイオセンサの洗浄装置の１実
施例を図４（Ａ），（Ｂ）及び図５を用いて説明する。
リフレッシュ方法およびバイオセンサの洗浄装置の１実
施例を図４（Ａ），（Ｂ）及び図５を用いて説明する。
【００３１】〔実施例１〕図４（Ａ）は本実施例に用い
るバイオセンサの測定回路を示す系統図、図４（Ｂ）
は、図４（Ａ）のＡ−Ａ′断面矢視図を示すものであ
る。
るバイオセンサの測定回路を示す系統図、図４（Ｂ）
は、図４（Ａ）のＡ−Ａ′断面矢視図を示すものであ
る。
【００３２】バイオセンサ１０はＰｔからなる作用極１
２と対極１３並びに表面がＡｇ，Ｃｌ内側がＡｇから成
る参照極２５をＳｉ等の絶縁基板１１上に形成し、これ
ら各電極１２，１３，２５に連接する電極パッド２６が
形成された酵素電極上に酵素固定化膜１５を図４（Ｂ）
の様に積層している。酵素電極には必要に応じて図３の
様に下層に選択透過膜１４、外層に制限透過膜１７を積
層することもできる。
２と対極１３並びに表面がＡｇ，Ｃｌ内側がＡｇから成
る参照極２５をＳｉ等の絶縁基板１１上に形成し、これ
ら各電極１２，１３，２５に連接する電極パッド２６が
形成された酵素電極上に酵素固定化膜１５を図４（Ｂ）
の様に積層している。酵素電極には必要に応じて図３の
様に下層に選択透過膜１４、外層に制限透過膜１７を積
層することもできる。
【００３３】ここでは尿中のグルコース（ブドウ糖）濃
度を定量する尿糖測定器１であるため、酵素としてグル
コースオキシターゼを用いた。酵素はアルブミンとグル
タルアルデヒドのマトリックスを用いて固定化した。こ
の酵素電極をプリント配線板２７と接続し、全体を図４
（Ｂ）の様にプラスチックのカートリッジ２８に液密に
実装してバイオセンサ１０を構成した。カートリッジ２
８には作用極１２の感応部８に対応して窓２９を設け
た。
度を定量する尿糖測定器１であるため、酵素としてグル
コースオキシターゼを用いた。酵素はアルブミンとグル
タルアルデヒドのマトリックスを用いて固定化した。こ
の酵素電極をプリント配線板２７と接続し、全体を図４
（Ｂ）の様にプラスチックのカートリッジ２８に液密に
実装してバイオセンサ１０を構成した。カートリッジ２
８には作用極１２の感応部８に対応して窓２９を設け
た。
【００３４】バイオセンサ１０を本体２に液密かつ電気
的に接続した。本体２のプリント配線板２７にはオペア
ンプＯＰ及び基準電源Ｅ並びに電流検出抵抗Ｒから成る
ポテンショスタット回路を内臓させ、バイオセンサ１０
に基準電源Ｅから所定の電圧を供給しながら作用極１２
と対極１３間に流れる電流を抵抗Ｒで測定できるように
し本体２には測定された、この電流値から基質濃度を算
出する演算回路２３が含まれ、この値が本体２の表示部
４に表示されるようにした。
的に接続した。本体２のプリント配線板２７にはオペア
ンプＯＰ及び基準電源Ｅ並びに電流検出抵抗Ｒから成る
ポテンショスタット回路を内臓させ、バイオセンサ１０
に基準電源Ｅから所定の電圧を供給しながら作用極１２
と対極１３間に流れる電流を抵抗Ｒで測定できるように
し本体２には測定された、この電流値から基質濃度を算
出する演算回路２３が含まれ、この値が本体２の表示部
４に表示されるようにした。
【００３５】次に、図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で説明
した、保存、測定、洗浄のサイクルを繰り返し、尿中の
グルコース濃度を測定した。
した、保存、測定、洗浄のサイクルを繰り返し、尿中の
グルコース濃度を測定した。
【００３６】まず保存状態からスタートした。保存液１
９は水素イオン濃度であるｐＨが７．０のリン酸緩衝液
を用いた。作用極１２には参照極１８を基準として０．
７Ｖの低電圧を供給した。
９は水素イオン濃度であるｐＨが７．０のリン酸緩衝液
を用いた。作用極１２には参照極１８を基準として０．
７Ｖの低電圧を供給した。
【００３７】次に本体２を保存容器１８から取り出して
バイオセンサ１０を保存液１９から検体（尿）２０の中
に移した。このときバイオセンサ１０にはグルコース濃
度に対応した電流が流れる。３０秒後の電流値を用いて
グルコース濃度を算出するようにした。
バイオセンサ１０を保存液１９から検体（尿）２０の中
に移した。このときバイオセンサ１０にはグルコース濃
度に対応した電流が流れる。３０秒後の電流値を用いて
グルコース濃度を算出するようにした。
【００３８】次に洗浄およびリフレッシュを行なった。
このとき作用極１２に供給する電圧は０．７Ｖ一定にし
ておいた。まずバイオセンサ１０を流水で予備洗浄し、
次に洗浄液２３に浸漬した。洗浄液２３には蒸留水を用
いた。この状態で超音波印加手段２４より４５ｋＨｚの
超音波を１０秒間供給した。次に保存液１９にバイオセ
ンサ１０を戻して１サイクルの動作を完了した。
このとき作用極１２に供給する電圧は０．７Ｖ一定にし
ておいた。まずバイオセンサ１０を流水で予備洗浄し、
次に洗浄液２３に浸漬した。洗浄液２３には蒸留水を用
いた。この状態で超音波印加手段２４より４５ｋＨｚの
超音波を１０秒間供給した。次に保存液１９にバイオセ
ンサ１０を戻して１サイクルの動作を完了した。
【００３９】この方法でＢＩＯ−ＲＡＤ社製コントロー
ル尿（アブノーマル）の測定を行なった。測定間隔１分
で１０回繰り返した。また超音波によりリフレッシュ動
作を行なわない測定も同様に行なった。その結果を図５
に示す。図５に於いて、横軸は回数、縦軸はグルコース
濃度を示している。リフレッシュを行なわない場合には
１０回で約１０％の出力低下が見られたが、リフレッシ
ュを行なった場合には低下の割合は４％以下であった。
なお、どちらの場合も測定間隔を３分以上にした場合は
系統的な低下はほとんど見れなかった。以上のように超
音波を用いることで、測定間隔を短くしても、繰り返し
測定の精度を確保することができるようになった。
ル尿（アブノーマル）の測定を行なった。測定間隔１分
で１０回繰り返した。また超音波によりリフレッシュ動
作を行なわない測定も同様に行なった。その結果を図５
に示す。図５に於いて、横軸は回数、縦軸はグルコース
濃度を示している。リフレッシュを行なわない場合には
１０回で約１０％の出力低下が見られたが、リフレッシ
ュを行なった場合には低下の割合は４％以下であった。
なお、どちらの場合も測定間隔を３分以上にした場合は
系統的な低下はほとんど見れなかった。以上のように超
音波を用いることで、測定間隔を短くしても、繰り返し
測定の精度を確保することができるようになった。
【００４０】尚、ここでは酵素電極を用いた例を紹介し
たが、本発明はイオン感応性トランジスタ・｛ＩＳＦＥ
Ｔ（Ｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ＦＥＴ）｝や、水晶
振動子板を用いたバイオセンサにもまったく同様に適用
できる。また、ここでは洗浄液２３に超音波を供給した
が、保存容器１８内の保存液１９に超音波を供給するこ
とによっても同様の効果が得られる。ただし、この場合
は保存液１９に汚染物質が僅かずつ蓄積していくので、
保存液１９の交換頻度を上げる必要がある。
たが、本発明はイオン感応性トランジスタ・｛ＩＳＦＥ
Ｔ（Ｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ＦＥＴ）｝や、水晶
振動子板を用いたバイオセンサにもまったく同様に適用
できる。また、ここでは洗浄液２３に超音波を供給した
が、保存容器１８内の保存液１９に超音波を供給するこ
とによっても同様の効果が得られる。ただし、この場合
は保存液１９に汚染物質が僅かずつ蓄積していくので、
保存液１９の交換頻度を上げる必要がある。
【００４１】また、効率は悪くなるが、接点の耐衝撃性
に不安のある場合にはバイオセンサ１０の電極に供給す
る電圧を切ってリフレッシュ動作を行なえば、突発的な
高電位の発生等による故障を未然に防ぐこともできる。
に不安のある場合にはバイオセンサ１０の電極に供給す
る電圧を切ってリフレッシュ動作を行なえば、突発的な
高電位の発生等による故障を未然に防ぐこともできる。
【００４２】〔実施例２〕次にリフレッシュ動作に於け
る供給電圧（バイアス）を−０．２Ｖとして、保存状態
に復帰した後に元の０．７Ｖを供給するように回路を動
作させて同様の測定を行なった。この方法もリフレッシ
ュに超音波を用いた場合と用いない場合の比較を行なっ
た。図６にその結果を示す。超音波を用いた場合は系統
的な出力低下が皆無であった。これに対し、超音波を用
いない場合は３％程度の出力低下がみられた。
る供給電圧（バイアス）を−０．２Ｖとして、保存状態
に復帰した後に元の０．７Ｖを供給するように回路を動
作させて同様の測定を行なった。この方法もリフレッシ
ュに超音波を用いた場合と用いない場合の比較を行なっ
た。図６にその結果を示す。超音波を用いた場合は系統
的な出力低下が皆無であった。これに対し、超音波を用
いない場合は３％程度の出力低下がみられた。
【００４３】以上のように、従来の逆バイアスのみによ
るリフレッシュに比べ、繰り返し測定における精度を向
上することができた。
るリフレッシュに比べ、繰り返し測定における精度を向
上することができた。
【００４４】上述の洗浄工程は洗浄容器２２内に超音波
印加手段２４としての円板型振動子を利用したが図７
（Ａ）に示すように超音波印加手段２４を尿糖測定器１
に内蔵させる様にしてもよい。この場合、円板型振動子
では直径が大きくなるので、圧電薄板素子の電界印加方
向と直角方向に伸縮するバイモルフ型圧電素子あるいは
ユニモルフ型圧電素子を用いることで尿糖測定器１の本
体２内に超音波印加手段を収納させることが出来る。
印加手段２４としての円板型振動子を利用したが図７
（Ａ）に示すように超音波印加手段２４を尿糖測定器１
に内蔵させる様にしてもよい。この場合、円板型振動子
では直径が大きくなるので、圧電薄板素子の電界印加方
向と直角方向に伸縮するバイモルフ型圧電素子あるいは
ユニモルフ型圧電素子を用いることで尿糖測定器１の本
体２内に超音波印加手段を収納させることが出来る。
【００４５】図７（Ａ）は、尿糖測定器に超音波印加手
段２４を内蔵させた場合の模式図であり、図７（Ｂ）は
ユニモルフ型圧電電体を用いて超音波を発生させる場合
の原理説明図である。
段２４を内蔵させた場合の模式図であり、図７（Ｂ）は
ユニモルフ型圧電電体を用いて超音波を発生させる場合
の原理説明図である。
【００４６】即ち、本例では図７（Ａ）に示す様にバイ
オセンサ１０が接続される本体２のジョイント部（セン
サキャップ７）に超音波印加手段１０が設置されてい
る。超音波印加手段２４は本体２を支点としてバイオセ
ンサ１０に超音波を供給する。リフレッシュの方法は発
明の実施例１と同様であるが、この場合、専用の洗浄容
器２２が必要ないという利点がある。
オセンサ１０が接続される本体２のジョイント部（セン
サキャップ７）に超音波印加手段１０が設置されてい
る。超音波印加手段２４は本体２を支点としてバイオセ
ンサ１０に超音波を供給する。リフレッシュの方法は発
明の実施例１と同様であるが、この場合、専用の洗浄容
器２２が必要ないという利点がある。
【００４７】図７（Ｂ）で長方形状で矢印Ｐで示す様に
厚み方向に分極したユニモルフ型圧電体３０を本体２の
ケーシング内に片持ち支持されたアルミニウムや銅等の
弾性体３１上に貼付け、この弾性体３１にセンサ本体３
のセンサホルダ６を保持させ、圧電体３０と弾性体３１
間に交流電圧ＥACを印加すれば所定の超音波振動変位δ
が与えられる。
厚み方向に分極したユニモルフ型圧電体３０を本体２の
ケーシング内に片持ち支持されたアルミニウムや銅等の
弾性体３１上に貼付け、この弾性体３１にセンサ本体３
のセンサホルダ６を保持させ、圧電体３０と弾性体３１
間に交流電圧ＥACを印加すれば所定の超音波振動変位δ
が与えられる。
【００４８】この様な尿糖測定器を用いた実施例を以下
に示す。
に示す。
【００４９】〔実施例３〕リフレッシュ以外は実施例１
および実施例２と同様な測定を行なった。リフレッシュ
は水道水を約１リットル／分の流量で感応部８に当てな
がら超音波を１０秒間供給して行なった。その結果、発
明の実施例１とまったく同様な効果が得られた。
および実施例２と同様な測定を行なった。リフレッシュ
は水道水を約１リットル／分の流量で感応部８に当てな
がら超音波を１０秒間供給して行なった。その結果、発
明の実施例１とまったく同様な効果が得られた。
【００５０】尚、上述の各実施例ではバイオセンサの検
体測定時に０．７Ｖ及び−０．２Ｖの電圧を印加した例
を説明したが−０．１Ｖ乃至＋０．９Ｖ程度の範囲内で
電圧印加が可能であることを確認しいてる。
体測定時に０．７Ｖ及び−０．２Ｖの電圧を印加した例
を説明したが−０．１Ｖ乃至＋０．９Ｖ程度の範囲内で
電圧印加が可能であることを確認しいてる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、繰
り返し測定におけるバイオセンサの測定精度および再現
性を向上できる。また、繰り返しの間隔を短くすること
ができるので、１回あたりの測定コストを低減すること
が可能になる。
り返し測定におけるバイオセンサの測定精度および再現
性を向上できる。また、繰り返しの間隔を短くすること
ができるので、１回あたりの測定コストを低減すること
が可能になる。
【図１】本発明のバイオセンサのリフレッシュ方法を説
明するための各工程で容器の側断面模式図である。
明するための各工程で容器の側断面模式図である。
【図２】本発明に適用可能な尿糖測定器の外観斜視図で
ある。
ある。
【図３】図２のＢ−Ｂ′断面矢視図である。
【図４】本発明の検体測定方法の説明する為の回路図及
び図４（Ａ）のＡ−Ａ′断面矢視図である。
び図４（Ａ）のＡ−Ａ′断面矢視図である。
【図５】本発明を用いた測定結果の一例と従来例を示す
グラフである。
グラフである。
【図６】本発明を用いた測定結果の別の例と従来例を示
すグラフである。
すグラフである。
【図７】本発明の他の構成を示す尿糖測定器の一部を断
面とする略線的平面図及び超音波印加手段の動作説明図
である。
面とする略線的平面図及び超音波印加手段の動作説明図
である。
１‥‥尿糖測定器、２‥‥本体、３‥‥センサ本体、４
‥‥表示部、６‥‥センサホルダ、７‥‥センサキャッ
プ、８‥‥感応部、１０‥‥バイオセンサ、１２‥‥作
用極、１３‥‥対極、１８‥‥保存容器、１９‥‥保存
液、２０‥‥検体、２１‥‥容器、２２‥‥洗浄容器、
２３‥‥洗浄液、２４‥‥超音波印加手段
‥‥表示部、６‥‥センサホルダ、７‥‥センサキャッ
プ、８‥‥感応部、１０‥‥バイオセンサ、１２‥‥作
用極、１３‥‥対極、１８‥‥保存容器、１９‥‥保存
液、２０‥‥検体、２１‥‥容器、２２‥‥洗浄容器、
２３‥‥洗浄液、２４‥‥超音波印加手段
フロントページの続き (72)発明者 齋藤 敦 東京都目黒区中根２丁目15番12号 多摩電 気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G045 AA13 AA16 BB14 BB52 CA25 CB03 DA31 FB05 JA07
Claims (10)
- 【請求項１】 水溶液中の特定基質を定量するため、バ
イオセンサの感応部を上記水溶液と接触させて基質濃度
を測定する測定工程と、 上記測定工程後に上記バイオセンサの感応部を洗浄液あ
るいは保存液と接触させる接触工程と、 上記洗浄液または上記保存液あるいは上記バイオセンサ
に超音波を印加する超音波印加工程とを含むことを特徴
とするバイオセンサのリフレッシュ方法。 - 【請求項２】 前記洗浄液が水であることを特徴とする
請求項１記載のバイオセンサのリフレッシュ方法。 - 【請求項３】 前記保存液が水素イオン濃度（ｐＨ）緩
衝液であることを特徴とする請求項１記載のバイオセン
サのリフレッシュ方法。 - 【請求項４】 前記バイオセンサが電流検出型のバイオ
センサであることを特徴とする請求項１記載のバイオセ
ンサのリフレッシュ方法。 - 【請求項５】 前記バイオセンサの前記測定工程と同じ
電圧を印加しながら、前記測定工程後に該バイオセンサ
の前記感応部を前記洗浄液あるいは前記保存液と接触さ
せる接触工程と、 上記洗浄液または上記保存液あるいは上記バイオセンサ
に超音波を印加する超音波印加工程とを含むことを特徴
とする請求項１記載のバイオセンサのリフレッシュ方
法。 - 【請求項６】 前記バイオセンサに電圧を印加せずに、
前記測定工程後に該バイオセンサの前記感応部を前記洗
浄液あるいは前記保存液と接触させる接触工程と、 上記洗浄液または上記保存液あるいは上記バイオセンサ
に超音波を印加する超音波印加工程とを含むことを特徴
とする請求項１記載のバイオセンサのリフレッシュ方
法。 - 【請求項７】 前記バイオセンサの前記測定工程時と逆
方向の電圧を印加しながら、該測定工程後に該バイオセ
ンサの前記感応部を前記洗浄液と接触させる接触工程
と、 上記洗浄液または上記保存液あるいは上記バイオセンサ
に超音波を印加する超音波印加工程とを含むことを特徴
とする請求項１記載のバイオセンサのリフレッシュ方
法。 - 【請求項８】 前記水溶液が血液または血液より分離さ
れた液体、または尿であることを特徴とする請求項１記
載のバイオセンサのリフレッシュ方法。 - 【請求項９】 水溶液中のバイオセンサと、 上記バイオセンサを駆動する駆動部を有するバイオセン
サ本体とを具備し、 上記バイオセンサ本体内に上記バイオセンサに超音波を
印加する超音波印加手段を設けたことを特徴とするバイ
オセンサの洗浄装置。 - 【請求項１０】 水溶液が注入される容器と、 上記容器の上記水溶液中に挿入されるバイオセンサと、 上記バイオセンサを駆動する駆動部を有するバイオセン
サ本体とを具備し、 上記容器内に上記バイオセンサに超音波を印加する超音
波印加手段を設けたことを特徴とするバイオセンサの洗
浄装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001174509A JP2002365257A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | バイオセンサのリフレッシュ方法およびバイオセンサの洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001174509A JP2002365257A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | バイオセンサのリフレッシュ方法およびバイオセンサの洗浄装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002365257A true JP2002365257A (ja) | 2002-12-18 |
Family
ID=19015788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001174509A Pending JP2002365257A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | バイオセンサのリフレッシュ方法およびバイオセンサの洗浄装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002365257A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113358709A (zh) * | 2020-03-04 | 2021-09-07 | 郑有忠 | 疟疾检测方法和设备 |
-
2001
- 2001-06-08 JP JP2001174509A patent/JP2002365257A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113358709A (zh) * | 2020-03-04 | 2021-09-07 | 郑有忠 | 疟疾检测方法和设备 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20040618 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050623 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050629 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051108 |