JP2003014684A - バイオセンサ及びその測定感度調整方法 - Google Patents
バイオセンサ及びその測定感度調整方法Info
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Abstract
操作を不要とするバイオセンサを提供することを課題と
する。 【解決手段】 リード電極10上にトリミング可能な抵
抗体15を設け、この抵抗体15をトリミングすること
で、バイオセンサの測定感度を、製造過程におけるバイ
オセンサ作製条件や使用する酵素のロット番号等の要因
によるバイオセンサの感度変化に応じて、微調整できる
ようにした。
Description
の測定感度調整方法に関し、特に、生体中の生体関連物
質を測定するための、生物由来の生産物質を利用したバ
イオセンサ及びその測定感度調整方法に関するものであ
る。
量的に検出する、いわゆるバイオセンサを使用した測定
器が実用化されている。このような測定器においては、
小型で使い捨てであるバイオセンサが試験片として装着
され、この試験片に例えば血液を滴下することで血液中
のグルコース、乳酸やコレステロール等の濃度測定が行
われる。
を説明するための分解斜視図であり、図において、短冊
形状であるシート状の絶縁性基材102の表面の長手方
向の一端部には、端子103,104が所定の間隔を隔
てて設けられている。さらに、基材102表面には端子
103,104とそれぞれ接続され、長手方向に沿って
伸びるストライプ状のリード電極110,111が設け
られている。基材102の端子103,104の設けら
れている端部に対して他端側の領域には、所定の間隔を
隔てて対向して設けられた測定極105及び対極106
が設けられており、測定極105はリード電極110と
接続され、対極106はリード電極111と接続されて
いる。端子103、104、リード電極110,11
1、及び測定極105及び対極106は導電性カーボン
ペースト等をスクリーン印刷することで形成される。絶
縁層116は端子103,104の表面、並びに測定極
105及び対極106の表面を除く基材102上に設け
られている。測定極105及び対極106上には、被測
定成分に対応した生物由来の酵素、メディエータ等より
なる反応試薬(図示せず)が塗布されている。この基材
102上の、端子103,104が設けられている領域
以外の領域上には、スペーサ107を介在させてカバー
108が取り付けられている。スペーサ107には、端
子103、104に対して反対側の端部から、端子10
3、104側に向かって、測定極105及び対極106
上を通過する位置まで伸びるストライプ状の切りこみ1
09が設けられている。また、カバー108の、上記ス
ペーサ107の切り込み109の端子103,104側
の端部上の位置には、開口部108aが設けられてい
る。
斜視図であり、このバイオセンサは、図4に分解図とし
て示したバイオセンサを組み合わせたものであり、図に
おいて、図4と同一符号は同一または相当する部分を示
している。
験物の測定方法を説明するための模式図であり、図にお
いて、図4と同一符号は同一または相当する部分を示し
ており、図5に示したバイオセンサ101は、図6に示
すようなカード形状の測定器112のバイオセンサ装着
部113に端子103,104側を挿入することで測定
器112に装着される。測定器112の表面には、測定
結果を表示する表示部114を設けている。測定器11
2のバイオセンサ装着部113内には、バイオセンサ1
01が装着されたときにバイオセンサ101の端子10
3,104と電気的にそれぞれ接続される正極、及び負
極の電極(図示せず)を備えており、測定器112はこ
の電極からバイオセンサ101に電流を流すことができ
る。
定方法を被試験物が例えば血液である場合について説明
する。測定器112に試験片であるバイオセンサ101
を装着した後、バイオセンサ101の端部に、血液を点
着することで、この血液は、スペーサ107に形成され
ている切り込み109に毛細管現象にて吸い込まれ、測
定極105及び対極106上に塗布された反応試薬に達
し、この反応試薬と酵素反応する。次に、測定器112
より試験片101の端子103,104へ電圧を印加し
て上述した酵素反応における反応生成物を酸化し、その
時発生する酸化電流を測定器112側で測定する。測定
した酸化電流値に基づき被測定成分の濃度を換算する。
測定用電極に血液を浸漬した際に生じる、糖の酵素反応
による電流値の変化から血糖値を換算する原理に基づい
ている。この測定のための装置の構成は測定装置本体で
ある測定器112と糖濃度測定用電極として機能するバ
イオセンサ101とに分かれており、使用時にバイオセ
ンサ101を測定器112に挿入して、使用するバイオ
センサに合わせて、測定器112の測定感度を校正して
から実際の測定を行っている。
下して一連の測定操作を実行して測定器112の校正を
行うか、バイオセンサのロット番号に合わせて補正用チ
ップを測定器112本体に挿入して感度の補正を行う必
要がある。
述べたバイオセンサは生物由来の酵素が用いられている
ため、バイオセンサ作製条件や使用する酵素のロット番
号の違いによりバイオセンサ感度が変化するため、測定
する前にバイオセンサを校正する操作が必要となり、補
正用チップを測定器本体に挿入する等の補正操作が行わ
れている。そのため操作が煩雑になる欠点となってい
る。
めになされたものであり、バイオセンサ作製条件や使用
する酵素のロット番号の違いによるバイオセンサ感度の
変化をその変化量に応じて常に一定の感度を示すように
補正したバイオセンサ、及びその感度調整方法を提供す
ることを課題とする。
サは、生物由来の生産物質を含む試薬が表面に塗布され
た、互いに対向して設けられた2つの測定用電極と、該
2つの測定用電極のそれぞれに接続された2つのリード
電極と、該2つのリード電極の少なくともいずれか一方
に挿入された抵抗体とを備えたものである。
抗体がトリミングすることで抵抗値を調整可能としたも
のである。。
抗体は着脱可能な抵抗体であり、異なる抵抗値の抵抗体
と交換可能としたものである。
抗体をレーザ光線によりトリミングが可能な材質とした
ものである。
つの測定用電極は、それぞれ測定極及び対極であり、上
記抵抗体を、上記2つのリード電極のうちの上記測定極
と接続されたリード電極に挿入したものである。
抗体を覆うカバーを備えているようにしたものである。
む試薬が表面に塗布された、互いに対向して設けられた
2つの測定用電極と、該2つの測定用電極のそれぞれに
接続された2つのリード電極と、該2つのリード電極の
少なくともいずれか一方に挿入されたトリミング可能な
抵抗体とを備えたバイオセンサの測定感度調整方法であ
って、上記抵抗体をトリミングして抵抗値を変更するこ
とで測定感度を調整するようにしたものである。
む試薬が表面に塗布された、互いに対向して設けられた
2つの測定用電極と、該2つの測定用電極のそれぞれに
接続された2つのリード電極と、該2つのリード電極の
少なくともいずれか一方に挿入された着脱可能な抵抗体
とを備えたバイオセンサの測定感度調整方法であって、
上記抵抗体を異なる抵抗値を持つ抵抗体に取りかえるこ
とで測定感度を調整するようにしたものである。
法において、上記測定感度の調整後に、上記抵抗体をカ
バーにより保護するようにしたものである。
実施の形態1に係るバイオセンサの構造を示す図であ
り、図において、短冊形状であるシート状の絶縁性基材
2表面の長手方向の一端部には、端子3,4が所定の間
隔を隔てて設けられている。さらに、絶縁性基材2表面
には端子3,4とそれぞれ接続された長手方向に沿って
伸びるストライプ状のリード電極10,11が設けられ
ている。絶縁性基材2の端子3,4が設けられている端
部に対して他端側の領域には、所定の間隔を隔てて対向
して設けられた測定極5及び対極6が設けられており、
測定極5はリード電極10と接続され、対極6はリード
電極11と接続されている。また、測定極5側にあるリ
ード電極10の途中には、このバイオセンサの測定感度
を微調整するための、大きさをトリミング可能な抵抗体
15が挿入されている。端子3、4、リード電極10,
11、抵抗体15、測定極5及び対極6は導電性カーボ
ンペースト等をスクリーン印刷することで形成される。
測定極5と対極6との表面には、これらを覆うように、
被測定成分に対応した酵素、メディエータ等よりなる反
応試薬56が塗布されている。絶縁性基材2の端子3,
4の近傍、反応試薬56、及び抵抗体15の近傍、を除
く領域上には、リード電極10,11を覆うように絶縁
層が形成されている。
縁性基材2の表面に測定極5、対極6、抵抗体15、及
びリード電極10、11をスクリーン印刷等により形成
後に、リード電極10、11を保護するためのレジスト
ペースト等を絶縁層17として生産ライン上でスクリー
ン印刷することで形成される。このとき、端子3,4の
近傍上、反応試薬56上、抵抗体15上、及びリード電
極10の抵抗体15の両側近傍上には絶縁層17は形成
しない。リード電極10の抵抗体15の両側近傍上に絶
縁層17を形成しないのは、抵抗体15の抵抗値を測定
するためにリード電極10のこれらの領域を、抵抗値測
定端子として利用するためである。
測定感度調整方法について説明する。まず、被測定成分
と反応試薬とが反応する測定極5上の反応面積を絶縁層
17の成形後に生産ライン上で測定する。そして、この
反応面積とバイオセンサの作製条件や使用する酵素のロ
ット番号の違い等に応じて算出した単位面積あたりの抵
抗値とに基づいて、バイオセンサ同士の測定感度が同じ
となるような、抵抗体15の抵抗値を決定する。つぎ
に、抵抗値の測定のため、リード電極10の抵抗体15
両側近傍のあらかじめ絶縁層17が形成されていない部
分に抵抗値測定器(図示せず)の測定用端子をそれぞれ当
て、抵抗体15の抵抗値を確認しながら、決定した抵抗
値になるようにレーザトリミング等により抵抗体をトリ
ミングする。このようにして抵抗体15の抵抗値を変化
させ目的の抵抗値にする。
体15をV字形状にYAGレーザ等によりトリミングす
る方法があり、1回のトリミング量を事前に決めてお
き、一度トリミングした後、目的の抵抗値となっている
かを確認するために抵抗体15の抵抗値の測定を行い、
目的の抵抗値になっていない場合はもう一度トリミング
を行って抵抗値の測定をする、という繰り返しによって
抵抗値15を目的の抵抗値にする。この場合、抵抗体1
5としてはレーザ光によりトリミング可能な材質を用い
る。
ード電極10の途中にトリミング可能な抵抗体15を設
けるようにしたので、バイオセンサ作製条件や使用する
酵素のロット番号の違いによるバイオセンサ感度の変化
要因があっても、その変化量に応じて抵抗体をトリミン
グすることによりバイオセンサ感度を微調整し、常に一
定の感度を示すように調整できる効果がある。
態1に係るバイオセンサの構造を示す図であり、図にお
いて、図1と同一符号は同一または相当する部分を示し
ている。本実施の形態2に係るバイオセンサは上記実施
の形態1に係るバイオセンサにおいて、トリミング可能
な抵抗体をリード電極上に挿入する代わりに、着脱可能
な抵抗チップ25をリード電極20に挿入するようにし
たものであり、リード電極20は測定極5と端子3とを
接続しており、抵抗チップ25が挿入される部分は所定
の間隔を隔てるよう切断されており、抵抗チップ25が
挿入されて互いに接続されている。
縁性基材2の表面に測定極5、対極6、及びリード電極
20、11を形成後に、リード電極20、11を保護す
るためのレジストペースト等を絶縁層17として生産ラ
イン上でスクリーン印刷することで形成される。この絶
縁層17の形成は、リード電極20の抵抗チップ25を
装着させる部分を切断した開回路状態で行う。絶縁層1
7は、上記実施の形態1と同様に、抵抗チップ25を装
着させる部分と装着後の抵抗値検査に必要なリード電極
10の抵抗チップ25に接触する部分の近傍には形成し
ない。また、端子3,4の近傍上、反応試薬56上にも
絶縁層17は形成しない。
測定感度調整方法について説明する。まず、被測定成分
と反応試薬とが反応する測定極5上の反応面積を絶縁層
17の成形後に生産ライン上で測定する。そして、この
反応面積とバイオセンサ作製条件や使用する酵素のロッ
ト番号の違い等に応じて算出した単位面積あたりの抵抗
値とに基づいて、バイオセンサ同士の測定感度が同じと
なるような、抵抗チップ25の抵抗値を決定する。つぎ
に、目的の抵抗値を持った抵抗チップをリード電極20
の切断部分に絶縁層17の成形後に装着する。そして装
着後、装着部の接触抵抗等の変動要因も含めた抵抗値が
目的とする値となっているかどうかを、抵抗チップ25
の両側のあらかじめ絶縁していない所に測定端子を当て
て抵抗値を測定することで検査する。そして、目的の抵
抗値となっていない場合には、装着した抵抗チップ25
を目的の抵抗値となるような抵抗値を持つ他の抵抗チッ
プと交換する。
ード電極10の途中に異なる抵抗値を有する着脱可能な
抵抗チップ25を設けるようにしたので、バイオセンサ
作製条件や使用する酵素のロット番号の違いによるバイ
オセンサ感度の変化要因があっても、抵抗チップをその
変化量に応じた抵抗値を有する抵抗チップに交換するこ
とによりバイオセンサ感度を微調整し、常に一定の感度
を示すように調整できる効果がある。
形態3に係るバイオセンサの構造を説明するための分解
斜視図であり、実際には、絶縁性基材2上にスペーサ
7、及びカバー8が積層されている。この実施の形態3
に係るバイオセンサは、上記実施の形態1に係るバイオ
センサにおいて、絶縁性基材2の表面及び抵抗体15を
保護するためのスペーサ7及びカバー8を設けるように
したものであり、図において、図1と同一符号は同一又
は相当する部分を示しており、スペーサ7には端子3、
4に対して反対側に位置する端部から、端子3、4側に
向かって、測定極5及び対極6上を通過する位置まで伸
びるストライプ状の切りこみ29が設けられている。ま
た、カバー8の、上記スペーサ7の切り込み29の端子
103,104側の端部上の位置には、開口部28が設
けられている。スペーサ7及びカバー8は、絶縁性基材
2表面の出力電極3、4が設けられている近傍部を除く
領域を覆うよう、絶縁性基材2上に積層されている。
サの端子3,4に対して反対側の端部に、被測定物、例
えば血液を点着することで、この被測定物は、スペーサ
7に形成されている切り込み29に毛細管現象にて吸い
込まれ、測定極5及び対極6に上に塗布された反応試薬
56に達する。これにより被測定物の被測定成分の測定
が可能となる。
性基材上にスペーサ7、カバー8を設けたことにより、
抵抗体15の表面を外部から保護することができる。バ
イオセンサは使用者による取り扱いが不可欠であるた
め、抵抗体15をスペーサ7、カバー8で保護すること
で、取り扱い時に抵抗体に傷がつくことによる測定精度
の劣化等のトラブルを防ぐことができる。
形態4に係るバイオセンサの構造を説明するための斜視
図であり、説明のために、絶縁性基材2上に積層された
スペーサ7、及びカバー8を分解した状態で示してい
る。この実施の形態4に係るバイオセンサは、上記実施
の形態2に係るバイオセンサにおいて、絶縁性基材2の
表面及び抵抗チップ25を保護するためのスペーサ37
及びカバー38を設けるようにしたものであり、図にお
いて、図7と同一符号は同一又は相当する部分を示して
おり、スペーサ37には端子3、4に対して反対側に位
置する端部から、端子3、4側に向かって、測定極5及
び対極6上を通過する位置まで伸びるストライプ状の切
りこみ39が設けられている。さらに、抵抗チップ25
とその近傍の上部に位置する領域にも開口部36が設け
られている。また、カバー38の、上記スペーサ37の
切り込み39の端子103,104側の端部上の位置に
は、開口部35が設けられている。スペーサ37及びカ
バー38は、絶縁性基材2表面の出力電極3、4が設け
られている近傍部を除く領域を覆うよう、絶縁性基材2
上に積層されている。
サの端子3,4に対して反対側の端部に、被測定物、例
えば血液を点着することで、この被測定物は、スペーサ
37に形成されている切り込み29に毛細管現象にて吸
い込まれ、測定極5及び対極6に上に塗布された反応試
薬に達する。これにより被測定物の被測定成分の測定が
可能となる。
性基材上にスペーサ37、カバー38を設けたことによ
り、抵抗チップ25の表面を外部から保護することがで
き、上記実施の形態3と同様の効果を奏するとともに、
スペーサ37に開口部36を設けたことにより、抵抗チ
ップ25の厚さに関わらず、スペーサ37及びカバー3
8を絶縁性基材2に対して隙間なく積層することが可能
となる。
形態2に係るバイオセンサを用いて説明したが、本発明
は、上記実施の形態1において、抵抗体15が厚膜であ
る場合においても適用できるものであり、このような場
合においても、上記実施の形態4と同様の効果を奏す
る。
サによれば、生物由来の生産物質を含む試薬が表面に塗
布された、互いに対向して設けられた2つの測定用電極
と、該2つの測定用電極のそれぞれに接続された2つの
リード電極と、該2つのリード電極の少なくともいずれ
か一方に挿入された抵抗体とを備えたから、バイオセン
サの感度に応じて抵抗体の抵抗値を調整することで、測
定器に伝達される電流値を変化させることができ、バイ
オセンサ作製条件や使用する酵素のロット番号の違いに
よるバイオセンサ感度の変化要因があっても、常に一定
の感度を示すバイオセンサを提供できることより、バイ
オセンサを使用するに当たっての補正操作が不要とな
り、補正時の誤操作の防止や測定時間の短縮を実現でき
る効果がある。
において、上記抵抗体がトリミングすることで抵抗値を
調整可能としたから、バイオセンサの感度に応じて抵抗
体をトリミングしてその抵抗値を調整することで、測定
器に伝達される電流値を変化させることができ、バイオ
センサ作製条件や使用する酵素のロット番号の違いによ
るバイオセンサ感度の変化要因があっても、常に一定の
感度を示すバイオセンサを提供できることより、バイオ
センサを使用するに当たっての補正操作が不要となり、
補正時の誤操作の防止や測定時間の短縮を実現できる効
果がある。
において、上記抵抗体は着脱可能な抵抗体であり、異な
る抵抗値の抵抗体と交換可能としたから、バイオセンサ
の感度に応じて抵抗体を異なる抵抗値を有する抵抗体に
交換することで、測定器に伝達される電流値を変化させ
ることができ、バイオセンサ作製条件や使用する酵素の
ロット番号の違いによるバイオセンサ感度の変化要因が
あっても、常に一定の感度を示すバイオセンサを提供で
きることより、バイオセンサを使用するに当たっての補
正操作が不要となり、補正時の誤操作の防止や測定時間
の短縮を実現できる効果がある。
において、上記抵抗体をレーザ光線によりトリミングが
可能な材質としたので、抵抗値の調整を容易にかつ高精
度に行うことができる効果がある。
において、上記2つの測定用電極は、それぞれ測定極及
び対極であり、上記抵抗体を、上記2つのリード電極の
うちの上記測定極と接続されたリード電極に挿入したの
で、バイオセンサの感度に応じて抵抗体の抵抗値を調整
することで、測定器に伝達される電流値を変化させるこ
とができ、バイオセンサ作製条件や使用する酵素のロッ
ト番号の違いによるバイオセンサ感度の変化要因があっ
ても、常に一定の感度を示すバイオセンサを提供できる
効果がある。
において、上記抵抗体を覆うカバーを備えているように
したから、抵抗体のトリミング部やリード電極との接続
部をカバーにより保護することによって、使用時におけ
る抵抗体のキズや破損等によるトラブルを防止すること
ができ、取り扱いの容易なバイオセンサを提供できる効
果がある。
質を含む試薬が表面に塗布された、互いに対向して設け
られた2つの測定用電極と、該2つの測定用電極のそれ
ぞれに接続された2つのリード電極と、該2つのリード
電極の少なくともいずれか一方に挿入されたトリミング
可能な抵抗体とを備えたバイオセンサの測定感度調整方
法であって、上記抵抗体をトリミングして抵抗値を変更
することで測定感度を調整するようにしたから、バイオ
センサ作製条件や使用する酵素のロット番号の違いによ
るバイオセンサ感度の変化要因があっても、常に一定の
感度を示すバイオセンサを提供でき、バイオセンサを使
用するに当たっての補正操作が不要となり、補正時の誤
操作の防止や測定時間の短縮を実現できる効果がある。
質を含む試薬が表面に塗布された、互いに対向して設け
られた2つの測定用電極と、該2つの測定用電極のそれ
ぞれに接続された2つのリード電極と、該2つのリード
電極の少なくともいずれか一方に挿入された着脱可能な
抵抗体とを備えたバイオセンサの測定感度調整方法であ
って、上記抵抗体を異なる抵抗値を持つ抵抗体に取りか
えることで測定感度を調整するようにしたから、バイオ
センサ作製条件や使用する酵素のロット番号の違いによ
るバイオセンサ感度の変化要因があっても、常に一定の
感度を示すバイオセンサを提供でき、バイオセンサを使
用するに当たっての補正操作が不要となり、補正時の誤
操作の防止や測定時間の短縮を実現できる効果がある。
の測定感度調整方法において、上記測定感度の調整後
に、上記抵抗体をカバーにより保護するようにしたか
ら、使用時における抵抗体のキズや破損等によるトラブ
ルを防止することができる効果がある。
造を示す平面図
を示す分解斜視図
造を示す分解斜視図
示す斜視図
造を示す斜視図
Claims (9)
- 【請求項1】 生物由来の生産物質を含む試薬が表面に
塗布された、互いに対向して設けられた2つの測定用電
極と、 該2つの測定用電極のそれぞれに接続された2つのリー
ド電極と、 該2つのリード電極の少なくともいずれか一方に挿入さ
れた抵抗体とを備えたことを特徴とするバイオセンサ。 - 【請求項2】 請求項1に記載のバイオセンサにおい
て、 上記抵抗体はトリミングすることで抵抗値を調整できる
ものであることを特徴とするバイオセンサ。 - 【請求項3】 請求項1に記載のバイオセンサにおい
て、 上記抵抗体は着脱可能な抵抗体であり、異なる抵抗値の
抵抗体と交換可能であることを特徴とするバイオセン
サ。 - 【請求項4】 請求項1に記載のバイオセンサにおい
て、 上記抵抗体はレーザ光線によりトリミングが可能な材質
からなることを特徴とするバイオセンサ。 - 【請求項5】 請求項1に記載のバイオセンサにおい
て、 上記2つの測定用電極は、それぞれ測定極及び対極であ
り、 上記抵抗体は、上記2つのリード電極のうちの上記測定
極と接続されたリード電極に挿入されていることを特徴
とするバイオセンサ。 - 【請求項6】 請求項1に記載のバイオセンサにおい
て、 上記抵抗体を覆うカバーを備えていることを特徴とする
バイオセンサ。 - 【請求項7】 生物由来の生産物質を含む試薬が表面に
塗布された、互いに対向して設けられた2つの測定用電
極と、該2つの測定用電極のそれぞれに接続された2つ
のリード電極と、該2つのリード電極の少なくともいず
れか一方に挿入されたトリミング可能な抵抗体とを備え
たバイオセンサの測定感度調整方法であって、 上記抵抗体をトリミングして抵抗値を変更することで測
定感度を調整することを特徴とするバイオセンサの測定
感度調整方法。 - 【請求項8】 生物由来の生産物質を含む試薬が表面に
塗布された、互いに対向して設けられた2つの測定用電
極と、該2つの測定用電極のそれぞれに接続された2つ
のリード電極と、該2つのリード電極の少なくともいず
れか一方に挿入された着脱可能な抵抗体とを備えたバイ
オセンサの測定感度調整方法であって、 上記抵抗体を異なる抵抗値を持つ抵抗体に取りかえるこ
とで測定感度を調整することを特徴とするバイオセンサ
の測定感度調整方法。 - 【請求項9】 請求項7または請求項8のいずれか一方
に記載のバイオセンサの測定感度調整方法において、 上記測定感度の調整後に、上記抵抗体をカバーにより保
護することを特徴とするバイオセンサの測定感度調整方
法。
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---|---|---|---|
JP2001195652A JP4623870B2 (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | バイオセンサ及びその測定感度調整方法 |
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