JP2007010558A - Sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、抗体や酵素などの試薬を用いて液体試料内の測定対象物を測定するためのセンサに関する。 The present invention relates to a sensor for measuring a measurement object in a liquid sample using a reagent such as an antibody or an enzyme.
従来、微小な流路を有するセンサには、試料を導入するための導入口が設けられており、この導入口から毛細管現象を利用して試料を導入する。このように毛細管現象を利用して試料を導入するためには、予め流路中に存在する空気を流路外に逃がさなければならない。そのため、空気孔が流路のいずれかの場所に設けられている。例えば特許文献１に記載の血糖センサにおいては、反応領域である電極よりも下流側の天板に空気孔が設置されている。 Conventionally, a sensor having a minute flow path has been provided with an introduction port for introducing a sample, and the sample is introduced from the introduction port using a capillary phenomenon. In order to introduce a sample using the capillary phenomenon as described above, air existing in the flow path must be released to the outside of the flow path in advance. Therefore, an air hole is provided at any location in the flow path. For example, in the blood glucose sensor described in Patent Literature 1, air holes are provided in the top plate on the downstream side of the electrode that is the reaction region.
ところが、かかる血糖センサに空気孔が設けられていると、流路内に試料が過剰に供給された場合などには、当該空気孔から試料が外部に漏れ出してしまい、周囲を汚染してしまうという問題がある。また、試料が外部に漏れ出すと、反応領域に設置されている反応試薬と試料との混合比にバラツキが生じ、測定精度が低下してしまうという問題もある。
このような問題に対し、例えば特許文献２においては、センサ中に試料を導入した後、手作業でシールを貼ることにより空気孔を塞ぐ方法が提案されている。
For example, Patent Document 2 proposes a method for closing an air hole by manually sticking a seal after introducing a sample into a sensor.
しかしながら、上記のような従来技術では、空気孔の大きさのバラツキまたは空気孔やシールの表面状態によっては、なおも試料が外部に漏れ出す場合がある。また、試料を導入してから一定時間後に空気孔をシールしようとしても、空気孔近傍が既に試料で湿っていたり、空気孔から既に試料が漏れ出ていたりし、シールを貼ることができないという問題もある。即ち、この場合、試料が空気孔まで流入した際に自動的に漏れ出さないようにシールすることはほとんど不可能である。 However, in the conventional technology as described above, the sample may still leak to the outside depending on the variation in the size of the air hole or the surface state of the air hole or the seal. In addition, even if you try to seal the air hole after a certain time after introducing the sample, the vicinity of the air hole is already wet with the sample, or the sample has already leaked from the air hole, and the seal cannot be applied. There is also. That is, in this case, it is almost impossible to seal so that the sample does not automatically leak when it flows into the air hole.
そこで、本発明は、上記のような従来の問題点に鑑み、試料導入口から供給された試料が空気孔から漏れ出すことのないセンサを提供することを目的とする。 In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a sensor in which a sample supplied from a sample introduction port does not leak from an air hole.
本発明は、試料を導入するための試料導入口と、前記試料導入口と連通する流路と、前記流路内に設けられた前記試料を測定するための試薬を含む反応領域と、前記試料を導入する際に前記流路から空気を排除するための空気孔とを有し、さらに前記空気孔の内部または近傍に、前記試料と接触することにより体積が膨張する体積膨潤材を有するセンサを提供する。 The present invention provides a sample introduction port for introducing a sample, a flow channel communicating with the sample introduction port, a reaction region including a reagent for measuring the sample provided in the flow channel, and the sample A sensor having an air hole for removing air from the flow path when introducing the liquid, and further having a volume swelling material that expands by contacting with the sample in or near the air hole provide.
ここで、空気孔の「内部」とは、空気孔の内側面の少なくとも一部をいう。また、空気孔の「近傍」とは、当該「空気孔近傍」に体積膨潤材を配置した際に、当該体積膨潤材が空気孔を囲む部材の一部を構成し得る部分をいう。 Here, the “inside” of the air hole means at least a part of the inner surface of the air hole. In addition, “near” the air hole means a part where the volume swelling material can constitute a part of the member surrounding the air hole when the volume swelling material is arranged in the “near air hole”.
本発明のセンサによれば、試料導入口から供給された試料が、空気孔近傍に到達すると、空気孔近傍に設けられた体積膨潤材と接触する。この接触によって体積膨潤材が膨潤して空気孔を塞ぎ、試料が空気孔から漏れ出すことを防ぐことができる。 According to the sensor of the present invention, when the sample supplied from the sample introduction port reaches the vicinity of the air hole, it contacts the volume swelling material provided in the vicinity of the air hole. By this contact, the volume swelling material swells to block the air holes, and the sample can be prevented from leaking out of the air holes.
本発明のセンサは、試料を導入するための試料導入口と、前記試料導入口と連通する流路と、前記流路内に設けられた前記試料を測定するための試薬を含む反応領域と、前記試料を導入する際に前記流路から空気を排除するための空気孔とを有し、さらに前記空気孔の内部または近傍に、前記試料と接触することにより体積が膨張する体積膨潤材を備えている。
本発明における「体積膨潤材」とは、試料などの液体を吸収することによって膨潤し、その体積が増加する性質を有するものをいい、本発明においては、膨潤した体積膨潤材が上記空気孔を塞ぐような構成を有している。
The sensor of the present invention includes a sample introduction port for introducing a sample, a flow channel communicating with the sample introduction port, a reaction region including a reagent for measuring the sample provided in the flow channel, An air hole for removing air from the flow path when the sample is introduced, and further, a volume swelling material that expands in volume by contacting with the sample in or near the air hole. ing.
The “volume swelling material” in the present invention means a material that swells by absorbing a liquid such as a sample and increases its volume. In the present invention, the swollen volume swelling material has the above air holes. It has a structure that closes.
このような構成によれば、試料導入口から供給された試料が、空気孔またはその周辺に到達すると、当該空気孔の内部または近傍に設けられた体積膨潤材と接触することにより体積膨潤材が膨潤し、膨潤した体積膨潤材が空気孔を塞ぐ。そのため、試料が空気孔から漏れ出すことを防ぐことができる。これにより、再現性よく一定量の試料がセンサ内に導入されるため、測定精度の向上が期待できる。 According to such a configuration, when the sample supplied from the sample introduction port reaches the air hole or its periphery, the volume swelling material comes into contact with the volume swelling material provided in or near the air hole. The swollen volume swelled material closes the air holes. Therefore, it is possible to prevent the sample from leaking out of the air hole. Thereby, since a certain amount of sample is introduced into the sensor with good reproducibility, an improvement in measurement accuracy can be expected.
本発明における体積膨潤材はハイドロゲルで構成される。かかるハイドロゲルとしては、例えばセルロース、セルロース誘導体、コラーゲン、ゼラチン、ヒアルロン酸ポリ（γ−グルタミン酸）、ポリ（ｅ−リジン）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（ＰＨＥＭＡ）および架橋ポリアクリル酸―スルホン酸共重合体からなる群より選択される少なくとも１種を利用することができる。なかでも、吸水速度が高いという観点から、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（ＰＨＥＭＡ）および架橋ポリアクリル酸―スルホン酸共重合体が望ましい。 The volume swelling material in the present invention is composed of hydrogel. Examples of such hydrogels include cellulose, cellulose derivatives, collagen, gelatin, hyaluronic acid poly (γ-glutamic acid), poly (e-lysine), polymethyl methacrylate (PMMA), polypropylene (PP), polyhydroxyethyl methacrylate (PHEMA). And at least one selected from the group consisting of crosslinked polyacrylic acid-sulfonic acid copolymers. Of these, polymethyl methacrylate (PMMA), polyhydroxyethyl methacrylate (PHEMA), and a crosslinked polyacrylic acid-sulfonic acid copolymer are desirable from the viewpoint of high water absorption rate.
体積膨潤材の形状は、膨潤前には空気孔の機能を妨げず、膨潤後には空気孔を塞ぐことのできる形状であれば、特に制限はない。体積膨潤材の形状としては、例えば、単孔を有するリング状、半円弧状、粒子状、棒状、角柱状、円柱状、直方体状、立方体状、ディスク状および板（シート）状などが挙げられる。また、体積膨潤材は多孔質状またはメッシュ状であってもよい。
なかでも、体積膨潤材は望ましくは多孔質状であるのがよい。このような構成によれば、試料が体積膨潤材と接触した後直ちに試料が空気孔内に流入することを停止させることができる。
The shape of the volume swelling material is not particularly limited as long as it does not hinder the function of the air holes before swelling and can close the air holes after swelling. Examples of the shape of the volume swelling material include a ring shape having a single hole, a semicircular arc shape, a particle shape, a rod shape, a prism shape, a columnar shape, a rectangular parallelepiped shape, a cube shape, a disk shape, and a plate (sheet) shape. . The volume swelling material may be porous or mesh.
Among these, the volume swelling material is desirably porous. According to such a configuration, it is possible to stop the sample from flowing into the air hole immediately after the sample comes into contact with the volume swelling material.
さらに、上記体積膨潤材は、体積膨潤材が試料と接触したことを検知するための指示薬を含んでいてもよい。このような指示薬を含ませることにより、試料が空気孔まで到達したことを容易に認識することができる。指示薬としては、試料と接触することにより溶解することにより、色が視認されるものが望ましい。特に水溶性の色素が望ましい。このような色素としては、インジゴ、アリザリンなどが挙げられる。 Furthermore, the volume swelling material may contain an indicator for detecting that the volume swelling material has come into contact with the sample. By including such an indicator, it can be easily recognized that the sample has reached the air hole. The indicator is preferably one whose color is visually recognized by dissolving by contact with the sample. In particular, water-soluble dyes are desirable. Examples of such a dye include indigo and alizarin.
また、血液凝固促進剤を体積膨潤材に含ませてもよい。このような構成によれば、血液を試料として用いた場合には体積膨潤材による効果だけでなく血液凝固によって空気孔を塞ぎ、試料の流入を制御することができる。血液凝固促進剤としては、血液凝固系が活発になるという観点から、カルシウム塩が望ましい。
本発明における試料としては、例えば、血液、尿等の体液などが挙げられる。
Further, a blood coagulation promoter may be included in the volume swelling material. According to such a configuration, when blood is used as a sample, not only the effect of the volume swelling material but also the air hole can be blocked by blood coagulation and the inflow of the sample can be controlled. As the blood coagulation promoter, a calcium salt is desirable from the viewpoint that the blood coagulation system becomes active.
Examples of the sample in the present invention include body fluids such as blood and urine.
また、試薬としては、試料中に含まれる測定対象物と反応するものであればよく、例えば、酵素、抗体などが挙げられる。
試薬が酵素であって、反応領域に、その酵素と試料中の測定対象物との反応に伴い色の変化する色素をさらに含むことが好ましい。このようにすると、色素の色変化を目視により検出することにより、試料中の測定対象物を検出することができる。また、反応領域に色素の吸収波長を含む光を照射し、反応領域から反射した光または反応領域を透過した光を測定することにより、試料中の測定対象物の濃度を測定することができる。
また、試薬が酵素であり、反応領域に電子伝達体をさらに含んでおり、流路内に一対の電極を備えていてもよい。このようにすると、その酵素と試料中の測定対象物との反応に伴い酸化状態の変化した電子伝達体を、一対の電極の一方において電気化学的に酸化または還元し、そのとき生じる電気信号を測定することにより、試料中の測定対象物の濃度を測定することができる。
The reagent may be any reagent that reacts with the measurement object contained in the sample, and examples thereof include enzymes and antibodies.
Preferably, the reagent is an enzyme, and the reaction region further includes a dye that changes color with the reaction between the enzyme and the measurement target in the sample. If it does in this way, the measuring object in a sample can be detected by detecting the color change of a pigment visually. Further, the concentration of the measurement object in the sample can be measured by irradiating the reaction region with light including the absorption wavelength of the dye and measuring the light reflected from the reaction region or the light transmitted through the reaction region.
Further, the reagent may be an enzyme, the reaction region may further include an electron carrier, and a pair of electrodes may be provided in the flow path. In this way, the electron mediator whose oxidation state has changed due to the reaction between the enzyme and the measurement object in the sample is electrochemically oxidized or reduced at one of the pair of electrodes, and the electric signal generated at that time is By measuring, the density | concentration of the measuring object in a sample can be measured.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について、より具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することもある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るバイオセンサの構造を示す概略断面図であり、図２は図１に示すバイオセンサを矢印の方向からみた上面図である。
図１に示すように、本実施の形態のバイオセンサはチップ状であり、バイオセンサ８中に試料を導入するための試料導入口１と、基板４、天板（カバー部材）３および側板９により形成された流路２と、試薬として、試料中の測定対象物と反応する酵素と、酵素と測定対象物との反応に伴い色の変化する色素とを含む反応領域７と、天板３の下流部（流路２において試料導入口１からみた下流部）に設けられた空気孔５と、空気孔５の内側面（内壁）に設けられた体積膨潤材６とで構成されている。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the biosensor according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a top view of the biosensor shown in FIG. 1 viewed from the direction of the arrow.
As shown in FIG. 1, the biosensor of the present embodiment has a chip shape, a sample introduction port 1 for introducing a sample into the biosensor 8, a substrate 4, a top plate (cover member) 3, and
なお、天板３と基板４との間にはスペーサが設置されるが、ここでは省略した。
天板３、基板４、側板９およびスペーサを構成する材料としては、例えば透明なポリプロピレンを用いることができる。透明な材料を用いることによりバイオセンサの内部を目視することが可能である。また、体積膨潤材６は、架橋ポリアクリル酸―スルホン酸共重合体で構成している。
In addition, although the spacer is installed between the top plate 3 and the board | substrate 4, it abbreviate | omitted here.
As a material constituting the top plate 3, the substrate 4, the
予め、パンチングにより天板３に貫通孔を設けておく。次に、市販されている上記共重合体の乾燥ゲルを水に懸濁させることにより懸濁ゲルを作製する。天板３に設けた貫通孔に上記懸濁ゲルを塗布し、塗布後の懸濁ゲルを乾燥する。このようにして得られた乾燥ゲルは、ディスク状で貫通孔を塞いでいる。そこで、貫通孔の孔径よりも小さな孔径の貫通孔を乾燥ゲルに設け、リング状の乾燥ゲルからなる体積膨潤材を形成することができる。即ち、天板３に予め形成されていた空気孔の内側面に体積膨潤材６を設置することができる。この天板３を利用してバイオセンサ８を組み立てることができる。 A through hole is previously provided in the top plate 3 by punching. Next, a suspended gel is prepared by suspending a dry gel of the above-mentioned copolymer that is commercially available in water. The suspended gel is applied to the through holes provided in the top plate 3, and the suspended gel after application is dried. The dried gel thus obtained has a disk shape and closes the through hole. Therefore, a through-hole having a smaller hole diameter than that of the through-hole can be provided in the dry gel to form a volume swelling material made of a ring-shaped dry gel. That is, the volume swelling material 6 can be installed on the inner surface of the air hole previously formed in the top plate 3. The biosensor 8 can be assembled using this top plate 3.
一方、上述のように、体積膨潤材６中に試料液体と接触すると変化する指示薬を入れることにより試料が体積膨潤材６に到達したことも容易に確認することができる。指示薬としては、色素などがある。さらに、血液を試料として用いた場合には体積膨潤材６中に血液凝固促進剤を添加しておくことにより、より効率的に試料液体の流入制御を実施することができる。血液凝固促進剤としてはカルシウム塩がある。 On the other hand, as described above, it is also possible to easily confirm that the sample has reached the volume swelling material 6 by putting an indicator that changes when contacting the sample liquid in the volume swelling material 6. Examples of the indicator include pigments. Further, when blood is used as a sample, the inflow control of the sample liquid can be more efficiently performed by adding a blood coagulation promoter in the volume swelling material 6. There is a calcium salt as a blood coagulation promoter.
次に、本実施の形態に係るバイオセンサ８の動作を説明する。
バイオセンサ８の試料導入口１に試料を点着すれば、毛細管現象により、流路２内に試料を導入することができる。試料は、流路２を通って反応領域７へ導入され、さらに空気孔５まで到達する。空気孔５に到達した試料は、体積膨潤材６と接触し、膨張した体積膨潤材６が空気孔５を塞ぐ。その結果、試料の移動が停止する。
以上により、一定量の試料をバイオセンサ８に再現性よく導入することができる。
反応領域に色素の吸収波長を含む光を照射し、反応領域から反射した光を測定することにより、試料中の測定対象物の濃度を測定することができる。
Next, the operation of the biosensor 8 according to the present embodiment will be described.
If a sample is spotted on the sample inlet 1 of the biosensor 8, the sample can be introduced into the flow path 2 by capillary action. The sample is introduced into the reaction region 7 through the flow path 2 and further reaches the air hole 5. The sample that has reached the air hole 5 comes into contact with the volume swelling material 6, and the expanded volume swelling material 6 closes the air hole 5. As a result, the movement of the sample stops.
As described above, a certain amount of sample can be introduced into the biosensor 8 with good reproducibility.
By irradiating the reaction region with light including the absorption wavelength of the dye and measuring the light reflected from the reaction region, the concentration of the measurement object in the sample can be measured.
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２に係るバイオセンサの構造を示す概略断面図であり、図４は図３に示すバイオセンサを矢印の方向からみた上面図である。
図３および図４に示すように、本実施の形態に係るバイオセンサ８はチップ状であり、試料を導入するための試料導入口１と、基板４、天板３および側板９により形成された流路２と、実施の形態１と同様の試薬を含む反応領域７と、天板３の下流部に設けられた空気孔５と、天板３の空気孔５下面に貼り付けられた体積膨潤材６とで構成されている。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the biosensor according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 4 is a top view of the biosensor shown in FIG. 3 viewed from the direction of the arrow.
As shown in FIGS. 3 and 4, the biosensor 8 according to the present embodiment has a chip shape, and is formed by the sample introduction port 1 for introducing a sample, the substrate 4, the top plate 3, and the
なお、天板３と基板４との間にはスペーサが設置されるが、ここでは省略した。
天板３、基板４、側板９およびスペーサを構成する材料としては、例えば透明なポリプロピレンを用いることができる。透明な材料を用いることによりバイオセンサの内部を目視することが可能である。また、体積膨潤材６は、架橋ポリアクリル酸―スルホン酸共重合体で構成している。
In addition, although the spacer is installed between the top plate 3 and the board | substrate 4, it abbreviate | omitted here.
As a material constituting the top plate 3, the substrate 4, the
予め、天板３をパンチングにより貫通孔を設けて空気孔５を形成する。一方、ディスク状の体積膨潤材６を準備し、これにもパンチングにより貫通孔を設け、体積膨潤材６をリング状とする。ディスク状の体積膨潤材６は、市販されている上記共重合体の乾燥ゲルを水に懸濁させることにより懸濁ゲルを調整し、得られた懸濁ゲルをディスク状の型に流し込み乾燥させることにより作製することができる。この体積膨潤材６の貫通孔と天板３の空気孔５が略同位置になるように、体積膨潤材６を天板３の下面側に貼り付ける。この体積膨潤材６付き天板３を利用して、本実施の形態に係るバイオセンサ８を組み立てることができる。 The air hole 5 is formed in advance by providing a through hole by punching the top plate 3. On the other hand, a disk-shaped volume-swelling material 6 is prepared, and through-holes are also provided by punching to form the volume-swelling material 6 in a ring shape. The disk-shaped volume swellable material 6 is prepared by suspending a dry gel of the above-mentioned copolymer that is commercially available in water, and pouring the obtained suspended gel into a disk-shaped mold for drying. Can be produced. The volume swelling material 6 is affixed to the lower surface side of the top plate 3 so that the through holes of the volume swelling material 6 and the air holes 5 of the top plate 3 are substantially in the same position. The biosensor 8 according to the present embodiment can be assembled using the top plate 3 with the volume swelling material 6.
一方、上述のように、体積膨潤材６中に試料液体と接触すると変化する指示薬を入れることにより試料が体積膨潤材６に到達したことも容易に確認することができる。指示薬としては、色素などがある。さらに、血液を試料として用いた場合には体積膨潤材６中に血液凝固促進剤を添加しておくことにより、より効率的に試料液体の流入制御を実施することができる。血液凝固促進剤としてはカルシウム塩がある。 On the other hand, as described above, it is also possible to easily confirm that the sample has reached the volume swelling material 6 by putting an indicator that changes when contacting the sample liquid in the volume swelling material 6. Examples of the indicator include pigments. Further, when blood is used as a sample, the inflow control of the sample liquid can be more efficiently performed by adding a blood coagulation promoter in the volume swelling material 6. There is a calcium salt as a blood coagulation promoter.
次に、本実施の形態に係るバイオセンサ８の動作を説明する。
バイオセンサ８の試料導入口１に試料を点着すれば、毛細管現象により、流路２内に試料を導入することができる。試料は、流路２を通って反応領域７へ導入され、さらに空気孔５まで到達する。空気孔５に到達した試料は、体積膨潤材６と接触し、膨張した体積膨潤材６が空気孔５を塞ぐ。その結果、試料の移動が停止する。
以上により、一定量の試料をバイオセンサ８に再現性よく導入することができる。
反応領域に色素の吸収波長を含む光を照射し、反応領域から反射した光を測定することにより、試料中の測定対象物の濃度を測定することができる。
Next, the operation of the biosensor 8 according to the present embodiment will be described.
If a sample is spotted on the sample inlet 1 of the biosensor 8, the sample can be introduced into the flow path 2 by capillary action. The sample is introduced into the reaction region 7 through the flow path 2 and further reaches the air hole 5. The sample that has reached the air hole 5 comes into contact with the volume swelling material 6, and the expanded volume swelling material 6 closes the air hole 5. As a result, the movement of the sample stops.
As described above, a certain amount of sample can be introduced into the biosensor 8 with good reproducibility.
By irradiating the reaction region with light including the absorption wavelength of the dye and measuring the light reflected from the reaction region, the concentration of the measurement object in the sample can be measured.
［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の形態３に係るバイオセンサの構造を示す概略断面図であり、図６は図５に示すバイオセンサを矢印の方向からみた上面図である。
図５および図６に示すように、本実施の形態に係るバイオセンサ８はチップ状であり、試料を導入するための試料導入口１と、基板４、天板３および側板９により形成された流路２と、実施の形態１と同様の試薬を含む反応領域７と、天板３の下流部に設けられた空気孔５と、天板３の空気孔５上面に貼り付けられた体積膨潤材６とで構成されている。
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the biosensor according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 6 is a top view of the biosensor shown in FIG. 5 viewed from the direction of the arrow.
As shown in FIGS. 5 and 6, the biosensor 8 according to the present embodiment has a chip shape, and is formed by the sample introduction port 1 for introducing the sample, the substrate 4, the top plate 3, and the
なお、天板３と基板４との間にはスペーサが設置されるが、ここでは省略した。
天板３、基板４、側板９およびスペーサを構成する材料としては、例えば透明なポリプロピレンを用いることができる。透明な材料を用いることによりバイオセンサの内部を目視することが可能である。また、体積膨潤材６は、架橋ポリアクリル酸―スルホン酸共重合体で構成している。
In addition, although the spacer is installed between the top plate 3 and the board | substrate 4, it abbreviate | omitted here.
As a material constituting the top plate 3, the substrate 4, the
予め、天板３をパンチングにより貫通孔を設けて空気孔５を形成する。一方、実施の形態２と同様にディスク状の体積膨潤材６を準備し、これにもパンチングにより貫通孔を設け、体積膨潤材６をリング状とする。この体積膨潤材６の貫通孔と天板３の空気孔５が略同位置になるように、体積膨潤材６を天板３の上面側に貼り付ける。この体積膨潤材６付き天板３を利用して、本実施の形態に係るバイオセンサ８を組み立てることができる。 The air hole 5 is formed in advance by providing a through hole by punching the top plate 3. On the other hand, a disk-shaped volume swellable material 6 is prepared in the same manner as in the second embodiment, and through holes are also formed in this by punching to make the volume swellable material 6 ring-shaped. The volume swelling material 6 is affixed to the upper surface side of the top plate 3 so that the through holes of the volume swelling material 6 and the air holes 5 of the top plate 3 are substantially in the same position. The biosensor 8 according to the present embodiment can be assembled using the top plate 3 with the volume swelling material 6.
一方、上述のように、体積膨潤材６中に試料液体と接触すると変化する指示薬を入れることにより試料が体積膨潤材６に到達したことも容易に確認することができる。指示薬としては、色素などがある。さらに、血液を試料として用いた場合には体積膨潤材６中に血液凝固促進剤を添加しておくことにより、より効率的に試料液体の流入制御を実施することができる。血液凝固促進剤としてはカルシウム塩がある。 On the other hand, as described above, it is also possible to easily confirm that the sample has reached the volume swelling material 6 by putting an indicator that changes when contacting the sample liquid in the volume swelling material 6. Examples of the indicator include pigments. Further, when blood is used as a sample, the inflow control of the sample liquid can be more efficiently performed by adding a blood coagulation promoter in the volume swelling material 6. There is a calcium salt as a blood coagulation promoter.
次に、本実施の形態に係るバイオセンサ８の動作を説明する。
バイオセンサ８の試料導入口１に試料を点着すれば、毛細管現象により、流路２内に試料を導入することができる。試料は、流路２を通って反応領域７へ導入され、さらに空気孔５まで到達する。空気孔５に到達した試料は、体積膨潤材６と接触し、膨張した体積膨潤材６が空気孔５を塞ぐ。その結果、試料の移動が停止する。
以上により、一定量の試料をバイオセンサ８に再現性よく導入することができる。
反応領域に色素の吸収波長を含む光を照射し、反応領域から反射した光を測定することにより、試料中の測定対象物の濃度を測定することができる。
Next, the operation of the biosensor 8 according to the present embodiment will be described.
If a sample is spotted on the sample inlet 1 of the biosensor 8, the sample can be introduced into the flow path 2 by capillary action. The sample is introduced into the reaction region 7 through the flow path 2 and further reaches the air hole 5. The sample that has reached the air hole 5 comes into contact with the volume swelling material 6, and the expanded volume swelling material 6 closes the air hole 5. As a result, the movement of the sample stops.
As described above, a certain amount of sample can be introduced into the biosensor 8 with good reproducibility.
By irradiating the reaction region with light including the absorption wavelength of the dye and measuring the light reflected from the reaction region, the concentration of the measurement object in the sample can be measured.
［実施の形態４］
図７は、本発明の実施の形態４に係るバイオセンサの構造を示す概略断面図であり、図８は図７に示すバイオセンサを矢印の方向からみた上面図である。
図７および図８に示すように、本実施の形態に係るバイオセンサ８はチップ状であり、試料を導入するための試料導入口１と、基板４、天板３および側板９により形成された流路２と、実施の形態１と同様の試薬を含む反応領域７と、天板３の下流部に設けられた空気孔５と、天板３の空気孔５上面に貼り付けられたディスク状でかつ多孔質状の体積膨潤材６とで構成されている。
[Embodiment 4]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the biosensor according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 8 is a top view of the biosensor shown in FIG. 7 viewed from the direction of the arrow.
As shown in FIGS. 7 and 8, the biosensor 8 according to the present embodiment has a chip shape, and is formed by a sample introduction port 1 for introducing a sample, a substrate 4, a top plate 3, and a
なお、天板３と基板４との間にはスペーサが設置されるが、ここでは省略した。
天板３、基板４、側板９およびスペーサを構成する材料としては、例えば透明なポリプロピレンを用いることができる。透明な材料を用いることによりバイオセンサの内部を目視することが可能である。また、体積膨潤材６は、架橋ポリアクリル酸―スルホン酸共重合体で構成している。
In addition, although the spacer is installed between the top plate 3 and the board | substrate 4, it abbreviate | omitted here.
As a material constituting the top plate 3, the substrate 4, the
予め、天板３をパンチングにより貫通孔を設けて空気孔５を形成する。一方、ディスク状でかつ多孔質状の体積膨潤材６を準備し、これを空気孔５の上面側に貼り付ける。この場合、ディスク状の多孔質膨潤材６はメッシュ状であってもよい。多孔質状またはメッシュ状の体積膨潤材６は、市販されている上記共重合体の乾燥ゲルを水に懸濁させることにより懸濁ゲルを調整し、得られた懸濁ゲルをディスク状の型に流し込み乾燥させる工程において、水に懸濁させるゲルの濃度を低くすることにより作製することができる。また、本実施の形態における多孔質膨潤材６は、上記実施の形態１および２の場合と同様に、空気孔５の内部に設けたり、天板３の下面側に貼り付けたりすることもできる。このような体積膨潤材６付き天板３を利用して、本実施の形態に係るバイオセンサ８を組み立てることができる。 The air hole 5 is formed in advance by providing a through hole by punching the top plate 3. On the other hand, a disk-like and porous volume-swelling material 6 is prepared, and this is attached to the upper surface side of the air hole 5. In this case, the disk-shaped porous swelling material 6 may be mesh-shaped. The porous or mesh volume swellable material 6 is prepared by suspending a dry gel of the above-mentioned copolymer that is commercially available in water and preparing the suspended gel in a disk-shaped mold. In the step of pouring and drying, the gel can be prepared by reducing the concentration of the gel suspended in water. Further, the porous swelling material 6 in the present embodiment can be provided inside the air holes 5 or can be attached to the lower surface side of the top plate 3 as in the case of the first and second embodiments. . The biosensor 8 according to the present embodiment can be assembled using the top plate 3 with the volume swelling material 6.
一方、上述のように、体積膨潤材６中に試料液体と接触すると変化する指示薬を入れることにより試料が体積膨潤材６に到達したことも容易に確認することができる。指示薬としては、色素などがある。さらに、血液を試料として用いた場合には体積膨潤材６中に血液凝固促進剤を添加しておくことにより、より効率的に試料液体の流入制御を実施することができる。血液凝固促進剤としてはカルシウム塩がある。 On the other hand, as described above, it is also possible to easily confirm that the sample has reached the volume swelling material 6 by putting an indicator that changes when contacting the sample liquid in the volume swelling material 6. Examples of the indicator include pigments. Further, when blood is used as a sample, the inflow control of the sample liquid can be more efficiently performed by adding a blood coagulation promoter in the volume swelling material 6. There is a calcium salt as a blood coagulation promoter.
次に、本実施の形態に係るバイオセンサ８の動作を説明する。
バイオセンサ８の試料導入口１に試料を点着すれば、毛細管現象により、流路２内に試料を導入することができる。試料は、流路２を通って反応領域７へ導入され、さらに空気孔５まで到達する。空気孔５に到達した試料は、体積膨潤材６と接触し、膨張した体積膨潤材６が空気孔５を塞ぐ。その結果、試料の移動が停止する。
以上により、一定量の試料をバイオセンサ８に再現性よく導入することができる。
反応領域に色素の吸収波長を含む光を照射し、反応領域から反射した光を測定することにより、試料中の測定対象物の濃度を測定することができる。
Next, the operation of the biosensor 8 according to the present embodiment will be described.
If a sample is spotted on the sample inlet 1 of the biosensor 8, the sample can be introduced into the flow path 2 by capillary action. The sample is introduced into the reaction region 7 through the flow path 2 and further reaches the air hole 5. The sample that has reached the air hole 5 comes into contact with the volume swelling material 6, and the expanded volume swelling material 6 closes the air hole 5. As a result, the movement of the sample stops.
As described above, a certain amount of sample can be introduced into the biosensor 8 with good reproducibility.
By irradiating the reaction region with light including the absorption wavelength of the dye and measuring the light reflected from the reaction region, the concentration of the measurement object in the sample can be measured.
［実施の形態５］
図９は、本発明の実施の形態５に係るバイオセンサの構造を示す概略断面図であり、図１０は図９に示すバイオセンサを矢印の方向からみた上面図である。
図９および図１０に示すように、本実施の形態に係るバイオセンサ８はチップ状であり、試料を導入するための試料導入口１と、基板４、天板３およびスペーサ１０により形成された流路２と、実施の形態１と同様の試薬を含む反応領域７と、天板３の最下流部に設けられた空気孔５と、空気孔５付近において天板３の下面および基板４の上面に貼り付けられた板状の体積膨潤材６とで構成されている。
[Embodiment 5]
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the biosensor according to Embodiment 5 of the present invention, and FIG. 10 is a top view of the biosensor shown in FIG. 9 viewed from the direction of the arrow.
As shown in FIGS. 9 and 10, the biosensor 8 according to the present embodiment has a chip shape, and is formed by the sample introduction port 1 for introducing the sample, the substrate 4, the top plate 3, and the spacer 10. The flow path 2, the reaction region 7 containing the same reagent as in the first embodiment, the air hole 5 provided in the most downstream portion of the top plate 3, the lower surface of the top plate 3 and the substrate 4 near the air hole 5 It is comprised with the plate-shaped volume swelling material 6 affixed on the upper surface.
天板３、基板４およびスペーサ１０を構成する材料としては、例えば透明なポリプロピレンを用いることができる。透明な材料を用いることによりバイオセンサの内部を目視することが可能である。また、体積膨潤材６は、架橋ポリアクリル酸―スルホン酸共重合体で構成している。
予め、天板３および基板４の最下流部周辺に板状の体積膨潤材６を貼り付ける。板状の体積膨潤材６は、実施の形態２と同様にして作製することができる。
このような体積膨潤材６付きの天板３および基板４を利用して、本実施の形態に係るバイオセンサ８を組み立てることができる。
As a material constituting the top plate 3, the substrate 4 and the spacer 10, for example, transparent polypropylene can be used. By using a transparent material, the inside of the biosensor can be visually observed. The volume swelling material 6 is composed of a crosslinked polyacrylic acid-sulfonic acid copolymer.
In advance, a plate-like volume swelling material 6 is pasted around the most downstream portion of the top plate 3 and the substrate 4. The plate-like volume swelling material 6 can be produced in the same manner as in the second embodiment.
The biosensor 8 according to the present embodiment can be assembled using the top plate 3 and the substrate 4 with the volume swelling material 6.
一方、上述のように、体積膨潤材６中に試料液体と接触すると変化する指示薬を入れることにより試料が体積膨潤材６に到達したことも容易に確認することができる。指示薬としては、色素などがある。さらに、血液を試料として用いた場合には体積膨潤材６中に血液凝固促進剤を添加しておくことにより、より効率的に試料液体の流入制御を実施することができる。血液凝固促進剤としてはカルシウム塩がある。 On the other hand, as described above, it is also possible to easily confirm that the sample has reached the volume swelling material 6 by putting an indicator that changes when contacting the sample liquid in the volume swelling material 6. Examples of the indicator include pigments. Further, when blood is used as a sample, the inflow control of the sample liquid can be more efficiently performed by adding a blood coagulation promoter in the volume swelling material 6. There is a calcium salt as a blood coagulation promoter.
次に、本実施の形態に係るバイオセンサ８の動作を説明する。
バイオセンサ８の試料導入口１に試料を点着すれば、毛細管現象により、流路２内に試料を導入することができる。試料は、流路２を通って反応領域７へ導入され、さらに空気孔５まで到達する。空気孔５に到達した試料は、体積膨潤材６と接触し、膨張した体積膨潤材６が空気孔５を塞ぐ。その結果、試料の移動が停止する。
以上により、一定量の試料をバイオセンサ８に再現性よく導入することができる。
反応領域に色素の吸収波長を含む光を照射し、反応領域から反射した光を測定することにより、試料中の測定対象物の濃度を測定することができる。
Next, the operation of the biosensor 8 according to the present embodiment will be described.
If a sample is spotted on the sample inlet 1 of the biosensor 8, the sample can be introduced into the flow path 2 by capillary action. The sample is introduced into the reaction region 7 through the flow path 2 and further reaches the air hole 5. The sample that has reached the air hole 5 comes into contact with the volume swelling material 6, and the expanded volume swelling material 6 closes the air hole 5. As a result, the movement of the sample stops.
As described above, a certain amount of sample can be introduced into the biosensor 8 with good reproducibility.
By irradiating the reaction region with light including the absorption wavelength of the dye and measuring the light reflected from the reaction region, the concentration of the measurement object in the sample can be measured.
本発明に係るセンサは、酵素あるいは、免疫技術を利用したセンサに応用することができる。また、試料流入制御が容易にできる構成であり、迅速かつ簡便に試料を測定することができ、血液や尿などの試料を化学的に分析する臨床検査などで用いられる免疫化学分析検査装置や生化学分析装置等の検査装置、特にＰＯＣＴ検査機器などにおいて有用である。 The sensor according to the present invention can be applied to a sensor using an enzyme or an immune technique. In addition, the sample inflow control can be easily performed, the sample can be measured quickly and simply, and an immunochemical analysis test apparatus or a living body used in clinical tests for chemically analyzing samples such as blood and urine. It is useful in inspection apparatuses such as chemical analyzers, particularly POCT inspection equipment.
１ 試料導入口
２ 流路
３ 天板（カバー部材）
４ 基板
５ 空気孔
６ 体積膨潤材
７ 反応領域
８ バイオセンサ
９ 側板
1 Sample introduction port 2 Flow path 3 Top plate (cover member)
4 Substrate 5 Air hole 6 Volume swelling material 7 Reaction region 8
Claims (6)
さらに前記空気孔の内部または近傍に、前記試料と接触することにより体積が膨張する体積膨潤材を有するセンサ。 A sample introduction port for introducing a sample, a flow channel communicating with the sample introduction port, a reaction region containing a reagent for measuring the sample provided in the flow channel, and when introducing the sample And air holes for excluding air from the flow path,
Furthermore, the sensor which has the volume swelling material which a volume expand | swells in the inside or the vicinity of the said air hole by contacting the said sample.
The sensor according to claim 1, further comprising a blood coagulation promoter in the volume swelling material.
Priority Applications (1)
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| JP2005193847A JP2007010558A (en) | 2005-07-01 | 2005-07-01 | Sensor |
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| JP2005193847A JP2007010558A (en) | 2005-07-01 | 2005-07-01 | Sensor |
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2005
- 2005-07-01 JP JP2005193847A patent/JP2007010558A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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