JP2007205989A - Biosensor and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biosensor capable of being manufactured without requiring many processes and many materials required in the manufacture of a conventional sensor and free from a shape change, and its manufacturing method. <P>SOLUTION: In the biosensor obtained by successively forming an electrode, a spacer and a cover on an electrically insulating substrate, the electrically insulating substrate and the cover are connected by a soft sheet. This biosensor is manufactured by forming the spacer on the surface of the electrically insulating substrate having the electrode formed thereto and the surface of the cover and folding the electrically insulating substrate and the cover at the soft sheet part connecting them so as to house the electrode in the biosensor. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、バイオセンサーおよびその製造法に関する。さらに詳しくは、電極上にスペーサー層を有するバイオセンサーおよび折り曲げ工程を有するバイオセンサーの製造法に関する。   The present invention relates to a biosensor and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a biosensor having a spacer layer on an electrode and a method for producing a biosensor having a folding step.

従来、使い捨て型のセンサー(特許文献1および特許文献3)としては定量性を確保するために立体構造をとり、さらに毛細管現象(特許文献5および特許文献6)などを利用して試料液が自動的にセンサーの内部に導入する仕組みが知られている(特許文献7)。このような構成のセンサーは、電気絶縁性の基板上に、スペーサー、さらにカバーを積層して組み立てられる。基板上には電極パターン、カバー上には毛細管現象に必要な空気が抜けるために必要な空気孔が開けられている。これらの構成部品は各々所定の形状に予め打ち抜いておく必要があり、また立体加工における各部品の正確な重ねあわせのための位置決めも必要となるため、構成部品の数が増えるに従って立体加工の工程が複雑になる。さらに、これらのセンサーに分子識別素子やメデイエーターなどの試薬の塗布(特許文献2および特許文献4)や妨害物質の影響から回避するための膜(特許文献8)の形成などを必要とする場合は、さらに複雑な工程となるといった問題がある。
特開昭47−500号公報 特開昭48−37187号公報 特開昭52−142584号公報 特開昭54−50396号公報 特開昭56−79242号公報 特表昭61−502419号公報 特開平1−291153号公報 特開平3−202764号公報 特開平5−199898号公報 特開平9−222414号公報 特開2001−204494号公報 WO 01/33216号公報 US 4225410 US 5653864 US 6071391 A.Ahmadian et al., Biotechniques, 32, 748(2002)
Conventionally, disposable sensors (Patent Document 1 and Patent Document 3) have a three-dimensional structure in order to ensure quantification, and further, a sample solution is automatically obtained by utilizing a capillary phenomenon (Patent Documents 5 and 6). In particular, a mechanism for introducing the sensor inside the sensor is known (Patent Document 7). The sensor having such a structure is assembled by stacking a spacer and a cover on an electrically insulating substrate. An electrode pattern is formed on the substrate, and air holes necessary for air necessary for capillary action to escape are formed on the cover. Each of these components must be punched into a predetermined shape in advance, and positioning for accurate overlaying of each component in 3D processing is also required. Becomes complicated. Furthermore, when these sensors require application of reagents such as molecular identification elements and mediators (Patent Documents 2 and 4) and formation of films (Patent Document 8) to avoid the influence of interfering substances Has a problem that it becomes a more complicated process.
JP 47-500 A JP-A-48-37187 JP-A-52-142585 JP-A-54-50396 JP 56-79242 A JP-T 61-502419 Japanese Patent Laid-Open No. 1-291153 Japanese Patent Laid-Open No. 3-202864 JP-A-5-199898 JP-A-9-222414 JP 2001-204494 A WO 01/33216 US 4225410 US 5563864 US 6071391 A. Ahmadian et al., Biotechniques, 32, 748 (2002)

上述した従来のセンサーは製造に多くの工程、材料を要し、複雑な構造をとらざるを得なかった。その結果として、製造ラインに多大な設備投資を必要とし、また製品の歩留まりも充分ではなく、コスト的に負担が大きかった。当然、材料調達時、製造時の環境負荷も大きいものであった。さらに特性上では複雑な工程、特に基板積層時の位置合わせなどのため、製造されたセンサー特性のばらつきの指標である変動係数(CV)も充分ではなかった。また、バイオセンサーの形状変化は測定の精度や再現性の低下を招くため、該バイオセンサーにおいて、製造後、カバー等の反り返りなどが発生しない、長期形状安定性を確保することが求められていた。   The conventional sensor described above requires many processes and materials for manufacturing, and has to take a complicated structure. As a result, a large capital investment was required for the production line, the product yield was not sufficient, and the cost was high. Naturally, the environmental load at the time of material procurement and manufacturing was also large. Furthermore, due to complicated processes, especially alignment during substrate lamination, the coefficient of variation (CV), which is an indicator of variations in sensor characteristics produced, was not sufficient. In addition, since the change in shape of the biosensor causes a decrease in measurement accuracy and reproducibility, it has been required to ensure long-term shape stability in the biosensor without causing warping of a cover or the like after manufacturing. .

上記課題を解決するために、発明者らは先に一枚の電気絶縁性平面基板を折り加工または曲げ加工または折り曲げ加工することにより製造されるバイオセンサーを提案している。このバイオセンサーは一枚の電気電気絶縁性基板上に電極を形成させ、電極が基板の内側に配置されるように一枚の平面基板を立体的に加工することで電極配置を平面または立体的として、狭小な部位での定量的な測定を可能にするものであり、一枚の平面基板からセンサーの主要構造を構成することに特徴がある。しかるにかかる方法では、折畳み部分の反り返りを防ぐため、該折畳み部分への固定具の装着や、熱圧着、切断などが必要であり、また基板とカバーとの間に形成されるスペーサーの空きスペースを利用して試料導入口が形成されるため、試料導入口付近の基板とスペーサー、カバーの各構成材料との境界部分に形成される溝に試料液が染み渡り、試料体積が変動する問題があった。
特開2005−233917号公報
In order to solve the above problems, the inventors have previously proposed a biosensor manufactured by folding, bending, or bending a single electrically insulating flat substrate. In this biosensor, an electrode is formed on a single electrically and electrically insulating substrate, and a flat substrate is three-dimensionally processed so that the electrode is arranged inside the substrate, so that the electrode arrangement is planar or three-dimensional. As described above, it enables quantitative measurement in a narrow region, and is characterized in that the main structure of the sensor is formed from a single flat substrate. Accordingly, in order to prevent the folded portion from being warped, it is necessary to attach a fixing tool to the folded portion, thermocompression bonding, cutting, or the like, and to make an empty space for the spacer formed between the substrate and the cover. Since the sample inlet is formed by using the sample solution, the sample liquid permeates into the groove formed at the boundary between the substrate near the sample inlet, the spacer, and the constituent materials of the cover, and there is a problem that the sample volume fluctuates. .
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-233917

図7を用いて、上記バイオセンサーの問題点について詳しく説明する。a)およびb)は基板1の形状が異なるのみであり、従来のバイオセンサーの一組立例を示している。i)には、表面に導電体7,7が形成され、折畳み部分となるミシン目16が設けられた一枚の基板1およびこれに被覆されるレジスト層6が示されている。レジスト層6は、スペーサー2としても働く。ii)には、表面上にレジスト層が形成された基板1および次の組立工程で被覆される接着剤層5が示されている。ここで、接着剤層5はレジスト層6と同様にスペーサー2としても働く。iii)では、表面に接着剤層5が形成された基板がミシン目16に沿って折畳まれ、重なる前の状態を示している。iv)では、基板1によって形成された折畳み成形体14であるバイオセンサー3を示している。この場合、ミシン目16に沿って形成された折畳み部分がレジスト層6や接着剤層5などのスペーサーの厚みによって反り返ることがあるため、この部分に固定具を装着したり、熱圧着により反り返りストレスを除くなどの何らかの処置が必要であった。   The problem of the biosensor will be described in detail with reference to FIG. a) and b) differ only in the shape of the substrate 1, and show an assembly example of a conventional biosensor. i) shows a single substrate 1 having conductors 7 and 7 formed on the surface and provided with perforations 16 to be folded portions, and a resist layer 6 coated thereon. The resist layer 6 also functions as the spacer 2. ii) shows a substrate 1 having a resist layer formed on the surface and an adhesive layer 5 to be coated in the next assembly step. Here, the adhesive layer 5 also functions as the spacer 2 in the same manner as the resist layer 6. In iii), the substrate on which the adhesive layer 5 is formed is folded along the perforations 16 and shows a state before being overlapped. In iv), the biosensor 3 which is the folded molded body 14 formed by the substrate 1 is shown. In this case, since the folded portion formed along the perforation 16 may be warped depending on the thickness of the spacer such as the resist layer 6 and the adhesive layer 5, a fixing tool is attached to this portion or the warping stress is caused by thermocompression bonding. Some kind of treatment such as removing was necessary.

以上述べた如く、かかる折畳み式センサーでは製造工程の大幅な簡略化、材料の削減、極めて単純な構造などにより、従来のセンサー製造法を大いに改善することに成功しているものの、該製造法により形成されたセンサーは、折畳み部分の反り返りを防ぐため、該折畳み部分への固定具の装着や、熱圧着、切断などが必要であり、改善が望まれている。   As described above, such a folding sensor has succeeded in greatly improving the conventional sensor manufacturing method by greatly simplifying the manufacturing process, reducing the material, and extremely simple structure. The formed sensor needs to be fitted with a fixing tool, thermocompression-bonded, cut, or the like in the folded portion in order to prevent the folded portion from being warped, and improvement is desired.

本発明の目的は、従来のセンサーのように製造に多くの工程、材料を要することなく製造が可能なバイオセンサーであって、かつ形状変化のないバイオセンサーおよびその製造法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a biosensor that can be manufactured without requiring many processes and materials as in the conventional sensor, and has no shape change, and a method for manufacturing the biosensor. .

かかる本発明の目的は、電気絶縁性基板上に電極、スペーサーおよびカバーが順次形成されたバイオセンサーにおいて、電気絶縁性基板およびカバーが軟質シートにより繋がれていることを特徴とするバイオセンサーによって達成され、かかるバイオセンサーは、電極を形成した電気絶縁性基板およびカバーの表面にスペーサーを形成させた後、電極をバイオセンサー内部に収めるように、電気絶縁性基板およびカバーを繋ぐ軟質シート部分で折畳むことにより製造される。   The object of the present invention is achieved by a biosensor in which electrodes, spacers and a cover are sequentially formed on an electrically insulating substrate, wherein the electrically insulating substrate and the cover are connected by a soft sheet. In such a biosensor, a spacer is formed on the surface of the electrically insulating substrate and the cover on which the electrode is formed, and then folded at the soft sheet portion connecting the electrically insulating substrate and the cover so that the electrode is accommodated inside the biosensor. Manufactured by folding.

本発明に係るバイオセンサーは、軟質材料よりなる軟質シートにより、電気絶縁性基板およびカバーが繋がれているため、折畳み部分の反り返りが発生せず、これを防ぐための折畳み部分への固定具の装着や、熱圧着、切断などが必要ないといったすぐれた効果を奏する。   In the biosensor according to the present invention, since the electrically insulating substrate and the cover are connected by the soft sheet made of a soft material, the folding portion does not warp, and the fixture to the folding portion to prevent this is not necessary. Excellent effects such as no need for mounting, thermocompression bonding and cutting.

さらに、本発明に係る針一体型バイオセンサーは、折畳み構造のバイオセンサー内に穿刺針を内包固定した場合に、穿刺採血時に電気絶縁性基板およびカバーを繋ぐ軟質シート部分を穿刺針が突き破り、穿刺後、軟質シート材料の復元力によって穿刺針が元の位置に戻り、その際に新たに形成された試料導入口から採血が導入されることで、採血成分を電気化学的に測定することができる。   Furthermore, the needle-integrated biosensor according to the present invention has a puncture needle that breaks through a soft sheet portion that connects the electrically insulating substrate and the cover when blood is collected when the puncture needle is contained and fixed in the biosensor having a folding structure. Thereafter, the puncture needle returns to the original position by the restoring force of the soft sheet material, and blood collection is introduced from the newly formed sample introduction port at that time, so that the blood collection component can be measured electrochemically. .

基板およびカバーとしては、電気絶縁性のものであれば足り、例えばプラスチック、生分解性材料、紙などが用いられ、好ましくはポリエチレンテレフタレートが用いられる。また、酸素透過性材料を用いることもでき、この場合には試薬の還元を防ぐことができるため、還元の状態に依存した測定値の変動を抑えるといった効果を奏する。   As the substrate and the cover, it is sufficient if they are electrically insulating, for example, plastic, biodegradable material, paper or the like is used, and preferably polyethylene terephthalate is used. Further, an oxygen permeable material can be used, and in this case, since the reagent can be prevented from being reduced, there is an effect of suppressing variation in the measured value depending on the state of reduction.

電極は、基板上にスクリーン印刷法、蒸着法、スパッタリング法、箔貼り付け法、メッキ法などにより形成され、その材料としては、カーボン、銀、銀/塩化銀、白金、金、ニッケル、銅、パラジウム、チタン、イリジウム、鉛、酸化錫、白金黒などが挙げられる。ここで、カーボンとしては、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイル、カーボンナノホーン、フラーレン、デンドリマーもしくはそれらの誘導体を用いることができる。   The electrode is formed on the substrate by a screen printing method, a vapor deposition method, a sputtering method, a foil pasting method, a plating method, etc., and the materials include carbon, silver, silver / silver chloride, platinum, gold, nickel, copper, Examples include palladium, titanium, iridium, lead, tin oxide, and platinum black. Here, as the carbon, carbon nanotubes, carbon microcoils, carbon nanohorns, fullerenes, dendrimers, or derivatives thereof can be used.

電極は、作用極と対極で形成される2極法または作用極と対極、参照極で形成される3極法、あるいはそれ以上の極数の電極法であってもよい。ここで、3極法を採用すると、測定対象物質の電気化学測定の他に、搬送路内に導入される採血の移動速度の計測ができ、これによりヘマトクリット値が測定できる。また、2組以上の電極系で構成されていても良い。   The electrode may be a two-pole method formed by a working electrode and a counter electrode or a three-pole method formed by a working electrode and a counter electrode, a reference electrode, or an electrode method having more poles. Here, when the three-pole method is adopted, in addition to the electrochemical measurement of the measurement target substance, it is possible to measure the moving speed of the blood sample introduced into the conveyance path, thereby measuring the hematocrit value. Moreover, you may be comprised by 2 or more sets of electrode systems.

電極が形成された基板上には、試薬層(電極反応部)を形成することができる。試薬層はスクリーン印刷法またはデスペンサー法により形成され、この試薬層の電極表面または基板表面への固定化は、乾燥を伴う吸着法または共有結合法により行うことができる。バイオセンサーの電極反応部に配置する試薬としては、例えば血糖値測定用に構成する場合、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ーとしてのフェリシアン化カリウムを含むものが挙げられる。試薬が血液によって溶解されると、酵素反応が開始される結果、反応層に共存させているフェリシアン化カリウムが還元され、還元型の電子伝達体であるフェロシアン化カリウムが蓄積される。その量は、基質濃度、すなわち血液中のグルコース濃度に比例する。一定時間蓄積された還元型の電子伝達体は、電気化学反応により酸化される。後述する測定装置本体内の電子回路は、このとき測定される陽極電流から、グルコース濃度(血糖値)を演算・決定し、本体表面に配置された表示部に表示する。   A reagent layer (electrode reaction part) can be formed on the substrate on which the electrode is formed. The reagent layer is formed by a screen printing method or a dispenser method, and the reagent layer can be immobilized on the electrode surface or the substrate surface by an adsorption method involving drying or a covalent bonding method. Examples of the reagent arranged in the electrode reaction part of the biosensor include those containing glucose oxidase as an oxidase and potassium ferricyanide as a mediator when configured for blood glucose measurement. When the reagent is dissolved by the blood, the enzyme reaction is started. As a result, potassium ferricyanide coexisting in the reaction layer is reduced and potassium ferrocyanide, which is a reduced electron carrier, is accumulated. The amount is proportional to the substrate concentration, ie the glucose concentration in the blood. The reduced electron carrier accumulated for a certain time is oxidized by an electrochemical reaction. An electronic circuit in the main body of the measuring apparatus, which will be described later, calculates and determines the glucose concentration (blood glucose level) from the anode current measured at this time, and displays it on the display unit arranged on the main body surface.

また、採血口の周辺および電極あるいは試薬層(電極反応部)表面に界面活性剤、脂質を塗布することができる。界面活性剤や脂質の塗布により、試料の移動を円滑にさせることが可能となる。   In addition, a surfactant and lipid can be applied around the blood collection port and on the surface of the electrode or reagent layer (electrode reaction part). By applying a surfactant or lipid, the sample can be moved smoothly.

以上の採血が満たされる電極上に試薬層が設けられたバイオセンサーは、採血口から送り込まれる採血が電極上の試薬層と接触することにより、採血と試薬とが反応する。この反応は、電極における電気的な変化としてモニタリングされる。   In the biosensor in which the reagent layer is provided on the electrode filled with the above blood collection, the blood collection and the reagent react when the blood collected from the blood collection port contacts the reagent layer on the electrode. This reaction is monitored as an electrical change at the electrode.

さらに、バイオセンサーは電極がレジスト層により規定されていてもよく、このレジスト層もスクリーン印刷などで容易に形成できる。レジストは、基板と反応あるいは溶解しないものであればよく、特に限定されないが、例えば、紫外線硬化型のビニル・アクリル系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂などからなり、その厚みが約5〜500μm、好ましくは約10〜100μmのものが用いられる。レジストの使用の目的は主に電極パターンを明確にし、上記の電極面積の規定をはっきりさせる以外にも、試薬層が存在しない試料搬送路を絶縁するなどの目的がある。そのため、レジスト層は後述する接着剤層と同様のパターンを形成しても、形成しなくてもどちらでもよい。   Further, in the biosensor, the electrode may be defined by a resist layer, and this resist layer can be easily formed by screen printing or the like. The resist is not particularly limited as long as it does not react or dissolve with the substrate. For example, the resist is made of an ultraviolet curable vinyl / acrylic resin, a urethane acrylate resin, a polyester acrylate resin, and the like. One having a thickness of about 500 μm, preferably about 10 to 100 μm is used. The purpose of using the resist is mainly to clarify the electrode pattern and to clarify the above-mentioned definition of the electrode area, and to insulate the sample transport path where no reagent layer is present. Therefore, the resist layer may or may not be formed with the same pattern as the adhesive layer described later.

電極(およびレジスト層)が形成された基板およびカバーは、アクリル樹脂系接着剤などの接着剤を介して接着されてバイオセンサーを構成する。かかる接着剤層も、スクリーン印刷法により形成することが可能であり、約5〜500μm、好ましくは約10〜100μmの厚さで形成され、かかる接着剤層はレジスト層が形成された場合と同様スペーサーとしても作用する。なお、接着剤層中に上記試薬を含有させることもできる。   The substrate on which the electrodes (and the resist layer) are formed and the cover are bonded via an adhesive such as an acrylic resin adhesive to constitute a biosensor. Such an adhesive layer can also be formed by a screen printing method, and is formed with a thickness of about 5 to 500 μm, preferably about 10 to 100 μm. Such an adhesive layer is the same as when a resist layer is formed. Also acts as a spacer. In addition, the said reagent can also be contained in an adhesive bond layer.

軟質シートは、基板と反応あるいは溶解せず、折畳み時に折畳み部分の反り返りが発生しない程度の軟質な材料からなるもの、例えば紫外線または可視光線硬化型のビニル・アクリル系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニル、セロハンなどからなり、これらは(1)スクリーン印刷法、(2)熱圧着ラミネート法、(3)粘着テープを用いる方法または(4) シート状に成形されている上記材料を接着剤を用いて基板およびカバーに固定する方法など、好ましくは粘着テープを用いる方法により形成することができる。具体的方法は、下記の通りである。
(1)電気絶縁性基板およびカバーの間に、剥離板を配置した後に、軟質シートをスクリーン印刷法により形成する。かかる剥離板の材質としては、シリコーン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレンなどが挙げられ、これらの剥離材を任意の板材表面に塗工したものを使用することもできる。この剥離板は電気絶縁性基板およびカバーの間の軟質シート部分を折畳む時に、剥離することによって取り除かれる。
(2)セロハンテープなどの粘着テープを軟質シートとして用いて、基板およびカバーを繋ぐ。ただし、基板およびカバー間には、粘着部分が露出することとなるので、センサー形成後に該露出部分を切断することが好ましい。
(3)基板およびカバーに接着剤層を形成後、軟質シートを積層して固定する。
(4)熱圧着可能なポリプロピレンシートの圧着面を、電極形成基板上へ重ね、100℃、250kg/cm2の条件で熱圧着する。このとき、シートの柔軟性を保つ必要がある部分に関しては、熱圧着を加えなければ足りる。このような熱圧着可能なシートは、市販されているポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニルなどのラミネート材をそのまま用いることができる。
特開昭56−42652号公報
The soft sheet is made of a soft material that does not react or dissolve with the substrate and does not cause bending of the folded portion when folded, such as ultraviolet or visible light curable vinyl / acrylic resin, urethane acrylate resin, polyester. It consists of acrylate resin, polyvinyl chloride, polyethylene, polyester, polyolefin, polyvinyl fluoride, cellophane, etc., and these are (1) screen printing method, (2) thermocompression laminating method, (3) method using adhesive tape or ( 4) It can be formed preferably by a method using an adhesive tape, such as a method of fixing the material formed into a sheet shape to a substrate and a cover using an adhesive. The specific method is as follows.
(1) After disposing a release plate between the electrically insulating substrate and the cover, a soft sheet is formed by a screen printing method. Examples of the material of the release plate include silicone, tetrafluoroethylene, polyethylene, and the like. A material obtained by coating these release materials on the surface of an arbitrary plate material can also be used. The release plate is removed by peeling when the flexible sheet portion between the electrically insulating substrate and the cover is folded.
(2) Use adhesive tape such as cellophane tape as a flexible sheet to connect the substrate and cover. However, since the adhesive portion is exposed between the substrate and the cover, it is preferable to cut the exposed portion after forming the sensor.
(3) After forming an adhesive layer on the substrate and the cover, a soft sheet is laminated and fixed.
(4) The pressure-bonding surface of the polypropylene sheet that can be thermocompression-bonded is stacked on the electrode forming substrate, and thermocompression bonded under the conditions of 100 ° C. and 250 kg / cm 2 . At this time, it is sufficient to add the thermocompression bonding for the portion that needs to maintain the flexibility of the sheet. As such a thermocompression-bondable sheet, a commercially available laminate material such as polyvinyl chloride, polyethylene, polyester, polyolefin, and polyvinyl fluoride can be used as it is.
Japanese Patent Laid-Open No. 56-42652

かかる軟質シートを用いて基板およびカバーを繋ぐにあたっては、基板とカバーとの間隔を全く設けずに繋ぐか、基板とカバーとの間隔、すなわち基板およびカバー間を繋ぐ軟質シートの長さが、10mm以下、好ましくは0.5〜10mm、さらに好ましくは1.0〜5.0mmとしたうえで繋ぐことができる。前者の場合には、軟質シートをバイオセンサー内部に配置することで、製造時においてスペーサーなどの厚みを考慮する必要がないといった効果を奏し、一方、後者の場合には、基板とカバーとの繋ぎ部分に測定対象試料を導入するための試料導入口を設けることができ、さらにバイオセンサー内部に穿刺針を配置し、かつ真空とする場合に、所望の真空雰囲気空間を設定できるといった効果を奏する。   In connecting the substrate and the cover using such a soft sheet, the substrate and the cover are connected without any interval, or the distance between the substrate and the cover, that is, the length of the soft sheet connecting the substrate and the cover is 10 mm. In the following, it can be connected after preferably 0.5 to 10 mm, more preferably 1.0 to 5.0 mm. In the former case, placing the flexible sheet inside the biosensor has the effect that it is not necessary to consider the thickness of the spacer during manufacturing, while in the latter case, the connection between the substrate and the cover is achieved. A sample introduction port for introducing a sample to be measured can be provided in the portion, and when a puncture needle is disposed inside the biosensor and a vacuum is applied, a desired vacuum atmosphere space can be set.

また、以上の構成よりなるバイオセンサーは、電極を多数形成した長大な基板および長大なカバーを繋ぐように軟質シートを設けたうえで、軟質シートの基板およびカバーを繋ぐ部分に沿って折りたたんだ後、センサー形状に打ち抜くことにより、一度に大量のバイオセンサーを製造できる。このような製造方法により作製される針一体型バイオセンサーは、再現性も大変に良くなり、従来の積層法によっては成しえなかった特長を有している。   In addition, the biosensor having the above configuration is provided with a soft sheet so as to connect a long substrate having a large number of electrodes and a long cover, and then folded along a portion connecting the substrate and cover of the soft sheet. By punching into a sensor shape, a large number of biosensors can be manufactured at once. The needle-integrated biosensor manufactured by such a manufacturing method has very good reproducibility and has features that cannot be achieved by a conventional lamination method.

また、接着剤層上には被検体の皮膚から体液を採取するための穿刺針を配置することもできる。穿刺針としては、被検体を穿刺する必要があるため、これに耐え得る強度を持ち、鋭利であることが望ましく、また穿刺時の痛みを抑えるために、細い穿刺針であることが好ましい。具体的には、テルモ社製で、21〜33ゲージのものが用いられる。穿刺針は被検体の皮膚を突き破ることができれば中空針であっても棒状針でも良い。さらに、穿刺針は使用されるまでバイオセンサー内に衛生的に収納されている必要があることから、抗菌・抗ウィルスに効果がある光触媒機能を針の先端表面に付与させても良い。その場合、酸化チタンまたは二酸化チタンの膜が望ましい。   A puncture needle for collecting body fluid from the skin of the subject can also be disposed on the adhesive layer. As the puncture needle, it is necessary to puncture the subject, and it is desirable that the puncture needle is strong and sharp enough to withstand this, and a thin puncture needle is preferable in order to suppress pain during puncture. Specifically, a 21-33 gauge thing by Terumo company is used. The puncture needle may be a hollow needle or a rod-like needle as long as it can penetrate the subject's skin. Furthermore, since the puncture needle needs to be hygienicly stored in the biosensor until it is used, a photocatalytic function effective for antibacterial and antiviral effects may be imparted to the needle tip surface. In that case, a film of titanium oxide or titanium dioxide is desirable.

ここで、試料搬送路内への試薬層、界面活性剤あるいは脂質の塗布により、その内部に収まる穿刺針が汚染される可能性がある。このような汚染を防ぐためには、穿刺針先端の周囲にこれらの試薬を塗布しないようにするか、あるいはレジスト層または接着剤層によって試料搬送路内の試薬層から隔離することが好ましい。   Here, there is a possibility that the puncture needle contained in the inside of the sample conveyance path is contaminated by the application of the reagent layer, surfactant or lipid into the sample transport path. In order to prevent such contamination, it is preferable not to apply these reagents around the tip of the puncture needle, or to isolate them from the reagent layer in the sample transport path by a resist layer or an adhesive layer.

以上の構成よりなる針一体型バイオセンサーのうちバイオセンサー内部が密閉されているものについては、外気よりも陰圧の条件下、好ましくは真空条件下において製造することにより、センサー内部が陰圧状態で密閉され、穿刺後の試料搬送路内への採血の移動について毛細管現象に加えて、外気圧との差を利用した吸引手段を併用することができる。このような構成を採用することにより、採血を円滑に行なうことが可能となる。ここで、穿刺採血口付近に採血導入ガイドを設けることができる。採血導入ガイドの材質としては、例えばゲル、弾性材料、発泡性材料などが挙げられ、レジストと同一素材を用いることもできる。かかる材質よりなる採血導入ガイドは、陰圧を維持するとともに、被検体の皮膚と穿刺採血口との密着性を向上させるといった効果も併せて奏する。   The needle-integrated biosensor having the above-described configuration, in which the inside of the biosensor is sealed, is manufactured under a negative pressure condition, preferably a vacuum condition, than the outside air, so that the sensor is in a negative pressure state. In addition to the capillary phenomenon, the suction means utilizing the difference from the external pressure can be used in combination for the movement of blood collection into the sample conveyance path after puncturing. By adopting such a configuration, blood can be collected smoothly. Here, a blood collection introduction guide can be provided in the vicinity of the puncture blood collection port. Examples of the material for the blood collection introduction guide include gels, elastic materials, and foamable materials, and the same material as the resist can be used. A blood collection introduction guide made of such a material maintains the negative pressure and also has the effect of improving the adhesion between the skin of the subject and the puncture blood collection port.

本発明の針一体型バイオセンサーは穿刺駆動を備えた測定装置により穿刺・採血・測定の一連の操作が成されることが望ましい。その場合、例えば穿刺駆動については針がバイオセンサーの軟質材を貫通して被検体の皮膚を突き破る機構と、穿刺直後、速やかに元の位置に戻る機構を備えていることが望ましい。   In the needle-integrated biosensor of the present invention, it is desirable that a series of operations of puncture, blood collection, and measurement be performed by a measurement device having a puncture drive. In this case, for example, it is desirable that the puncture drive has a mechanism in which the needle penetrates the soft material of the biosensor and breaks through the skin of the subject, and a mechanism that quickly returns to the original position immediately after the puncture.

測定装置の構造上の特徴の一例を述べる。本測定装置は穿刺針駆動部と測定装置部が一体化しており、穿刺針駆動部は引き金部、穿刺開始ボタン部、バネなどの弾性体による駆動部から構成される。一方、測定装置部については、センサー導入部、コネクター、電気化学測定用回路、メモリ部、操作パネル、バイオセンサーの電極における電気的な値を計測する計測部および計測部における計測値を表示する表示部を基本構成としており、さらに、無線手段として電波、例えばブルートゥース(登録商標)を搭載することもできる。かかるスライド構造により、針一体型バイオセンサーを確実にホールドした状態を保ったまま穿刺駆動を受けるので、測定装置全体としての強度を高めることができる。測定装置には、さらに針一体型バイオセンサーの穿刺針を中心線とした左右非対称構造を測定用端子の突出部で認識できる機構を備えることができる。   An example of structural features of the measuring device will be described. In this measurement apparatus, the puncture needle drive unit and the measurement apparatus unit are integrated, and the puncture needle drive unit includes a trigger unit, a puncture start button unit, and a drive unit using an elastic body such as a spring. On the other hand, for the measuring device section, the sensor introduction section, the connector, the electrochemical measurement circuit, the memory section, the operation panel, the measurement section that measures the electrical values at the electrodes of the biosensor, and the display that displays the measurement values at the measurement section Further, a radio wave, for example, Bluetooth (registered trademark) can be mounted as a wireless means. With such a slide structure, since the puncture drive is received while the needle-integrated biosensor is securely held, the strength of the entire measuring apparatus can be increased. The measurement device can further include a mechanism that can recognize the left-right asymmetric structure with the puncture needle of the needle-integrated biosensor as the center line by the protruding portion of the measurement terminal.

測定装置の穿刺駆動は、針一体型バイオセンサー上部を鉛直方向にたたいた後、速やかに戻る機構がよく、さらに被検体の皮膚を穿刺する深度が調節可能な機構を有することが好ましい。   The puncturing drive of the measuring device is preferably a mechanism that returns quickly after tapping the upper part of the needle-integrated biosensor in the vertical direction, and preferably has a mechanism that can adjust the depth of puncturing the skin of the subject.

測定装置には糖尿病疾患による視覚障害に対応した音声ガイド機能及び音声認識機能、電波時計の内臓による測定データ管理機能、測定データなどの医療機関などへの通信機能、充電機能などを併せ持たせることができる。   The measuring device must have voice guidance and voice recognition functions for visual impairment caused by diabetes, measurement data management functions using the built-in radio clock, communication functions for medical data such as measurement data, and charging functions. Can do.

測定装置の計測部における計測方法としては、特に限定はしないがポテンシャルステップクロノアンペロメトリー法、クーロメトリー法またはサイクリックボルタンメトリー法などを用いることができる。   A measurement method in the measurement unit of the measurement apparatus is not particularly limited, and potential step chronoamperometry, coulometry, cyclic voltammetry, or the like can be used.

以上より、本発明の針一体型バイオセンサーは、使用者を限定することのない、すなわち、ユニバーサルな企画に対応し得るものとなっている。   As described above, the needle-integrated biosensor of the present invention does not limit the user, that is, can handle a universal project.

本発明による実施態様の針一体型バイオセンサーについて、それぞれ図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に制限されるものではない。   The needle-integrated biosensor according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

図1は、本発明に係るバイオセンサーの一組立例を示す図である。(a)には、電気絶縁性の基板1とレジスト層6が示されている。基板1の表面には導電体7が設けられている。(b)には、レジスト層6が設けられた基板1上に配置される接着剤層5が示されている。ここで示したレジスト層6および接着剤層5は試料搬送路および電極反応部を形つくるためのスペーサー2としても働く。(c)には基板1のほか、電気絶縁性のカバー15部材と、接着剤層5を表面に有する軟質シート41が示されている。この軟質シート41は接着剤層5により、(d)に示す如く基板1とカバー15をバイオセンサー作製時の外部に相当する側を繋いでいる。この状態で軟質シート41をカバー15部材と基板1を折畳んで重ね合わせるための繋として機能させることで、(e)に示すような折畳み成形体14であるバイオセンサー3が製作できる。ここで示したA-A’断面を(f)に示す。基板1とカバー15は粘着テープに例示される接着剤層5を備えた軟質シートを繋として使用することで、折畳み成形体を作ることができ、このとき基板1上に設けたスペーサー2の空き部分は電極10が露出した試料搬送路8と電極反応部13を形成させるための空間を形成させることでバイオセンサー3を構成する。ここでは、あらかじめ接着剤層5を設けた軟質シート41を用いているが、軟質シート41の配置部分の基板1とカバー15部分に接着剤層5を設け、そこに接着剤層5を設けていない軟質シート41を接着してバイオセンサーを製作しても良く、また上述した他の方法により軟質シートを形成して、バイオセンサーを製作することもできる。このようにバイオセンサー外部に、表面に接着剤層を設けた軟質シートを接着することで、電極およびスペーサー層が内側に配置されるように基板とカバーが張り合わされて折畳み成形体であるバイオセンサーが作製される。軟質シートが、バイオセンサー作製時の外部に相当する側に設けられていることで、後述する図3に示されるような軟質シートをバイオセンサー内部に配置せしめたものとは異なり、レジスト層の形成にあたって、軟質シートの存在を考慮しなくて良いといったメリットがある。   FIG. 1 is a view showing an assembly example of a biosensor according to the present invention. In (a), an electrically insulating substrate 1 and a resist layer 6 are shown. A conductor 7 is provided on the surface of the substrate 1. (b) shows the adhesive layer 5 disposed on the substrate 1 provided with the resist layer 6. The resist layer 6 and the adhesive layer 5 shown here also function as a spacer 2 for forming the sample transport path and the electrode reaction part. (c) shows a flexible sheet 41 having an electrically insulating cover 15 member and an adhesive layer 5 on the surface in addition to the substrate 1. The soft sheet 41 connects the substrate 1 and the cover 15 to the outside corresponding to the production of the biosensor by the adhesive layer 5 as shown in (d). By making the soft sheet 41 function as a connection for folding and overlapping the cover 15 member and the substrate 1 in this state, the biosensor 3 which is the folded molded body 14 as shown in (e) can be manufactured. The A-A ′ cross section shown here is shown in (f). The substrate 1 and the cover 15 can be made into a folded molded body by using a soft sheet having an adhesive layer 5 exemplified by an adhesive tape as a tie, and the spacer 2 provided on the substrate 1 is free at this time. The part forms the biosensor 3 by forming a space for forming the sample transport path 8 and the electrode reaction part 13 where the electrode 10 is exposed. Here, the soft sheet 41 provided with the adhesive layer 5 in advance is used. However, the adhesive layer 5 is provided on the substrate 1 and the cover 15 where the soft sheet 41 is arranged, and the adhesive layer 5 is provided there. A biosensor may be manufactured by bonding a non-soft sheet 41, or a biosensor may be manufactured by forming a soft sheet by another method described above. In this way, by attaching a soft sheet with an adhesive layer on the surface to the outside of the biosensor, the substrate and the cover are bonded to each other so that the electrode and the spacer layer are arranged inside, and the biosensor is a folded molded body Is produced. Unlike the case where a soft sheet as shown in FIG. 3 to be described later is disposed inside the biosensor because the soft sheet is provided on the side corresponding to the outside when the biosensor is manufactured, the resist layer is formed. In this case, there is an advantage that it is not necessary to consider the presence of the soft sheet.

図2は、図1に示した本発明に係るバイオセンサーの一製造例を示す図である。この図では、バイオセンサー3を複数個(5個)まとめて製造する工程を示している。(a)には、2本一組の導電体7が5組と、スペーサー2としてレジスト層6と接着剤層5が配置された基板1と、その基板1を覆うカバー15部材、および接着剤層5を設けた軟質シートが示されている。基板1およびカバー15は、一枚の長大な基板から切り出すことによって形成することもできる。この軟質シート41の接着層5を基板1とカバー15を繋ぐように貼り付けた状態が(b)に示されている。ここで、(b)(i)は基板1のバイオセンサー内部を構成する側を、(b)(ii)は基板1のバイオセンサー外部を構成する側を示している。この状態で基板1上の電極等がカバー15部材が覆われるように軟質シートを境にして折畳むことで(c)に示されるような折畳み成形体14が製作される。(c)に示される如く、折畳み成形体14の製造では複数個のバイオセンサー3をまとめて形成させることにより、基板1とカバー15部材の折り重ね精度が高くなるため、既存の積層法と比べると特別な位置決め機構が不要となり、経済性に優れたバイオセンサーの製作が可能となる。(d)は、(c)に点線で示した切断線に沿って個々のセンサー3に切り出した状態を示している。このようにして製造されたバイオセンサーの構成は(e)および(f)に示される。   FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing example of the biosensor according to the present invention shown in FIG. This figure shows a process of manufacturing a plurality (five) of biosensors 3 together. (a) includes five sets of two conductors 7, a substrate 1 on which a resist layer 6 and an adhesive layer 5 are arranged as spacers 2, a cover 15 member covering the substrate 1, and an adhesive A soft sheet provided with layer 5 is shown. The substrate 1 and the cover 15 can also be formed by cutting out from a single long substrate. A state in which the adhesive layer 5 of the soft sheet 41 is pasted so as to connect the substrate 1 and the cover 15 is shown in FIG. Here, (b) and (i) show the side that constitutes the inside of the biosensor of the substrate 1, and (b) and (ii) show the side that constitutes the outside of the biosensor of the substrate 1. In this state, the folded molded body 14 shown in (c) is manufactured by folding the electrode 1 and the like on the substrate 1 with the soft sheet as a boundary so that the cover 15 member is covered. As shown in (c), since the folding accuracy of the substrate 1 and the cover 15 is increased by forming a plurality of biosensors 3 together in the production of the folded molded body 14, it is compared with the existing lamination method. This eliminates the need for a special positioning mechanism and makes it possible to produce a biosensor with excellent economic efficiency. (d) has shown the state cut out to each sensor 3 along the cutting line shown by the dotted line in (c). The configuration of the biosensor thus manufactured is shown in (e) and (f).

図3は、本発明に係るバイオセンサーの他の組立例を示す図である。図1と異なる点は、軟質シート41が接着剤層5により、(d)に示す如く基板1とカバー15をバイオセンサー作製時の内部に相当する側を繋いでいる点にある。そのため、(b)では接着剤層5の配置がレジスト6と一致しない部分があり、この部分には(c)で示す軟質シート41が貼り付けられる態様が、(d)に示されている。   FIG. 3 is a view showing another assembly example of the biosensor according to the present invention. The difference from FIG. 1 is that the flexible sheet 41 connects the substrate 1 and the cover 15 to the inside corresponding to the biosensor production as shown in FIG. Therefore, in (b), there is a portion where the arrangement of the adhesive layer 5 does not coincide with the resist 6, and a mode in which the soft sheet 41 shown in (c) is attached to this portion is shown in (d).

図4は、図3に示したバイオセンサーの一製造例を示す。軟質シート41がバイオセンサー内部で基板1およびカバー15を繋ぐ本態様にあっては、基板1上に導電体7等を形成後、さらに基板1およびカバー15を移動させることなく、これらを繋ぐかたちで軟質シート41を配置することができるため、軟質シート41がバイオセンサー外部で基板1およびカバー15を繋ぐ図2の態様とは異なり、より容易かつ正確にバイオセンサーの製造を行うことができるといった効果を奏する。   FIG. 4 shows an example of manufacturing the biosensor shown in FIG. In the present embodiment in which the flexible sheet 41 connects the substrate 1 and the cover 15 inside the biosensor, after the conductor 7 or the like is formed on the substrate 1, the substrate 1 and the cover 15 are connected without moving them. Since the flexible sheet 41 can be arranged in the manner described above, unlike the embodiment of FIG. 2 in which the flexible sheet 41 connects the substrate 1 and the cover 15 outside the biosensor, the biosensor can be manufactured more easily and accurately. There is an effect.

図5は、本発明に係る吸引採血型針一体型バイオセンサーの一組立例を示す図である。(a)〜(d)は針一体型バイオセンサーの作製例であり、i)は針一体型バイオセンサーの製作に要する構成材料、ii)ではその成形体を示している。(a)(i)には、表面に導電体7が設けられた基板1と、レジスト6が示されている。また、レジスト6には電極面積を規定するための貫通穴37が示されている。(b)(i)には、レジスト6が基板1の表面に設けられており、(a)(ii)で形成したレジスト6の表面に接着剤層5および、カバー側接着剤層5の表面に配置する穿刺針部33、基板側接着剤層5の空き部分に配置する通気フィルター25が示され、それらがレジスト6表面上に配置された状態が(b)(ii)に示されている。(c)(i)では穿刺針部33の表面上にさらに接着剤層5が配置される様子が示されている。ここで、穿刺針部33を挟んだカバー側接着剤層5には、穿刺針20を接着剤層5から突出させるための凹状の窪みが設けられている。この窪みは針一体型バイオセンサーの形成時には試料搬送路となる((c)(ii))。さらにここでは、片面に接着剤層5を設けた軟質シート41がバイオセンサー外部に相当する基板1およびカバー15を繋いでいる状態が示されている。この軟質シート41の中央には接着剤層5が設けられていないが、この部分は穿刺時に穿刺膜の役目を果たす箇所となる。(d)(i)は、(c)(ii)で示した成形体を裏から示したもので、軟質シート41の折り曲げ部には軟質材よりなる採血導入ガイド36が取付けられる。基板1およびカバー15を内側にして折畳んで成形された針一体型バイオセンサー29が(d)(ii)に示される。   FIG. 5 is a view showing an assembly example of the suction blood collection type needle integrated biosensor according to the present invention. (a) to (d) are examples of manufacturing a needle-integrated biosensor, i) is a constituent material required for manufacturing the needle-integrated biosensor, and ii) is a molded body thereof. (a) (i) shows a substrate 1 having a conductor 7 on its surface and a resist 6. The resist 6 has a through hole 37 for defining the electrode area. In (b) (i), a resist 6 is provided on the surface of the substrate 1, and the adhesive layer 5 and the surface of the cover-side adhesive layer 5 are formed on the surface of the resist 6 formed in (a) (ii). The puncture needle portion 33 to be placed on the substrate and the ventilation filter 25 to be placed on the empty portion of the substrate side adhesive layer 5 are shown, and the state in which they are placed on the surface of the resist 6 is shown in (b) (ii). . (c) (i) shows a state in which the adhesive layer 5 is further disposed on the surface of the puncture needle portion 33. Here, the cover-side adhesive layer 5 sandwiching the puncture needle portion 33 is provided with a concave recess for causing the puncture needle 20 to protrude from the adhesive layer 5. This depression serves as a sample transport path when the needle-integrated biosensor is formed ((c) (ii)). Further, here, a state is shown in which a soft sheet 41 provided with an adhesive layer 5 on one side connects the substrate 1 and the cover 15 corresponding to the outside of the biosensor. Although the adhesive layer 5 is not provided in the center of the soft sheet 41, this portion serves as a puncture film during puncture. (d) (i) shows the molded body shown in (c) (ii) from the back, and a blood collection introduction guide 36 made of a soft material is attached to the bent portion of the soft sheet 41. A needle-integrated biosensor 29 formed by folding the substrate 1 and the cover 15 inside is shown in (d) (ii).

(e)および(f)は、(d)(ii)に示したA-A’断面とB-B’断面をそれぞれ示している。(e)では基板1上のレジスト層6に設けられた貫通穴によって形成された空き部分に形成された電極10とその周囲の電極反応部13、試料搬送路8が軟質シート41の折り曲げ空間内に設けられ、空間26は接着剤層5のパターンに従って、基板1の中央にも広く設けられている。この空間26は、折重ね工程時に雰囲気を真空にすることで針一体型バイオセンサー単位40の内部圧を真空(陰圧)状態にすることができ、吸引採血用の針一体型バイオセンサーとすることができる。穿刺針20については、穿刺先端部以外が接着剤層5により保護されており、電極反応部13に設けた試薬との直接的な接触を防いでいる。さらに、穿刺方向には軟質シート41があり、この部分は穿刺採血口32として作用し、穿刺により貫通穴が形成される穿刺膜として機能する。そのとき穿刺膜付近に設けられた採血導入ガイド36は採血を穿刺膜に設けられた貫通穴から円滑にセンサー29内部へと導くためのもので、皮膚との密着性の高いものであれば良い。(f)は(e)とは別の部位における断面図であり、(e)に示されていた試料搬送路8を含む真空の空間は存在しないものの、基板中央には真空の空間26が広く設けられている。このような構造とすることにより、試料体積は少なくてすむ一方、真空体積を広く取ることで採血をより円滑にできる特徴がある。   (e) and (f) show the A-A ′ and B-B ′ cross sections shown in (d) and (ii), respectively. In (e), the electrode 10 formed in the empty portion formed by the through hole provided in the resist layer 6 on the substrate 1, the surrounding electrode reaction portion 13, and the sample transport path 8 are within the bending space of the soft sheet 41. The space 26 is also widely provided in the center of the substrate 1 in accordance with the pattern of the adhesive layer 5. This space 26 can make the internal pressure of the needle-integrated biosensor unit 40 in a vacuum (negative pressure) state by evacuating the atmosphere during the folding process, and is a needle-integrated biosensor for suction blood collection. be able to. The puncture needle 20 is protected by the adhesive layer 5 except for the puncture tip, and direct contact with the reagent provided in the electrode reaction unit 13 is prevented. Further, there is a soft sheet 41 in the puncture direction, and this portion functions as a puncture blood collection port 32 and functions as a puncture membrane in which a through hole is formed by puncture. At that time, the blood collection introduction guide 36 provided in the vicinity of the puncture membrane is used to smoothly guide the blood collection from the through hole provided in the puncture membrane to the inside of the sensor 29, and may be any one having high adhesion to the skin. . (f) is a cross-sectional view at a part different from (e), and there is no vacuum space including the sample transport path 8 shown in (e), but a vacuum space 26 is wide in the center of the substrate. Is provided. By adopting such a structure, the sample volume can be reduced, while blood can be collected more smoothly by taking a wide vacuum volume.

図6は、図5に示された吸引採血型針一体型バイオセンサーの一使用例を示す図である。この吸引採血型針一体型バイオセンサー29では、(a)に示される如く被検体の皮膚27に穿刺採血口32を近づけ、採血導入ガイド36を密着させ、さらにセンサー29を皮膚27に押しつけることで、(b)で示される如く穿刺針20が軟質シート41の接着剤層が設けられていない部分を突き破り、皮膚を穿刺する。このとき、軟質シート41の折り曲げにより形成されていた空間26は、軟質シート41が持つ柔軟性により一時的に収縮した状態となる。次いで皮膚27を穿刺した後、軟質シート41の弾性が働いて針20が速やかに定位置に戻ると、穿刺時に形成された貫通穴32を介して採血24が試料搬送路8および電極反応部13へと導かれる。このとき、内部の陰圧が働くために採血24の導入はさらに円滑になる。ここで、電極反応部13と中央部に設けた広い真空空間26との間には通気フィルター25が設けられており、採血24は電極反応部13より内部へは到達できないようになっている。以上により、センサー内部への採血の導入が行われ、血中成分の測定が行われることとなる。   FIG. 6 is a diagram showing an example of use of the suction blood collection type needle integrated biosensor shown in FIG. In this suction blood collection type needle integrated biosensor 29, as shown in (a), the puncture blood collection port 32 is brought close to the skin 27 of the subject, the blood collection introduction guide 36 is brought into close contact, and the sensor 29 is pressed against the skin 27. As shown in (b), the puncture needle 20 breaks through the portion of the soft sheet 41 where the adhesive layer is not provided, and punctures the skin. At this time, the space 26 formed by bending the soft sheet 41 is temporarily contracted due to the flexibility of the soft sheet 41. Next, after the skin 27 is punctured, when the elasticity of the soft sheet 41 works and the needle 20 quickly returns to a fixed position, the blood collection 24 passes through the through-hole 32 formed at the time of puncture and the sample transport path 8 and the electrode reaction unit 13 Led to. At this time, since the internal negative pressure works, the blood collection 24 can be introduced more smoothly. Here, a ventilation filter 25 is provided between the electrode reaction part 13 and the wide vacuum space 26 provided in the center part, so that the blood collection 24 cannot reach the inside from the electrode reaction part 13. As described above, blood sampling is introduced into the sensor, and blood components are measured.

本発明にかかるバイオセンサーは、各種液体の成分濃度を、酵素などを利用して電気化学的に測定する、家庭内自己診断用の血糖計、尿糖計、糖化ヘモグロビン計、乳酸計、コレステロール計、尿酸計、タンパク質計、一塩基多型センサー、遺伝子診断に用いられるDNAチップ、他にアルコール計、グルタミン酸計、ピルビン酸計、pH計などに用いられるバイオセンサーとして有効に用いられる。   The biosensor according to the present invention is a home-use self-diagnosis blood glucose meter, urine sugar meter, glycated hemoglobin meter, lactic acid meter, cholesterol meter that electrochemically measures the component concentration of various liquids using an enzyme or the like. It is effectively used as a biosensor for use in uric acid meters, protein meters, single nucleotide polymorphism sensors, DNA chips used for genetic diagnosis, as well as alcohol meters, glutamic acid meters, pyruvic acid meters, pH meters and the like.

本発明に係るバイオセンサーの一組立例を示す図である。It is a figure which shows one assembly example of the biosensor which concerns on this invention. 本発明に係るバイオセンサーの一製造例を示す図である。It is a figure which shows one manufacture example of the biosensor which concerns on this invention. 本発明に係るバイオセンサーの他の組立例を示す図である。It is a figure which shows the other assembly example of the biosensor which concerns on this invention. 本発明に係るバイオセンサーの他の製造例を示す図である。It is a figure which shows the other manufacture example of the biosensor which concerns on this invention. 本発明に係る吸引採血型針一体型バイオセンサーの一組立例を示す図である。It is a figure which shows one assembly example of the suction blood collection type | mold needle integrated biosensor which concerns on this invention. 本発明に係る吸引採血型針一体型バイオセンサーの一製造例を示す図である。It is a figure which shows one manufacture example of the suction blood collection type | mold needle | hook integrated biosensor which concerns on this invention. 従来のバイオセンサーの一組立例を示す図である。It is a figure which shows one assembly example of the conventional biosensor.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 スペーサー
3 バイオセンサー
5 接着剤層
6 レジスト層
7 導電体
8 試料搬送路
9 試料導入口
10 電極
11 端子
12 空気排出口
13 電極反応部(試薬層)
14 折畳み成形体
15 カバー
16 ミシン目
17 試料液
19 穿刺針支持体
20 穿刺針
25 通気フィルター
26 真空空間
27 指
29 針一体型バイオセンサー
32 穿刺採血口
33 穿刺針部
36 採血導入ガイド
37 貫通穴
40 バイオセンサー単位
41 軟質シート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate 2 Spacer 3 Biosensor 5 Adhesive layer 6 Resist layer 7 Conductor 8 Sample conveyance path 9 Sample inlet 10 Electrode 11 Terminal 12 Air outlet 13 Electrode reaction part (reagent layer)
14 Folding molding 15 Cover 16 Perforation 17 Sample liquid 19 Puncture needle support 20 Puncture needle 25 Ventilation filter 26 Vacuum space 27 Finger 29 Needle integrated biosensor 32 Puncture blood collection port 33 Puncture needle portion 36 Blood collection introduction guide 37 Through hole 40 Biosensor unit 41 Soft sheet

Claims (13)

電気絶縁性基板上に電極、スペーサーおよびカバーが順次形成されたバイオセンサーにおいて、
電気絶縁性基板およびカバーが軟質シートにより繋がれていることを特徴とするバイオセンサー。
In a biosensor in which electrodes, spacers, and a cover are sequentially formed on an electrically insulating substrate,
A biosensor characterized in that an electrically insulating substrate and a cover are connected by a soft sheet.
電気絶縁性基板およびカバーを繋いでいる軟質シートが、バイオセンサーの内部および外部の少なくとも一方に設けられている請求項1記載のバイオセンサー。   The biosensor according to claim 1, wherein the soft sheet connecting the electrically insulating substrate and the cover is provided on at least one of the inside and the outside of the biosensor. 電気絶縁性基板およびカバー間を繋ぐ軟質シートの長さが、10mm以下である請求項1記載のバイオセンサー。   The biosensor according to claim 1, wherein the length of the flexible sheet connecting the electrically insulating substrate and the cover is 10 mm or less. 電気絶縁性基板およびカバーを繋いでいる軟質シート部に、測定対象試料を導入するための試料導入口が設けられている請求項3記載のバイオセンサー。   The biosensor according to claim 3, wherein a sample introduction port for introducing a sample to be measured is provided in the soft sheet portion connecting the electrically insulating substrate and the cover. 軟質シートを形成する軟質材料が、ビニル・アクリル系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニルまたはセロハンよりなる請求項1記載のバイオセンサー。   The biosensor according to claim 1, wherein the soft material forming the soft sheet is made of vinyl / acrylic resin, urethane acrylate resin, polyester acrylate resin, polyvinyl chloride, polyethylene, polyester, polyolefin, polyvinyl fluoride, or cellophane. 軟質シートが、片面または両面に粘着層を設けた粘着テープである請求項1記載のバイオセンサー。   The biosensor according to claim 1, wherein the soft sheet is an adhesive tape having an adhesive layer on one side or both sides. 電極上に、酵素、メディエーターまたは界面活性剤のうち少なくとも一種の試薬層が形成されている請求項1記載のバイオセンサー。   The biosensor according to claim 1, wherein at least one reagent layer of an enzyme, a mediator or a surfactant is formed on the electrode. 請求項1記載のバイオセンサーに、さらに電気絶縁性基板およびカバーを繋いでいる軟質シート部に対して垂直に穿刺針が固定された針一体型バイオセンサー。   A biosensor according to claim 1, further comprising a puncture needle fixed perpendicularly to a soft sheet portion connecting an electrically insulating substrate and a cover. 被検体への穿刺時に、穿刺針が電気絶縁性基板およびカバーを繋ぐ軟質シート部分を突き破り、被検体の皮膚を突き刺した後、軟質シート材料の復元力によって穿刺針が被検体の皮膚から引き戻され、そのときに生じた軟質シート部の貫通穴を通じて体液がバイオセンサーの試料搬送路へと導入されることを特徴とする請求項8記載の針一体型バイオセンサー。   At the time of puncturing the subject, the puncture needle breaks through the soft sheet part connecting the electrically insulating substrate and the cover, pierces the subject's skin, and then the puncture needle is pulled back from the subject's skin by the restoring force of the soft sheet material. 9. The needle-integrated biosensor according to claim 8, wherein the body fluid is introduced into the sample transport path of the biosensor through the through hole of the soft sheet portion generated at that time. 電気絶縁性基板およびカバーの間を繋ぐ軟質シート上に、採血導入ガイドを設けた請求項8記載の針一体型バイオセンサー。   The needle-integrated biosensor according to claim 8, wherein a blood collection introduction guide is provided on a soft sheet connecting the electrically insulating substrate and the cover. バイオセンサー内部を陰圧または真空に保ち、穿刺採血時にはその外気圧との差による吸引力を利用して採血を行う請求項8記載の針一体型バイオセンサー。   The needle-integrated biosensor according to claim 8, wherein the inside of the biosensor is maintained at a negative pressure or a vacuum, and blood is collected using a suction force based on a difference from the external pressure at the time of puncture blood collection. 請求項1乃至7のいずれかに記載のバイオセンサーが、電極を形成した電気絶縁性基板およびカバーの表面にスペーサーを形成させた後、電極をバイオセンサー内部に収めるように、電気絶縁性基板およびカバーを繋ぐ軟質シート部分で折畳むことにより製造されるバイオセンサーの製造法。   The biosensor according to any one of claims 1 to 7, wherein after the spacer is formed on the surface of the electrically insulating substrate and the cover on which the electrode is formed, and the electrode, the electrically insulating substrate and A method of manufacturing a biosensor manufactured by folding at a soft sheet part connecting covers. さらにバイオセンサー内部に穿刺針が固定配置される請求項12記載のバイオセンサーの製造法。
The biosensor manufacturing method according to claim 12, further comprising a puncture needle fixedly disposed inside the biosensor.
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