JP2007282864A - バイオセンサシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 穿刺器具および／又はバイオセンサチップを同時に駆動して穿刺および試料採取を行った際に、簡単な構造でバイオセンサチップと測定装置との電気的導通を図ることができるバイオセンサシステムを提供する。
【解決手段】 バイオセンサチップ２０を駆動部３１の端子挿入部３２に挿入して取り付ける。このとき、端子挿入部３２は導通機構１２により測定装置３０と電気的に導通しているので、バイオセンサチップ２０は測定装置３０に電気的に接続されることになる。従って、駆動部３１によって穿刺器具１１およびバイオセンサチップ２０を駆動して穿刺および試料の採取を行い、採取した試料の情報は導通機構１２によりバイオセンサチップ２０から測定装置３０に伝達されるので、短時間且つ容易に測定することができ、使用者の負担を軽減することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バイオセンサチップに関し、例えばバイオセンサチップに収容した試薬を用いて化学物質の測定や分析を行うバイオセンサシステムに関するものである。

従来より、バイオセンサチップとランセットを一体化したバイオセンサが開示されている（例えば特許文献１参照）。
図４（Ａ）は特許文献１に記載されているセンサの斜視図、図４（Ｂ）はセンサの分解斜視図である。図４に示すように、ランセット一体型のセンサ１００は、チップ本体１０１、ランセット１０３、保護カバー１０５を有している。チップ本体１０１は、カバー１０１ａと基板１０１ｂとを開閉可能に有しており、カバー１０１ａの内面には内部空間１０２が形成されている。内部空間１０２は、ランセット１０３を移動可能に収納できる形状をしている。

ランセット１０３の先端に設けられている針１０４は、ランセット１０３の移動に伴ってチップ本体１０１の内部空間１０２の前端部に形成されている開口部１０２ａから出没可能となっている。内部空間１０１ａの形状は、突起１０３ａが位置する端部において、その幅がランセット１０３より若干狭くなるよう湾曲しており、互いの押圧力や摩擦力によってランセット１０３がチップ本体１０１に係止されるようになっている。保護カバー１０５は針１０４を挿嵌する管部１０５ａを有しており、針１０４の移動に伴って管部１０５ａもチップ本体１０１の内部に収納可能となっている。従って、使用前の状態では、保護カバー１０５を針１０４に被せて、針１０４を保護するとともに誤って使用者を傷付けないようにしている。なお、基板１０１ｂには、一対の電極端子１０６が設けられており、測定装置（図示省略）に電気的に接続できるようになっている。

使用時には、保護カバー１０５を外して、ランセット１０３を押して針１０４をチップ本体１０１から突出させる。この状態で被検体を穿刺した後、針１０４をチップ本体１０１内部に収納し、チップ本体１０１の前端に設けられている開口部１０２ａを穿刺口に近づけて、流出した血液を採取する。
ＷＯ０２−０５６７６９号公報

しかしながら、前述した特許文献１に記載のランセット一体型センサ１００においては、チップ本体１０１の内部空間１０２をランセット１０３が移動する構造となっており、構造が複雑になっている。このため、製造が面倒であるとともにセンサ１００の大型化を招いて製造コストが高くなるという不都合があった。
そこで、チップ本体の先端に穿刺針が突出するように、穿刺針をチップ本体に一体的に設けることにより、構造が簡単で小型化されたバイオセンサチップが用いられるようになってきた。このような針一体型バイオセンサを先端に取り付けて使用する測定装置においては、穿刺時および試料採取時にバイオセンサチップが測定装置に対して前方へ移動することになるので、バイオセンサチップが前方へ移動して試料を採取した後に、バイオセンサチップと測定装置との間の電気的導通を確保する必要がある。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、穿刺器具およびバイオセンサチップを同時に駆動して穿刺および試料採取を行った際に、簡単な構造でバイオセンサチップと測定装置との電気的導通を図ることができるバイオセンサシステムを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明にかかる第１の特徴であるバイオセンサシステムは、穿刺器具と、バイオセンサチップと、測定装置を有するバイオセンサシステムであって、前記バイオセンサシステムは、前記穿刺器具および／又は前記バイオセンサチップを駆動する駆動部を有し、前記駆動部は、駆動前後において、前記バイオセンサチップと測定装置が電気的に導通するための電気導通機構を設けていることを特徴とする。

このように構成されたバイオセンサシステムにおいては、バイオセンサチップは駆動部の端子挿入部に挿入して取り付けられる。このとき、端子挿入部は導通機構により測定装置と電気的に導通しているので、バイオセンサチップは測定装置と電気的に接続されることになる。従って、駆動部によって穿刺器具および／又はバイオセンサチップを駆動して穿刺および試料の採取を行い、採取した試料の情報は導通機構を介してバイオセンサチップから測定装置に伝達されるので、短時間且つ容易に測定することができ、使用者の負担を軽減することができる。

また、本発明にかかる第２の特徴であるバイオセンサシステムは、上記本発明の第１の特徴において、前記測定装置に駆動部があることを特徴とする。

このように構成されたバイオセンサシステムにおいては、測定装置に駆動部を設けることにより、バイオセンサシステムを小型化することが可能であると共に、穿刺後、速やかに試料を測定可能である。

また、本発明にかかる第３の特徴であるバイオセンサシステムは、上記本発明の第１または第２の特徴において、前記電気導通機構が電線であることを特徴とする。

このように構成されたバイオセンサシステムにおいては、導通機構を電線とすることにより、穿刺の前後において、バイオセンサチップと測定装置の電気的接続を確保しやすく、低コストで製造可能である。

また、本発明にかかる第４の特徴であるバイオセンサシステムは、上記本発明の第３の特徴において、前記電線が、変形可能な変形部と、前記変形部を支持する固定部と、を有することを特徴とする。

このように構成されたバイオセンサシステムにおいては、電線の変形部がバイオセンサチップの移動に対応して変形するので、穿刺時においても導通状態を維持することができる。また、電線の変形部は、電線の固定部により支持されて、バイオセンサチップ等の移動の際に巻き込まれることがないようになっている。

また、本発明にかかる第５の特徴であるバイオセンサシステムは、上記本発明の第１又は２の特徴において、駆動部表面が電気的に導通する材料で構成されていることを特徴とする。

このように構成されたバイオセンサシステムにおいては、駆動部表面が電気的に導通する材料で構成されていることにより、確実に電気的な導通を確保することが可能である。

本発明によれば、バイオセンサチップを挿入して取り付ける駆動部の端子挿入部が、導通機構により測定装置と電気的に導通しているので、バイオセンサチップは測定装置に電気的に接続されることになる。このため、駆動部によって穿刺器具および／又はバイオセンサチップを駆動して穿刺および試料の採取を行い、採取した試料の情報は導通機構を介してバイオセンサチップから測定装置に伝達されるので、短時間且つ容易に測定することができ、使用者の負担を軽減することができるという効果が得られる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（Ａ）は本発明の実施形態にかかるバイオセンサシステムの穿刺前の状態の一例を示す構成図、図１（Ｂ）は本発明の実施形態にかかるバイオセンサシステムの穿刺後の状態の一例を示す構成図、図２（Ａ）はバイオセンサチップの一例を示す断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）中Ｂ方向から見たバイオセンサチップの一例を示す端面図である。

図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本発明の実施形態であるバイオセンサシステム１０は、検体を穿刺する穿刺器具である穿刺針１１と、この穿刺針１１により穿刺された穿刺口から試料を採取するバイオセンサチップ２０と、穿刺器具１１およびバイオセンサチップ２０を同時に駆動して穿刺器具１１により穿刺せしめるとともにバイオセンサチップ２０により試料を採取せしめる駆動部３１と、試料を採取したバイオセンサチップ２０からの情報に基づいて試料の分析・測定を行う測定装置３０とを有し、駆動部３１に設けられてバイオセンサチップ２０を電気的導通状態で保持する端子挿入部３２を、測定装置３０と電気的に導通させる導通機構１２が設けられている。

本発明において、穿刺器具とは、針、ランセット針、カニューレ等を総称する。本発明において、穿刺器具の一例として穿刺針１１が例示されており、穿刺針１１は生分解性であることが望ましい。

図２（Ａ）および（Ｂ）には、穿刺針１１が一体的に設けられているバイオセンサチップ２０の一例が示されている。このバイオセンサチップ２０では、チップ本体２１が、互いに対向する２枚の基板２２ａ、２２ｂと、この２枚の基板２２ａ、２２ｂ間に挟装されるスペーサ層２３を有しており、穿刺針１１は２枚の基板２２ａ、２２ｂ間に固定されている。２枚の基板２２ａ、２２ｂの少なくとも１枚の基板２２ａのスペーサ層２３側の表面には、検知用電極２４ａ、２４ｂが設けられており、先端部（図２（Ａ）において下端部）は互いに対向する方向へＬ字状に曲げられて、所定間隔を保持している。チップ本体２１の後端部２１ｂにおいては、基板２２ａが基板２２ｂおよびスペーサ層２３よりも延設されており、検知用電極２４ａ、２４ｂは基板２２ａ上に露出している。

チップ本体２１の先端２１ａから、２つの検知用電極２４ａ、２４ｂが対向している部分にかけて、２枚の基板２２ａ、２２ｂ及びスペーサ層２３により中空反応部２５が形成されている。この中空反応部２５の先端には、検体に穿刺針１１を穿刺して採取した試料としての血液を中空反応部２５に導入する試料採取口２５ａが開口して設けられている。この試料採取口２５ａは穿刺針１１に近接して設けられており、少量の試料でも確実に採取することができ、使用者の負担を軽減することができるようになっている。中空反応部２５においては、検知用電極２４ａ、２４ｂは露出しており、中空反応部２５における検知用電極２４ａ、２４ｂの直上或いは近傍に、例えば酵素とメディエータを固定化し血液中のグルコースと反応して電流を発生する試薬２６が設けられている。従って、中空反応部２５は、試料採取口２５ａから採取された例えば血液等の血液が、試薬２６と生化学反応する部分となる。

試薬２６の一例としては、グルコースオキシダーゼが挙げられる。

基板１４ａおよび１４ｂ、スペーサ層１５の材質としては、絶縁性材料のフィルムが選ばれ、絶縁性材料としては、セラミックス、ガラス、紙、生分解性材料（例えば、ポリ乳酸微生物生産ポリエステル等）、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂、ＵＶ硬化樹脂等のプラスチック材料を例示することができる。機械的強度、柔軟性、及びチップの作製や加工の容易さ等から、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料が好ましい。代表的なＰＥＴ樹脂としては、メリネックスやテトロン（以上、商品名、帝人デュポンフィルム株式会社製）、ルミラー（商品名、東レ株式会社製）等が挙げられる。

図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、測定装置３１の上面には、駆動部３１を駆動させるためのスイッチ３３が、測定装置３１の上面から突出しない状態で設けられている。また、測定装置３１の内部には、電源３４、制御装置３５、表示部３６が設けられており、これらが互いに電気的に接続されている。駆動部３１の先端部には、チップ本体２１の後端部２１ｂを挿入して固定するとともに、検知用電極２４ａ、２４ｂと導通する端子挿入部３２が設けられており、バイオセンサチップ２０を取り付けた状態で、前方（図１において右方）に駆動されるようになっている。

駆動部としては、バネ、モーター等が挙げられる。

端子挿入部３２は導通機構１２により測定装置３０の制御装置３５等に接続されており、バイオセンサチップ２０の検知用電極２４ａ、２４ｂが検知した試料と試薬２６との反応が、導通機構１２を介して制御装置３５に伝達されるようになっている。導通機構１２としては、例えば少なくとも一対の電線１３、１４が用いられている。各電線１３、１４は、端子挿入部３２の動きに対応して変形可能な変形部１３ａ、１４ａと、変形部１３ａ、１４ａを支持する固定部１３ｂ、１４ｂとを有している。固定部１３ｂ、１４ｂの存在によって、変形不要な部分の電線が撓んだり、駆動部３１等に巻き込まれるのを防止することができる。固定部１３ｂ、１４ｂは、変形部１３ａ、１４ａが駆動部３１等に巻き込まれないように、少なくともガイド部材３１ａの先端付近まで設けるのが望ましい。また、変形部１３ａ、１３ｂは、端子挿入部３２を測定装置３０内部に収容して電線１３、１４が撓んだときに、外側（図１において上方）へ変形するように、例えば端子挿入部３２に設けられている接続部３２ａおよび固定部１３ｂ、１４ｂとの接続部において外向き（図１において上向き）に傾けて接続するのが望ましい。なお、少なくとも変形部１３ａ、１３ｂには、電線１３、１４として細い複数の銅線を撚って変形しやすいものを用いるのが望ましい。電線１３および１４としては、銅線やフレキシブル電線等が用いられる。

このバイオセンサシステム３０は、小型であり、例えば、使用者が片手で持つことが可能なハンディタイプとなっているので、使用者が自分で使用できるようになっている。
なお、導通機構１２としての電線１３、１４を複数組接続しておいて、一部の電線１３、１４の断線時に備えるようにするのが望ましい。また、測定装置３０の先端に、バイオセンサチップ２０および穿刺器具１１を保護するための保護キャップ（図示省略）を取り付ける場合もある。

以上、前述したバイオセンサシステム１０においては、バイオセンサチップ２０を駆動部３１の端子挿入部３２に挿入して取り付ける。このとき、端子挿入部３２は導通機構１２により測定装置３０と電気的に導通しているので、バイオセンサチップ２０は測定装置３０と電気的に接続されることになる。従って、駆動部３１によって穿刺針１１およびバイオセンサチップ２０を駆動して穿刺および試料の採取を行うと、採取した試料の情報は導通機構１２によりバイオセンサチップ２０から測定装置３０に伝達されるので、短時間且つ容易に測定することができ、使用者の負担を軽減することができる。
また、電線１３、１４の変形部１３ａ、１４ａがバイオセンサチップ２０の移動に対応して変形するので、導通状態を維持することができる。また、電線１３、１４の変形部１３ａ、１４ａは、電線１３、１４の固定部１３ｂ、１４ｂにより支持されて、バイオセンサチップ２０等の移動の際に巻き込まれることがないようになっている。電線１３ａと１３ｂのつなぎ目位置および電線１４ａと１４ｂのつなぎ目位置で、接続を強固にするために、シリコーン樹脂等で固めておくことが望ましい。

なお、本発明のバイオセンサシステム１０は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
例えば、前述した実施形態においては、穿刺針１１が一体的に設けられたバイオセンサチップ２０を用いる場合について説明したが、穿刺針１１とバイオセンサチップ２０とを別体とし、駆動部３１によって穿刺針１１とバイオセンサチップ２０とが一体的に駆動されて穿刺および試料の採取を行うにすることも可能である。この場合も、穿刺針１１と試料採取口２５ａを近接して設けるようにするのが望ましい。

本発明の実施形態は上記の形態に限られない。すなわち、図３（Ａ）に示すように、測定装置３０に接触するように、移動方向に長く固定されている固定端子３７と、駆動部３１の移動側の外面に移動方向に沿って長く固定されている移動端子３８とが、常に接触して相対的にスライド可能としてもよい。固定端子３７は導電性を有する箔や薄板等により、制御装置３５等に接続されており、移動端子３８は端子挿入部３２に挿入されたバイオセンサチップ２０の検知用電極２４ａと接続されるようになっている。

あるいは、図３（Ｂ）に示す実施形態も例示できる。ここで、固定端子３７はコード３７ａ等により制御装置３５等に接続されており、移動端子３８は端子挿入部３２に挿入されたバイオセンサチップ２０の検知用電極２４ａと接続されるようになっている。あるいは、前述した固定端子３７および移動端子３８の一方の端子をバネ状に設けて、固定端子３７および移動端子３８の他方の端子に接触させるように付勢してもよい。このようにしても、バイオセンサチップ２０は常に測定装置３０に導通した状態を保持することができる。

以上のように、本発明に係るバイオセンサシステムは、バイオセンサチップを挿入して取り付ける駆動部の端子挿入部が、導通機構により測定装置と電気的に導通しているので、バイオセンサチップは測定装置に電気的に接続されることになる。このため、駆動部によって穿刺器具およびバイオセンサチップを駆動して穿刺および試料の採取を行い、採取した試料の情報は導通機構によりバイオセンサチップから測定装置に伝達されるので、短時間且つ容易に測定することができ、使用者の負担を軽減することができるという効果を有し、バイオセンサチップに収容した試薬を用いて化学物質の測定や分析を行うバイオセンサシステム等として有用である。

（Ａ）は本発明の実施形態の一例にかかるバイオセンサシステムの穿刺前の状態を示す構成図である。（Ｂ）は本発明の実施形態の一例にかかるバイオセンサシステムの穿刺後の状態を示す構成図である。 （Ａ）はバイオセンサチップの一例を示す断面図である。（Ｂ）は図２（Ａ）中Ｂ方向から見たバイオセンサチップの一例の端面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、別の導通機構を示す説明図である。 （Ａ）は従来のバイオセンサチップを示す斜視図である。（Ｂ）は従来のバイオセンサチップを示す分解斜視図である。

符号の説明

１１ 穿刺針（穿刺器具）
１２ 導通機構
１３ 電線（導通機構）
１３ａ 変形部
１３ｂ 固定部
１４ 電線（導通機構）
１４ａ 変形部
１４ｂ 固定部
２０ バイオセンサチップ
２５ａ 試料採取口
３０ 測定装置
３１ 駆動部
３２ 端子挿入部
３７ 固定端子
３８ 移動端子

Claims (5)

1. 穿刺器具と、バイオセンサチップと、測定装置を有するバイオセンサシステムであって、前記バイオセンサシステムは、前記穿刺器具および／又は前記バイオセンサチップを駆動する駆動部を有し、前記駆動部は、駆動前後において、前記バイオセンサチップと測定装置が電気的に導通するための電気導通機構を設けていることを特徴とするバイオセンサシステム。
2. 前記測定装置に駆動部があることを特徴とする請求項１に記載のバイオセンサシステム。
3. 前記電気導通機構が電線であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオセンサシステム。
4. 前記電線が、変形可能な変形部と、前記変形部を支持する固定部と、を有することを特徴とする請求項３に記載のバイオセンサシステム。
5. 駆動部表面が電気的に導通する材料で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオセンサシステム。
   
   
   
   

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