JP2008003066A - Biosensor cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はバイオセンサカートリッジに関し、例えば、チップの中空反応部に収容した試薬層を用いて化学物質の測定や分析を行うバイオセンサカートリッジに関するものである。 The present invention relates to a biosensor cartridge, for example, a biosensor cartridge that measures and analyzes chemical substances using a reagent layer housed in a hollow reaction part of a chip.
従来より、例えば血液中のグルコースの濃度を検出するバイオセンサカートリッジが知られている(例えば特許文献1参照)。
図6は特許文献1に記載されているグルコースセンサを示す分解斜視図である。図6に示すように、バイオセンサであるグルコースセンサ100は、対極101と作用極102を有している。対極101は、長さ方向に半裁された中空針状をしており、その先端部103は穿刺しやすいように注射針状に斜切されている。そして、半裁された切断面には、一般に接着剤層を兼ねた絶縁層104、104´、例えばエポキシ樹脂接着剤、シリコーン系接着剤あるいはガラスなどが塗布されており、この絶縁層104、104´を介して作用極102が取り付けられている。作用極102は、グルコースオキシダーゼ酵素(GOD)を固定化した平板状の部材であり、GODが固定化された面を内側に向けて対極101に接着されている。
従って、針状対極101の先端部103を被検体に穿刺して血液を採取し、採取した血液と固定化GOD105との反応を作用極102により検出して、グルコースの定量を行う。
Conventionally, for example, a biosensor cartridge that detects the concentration of glucose in blood is known (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 6 is an exploded perspective view showing the glucose sensor described in Patent Document 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 6, a
Accordingly, the
また、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カートリッジが開示されている(例えば特許文献2参照)。
図7(A)は特許文献2に記載されているセンサの斜視図、図7(B)はセンサの分解斜視図である。図7に示すように、ランセット一体型のセンサ110は、チップ本体111、ランセット113、保護カバー115を有している。チップ本体111は、カバー111aと基板111bとを開閉可能に有しており、カバー111aの内面には内部空間112が形成されている。内部空間112は、ランセット113を移動可能に収納できる形状をしており、カバー111aを開けることによりランセット113が交換自在となっている。
In addition, a biosensor cartridge in which a biosensor chip and a lancet are integrated is disclosed (see, for example, Patent Document 2).
FIG. 7A is a perspective view of the sensor described in Patent Document 2, and FIG. 7B is an exploded perspective view of the sensor. As shown in FIG. 7, the lancet-integrated
ランセット113の先端に設けられている針114は、ランセット113の移動に伴ってチップ本体111の内部空間112の前端部に形成されている開口部112aから出没可能となっている。ランセット113は、チップ本体111の両側面を指によって押圧してランセット113の突起113aを押圧することにより、チップ本体111に固定可能となっており、この固定状態で穿刺を行う。保護カバー115は針114を挿嵌する管部115aを有しており、針114の移動に伴って管部115aもチップ本体111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115を針114に被せて、針114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111bには、一対の電極端子116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。
The
従って、使用時には、保護カバー115を外して、ランセット113を押して針114をチップ本体111から突出させ、チップ本体111の両側面を指で押圧して針114を固定する。この状態で被検体を穿刺した後、針114をチップ本体111内部に収納し、チップ本体111の前端に設けられている開口部112aを穿刺口に近づけて、流出した血液を採取する。
前述した特許文献1に記載のバイオセンサであるグルコースセンサ100においては、グルコースセンサ100全体が穿刺用器具の役目をしており、この穿刺用器具の内面に直接試薬層である固定化GOD105が取り付けられているため、何らかの理由で、固定化GOD105が先端に付着した場合には、穿刺の際に固定化GOD105の成分が体内に入る可能性があり、改善が望まれていた。
また、前述した特許文献2に記載のランセット一体型センサ110のように、針114を移動させて穿刺する場合には、針114を移動させる際に、針114は直接ガイドされていないため、移動方向にブレが生じ、穿刺位置がずれるおそれがあった。
さらに、血液中の赤血球成分による実質グルコース濃度の変化や、たんぱく質などによる電極被覆効果や、酸化還元反応を生じる不純物等の影響によって、測定精度が低下するという問題もあった。
In the
Further, when the puncture is performed by moving the
Furthermore, there has been a problem that the measurement accuracy is lowered due to the influence of the change in the substantial glucose concentration due to the red blood cell component in the blood, the electrode covering effect due to the protein, the impurities causing the oxidation-reduction reaction, and the like.
本発明の主な目的は、穿刺の際に、試薬層の成分が使用者の体内に入るのを防止することができるバイオセンサカートリッジを提供することにある。 A main object of the present invention is to provide a biosensor cartridge that can prevent components of a reagent layer from entering a user's body during puncturing.
前述した目的を達成するために、本発明にかかるバイオセンサカートリッジは、チップ本体と、このチップ本体の先端から前方に突出可能に設けられた穿刺用器具とを有し、前記チップ本体の先端に前記穿刺用器具により穿刺されて採取された試料と反応する試薬層が設けられた中空反応部を有するバイオセンサカートリッジであって、前記穿刺用器具と前記試薬層との間に分離材を設けて、前記穿刺用器具と前記試薬層とを分離したことにある。 In order to achieve the above-described object, a biosensor cartridge according to the present invention has a chip body and a puncture device provided so as to be able to protrude forward from the tip of the chip body. A biosensor cartridge having a hollow reaction part provided with a reagent layer that reacts with a sample collected by puncturing with the puncturing device, wherein a separating material is provided between the puncturing device and the reagent layer. The puncture device and the reagent layer are separated from each other.
このように構成されたバイオセンサカートリッジにおいては、チップ本体の先端に設けられている中空反応部において、試薬層と穿刺用器具との間に分離材を設けて試薬層と穿刺用器具とが直接接触しないようにしたので、穿刺用器具に試薬層の成分が付着することを防止することができ、穿刺用器具による穿刺の際に、使用者の体内に試薬層の成分が侵入するのを確実に防止することができる。尚、本発明においては、針、ランセット針、カニューレ等を総称して穿刺用器具という。 In the biosensor cartridge configured as described above, in the hollow reaction portion provided at the tip of the chip body, a separating material is provided between the reagent layer and the puncture device so that the reagent layer and the puncture device are directly connected to each other. This prevents contact of the reagent layer components with the puncture device, and ensures that the reagent layer components enter the user's body when puncturing with the puncture device. Can be prevented. In the present invention, a needle, a lancet needle, a cannula and the like are collectively referred to as a puncture device.
また、本発明にかかるバイオセンサカートリッジは、前記分離材には、前記中空反応部に試料を導入する孔が形成されていることが望ましい。 In the biosensor cartridge according to the present invention, it is preferable that a hole for introducing a sample into the hollow reaction part is formed in the separation material.
このように構成されたバイオセンサカートリッジにおいては、分離材により、試薬層と穿刺用器具との間を分離するとともに、分離材に形成された孔により、試料中の不要な成分を除去して、測定に必要な成分のみを通過させることができ、測定の精度を向上させることができる。例えば、血液中のグルコースの量を測定する際には、赤血球や白血球等の細胞や血液凝固成分は通さないが、血清中の液性成分は通す孔径とすることにより、試薬とグルコースとの反応が阻害されないため測定精度を向上させることができる。なお、分離材の孔径を調整することで、赤血球などの細胞成分のみならず、タンパク質も通さなくなり、より試薬とグルコースの反応効率を良くすることもできる。特に、赤血球は血中に占める比率が大きく、測定値への影響が大きい。この赤血球を如何に影響軽減するかは血糖値センサの測定上の課題であるが、幅約7.7μm、厚み約2μmの円盤形状を有する赤血球が通らない程度の孔径、例えば、1μm以下とすることにより、赤血球の影響を排除して測定精度を大幅に向上させることができる。 In the biosensor cartridge configured as described above, the separating material separates the reagent layer and the puncture device, and the unnecessary holes in the sample are removed by the holes formed in the separating material. Only components necessary for the measurement can be passed, and the measurement accuracy can be improved. For example, when measuring the amount of glucose in the blood, cells such as red blood cells and white blood cells and blood coagulation components do not pass, but the liquid component in serum has a pore size that allows the reaction between the reagent and glucose. Measurement accuracy can be improved. By adjusting the pore size of the separation material, not only cellular components such as erythrocytes but also proteins cannot pass, and the reaction efficiency between the reagent and glucose can be improved. In particular, red blood cells occupy a large proportion in the blood and have a great influence on the measured values. How to reduce the effect of the red blood cells is a problem in the measurement of the blood glucose level sensor. As a result, the measurement accuracy can be greatly improved by eliminating the influence of red blood cells.
また、本発明にかかるバイオセンサカートリッジは、前記分離材が、前記穿刺用器具を内包していることが望ましい。 In the biosensor cartridge according to the present invention, it is desirable that the separating material includes the puncture device.
このように構成されたバイオセンサカートリッジにおいては、穿刺用器具を分離材が内包しているので、穿刺用器具と試薬層との間を確実に分離することができるとともに、不純物を除去して測定精度を向上させることができる。 In the biosensor cartridge configured as described above, since the separating material is included in the puncture device, the puncture device and the reagent layer can be reliably separated, and impurities are removed for measurement. Accuracy can be improved.
また、本発明にかかるバイオセンサカートリッジは、前記分離材が、前記穿刺用器具を移動自在に支持するガイドであることが望ましい。 In the biosensor cartridge according to the present invention, it is preferable that the separating material is a guide that supports the puncture device in a movable manner.
このように構成されたバイオセンサカートリッジにおいて、穿刺用器具をチップ本体に対して移動させることによって穿刺する場合には、分離部材が穿刺用器具をガイドするので、穿刺用器具のブレを防止して、正確な位置に穿刺することができる。 In the biosensor cartridge configured as described above, when puncturing is performed by moving the puncture device relative to the chip body, the separation member guides the puncture device, so that the puncture device is prevented from blurring. , Can be punctured at an accurate position.
また、本発明にかかる血糖値センサカートリッジは、前記試料が血液であって、採取した血液から血糖値を測定することが望ましい。 In the blood sugar level sensor cartridge according to the present invention, it is desirable that the sample is blood and the blood sugar level is measured from the collected blood.
このように構成された血糖値センサカートリッジにおいては、血糖値測定用のセンサカートリッジとして利用可能であり、血液を容易かつ簡易に採取することができ、さらに、その血液の血糖値を正確かつ迅速に測定することができる。 The blood glucose level sensor cartridge configured as described above can be used as a sensor cartridge for blood glucose level measurement, and blood can be collected easily and easily. Further, the blood glucose level of the blood can be accurately and quickly obtained. Can be measured.
また、本発明にかかるバイオセンサ装置は、本発明に係るバイオセンサカートリッジと、このバイオセンサカートリッジの検知用電極に接続して採取された試料の情報を得る測定器とを有することにある。 The biosensor device according to the present invention includes the biosensor cartridge according to the present invention and a measuring instrument that obtains information on a sample collected by connecting to a detection electrode of the biosensor cartridge.
このように構成されたバイオセンサ装置においては、前述したバイオセンサカートリッジによって試料を採取し、試料の情報を検知電極を介して測定器に伝達するので、精度の高い測定ができる。また、短時間且つ容易に測定することができるので、被検体の負担を軽減することができる。 In the biosensor device configured as described above, a sample is collected by the biosensor cartridge described above, and information on the sample is transmitted to the measuring device via the detection electrode, so that highly accurate measurement can be performed. In addition, since the measurement can be easily performed in a short time, the burden on the subject can be reduced.
本発明によれば、チップ本体の先端に設けられている中空反応部に設けられている試薬層と穿刺用器具との間に分離材を設けて、試薬層と穿刺用器具とが直接接触しないようにしたので、試薬層が穿刺用器具に付着するのを防止して、穿刺用器具による穿刺の際に、使用者の体内に試薬層の成分が侵入するのを防止することができるという効果が得られる。 According to the present invention, the separating layer is provided between the reagent layer provided in the hollow reaction part provided at the tip of the chip body and the puncture device so that the reagent layer and the puncture device are not in direct contact with each other. Since it did in this way, it can prevent that a reagent layer adheres to a puncture device, and can prevent that the component of a reagent layer penetrate | invades in a user's body at the time of puncture by a puncture device. Is obtained.
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)は本発明のバイオセンサカートリッジに係る第1実施形態を示す平面図、図1(B)は図1(A)中I方向から見た端面図、図2は中空反応部における要部拡大断面図、図3は本発明のバイオセンサ装置にかかる実施形態を示す構成図、図4は本発明に係る第2実施形態を示す断面図である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A is a plan view showing a first embodiment of the biosensor cartridge of the present invention, FIG. 1B is an end view seen from the direction I in FIG. 1A, and FIG. FIG. 3 is a structural view showing an embodiment of the biosensor device of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a second embodiment according to the present invention.
図1(A)および(B)に示すように、本発明の第1実施形態であるバイオセンサカートリッジ10は、チップ本体11と、このチップ本体11の先端11aから前方(図1(A)において下方)に突出可能に設けられた穿刺用器具12とを有し、チップ本体11の先端11aに穿刺用器具12により穿刺されて採取された試料である血液Bと反応する試薬層13が設けられた中空反応部14を有している。そして、穿刺用器具12と試薬層13との間に分離材20を設けて、穿刺用器具12と試薬層13とを分離するものである。
As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), a
図1(A)、(B)および図2に示すように、チップ本体11は、互いに対向する2枚の基板15a、15bと、この2枚の基板15a、15b間に挟装されるスペーサ層16を有して、全体矩形状に形成されている。2枚の基板15a、15bの少なくとも1枚の基板15aの表面には、検知用電極17a、17bが設けられており、先端部(図1(A)において下端部)は所定間隔で並列に設けられている。また、チップ本体11の後端部11bでは、基板17bおよびスペーサ層16は切断されて基板17aのみが延設されており、検知用電極17a、17bが基板17aの上面に露出して設けられている。
As shown in FIGS. 1A, 1B, and 2, the
図1に示すように、チップ本体11の先端11aから、2つの検知用電極17a、17bが対向している部分にかけて、2枚の基板15a、15b及びスペーサ層16により中空反応部14が形成されている。この中空反応部14の先端には、検体を穿刺用器具12により穿刺して採取した血液Bを中空反応部14に導入する試料採取口14aが設けられている。すなわち、中空反応部14は、上下両面を基板15a、15bおよび検知用電極17a、17bにより形成され、所定の形状に切りかかれたスペーサ層16を側壁として矩形状の空間が形成されている。このため、中空反応部14においては、検知用電極17a、17bは露出しており、中空反応部14における検知用電極17a、17b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B中のグルコースと反応して電流を発生する試薬層13が設けられている。従って、中空反応部14は、試料採取口14aから採取入された例えば血液Bが、試薬層13と生化学反応する部分となる。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、穿刺用器具12の外側には、分離材20の一例として筒状であって中空反応部14に試料を導入可能な孔が形成された筒状多孔質部材21が設けられている。そして、穿刺用器具12の周囲を全周にわたって筒状多孔質部材21により覆うので、穿刺用器具12と試薬層13との間を確実に分離することができる。なお、分離材20は、筒状に限らず、多角形状やその他の形状であってもよい。筒状多孔質部材21は両基板15a、15bおよびスペーサ層16によって固定されており、チップ本体11の先端11aから少なくとも中空反応部14に含まれている穿刺用器具12を覆うように設けられている。穿刺用器具12の外周面と筒状多孔質部材21の内周面との間には隙間23があいていて、隙間23の先端が試料採取口14aとなっている。従って、穿刺用器具12により穿刺された穿刺口から流出した血液Bは、その表面張力と毛細管現象によって穿刺用器具12を伝って隙間23に導入され(図1(A)中矢印B参照)、筒状多孔質部材21を内側から外側に流れて(図2中矢印B参照)中空反応部14に導入されて、試薬層13と反応する。
As shown in FIG. 2, on the outside of the
このため、多孔質部材21の孔径を調整することにより、血液B中の不要な成分を除去して、測定に必要な成分のみを通過させることができ、測定の精度を向上させることができる。例えば、血液B中のグルコースの量を測定する際には、赤血球やたんぱく質等は通さないが、グルコースは通す孔径とすることにより、赤血球やたんぱく質等の不純物を除去して測定精度を向上させることができる。
For this reason, by adjusting the pore diameter of the
また、筒状多孔質部材21は、内包している穿刺用器具12を移動自在に支持するガイド部材としても作用する。すなわち、穿刺用器具12をランセットのような駆動装置(図示省略)により移動させて検体を穿刺する場合には、2枚の基板15a、15b間に固定された筒状多孔質部材21をガイドとして、その内部を移動するようにする。これにより、穿刺用器具12のブレを防止して、正確な位置に穿刺することができる。
The cylindrical
次に、本発明に係るバイオセンサ装置について説明する。図3には、上述したバイオセンサカートリッジ10を用いたバイオセンサ装置30の構成が示されている。
図3に示すように、バイオセンサ装置30は、前述したバイオセンサカートリッジ10と、このバイオセンサカートリッジ10の検知用電極17a、17bに接続して採取された血液Bの情報を得る測定器31とを有している。なお、バイオセンサカートリッジ10の構成については前述したとおりであり、前述したバイオセンサカートリッジ10と共通する部位には同じ符号を付すこととして、その説明はここでは省略する。
Next, the biosensor device according to the present invention will be described. FIG. 3 shows a configuration of a
As shown in FIG. 3, the
バイオセンサ装置30は、測定器31、電源32、制御装置33、端子挿入部34、表示部35等を備えており、これらが互いに接続されている。端子挿入部34にはバイオセンサカートリッジ10のチップ本体11の後端部11bが挿入されて固定されるとともに、チップ本体11の後端部11bに露出している検知用電極17a、17bが電気的に接続されるようになっている。このバイオセンサ装置30は、小型であり、例えば、被検体が片手で持つことが可能なハンディタイプである。従って、このバイオセンサ装置30を用いて、穿刺すると同時に分析・測定を短時間で行うことができ、使用者の負担を軽減することができる。
The
以上、説明したように、本発明に係るバイオセンサカートリッジ10およびバイオセンサ装置30においては、チップ本体11の先端11aに設けられている中空反応部14において、試薬層13と穿刺用器具12との間に分離材20を設けた。このため、試薬層13と穿刺用器具12とが直接接触しないように分離することができ、穿刺用器具12による穿刺の際に、使用者の体内に試薬層13の成分が侵入するのを防止することができる。
As described above, in the
次に、本発明にかかるバイオセンサカートリッジの第2実施形態について説明する。
図4(A)は第2実施形態にかかるバイオセンサカートリッジの平面図、図4(B)は図4(A)中B方向から見た第2実施形態にかかるバイオセンサカートリッジの端面図である。なお、前述した第1実施形態にかかるバイオセンサカートリッジ10と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
Next, a second embodiment of the biosensor cartridge according to the present invention will be described.
4A is a plan view of the biosensor cartridge according to the second embodiment, and FIG. 4B is an end view of the biosensor cartridge according to the second embodiment as viewed from the direction B in FIG. 4A. . In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which is common in the
前述した第1実施形態に係るバイオセンサカートリッジ10においては、分離材20の一例として穿刺用器具12を内包して全周を覆う筒状多孔質部材21を設けたが、第2実施形態にかかるバイオセンサカートリッジ10Bでは、試薬層13と穿刺用器具12との間を分離する分離材の一例としてフィルム状の多孔質部材としてのフィルター22を設けた。このフィルター22は、中空反応部14の全体にわたって、試薬層13と穿刺用器具12との間に設けるのが望ましい。
従って、第2実施形態にかかるバイオセンサカートリッジ10Bにおいても、前述した第1実施形態に係るバイオセンサカートリッジ10と同様に、試薬層13と穿刺用器具12とを分離して直接接触しないようにできるので、穿刺用器具12による穿刺の際に、使用者の体内に試薬層13の成分が侵入するのを防止することができる。
In the
Therefore, also in the
また、フィルター22の孔径を調整することにより、血液B中の不要な成分を除去して、測定に必要な成分のみを通過させることができ、測定の精度を向上させることができる。例えば、血液B中のグルコースの量を測定する際には、赤血球やたんぱく質等は通さないが、グルコースは通す孔径とすることにより、赤血球やたんぱく質等の不純物を除去して測定精度を向上させることができる。
Further, by adjusting the pore diameter of the
なお、本発明のバイオセンサカートリッジ10、10Bは、前述した各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、前述した各実施形態においては、血液B中のグルコースの量を測定する場合について説明したが、血液B以外の試料に付いても同様に適用することができる。
また、前述した各実施形態においては、検知用電極17a、17bを同じ方向に並列するように設けたが、図5に示すように、検知用電極17a、17bの先端部を互いに対向する方向へL字状に曲げて、所定間隔を保持するようにしてもよい。この場合にも、まったく同様に適用することができる。
The
For example, in each of the above-described embodiments, the case where the amount of glucose in blood B is measured has been described. However, the present invention can be similarly applied to samples other than blood B.
Further, in each of the above-described embodiments, the
以上のように、本発明に係るバイオセンサカートリッジは、チップ本体の先端に設けられている中空反応部に設けられている試薬層と穿刺用器具との間に分離材を設けて、試薬層と穿刺用器具とが直接接触しないようにしたので、試薬層が穿刺用器具に付着することにより、穿刺用器具による穿刺の際に、使用者の体内に試薬層の成分が侵入するのを防止することができるという効果を有し、チップの中空反応部に収容した試薬層を用いて化学物質の測定や分析を行うバイオセンサカートリッジ等として有用である。 As described above, the biosensor cartridge according to the present invention is provided with a separating material between the reagent layer provided in the hollow reaction part provided at the tip of the chip body and the puncture device, Since the reagent layer does not come into direct contact with the puncture device, the reagent layer adheres to the puncture device, thereby preventing the components of the reagent layer from entering the body of the user when puncturing with the puncture device. This is useful as a biosensor cartridge or the like for measuring and analyzing chemical substances using a reagent layer housed in a hollow reaction part of a chip.
10 バイオセンサカートリッジ
11 チップ本体
11a 先端
12 穿刺用器具
13 試薬層
14 中空反応部
20 分離材
21 筒状多孔質部材(多孔質部材、筒状部材)
22 フィルター(多孔質部材)
30 バイオセンサ装置
31 測定器
B 血液(試料)
DESCRIPTION OF
22 Filter (porous member)
30
Claims (6)
前記穿刺用器具と前記試薬層との間に分離材を設けて、前記穿刺用器具と前記試薬層とを分離したことを特徴とするバイオセンサカートリッジ。 A reagent layer that has a chip body and a puncture device that is provided so as to protrude forward from the tip of the chip body, and that reacts with a sample collected by being punctured by the puncture device at the tip of the chip body. A biosensor cartridge having a hollow reaction part provided,
A biosensor cartridge, wherein a separating material is provided between the puncture device and the reagent layer to separate the puncture device and the reagent layer.
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