JP2009085926A

JP2009085926A - バイオセンサ

Info

Publication number: JP2009085926A
Application number: JP2007259765A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sato; 秀樹佐藤; Shojiro Matsuda; 晶二郎松田
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2009-04-23

Abstract

【課題】本発明は、計測表示器の補正作業を別途行う必要がなく、また、計測表示器への取り付け及び取り外し作業を容易に行うことができ、更には、取り外し作業の際、供給口付近に付着した血液等が手に付着し難いバイオセンサを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のバイオセンサ１０は、絶縁体から成る基板１２、基板１２上に設けられた作用電極１８及び対向電極２０、作用電極１８及び対向電極２０上に設けられた反応部２２、及び検体を反応部２２まで導入する供給口２４を備え、反応部２２が供給口２４から導入された検体に反応することにより、検体中の基質成分量を測定するものであって、基板１２が略Ｌ字状をなし、基板１２上に、バイオセンサ１０の電気的変化の出力特性に応じた補正電極３０を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、検体中の基質成分量を測定することによって定量分析できるバイオセンサに関する。

従来から、検体の血糖値等を測定するバイオセンサ（チップ）が案出されている（例えば、特許文献１から特許文献３参照。）。これらのバイオセンサによれば、供給口から導入された血液等に反応部が反応した時の作用電極及び対向電極間の電流値を測定することによって、血糖値等を測定できる。

特公平０８−０１２０８号公報国際公開第２００４／０１７０５７号パンフレット特開２００１−３１１７１１号公報

特許文献１及び２に開示されたバイオセンサは、通常、複数個を一組にして提供されており、製造ロット毎に、バイオセンサが取り付けられる計測表示器を補正するための補正チップが付属している。バイオセンサは、製造ロット毎に電気的変化の出力特性に違いを生じ、計測表示器において出力特性の違いを補正する必要がある。つまり、測定者が新規の製造ロットに属するバイオセンサを使用する際には、予め当該ロットに付属する補正チップによって、計測表示器が備える複数の補正データから特定の補正データを選択する必要があり、この計測表示器の補正作業は、バイオセンサの製造ロットが替わる毎にしなければならない。従って、新規のバイオセンサの使用開始時のみとは言え、計測表示器の補正作業が必要になるため手間がかかる。それ以上に、この補正作業を忘れた場合や補正作業をしたものと勘違いしていた場合には、正確な基質成分量を把握することが出来ず、測定結果に基づく処置に重大な影響を及ぼす恐れがある。

また、特許文献３に開示されたバイオセンサでは、補正チップを用いることなく、製造ロット毎の補正データの判別が可能である。しかし、近年の技術開発によって小型化が進んだバイオセンサでは、バイオセンサに付着した血液等が手に付着する危険性が一段と高まり、バイオセンサに付着した血液から感染症に罹患する恐れが高まったのに加え、バイオセンサの計測表示器への取り付けや取り外しといった作業性、取扱性も悪化している。特に、高齢者や指先での細かい作業を苦手とする人にとっては、小型のバイオセンサを計測表示器に取り付ける作業や、手に血液等が付着することなくバイオセンサを取り外す作業は、困難を極める。

そこで本願発明者は、上記の問題点に鑑み、計測表示器の補正作業を別途行う必要がなく、また、計測表示器への取り付け及び取り外し作業を容易に行うことができ、更には、取り外し作業の際、供給口付近に付着した血液等が手に付着し難いバイオセンサを提供するべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に至ったのである。

即ち、本発明は、絶縁体から成る基板、該基板上に設けられた作用電極、該作用電極と一定間隔を空けて設けられた対向電極、該作用電極及び該対向電極上に設けられた反応部、及び検体を該反応部まで導入する供給口、を備え、前記反応部が前記供給口から導入された検体に反応することにより、該検体中の基質成分量を測定するバイオセンサにおいて、前記基板が略Ｌ字状をなし、前記基板上に、該バイオセンサの電気的変化の出力特性に応じた補正電極を備えたことを特徴とする。

本発明のバイオセンサにおける基板上に、作用電極や対向電極、反応部、供給口等と共に補正電極が設けられている。従って、本発明のバイオセンサにより検体中の基質成分量を測定する際には、このバイオセンサを計測表示器のセンサ取り付け開口部に挿入することによって、測定準備と計測表示器の補正作業を同時に行うことができ、測定開始前に予め計測表示器の補正作業を別途行う必要がなく、補正作業の手間を省略できる。

また、本発明のバイオセンサによると、基質成分量を測定する度毎に計測表示器の補正作業が行われるため、補正作業のし忘れによる誤測定を防止することが出来る。

更に、本発明のバイオセンサは、基板上に補正電極を設ける関係上、基板自体が従来のバイオセンサに比べて大きくなるため、血液等の手への付着、感染症の予防等が容易に図られ、供給口付近に付着した血液等から感染症に罹患することを予防できる。また、医療現場等における測定作業の効率化、バイオセンサの取扱性向上等も図られる。

更にまた、本発明のバイオセンサにおいて、基板が略Ｌ字状をなしているため、供給口を突出させることができ、供給口への血液等の点着を容易に行い得る。

以下、本発明のバイオセンサの実施形態について、図面に基づき説明する。図１（ａ）及び（ｂ）に示した本実施の形態に係るバイオセンサ１０は、絶縁体から成り、略Ｌ字状をなす基板１６、基板１６上に設けられた作用電極１８、同じく基板１６上に、作用電極１８と一定間隔を空けて設けられた対向電極２０、作用電極１８及び対向電極２０上に設けられた反応部２２、及び血液や尿等の検体を反応部２２まで導入する供給口２４、を備えており、反応部２２が供給口２４から導入された検体に反応することにより、検体中の基質成分量（例えば、血糖値等。）を測定することができる。そして、本実施形態のバイオセンサ１０における基板１６上には、更に補正電極３０が設けられている。

基板１６を構成する絶縁体は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、脂肪族ユニット及び芳香族ユニットから成る生分解性ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂シート、より耐熱性、耐薬品性、強度等に優れるポリアミドイミドシート、ポリイミドシート等のプラスチックシート、セラミック等の無機系基板等である。

作用電極１８及び対向電極２０は各々帯状をなし、基板１６上において、一定間隔を空けて並行に配置されている。また、補正電極３０は、平行に配置された帯状の電極及びこれら２本の帯状電極に交差して配置された鈎状の電極とから構成されている。作用電極１８、対向電極２０、及び補正電極３０は、基板１６上に、例えば白金、金、ニッケル、パラジウム、インジウム−スズ酸化物等の良電導体によって形成される。形成方法としては、ホットスタンピングが考えられる。真空蒸着又はスパッタリングによる方が微細な電極パターンを精度良く形成できるので好ましい。スパッタリングの場合は、電極形成外をマスキングすることで一挙に形成できる。

反応部２２は、酸化還元酵素及び電子受容体を含んで構成される。例えば、酸化還元酵素及び電子受容体を含む液体状の材料を塗布して乾燥させることにより構成される。酸化還元酵素は、例えば、グルコースを測定する場合には、グルコースオキシダーゼが挙げられる。グルコースオキシダーゼは、グルコースと反応して、グルコン酸及び過酸化水素が生成する。また、アルコール値を測定する場合には、アルコールオキシダーゼ又はアルコールデヒドロゲナーゼを使用する。また、乳酸を測定する場合には、乳酸オキシダーゼ又は乳酸デヒドロゲナーゼを使用する。また、尿酸を測定する場合には、ウリカーゼを使用する。一般には酵素の酸化還元を促進させる無機又は有機の微細粉末状化合物である。例えば、フェリシアン化アルカリ金属塩（特にフェリシアン化カリウム金属塩が好ましい。）、フェロセン又はそのアルキル置換体、ｐ−ベンゾキノン、メチレンブルー、β−ナフトキノン−４−スルホン酸カリウム、フェナジンメトサルフェート、２、６−ジクロロフェノール−インドフェノール等が挙げられる。フェリシアン化アルカリ金属塩、フェロセン系が、電子移動媒体としての働きが安定しており、水、アルコール類、又はこれら混合溶媒等の水性溶媒に良く溶けるため、電子受容体として有効に作用する。

供給口２４は、図１（ｂ）及び図２に示したように、基板１６上にスペーサ３４を介して設けられたカバー３６の先端縁３６ａと、基板１６が備える突出部３２の先端縁３２ａとによって形成される。即ち、スペーサ３４によって先端縁３６ａと先端縁３２ａとの間に生じた隙間により供給口２４が形成される。供給口２４から導入された血液等の検体は、十分な量であれば、毛細管現象によってスペーサ３４の先端縁３４ａまで到達することが可能である。

本実施形態のバイオセンサ１０は、図３（ａ）に示したように、略Ｌ字状をなす基板１６上において、基板１６が備える突出部３２から、突出部３２の反対側に位置する基板１６の縁部（＝基板縁部１６ａ）に延びる作用電極１８及び対向電極２０を、一定間隔を空けて設けると共に、作用電極１８及び対向電極２０から所定間隔を空けて補正電極３０を設け、図３（ｂ）に示したように、作用電極１８及び対向電極２０上に反応部２２を塗布して、スペーサ３４を介してカバー３６で覆うことにより形成される。

以上の構成から成る本実施形態のバイオセンサ１０は、血糖値等の基質成分量を測定する際、不図示の計測表示器が備えるセンサ取り付け開口部に挿入される。以下に、このバイオセンサ１０を使用して血糖値を測定する場合の作用について説明する。

血糖値の測定者は、まず、バイオセンサ１０における基板縁部１６ａ側を、計測表示器（不図示）のセンサ取り付け開口部に挿入する。そして、基板縁部１６ａ側に位置する作用電極１８及び対向電極２０が、計測表示器が備える作用電極端子及び対向電極端子（不図示）に接続されるのと同時に、基板縁部１６ａ側に位置する補正電極３０も、計測表示器が備える補正電極端子（不図示）に接続される。すると、このバイオセンサ１０を使用して血糖値を測定するために必要となる、バイオセンサ１０の電気的変化の出力特性に応じた計測表示器の補正データが補正電極３０によって特定され、バイオセンサ１０を使用して血糖値測定を行うための準備が整う。

上記のようにして、バイオセンサ１０が備える補正電極３０によって計測表示器の補正データが特定された後、針等を指先に突刺して出た血液を供給口２４に点着する。供給口２４に点着した血液は、基板１６とカバー３６との隙間を毛細管現象によって、作用電極１８及び対向電極２０に沿ってスペーサ３４の先端縁３４ａに向って流動する。そして、反応部２２において酵素反応させ、その際の電気化学変化を作用電極１８及び対向電極２０で検出することによって血糖値が測定され、補正電極３０によって特定された補正データにより測定値が補正され、その結果が計測表示器に表示される。

血糖値の測定後は、基板１６の側縁部１６ｂ側を把持してバイオセンサ１０を計測表示器のセンサ取り付け開口部から取り外すことによって、一連の血糖値測定作業が終了する。

以上のように、本実施形態のバイオセンサ１０における基板１６上には、作用電極１８や対向電極２０、反応部２２、供給口２４等と共に補正電極３０が設けられている。従って、このバイオセンサ１０により血糖値等の基質成分量を測定する際には、バイオセンサ１０を計測表示器のセンサ取り付け開口部に挿入することによって、測定準備と計測表示器の補正作業を同時に行うことができ、測定開始前に予め計測表示器の補正作業を別途行う必要がなく、補正作業の手間を省略できる。

また、本実施形態のバイオセンサ１０によると、基質成分量を測定する度毎に計測表示器の補正作業が行われるため、補正作業のし忘れによる誤測定を防止することができる。

更に、本実施形態のバイオセンサ１０は、基板１６上に補正電極３０を設ける関係上、基板１６自体が従来のバイオセンサに比べて大きくなる。従って、基板１６の側縁部１６ｂ側を把持することによって、バイオセンサ１０の把持部となる側縁部１６ｂ側と供給口２４との距離を十分に確保でき、供給口２４付近に付着した血液等の手への付着、感染症の予防等が容易に図られ、供給口２４付近に付着した血液等から感染症に罹患することを予防できる。また、医療現場等における測定作業の効率化、バイオセンサ１０の取扱性向上等も図られる。

更にまた、本実施形態のバイオセンサ１０では、基板１６が略Ｌ字状をなし、供給口２４は、この基板１６が備える突出部３２に設けられているため、供給口２４への血液等の点着を容易に行い得る。

以上に例示した本発明の実施形態に係るバイオセンサ１０は、本発明の技術的思想を実質的に限定するものと解してはならない。例えば、補正電極３０の態様は図１（ａ）に示した態様に限定されず、図４（ａ）（ｂ）に示した補正電極３０ａ、３０ｂのような態様であってもよい。

また、本発明のバイオセンサにおける略Ｌ字状をなす基板には、図５に示したバイオセンサ１０ａにおける基板１７のように、把持部３３が突設されてもよい。把持部３３を突設することによって、供給口２４との距離を更に確保することができ、供給口２４付近に付着した血液等の手への付着、感染症の予防等が容易に図られ、供給口２４付近に付着した血液等から感染症に罹患することを予防できる。

更に、作用電極１８及び対向電極２０の形状、電極数等も特に限定されず、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、当業者の創意と工夫により、適宜に改良、変更又は追加をしながら実施できる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係るバイオセンサの正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。図１における供給口付近の拡大正面図である。図１に示したバイオセンサの組み立て方法の説明図であり、（ａ）は反応部を設ける前の正面図、（ｂ）はスペーサ及びカバーを設ける状態を示す正面図である。（ａ）（ｂ）は本発明のバイオセンサにおける補正電極の他の実施形態を示す正面図である。本発明のバイオセンサの他の実施形態を示す正面図である。

符号の説明

１０、１０ａ：バイオセンサ
１６、１７：基板
１８：作用電極
２０：対向電極
２２：反応部
２４：供給口
３０、３０ａ、３０ｂ：補正電極
３２：突出部
３３：把持部

Claims

絶縁体から成る基板、該基板上に設けられた作用電極、該作用電極と一定間隔を空けて設けられた対向電極、該作用電極及び該対向電極上に設けられた反応部、及び検体を該反応部まで導入する供給口、を備え、
前記反応部が前記供給口から導入された検体に反応することにより、該検体中の基質成分量を測定するバイオセンサにおいて、
前記基板が略Ｌ字状をなし、
前記基板上に、該バイオセンサの電気的変化の出力特性に応じた補正電極を備えたことを特徴とするバイオセンサ。