JP2009175118A - 被検液分析用チップ - Google Patents

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Abstract

【課題】測定機器の内部の汚染を防ぐとともに、作業者の汚染を防ぐ。
【解決手段】測定機器内に挿入され、被検液を分析するための被検液分析用チップ1であって、被検液が接触する接触口2と、前記接触口2に連通して、前記被検液を内部に導入する導入路3と、前記測定機器内に挿入される際に把持され、挿入された状態において測定機器外に位置する把持部1Aと、を備え、前記測定機器内に挿入された状態において、前記接触口2が、前記測定機器外における前記測定機器と前記把持部1Aとの間に設けられている。
【選択図】図1

Description

この発明は、測定機器内に挿入されて、当該測定機器によって被検液を分析するための被検液分析用チップに関するものである。
従来、被検液分析用チップとしては、特許文献1に示すように、血液を採取した分析用チップを装置内に挿入して、当該チップ内の血液を分析するものがある。
しかしながら、挿入時及び測定時において、血液との接触口が装置内に配置されることになるため、接触口付近に血液が付着している場合には、装置内が血液で汚れてしまうという問題がある。
また、特許文献2に示すように、被検液分析用チップの挿入側端部と反対側の端部に接触口が設けられているものがある。このようなものであれば、挿入時及び測定時において、装置内に接触口が配置されることはない。
しかしながら、装置内に挿入する際に、手が血液で汚れてしまい、感染などの危険性があるという問題がある。
特開2002−369816号公報 特開平11−56821号公報
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、測定機器の内部の汚染を防ぐとともに、作業者の汚染を防ぐことをその主たる所期課題とするものである。
すなわち本発明に係る被検液分析用チップは、測定機器内に挿入され、被検液を分析するための被検液分析用チップであって、被検液が接触する接触口と、前記接触口に連通して、前記被検液を測定機器内に導入する導入路と、前記測定機器内に挿入する際に把持され、挿入された状態において測定機器外に位置する把持部と、を備え、前記測定機器内に挿入された状態において、前記接触口が、前記測定機器外において前記把持部とは異なる位置に設けられていることを特徴とする。
このようなものであれば、接触口が測定機器の内部に触れることがなく、また、測定機器内に挿入する際にも、作業者が触れることがないので、測定機器の内部及び作業者の汚染を防ぐことができる。
作業者が接触口に触れないことを確実にするための実施の態様としては、前記接触口が、前記測定機器外において前記測定機器と前記把持部との間に設けられていることが望ましい。
また、上記構成を簡単に実現するための具体的な実施の態様としては、前記把持部が、挿入側端部と反対側の反挿入側端部に設けられ、前記測定機器に挿入された状態において、前記接触口が、測定機器外における反挿入側端部以外の面に設けられていることが望ましい。
接触口付近において、指などの被検液提供部位との接触面積を可及的に小さくして、接触口付近に付着する被検液による汚れを少なくするためには、前記接触口が突起部に形成されていることが望ましい。
被検液提供部位との接触面積を一層小さくするためには、前記突起部が、平面視において曲線状をなすものであることが望ましい。
また、被検液分析用チップを正しい向きで確実に測定機器へ挿入できるようにするには、前記測定機器への誤挿入を防止する誤挿入防止構造を備えることが望ましい。
より具体的には、前記誤挿入防止構造が、表裏反対の挿入を防止するものであり、誤挿入防止構造の構成を簡単にするためには、前記挿入側端部の形状を長手方向の中心軸に対して非対称形状にすることにより形成されていることが望ましい。これならば、測定機器の挿入口内部の形状を被検液分析用チップの挿入側端部に対応する非対称形状とすることにより、表裏反対の場合の挿入を防止することができ、表裏が正しい場合のみの挿入を確実に行うことができる。
また、前記誤挿入防止構造が、前後反対の挿入を防止するもの、つまり反挿入側端部からの挿入を防止するものであり、誤挿入防止構造の構成を簡単にするためには、前記反挿入側端部の幅を、前記測定機器のチップ挿入口の開口幅よりも大きくすることにより形成されていることが望ましい。
この誤挿入防止構造によれば、被検液分析用チップが仮に表裏反対又は前後反対の誤った方向で挿入されたとしても、測定機器の内部まで完全に挿入されることを防止することができる。一方で、被検液分析用チップ全体が、例えば直線的な形状である場合、ユーザが目視により確認して使用しなければならず、表裏反対又は前後反対で測定機器内に挿入される可能性がある。前記のような構成により、誤挿入を確実に防止し、被検液分析用チップが正しく挿入されないことによる誤動作や故障を防ぐことができる。
このように本発明によれば、測定機器の内部の汚染を防ぐとともに、作業者の汚染を防ぐことができる。
次に、本発明に係る被検液分析用チップ1の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図1は本実施形態に係る被検液分析用チップ1及び濃度測定装置Zを示す図、図2は被検液分析用チップ1の斜視図、図3は被検液分析用チップ1の平面図、図4はA−A線断面図、図5は被検液分析用チップ1の分解斜視図である。
<装置構成>
本実施形態に係る被検液分析用チップ1は、電極センサZ3を用いた濃度測定装置Zに用いられるものである。
濃度測定装置Zは、例えば血液中の血糖値を測定するものであり、図1に示すように、被検液分析用チップ1が挿入される挿入口Z1と、当該挿入口Z1に挿入された被検液分析用チップ1の位置決めを行う位置決め機構Z2と、位置決めされた被検液分析用チップ1に対して進退移動する酵素電極センサZ3と、当該酵素電極センサZ3に対して測定用電圧を印加する測定用電源Z4と、酵素電極センサZ3から出力される電流を検出する電流検出部Z5と、前記測定用電源Z4を制御するとともに、検出電流を微分演算し、その微分値の最大値を検出して被検液中の測定対象物質の濃度を算出する演算部Z6とを備えている。酵素電極センサZ3は、先端部に白金(Pt)電極を備え、その表面にグルコースオキシターゼ(GOD)固定化膜が被膜されている。
具体的に被検液分析用チップ1は、図2、図3及び図4に示すように、一部側面に突起形状を有する平面視概略矩形形状をなすものであり、被検液である血液が接触する接触口2と、当該接触口2に連通して、血液を毛細管現象により内部に導入する導入路3と、当該導入路3の終端部側に設けられ、血液の導入に伴う空気の排出を行う空気孔4と、当該導入路3における接触口2及び空気孔4の間に設けられ、導入路3と外部とを連通し、電極センサZ3が接触する開口部5と、当該開口部5の導入路3側開口に設けられ、血液中から測定対象物質である血漿及び血清を分離して開口部5に通過させる分離膜6と、を備えている。
さらに、特に図2に示すように、導入路3には、接触口2と空気孔4との間に、流路幅が拡開する被検液貯留部7が形成されている。そして、この被検液貯留部7を形成する側壁に開口部5が形成されている(図4参照)。なお、図2、図3等において、符号8は、濃度測定装置Zへの位置決め時に、位置決め機構Z2のピン等が挿入される位置決め孔である。
このような被検液分析用チップ1において、挿入側端部1Dと反対側の反挿入側端部1Aが、測定機器である濃度測定装置Z内に挿入する際に、作業者(ユーザ)によって把持される把持部となる。ここで、挿入側端部1Dとは、図3中において、挿入方向の先端部である。また反挿入側端部1Aとは、図3中において、挿入方向の後端部である。
つまり、把持部1Aは、被検液分析用チップにおける挿入方向の後端部であり、後端部の上面1A1及び下面1A2及びその後端面1A3を含む。そして、把持部1Aは、被検液分析用チップ1が濃度測定装置Zの挿入口Z1に挿入された状態において、濃度測定装置Zの外部(挿入口Z1の外)に位置する。
しかして本実施形態の被検液分析用チップ1は、濃度測定装置Zの挿入口Z1に挿入された状態において、その接触口2が、濃度測定装置Zの外部(挿入口Z1の外)に位置し、さらに把持部1Aとは異なる場所に設けられている。
具体的に接触口2は、被検液分析用チップ1が挿入口Z1に挿入された状態において、濃度測定装置Z(の挿入口Z1)と把持部1Aとの間に設けられている。
より詳細には、被検液分析用チップ1の側面(具体的には左側面)に設けられた平面視曲線状をなす突起部1Bに設けられている(図2及び図3参照)。本実施形態の突起部1Bは、図3に示すように、平面視において部分円状、具体的には半円状をなすものである。このように、突起部1Bが被検液分析用チップ1における側面に設けられているので、突起部1Bを有するチップ1の製作を簡単にすることができる。
なお、突起部1Bの挿入側側面は、引っ掛かり部として機能する。つまり、突起部1Bの挿入側側面により、被検液分析用チップ1の幅が、濃度測定装置Zの挿入口Z1の幅よりも大きい構造となる。これにより、被検液分析用チップ1を挿入口Z1に挿入できるのは、突起部1Bが設けられている部分までであり、それ以上挿入されることがなく、誤って接触口2が装置内に入ることを防止できる。
そして、本実施形態の被検液分析用チップ1は、下基板11、中間部材12及び上基板13の三層構造により構成されている。以下、下基板11、中間部材12及び上基板13の説明とともに、上記各部2〜7、1A及び1Bについて説明する。
下基板11は、一部側面に突起形状を有する概略矩形板状をなす親水性を有する基板である。本実施形態では、PETやアクリル等の樹脂製の基板の表面に親水コーティングを行うことにより構成している。親水コーティングとしては、ヘパリン等の多糖類、DNA等のヌクレチド類又は界面活性剤などの化合物をコーティングすることが考えられる。なお、プラズマ処理により親水性を付加したものでも良い。
また、その反挿入側端部の側面には、突起部1Bを形成する平面視半円状の下基板突起111が形成されている。そして、後述する中間部材12の貯留スリット123に対応する部分には、開口部5を形成する貫通孔112が形成されている。
貫通孔112の内径は、酵素電極センサZ3の先端部の直径よりも小さい。言い換えれば、開口部5は、酵素電極センサZ3の先端部の直径よりも小さい。これにより、測定の際、酵素電極センサZ3の先端部は、開口部5の外部側の開口縁部に接触する。
そして、この貫通孔112の上面側(中間部材12の接触面側)の開口縁部には、分離膜6が取り付けられている。これにより、分離膜6が開口部5の導入路3側開口に設けられていることになり、分離膜6が、外部に接触して破損することを防ぐことができる。
分離膜6は、血液中から血球以外の血漿及び血清等の非血球成分を通過させる微小孔を多数有する、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)膜である。なお、分離膜6としては、その他、ポリカーボネート膜等でもよい。
中間部材12は、一部側面に突起形状を有する概略矩形板状をなす薄板部材であり、本実施形態では両面テープである。また、その反挿入側端部の側面には、突起部1Bを形成する平面視半円状の中間部材突起121が形成されている。
そして、中間部材12は、図2〜図5に示すように、下基板11及び下基板11が接着又は接合されることにより、下基板11の上面及び上基板13の下面とともに、導入路3を形成する導入スリット122と、被検液貯留部7を形成する貯留スリット123と、を備えている。
導入スリット122は、特に図2に示すように、一端が中間部材突起121の側面に開口し、中間部材12の長手方向に沿って直線状に形成されている。具体的には、導入スリット122の一端は、中間部材突起121の反挿入側(挿入方向と反対側)で開口するように形成されている。これにより、接触口2が突起部1Bにおいて反挿入側を向くように形成され、作業者が被検液分析用チップ1を持ちながら接触口2に血液を付着させやすくすることができる。
貯留スリット123は、導入スリット122の下流側においてスリット幅が拡開して所定量の被検液(血液)を貯留するためのものである。具体的には、貯留スリット123は、平面視において、概略円形状をなすものである。
このような構成において、下基板11及び上基板13を接着又は接合することにより、導入路3及び被検液貯留部7が形成される。
上基板13は、図2、図3及び図5に示すように、前記下基板11と同様、一部側面に突起形状を有する概略矩形板状をなす親水性を有する基板であり、空気孔4となる貫通孔132を備えている。また、その反挿入側端部の側面には、突起部1Bを形成する平面視半円状の上基板突起131が形成されている。
そして、上基板13は、中間部材12に取り付けられた状態において、その貫通孔132が導入スリット122の終端部に連通する(図4参照)。そして、その上基板13の下面、中間部材12の導入スリット122の内面及び下基板11の上面により、導入路3を形成し、また、その下面、貯留スリット123の内面及び上面により、被検液貯留部7を形成する。
また、本実施形態の被検液分析用チップ1は、開口部5が形成されている部材が、酵素電極センサZ3の接触により導入路3側に撓むものである。
具体的には、下基板11の貫通孔112が形成された部分が、測定時に酵素電極センサZ3が接触した後、その酵素電極センサZ3の移動に伴って、酵素電極センサZ3に接触しながら弾性的に撓む。より詳細には、下基板11の厚みが、酵素電極センサZ3の移動に伴って撓むように調整されている。これにより、接触による電極センサZ3の破損及びチップ1の破損を防ぐことができる。
<製作方法>
次に、本実施形態に係る被検液分析用チップ1の製作方法について、図5を参照して説明する。まず、概略矩形板状に加工した下基板11に、例えば切削加工により貫通孔112を形成する。また、概略矩形板状に加工した上基板13に、例えば切削加工により空気孔4である貫通孔132を形成する。さらに、概略矩形板状に加工した中間部材12(両面テープ)に、中間部材突起121の反挿入側に一端が開口するように導入スリット122及び貯留スリット123を形成する。次に、下基板11の上面に、貫通孔112を覆うように分離膜6を取り付ける。
そして、その下基板11、中間部材12及び上基板13を接着させる。このとき、上基板13の貫通孔132が導入スリット122の終端部に連通するように、また下基板11の貫通孔112が中間部材12の貯留スリット123に連通するように、接着させる。
このようにして、内部に導入路3、導入路3上に設けられた被検液貯留部7及び当該被検液貯留部7に設けられた分離膜6を有する概略矩形板状のアクリル製の被検液分析用チップ1が製作される。
なお、素材としては、アクリル以外の樹脂又はガラス等の無機材料でも製作可能であるが、素材により表面状態が異なるため、毛細管力にも違いがある。そのため各素材に合わせて導入路3の断面形状を変える必要がある。
<本実施形態の効果>
このように構成した本実施形態の被検液分析用チップ1によれば、接触口2が測定機器の内部に触れることがなく、また、測定機器内に挿入する際にも、作業者が触れることがないので、測定機器の内部及び作業者の汚染を防ぐことができる。
さらに、接触口2を平面視半円状の突起部1Bに形成しているので、指などの血液提供部位と接触口2との接触面積を可及的に小さくすることができるので、接触口2の周囲における血液による汚れを低減することができる。
<その他の変形実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。
例えば、前記実施形態では、被検液分析用チップ1は、下基板11、中間部材12及び上基板13からなる三層構造であったが、図6に示すように、下基板11及び上基板13からなる二層構造により構成しても良い。この場合、下基板11は、その上面には、上基板13が接着又は接合されることにより、上基板13の下面とともに、導入路3を形成する凹溝11aと、被検液貯留部7を形成する貯留溝11bと、開口部5を形成する貫通孔112とを備えている。
また、図7に示すように、下基板11において、貫通孔112の上面側の開口縁部に、分離膜6を収容して固定するための環状段部113を形成しても良い。環状段部113の深さは、分離膜6の厚さと略同一である。これにより、分離膜6が環状段部113内に収容された場合、下基板11の上面と分離膜6の上面とが面一となる。これにより、分離膜6が導入路3(被検液貯留部7)内の毛細管現象を妨げることなく、血液が導入路3(被検液貯留部7)を流れやすくすることができる。
また、前記実施形態の被検液分析用チップ1が、測定機器Zへの誤挿入を防止する誤挿入防止構造を備えるものであれば、測定機器Zの挿入口Z1へ正しい向きで挿入することができる。
誤挿入防止構造としては、被検液分析用チップ1を表裏反対で挿入することを防止するものと、被検液分析用チップ1を前後反対で挿入することを防止するものが考えられる。これらについて図8及び図9を参照して説明する。図9において(A)は正しく挿入された状態を、(B)及び(C)は表裏反対で挿入された状態、(D)は前後反対で挿入された状態を示す。また、図9の(A)及び(D)において、被検液分析用チップ1に施されたハッチングは着色されていることを表している。
まず、被検液分析用チップ1を表裏反対で挿入することを防止する誤挿入防止構造について説明する。この誤挿入防止構造は、被検液分析用チップ1の挿入側端部1Dの形状を長手方向の中心軸B−Bに対して非対称形状とすることにより構成されている。このとき、測定機器Zの挿入口Z1の形状は、図8及び図9に示すように、被検液分析用チップ1を表裏正しく挿入した場合にのみ被検液分析用チップ1を挿入した場合にのみ挿入可能となるように、挿入側端部1Dの非対称形状に対応した形状となっている。ここで、表裏正しく挿入するとは、被検液分析用チップ1に設けられた開口部5(分離膜6)が酵素電極センサZ3側を向くように挿入することである。
このようなものであれば、ユーザが被検液分析用チップ1を裏返した状態で測定機器Zに挿入した場合、図9(B)及び(C)に示すように、挿入側端部1Dは挿入口Z1につかえてしまい、測定可能な位置まで被検液分析用チップ1を挿入することができず、誤挿入を防止することができる。また、誤挿入された場合でも接触口2が常に測定機器Z外に位置することになり、装置Z内部を汚すことがない。
次に、被検液分析用チップ1を前後反対で挿入すること、つまり反挿入側端部1Aからの挿入を防止する誤挿入防止構造について説明する。この誤挿入防止構造は、被検液分析用チップ1の反挿入側端部1Aの幅を、測定機器Zの挿入口Z1の開口幅よりも大きくすることにより構成されている。このとき、挿入口Z1の開口幅は、被検液分析用チップ1の挿入側端部1Dの幅に対応した幅であることから、反挿入側端部1Aの幅は、挿入側端部1Dの幅よりも大きい。なお、この誤挿入防止構造を前記実施形態の突起部1Bにより構成しても良い。
このようなものであれば、ユーザが被検液分析用チップ1を反挿入側端部1Aから測定機器Zに挿入した場合、図9(D)に示すように、挿入側端部1Dは挿入口Z1につかえてしまい、測定可能な位置まで被検液分析用チップ1を挿入することができず、誤挿入を防止することができる。また、前述した表裏反対の場合と同様に、誤挿入された場合でも接触口2が常に測定機器Z外に位置することになり、装置Z内部を汚すことがない。
さらに、誤挿入防止構造として、挿入側端部1D又は反挿入側端部1Aの一方のみに着色を施す、又は挿入側端部1D及び反挿入側端部1Aに異なる着色を施すことによって構成しても良い。図9の(A)及び(D)には反挿入側端部1Aのみに着色を施した場合を示している。なお、図8において着色は図示していない。これにより、ユーザは、挿入側端部1Dと反挿入側端部1Aとを視覚的に区別でき、より確実に誤挿入を防止することができる。
その上、誤挿入防止構造として、被検液分析用チップ1の表面又は裏面の一方のみに着色を施す、又は被検液分析用チップ1の表面又は裏面に異なる着色を施すことによって構成しても良い。これにより、ユーザは、被検液分析用チップ1の表面と裏面とを視覚的に区別でき、より確実に誤挿入を防止することができる。なお、着色に加えて、又は着色の代わりに、文字を表示して区別することもできる。
さらに、前記実施形態の中間部材12は両面テープであったが、上基板13及び下基板11と同様、親水性を有する基板を用いても良い。この場合、少なくとも導入スリット122及び貯留スリット123の内面に親水コーティングを行う。この場合、上基板13、中間部材12及び下基板11を接着又は接合する方法としては、両面テープを用いるほか、熱融着又は超音波接合などが考えられる。
また、突起部1Bの形状としては、平面視部分円状に限られず、その他の例えば部分楕円状などの曲線状であっても良い。また、突起部1Bは、曲線状のみに限られず、血液提供部位との接触を小さくする形状であれば良く、例えば尖った形状であっても良い。
さらに、突起部1Bを有しないものであっても良い。この場合、接触口2に接触した血液が周囲を伝って広がらないように接触口2の周囲に防水処理を施したり、接触口2の周囲に溝を設ける等の加工を施しても良い。
その上、図10に示すように、接触口2が装置Z内に入らないようにするため、装置の挿入口Z1の開口幅よりも幅が大きい引っ掛かり部1Cを備えるものであっても良い。この場合、接触口2は、引っ掛かり部よりも反挿入側(後端面側)に設けるようにする。これにより、誤って接触口2が装置Z内に配置されることを好適に防止することができる。
また、接触口を設ける面は、側面に限られず、上面又は下面であっても良い。
さらに、前記実施形態では、把持部は、被検液分析用チップの反挿入側端部(後端面付近である後端部)であったが、別途、把持部となる構造を設けるようにしても良い。
加えて、前記実施形態の導入路3は、被検液貯留部7を有しないものでも良い。この場合、開口部5の大きさに合わせて導入路3の流路幅を設定するか、導入路3の流路幅に合わせて開口部5の大きさを設定することができる。
また、前記実施形態の被検液分析用チップ1は、非血球成分のみを通過させる血球分離膜6を有し、血液から非血球成分を分離するものであったが、これに限られず、その他の被検液から測定対象成分を分離するものであっても良い。この場合、その被検液及び測定対象成分に合わせて分離膜6を選択する。
さらに、前記実施形態では、電極センサの接触により撓む構造を厚みにより実現しているが、その他、材質を選択することにより撓む構造を実現するようにしても良い。
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
本発明の一実施形態に係る被検液分析用チップ及び濃度測定装置を示す図。 同実施形態の被検液分析用チップの斜視図。 同実施形態の被検液分析用チップの平面図。 A−A線断面図。 同実施形態の被検液分析用チップの分解斜視図。 その他の変形実施形態に係る被検液分析用チップの分解斜視図。 その他の変形実施形態に係る被検液分析用チップの断面図。 その他の変形実施形態に係る被検液分析用チップの斜視図 その他の実施形態に係る被検液分析用チップの挿入状態を示す図。 その他の変形実施形態に係る被検液分析用チップの平面図。
符号の説明
Z・・・測定機器
1・・・被検液分析用チップ
2・・・接触口
3・・・導入路
1A・・・把持部
1B・・・突起部

Claims (8)

  1. 測定機器内に挿入され、被検液を分析するための被検液分析用チップであって、
    被検液が接触する接触口と、
    前記接触口に連通して、前記被検液を測定機器内に導入する導入路と、
    前記測定機器内に挿入される際に把持され、挿入された状態において測定機器外に位置する把持部と、を備え、
    前記測定機器内に挿入された状態において、前記接触口が、前記測定機器外において前記把持部とは異なる位置に設けられている被検液分析用チップ。
  2. 前記接触口が、前記測定機器外において前記測定機器と前記把持部との間に設けられている請求項1記載の被検液分析用チップ。
  3. 前記把持部が、挿入側端部と反対側の反挿入側端部に設けられ、
    前記測定機器に挿入された状態において、前記接触口が、測定機器外における反挿入側端部以外の面に設けられている請求項1又は2記載の被検液分析用チップ。
  4. 前記接触口が突起部に形成されている請求項1、2又は3記載の被検液分析用チップ。
  5. 前記突起部が、平面視において曲線状をなすものである請求項4記載の被検液分析用チップ。
  6. 前記測定機器への誤挿入を防止する誤挿入防止構造を備える請求項1、2、3、4又は5記載の被検液分析用チップ。
  7. 前記防止構造が、表裏反対の挿入を防止するものであり、前記挿入側端部の形状を長手方向の中心軸に対して非対称形状にすることにより構成されている請求項6記載の被検液分析用チップ。
  8. 前記防止構造が、前記反挿入側端部からの挿入を防止するものであり、前記反挿入側端部の幅を、前記測定機器のチップ挿入口の開口幅よりも大きくすることにより構成されている請求項6又は7記載の被検液分析用チップ。
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