JP2009195559A - Needle-integrated measuring device - Google Patents

Needle-integrated measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP2009195559A
JP2009195559A JP2008041861A JP2008041861A JP2009195559A JP 2009195559 A JP2009195559 A JP 2009195559A JP 2008041861 A JP2008041861 A JP 2008041861A JP 2008041861 A JP2008041861 A JP 2008041861A JP 2009195559 A JP2009195559 A JP 2009195559A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
puncture
needle
crank plate
measuring apparatus
integrated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008041861A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruo Takahashi
輝男 高橋
Masao Karube
征夫 輕部
Masao Goto
正男 後藤
Hideaki Nakamura
秀明 中村
Tomoko Ishikawa
智子 石川
Koichiro Goto
幸一郎 後藤
Yuta Ito
雄太 伊藤
Hiroto Nakajima
裕人 中嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2008041861A priority Critical patent/JP2009195559A/en
Publication of JP2009195559A publication Critical patent/JP2009195559A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and compact needle-integrated measuring device capable of easily miniaturizing a drive mechanism to simultaneously drive a puncture implement and a biosensor chip for puncture, capable of easy puncture, and capable of accurate measurement. <P>SOLUTION: The needle-integrated measuring device 1 comprises a connector 32 and the drive mechanism 51. A biosensor cartridge 11 having integrated puncture needle 13 and biosensor chip 20 is detachably attached to the connector 32. The connector 32 is driven by the drive mechanism 51 for puncture for a measuring device body 40. The drive mechanism 51 comprises: a crank plate 59 to be rotationally driven by a drive motor 53; an eccentric shaft 54 disposed in the crank plate 59; and a first crank rod 55 connected to the eccentric shaft 54 to reciprocate the connector 32 at the speed corresponding to the speed of rotation of the crank plate 59. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、針一体型測定装置に関し、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針一体型測定装置に関するものである。   The present invention relates to a needle-integrated measuring apparatus, for example, a needle-integrated measuring apparatus that performs chemical substance measurement and analysis using a reagent contained in a biosensor chip.

例えば糖尿病の早期発見・悪化防止のために用いられる血糖測定装置は、1日多数回の血糖値測定に利用されることから、穿刺装置と測定装置とを一体化し、かつ、血液を絞り出すための吸引手段を備えたものであることが好ましい。この種の血糖測定装置としては、例えば特許文献1等に開示される成分測定装置が知られている。   For example, a blood glucose measurement device used for early detection and prevention of deterioration of diabetes is used for blood glucose measurement many times a day, so that the puncture device and the measurement device are integrated and the blood is squeezed out. It is preferable that a suction means is provided. As this type of blood glucose measurement device, for example, a component measurement device disclosed in Patent Document 1 is known.

特許文献1等に記載された成分測定装置は、主として本体と、蓋体と、指当て部と、ハウジング内に収納された穿刺手段と、ポンプと、測定手段とを備えている。
そして、使用時にはチップをハウジングに装着し、指先を指当て部に押し当ててチップの先端を封止する。操作ボタンを押圧すると、チップが備える穿刺針が指先を穿刺し、ポンプがハウジング内及び穿刺部位を減圧状態とし、穿刺部位からは血液が吸い出され、採取された血液中の所定成分が測定手段で測定され、制御手段で処理され、その結果が表示部で表示される。
The component measuring apparatus described in Patent Literature 1 and the like mainly includes a main body, a lid, a finger pad, a puncturing unit housed in a housing, a pump, and a measuring unit.
In use, the chip is mounted on the housing, and the tip of the chip is sealed by pressing the fingertip against the finger pad. When the operation button is pressed, the puncture needle provided on the chip punctures the fingertip, the pump places the inside of the housing and the puncture site in a depressurized state, blood is sucked out from the puncture site, and predetermined components in the collected blood are measured. And measured by the control means, and the result is displayed on the display unit.

この様な成分測定装置の穿刺手段(駆動機構)は、先端に穿刺針が着脱自在に嵌合されるプランジャと、プランジャを先端方向へ付勢する穿刺用バネと、プランジャを基端方向へ付勢する押し戻し用バネとを有している。
穿刺用バネは、操作ボタンが押圧されると、伸張してプランジャを先端方向へ移動させ、穿刺針の刃先が指先の表面を穿刺する。
The puncturing means (drive mechanism) of such a component measuring device includes a plunger with a puncture needle detachably fitted to the tip, a puncture spring that biases the plunger in the tip direction, and a plunger in the proximal direction. And a pushing-back spring.
When the operation button is pressed, the puncture spring expands to move the plunger in the distal direction, and the cutting edge of the puncture needle punctures the surface of the fingertip.

このとき、押し戻し用バネは、圧縮され、プランジャを基端方向へ付勢、すなわち、プランジャを基端方向へ押し戻そうとする。その後、プランジャは、減衰運動し、穿刺用バネの弾性力と押し戻し用バネの弾性力とが釣り合う位置で静止する。尚、プランジャが静止した状態では、穿刺針の刃先は、チップ内に収納されている。   At this time, the push-back spring is compressed and biases the plunger in the proximal direction, that is, tries to push the plunger back in the proximal direction. Thereafter, the plunger dampens and stops at a position where the elastic force of the puncture spring and the elastic force of the push-back spring balance. When the plunger is stationary, the cutting edge of the puncture needle is housed in the tip.

一方、ランセットを長手方向に変位させるランセット駆動装置(駆動機構)としては、例えば特許文献2等に記載された切開器具におけるランセット駆動装置のように、ソレノイドを用いたものが知られている。   On the other hand, as a lancet drive device (drive mechanism) for displacing the lancet in the longitudinal direction, a device using a solenoid is known, such as a lancet drive device in an incision instrument described in Patent Document 2 and the like.

特開2002−65644号公報JP 2002-65644 A 特表2005−504564号公報JP 2005-504564 A

しかしながら、上述した特許文献1に記載の穿刺手段においては、チップを介して手動で穿刺用バネを圧縮状態とすることによって、穿刺手段による穿刺の準備及び検体採取の準備が完了する。
そこで、穿刺前に穿刺用バネを手動で圧縮状態とする必要があり、穿刺・測定までの操作に時間と手間がかかり、ワンタッチ動作での測定は困難である。
However, in the puncturing means described in Patent Document 1 described above, the preparation for puncturing by the puncturing means and the preparation for sample collection are completed by manually compressing the puncture spring through the tip.
Therefore, it is necessary to manually compress the puncture spring before puncturing, and it takes time and labor to perform puncturing / measurement, and measurement with a one-touch operation is difficult.

更に、穿刺手段にバネ部材を用いることで、穿刺針の穿刺速度は確保し易いが、正確な穿刺動作の制御ができず、プランジャ及び穿刺針が穿刺後に減衰運動してしまう。
そこで、血液を静止させた状態での測定が難しく、測定手段による正確な測定が困難である。
Furthermore, by using a spring member for the puncture means, it is easy to ensure the puncture speed of the puncture needle, but the puncture operation cannot be accurately controlled, and the plunger and the puncture needle are damped after the puncture.
Therefore, measurement in a state where the blood is stationary is difficult, and accurate measurement by the measuring means is difficult.

また、検体から採取した血液中の所定成分を測定手段により測定する為には、穿刺後に穿刺針だけを抜いてチップ位置を保持するなど測定するための戻り動作が必要なので、上述した穿刺手段における穿刺用バネと押し戻し用バネのように、複数のバネ部材が必要となる。また、穿刺用バネに所定以上の加速度をつける為には、ある程度の穿刺距離が必要である。
そこで、これら穿刺用バネ及び押し戻し用バネを収納するハウジングの容積が大きくなると共に、ハウジング内を減圧するポンプも大きくなるので、成分測定装置の本体が大型化する。
Further, in order to measure a predetermined component in the blood collected from the specimen by the measuring means, a return operation for measuring such as removing the puncture needle and holding the tip position after puncturing is necessary. A plurality of spring members are required, such as a puncture spring and a pushback spring. In addition, a certain puncture distance is required to apply a predetermined acceleration or more to the puncture spring.
Therefore, the volume of the housing for housing the puncture spring and the pushback spring is increased, and the pump for reducing the pressure in the housing is also increased, so that the main body of the component measuring apparatus is increased in size.

また、上述した特許文献2に記載の切開器具のように、ランセット駆動装置としてソレノイドを用いた場合にも、検体から採取した血液中の所定成分を測定手段により測定する為には、穿刺後にランセットを所定量だけ後退させる必要があるので、複数のソレノイドが必要となる。また、ランセットに所定以上の加速度をつける為には、ある程度のソレノイドの大きさが必要である。
そこで、ソレノイドを収容する静止ハウジングが大きくなり、この様なランセット駆動装置を備えた測定装置も大型化する。
In addition, even when a solenoid is used as the lancet driving device as in the incision instrument described in Patent Document 2, the lancet is used after puncture in order to measure a predetermined component in the blood collected from the specimen by the measuring means. Is required to be retracted by a predetermined amount, a plurality of solenoids are required. Further, in order to give the lancet a predetermined acceleration or higher, a certain size of solenoid is required.
Therefore, the stationary housing that accommodates the solenoid becomes larger, and the measuring device equipped with such a lancet driving device becomes larger.

従って、本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、穿刺具およびバイオセンサチップを同時に駆動して穿刺を行うための駆動機構の構造を簡単かつ小型化し、ワンタッチで穿刺できると共に、正確な測定を行うことができる安価でコンパクトな針一体型測定装置を提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and the structure of a drive mechanism for performing puncture by simultaneously driving a puncture device and a biosensor chip can be simplified and miniaturized, and puncture can be performed with one touch. Another object of the present invention is to provide an inexpensive and compact needle-integrated measuring apparatus capable of performing accurate measurement.

本発明に係る上記目的は、穿刺具とバイオセンサチップを一体に備えたバイオセンサカートリッジが着脱可能に装着されるコネクタと、前記コネクタを測定装置本体に対して穿刺駆動する駆動機構と、を備えた針一体型測定装置であって、
前記駆動機構が、
駆動モータにより回転駆動されるクランクプレートと、
前記クランクプレートに設けられた偏心軸と、
前記偏心軸に連結され、前記クランクプレートの回転速度に応じた速度で前記コネクタを往復運動させるクランクロッドと、
を備えることを特徴とする針一体型測定装置により達成される。
The object of the present invention includes a connector to which a biosensor cartridge integrally including a puncture tool and a biosensor chip is detachably mounted, and a drive mechanism for driving the connector to puncture the measurement apparatus main body. A needle integrated measuring device,
The drive mechanism is
A crank plate that is rotationally driven by a drive motor;
An eccentric shaft provided on the crank plate;
A crank rod connected to the eccentric shaft and reciprocatingly moving the connector at a speed corresponding to the rotational speed of the crank plate;
It is achieved by a needle-integrated measuring apparatus characterized by comprising:

上記構成の針一体型測定装置によれば、駆動機構は、駆動モータにより一方向に回転駆動されるクランクプレートの回転速度に応じた速度で往復運動させられるクランクロッドを介して、バイオセンサカートリッジが装着されたコネクタを穿刺駆動することができる。
そこで、駆動機構の構造が簡単になり、測定装置本体の小型化及び低コスト化が可能となる。また、駆動機構は駆動モータを逆回転させることなくバイオセンサカートリッジを往復運動させることができ、穿刺動作の正確な制御が可能となる。
According to the needle-integrated measuring apparatus having the above-described configuration, the drive mechanism is configured such that the biosensor cartridge is moved via the crank rod that is reciprocated at a speed corresponding to the rotational speed of the crank plate that is rotationally driven in one direction by the drive motor. The attached connector can be punctured.
Therefore, the structure of the drive mechanism is simplified, and the measurement apparatus main body can be reduced in size and cost. Further, the drive mechanism can reciprocate the biosensor cartridge without rotating the drive motor in the reverse direction, and the puncture operation can be accurately controlled.

また、上記構成の針一体型測定装置において、前記バイオセンサカートリッジを収容する収容空間と伴に前記穿刺具による穿刺部位を減圧状態にする減圧機構を備えた針一体型測定装置であって、
前記減圧機構が、前記偏心軸に接続された減圧ポンプのピストンを移動させることにより、前記収容空間内に負圧を付与することが望ましい。
Further, in the needle-integrated measuring apparatus having the above-described configuration, the needle-integrated measuring apparatus including a decompression mechanism that places a puncture site by the puncture device in a decompressed state together with a storage space that houses the biosensor cartridge,
It is desirable that the decompression mechanism applies a negative pressure in the accommodation space by moving a piston of a decompression pump connected to the eccentric shaft.

このような構成の針一体型測定装置によれば、収容空間及び穿刺部位に対する減圧とバイオセンサカートリッジの穿刺が、同一の駆動動作で可能となる。そこで、ワンタッチ動作での測定が可能となる。   According to the needle-integrated measuring apparatus having such a configuration, the decompression of the accommodation space and the puncture site and the puncture of the biosensor cartridge can be performed by the same driving operation. Therefore, measurement by one-touch operation is possible.

また、上記構成の針一体型測定装置において、前記クランクプレートの回転開始位置を変更することにより、前記ピストンの減圧ストロークを変更して前記収容空間内の減圧量を調整することが望ましい。
このような構成の針一体型測定装置によれば、穿刺速度を変えずに可動部材の移動開始位置を変更するだけで、減圧量を調整することができる。
In the needle-integrated measuring apparatus having the above-described configuration, it is preferable that the pressure reduction amount in the housing space is adjusted by changing the pressure reduction stroke of the piston by changing the rotation start position of the crank plate.
According to the needle-integrated measuring apparatus having such a configuration, the amount of reduced pressure can be adjusted only by changing the movement start position of the movable member without changing the puncture speed.

また、上記構成の針一体型測定装置において、前記駆動モータが、前記クランクプレートの回転位置・速度制御モータ(例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、超音波モータ、シンクロナスモータ)からなることが望ましい。
このような構成の針一体型穿刺装置によれば、穿刺駆動の数値制御が可能となり、穿刺速度及びストローク等の設定・変更が容易となる。
In the needle-integrated measuring apparatus having the above-described configuration, it is preferable that the drive motor is a rotation position / speed control motor (for example, a stepping motor, a servo motor, an ultrasonic motor, or a synchronous motor) of the crank plate.
According to the needle-integrated puncture device having such a configuration, numerical control of puncture driving is possible, and setting / changing of the puncture speed, stroke, and the like are facilitated.

また、上記構成の針一体型測定装置において、先端当接部を前記穿刺部位に押し当てることにより、前記収容空間を気密に密閉可能な筒状ケースが、前記測定装置本体に対して着脱自在とされると共に、
前記測定装置本体には、前記筒状ケースの装着状態を検知するための検知機構が設けられることが望ましい。
Further, in the needle-integrated measurement apparatus having the above-described configuration, a cylindrical case capable of airtightly sealing the housing space is detachable from the measurement apparatus main body by pressing a tip contact portion against the puncture site. As
It is desirable that the measurement apparatus main body is provided with a detection mechanism for detecting the mounting state of the cylindrical case.

このような構成の針一体型穿刺装置によれば、被検体と接触する当接部の交換が容易となる。
そこで、例えば血液等が筒状ケースに付着しても、容易に清掃又は交換ができ、針一体型穿刺装置を常に良好な衛生状態に保つことができる。また、筒状ケースの装着状態を検知するための検知機構を測定装置本体に設けることで、筒状ケースの不完全な装着状態による穿刺深さのバラツキ発生や、筒状ケースの未装着での使用等を防止することができる。
According to the needle-integrated puncture device having such a configuration, it is easy to replace the contact portion that contacts the subject.
Therefore, for example, even if blood or the like adheres to the cylindrical case, it can be easily cleaned or replaced, and the needle-integrated puncture device can always be kept in good hygiene. In addition, by providing a detection mechanism in the measurement device body to detect the mounting state of the cylindrical case, the puncture depth varies due to the incomplete mounting state of the cylindrical case, or the cylindrical case is not mounted. Use and the like can be prevented.

本発明に係る針一体型測定装置によれば、駆動機構の構造が簡単になり、測定装置本体の小型化及び低コスト化が可能となる。また、駆動機構は駆動モータを逆回転させることなくバイオセンサカートリッジを往復運動させることができ、穿刺動作の正確な制御が可能となる。
従って、穿刺具およびバイオセンサチップを同時に駆動して穿刺を行うための駆動機構の構造を簡単かつ小型化し、正確な測定を行うことができる安価でコンパクトな針一体型測定装置を提供することができる。
According to the needle-integrated measurement apparatus according to the present invention, the structure of the drive mechanism is simplified, and the measurement apparatus main body can be reduced in size and cost. Further, the drive mechanism can reciprocate the biosensor cartridge without rotating the drive motor in the reverse direction, and the puncture operation can be accurately controlled.
Accordingly, it is possible to provide an inexpensive and compact needle-integrated measuring apparatus that can easily and miniaturize the structure of a driving mechanism for performing puncturing by simultaneously driving the puncture tool and the biosensor chip, and capable of performing accurate measurement. it can.

以下、添付図面に基づいて本発明に係る針一体型測定装置の好適な実施形態を詳細に説明する。
なお、今回開示される実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、下記する意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Hereinafter, preferred embodiments of a needle-integrated measuring apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described below, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

図1は本発明の一実施形態に係る針一体型測定装置の構成図であり、図2(a)は図1に示した針一体型測定装置の穿刺待機中の状態を示す水平断面図であり、図2(b)は図2(a)におけるB−B断面矢視図であり、図3及び図4は図1に示した針一体型測定装置の穿刺中の状態を示す水平断面図であり、図5(a)はバイオセンサチップの一例を示す断面図であり、図5(b)は図5(a)中A方向から見たバイオセンサチップの端面図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of a needle integrated measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a horizontal sectional view showing a state in which the needle integrated measuring apparatus shown in FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2 (a), and FIGS. 3 and 4 are horizontal cross-sectional views showing a state during puncturing of the needle-integrated measuring apparatus shown in FIG. FIG. 5A is a cross-sectional view showing an example of a biosensor chip, and FIG. 5B is an end view of the biosensor chip as viewed from the direction A in FIG. 5A.

本実施形態に係る針一体型測定装置1は、図1乃至図4に示すように、被検体を穿刺する穿刺具としての穿刺針13とバイオセンサチップ20を一体に備えたバイオセンサカートリッジ11が着脱可能に装着されるコネクタ32と、コネクタ32を測定装置本体40に対して穿刺駆動する駆動機構51と、バイオセンサカートリッジ11を収容する収容空間85と伴に穿刺針13による被検体の穿刺部位を減圧状態にする減圧機構41と、これら駆動機構51及び減圧機構41の駆動制御やバイオセンサチップ20による計測を行う計測制御装置30と、を備える。   As shown in FIGS. 1 to 4, the needle-integrated measuring apparatus 1 according to the present embodiment includes a biosensor cartridge 11 integrally including a puncture needle 13 and a biosensor chip 20 as a puncture tool for puncturing a subject. The puncture site of the subject by the puncture needle 13 together with the connector 32 that is detachably attached, the drive mechanism 51 that drives the connector 32 to puncture the measurement apparatus main body 40, and the storage space 85 that accommodates the biosensor cartridge 11. And a measurement control device 30 that performs drive control of the drive mechanism 51 and the pressure reduction mechanism 41 and measurement by the biosensor chip 20.

本実施形態において、穿刺具としては、中空の注射針や、ランセット(lancet;槍状刀)針や、カニューレ(cannula;套管)等が挙げられる。これらの針は、樹脂に固着されていても良いし、樹脂で一体化(針自体も樹脂で成形)されていても良い。本実施形態では、穿刺具の一例として樹脂にランセット針が固着されたものが例示されている。   In this embodiment, examples of the puncture device include a hollow injection needle, a lancet needle, a cannula, and the like. These needles may be fixed to resin, or may be integrated with resin (the needle itself is also molded with resin). In the present embodiment, as an example of a puncture device, a lancet needle fixed to a resin is illustrated.

図5(a)および(b)には、穿刺針13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とを有しており、穿刺針13が2枚の基板22a,22b間に固定されている。
FIGS. 5A and 5B show an example of a biosensor chip 20 in which the puncture needle 13 is integrally provided.
The biosensor chip 20 includes a chip body 21 having two substrates 22a and 22b facing each other and a spacer layer 23 sandwiched between the two substrates 22a and 22b. 13 is fixed between the two substrates 22a and 22b.

2枚の基板22a,22bの少なくとも1枚の基板22aにおけるスペーサ層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5(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。
Detection electrodes 24a and 24b are provided on the surface of at least one substrate 22a of the two substrates 22a and 22b on the spacer layer 23 side, and tips (lower ends in FIG. 5A) are mutually connected. It is bent in an L shape in the opposite direction to maintain a predetermined interval.
At the rear end 21b of the chip body 21, the substrate 22a extends beyond the substrate 22b and the spacer layer 23, and the detection electrodes 24a and 24b are exposed on the substrate 22a.

チップ本体21の先端部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13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13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。
A hollow reaction portion 25 is formed by the two substrates 22a and 22b and the spacer layer 23 from the tip portion 21a of the chip body 21 to a portion where the two detection electrodes 24a and 24b are opposed to each other.
At the tip of the hollow reaction part 25, a sample collection port 25a for introducing blood as a sample collected by puncturing the specimen with the puncture needle 13 into the hollow reaction part 25 is provided. The sample collection port 25a is provided close to the puncture needle 13, so that even a small amount of sample can be reliably collected, and the burden on the user can be reduced.

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。
In the hollow reaction part 25, the detection electrodes 24a and 24b are exposed, and for example, an enzyme and a mediator are immobilized and reacted with glucose in the blood immediately above or in the vicinity of the detection electrodes 24a and 24b in the hollow reaction part 25. A reagent 26 for generating an electric current is provided.
Accordingly, the hollow reaction part 25 is a part where blood such as blood collected from the sample collection port 25a undergoes a biochemical reaction with the reagent 26.

基板22aおよび22b、スペーサ層23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。   As the material of the substrates 22a and 22b and the spacer layer 23, an insulating material film is selected. As the insulating material, ceramics, glass, paper, biodegradable material (for example, polylactic acid microorganism-producing polyester), poly Examples thereof include thermoplastic resins such as vinyl chloride, polypropylene, polystyrene, polycarbonate, acrylic resin, polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate (PET), thermosetting resins such as epoxy resins, and plastic materials such as UV curable resins. A plastic material such as polyethylene terephthalate is preferable because of its mechanical strength, flexibility, and ease of chip fabrication and processing. Representative PET resins include Melinex and Tetron (trade names, manufactured by Teijin DuPont Films, Inc.), Lumirror (trade names, manufactured by Toray Industries, Inc.), and the like.

試薬26の例としては、グルコースオキシダーゼ(GOD)やグリコースデヒドロゲナーゼ(GDH)、コレステロールオキシダーゼ、ウリガーゼ等の酵素と、フェリシアン化カリウム、フェロセン、ベンゾキノン等の電子受容体が挙げられる。また、検体の採血負担を考慮すると、中空反応部25の容積は1μL(マイクロリットル)以下が好ましく、特に300nL(ナノリットル)以下であることが好ましい。このような微小な中空反応部25であると、チップ本体21の直径は小さくても検体の充分な血液量が採取可能となる。また、穿刺針13は、直径が1000μm以下であることが好ましい。   Examples of the reagent 26 include enzymes such as glucose oxidase (GOD), glycolose dehydrogenase (GDH), cholesterol oxidase and urigase, and electron acceptors such as potassium ferricyanide, ferrocene and benzoquinone. In consideration of the blood sampling burden of the specimen, the volume of the hollow reaction part 25 is preferably 1 μL (microliter) or less, and particularly preferably 300 nL (nanoliter) or less. With such a minute hollow reaction part 25, a sufficient blood volume of the specimen can be collected even if the diameter of the chip body 21 is small. The puncture needle 13 preferably has a diameter of 1000 μm or less.

更に、図2に示すように、バイオセンサカートリッジ11の先端部には、穿刺針13を挿通させるとともに、圧縮時に穿刺針13を先端面に突出させる略円柱状の弾性体15が設けられている。弾性体15の先端面には凹部19が形成され、凹部19は中央底部に半球状の膨出部18が形成されている。膨出部18の中心には弾性体15を貫通する貫通穴16が穿設され、貫通穴16はチップ本体21の穿刺針13を挿通させるため、穿刺針13の外径より大きく形成されている。弾性体15の軸線方向の寸法は、穿刺針13の先端までを確実に覆うことができる長さとなっている。即ち、穿刺針13は、膨出部18の内部に配置されている。   Further, as shown in FIG. 2, a substantially cylindrical elastic body 15 is provided at the distal end of the biosensor cartridge 11 so that the puncture needle 13 is inserted and the puncture needle 13 protrudes from the distal end surface during compression. . A concave portion 19 is formed on the distal end surface of the elastic body 15, and the concave portion 19 has a hemispherical bulging portion 18 formed at the center bottom. A through hole 16 that penetrates the elastic body 15 is formed in the center of the bulging portion 18, and the through hole 16 is formed larger than the outer diameter of the puncture needle 13 so that the puncture needle 13 of the chip body 21 is inserted. . The dimension of the elastic body 15 in the axial direction is a length that can reliably cover the tip of the puncture needle 13. That is, the puncture needle 13 is arranged inside the bulging portion 18.

弾性体15は、先端面の周壁部17が、軸線方向の圧縮力によって潰れるように変形する。また、同様の圧縮力が作用した際に、膨出部18も凹部19の底面近傍まで潰れるように変形する。即ち、この圧縮力が作用することにより、穿刺針13が弾性体15の先端面から相対的に突出されることとなる。この圧縮力は、駆動機構51によって付与される。   The elastic body 15 is deformed so that the peripheral wall portion 17 of the distal end surface is crushed by the compressive force in the axial direction. Further, when the same compressive force is applied, the bulging portion 18 is also deformed so as to be crushed to the vicinity of the bottom surface of the concave portion 19. That is, the puncture needle 13 is relatively projected from the distal end surface of the elastic body 15 by the action of the compressive force. This compressive force is applied by the drive mechanism 51.

尚、弾性体15の材質としては、弾性を有するものであれば特に限定されないが、シリコーン、ウレタン、アクリル、エチレン、スチレン、ブタジエン、アクリロニトリル、プロピレン、クロロプレン等のポリマー単体若しくは共重合したポリマーからなるゴム若しくはスポンジ、ポリエチレン、及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルコキシエチレンとポリフルオロエチレンの共重合体であるPFA等のフッ素樹脂などを利用できる。   The material of the elastic body 15 is not particularly limited as long as it has elasticity. However, the elastic body 15 is made of a single polymer or a copolymerized polymer such as silicone, urethane, acrylic, ethylene, styrene, butadiene, acrylonitrile, propylene, and chloroprene. Rubber or sponge, polyethylene, polyolefin such as polypropylene, polyester such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polytetrafluoroethylene and fluororesin such as PFA which is a copolymer of perfluoroalkoxyethylene and polyfluoroethylene, etc. can be used .

コネクタ32は、後端部が後述する駆動機構51の連結軸73の一端に接続固定されており、バイオセンサチップ20を取り付けた状態で、駆動機構51によって穿刺方向である前方(図2において下方)に駆動される。尚、コネクタ32は密閉された構造であり、コネクタ配線等から駆動機構51側へ空気漏れが生じることはない。
測定装置本体40に対して穿刺方向に移動自在に配設されたコネクタ32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32aが設けられている。
The connector 32 has a rear end connected and fixed to one end of a connecting shaft 73 of the drive mechanism 51 to be described later. With the biosensor chip 20 attached, the connector 32 is moved forward (downward in FIG. 2) in the puncture direction. ). The connector 32 has a hermetically sealed structure, and no air leaks from the connector wiring or the like to the drive mechanism 51 side.
The rear end portion 21b of the chip body 21 is inserted and fixed at the distal end portion of the connector 32 that is disposed so as to be movable in the puncture direction with respect to the measuring apparatus body 40, and is electrically connected to the detection electrodes 24a and 24b. A terminal insertion portion 32a is provided.

端子挿入部32aの端子は、連結軸73のコネクタ配線用貫通穴73a内に配線された電線77を介して計測制御装置30の制御部に電気的に接続されており、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、計測制御装置30の制御部に伝達されるようになっている。   The terminal of the terminal insertion portion 32a is electrically connected to the control portion of the measurement control device 30 via the electric wire 77 wired in the connector wiring through hole 73a of the connecting shaft 73, and the detection of the biosensor chip 20 is performed. The reaction between the sample detected by the electrodes 24 a and 24 b and the reagent 26 is transmitted to the control unit of the measurement control device 30.

本実施形態の駆動機構51は、図2乃至図4に示すように、駆動モータ53により回転駆動される円盤状のクランクプレート59と、クランクプレート59に設けられた偏心軸54と、偏心軸54に連結され、クランクプレート59の回転速度に応じた速度でコネクタ32を往復運動させるクランクロッド55と、を備える。   As shown in FIGS. 2 to 4, the drive mechanism 51 of this embodiment includes a disc-shaped crank plate 59 that is rotationally driven by a drive motor 53, an eccentric shaft 54 provided on the crank plate 59, and an eccentric shaft 54. And a crank rod 55 that reciprocates the connector 32 at a speed corresponding to the rotational speed of the crank plate 59.

本実施形態の駆動モータ53は、クランクプレート59の回転位置・速度制御モータであるステッピングモータからなり、計測制御装置30内のモータ制御部により回転速度制御される。尚、クランクプレートの回転位置・速度等を制御可能なモータとしては、サーボモータ、超音波モータ、シンクロナスモータ等を用いることもできる。
クランクプレート59は、駆動モータ53のモータ軸に連結されており、回転中心から偏心した上面に、偏心軸54が突設されている。
The drive motor 53 of this embodiment is a stepping motor that is a rotational position / speed control motor for the crank plate 59, and the rotational speed is controlled by a motor control unit in the measurement control device 30. A servo motor, an ultrasonic motor, a synchronous motor, or the like can also be used as a motor that can control the rotational position and speed of the crank plate.
The crank plate 59 is connected to the motor shaft of the drive motor 53, and an eccentric shaft 54 projects from an upper surface eccentric from the rotation center.

偏心軸54には、第1クランクロッド(クランクロッド)55の一端と、第2クランクロッド56の一端とが、回動自在に軸支されている。
第1クランクロッド55の他端には、枢軸ピン57によって連結軸73が連結されている。また、第2クランクロッド56の他端には、枢軸ピン52によってピストン90が連結されている。
One end of a first crank rod (crank rod) 55 and one end of a second crank rod 56 are rotatably supported on the eccentric shaft 54.
A connecting shaft 73 is connected to the other end of the first crank rod 55 by a pivot pin 57. A piston 90 is connected to the other end of the second crank rod 56 by a pivot pin 52.

そこで、クランクプレート59は、駆動モータ53により一方向(図1中X方向)に回転駆動されると、一端が偏心軸54に枢支された第1クランクロッド55及び枢軸ピン57を介して、連結軸73を穿刺方向に往復移動させることができる。
即ち、連結軸73は、クランクプレート59の回転速度に応じた速度で軸方向に沿って往復移動する。尚、連結軸73は、両端が偏心軸54及び枢軸ピン57に回転自在に軸支された第1クランクロッド55を介してクランクプレート59の偏心軸54に連結されているので、クランクプレート59が略180度以上回転して移動方向が反転する際も、スムーズに反転することができる。
Therefore, when the crank plate 59 is rotationally driven in one direction (X direction in FIG. 1) by the drive motor 53, one end is pivotally supported by the eccentric shaft 54 via the first crank rod 55 and the pivot pin 57. The connecting shaft 73 can be reciprocated in the puncture direction.
That is, the connecting shaft 73 reciprocates along the axial direction at a speed corresponding to the rotational speed of the crank plate 59. The connecting shaft 73 is connected to the eccentric shaft 54 of the crank plate 59 through the first crank rod 55 rotatably supported by the eccentric shaft 54 and the pivot pin 57 at both ends. Even when the direction of movement is reversed by rotating approximately 180 degrees or more, it can be smoothly reversed.

従って、駆動機構51は、駆動モータ53により一方向に回転駆動されるクランクプレート59の回転速度に応じた速度で移動させられる連結軸73を介して、バイオセンサカートリッジ11が装着されたコネクタ32を穿刺駆動する(図3参照)。   Therefore, the drive mechanism 51 connects the connector 32 to which the biosensor cartridge 11 is mounted via the connecting shaft 73 that is moved at a speed corresponding to the rotational speed of the crank plate 59 that is rotationally driven in one direction by the drive motor 53. Puncture drive is performed (see FIG. 3).

また、駆動機構51は、駆動モータ53により一方向に回転駆動されるクランクプレート59の回転速度に応じた速度で移動させられる連結軸73を介して、コネクタ32を穿刺方向と逆に後退駆動することができる。   Further, the drive mechanism 51 drives the connector 32 to move backward in the direction opposite to the puncture direction via a connecting shaft 73 that is moved at a speed corresponding to the rotational speed of the crank plate 59 that is rotationally driven in one direction by the drive motor 53. be able to.

本実施形態の減圧機構41は、図2に示すように、一端がクランクプレート59の偏心軸54に連結された第2クランクロッド56の他端に接続されたピストン90がシリンダ93内を摺動する減圧ポンプ91と、測定装置本体40のカートリッジ装着部83の開口に着脱自在に装着され、バイオセンサカートリッジ11を収容する収容空間85を区画形成する筒状ケース80と、密閉されたシリンダ93内の減圧空間95と収容空間85とを連通する圧力連通路97と、を備える。   In the decompression mechanism 41 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the piston 90 connected at one end to the other end of the second crank rod 56 connected to the eccentric shaft 54 of the crank plate 59 slides in the cylinder 93. A pressure reducing pump 91, a cylindrical case 80 that is detachably attached to the opening of the cartridge mounting portion 83 of the measuring apparatus main body 40, and that defines a housing space 85 that houses the biosensor cartridge 11, and a sealed cylinder 93 The pressure communication path 97 which connects the decompression space 95 and the accommodation space 85 is provided.

減圧ポンプ91は、ピストン90がシリンダ93に対して穿刺方向へ移動させられることにより、減圧空間95内に負圧を発生させる。
筒状ケース80は、先端当接部80aが被検体の穿刺部位に押し当てられることにより、収容空間85を気密に密閉することができる。尚、測定装置本体40には、筒状ケース80の装着状態を検知するための検知機構81が設けられる。
The decompression pump 91 generates a negative pressure in the decompression space 95 when the piston 90 is moved in the puncture direction with respect to the cylinder 93.
The cylindrical case 80 can hermetically seal the accommodation space 85 by the tip contact portion 80a being pressed against the puncture site of the subject. The measuring device main body 40 is provided with a detection mechanism 81 for detecting the mounting state of the cylindrical case 80.

圧力連通路97は、チューブ等により減圧空間95と収容空間85とを連通することにより、両空間を同一圧力に保つ。収容空間85内に挿脱される連結軸73とカートリッジ装着部83との間には、収容空間85内を気密に保持するための気密シール87が設けられている。
そこで、クランクプレート59が第2クランクロッド56を介して減圧ポンプ91のピストン90をシリンダ93に対して穿刺方句へ移動させることにより、密閉された収容空間85内に負圧を付与することができる。
The pressure communication path 97 keeps both spaces at the same pressure by communicating the decompression space 95 and the accommodation space 85 with a tube or the like. An airtight seal 87 is provided between the connecting shaft 73 inserted into and removed from the housing space 85 and the cartridge mounting portion 83 to keep the inside of the housing space 85 airtight.
Therefore, the crank plate 59 can apply a negative pressure in the sealed housing space 85 by moving the piston 90 of the decompression pump 91 to the puncture phrase with respect to the cylinder 93 via the second crank rod 56. it can.

従って、減圧機構41は、図3に示すように、駆動モータ53により一方向に回転駆動されるクランクプレート59の回転速度に応じた速度で移動させられるクランクプレート59を介して、減圧ポンプ91のピストン90がシリンダ93に対して穿刺方句へ移動させられることにより、収容空間85と伴に穿刺針13による穿刺部位を減圧状態にすることができる。   Therefore, as shown in FIG. 3, the decompression mechanism 41 is connected to the decompression pump 91 via the crank plate 59 that is moved at a speed corresponding to the rotational speed of the crank plate 59 that is rotationally driven in one direction by the drive motor 53. When the piston 90 is moved to the puncture phrase with respect to the cylinder 93, the puncture site by the puncture needle 13 together with the accommodation space 85 can be in a reduced pressure state.

また、減圧機構41は、駆動モータ53により一方向に回転駆動されるクランクプレート59の回転速度に応じた速度で移動させられる第2クランクロッド56を介して、減圧ポンプ91のピストン90がシリンダ93に対して穿刺方句と逆方向へ移動させられることにより、収容空間85の減圧状態を解除することができる(図4参照)。   The decompression mechanism 41 is configured such that the piston 90 of the decompression pump 91 is connected to the cylinder 93 via the second crank rod 56 that is moved at a speed corresponding to the rotational speed of the crank plate 59 that is rotationally driven in one direction by the drive motor 53. In contrast, the depressurized state of the storage space 85 can be released by being moved in the direction opposite to the puncture phrase (see FIG. 4).

更に、本実施形態の減圧機構41は、筒状ケース80の先端当接部80aを被検体の穿刺部位に押し当てて測定を開始する前に、駆動モータ53を駆動してクランクプレート59を原点位置から適宜回転させることにより、ピストン90の減圧ストロークを変更して収容空間85内の減圧量を適宜調整することができる。
即ち、クランクプレート59の回転範囲の変更に対応して駆動モータ53の回転速度を変更することにより、バイオセンサカートリッジ11の穿刺速度を一定にすることができるので、穿刺速度を変えずにクランクプレート59の回転開始位置を変更することができる。
Further, the decompression mechanism 41 of the present embodiment drives the drive motor 53 to bring the crank plate 59 to the origin before pressing the tip contact portion 80a of the cylindrical case 80 against the puncture site of the subject. By appropriately rotating from the position, the decompression stroke of the piston 90 can be changed to appropriately adjust the decompression amount in the accommodation space 85.
That is, by changing the rotation speed of the drive motor 53 in response to the change in the rotation range of the crank plate 59, the puncture speed of the biosensor cartridge 11 can be made constant, so that the crank plate can be changed without changing the puncture speed. The rotation start position 59 can be changed.

そして、測定装置本体40の表面にはスイッチ35が設けられており、スイッチ35の操作により、駆動モータ53が回転駆動されてクランクプレート59の回転開始位置が変更されると、設定された減圧量が表示部36に表示されるようになっている。
尚、クランクプレート59は、計測制御装置30の制御部に接続された原点検出用の回転センサ99によって、原点位置に復帰可能とされている。
A switch 35 is provided on the surface of the measuring device main body 40. When the drive motor 53 is driven to rotate by the operation of the switch 35 and the rotation start position of the crank plate 59 is changed, the set decompression amount is set. Is displayed on the display unit 36.
The crank plate 59 can be returned to the origin position by a rotation sensor 99 for origin detection connected to the control unit of the measurement control device 30.

次に、上記のように構成された針一体型測定装置1の作用を説明する。
図6(a)は本実施形態に係る針一体型測定装置の穿刺中の状態を示す要部概略断面図、図6(b)は本実施形態に係る針一体型測定装置の穿刺後の状態を示す要部概略断面図である。
Next, the operation of the needle-integrated measuring apparatus 1 configured as described above will be described.
6A is a schematic cross-sectional view of a main part showing a state during puncturing of the needle integrated measuring device according to the present embodiment, and FIG. 6B is a state after puncturing of the needle integrated measuring device according to the present embodiment. It is a principal part schematic sectional drawing which shows these.

この針一体型測定装置1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り、使用者が自分で操作できるようになっている。
先ず、測定装置本体40のカートリッジ装着部83から筒状ケース80を外し、コネクタ32の端子挿入部32aに、バイオセンサチップ20を挿入して取り付ける。バイオセンサチップ20がコネクタ32の端子挿入部32aに取り付けられると、バイオセンサチップ20が電線77を介して計測制御装置30の制御部に電気的に接続される。
This needle-integrated measuring apparatus 1 is small in size, for example, a handy type that a user can hold with one hand, and can be operated by the user himself.
First, the cylindrical case 80 is removed from the cartridge mounting portion 83 of the measuring apparatus main body 40, and the biosensor chip 20 is inserted and attached to the terminal insertion portion 32 a of the connector 32. When the biosensor chip 20 is attached to the terminal insertion portion 32 a of the connector 32, the biosensor chip 20 is electrically connected to the control unit of the measurement control device 30 via the electric wire 77.

そして、カートリッジ装着部83に筒状ケース80を装着する。この際、検知機構81が筒状ケース80の検知部80bを検知することで、針一体型測定装置1は筒状ケース80の装着状態を確認することができる。
当初、クランクプレート59は原点位置に復帰しており、偏心軸54はバイオセンサチップ20から最も遠い上死点位置(図2の位置)に位置しているが、スイッチ35を押圧操作して減圧量を適宜調整することにより、クランクプレート59が原点位置から適宜回転させられ、クランクプレート59は測定開始位置に移動する。
Then, the cylindrical case 80 is mounted on the cartridge mounting portion 83. At this time, the detection mechanism 81 detects the detection unit 80b of the cylindrical case 80, so that the needle-integrated measuring apparatus 1 can check the mounting state of the cylindrical case 80.
Initially, the crank plate 59 has returned to the origin position, and the eccentric shaft 54 is located at the top dead center position (position in FIG. 2) farthest from the biosensor chip 20, but the pressure is reduced by pressing the switch 35. By appropriately adjusting the amount, the crank plate 59 is appropriately rotated from the origin position, and the crank plate 59 is moved to the measurement start position.

そして、筒状ケース80の先端当接部80aを被検体Mの穿刺部位(例えば指先)に押し当てる。
この状態でスイッチ33が押下されると、駆動モータ53によりゆっくり回転駆動されるクランクプレート59の回転速度に応じた速度で移動させられる第2クランクロッド56を介して、減圧ポンプ91のピストン90がシリンダ93に対して穿刺方向へ移動させられる。
And the front-end | tip contact part 80a of the cylindrical case 80 is pressed on the puncture site | part (for example, fingertip) of the subject M. FIG.
When the switch 33 is pressed in this state, the piston 90 of the decompression pump 91 is moved via the second crank rod 56 that is moved at a speed corresponding to the rotational speed of the crank plate 59 that is slowly rotated by the drive motor 53. The cylinder 93 is moved in the puncturing direction.

そこで、減圧ポンプ91は、減圧空間95内に負圧を発生させるので、圧力連通路97により連通された収容空間85も減圧状態となり、被検体Mの穿刺部位には吸引力が作用する。
次に、クランクプレート59が測定開始位置まで回転させられて減圧動作が完了すると、今度は駆動モータ53により急速に回転駆動されるクランクプレート59の回転速度に応じた速度で移動させられる第1クランクロッド55及び連結軸73を介して、バイオセンサカートリッジ11を装着したコネクタ32が穿刺駆動される。
Therefore, since the decompression pump 91 generates a negative pressure in the decompression space 95, the storage space 85 communicated by the pressure communication path 97 is also decompressed, and a suction force acts on the puncture site of the subject M.
Next, when the crank plate 59 is rotated to the measurement start position and the depressurization operation is completed, the first crank is moved at a speed corresponding to the rotational speed of the crank plate 59 that is rapidly rotated by the drive motor 53. Via the rod 55 and the connecting shaft 73, the connector 32 to which the biosensor cartridge 11 is attached is driven to puncture.

そして、クランクプレート59が回転し、偏心軸54がバイオセンサチップ20から最も近い下死点位置(図3の位置)まで回動させられ、穿刺駆動されたバイオセンサカートリッジ11の先端が所定の押圧力で被検体Mに押し付けられると、図6(a)に示すように、弾性体15の周壁部17及び膨出部18が潰れ、穿刺針13が突出される。これにより、突出した穿刺針13の先端が被検体Mに穿刺される。   Then, the crank plate 59 rotates, the eccentric shaft 54 is rotated to the nearest bottom dead center position (position shown in FIG. 3) from the biosensor chip 20, and the tip of the biosensor cartridge 11 that has been punctured is pushed to a predetermined level. When pressed against the subject M with pressure, the peripheral wall portion 17 and the bulging portion 18 of the elastic body 15 are crushed and the puncture needle 13 is projected as shown in FIG. Thereby, the tip of the protruding puncture needle 13 is punctured into the subject M.

更に、クランクプレート59が回転し、偏心軸54が下死点位置から若干回動させられ、穿刺駆動されたバイオセンサカートリッジ11の先端が所定量だけ後退させられると、図6(b)に示すように、穿刺針13が被検体Mから抜かれた最終移動測定位置(図4の位置)に達して停止する。これと同時に、押し付け力により変形した弾性体15は、復元力によって元の形状に戻る。この際、駆動機構51は、駆動モータ53を逆回転させることなくバイオセンサカートリッジ11を所定量だけ後退させることができる。   Further, when the crank plate 59 is rotated, the eccentric shaft 54 is slightly rotated from the bottom dead center position, and the tip of the biosensor cartridge 11 driven to puncture is retracted by a predetermined amount, it is shown in FIG. Thus, the puncture needle 13 reaches the final movement measurement position (position in FIG. 4) extracted from the subject M and stops. At the same time, the elastic body 15 deformed by the pressing force returns to its original shape by the restoring force. At this time, the drive mechanism 51 can retract the biosensor cartridge 11 by a predetermined amount without rotating the drive motor 53 in the reverse direction.

被検体Mから穿刺針13が抜かれると、その穿刺穴から流出する血液Bが、バイオセンサチップ20の先端に開口する試料採取口25aへ導かれ、試料採取口25aから中空反応部25への流入する。
この際、収容空間85内には負圧が付与しているので、穿刺穴から流出した血液Bに対しても負圧が作用し、効率よくバイオセンサチップ20の中空反応部25に血液Bを吸引することができる。
When the puncture needle 13 is removed from the subject M, the blood B flowing out from the puncture hole is guided to the sample collection port 25a opened at the tip of the biosensor chip 20, and the sample collection port 25a leads to the hollow reaction unit 25. Inflow.
At this time, since negative pressure is applied in the accommodation space 85, negative pressure also acts on the blood B flowing out from the puncture hole, and the blood B is efficiently applied to the hollow reaction part 25 of the biosensor chip 20. Can be aspirated.

そして、中空反応部25に流入した血液Bが試薬26と反応すると、電流が発生し、この電流が基板22aの検知用電極24a,24bに流れ、電線77を介して計測制御装置30に入力される。これにより、血液中の成分が計測され、その計測結果が制御部によって表示部36へ表示される。   Then, when the blood B flowing into the hollow reaction part 25 reacts with the reagent 26, an electric current is generated, and this electric current flows to the detection electrodes 24 a and 24 b of the substrate 22 a and is input to the measurement control device 30 through the electric wire 77. The Thereby, components in the blood are measured, and the measurement result is displayed on the display unit 36 by the control unit.

このように、駆動機構51は、駆動モータ53により一方向に回転駆動されるクランクプレート59の回転速度に応じた速度で往復運動させられる連結軸73を介して、バイオセンサカートリッジ11が装着されたコネクタ32を穿刺駆動することができる。
そこで、駆動機構51の構造が簡単になり、測定装置本体40の小型化及び低コスト化が可能となる。また、駆動機構51は駆動モータ53を逆回転させることなくバイオセンサカートリッジ11を往復運動させることができ、穿刺動作の正確な制御が可能となる。更に、駆動モータ53がステッピングモータからなるので、穿刺駆動の数値制御が可能となり、穿刺速度及びストローク等の設定・変更が容易である。
Thus, the biosensor cartridge 11 is mounted on the drive mechanism 51 via the connecting shaft 73 that is reciprocated at a speed corresponding to the rotational speed of the crank plate 59 that is rotationally driven in one direction by the drive motor 53. The connector 32 can be punctured.
Therefore, the structure of the drive mechanism 51 is simplified, and the measurement apparatus main body 40 can be reduced in size and cost. In addition, the drive mechanism 51 can reciprocate the biosensor cartridge 11 without rotating the drive motor 53 in reverse, thereby enabling accurate control of the puncturing operation. Furthermore, since the drive motor 53 is a stepping motor, numerical control of puncture driving is possible, and setting / changing of the puncture speed, stroke, and the like are easy.

また、減圧機構41は、クランクプレート59の偏心軸54に連結された第2クランクロッド56を介して減圧ポンプ91のピストン90を穿刺方向に移動させることにより、バイオセンサカートリッジ11の収容空間85内に負圧を付与することができる。
そこで、本実施形態の針一体型測定装置1によれば、収容空間85及び穿刺部位に対する減圧とバイオセンサカートリッジ11による穿刺とが、同一の駆動動作となるので、ワンタッチ動作での測定が可能となる。その結果、短時間且つ容易な測定を可能にして、使用者の負担を軽減することができる。
従って、穿刺針13およびバイオセンサチップ11を同時に駆動して穿刺を行うための駆動機構51の構造を簡単かつ小型化し、正確な測定を行うことができる安価でコンパクトな針一体型測定装置1を提供することができる。
In addition, the decompression mechanism 41 moves the piston 90 of the decompression pump 91 in the puncture direction via the second crank rod 56 connected to the eccentric shaft 54 of the crank plate 59, so that the inside of the accommodation space 85 of the biosensor cartridge 11. A negative pressure can be applied to.
Therefore, according to the needle-integrated measurement device 1 of the present embodiment, the pressure reduction with respect to the accommodation space 85 and the puncture site and the puncture with the biosensor cartridge 11 are the same drive operation, so that measurement with a one-touch operation is possible. Become. As a result, measurement can be performed in a short time and easily, and the burden on the user can be reduced.
Therefore, an inexpensive and compact needle-integrated measuring apparatus 1 that can easily and miniaturize the structure of the drive mechanism 51 for simultaneously performing the puncture by simultaneously driving the puncture needle 13 and the biosensor chip 11 and performing an accurate measurement. Can be provided.

なお、本発明の針一体型測定装置に係る穿刺具、バイオセンサチップ、バイオセンサカートリッジ、コネクタ、測定装置本体、駆動機構、クランクプレート、偏心軸、クランクロッド、減圧機構、減圧ポンプ、駆動モータ及び筒状ケース等の構成は、上記した実施形態の構成に限定されるものでなく、本発明の趣旨に基づいて適宜な変形、改良等が可能であることは云うまでもない。   A puncture device, a biosensor chip, a biosensor cartridge, a connector, a measurement device main body, a drive mechanism, a crank plate, an eccentric shaft, a crank rod, a decompression mechanism, a decompression pump, a drive motor, and the like according to the needle integrated measurement device of the present invention The configuration of the cylindrical case or the like is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and it goes without saying that appropriate modifications and improvements can be made based on the gist of the present invention.

本発明の一実施形態に係る針一体型測定装置の構成図である。It is a lineblock diagram of a needle integrated measuring device concerning one embodiment of the present invention. (a)は図1に示した針一体型測定装置の穿刺待機中の状態を示す水平断面図であり、(b)は(a)におけるB−B断面矢視図である。(A) is a horizontal sectional view which shows the state in the standby state of the puncture of the needle integrated type measuring apparatus shown in FIG. 1, and (b) is a BB sectional arrow view in (a). 図1に示した針一体型測定装置の穿刺中の状態を示す水平断面図である。FIG. 2 is a horizontal sectional view showing a state during puncturing of the needle integrated measuring apparatus shown in FIG. 1. 図1に示した針一体型測定装置の穿刺後の状態を示す水平断面図である。It is a horizontal sectional view which shows the state after the puncture of the needle integrated measuring apparatus shown in FIG. (a)はバイオセンサチップの一例を示す断面図であり、(b)は(a)中A方向から見たバイオセンサチップの端面図である。(A) is sectional drawing which shows an example of a biosensor chip, (b) is an end view of the biosensor chip seen from A direction in (a). (a)は図1に示した針一体型測定装置の穿刺中の状態を示す要部概略断面図であり、(b)は図1に示した針一体型測定装置の穿刺後の状態を示す要部概略断面図である。(A) is a principal part schematic sectional drawing which shows the state during the puncture of the needle integrated measuring apparatus shown in FIG. 1, (b) shows the state after the puncture of the needle integrated measuring apparatus shown in FIG. It is a principal part schematic sectional drawing.

符号の説明Explanation of symbols

1…針一体型測定装置
11…バイオセンサカートリッジ
13…穿刺針(穿刺具)
15…弾性体
20…バイオセンサチップ
30…計測制御装置
32…コネクタ
40…測定装置本体
41…減圧機構
51…駆動機構
52,57…枢軸ピン
53…駆動モータ(クランクプレートの回転位置・速度制御モータ)
54…偏心軸
55…第1クランクロッド(クランクロッド)
56…第2クランクロッド
59…クランクプレート
73…連結軸
80…筒状ケース
85…収容空間
90…ピストン
91…減圧ポンプ
93…シリンダ
95…減圧空間
97…圧力連通路
M…被検体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Needle integrated measuring device 11 ... Biosensor cartridge 13 ... Puncture needle (puncture tool)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Elastic body 20 ... Biosensor chip 30 ... Measurement control apparatus 32 ... Connector 40 ... Measurement apparatus main body 41 ... Depressurization mechanism 51 ... Drive mechanism 52, 57 ... Axis pin 53 ... Drive motor (Rotation position and speed control motor of crank plate) )
54 ... Eccentric shaft 55 ... First crank rod (crank rod)
56 ... Second crank rod 59 ... Crank plate 73 ... Connection shaft 80 ... Cylinder case 85 ... Accommodating space 90 ... Piston 91 ... Decompression pump 93 ... Cylinder 95 ... Decompression space 97 ... Pressure communication passage M ... Subject

Claims (5)

穿刺具とバイオセンサチップを一体に備えたバイオセンサカートリッジが着脱可能に装着されるコネクタと、前記コネクタを測定装置本体に対して穿刺駆動する駆動機構と、を備えた針一体型測定装置であって、
前記駆動機構が、
駆動モータにより回転駆動されるクランクプレートと、
前記クランクプレートに設けられた偏心軸と、
前記偏心軸に連結され、前記クランクプレートの回転速度に応じた速度で前記コネクタを往復運動させるクランクロッドと、
を備えることを特徴とする針一体型測定装置。
A needle-integrated measurement apparatus comprising: a connector to which a biosensor cartridge integrally including a puncture device and a biosensor chip is detachably mounted; and a drive mechanism for driving the connector to puncture the measurement apparatus main body. And
The drive mechanism is
A crank plate that is rotationally driven by a drive motor;
An eccentric shaft provided on the crank plate;
A crank rod connected to the eccentric shaft and reciprocatingly moving the connector at a speed corresponding to the rotational speed of the crank plate;
A needle-integrated measuring apparatus comprising:
前記バイオセンサカートリッジを収容する収容空間と伴に前記穿刺具による穿刺部位を減圧状態にする減圧機構を備えた針一体型測定装置であって、
前記減圧機構が、前記偏心軸に接続された減圧ポンプのピストンを移動させることにより、前記収容空間内に負圧を付与することを特徴とする請求項1に記載の針一体型測定装置。
A needle-integrated measurement device provided with a decompression mechanism for bringing the puncture site by the puncture device into a decompressed state together with a housing space for housing the biosensor cartridge,
The needle-integrated measuring apparatus according to claim 1, wherein the pressure reducing mechanism applies a negative pressure to the housing space by moving a piston of a pressure reducing pump connected to the eccentric shaft.
前記クランクプレートの回転開始位置を変更することにより、前記ピストンの減圧ストロークを変更して前記収容空間内の減圧量を調整することを特徴とする請求項2に記載の針一体型測定装置。   The needle integrated measuring apparatus according to claim 2, wherein the pressure reduction amount in the accommodation space is adjusted by changing a pressure reduction stroke of the piston by changing a rotation start position of the crank plate. 前記駆動モータが、前記クランクプレートの回転位置・速度制御モータからなることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の針一体型測定装置。   The needle-integrated measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the drive motor is a rotation position / speed control motor of the crank plate. 先端当接部を前記穿刺部位に押し当てることにより、前記収容空間を気密に密閉可能な筒状ケースが、前記測定装置本体に対して着脱自在とされると共に、
前記測定装置本体には、前記筒状ケースの装着状態を検知するための検知機構が設けられることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の針一体型測定装置。
By pressing the tip contact portion against the puncture site, a cylindrical case capable of hermetically sealing the accommodation space is made detachable from the measurement apparatus main body,
5. The needle-integrated measuring apparatus according to claim 1, wherein the measuring apparatus main body is provided with a detection mechanism for detecting a mounting state of the cylindrical case.
JP2008041861A 2008-02-22 2008-02-22 Needle-integrated measuring device Pending JP2009195559A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008041861A JP2009195559A (en) 2008-02-22 2008-02-22 Needle-integrated measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008041861A JP2009195559A (en) 2008-02-22 2008-02-22 Needle-integrated measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009195559A true JP2009195559A (en) 2009-09-03

Family

ID=41139771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008041861A Pending JP2009195559A (en) 2008-02-22 2008-02-22 Needle-integrated measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009195559A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9820683B2 (en) Allowing measurements to be made of a blood sample
JP4157471B2 (en) Integrated blood sample analysis system with multi-purpose sampling module
EP1404232B1 (en) Blood sampling apparatus and method
CN1217623C (en) Body fluid measuring apparatus with lancet and lancet holder used for the measuring apparatus
JP2009082631A (en) Biosensor measuring instrument
JPWO2007063948A1 (en) Sensor-lancet integrated device and body fluid collecting method using the same
EP1788944A1 (en) Method and apparatus for sampling and analysis of fluids
US9572525B2 (en) Allowing measurements to be made of a blood sample
JP6061951B2 (en) Device for drawing blood samples
JP2008125813A (en) Biosensor cartridge and biosensor device
JP2006284481A (en) Detection part of biosensor
WO2004004566A1 (en) Method of setting piercing member in piercing device, piercing device, and cam mechanism
US9526445B2 (en) Blood sample collection
JP4957121B2 (en) Biosensor cartridge
JP2009195560A (en) Needle-integrated measuring device
JP2009195559A (en) Needle-integrated measuring device
US20190200909A1 (en) Apparatus for eliciting a blood sample
JP2009125486A (en) Biosensor set and needle integrated measuring instrument
JP6192659B2 (en) Device with lancet
JP4979005B2 (en) Biosensor measuring device
JP2009050464A (en) Needle-integrated measuring device
JP2009268755A (en) Measuring instrument coupled with needle
JP2009095567A (en) Needle-integrated type biosensor system
JP2008289721A (en) Biosensor measuring instrument
JP2009022673A (en) Biosensor cartridge