JP2012220228A

JP2012220228A - 電気化学測定デバイス

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Publication number: JP2012220228A
Application number: JP2011083296A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Fukunaga; 淳福永
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2011-04-05
Publication date: 2012-11-12

Abstract

【課題】測定デバイスにおいて、未反応液の混入による誤測定の発生を防ぐことを目的とする。
【解決手段】試料を保持するための第一の試料保持部１０、第二の試料保持部９、第一の空気孔２、第二の空気孔３、第一の試料保持部１０内に試料を供給するための試料導入口４、第一のカバー保持部５、第二のカバー保持部６、本体１０１の外周に沿って移動可能であるカバー１、を備えた測定デバイス１０２。
【選択図】図１

Description

本発明は、試料中に含まれる被検物質の測定を行うための電気化学測定デバイス及び測定装置に関するものである。

従来、電極及び試薬が同じキャビティ内に存在し、毛細管現象を利用して試料を導入することにより、その試料中に含まれる被検物質を測定する測定デバイスがあった（例えば特許文献１）。

特開平１０−２７３３３１号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の測定デバイスでは、試薬と試料が十分に反応する前に、電極上に反応試料が到達し、その結果誤測定を生じさせるという問題を有していた。

そこで、本発明は、上記のような従来の問題を解決し、十分に試薬と試料が反応した反応溶液のみを電極上に誘導し、誤測定を防ぐことができる測定デバイスを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の測定デバイスは、試料を導入するための導入口と、試料を保持するための第一の試料保持部と、試料を保持するための第二の試料保持部と、前記第一の試料保持部に連結した第一空気孔と、前記第二の試料保持部に連結した第二の空気孔と、第二の試料保持部内に設けられた電極と、第一の試料保持部内に設けられた試薬と、前記第一の試料保持部及び第二の試料保持部の外周に沿って移動可能に設けられ、前記第一及び第二の空気孔を塞ぐためのカバー、によって構成される。

このような構成によれば、カバーによって第一、第二の空気孔を塞ぐことができ、カバーの位置を移動させることで、試薬と十分に反応した反応液のみを電極上に誘導させることができるため、誤測定を防止することができる。

本発明の測定デバイスは、前記第一の空気孔を露出し、前記第二の空気孔を塞ぐ位置に前記カバーを保持するための第一のカバー保持部をさらに備える。
このようにすることで、カバーの位置を所定の位置に固定することができ、前記第二の試料保持部まで、未反応の試料が誘導されることを防ぐことができる。

本発明の測定デバイスは、前記第一の空気孔を塞ぎ、前記第二の空気孔を露出する位置に前記カバーを保持するための第二のカバー保持部をさらに備える。このようにすることで、カバーの位置を所定の位置に固定することができるため、前記試料保持部内により正確に反応液を誘導させることができる。

本発明の測定デバイスは、一対の電極を備える。このようにすることで、測定中に含まれる被検物質の濃度を電気化学反応に基づき測定することができる。

本発明の測定デバイスは、試薬が抗体または酵素を含むことを特徴とする。このようにすることで、検体中に含まれる披検物質をより特異的に検出することができる。

本発明の測定装置は、
測定デバイスを取り付けるための測定デバイス取り付け部と、
電極に電圧を印加するための電圧印加部と、
電極からの電気信号を測定するための電気信号測定部と
試料に含まれる披検物質を定量するための演算部と
測定デバイスのカバーを移動させるためのカバー移動機構と
測定デバイスのカバー保持部を垂直方向に持ち上げるためのカバー持ち上げ部とを備える。

このようにすることで、試料を第一の試料保持部内に供給させ、試薬と反応した試料を、次に第二の試料保持部に供給することができるため、試薬と十分に反応した反応液のみを電極上に誘導させることができるため、誤測定を防止することができる。

本発明の測定デバイスによれば、十分に試薬と反応した試料を電極上に誘導させることができるため、誤測定を防止することができる。

本発明の測定デバイスの実施の形態１の構成を示す斜視図図１に示す測定デバイス１のＡ−Ａ線部分の断面図図１に示す測定デバイス１０２のカバー１を設置させた状態を示す斜視図図１に示す測定デバイス１０２のカバー１を移動させた状態を示す斜視図実施の形態１に係る測定デバイス１０２の分解斜視図実施の形態１に係る測定デバイス１０２を用いた測定装置８０を示す斜視図図６に示す測定装置８０の構成を示すブロック図図６に示す測定装置８０の測定デバイス取り付け開口部８１の断面図図６に示す測定装置８０の断面図を示す図図９に示す測定装置８０に測定デバイス１０２を取り付けた第一の状態を示す図図９に示す測定装置８０に測定デバイス１０２を取り付けた第二の状態を示す図本発明の測定デバイス１０２及び測定装置８０を用いて試料中の被検物質を測定する工程を説明するための模式図本発明の測定デバイス１０２及び測定装置８０を用いて試料中の被検物質を測定するうちのさらに他の工程を説明するための模式図本発明の測定デバイス１０２及び測定装置８０を用いて試料中の被検物質を測定する工程のうちのさらに他の工程を説明するための模式図本発明の測定デバイス１０２及び測定装置８０を用いて試料中の被検物質を測定する工程のうちのさらに他の工程を説明するための模式図

本発明の測定デバイスは、試料を導入するための導入口と、試料を保持するための第一の試料保持部と、試料を保持するための第二の試料保持部と、前記第一の試料保持部に連結した第一空気孔と、前記第二の試料保持部に連結した第二の空気孔と、第二の試料保持部内に設けられた電極と、第一の試料保持部内に設けられた試薬と、前記第一の試料保持部及び第二の試料保持部の外周に沿って移動可能に設けられ、前記第一及び第二の空気孔を塞ぐためのカバー、から構成される。

本発明の測定デバイスは、前記第一の空気孔を露出し、前記第二の空気孔を塞ぐ位置に前記カバーを保持するための第一のカバー保持部をさらに備えていてもよい。

本発明の測定デバイスは、前記第一の空気孔を塞ぎ、前記第二の空気孔を露出する位置に前記カバーを保持するための第二のカバー保持部をさらに備えていてもよい。

本発明の測定デバイスは、前記電極が一対の電極であってもよい。

本発明の測定デバイスは、試薬が抗体、または酵素を含んでいてもよい。

本発明の測定装置は、試料中に含まれる披検物質の濃度を測定するための測定装置であって、
前記測定デバイスを取り付けるための測定デバイス取り付け部と、
前記電極に電圧を印加するための電圧印加部と、
前記電極からの電気信号を測定するための電気信号測定部と
試料に含まれる披検物質を定量するための演算部と
前記測定デバイスのカバーを移動させるためのカバー移動機構と
前記測定デバイスのカバー保持部を垂直方向に持ち上げるためのカバー持ち上げ部と
を備える。

（実施の形態１）
本発明の測定デバイスは、空気孔を塞ぐためのカバーを備えている点に特徴を有する。以下、図面を参照しながら本発明の測定デバイスの好適な実施の形態について詳細に説明する。

１．測定デバイスについて
図１〜４を用いて本発明の実施の形態に係る測定デバイスの構成を説明する。図１は、本発明の測定デバイスの実施の形態１の構成を示す斜視図、図２は、図１に示す測定セル１のＡ−Ａ線部分の断面図、図３は、図１に示す測定デバイス１０１のカバー１を設置させ、第一の空気孔２を塞いだ状態を示す斜視図、図４は、図１に示す測定デバイス１０１のカバー１を移動させ、第二の空気孔３を塞いだ状態を示す斜視図である。

図１〜図４に示すように、実施の形態１に係る測定デバイス１０２は、主として、上部に開口を有する本体１０１と、カバー１との２つの部材で構成されている。

本体１０１には、本体１０１の内部の中空部分によって構成されかつ試料を保持するための第一の試料保持部１０、第一の試料保持部１に連通しておりかつ第一の試料保持部１０の内部に試料を供給するための開口部４、第一の試料保持部１の内部に設置され、試料と反応するための試薬７、第一の試料保持部に連通しており、かつ第一の試料保持部１０の内部に毛細管現象により試料を供給するための第一の空気孔３、
また、第一の試料保持部と連通し、試料を保持するための第二の試料保持部９、第二の試料保持部９に連通しており、かつ第二の試料保持部９の内部に第二の試料保持部９に前記試薬と反応した試料を供給するための第二の空気孔２、第二の試料保持部内に設置され第二の試料保持部に保持された試料を測定するための一対の電極８から構成される。

カバー１は、本体１０１の外周に沿って移動することが可能なように本体１０１の外周側面に配置されており、第一の空気孔３及び、第二の空気孔２を塞ぐことが可能である。

また、第一の空気孔及び第二の空気孔を塞ぐ際の密封性を高めるために、カバー内側にゴム状の物質を設けていても良い。ゴム状の部材としては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム及びテフロンゴムなどの合成ゴム等が挙げられる。

そして、本体１０１には、第二の空気孔２を塞ぎかつ第一の空気孔３を露出する位置にカバー１を保持するための第１のカバー保持部５が設けられ、第１の空気孔３を塞ぎかつ第二の空気孔２を露出する位置にカバー１を保持するための第２のカバー保持部６が設けられている。測定を行う前の状態では、カバー１は、第１のカバー保持部５により、第二の空気孔２を塞ぎかつ第一の空気孔３を露出する位置に保持されている。

このカバー１は、本体１０１の外周側面に沿って矢印Ｘの方向に移動させることが可能である。第一の試料保持部に試料を供給させ、試料と試薬７を反応させる際には、図３に示す位置にカバー１を設置させ、毛細管現象を利用し、開口部１０４から第一の試料保持部に試薬を導入させる。この際、第二の空気孔２がカバー１により塞がれているため、試料は第一の試料保持部１０にのみ供給される。次に、試薬と試料を所望の時間反応させ、測定を行う際には、第１のカバー保持部５を越えてカバー１を、第一の空気孔３を塞ぎ、第二の空気孔２を露出する位置に移動させる。そうすることで、本体１０１が垂直方向にしなり、重力によって第一の試料保持部１０内に保持されていた試薬７と反応した試料が、第二の試料保持部９に供給される。第一の空気孔３が塞がれていることにより、第一の資料保持部内の試料は、すべて第二の試料保持部内に供給される。このようにすることで、試薬７と所望の時間反応させた試料を一対の電極８の設置された第二の試料保持部９に供給することができ、誤測定を防ぐことができる。

ここで、測定デバイス１０２における電極８の材料としては、金、白金、パラジウムあるいはそれらの合金または混合物、及びカーボンのいずれかを少なくとも含むものが好ましい。あるいは透明電極としてインジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）が好ましい。これらの材料は化学的、電気化学的に安定であり、安定した測定を実現することができる。第１のカバー保持部５及び第二のカバー保持部６は、測定デバイス１０２に試料を供給する際に第二の空気孔２を塞ぎ、かつ第一の空気孔３を露出する位置にカバー１を配置することができ、かつ、測定時に第一の空気孔３を塞ぎ、第二の空気孔２を露出させることができる構成を有していればよい。例えば図１〜４に示すように、本体１０１の側面と側面とが結ぶ４つの角部に設けた突起（突起状の部材）で、第１のカバー保持部５及び第二のカバー保持部６を構成すればよい。

かかる第１のカバー保持部５及び第二のカバー保持部６を構成する突起は、当該突起が変形してカバー１が移動することを許容し得るように、弾力性を有する材料で形成するのが好ましい。例えば、天然ゴム、イソプレンゴム及びテフロンゴムなどの合成ゴム等が挙げられる。これらのうちのいずれかの材料を用いれば、カバー１及び本体１０１の少なくともいずれかに対して、第１のカバー保持部５及び第二のカバー保持部６を構成する突起を変形することができる力を加え、カバー１をスライドさせることにより、カバー１を矢印Ｘの方向に移動させることができる。

また、本発明においては、上記突起を本体１０１の側面の一部に設けて第１のカバー保持部５としてもよい。

さらに、カバー１と本体１０１との間に、シート又は層（シート状又は層状の部材）を挿入し、これを第１のカバー保持部５としても構わない。このとき、上記シート又は層は、例えば水添石油樹脂、ロジンエステル、特殊ロジンエステル、アルキルフェノール系樹脂、水溶性ポリマー及びエマルジョン系樹脂などの粘着性樹脂を、カバー１の内周面又は本体１０１の外表面に薄く塗布して乾燥することにより形成することができる。

このようなシート又は層で構成された第１のカバー保持部５を用いると、粘着性樹脂の有する粘着力により、第１のカバー保持部５はカバー１０１を保持することができる。この場合、カバー１及び本体１０１の少なくともいずれかに対して粘着性樹脂の有する粘着力を超える力を加え、カバー１をスライドさせることにより、カバー１を矢印Ｘの方向に移動させることができる。

さらに別の態様として、本体１０１のうち少なくともカバー１と接触する部分に、弾力性を有する材料で構成した弾力性部分を形成し、当該弾力性部分を第１のカバー保持部５とすることもできる。このようにすると、カバー１及び本体１０１の少なくともいずれかに対して、上記弾力性部分を変形させることができる力を加え、カバー１をスライドさせることにより、カバー１を矢印Ｘの方向に移動させることができる。

また、第１のカバー保持部５は、逆止弁又は板バネなどの形状を有する部材で構成してもよく、また、上述した材料以外の材料で構成することも可能である。

本体１０１と突起とを一体成形によって形成して第１のカバー保持部５を構成することもできる。この場合は、本体１０１と第１のカバー保持部５とが同じ材料で構成されることとなり、突起が弾力性や粘着性を有しない材料で構成されないこととなるが、突起を折ることによってカバー１を矢印Ｘの方向に移動させることができる。

第２のカバー保持部６としては、第１のカバー保持部５と同様の構成を有していればよいが、異なる構成であっても構わない。ただし、第１のカバー保持部５と同様に、突起の形状を有する部材で第２のカバー保持部６を構成するのが好ましい。

本発明の測定デバイスは、さらに試料中の被検物質と特異的に反応する試薬を備えている。試薬は、第一の試料保持部内に乾燥状態で備えられ、試料保持部内に試料が供給されたときに、試料に溶解するように配置されていることが好ましい。例えば、ガラス繊維や濾紙等からなる多孔性の担体に試薬の溶液を含浸させた後乾燥させることにより試薬を担持させ、その多孔性の担体を試料保持部内に設ければよい。また、第一の試料保持部を構成する壁面に、試薬の溶液を直接塗布した後乾燥することにより試薬を配置してもよい。

試薬としては、例えば、酵素、抗体、ホルモンレセプター、化学発光試薬、ＤＮＡ等が挙げられる。特に抗体は、公知の方法により産生することができるので、試薬を作製しやすいという点で有利である。例えば、トロポニンＩなどの蛋白や、ｈＣＧ、ＬＨなどのホルモンを抗原として、マウス・ウサギ等に免疫することにより、前記抗原に対する抗体を得ることができる。抗体としては、トロポニンＩ等の血中に含まれる蛋白に対する抗体等が挙げられる。

本発明における試料としては、尿、血清、血漿、血液等の体液及び培地の上清液等の液体の試料が挙げられる。

被検物質としては、トロポニンＩ、ｈＣＧ、ＬＨ、ＣＲＰ、ＩｇＧ等が挙げられる。
また、試薬に用いる抗体には、Ferrocene-CONH-CH₂CH₂O-(CH₂)₂-CO-NHS(NHS:N-Hydroxysuccinimide)で表されるフェロセン化合物を抗体のリシン残基に結合させた抗体であって、抗トロポニンＩフェロセン修飾抗体を用いることが好ましい。また、電極８近傍には、トロポニンＩと結合したフェロセン修飾抗体のみを補足するために、抗トロポニンＩフェロセン修飾抗体とは異なるエピトープに結合する抗トロポニンＩ抗体を設置していることが好ましい。

測定デバイス１０２は、長さが３０〜５０ｍｍ程度、幅が８〜１５ｍｍ程度で構成される。また、測定デバイス１０２は、第一の試料保持部１０内に試料を供給するための開口部４及び第一の試料保持部１０内に毛細管現象により血液を導入するための第一の空気孔３を備えており、また、第一の試料保持部１０と連通した第二の試料保持部９と第二の試料保持部に毛細管現象により血液を導入するための第二の空気孔２を備えている。
また、第一の試料保持部１０内には、血液中のトロポニンＩと特異的に反応し、フェロセン化合物が共有結合された抗トロポニンＩフェロセン修飾抗体及び緩衝液を含んだ試薬が設置され、第二の試料保持部９内には、抗トロポニンＩフェロセン修飾抗体のフェロセン化合物と反応するための一対の電極８が設置されている。また、一対の電極８の近傍には、トロポニンＩと結合した抗トロポニンＩフェロセン修飾抗体を補足するために、抗トロポニンＩフェロセン修飾抗体とは異なるエピトープに結合する抗トロポニンＩ抗体を設置している。

本体１０１には、第一の空気孔３を露出し、かつ第二の空気孔２を塞ぐ位置にカバー１を保持するための第１のカバー保持部５並びに第一の空気孔３を塞ぎ、かつ第二の空気孔２を露出する位置にカバー１を保持するための第２のカバー保持部６が設けられている。

図５に示すようにカバー１は、第１のカバー部材１０３及び第２のカバー部材１０４を組み合わせることにより構成されている。

第１の測定デバイス部材１０５、第２の測定デバイス部材１０６、第３の測定デバイス部材１０７、第一のカバー部材１０３、第２のカバー部材１０４はポリスチレン製である。

図３に示すように、試料の供給を行う前の状態では、カバー１は、第１のカバー保持部５により、本体１０１の第二の空気孔２を塞ぐ位置に保持されている。また、このカバー１は、本体１０１の外周側面に沿って矢印Ｘの方向に移動させることが可能である。

次に、測定デバイス１０２の作製方法について、図５を用いて説明する。図５は実施の形態１に係る測定デバイス１の分解斜視図である。

第１の測定デバイス部材１０５、第２の測定デバイス部材１０６、第３の測定デバイス部材１０７、第一のカバー部材１０３及び第二のカバー部材１０４はポリスチレン製であり、金型を用いた成形によって得ることができる。成型には、公知の樹脂成型技術を用いればよい。一方、第３の測定デバイス部材１０７の面上には、一対の導電部を配置する。例えば一対の導電部と同様の形状の空隙を有するアクリル樹脂性のマスクを第３の測定デバイス部材１０７上に配置し、それを介して金をスパッタした後、マスクを除去することにより一対の導電部を形成することができる。スパッタに代えて、蒸着でも同様の手順で形成することができる。一対の導電部の寸法は特に制限されないが、例えば、それぞれ幅２ｍｍ程度、長さ１４ｍｍ程度、厚み５μｍ程度であればよい。導電部、電極、接続部の材料、面積、厚さ、形状及び位置等は、必要とするデバイスの特性などに応じて適宜・適切に選択することが好ましい。

次に、第１の測定デバイス部材１０５、第２の測定デバイス部材１０６及び第３の測定デバイス部材１０７で構成される測定デバイス１０１の内面は、親水性処理しておくのが好ましい。

例えば、第１、第２、第３の測定デバイス部材の表面全体に、０．１％レシチン／トルエン溶液を０．０５ｍＬ滴下し、塗布する。２〜３分間大気中に静置し、トルエン溶媒を蒸発させることにより、上記表面全体に親水性を付与することができる。

また、レチシン溶液の代わりに、エチレングリコールアルキルエーテル（ＴｒｉｔｏｎＸ−１００）などの界面活性剤の水溶液を用いても、同様の親水性処理を行うことができる。

第１の測定セル部材１０５には、第１のカバー保持部５として機能する２つの突起及び第２のカバー保持部１０６として機能する２つの突起がそれぞれ設けられている。

次に、第１の測定デバイス部材１０７の底面に試薬７を形成する。反応試薬となる抗体の水溶液を、例えばマイクロシリンジなどを用いて第１の測定デバイス部材１０７の凹部の底面に一定量滴下することにより塗布し、これを室温〜３０℃程度の環境に静置して水分を蒸発させることにより、乾燥状態で試薬を担持することができる。

塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び量は、必要とする測定デバイスの特性や第１の測定デバイス部材１０７における形成位置の空間的な制限に応じて適切に調整すればよい。また、第１の測定デバイス部材１０７における試薬７の位置や面積は、試薬の試料に対する溶解性などを鑑みて適宜適切に調整すればよい。

なお、トロポニンＩに対する抗体は従来公知の方法により得ることができる。例えば、トロポニンＩを免疫したウサギ抗血清を、プロテインＡカラムクロマトグラフィーにより精製した後、透析チューブを用いて透析することにより、抗トロポニンＩ抗体が得られる。

第１のカバー部材１０３及び第２のカバー部材１０４は、ポリスチレン製の板状の部材であり、金型を用いた成形によって得ることができる。また、それに代えて、樹脂製の板状体を所望の形状に切削することによっても作製することができる。

上記のようにして得られる第１の測定デバイス部材１０７、第２の測定デバイス部材１０６及び第３の測定デバイス部材１０５、第一のカバー部材１０３及び第二のカバー部材１０４を、図５に記した破線で示す位置関係をもって接合し、本体を組み立てる。各部材の接合部に例えばエポキシ樹脂などの接着剤を塗布した後、各部材を張り合わせ静置し、接合部を乾燥させることにより組み立てる。また、それに代えて、各部材を接合した後、例えば市販の溶着機を用いて接合部分を熱または超音波によって溶着させてもよい。

２．測定装置について
次に本発明の測定セルを用いた測定装置について、図６〜８を参照しながら、説明する。図６は、上記実施の形態１に係る測定デバイス１０２を用いた測定装置８０を示す斜視図であり、図８は測定装置２における測定デバイス取り付け部を示す断面図であり、図７は測定装置８０の構成を示すブロック図である。

図６に示すように、本実施の形態に係る測定装置８０は、測定デバイス１０２を着脱可能に取付けるための測定デバイス取付け開口部８１、及び測定結果を表示するための表示部２０７である液晶ディスプレイを備えている。ここで、測定セル取付け開口部８１の開口部は、測定デバイス本体を挿入することができる大きさであって、カバー１を挿入することができない大きさに設定されている。また、測定デバイス取り付け開口部８１内には、測定デバイス１０２のカバー１を垂直方向に持ち上げるための、カバー持ち上げ部３２が設けられている。

また、図９に示すように、測定装置８０はプランジャー２０９を動かすためのモーター２０８から構成されるカバー移動機構３１を有する。

測定装置８０におけるカバー移動機構３１は、プランジャー２０９をリニア型のステップモーターであるモーター２０８により作動させる構成となっている。

ステップモーターは入力された１パルス信号あたりに特定の回転角を回転するモーターであり、パルス数で回転角度を決定できるため、位置決めのためのエンコーダーを必要としない。すなわち、入力パルス数により、プランジャーの動作距離を制御できる。モーターの回転運動は、歯車機構と、雄ネジと雌ネジを組み合わせた直進機構等を用いて直進運動へ変換することにより、プランジャーを作動させる。リニア型のステップモーターは、モーター内に雄ネジと雌ネジを組み合わせた直進機構が組み入れられており、入力パルス数に依存して、棒状の可動部であるプランジャージョイントが直進運動するように構成されている。このため、このプランジャージョイントに直接プランジャーを連結すればよく、構成が簡単となる。

図７に示すように、測定装置８０は、電圧印加部３０２、電気信号測定部３０４、制御部３０６、計時部３０８、及び記憶部３１０を備えている。

電圧印加部３０２は、測定デバイス取付け部８２に取付けられた測定デバイス１０２の電極８とそれぞれ電気的に接続された端子を介して、測定デバイス１０２の電極８に電位を印加する機能を有する。

電気信号測定部３０４は、電極８からの電気信号を検出測定する機能を有する。記憶部３１０には、トロポニンＩの濃度と電気信号測定部３０４により検出される電気信号との相関を表す検量線に相当する相関データが格納されている。記憶部３１０としては、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを用いることができる。

制御部３０６は、上記相関データを参照して、電気信号検出測定部３０４により検出定された電気信号をトロポニンＩ濃度に換算する機能を有する。制御部３０６は、本発明における演算部に相当する。制御部３０６としては、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等のマイクロコンピュータを用いることができる。

３．測定デバイス及び測定装置を用いた測定方法
次に、測定デバイス１０２及び測定装置８０を用いた、本実施の形態に係るトロポニンＩ測定方法について説明する。

まず、使用者が測定デバイス１０２のカバー１が図３に示す位置に設置されている状態で測定デバイス１０２の電極側を測定装置８０の測定デバイス取り付け開口部８１を通じ、測定デバイス取付け部８２に挿入する。これにより、測定デバイス１０２の電極８と、測定デバイス取付け部２０８内部に設けられている第１の端子及び第２の端子とがそれぞれ接触することにより電気的に導通する。図１０は、測定デバイス１０２が測定デバイス取り付け部８２に取り付けられた際の断面図を示す。測定デバイス取付け部８２に測定デバイス１０２が挿入されると、測定デバイス取付け部８２内に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチが作動して、制御部３０６に信号を出力する。測定デバイス挿入検知スイッチからの出力信号により制御部３０６が測定デバイス１０２の挿入を検知すると、制御部３０６は電圧印加部３０２を制御して、一対の電極８間に電圧（例えば０．２Ｖ）が印加される。

次に、使用者が、測定デバイス１０２の試料導入口４に、試料を接触させる。この接触により、試料導入口４を通って測定デバイス１０２の第一の試料保持部に、試料が毛管現象により吸引され、第一の試料保持部内が試料によって充填される。この際、図１３に示すように、第一の空気孔は露出された状態であり、第二の空気孔はカバー１により塞がれている状態であるため、試料が第二の試料保持部まで毛管現象により供給されることが防がれる。

次に、所望の反応時間が経過した後（例えば５分）、制御部３０６がカバー移動機構３１を作動させる。具体的には、測定装置８０内のモーター２０８が駆動し、プランジャー２０９を介して、引き下げられることにより、測定デイバス１０２のカバー１が第二のカバー保持部まで移動させられ、図１１及び１４に示すように第一の空気孔３が塞がれ、第二の空気孔２が露出された状態となる。さらに、カバー１を移動させると、カバー１とカバー持ち上げ部が接触することにより、測定デバイス１０１が図１５に示すように変形する。この際、第一の試料保持部１０に保持されていた試料が第二の試料保持部９に供給される。カバー１により第一の空気孔３が塞がれているため、試料にエアセグメントが形成することを防ぐことができる。第二の試料保持部に供給された試料に含まれるトロポニンＩと結合した抗トロポニンＩフェロセン修飾抗体は、電極８近傍に設置された抗トロポニン抗体に補足される。試料が電極８に接触すると、試料を介して電極間に電流が流れるようになるため、それに起因する電気信号の変化を電気信号測定部３０４が検出する。電気信号測定部３０４からの出力信号により、第二の試料保持部に試料が導入されたことを制御部３０６が検知すると、制御部３０６は電圧印加部３０２を制御して、電圧印加部３０２による印加電圧を異なる電圧（例えば０Ｖまたは開回路）に切り替える。また、試料導入の検知に伴い、制御部３０６がタイマーである計時部３０８による計時を開始させる。

計時部３０８からの信号によって、所定時間（例えば、６０秒）経過したことを制御部３０６が判断すると、制御部３０６は電圧印加部３０２を制御して、電極８に再度異なる電圧を印加する。このように電圧を印加してから一定時間（例えば５秒）後、一対の電極８間で流れる電流等の電気信号を電気信号測定部３０４において測定する。このとき、電極８ではフェロセンが酸化される。電気信号検出部３０４において測定される電気信号は、試料中に含まれるトロポニンＩ濃度に依存する。

制御部３０６は記憶部３１０に格納されている電気信号とトロポニンＩ濃度との相関を表す相関データを読み出し、それを参照することにより電気信号測定部３０４において検出された電気信号を試料中のトロポニンＩ濃度に換算する。

得られたトロポニンＩ濃度はディスプレイ２０７に表示される。ディスプレイ２０７にトロポニンＩ濃度が表示されることにより、ユーザはトロポニンＩ濃度測定が完了したことがわかる。得られたトロポニンＩ濃度は、計時部３０８により計時された時刻とともに記憶部３１０に保存されることが好ましい。

本発明の測定デバイスによれば、十分に試薬と試料が反応した反応溶液のみを電極上に誘導し、誤測定を防ぐことができるため、分析・検査分野において有用である。

１カバー
２第一の空気孔
３第二の空気孔
４試料導入口
５第一のカバー保持部
６第二のカバー保持部
７試薬
８電極
９第二の試料保持部
１０第一の試料保持部
１１試料
３１カバー移動機構
３２カバー持ち上げ部
８０測定装置
８１測定デバイス取り付け開口部
８２測定デバイス取り付け部
１０１測定デバイス１０２の本体
１０２測定デバイス
１０３第一のカバー部材
１０４第二のカバー部材
１０５第一の測定デバイス部材
１０６第二の測定デバイス部材
１０７第三の測定デバイス部材
１０８第３の保護カバー保持部
２０７表示部
２０８モーター
２０９プランジャー
３０６制御部
３０８計時部
３１０記憶部
３０４電気信号測定部
３０２電圧印加部

Claims

試料を導入するための導入口と、試料を保持するための第一の試料保持部と、試料を保持するための第二の試料保持部と、前記第一の試料保持部に連結した第一空気孔と、前記第二の試料保持部に連結した第二の空気孔と、第二の試料保持部内に設けられた電極と、第一の試料保持部内に設けられた試薬と、前記第一の試料保持部及び第二の試料保持部の外周に沿って移動可能に設けられ、前記第一及び第二の空気孔を塞ぐためのカバー、
から構成されることを特徴とする測定デバイス。
前記第一の空気孔を露出し、前記第二の空気孔を塞ぐ位置に前記カバーを保持するための第一のカバー保持部をさらに備える請求項１記載の測定デバイス。
前記第一の空気孔を塞ぎ、前記第二の空気孔を露出する位置に前記カバーを保持するための第二のカバー保持部をさらに備える請求項１または２記載の測定デバイス。
前記電極が一対の電極である請求項１〜３に記載の測定デバイス。
前記試薬が抗体、または酵素を含む、請求項１〜３に記載の測定デバイス。
前記請求項１〜５に記載の測定デバイスを用い、試料中に含まれる披検物質の濃度を測定するための測定装置であって、
前記測定デバイスを取り付けるための測定デバイス取り付け部と、
前記電極に電圧を印加するための電圧印加部と、
前記電極からの電気信号を測定するための電気信号測定部と
試料に含まれる披検物質を定量するための演算部と
前記測定デバイスのカバーを移動させるためのカバー移動機構と
前記測定デバイスのカバー保持部を垂直方向に持ち上げるためのカバー持ち上げ部と
を備える測定装置。