JP2017079911A - Gel sensor - Google Patents
Gel sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017079911A JP2017079911A JP2015209625A JP2015209625A JP2017079911A JP 2017079911 A JP2017079911 A JP 2017079911A JP 2015209625 A JP2015209625 A JP 2015209625A JP 2015209625 A JP2015209625 A JP 2015209625A JP 2017079911 A JP2017079911 A JP 2017079911A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gel
- unit
- lactic acid
- stimulus
- reaction
- 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
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ゲルセンサーに関するものである。 The present invention relates to a gel sensor.
生体の筋肉にはピルビン酸が含まれている。筋肉が無酸素運動をするときピルビン酸が乳酸に変換される。そして、筋肉が運動をするときに汗腺付近の組織が酸素不足になると汗中の乳酸値が増加する。そして、汗中の乳酸値を検出することにより筋肉への酸素供給が足りているか否かを検出することができる。運動により筋肉は持久力が向上する。このときの汗中の乳酸値と運動強度との関係が研究されている。 Living muscles contain pyruvic acid. Pyruvate is converted to lactic acid when the muscles are anaerobic. And if the tissue near the sweat glands runs out of oxygen when the muscles exercise, the lactic acid level in the sweat increases. Then, by detecting the lactic acid level in sweat, it is possible to detect whether or not oxygen supply to the muscle is sufficient. Exercise improves muscle endurance. The relationship between lactic acid level in sweat and exercise intensity at this time has been studied.
皮膚表面に位置する物質を検出する検出装置が特許文献1に開示されている。それによると、この検出装置は汗中の乳酸と反応する反応部を複数有する反応部群、皮膚から反応部へ汗を移動させる液体輸送部を備える。液体輸送部は汗を反応部へ移動させる速度を変える仕組みを備えている。複数の反応部は汗と反応する時間が異なっている。これにより、測定開始後、所定の時間間隔で複数回汗を分析して経時変化を調査することができる。
そして、反応部は乳酸と反応して誘電率や伝導率等の電気特性が変化する。乳酸値が変化する推移を検出装置は電気的信号として取り出すことができる。 And the reaction part reacts with lactic acid, and electrical characteristics such as dielectric constant and conductivity change. The detection device can take out the transition in which the lactic acid value changes as an electrical signal.
特許文献1の検出装置では汗を所定の時間差を持たせて汗を各反応部に供給する。汗に含まれる乳酸を検出するために汗を反応部に浸透させる。そして、複数の反応部は検出を開始したら総ての反応部に順次汗が供給される。乳酸の検出を開始したら総ての反応部が使用された。汗と反応させた後の反応部は継続して利用することが難しい。従って、乳酸を検出する毎に使用済の反応部を除去して未使用の反応部と交換する必要があった。そこで、被検査液に含まれる所定物質の検出を複数行うときに反応部の1回の交換で検出を複数回行えるゲルセンサーが望まれていた。
In the detection apparatus of
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms or application examples.
[適用例1]
本適用例にかかるゲルセンサーであって、被検査液を吸収し前記被検査液の所定の成分に反応するゲル状の反応部を複数有する反応部群と、前記被検査液を前記反応部に輸送する液体輸送部と、前記液体輸送部が前記被検査液を設置する前記反応部を切り替える切替部と、を備えることを特徴とする。
[Application Example 1]
In the gel sensor according to this application example, a reaction unit group including a plurality of gel-like reaction units that absorb a test liquid and react with a predetermined component of the test liquid; and the test liquid in the reaction unit A liquid transporting section for transporting and a switching section for switching the reaction section where the liquid transporting section installs the liquid to be inspected are provided.
本適用例によれば、ゲルセンサーは反応部群、液体輸送部及び切替部を備えている。反応部群は反応部を複数有している。そして、液体輸送部は被検査液を反応部に輸送する。その反応部は被検査液を吸収し被検査液の所定の成分に反応する。切替部は液体輸送部が被検査液を設置する反応部を切り替える。 According to this application example, the gel sensor includes a reaction unit group, a liquid transport unit, and a switching unit. The reaction part group has a plurality of reaction parts. The liquid transport unit transports the liquid to be inspected to the reaction unit. The reaction part absorbs the liquid to be inspected and reacts with a predetermined component of the liquid to be inspected. The switching unit switches the reaction unit where the liquid transport unit installs the liquid to be inspected.
一回反応させた反応部には被検査液を含んでいるので再利用するのが難しい。反応部群に未反応の反応部があるとき切替部が被検査液を設置する反応部を未反応の反応部に切り替える。これにより、被検査液の所定の成分への反応を複数回行うことができる。 The reaction part that has been reacted once contains the liquid to be inspected, so it is difficult to reuse. When there is an unreacted reaction part in the reaction part group, the switching part switches the reaction part in which the test liquid is installed to the unreacted reaction part. Thereby, reaction to the predetermined component of a to-be-tested liquid can be performed in multiple times.
[適用例2]
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記液体輸送部が輸送する前記被検査液を貯留する貯留部を備え、前記切替部は前記液体輸送部が前記被検査液を設置する場所を前記貯留部に切り替えることを特徴とする。
[Application Example 2]
In the gel sensor according to the application example described above, the gel sensor includes a storage unit that stores the liquid to be inspected that is transported by the liquid transport unit, and the switching unit uses the storage unit as a place where the liquid transport unit installs the test liquid. It is characterized by switching.
本適用例によれば、ゲルセンサーは貯留部を備えている。貯留部は液体輸送部が輸送する被検査液を貯留する。そして、切替部は液体輸送部が被検査液を設置する場所を貯留部に切り替える。従って、液体輸送部の内部に存在する被検査液を除去したいときには、切替部が被検査液を設置する場所を貯留部に切り替える。そして、液体輸送部の内部に存在する被検査液を貯留部に移動させることができる。その結果、液体輸送部の内部を清浄にすることができる。 According to this application example, the gel sensor includes the storage unit. The storage part stores the liquid to be inspected transported by the liquid transport part. The switching unit switches the place where the liquid transport unit installs the liquid to be inspected to the storage unit. Therefore, when it is desired to remove the liquid to be inspected present in the liquid transport part, the switching part switches the place where the liquid to be inspected is installed to the storage part. And the to-be-tested liquid which exists in the inside of a liquid transport part can be moved to a storage part. As a result, the inside of the liquid transport part can be cleaned.
[適用例3]
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記反応部は前記液体輸送部を囲んで配置され、前記切替部は前記反応部と前記液体輸送部とを相対的に回転させることを特徴とする。
[Application Example 3]
In the gel sensor according to the application example, the reaction unit is disposed so as to surround the liquid transport unit, and the switching unit relatively rotates the reaction unit and the liquid transport unit.
本適用例によれば、反応部は液体輸送部を囲んで配置されている。そして、切替部は反応部と液体輸送部とを相対的に回転する。従って、切替部は反応部と液体輸送部との一方を回転させるだけで被検査液を設置する反応部を切り替えることができる。その結果、切替部を簡易な構造にすることができる。 According to this application example, the reaction unit is disposed so as to surround the liquid transport unit. And a switching part rotates a reaction part and a liquid transport part relatively. Therefore, the switching unit can switch the reaction unit in which the liquid to be inspected is installed only by rotating one of the reaction unit and the liquid transport unit. As a result, the switching unit can have a simple structure.
[適用例4]
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記液体輸送部は柔軟な壁を有する凹部を備え、前記凹部の体積を増減して前記凹部内に位置する前記被検査液を輸送することを特徴とする。
[Application Example 4]
In the gel sensor according to the application example described above, the liquid transport unit includes a recess having a flexible wall, and the volume of the recess is increased or decreased to transport the liquid to be inspected positioned in the recess.
本適用例によれば、液体輸送部は凹部を備えている。凹部の壁は柔軟なので、凹部の体積を増減することができる。凹部内に被検査液が位置するとき、凹部の体積を増減することにより被検査液を輸送することができる。従って、液体輸送部は簡便な構造で被検査液を輸送することができる。 According to this application example, the liquid transport unit includes the recess. Since the wall of the recess is flexible, the volume of the recess can be increased or decreased. When the inspection liquid is located in the recess, the inspection liquid can be transported by increasing or decreasing the volume of the recess. Therefore, the liquid transport unit can transport the liquid to be inspected with a simple structure.
[適用例5]
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記反応部及び前記液体輸送部が着脱可能であることを特徴とする。
[Application Example 5]
In the gel sensor according to the application example, the reaction unit and the liquid transport unit are detachable.
本適用例によれば、反応部及び液体輸送部が着脱可能である。反応部及び液体輸送部を着脱して交換することにより、反応部を未反応の状態にすることができる。さらに、液体輸送部に時間が経て変質した被検査液が付着するときにも、液体輸送部を被検査液が付着していない状態にすることができる。 According to this application example, the reaction part and the liquid transport part are detachable. By attaching and detaching and replacing the reaction part and the liquid transport part, the reaction part can be brought into an unreacted state. Furthermore, even when a liquid to be inspected that has deteriorated over time adheres to the liquid transport part, the liquid transport part can be brought into a state in which the liquid to be inspected does not adhere.
[適用例6]
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記反応部は前記被検査液の所定の成分に反応して色が変化し、前記反応部の色が見える窓を備えることを特徴とする。
[Application Example 6]
In the gel sensor according to the application example, the reaction unit includes a window that changes color in response to a predetermined component of the liquid to be inspected and from which the color of the reaction unit can be seen.
本適用例によれば、反応部は被検査液の所定の成分に反応して色が変化する。そして、ゲルセンサーは反応部の色が見える窓を備えている。従って、容易に反応部が反応している程度を目視確認することができる。 According to this application example, the color of the reaction unit changes in response to a predetermined component of the liquid to be inspected. The gel sensor has a window through which the color of the reaction part can be seen. Therefore, it is possible to easily visually check the degree of reaction of the reaction part.
[適用例7]
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、窓には前記反応部の色調の見本が表示されていることを特徴とする。
[Application Example 7]
In the gel sensor according to the application example described above, a sample of the color tone of the reaction portion is displayed on the window.
本適用例によれば、窓には反応部の色調の見本が表示されている。従って、反応部が反応している程度を色調の見本と比較して評価することができる。 According to this application example, a sample of the color tone of the reaction unit is displayed on the window. Therefore, the extent to which the reaction part is reacting can be evaluated by comparing with the sample of the color tone.
[適用例8]
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記反応部の変化をデータ信号に変換する変換部と、前記変換部が出力するデータ信号から被検査液に含まれる特定物質の量を演算する演算部と、を備えることを特徴とする。
[Application Example 8]
In the gel sensor according to the application example, a conversion unit that converts the change in the reaction unit into a data signal, a calculation unit that calculates the amount of a specific substance contained in the test liquid from the data signal output from the conversion unit, It is characterized by providing.
本適用例によれば、ゲルセンサーは変換部及び演算部を備えている。被検査液に含まれる特定物質の量に応じて反応部が変化する。そして、変換部は反応部の変化を検出してデータ信号に変換する。演算部はデータ信号から被検査液に含まれる特定物質の量を演算する。従って、ゲルセンサーは被検査液に含まれる特定物質の量を定量的に測定することができる。 According to this application example, the gel sensor includes a conversion unit and a calculation unit. The reaction part changes according to the amount of the specific substance contained in the liquid to be inspected. The conversion unit detects a change in the reaction unit and converts it into a data signal. The calculation unit calculates the amount of the specific substance contained in the test liquid from the data signal. Therefore, the gel sensor can quantitatively measure the amount of the specific substance contained in the test liquid.
[適用例9]
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記変換部は前記反応部の色調を検出する色調センサーを備えることを特徴とする。
[Application Example 9]
In the gel sensor according to the application example, the conversion unit includes a color sensor that detects a color tone of the reaction unit.
本適用例によれば、変換部は色調センサーを備え、色調センサーが反応部の色調を検出する。従って、変換部は反応部の変化をデータ信号に変換することができる。 According to this application example, the conversion unit includes the color tone sensor, and the color tone sensor detects the color tone of the reaction unit. Therefore, the conversion unit can convert the change in the reaction unit into a data signal.
[適用例10]
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記変換部は前記反応部の導電率を検出する導電率センサーを備えることを特徴とする。
[Application Example 10]
In the gel sensor according to the application example, the conversion unit includes a conductivity sensor that detects the conductivity of the reaction unit.
本適用例によれば、変換部は導電率センサーを備え、導電率センサーが反応部の導電率を検出する。従って、変換部は反応部の変化をデータ信号に変換することができる。 According to this application example, the conversion unit includes the conductivity sensor, and the conductivity sensor detects the conductivity of the reaction unit. Therefore, the conversion unit can convert the change in the reaction unit into a data signal.
[適用例11]
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記反応部は膜であり前記導電率センサーは前記膜の対向する面に設置された電極を含むことを特徴とする。
[Application Example 11]
In the gel sensor according to the application example described above, the reaction part is a film, and the conductivity sensor includes electrodes installed on opposing surfaces of the film.
本適用例によれば、反応部は膜であるので、薄く広い形状となっている。そして、導電率センサーは電極を有し、電極は膜の対向する面に設置されている。従って、電極は厚み方向に設置するときに比べて広い面積にすることができる。電極が広い為導電率センサーは低い電圧で反応部の導電率を検出することができる。 According to this application example, since the reaction part is a film, it has a thin and wide shape. The conductivity sensor has electrodes, and the electrodes are installed on the opposing surfaces of the membrane. Therefore, the electrode can have a wider area than when it is installed in the thickness direction. Since the electrodes are wide, the conductivity sensor can detect the conductivity of the reaction part at a low voltage.
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, each member in each drawing is illustrated with a different scale for each member in order to make the size recognizable on each drawing.
(第1の実施形態)
本実施形態では、乳酸値測定装置と乳酸値測定装置を用いて乳酸値を測定する乳酸値測定方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第1の実施形態にかかわる乳酸値測定装置について図1〜図16に従って説明する。図1は、乳酸値測定装置の設置例を説明するための模式図である。図1に示すように、ゲルセンサーとしての乳酸値測定装置1は被検体としての被検者2の手首に設置される。乳酸値測定装置1は、被検者2の汗に含まれる特定物質としての乳酸の乳酸値を測定する医療用の測定装置であり、医療機器である。乳酸値測定装置1は手首からでる汗を測定する。
(First embodiment)
In this embodiment, a characteristic example of a lactic acid value measuring apparatus and a lactic acid value measuring method for measuring a lactic acid value using a lactic acid value measuring apparatus will be described with reference to the drawings. A lactic acid value measuring apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an installation example of a lactic acid value measuring apparatus. As shown in FIG. 1, a lactic acid
図2及び図3は乳酸値測定装置の構造を示す模式平面図である。図2は乳酸値測定装置1の表面を示し、図3は乳酸値測定装置1の裏面を示す。図2に示すように、乳酸値測定装置1は腕時計と類似した形状になっている。乳酸値測定装置1は外装部3を備えている。外装部3の図中左右には固定バンド4が設置され、固定バンド4は被検者2の手首や腕等の被測定部に乳酸値測定装置1を固定する。固定バンド4にはマジックテープ(登録商標)が用いられている。乳酸値測定装置1において固定バンド4が延びる方向をY方向とし、被検者2の腕が延びる方向をX方向とする。乳酸値測定装置1が被検者2の手首を向く方向をZ方向とする。X方向、Y方向及びZ方向は互いに直交する。
2 and 3 are schematic plan views showing the structure of the lactic acid value measuring apparatus. 2 shows the surface of the lactic acid
外装部3の表面3aは被検者2に装着したときに外向きになる面である。外装部3の表面3aの中央には第1貫通孔5が設置されている。第1貫通孔5の−X方向側には窓としての第2貫通孔6が設置され、第1貫通孔5の−Y方向側には第3貫通孔7が設置されている。第1貫通孔5からは吐出ボタン8が突出している。第2貫通孔6及び第3貫通孔7からは乳酸値測定装置1の内部が観測することができる。
The
図3に示すように、外装部3の裏面3b側には裏蓋9が設置され、裏蓋9には第4貫通孔9aが設置されている。乳酸値測定装置1の内部にはセンサーモジュール10が設置され、第4貫通孔9aからセンサーモジュール10が露出する。センサーモジュール10は被検者2の皮膚と対向させて用いられる。センサーモジュール10は被検者2の皮膚からでる汗に含まれる所定の成分としての乳酸を検出するデバイスである。乳酸値測定装置1において皮膚は被検査面であり、汗は被検査液である。センサーモジュール10は乳酸と反応するゲル状の薬剤を内蔵するモジュールである。
As shown in FIG. 3, a
図4は乳酸値測定装置の構造を示す分解斜視図である。図4に示すように、乳酸値測定装置1はZ方向側から裏蓋9、センサーモジュール10、表ケース11の順に重ねて構成されている。裏蓋9及び表ケース11により外装部3が構成されている。そして、センサーモジュール10が外装部3に収納されている。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the structure of the lactic acid value measuring apparatus. As shown in FIG. 4, the lactic acid
裏蓋9は板状の部材であり、被検者2の皮膚と対面して接触する部材である。裏蓋9は中央に円形の第4貫通孔9aが設置され、第4貫通孔9aからセンサーモジュール10の一部が露出する。裏蓋9のX方向側には蝶番9bが設置されている。蝶番9bの一方は表ケース11と接続されている。裏蓋9において−X方向側の側面には凹部9cが設置されている。凹部9cは裏蓋9を閉じた状態に維持するときに用いられる。
The
裏蓋9において−Z方向側の面には回転ダイアル12及び案内車13が設置されている。回転ダイアル12は1つであり、案内車13は3つ設置されている。回転ダイアル12の軸12a及び案内車13の軸13aはZ方向に延びており裏蓋9及び表ケース11に挟まれている。
A
センサーモジュール10は液体輸送部としての吐出ポンプ14と反応ユニット15とを備えている。そして、回転ダイアル12及び案内車13の外周は反応ユニット15の外周と接しており、回転ダイアル12及び案内車13は反応ユニット15を回転可能に案内する。回転ダイアル12を回転すると反応ユニット15が回転する。回転ダイアル12は反応ユニット15を回転させる回転装置になっている。
The
吐出ポンプ14は+Z方向側の面が第4貫通孔9aから露出する。そして、吐出ポンプ14は被検者2の皮膚と対向する。吐出ポンプ14の+Z方向側にはスカート部16が設置されている。スカート部16は円錐筒状であり弾性部材により形成されている。そして、スカート部16の−Z方向側は有底円筒状の吐出ボタン8が設置され、吐出ボタン8の内部にはZ方向に延びる孔が設置されている。吐出ボタン8がZ方向に押されるとスカート部16が変形して吐出ボタン8がZ方向に移動する。
The surface on the + Z direction side of the
吐出ボタン8においてZ方向の中程には吐出ボタン8と接続し裏蓋9の平面方向に延びる吐出パイプ17が設置されている。吐出ボタン8内の孔と吐出パイプ17内の孔とは連通している。
A
反応ユニット15は有底円筒状の容器18を備えている。容器18は隔壁18aにより8つの部屋に仕切られている。8つの部屋のうち7つの部屋には反応部としての刺激応答性ゲル21が設置され、1つの部屋には貯留部22が設置されている。
The
刺激応答性ゲル21は、汗に含まれる乳酸に対して反応する薬剤を含むゲル状のものである。刺激応答性ゲル21の構成材料は特に限定されないが本実施形態では、例えば、架橋構造を有する高分子材料と、溶媒とを含む材料等で構成されている。高分子材料が汗に対して反応する薬剤になっている。
The stimulus-
刺激応答性ゲル21を構成する高分子材料としては、例えば、単量体、重合開始剤、架橋剤等を反応させることにより得られたものを用いることができる。単量体はモノマーとも称される。
As a polymeric material which comprises the stimulus
単量体としては、例えば、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド各種四級塩、アクリロイルモルホリン、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート各種四級塩、アクリル酸、各種アルキルアクリレート、メタクリル酸、各種アルキルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセロールモノメタクリレート、N−ビニルピロリドン、アクリロニトリル、スチレン、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2−ビス〔4−(アクリロキシジエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシポリエトキシ)フェニル〕プロパン、2−ヒドロキシ−1−アクリロキシ−3−メタクリロキシプロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシポリプロポキシ)フェニル〕プロパン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジメタクリロキシプロパン、2,2−ビス〔4−(メタクリロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(メタクリロキシエトキシジエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(メタクリロキシエトキシポリエトキシ)フェニル〕プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N’−メチレンビスメタクリルアミド、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ジビニルベンゼン等が挙げられる。 Examples of the monomer include acrylamide, N-methylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, various quaternary salts, and acryloyl. Morpholine, N, N-dimethylaminoethyl acrylate quaternary salts, acrylic acid, various alkyl acrylates, methacrylic acid, various alkyl methacrylates, 2-hydroxyethyl methacrylate, glycerol monomethacrylate, N-vinylpyrrolidone, acrylonitrile, styrene, polyethylene glycol Diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, poly Lopylene glycol diacrylate, 2,2-bis [4- (acryloxydiethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (acryloxypolyethoxy) phenyl] propane, 2-hydroxy-1-acryloxy-3 -Methacryloxypropane, 2,2-bis [4- (acryloxypolypropoxy) phenyl] propane, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol di Methacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, 2-hydroxy-1,3-dimethacryloxypropane 2,2-bis [4- (methacryloxyethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (methacryloxyethoxydiethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (methacryloxyethoxypolyethoxy) ) Phenyl] propane, trimethylolpropane trimethacrylate, tetramethylolmethane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, N, N′-methylenebisacrylamide, N, N′-methylenebismethacrylamide, diethylene glycol diallyl ether, divinylbenzene and the like can be mentioned.
乳酸を検出するために単量体として、3−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸、アクリロイロキシフェニルボロン酸、N−イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)、エチレンビスアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド等を好適に用いることができる。詳しくは、単量体として、3−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸及びアクリロイロキシフェニルボロン酸よりなる群から選択される1種または2種以上の単量体と、N−イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)、エチレンビスアクリルアミド及びN−ヒドロキシエチルアクリルアミドよりなる群から選択される1種または2種以上の単量体とを組み合わせて用いるのが好ましい。 As a monomer for detecting lactic acid, 3-acrylamidophenylboronic acid, vinylphenylboronic acid, acryloyloxyphenylboronic acid, N-isopropylacrylamide (NIPAAm), ethylenebisacrylamide, N-hydroxyethylacrylamide, etc. are suitable. Can be used. Specifically, as the monomer, one or more monomers selected from the group consisting of 3-acrylamidophenylboronic acid, vinylphenylboronic acid and acryloyloxyphenylboronic acid, and N-isopropylacrylamide ( NIPAAm), ethylenebisacrylamide and N-hydroxyethylacrylamide are preferably used in combination with one or more monomers selected from the group consisting of NIPAAm), ethylenebisacrylamide and N-hydroxyethylacrylamide.
重合開始剤としては、例えば、その重合様式によって、適宜選択することができる。具体的には、重合開始剤に過酸化水素、過硫酸塩、例えば過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等、アゾ系開始剤、例えば2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)2塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−〔1,1,−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス〔2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕2塩酸塩、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4’−ジメチルバレロニトリル)、ベンゾフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスホンオキサイド、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン等の紫外光によってラジカルを発生する化合物、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−(3−ジメチルアミノ−2−ヒドロキシプロポキシ)−3,4−ジメチル−9H−チオキサントン−9−オンメソクロライド、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(ピル−1−イル)チタニウム、1,3−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゼンや3,3’,4,4’−テトラ−(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のパーオキシエステルに、チオピリリウム塩、メロシアニン、キノリン、スチルキノリン系色素を混合した物質等の360nm以上の波長の光によってラジカルを発生する化合物等を用いることができる。また、過酸化水素あるいは過硫酸塩は、例えば、亜硫酸塩、L−アスコルビン酸等の還元性物質やアミン塩等を組み合わせてレドックス系の開始剤としても使用することができる。 As a polymerization initiator, it can select suitably by the polymerization mode, for example. Specifically, hydrogen peroxide, persulfate such as potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate and the like, and azo initiator such as 2,2′-azobis (2-amidinopropane) 2 hydrochloric acid are used as polymerization initiators. Salt, 2,2'-azobis (N, N'-dimethyleneisobutylamidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis {2-methyl-N- [1,1, -bis (hydroxymethyl) -2- Hydroxyethyl] propionamide}, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2′- Azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4′-dimethylvaleronitrile), benzophenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxycyclo Xylphenylketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphonoxide, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2- Compounds that generate radicals by ultraviolet light, such as hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2,4-diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, 2- (3-dimethylamino -2-hydroxypropoxy) -3,4-dimethyl-9H-thioxanthone-9-one mesochloride, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1, 2-benzyl-2- Dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, bi (Cyclopentadienyl) -bis (2,6-difluoro-3- (pyr-1-yl) titanium, 1,3-di (t-butylperoxycarbonyl) benzene and 3,3 ′, 4,4′- Use a compound that generates a radical by light having a wavelength of 360 nm or more, such as a substance in which a peroxyester such as tetra- (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone is mixed with a thiopyrylium salt, a merocyanine, a quinoline, or a stilquinoline dye. Hydrogen peroxide or persulfate can also be used as a redox initiator by combining a reducing substance such as sulfite and L-ascorbic acid and an amine salt.
架橋剤には、重合性官能基を2個以上有する化合物を用いることができ、具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N−メチレン−ビス−N−ビニルアセトアミド、N,N−ブチレン−ビス−N−ビニルアセトアミド、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、アリル化デンプン、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、テトラアリロキシエタン、ペンタエリストールトリアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、トリアリルトリメリテート等を用いることができる。 As the crosslinking agent, a compound having two or more polymerizable functional groups can be used. Specifically, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polyglycerin. N, N'-methylenebisacrylamide, N, N-methylene-bis-N-vinylacetamide, N, N-butylene-bis-N-vinylacetamide, tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, allylated starch, allylated Use of cellulose, diallyl phthalate, tetraallyloxyethane, pentaerythritol triallyl ether, trimethylolpropane triallyl ether, diethylene glycol diallyl ether, triallyl trimellitate, etc. Kill.
刺激応答性ゲルは、異なる複数種の高分子材料を含むものであってもよい。刺激応答性ゲル中における高分子材料の含有率は、0.7質量%以上36.0質量%以下であるのが好ましく、2.4質量%以上27.0質量%以下であるのがより好ましい。 The stimulus-responsive gel may include a plurality of different polymer materials. The content of the polymer material in the stimulus-responsive gel is preferably 0.7% by mass or more and 36.0% by mass or less, and more preferably 2.4% by mass or more and 27.0% by mass or less. .
刺激応答性ゲル21が溶媒を含む構成にすることにより、高分子材料を好適にゲル化させることができる。溶媒としては、各種有機溶媒や無機溶媒を用いることができる。より具体的には溶媒は、例えば、水;メタノール、エタノール等の各種アルコール;アセトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル類;ジメチルホルムアミド等のアミド類;n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等の鎖状脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類等が挙げられるが、特に、水を含むものであるのが好ましい。
By making the stimulus-
刺激応答性ゲル21は、溶媒として異なる複数種の成分を含む構成にしてもよい。刺激応答性ゲル21中における溶媒の含有率は、30質量%以上95質量%以下であるのが好ましく、50質量%以上90質量%以下であるのがより好ましい。
The stimulus-
刺激応答性ゲル21の大きさは特に限定されないが本実施形態では、例えば、刺激応答性ゲル21の直径は20mmであり、刺激応答性ゲル21の厚みは1000μmになっている。刺激応答性ゲル21を製造するときには容器18を用いる。容器18内に単量体、重合開始剤、架橋剤等を投入して反応させる。投入する材料の量を精度良く計量することにより刺激応答性ゲル21の厚みを精度良く形成することができる。
Although the magnitude | size of the stimulus
刺激応答性ゲル21はポリマー鎖を有している。このポリマー鎖にはボロン酸基が多く設置されている。刺激応答性ゲル21に乳酸が浸透していないとき、ボロン酸基同士が結合しポリマー鎖が接近した状態になっている。これにより、刺激応答性ゲル21は収縮した状態になっている。刺激応答性ゲル21に乳酸が浸透するとき、ボロン酸基と乳酸とが結合する。そして、刺激応答性ゲル21が乳酸に反応するとき、ポリマー鎖が解離した状態になるため、刺激応答性ゲル21の体積が膨張する。刺激応答性ゲル21の形態が変化するので刺激応答性ゲル21の導電率が変化する。
The stimulus-
さらに、刺激応答性ゲル21は反射率の高い微粒子を含んでいる。刺激応答性ゲル21に乳酸が取り込まれた際に、コロイド結晶による構造色及び構造色の変化が容易に視認される。このため、乳酸値の検出をより容易に行うことができる。また、刺激応答性ゲル21の色調により乳酸値の推定を容易に且つ正確に行うことができる。本実施形態では例えば、刺激応答性ゲル21に含まれる乳酸値が少ないときには青系統の色をしており、乳酸値が増えるときには赤色に変化する。
Further, the stimulus-
微粒子の構成材料としては、シリカ、酸化チタン等の無機材料;ポリスチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテルスルフォン、ナイロン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の有機材料等が挙げられる。微粒子は、シリカ微粒子であるのが好ましい。これにより、微粒子の形状の安定性等を特に優れたものとし、刺激応答性ゲルの耐久性、信頼性等を特に優れたものとすることができる。また、シリカ微粒子は、粒度分布がシャープな単分散微粒子として入手が比較的容易であるため、刺激応答性ゲルの安定的な生産、供給の観点からも有利である。 Fine particles are composed of inorganic materials such as silica and titanium oxide; polystyrene, polyester, polyimide, polyolefin, polymethyl methacrylate, polyethylene, polypropylene, polyethylene, polyethersulfone, nylon, polyurethane, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride Organic materials, etc. are mentioned. The fine particles are preferably silica fine particles. Thereby, the stability of the shape of the fine particles can be made particularly excellent, and the durability and reliability of the stimulus-responsive gel can be made particularly excellent. Silica fine particles are relatively easy to obtain as monodispersed fine particles having a sharp particle size distribution, and are advantageous from the viewpoint of stable production and supply of stimuli-responsive gel.
微粒子の形状は特に限定されないが球状であるのが好ましい。これにより、コロイド結晶による構造色または構造色の変化が視認されやすくなり、特定成分の検出をより容易に行うことができる。微粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、10nm以上1000nm以下であるのが好ましく、20nm以上500nm以下であるのがより好ましい。 The shape of the fine particles is not particularly limited, but is preferably spherical. Thereby, the structural color or the change of the structural color due to the colloidal crystal is easily visually recognized, and the specific component can be detected more easily. The average particle diameter of the fine particles is not particularly limited, but is preferably 10 nm or more and 1000 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 500 nm or less.
これにより、刺激応答性ゲルに特定成分が取り込まれた際に、コロイド結晶による構造色または構造色の変化がより容易に視認されるため、特定成分の検出をさらに容易に行うことができる。また、コロイド結晶による構造色がより容易に視認されるため、その色調により特定成分の定量もさらに容易に且つ精確に行うことができる。 Thereby, when the specific component is taken into the stimulus-responsive gel, the structural color or the change in the structural color due to the colloidal crystal is more easily visually recognized, so that the specific component can be detected more easily. Moreover, since the structural color due to the colloidal crystal is more easily visually recognized, the specific component can be quantified more easily and accurately by the color tone.
平均粒子径は体積基準の平均粒子径を示す。例えば、サンプルをメタノールに添加し、超音波分散器で3分間分散した分散液をコールターカウンター法粒度分布測定器にて測定する。このとき、50μmのアパチャーを用いて測定することによりサンプルの平均粒子径を求めることができる。 The average particle diameter is an average particle diameter based on volume. For example, a sample is added to methanol, and a dispersion liquid dispersed for 3 minutes with an ultrasonic disperser is measured with a Coulter counter particle size distribution analyzer. At this time, the average particle diameter of the sample can be determined by measurement using an aperture of 50 μm.
刺激応答性ゲル21は異なる複数種の微粒子を含んでもよい。刺激応答性ゲル中における微粒子の含有率は、1.6質量%以上36質量%以下であるのが好ましく、4.0質量%以上24質量%以下であるのがより好ましい。
The stimulus-
貯留部22は吸水性を有している。貯留部22を構成する材料は水分を吸収すれば良く特に限定されない。例えば、貯留部22には高分子吸水ポリマーを用いることができる。高分子吸水ポリマーとしては、例えば、デンプンーアクリル酸共重合体架橋物、ポリアクリル酸塩架橋物、自己架橋したポリアクリル酸塩、アクリル酸エステルー酢酸ビニル共重合体架橋物のケン化物、イソブチレン、無水マレイン酸共重合体架橋物、ポリスルホン酸塩架橋物、変性セルロース誘導体、架橋ポリエチレンオキシド等を用いることができる。特に、イオン浸透圧により多量の液を吸収して保持できるアクリル酸塩やアクリル酸を重合体の主単量体成分とするポリアクリル酸ナトリウム系の樹脂を用いるのが好ましい。
The
容器18の中央にはZ方向に延びる貫通孔18bが設置されている。貫通孔18bに吐出ボタン8が挿入され、貫通孔18bは吐出ボタン8をZ方向に案内する。図中吐出パイプ17が容器18の+Z方向側に描かれている。吐出ボタン8は貫通孔18bより−Z方向側に突出し、吐出パイプ17は容器18の−Z方向側に位置する。
A through
貫通孔18bの周囲には輪形状の表示板18cが設置されている。表示板18cには8つの部屋に対応して“1”〜“8”までの数字が記載されている。数字“1”〜数字“7”は刺激応答性ゲル21が設置された場所を示し、数字“8”は貯留部22を示している。
A ring-shaped
容器18の−Z方向側には表ケース11が設置されている。表ケース11の第1貫通孔5は貫通孔18bと同軸となるように配置されている。そして、吐出ボタン8が貫通孔18b及び第1貫通孔5を貫通する。そして、吐出ボタン8は第1貫通孔5から突出する。
A
第2貫通孔6は表示板18c及び刺激応答性ゲル21と対向する場所に位置する。そして、操作者は第2貫通孔6を通して刺激応答性ゲル21と表示板18cに表示された数字を確認できる。第3貫通孔7は刺激応答性ゲル21及び吐出パイプ17と対向する場所に位置する。そして、操作者は第3貫通孔7を通して吐出パイプ17から汗が刺激応答性ゲル21に吐出されるのを確認することができる。
The 2nd through-
図5は裏蓋の開閉構造を説明するための模式側面図である。図5に示すように、裏蓋9は蝶番9bを軸にして開閉する。裏蓋9を開けたとき、センサーモジュール10が総て露出する。そして、操作者はセンサーモジュール10を着脱することができる。表ケース11の−X方向側にはX方向に移動可能に設置された開閉摘み23が設置されている。開閉摘み23は図示しないバネにより+X方向に付勢されている。開閉摘み23の+X方向側には2面が交差する凸部23aが設置されている。
FIG. 5 is a schematic side view for explaining the open / close structure of the back cover. As shown in FIG. 5, the
蝶番9bを軸にして裏蓋9を閉める。このとき、開閉摘み23の凸部23aが裏蓋9の凹部9cに挿入される。これにより、開閉摘み23は裏蓋9が閉じた状態を維持することができる。
The
センサーモジュール10では刺激応答性ゲル21及び吐出ポンプ14が着脱可能である。刺激応答性ゲル21及び吐出ポンプ14を着脱して交換することにより、刺激応答性ゲル21を未反応の状態にすることができる。さらに、吐出ポンプ14に時間が経て変質した汗が付着するときにも、吐出ポンプ14に汗が付着していない状態にすることができる。
In the
図6は乳酸値測定装置の構造を説明するための模式側断面図である。図6に示すように、吐出ポンプ14は+Z方向側に凹部14aが設置されている。凹部14aの壁は弾性材料からなり柔軟になっている。そして、凹部14aは吐出ボタン8及び吐出パイプ17の内部に設置された流路14bと接続されている。
FIG. 6 is a schematic side sectional view for explaining the structure of the lactic acid value measuring apparatus. As shown in FIG. 6, the
吐出ポンプ14のスカート部16には外周に段差16aが設置されている。そして、第4貫通孔9aには段差16aと係合する段差9fが設置されている。そして、段差16aと段差9fとが組み合っている。これにより、操作者が吐出ボタン8を押したときに吐出ポンプ14が裏蓋9から+Z方向側に移動しないように規制されている。
A
裏蓋9が被検者2と接触するときの被検者2の面を被検査面2aとする。被検査面2aは汗腺2bが設置されている皮膚の表面である。凹部14aは+Z方向側に開口する円錐状になっている。汗腺2bから被検査液としての汗24がでるとき、汗24の一部は凹部14aに溜まる。凹部14aに繋がる流路14bの直径は毛管現象が生じる長さになっている。これにより、凹部14aに溜まった汗24は流路14bを進行する。
The surface of the subject 2 when the
流路14bには親水処理が施されている。親水処理は水分子とよくなじむ水酸基、カルボキシル基等を含む化合物を流路14bに付与する処理である。流路14bへの親水処理は特に限定されず各種の方法を用いることができる。例えば、本実施形態では、シランカップリング剤を含む溶液を流路14bに塗布して乾燥する処理を施している。汗が流路14bに接触する。このとき、流路14bに毛管現象が作用して汗が流路14bを移動する。
The
裏蓋9と表ケース11との間には回転ダイアル12及び案内車13が設置されている。そして、回転ダイアル12では軸12aが裏蓋9及び表ケース11に支持され、案内車13では軸13aが裏蓋9及び表ケース11に支持されている。これにより、回転ダイアル12及び案内車13が回転する。回転ダイアル12及び案内車13と容器18の外周とは接触し押圧し合っている。操作者が回転ダイアル12を回転するとき、容器18が回転する。これにより、反応ユニット15が吐出ボタン8を中心にして回転する。
A
図7は乳酸値測定装置の構造を説明するための模式側断面図である。図7に示すように、操作者が吐出ボタン8を押すとき、スカート部16が変形して凹部14aの体積が減少する。これにより、凹部14a内の汗24が流路14bを通って吐出口14cから刺激応答性ゲル21に吐出される。
FIG. 7 is a schematic side sectional view for explaining the structure of the lactic acid value measuring apparatus. As shown in FIG. 7, when the operator presses the
刺激応答性ゲル21に吐出された汗24は刺激応答性ゲル21内に浸透して刺激応答性ゲル21と反応する。刺激応答性ゲル21は乳酸と反応して膨張する。刺激応答性ゲル21には微粒子が含まれているので構造色が変化する。本実施形態では例えば反応の進行に応じて青系統の色調から赤系統の色調に変化する。そして、汗に含まれる乳酸の濃度が低いときには刺激応答性ゲル21の色調が青系統になり、汗に含まれる乳酸の濃度が高いときには刺激応答性ゲル21の色調が赤系統になる。
The
図8は乳酸値測定装置の構造を説明するための模式平断面図である。図8に示すように、容器18は隔壁18aにより8つの部屋に仕切られている。そして、表示板18cには各部屋の番号を示す数字が表示されている。数字“1”〜数字“7”に対応する部屋には刺激応答性ゲル21が設置されている。数字“1”に対応する場所の刺激応答性ゲル21を第1ゲル21aとする。同様に、数字“2”〜数字“7”に対応する場所の刺激応答性ゲル21をそれぞれ第2ゲル21b〜第7ゲル21gとする。
FIG. 8 is a schematic plan sectional view for explaining the structure of the lactic acid value measuring apparatus. As shown in FIG. 8, the
第1ゲル21a〜第7ゲル21gの各刺激応答性ゲル21が反応部に相当する。そして、第1ゲル21a〜第7ゲル21gを合わせた刺激応答性ゲル21が反応部群に相当する。数字“8”に対応する場所の部屋には貯留部22が設置されている。
Each stimulus-
容器18の外周は円筒状になっており、案内車13及び回転ダイアル12によって案内されている。操作者は回転ダイアル12を回転することにより、吐出口14cと対向する場所を切り替えることができる。そして、第1ゲル21a〜第7ゲル21gのうち1つの刺激応答性ゲル21を吐出口14cと対向する場所に移動して刺激応答性ゲル21に汗24を輸送することができる。案内車13、回転ダイアル12及び容器18が切替部に相当する。刺激応答性ゲル21は吐出ポンプ14を囲んで配置されている。そして、切替部は刺激応答性ゲル21と吐出ポンプ14とを相対的に回転する。切替部により吐出口14cと対向する場所に位置する刺激応答性ゲル21を切り替えることができる。
The outer periphery of the
さらに、操作者は回転ダイアル12を回転することにより、第2貫通孔6と対向する場所に第1ゲル21a〜第7ゲル21gのうち1つの刺激応答性ゲル21を移動することができる。そして、操作者は第2貫通孔6を通して刺激応答性ゲル21の色調を観察できる。
Furthermore, the operator can move one stimulus-
次に上述した乳酸値測定装置1を用いた生体情報取得方法について図9〜図16を用いて説明する。図9は、乳酸値測定方法のフローチャートである。図10〜図16は生体情報取得方法を説明するための模式図である。図9のフローチャートにおいて、ステップS1は廃棄工程に相当する。この工程は流路14b内の汗24を貯留部22に輸送する工程である。これにより、流路14b内の汗24が貯留部22に廃棄される。次にステップS2に移行する。ステップS2は発汗工程である。この工程は、被検者2を発熱させて汗腺2bから汗24を出す工程である。次にステップS3に移行する。ステップS3は投入工程である。この工程では、刺激応答性ゲル21に汗24を投入する。そして、汗24に含まれる乳酸と刺激応答性ゲル21とを反応させる工程である。ステップS4は確認工程である。この工程は、操作者が乳酸と反応した刺激応答性ゲル21の色調を確認する工程である。以上の工程により生体情報を取得する工程が終了する。
Next, a biological information acquisition method using the above-described lactic acid
次に、図10〜図16を用いて、図9に示したステップと対応させて、生体情報取得方法を詳細に説明する。図10及び図11はステップS1の廃棄工程に対応する図である。図10及び図11に示すように、ステップS1では操作者が回転ダイアル12を操作して容器18を回転する。そして、回転ダイアル12が吐出口14cと対向する場所を貯留部22に切り替える。
Next, the biological information acquisition method will be described in detail with reference to FIGS. 10 to 16 in association with the steps shown in FIG. 10 and 11 are diagrams corresponding to the discarding step of step S1. As shown in FIGS. 10 and 11, in step S <b> 1, the operator operates the
次に、操作者は吐出ボタン8を押す。これにより、スカート部16が変形して凹部14a内の体積が減少する。そして、凹部14a内の空気が流路14bを通って吐出口14cから排気される。流路14bには前回の測定時に収集した汗24の一部が残留する場合がある。吐出口14cから排気するとき、流路14b内に残留する汗24が吐出口14cから吐出される。そして、吐出された汗24は貯留部22に吸収される。従って、流路14bに汗24が残留していても流路14bから排除することができる。
Next, the operator presses the
図12はステップS2の発汗工程に対応する図である。図12に示すように、ステップS2において、被検者2が運動して発熱する。そして、運動が被検者2の体温を上昇させる。そして、汗腺2bから汗24が出る。被検査面2aには吐出ポンプ14の凹部14aが被検査面2aと対向するように設置されている。そして、凹部14aには汗24が貯留される。吐出ボタン8及び吐出パイプ17では毛管現象が作用して流路14b内に汗24が移動する。
FIG. 12 is a diagram corresponding to the sweating process of step S2. As shown in FIG. 12, in step S2, the subject 2 moves and generates heat. The exercise increases the body temperature of the
図13〜図15はステップS3の投入工程に対応する図である。図13に示すように、ステップS3において、操作者は回転ダイアル12を操作して容器18を回転させる。第1ゲル21aは未使用の状態とし、第1ゲル21aを用いて乳酸値の検査を行うことにする。そして、吐出口14cと対向する場所を第1ゲル21aに切り替える。
13 to 15 are diagrams corresponding to the charging process in step S3. As shown in FIG. 13, in step S3, the operator operates the
図14に示すように、操作者は吐出ボタン8を押す。これにより、スカート部16が変形して凹部14a内の体積が減少する。そして、凹部14a内の汗24が流路14bを通って吐出口14cから第1ゲル21aに輸送される。吐出口14cから汗24を輸送するとき、流路14b内に進行した汗24も吐出口14cから第1ゲル21aに輸送される。
As shown in FIG. 14, the operator presses the
図15に示すように、操作者は回転ダイアル12を操作して容器18を回転させる。そして、第2貫通孔6と対向する場所を第1ゲル21aに切り替える。そして、このまま放置する。この間に第1ゲル21aは汗24に含まれる乳酸と反応する。その結果、第1ゲル21aの構造色が乳酸値に応じて変化する。
As shown in FIG. 15, the operator operates the
図16はステップS4の確認工程に対応する図である。図16に示すように、ステップS4において、操作者は第2貫通孔6から第1ゲル21aの色調を観察する。第2貫通孔6から表示板18cの一部が見える。表示板18cには第1ゲル21aを示す数字“1”を確認できる。これにより、操作者は第2貫通孔6から見える刺激応答性ゲル21が第1ゲル21aであることを認識できる。
FIG. 16 is a diagram corresponding to the confirmation step of step S4. As shown in FIG. 16, in step S <b> 4, the operator observes the color tone of the
第2貫通孔6の近くには色調の見本25が設置されている。色調の見本25は乳酸値に応じた色調が表示されている。そして、色調に対応する乳酸値を示す乳酸値目盛25aが色調の見本25の近くに設置されている。操作者は第1ゲル21aの色調と色調の見本25とを比較する。そして、色調の見本25と乳酸値目盛25aとを用いて第1ゲル21aの乳酸値を評価する。以上の工程により生体情報を取得する工程が終了する。
A
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、乳酸値測定装置1は刺激応答性ゲル21、吐出ポンプ14及び回転ダイアル12を備えている。刺激応答性ゲル21は第1ゲル21a〜第7ゲル21gを有している。そして、吐出ポンプ14は汗24を刺激応答性ゲル21に輸送する。その刺激応答性ゲル21は汗24を吸収し汗24の乳酸に反応する。回転ダイアル12は吐出ポンプ14が汗24を設置する刺激応答性ゲル21を切り替える。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to the present embodiment, the lactic acid
一回反応させた反応部は汗24を含んでいるので再利用するのが難しい。第1ゲル21a〜第7ゲル21gに未反応の刺激応答性ゲル21があるとする。このとき回転ダイアル12を操作して操作者が汗24を設置する場所を未反応の刺激応答性ゲル21に切り替える。尚、未反応は汗24との反応が行われていない未使用の状態を示す。これにより、乳酸値測定装置1は汗24の乳酸による反応を7回行うことができる。
The reaction part that has been reacted once contains
(2)本実施形態によれば、乳酸値測定装置1は貯留部22を備えている。貯留部22は吐出ポンプ14が輸送する汗24を貯留することができる。操作者が回転ダイアル12を操作して吐出ポンプ14が汗24を設置する場所を貯留部22に切り替える。吐出ポンプ14の内部に存在する汗24を除去したいときには、回転ダイアル12を操作して操作者が汗24を設置する場所を貯留部22に切り替える。そして、吐出ポンプ14の内部に存在する汗24を貯留部22に移動させることができる。その結果、流路14bに時間が経過した汗24があるときに流路14bから汗24を除去することができる。
(2) According to the present embodiment, the lactic acid
(3)本実施形態によれば、第1ゲル21a〜第7ゲル21gは吐出ポンプ14を囲んで配置されている。そして、回転ダイアル12は吐出ポンプ14に対して第1ゲル21a〜第7ゲル21gを回転する。従って、回転ダイアル12は汗24を設置する刺激応答性ゲル21を切り替えることができる。その結果、汗24を設置する場所を切り替える構造を簡易な構造にすることができる。
(3) According to the present embodiment, the
(4)本実施形態によれば、吐出ポンプ14は凹部14aを備えている。凹部14aの壁は柔軟なので、凹部14aの体積を増減することができる。凹部14a内に汗24が位置するとき、凹部14aの体積を増減することにより汗24を輸送することができる。従って、吐出ポンプ14は簡便な構造で汗24を輸送することができる。
(4) According to the present embodiment, the
(5)本実施形態によれば、乳酸値測定装置1は刺激応答性ゲル21及び吐出ポンプ14が着脱可能になっている。刺激応答性ゲル21及び吐出ポンプ14を着脱して交換することにより、刺激応答性ゲル21を未反応の状態にすることができる。さらに、吐出ポンプ14に時間が経て変質した汗24が付着するときにも、吐出ポンプ14に汗24が付着していない状態にすることができる。
(5) According to the present embodiment, the stimulus-
(6)本実施形態によれば、刺激応答性ゲル21は汗24の乳酸に反応して色が変化する。そして、乳酸値測定装置1は刺激応答性ゲル21の色が見える第2貫通孔6を備えている。従って、容易に刺激応答性ゲル21が反応している程度を目視確認することができる。
(6) According to the present embodiment, the color of the stimulus-
(7)本実施形態によれば、第2貫通孔6の周りには刺激応答性ゲル21の色調の見本25が表示されている。従って、刺激応答性ゲル21が反応している程度を色調の見本25と比較して評価することができる。
(7) According to the present embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、乳酸値測定装置の一実施形態について図17及び図18を用いて説明する。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、刺激応答性ゲル21の変化を検出する方法が異なる点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。図17は乳酸値測定装置の構造を説明するための模式側断面図である。図18は乳酸値測定装置の電気制御ブロック図である。
(Second Embodiment)
Next, an embodiment of a lactic acid value measuring apparatus will be described with reference to FIGS. 17 and 18. This embodiment is different from the first embodiment in that a method for detecting a change in the stimulus-
図17に示すように、ゲルセンサーとしての乳酸値測定装置28は表ケース29及び裏蓋9からなる外装部30を備えている。外装部30の内部には吐出ポンプ14、反応ユニット31、回転ダイアル12、案内車13、支持部32、回路基板33及び表示部34を備えている。
As shown in FIG. 17, the lactic acid
反応ユニット31は第1の実施形態の反応ユニット15に相当する。支持部32は回転ダイアル12の軸12a及び案内車13の軸13aを支持する軸受を備えている。回路基板33は刺激応答性ゲル21の変化を検出する回路が実装されている。表示部34は検出した結果を表示する部位である。表示部34は回路基板33に搭載された回路により駆動される。
The
反応ユニット31は容器35を備え、容器35は第1実施形態の容器18と同様に隔壁18aにより仕切られている。容器35の底面には電極、変換部及び導電率センサーとしての第1電極36が設置され、第1電極36上に刺激応答性ゲル21が設置されている。第1電極36の一部は容器35の外周側に続いている。刺激応答性ゲル21の−Z側の面には電極、変換部及び導電率センサーとしての第2電極37が設置されている。刺激応答性ゲル21は膜の形状を有し刺激応答性ゲル21の対向する面に第1電極36及び第2電極37が設置されている。第1電極36及び第2電極37等により導電率センサーが構成されている。
The
回路基板33には第1端子38が設置され、第1端子38の端は第1電極36と接触する。さらに、回路基板33には第2端子39が設置され、第2端子39の端は第2電極37と接触する。
A
表示部34は検出した乳酸値や測定の状況を表示する装置である。表示部34は電子データを画像にして表示可能であれば良く特に限定されず、液晶表示装置やOLED(Organic light−emitting diodes)表示装置を用いることができる。本実施形態では、例えば、表示部34にOLED表示装置を用いている。
The
反応ユニット31の+Y方向側には支持部32に光センサー40が設置されている。光センサー40は発光部40a及び受光部40bを備えている。容器35の側面にはマークが設置されている。光センサー40と対向する場所にマークが位置するとき、受光部40bはマークにて反射した光を受光してマークを検出する。光センサー40がマークを検出するとき表示部34に検出したことを示す表示が表示される。従って、操作者は表示部34を確認して反応ユニット31を所定の位置に合わせることができる。
On the + Y direction side of the
図18は乳酸値測定装置の電気制御ブロック図である。図18に示すように、乳酸値測定装置28は乳酸値測定装置28の動作を制御する制御部としての電気回路42を備えている。そして、電気回路42はプロセッサーとして各種の演算処理を行うCPU43(Central Processing Unit)と、各種情報を記憶するメモリー44とを備えている。導電率測定部45、A/D変換部46(Analog Digtal)、表示部34、操作スイッチ47、通信部48及び光センサー40は入出力インターフェイス51及びデータバス52を介してCPU43に接続されている。
FIG. 18 is an electric control block diagram of the lactic acid value measuring apparatus. As shown in FIG. 18, the lactic acid
導電率測定部45は刺激応答性ゲル21に設置された第1電極36及び第2電極37に電圧を印加し第1電極36及び第2電極37間に流れる電流を検出する部位である。刺激応答性ゲル21に含まれる乳酸の乳酸値に応じて刺激応答性ゲル21の導電率がかわる。従って、導電率測定部45が刺激応答性ゲル21に流れる電流を検出することにより乳酸値に対応した刺激応答性ゲル21の導電率を検出することができる。
The
A/D変換部46は導電率測定部45が検出した刺激応答性ゲル21の導電率をデジタルのデータ信号に変換して出力する部位である。第1電極36及び第2電極37、導電率測定部45及びA/D変換部46等により変換部が構成されている。
The A /
操作スイッチ47は乳酸値測定装置28を操作するスイッチである。操作者は操作スイッチ47を操作して乳酸値の測定開始指示や測定条件等の各種指示入力を行う。
The
通信部48は外部機器と通信する部位である。通信部48には通信コネクター49が設置され、配線を介して通信コネクター49に外部機器が接続される。通信コネクター49を通して通信部48は測定した乳酸値のデータを外部機器に送信する。さらに、測定条件を外部機器から入力する。
The
光センサー40は支持部32に対する容器35の角度を検出する部位である。そして、第1ゲル21a〜第7ゲル21g及び貯留部22の内どれが吐出口14cと対向しているかの信号を出力する。さらに、第1ゲル21a〜第7ゲル21gの内どれが第1端子38及び第2端子39と対向しているかの信号を出力する。
The
メモリー44は、RAM、ROM等といった半導体メモリーや、ハードディスク、DVD−ROMといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、乳酸値測定装置28の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト53を記憶する記憶領域や、導電率と乳酸値との関係を示す相関表54のデータを記憶するための記憶領域が設定される。他にも、CPU43のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。
The memory 44 is a concept including a semiconductor memory such as a RAM and a ROM, and an external storage device such as a hard disk and a DVD-ROM. Functionally, a storage area for storing
CPU43は、メモリー44内に記憶されたプログラムソフトに従って、乳酸値を測定する制御を行うものである。具体的な機能実現部としてCPU43は演算部としての乳酸値演算部55を有する。乳酸値演算部55はA/D変換部46から導電率のデータ信号を入力する。そして、データ信号の値及び相関表54を参照して乳酸値を演算する。
The
他にも、CPU43は導電率測定部45が第1電極36及び第2電極37に出力する電圧値を制御する。また、CPU43は乳酸値演算部55が演算した乳酸値を表示部34に出力する制御を行う。さらに、CPU43は操作スイッチ47から入力された信号に応じて乳酸値測定装置28の動作を制御する。さらに、CPU43は通信部48を駆動して外部機器に乳酸値のデータ信号を出力し、外部機器から測定条件を入力する。さらに、CPU43は光センサー40を駆動して容器35の位置を示す信号を入力する。
In addition, the
刺激応答性ゲル21内の第1電極36及び第2電極37は導電率測定部45と接続されている。CPU43は導電率測定部45を駆動して第1電極36及び第2電極37間に電圧を印加する。そして、導電率測定部45は第1電極36及び第2電極37間に流れる電流を検出しA/D変換部46に出力する。A/D変換部46は電流の値をデジタルデータであるデータ信号に変換する。そして、A/D変換部46はデータ信号をCPU43に出力する。CPU43はA/D変換部46からデータ信号を入力し、メモリー44から相関表54を入力する。相関表54にはA/D変換部46が出力するデータ信号に対する乳酸値のデータが記載されている。そして、CPU43では乳酸値演算部55がデータ信号と相関表54とを用いて乳酸値を演算する。
The
CPU43は表示部34に乳酸値の測定結果のデータを出力し、表示部34は乳酸値の測定結果を表示する。被検者2は表示部34を見て汗中の乳酸値を確認する。さらに、CPU43は表示部34に乳酸値の測定結果が推移するグラフのデータを出力し、表示部34は乳酸値の測定結果の推移を示すグラフを表示する。被検者2は表示部34を見て汗中の乳酸値の推移を確認する。
The
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、乳酸値測定装置28は変換部及び乳酸値演算部55を備えている。汗24に含まれる乳酸の量に応じて刺激応答性ゲル21が変化する。そして、変換部は刺激応答性ゲル21の変化を検出してデータ信号に変換する。乳酸値演算部55はデータ信号から汗24に含まれる乳酸の量を演算する。従って、乳酸値測定装置28は汗24に含まれる乳酸の量を定量的に測定することができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to this embodiment, the lactic acid
(2)本実施形態によれば、変換部は第1電極36及び第2電極37を備え、第1電極36及び第2電極37が刺激応答性ゲル21の導電率を検出する。従って、変換部は刺激応答性ゲル21の変化をデータ信号に変換することができる。
(2) According to this embodiment, the conversion unit includes the
(3)本実施形態によれば、刺激応答性ゲル21は膜状であるので、薄く広い形状となっている。そして、第1電極36及び第2電極37は刺激応答性ゲル21の対向する面に設置されている。従って、第1電極36及び第2電極37は厚み方向に設置するときに比べて広い面積にすることができる。第1電極36及び第2電極37が広い為導電率測定部45は低い電圧で精度良く導電率を検出することができる。
(3) According to this embodiment, since the stimulus-
(4)本実施形態によれば、乳酸値測定装置28においても回転ダイアル12を操作して操作者が汗24を設置する場所を未反応の刺激応答性ゲル21に切り替える。これにより、乳酸値測定装置28は汗24の乳酸による反応を7回行うことができる。
(4) According to the present embodiment, also in the lactic acid
(第3の実施形態)
次に、乳酸値測定装置の一実施形態について図19及び図20を用いて説明する。本実施形態が第2の実施形態と異なるところは、刺激応答性ゲル21の変化を検出する方法が異なる点にある。尚、第2の実施形態と同じ点については説明を省略する。図19は乳酸値測定装置の構造を説明するための模式側断面図である。図20は乳酸値測定装置の電気制御ブロック図である。
(Third embodiment)
Next, an embodiment of a lactic acid value measuring apparatus will be described with reference to FIGS. 19 and 20. This embodiment is different from the second embodiment in that a method for detecting a change in the stimulus-
すなわち、本実施形態では、図19に示すようにゲルセンサーとしての乳酸値測定装置58は表ケース29及び裏蓋9からなる外装部30を備えている。外装部30の内部には吐出ポンプ14、反応ユニット15、回転ダイアル12、案内車13、支持部59、回路基板60及び表示部61を備えている。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 19, the lactic acid
支持部59には刺激応答性ゲル21を照射する白色光源62が設置されている。白色光源62は特に限定されないが本実施形態では、例えば、LED(Light Emitting Diode)等から構成されている。
A
支持部59には赤色検出センサー63、青色検出センサー64及び緑色検出センサー65が設置されている。赤色検出センサー63、青色検出センサー64及び緑色検出センサー65等により色調センサーが構成されている。赤色検出センサー63はフォトトランジスター、赤色フィルター及び集光レンズ等により構成されている。赤色検出センサー63を照射する光は赤色フィルターを通過してフォトトランジスターを照射する。これによりフォトトランジスターを照射する光は赤色成分の光に限定される。そして、フォトトランジスターは赤色成分の光を受光するので赤色検出センサー63は赤色成分の光を検出する。同様に、青色検出センサー64は青色フィルターを備え、青色成分の光を検出する。緑色検出センサー65は緑色フィルターを備え、緑色成分の光を検出する。
The
白色光源62は刺激応答性ゲル21に白色光66を照射する。白色光66は刺激応答性ゲル21にて反射する。刺激応答性ゲル21にて反射した反射光67は刺激応答性ゲル21の構造色を反映した色になっている。反射光67は赤色検出センサー63、青色検出センサー64及び緑色検出センサー65を照射する。そして、赤色検出センサー63、青色検出センサー64及び緑色検出センサー65はそれぞれ赤、青、緑色の輝度に対応する電気信号を出力する。
The
図20に示すように、乳酸値測定装置58は乳酸値測定装置58の動作を制御する制御部としての電気回路68を備えている。電気回路68はプロセッサーとして各種の演算処理を行うCPU71と、各種情報を記憶するメモリー72とを備えている。光源駆動部73、受光量測定部74、A/D変換部75、表示部61、操作スイッチ47、通信部48及び光センサー40は入出力インターフェイス76及びデータバス77を介してCPU71に接続されている。
As shown in FIG. 20, the lactic acid
光源駆動部73は白色光源62と接続され、白色光源62を駆動する部位である。光源駆動部73はCPU71と接続されており、CPU71は白色光源62の点灯、消灯及び光量を制御する。
The light
受光量測定部74は赤色検出センサー63、青色検出センサー64及び緑色検出センサー65と接続されている。そして、受光量測定部74が赤色検出センサー63、青色検出センサー64及び緑色検出センサー65を駆動する。
The received light
そして、赤色検出センサー63は刺激応答性ゲル21の表面で反射した反射光67のうち赤色成分の輝度を示す信号を受光量測定部74に出力する。同様に、青色検出センサー64は刺激応答性ゲル21の表面で反射した反射光67のうち青色成分の輝度を示す信号を受光量測定部74に出力する。緑色検出センサー65は刺激応答性ゲル21の表面で反射した反射光67のうち緑色成分の輝度を示す信号を受光量測定部74に出力する。
The
受光量測定部74は赤青緑色の各光の輝度を示す信号を入力してA/D変換部75に出力する。A/D変換部75は赤青緑色の各光の輝度を示すデータをCPU71に出力する。
The received light
メモリー72にはプログラムソフト78及び相関表79等が記憶されている。プログラムソフト78には、乳酸値測定装置58の動作の制御手順が記述されている。相関表79には刺激応答性ゲル21の色調と乳酸値との関係を示すデータが記載されている。
The
CPU71は、メモリー72内に記憶されたプログラムソフト78に従って、乳酸値を測定する制御を行うものである。具体的な機能実現部としてCPU71は色調検出部80を有する。色調検出部80は光源駆動部73を駆動させて白色光源62を点灯させる。受光量測定部74は赤色検出センサー63、青色検出センサー64及び緑色検出センサー65から各色の輝度信号を入力してA/D変換部75に出力する。A/D変換部75は各色の輝度データをCPU71に出力する。色調検出部80は各色の輝度データを用いて刺激応答性ゲル21の色調を演算する。赤色検出センサー63、青色検出センサー64、緑色検出センサー65、受光量測定部74及びA/D変換部75が変換部に相当する。赤色検出センサー63、青色検出センサー64、緑色検出センサー65が色調センサーに相当する。
The
他にも、具体的な機能実現部としてCPU71は乳酸値演算部81を有する。乳酸値演算部81は色調検出部80から刺激応答性ゲル21の色調のデータを入力する。そして、刺激応答性ゲル21の色調のデータ及び相関表79を参照して乳酸値を演算する。色調検出部80及び乳酸値演算部81が演算部に相当する。
In addition, the
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、刺激応答性ゲル21は乳酸に反応して体積が膨張する。刺激応答性ゲル21には反射率の高い微粒子が混入されている。刺激応答性ゲル21の体積が膨張すると色が変化するので、容易に反応の程度を検出することができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to this embodiment, the stimulus-
(2)本実施形態によれば、乳酸値測定装置58は赤色検出センサー63、青色検出センサー64及び緑色検出センサー65を備え、赤色検出センサー63、青色検出センサー64及び緑色検出センサー65が刺激応答性ゲル21の色調を検出する。従って、受光量測定部74及びA/D変換部75は刺激応答性ゲル21の色調の変化をデータ信号に変換することができる。
(2) According to the present embodiment, the lactic acid
(3)本実施形態によれば、乳酸値測定装置58においても回転ダイアル12を操作して操作者が汗24を設置する場所を未反応の刺激応答性ゲル21に切り替える。これにより、乳酸値測定装置58は汗24の乳酸による反応を7回行うことができる。
(3) According to the present embodiment, also in the lactic acid
(第4の実施形態)
次に、グルコース測定装置の一実施形態について図21のグルコース測定装置の電気制御ブロック図を用いて説明する。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、刺激応答性ゲル21の導電率の変化を検出してグルコース量を演算する点にある。グルコースが刺激応答性ゲル21の反応成分及び特定物質に該当する。尚、第2の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, an embodiment of the glucose measuring device will be described using the electrical control block diagram of the glucose measuring device in FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the change in conductivity of the stimulus-
すなわち、本実施形態では、図21に示すようにゲルセンサーとしてのグルコース測定装置84はグルコース測定装置84の動作を制御する制御部としての電気回路85を備えている。そして、電気回路85はプロセッサーとして各種の演算処理を行うCPU86と、各種情報を記憶するメモリー87とを備えている。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 21, the
メモリー87は機能的にはグルコース測定装置84の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト88を記憶する記憶領域や、導電率とグルコース量との関係を示す相関表89のデータを記憶するための記憶領域が設定される。刺激応答性ゲル21にグルコースが浸透するとき、ボロン酸基とグルコースとが結合する。このとき刺激応答性ゲル21の導電率が変化する。従って、汗24の中に含まれるグルコース量に対応して刺激応答性ゲル21の導電率が変化する為、刺激応答性ゲル21の導電率を検出することでCPU86は汗24の中に含まれるグルコース量を推定することができる。相関表89は導電率とグルコース量との関係を示している。
The
CPU86は、メモリー87内に記憶されたプログラムソフトに従って、グルコース量を測定する制御を行うものである。具体的な機能実現部としてCPU86は演算部としてのグルコース量演算部90を有する。グルコース量演算部90はA/D変換部46から導電率のデータ信号を入力する。そして、データ信号の値及び相関表89を参照してグルコース量を演算する。
The
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、グルコース測定装置84は刺激応答性ゲル21、導電率測定部45、A/D変換部46及びグルコース量演算部90を備えている。汗24に含まれるグルコース量に応じて刺激応答性ゲル21が変化する。そして、導電率測定部45及びA/D変換部46は刺激応答性ゲル21の変化を検出してデータ信号に変換してグルコース量演算部90に出力する。グルコース量演算部90はデータ信号から汗24に含まれるグルコース量を演算する。従って、グルコース測定装置84は汗24に含まれるグルコース量を測定することができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to this embodiment, the
(2)本実施形態によれば、グルコース測定装置84においても回転ダイアル12を操作して操作者が汗24を設置する場所を未反応の刺激応答性ゲル21に切り替える。これにより、グルコース測定装置84は汗24のグルコースによる反応を7回行うことができる。
(2) According to this embodiment, the
(3)本実施形態によれば、グルコース測定装置84を被検者2に常時設置できる。これにより、被検者2が糖尿病患者のとき被検者2の体調を連続して測定できる。
(3) According to this embodiment, the
(第5の実施形態)
次に、グルコース測定装置の一実施形態について図22のグルコース測定装置の電気制御ブロック図を用いて説明する。本実施形態が第3の実施形態と異なるところは、刺激応答性ゲル21の色調の変化を検出してグルコース量を演算する点にある。尚、第3の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, an embodiment of the glucose measuring device will be described with reference to an electrical control block diagram of the glucose measuring device in FIG. This embodiment is different from the third embodiment in that the change in color tone of the stimulus-
すなわち、本実施形態では、図22に示すようにゲルセンサーとしてのグルコース測定装置93はグルコース測定装置93の動作を制御する制御部としての電気回路94を備えている。そして、電気回路94はプロセッサーとして各種の演算処理を行うCPU95と、各種情報を記憶するメモリー96とを備えている。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 22, the
メモリー96は機能的にはグルコース測定装置93の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト97を記憶する記憶領域や、色調とグルコース量との関係を示す相関表98のデータを記憶するための記憶領域が設定される。
The
CPU95は、メモリー96内に記憶されたプログラムソフトに従って、グルコース量を測定する制御を行うものである。具体的な機能実現部としてCPU95は色調検出部80を有する。色調検出部80はA/D変換部75から赤、青、黄色の各色の輝度のデータを入力し色調を演算する。他にも、CPU95は演算部としてのグルコース量演算部99を有する。グルコース量演算部99は色調検出部80から刺激応答性ゲル21の色調のデータを入力する。そして、グルコース量演算部99は色調のデータ及び相関表98を参照してグルコース量を演算する。
The
刺激応答性ゲル21にグルコースが浸透するとき、ボロン酸基とグルコースとが結合する。このとき刺激応答性ゲル21の色調が変化する。そして、受光量測定部74及びA/D変換部75は刺激応答性ゲル21の変化を検出してデータ信号に変換して色調検出部80に出力する。色調検出部80はデータ信号から刺激応答性ゲル21の色調を演算してグルコース量演算部99に出力する。グルコース量演算部99は色調検出部80が出力する色調から汗24に含まれるグルコース量を演算する。従って、グルコース測定装置93は汗24に含まれるグルコース量を測定することができる。
When glucose penetrates into the stimulus-
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、グルコース測定装置93は刺激応答性ゲル21、受光量測定部74、A/D変換部75及びグルコース量演算部99を備えている。汗24に含まれるグルコース量に応じて刺激応答性ゲル21の色調が変化する。そして、受光量測定部74及びA/D変換部75は刺激応答性ゲル21の赤青緑色の各色の輝度の変化を検出してデータ信号に変換して色調検出部80に出力する。色調検出部80は赤青緑色の各色の輝度のデータ信号から色調を演算してグルコース量演算部99に出力する。グルコース量演算部99は刺激応答性ゲル21の色調のデータから汗24に含まれるグルコース量を演算する。従って、グルコース測定装置93は汗24に含まれるグルコース量を測定することができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to the present embodiment, the
(2)本実施形態によれば、グルコース測定装置93においても回転ダイアル12を操作して操作者が汗24を設置する場所を未反応の刺激応答性ゲル21に切り替える。これにより、グルコース測定装置93は汗24のグルコースによる反応を7回行うことができる。
(2) According to this embodiment, the
(3)本実施形態によれば、グルコース測定装置93を被検者2に常時設置できる。これにより、被検者2が糖尿病患者のとき被検者2の体調を連続して測定できる。
(3) According to this embodiment, the
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)
前記第1の実施形態〜前記第3の実施形態では、汗24中の乳酸値を測定し、前記第4の実施形態及び前記第5の実施形態では、汗24中のグルコース量を測定した。刺激応答性ゲル21の成分を変えることにより乳酸値やグルコース量以外の成分を測定しても良い。例えば、医療分野ではがん細胞、血液細胞、ウイルス、細菌、たんぱく質の選択分離を行っても良い。他にも、環境分野では花粉等のアレルギー物質、毒物、有害物質、環境汚染物質の成分を測定しても良い。
Note that the present embodiment is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be added by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. A modification will be described below.
(Modification 1)
In the first embodiment to the third embodiment, the lactic acid value in the
(変形例2)
前記第1の実施形態では、刺激応答性ゲル21を用いたが刺激応答性ゲル21に換えて低分子〜高分子、粒子、コロイドを含むハイドロゲルを用いても良い。
(Modification 2)
In the first embodiment, the stimulus-
(変形例3)
前記第1の実施形態では、乳酸値測定装置1は被検者2に常時設置する構造になっていた。机上に据え置きにしても良い。そして、測定する成分毎にセンサーモジュール10を用意しておき、センサーモジュール10を入れ替えて測定しても良い。
(Modification 3)
In the first embodiment, the lactic acid
(変形例4)
前記第1の実施形態では、汗24に含まれる乳酸を検出した。検査する液体は汗24以外でもよい。血液や体液の他工業的に生産された溶液、分析用に採取した溶液でもよい。各種溶液に含まれる乳酸を検出することができる。例えば、細胞培養モニターに乳酸値測定装置1を用いることができる。培養されている細胞は代謝成分として乳酸を生成する。乳酸が培養液中に蓄積されると培養液が酸性になり、培養細胞がダメージをうける。これまでの培養ではフェノールレッドという溶液を培養液に入れておき、その色で培養液のpHを確認していた。酸性に傾くと、もともと赤だった色が黄色になるため、色の変化で培地交換を行っていた。培養液のペーハー検出方法としてセンサーモジュール10を用いることにより、フェノールレッドが細胞に与える影響を抑制できる。
(Modification 4)
In the first embodiment, lactic acid contained in the
他にも、乳酸発酵モニターに乳酸値測定装置1を用いることができる。漬物、ヨーグルトは乳酸発酵が使われている。乳酸発酵は酸素の非存在下で細菌や動物細胞でおこる発酵形式であり、乳酸発酵を通じて1分子のグルコースが2分子の乳酸になる。乳酸発酵で生成された乳酸をセンサーモジュール10が検出し、発酵度合を判断して発酵を終了させるタイミングを制御することができる。
In addition, the lactic acid
他にも、血糖値モニターに乳酸値測定装置1を用いることができる。血液中のグルコース濃度は糖尿病の指標として着目されており、現在は穿刺による血液検査が行われている。しかし侵襲的であるため、非侵襲の方法が検討されている。大学や研究機関では、涙中のグルコース濃度を測定する方法が検討されている。センサーモジュール10を用いて涙中のグルコース濃度を検出しても良い。尚、変形例2〜変形例4は前記第2の実施形態〜前記第4の実施形態にも適用することができる。
In addition, the lactic acid
(変形例5)
前記第1の実施形態では、操作者が回転ダイアル12を操作して反応ユニット15を回転させた。外装部3に対して反応ユニット15を固定して回転ダイアル12が吐出ポンプ14を回転する構造にしても良い。そして、第2貫通孔6は総ての刺激応答性ゲル21が見える形状にする。この構造のときにも、第1ゲル21a〜第7ゲル21gの1つを選択して、選択した刺激応答性ゲル21に汗24を吐出することができる。
(Modification 5)
In the first embodiment, the operator operates the
(変形例6)
前記第1の実施形態では、ステップS4の確認工程を終えた後終了した。ステップS4の後にステップS1の廃棄工程を行っても良い。流路14b内の汗24を貯留部22に除去することにより、流路14b内に汗24の成分が残留して付着することを抑制できる。
(Modification 6)
In the first embodiment, the process is completed after the confirmation process in step S4. You may perform the discard process of step S1 after step S4. By removing the
(変形例7)
前記第1の実施形態では、回転ダイアル12を介して反応ユニット15を回転した。回転ダイアル12を設けずに容器18の一部を外装部3から露出させる。そして、操作者が直接反応ユニット15を回転させても良い。乳酸値測定装置1の構造を簡易にすることができる。
(Modification 7)
In the first embodiment, the
1,28,58…ゲルセンサーとしての乳酸値測定装置、6…窓としての第2貫通孔、12…切替部としての回転ダイアル、13…切替部としての案内車、14…液体輸送部としての吐出ポンプ、14a…凹部、18…切替部としての容器、21…反応部群としての刺激応答性ゲル、21a…反応部としての第1ゲル、21b…反応部としての第2ゲル、21c…反応部としての第3ゲル、21d…反応部としての第4ゲル、21e…反応部としての第5ゲル、21f…反応部としての第6ゲル、21g…反応部としての第7ゲル、22…貯留部、24…被検査液としての汗、25…色調の見本、36…電極、変換部及び導電率センサーとしての第1電極、37…電極、変換部及び導電率センサーとしての第2電極、45…変換部としての導電率測定部、46…変換部としてのA/D変換部、55,81…演算部としての乳酸値演算部、63…色調センサーとしての赤色検出センサー、64…色調センサーとしての青色検出センサー、65…色調センサーとしての緑色検出センサー、84,93…ゲルセンサーとしてのグルコース測定装置、90,99…演算部としてのグルコース量演算部。
1, 28, 58 ... Lactic acid level measuring device as a gel sensor, 6 ... Second through hole as a window, 12 ... Rotating dial as a switching part, 13 ... Guide wheel as a switching part, 14 ... As a liquid transport part Discharge pump, 14a ... recess, 18 ... container as switching part, 21 ... stimulus-responsive gel as reaction part group, 21a ... first gel as reaction part, 21b ... second gel as reaction part, 21c ... reaction 3rd gel as part, 21d ... 4th gel as reaction part, 21e ... 5th gel as reaction part, 21f ... 6th gel as reaction part, 21g ... 7th gel as reaction part, 22 ...
Claims (11)
前記被検査液を前記反応部に輸送する液体輸送部と、
前記液体輸送部が前記被検査液を設置する前記反応部を切り替える切替部と、を備えることを特徴とするゲルセンサー。 A reaction part group having a plurality of gel-like reaction parts that absorb the liquid to be inspected and react with a predetermined component of the liquid to be inspected;
A liquid transport section for transporting the liquid to be inspected to the reaction section;
A gel sensor, comprising: a switching unit that switches the reaction unit in which the liquid transport unit installs the liquid to be inspected.
前記液体輸送部が輸送する前記被検査液を貯留する貯留部を備え、
前記切替部は前記液体輸送部が前記被検査液を設置する場所を前記貯留部に切り替えることを特徴とするゲルセンサー。 The gel sensor according to claim 1,
A storage section for storing the liquid to be inspected transported by the liquid transport section;
The switching unit switches the place where the liquid transport unit installs the liquid to be tested to the storage unit.
前記反応部は前記液体輸送部を囲んで配置され、
前記切替部は前記反応部と前記液体輸送部とを相対的に回転させることを特徴とするゲルセンサー。 The gel sensor according to claim 1 or 2,
The reaction part is disposed around the liquid transport part,
The switching unit relatively rotates the reaction unit and the liquid transport unit.
前記液体輸送部は柔軟な壁を有する凹部を備え、
前記凹部の体積を増減して前記凹部内に位置する前記被検査液を輸送することを特徴とするゲルセンサー。 The gel sensor according to any one of claims 1 to 3,
The liquid transport part comprises a recess having a flexible wall;
A gel sensor characterized in that the liquid to be inspected is transported by increasing or decreasing the volume of the recess.
前記反応部及び前記液体輸送部が着脱可能であることを特徴とするゲルセンサー。 The gel sensor according to any one of claims 1 to 4,
The gel sensor, wherein the reaction part and the liquid transport part are detachable.
前記反応部は前記被検査液の所定の成分に反応して色が変化し、
前記反応部の色が見える窓を備えることを特徴とするゲルセンサー。 The gel sensor according to any one of claims 1 to 5,
The reaction part changes color in response to a predetermined component of the liquid to be inspected,
A gel sensor comprising a window through which the color of the reaction part can be seen.
前記窓には前記反応部の色調の見本が表示されていることを特徴とするゲルセンサー。 The gel sensor according to claim 6,
A gel sensor characterized in that a sample of the color tone of the reaction part is displayed on the window.
前記反応部の変化をデータ信号に変換する変換部と、
前記変換部が出力するデータ信号から被検査液に含まれる特定物質の量を演算する演算部と、を備えることを特徴とするゲルセンサー。 The gel sensor according to any one of claims 1 to 7,
A conversion unit for converting the change in the reaction unit into a data signal;
A gel sensor comprising: a calculation unit that calculates an amount of a specific substance contained in a test liquid from a data signal output from the conversion unit.
前記変換部は前記反応部の色調を検出する色調センサーを備えることを特徴とするゲルセンサー。 The gel sensor according to claim 8,
The gel sensor, wherein the conversion unit includes a color sensor for detecting a color tone of the reaction unit.
前記変換部は前記反応部の導電率を検出する導電率センサーを備えることを特徴とするゲルセンサー。 The gel sensor according to claim 8,
The said conversion part is equipped with the electrical conductivity sensor which detects the electrical conductivity of the said reaction part, The gel sensor characterized by the above-mentioned.
前記反応部は膜であり前記導電率センサーは前記膜の対向する面に設置された電極を含むことを特徴とするゲルセンサー。 The gel sensor according to claim 10,
The gel sensor according to claim 1, wherein the reaction part is a film, and the conductivity sensor includes electrodes disposed on opposite surfaces of the film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015209625A JP2017079911A (en) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Gel sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015209625A JP2017079911A (en) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Gel sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017079911A true JP2017079911A (en) | 2017-05-18 |
Family
ID=58712385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015209625A Pending JP2017079911A (en) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Gel sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017079911A (en) |
-
2015
- 2015-10-26 JP JP2015209625A patent/JP2017079911A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170119289A1 (en) | Fluid collection device and measurement device | |
JP2018029696A (en) | Gel sensor and method for estimating component concentration | |
Parrilla et al. | Wearable potentiometric ion sensors | |
Jarosova et al. | Inkjet-printed carbon nanotube electrodes for measuring pyocyanin and uric acid in a wound fluid simulant and culture media | |
Canovas et al. | Cytotoxicity study of ionophore-based membranes: Toward on-body and in vivo ion sensing | |
JP2018023665A (en) | Sweat collection device and gel sensor | |
Xu et al. | Wearable eye patch biosensor for noninvasive and simultaneous detection of multiple biomarkers in human tears | |
CN113358724B (en) | Multi-parameter detection array electrochemical sensor for continuous blood gas detection | |
EP3098604A1 (en) | Gel for sensor and sensor | |
JP4932848B2 (en) | Sensor | |
JP2017063929A (en) | Gel sensor and measuring device | |
US20150226754A1 (en) | Stimulus-responsive gel material | |
JP2017079911A (en) | Gel sensor | |
US20190159708A1 (en) | Analyte indicator integrated with a catalytically active material | |
CN107271434A (en) | A kind of multifunctional medical detector and multifunctional medical detecting system | |
WO2016129206A1 (en) | Gel for sensor, and sensor | |
JP2017187358A (en) | Liquid sampling device and measuring device | |
JP2017070480A (en) | Gel sensor and measuring apparatus | |
EP3098603A1 (en) | Gel for sensor and sensor | |
US9505889B2 (en) | Stimulus-responsive gel material and method for producing stimulus-responsive gel material | |
JP2017202138A (en) | measuring device | |
US20160348051A1 (en) | Culture container, gel material, and culture system | |
JP7362119B2 (en) | measuring device | |
US9353228B2 (en) | Stimulus-responsive gel material | |
JP2017063973A (en) | Liquid collection device |