JP2021085714A - Detection device and detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被験者の体液中に分泌される被検出物を検出するための検出用装置、及び該検出用装置に適用する検出器に関する。 The present invention relates to a detection device for detecting an object to be detected secreted into the body fluid of a subject, and a detector applied to the detection device.
例えばストレスといった原因に対応して、特定の物質が唾液及び/又は血液といった体液中に放出されることが知られている。ストレスに対応する物質としては、副腎皮質の束状層から放出されるステロイドホルモンであるコルチゾール、副腎皮質の網状層で生成されるステロイドホルモンであるデヒドロエピアンドロステロン等が知られており、いずれもストレスの印加量が多くなるに従って放出量が増大する。 It is known that certain substances are released into body fluids such as saliva and / or blood in response to causes such as stress. Known stress-responsive substances include cortisol, a steroid hormone released from the bundled layer of the adrenal cortex, and dehydroepiandrosterone, a steroid hormone produced in the reticulated layer of the adrenal cortex. The amount released increases as the amount of stress applied increases.
そのため、後記する特許文献1には次のような携帯端末装置が開示されている。
すなわち、携帯端末装置の本体は一般の携帯電話機の形態をなしており、当該本体の使用者の口元に配置される位置に、使用者の音声を取得する音声取得部と、使用者の口から飛散された唾液を採取する唾液採取部とが併設してある。
Therefore, the following portable terminal device is disclosed in
That is, the main body of the mobile terminal device is in the form of a general mobile phone, and a voice acquisition unit that acquires the user's voice and a voice acquisition unit that acquires the user's voice at a position placed near the user's mouth of the main body There is also a saliva collection unit that collects scattered saliva.
唾液採取部によって採取された唾液はセンサ部に与えられるようになっており、センサ部は与えられた唾液中に含有されるα−アミラーゼ活性の経時変化を計測し、その結果をストレス分析部へ与える。ストレス分析部にはα−アミラーゼ活性の経時変化を分析した複数の標準結果がストレスの度合いに対応付けて記憶してあり、ストレス分析部は記憶された複数の標準結果とセンサ部から与えられた結果とをそれぞれ対比して、最も近い標準結果を選択し、対応するストレス度を表示部に表示させるとともに、メモリ部に記憶させるようになっている。 The saliva collected by the saliva collection unit is given to the sensor unit, and the sensor unit measures the change over time in the α-amylase activity contained in the given saliva and sends the result to the stress analysis unit. give away. The stress analysis unit stores multiple standard results that analyze changes in α-amylase activity over time in association with the degree of stress, and the stress analysis unit stores the stored standard results and the sensor unit. The results are compared with each other, the closest standard result is selected, and the corresponding stress level is displayed on the display unit and stored in the memory unit.
しかしながら、このような従来の装置にあっては、使用者が当該装置の使用中、使用者の口から唾液採取部へ、検出可能な量の唾液が確実に飛散することが保証されないため、検出装置としての信頼性が低い。また、携帯電話機たる本体を利用しているため、被験者が乳幼児である場合には適用することができず、また、安静時又は作業中のストレス、若しくはベッドに横臥している患者のストレス等の検出にも適用できない。一方、α−アミラーゼ活性の経時変化を分析するには、経時的に基質を供給する必要があることから繰り返しの検出操作が困難である。 However, in such a conventional device, it is not guaranteed that a detectable amount of saliva is surely scattered from the user's mouth to the saliva collecting part while the user is using the device. The reliability as a device is low. In addition, since it uses the main body of a mobile phone, it cannot be applied when the subject is an infant, and stress at rest or during work, or stress of a patient lying on the bed, etc. It cannot be applied to detection. On the other hand, in order to analyze changes in α-amylase activity over time, it is necessary to supply a substrate over time, which makes repeated detection operations difficult.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、被験者の体液中に分泌される被検出物を確実に検出し得、また繰り返し計測が可能な検出用装置、及び該検出用装置に適用する検出器を提供する。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is used in a detection device capable of reliably detecting an object to be detected secreted in a subject's body fluid and capable of repeated measurement, and a detection device. Provide a detector to apply.
(1)本発明に係る検出用装置は、被験者の体液に含まれる被検出物を検出するための検出器と、該検出器を動作させる本体と、前記検出器を収納する収納部とを備え、前記検出器は、適宜形状の基板と、該基板に設けてあり、前記被検出物を補足するセンサ部と、前記基板に設けてあり、センサ部の電気的変化を検出するための電極部とを具備し、一方、前記収納部には、被験者の体液を前記センサ部へ導入するための1又は複数の導入孔が開設してあり、該収納部が被験者の体液中に浸漬され、又は、被験者の体液が収納部の導入孔へ誘導されるように構成してあることを特徴とする。 (1) The detection device according to the present invention includes a detector for detecting an object to be detected contained in a subject's body fluid, a main body for operating the detector, and a storage unit for accommodating the detector. The detector is provided on a substrate having an appropriately shaped shape, a sensor unit provided on the substrate to capture the object to be detected, and an electrode unit provided on the substrate for detecting an electrical change in the sensor unit. On the other hand, the storage unit is provided with one or a plurality of introduction holes for introducing the body fluid of the subject into the sensor unit, and the storage unit is immersed in the body fluid of the subject or , The body fluid of the subject is configured to be guided to the introduction hole of the storage portion.
本発明の検出用装置にあっては、被験者の体液に含まれる被検出物を検出するための検出器と、この検出器を動作させる本体と、検出器を収納する収納部とを備え、収納部には、被験者の体液を前記センサ部へ導入するための1又は複数の導入孔が開設してあるため、収納部を被験者の口腔内に挿入させて、収納部を被験者の体液中に浸漬させることによって、又は、被験者の口腔内に挿入させた管等にて、収納部の導入孔へ被験者の体液を誘導させることによって、収納部に開設した導入孔から検出器のセンサ部へ体液である唾液を確実に導入させることができ、これによって被験者の体液中に分泌される被検出物を確実に検出することができる。 The detection device of the present invention includes and stores a detector for detecting an object to be detected contained in the body fluid of a subject, a main body for operating the detector, and a storage unit for storing the detector. Since one or more introduction holes for introducing the subject's body fluid into the sensor portion are provided in the portion, the storage portion is inserted into the subject's oral cavity and the storage portion is immersed in the subject's body fluid. By letting the subject's body fluid be guided to the introduction hole of the storage part by, or by guiding the subject's body fluid to the introduction hole of the storage part with a tube or the like inserted into the oral cavity of the subject, the body fluid is used from the introduction hole opened in the storage part to the sensor part of the detector. A certain saliva can be surely introduced, and thereby the detected object secreted in the body fluid of the subject can be surely detected.
ここで、前述した検出器は、適宜形状に成形した基板を備えており、この基板に、被検出物を補足するセンサ部と、該センサ部の電気的変化を検出するための電極部とが設けてある。センサ部には電圧が印加されるようになっており、体液中の被検出物の濃度に応じて当該被検出物がセンサ部に補足され、その状態でセンサ部に電圧が印加されると、被検出物の補足量に応じた電気的変化が得られる。これによって、センサ部に被検出物が補足された量に応じた検出結果を繰り返し得ることができる。 Here, the above-mentioned detector includes a substrate molded into an appropriate shape, and on this substrate, a sensor unit that captures the object to be detected and an electrode unit for detecting an electrical change of the sensor unit are formed on the substrate. It is provided. A voltage is applied to the sensor unit, and when the object to be detected is captured by the sensor unit according to the concentration of the object to be detected in the body fluid and a voltage is applied to the sensor unit in that state, An electrical change can be obtained according to the amount of supplementary material to be detected. As a result, it is possible to repeatedly obtain the detection result according to the amount of the object to be detected captured in the sensor unit.
(2)本発明に係る検出用装置は、前記基板のセンサ部の近傍に、体液を通過させるための1又は複数の貫通孔が開設してあることを特徴とする。 (2) The detection device according to the present invention is characterized in that one or a plurality of through holes for passing body fluid are provided in the vicinity of the sensor portion of the substrate.
本発明の検出用装置にあっては、前述した基板のセンサ部の近傍に、体液を通過させるための1又は複数の貫通孔が開設してあるため、センサ部には新鮮な体液が供給され続ける。これによって、被検出物の検出を介して被験者の状態を時間差を生じることなく経時的に認識することができる。 In the detection device of the present invention, since one or a plurality of through holes for passing body fluid are provided in the vicinity of the sensor portion of the substrate described above, fresh body fluid is supplied to the sensor portion. to continue. Thereby, the state of the subject can be recognized over time without causing a time difference through the detection of the object to be detected.
(3)本発明に係る検出用装置は、前記貫通孔の内径は、体液がセンサ部に導入される側が大きく、体液がセンサ部から排出される側が小さくなしてあることを特徴とする。 (3) The detection device according to the present invention is characterized in that the inner diameter of the through hole is large on the side where the body fluid is introduced into the sensor unit and small on the side where the body fluid is discharged from the sensor unit.
本発明の検出用装置にあっては、貫通孔の内径は、体液がセンサ部に導入される側が大きく、体液がセンサ部から排出される側が小さくなしてある。唾液といった粘性を有する体液が検出対象である場合、貫通孔の内径は、体液がセンサ部に導入される側が大きく、体液がセンサ部から排出される側が小さくなしてあるため、排出される側から導入される側への逆流を防止することができ、被検出物の経時的な検出を高精度に実施することができる。 In the detection device of the present invention, the inner diameter of the through hole is large on the side where the body fluid is introduced into the sensor unit and small on the side where the body fluid is discharged from the sensor unit. When a viscous body fluid such as saliva is the detection target, the inner diameter of the through hole is large on the side where the body fluid is introduced into the sensor unit and small on the side where the body fluid is discharged from the sensor unit. It is possible to prevent backflow to the side to be introduced, and it is possible to detect the object to be detected over time with high accuracy.
(4)本発明に係る検出用装置は、前記収納部の内部は、前記基板によって二室に分離されており、一方の室内に導入された体液が基板のセンサ部に接触しつつ、前記貫通孔内を通過して他方の室へ導入され、当該他方の室から収納部外へ排出されるように構成してあることを特徴とする。 (4) In the detection device according to the present invention, the inside of the storage portion is separated into two chambers by the substrate, and the body fluid introduced into one of the chambers penetrates the sensor portion of the substrate while contacting the sensor portion. It is characterized in that it is configured to pass through the hole, be introduced into the other chamber, and be discharged from the other chamber to the outside of the storage unit.
本発明の検出用装置にあっては、収納部の内部は、前記基板によって二室に分離されており、一方の室内に導入された体液が基板のセンサ部に接触しつつ、前記貫通孔内を通過して他方の室へ導入され、当該他方の室から収納部外へ排出されるように構成してあるため、一方の室内に導入された体液と他方の室内へ排出された体液とが混合することが防止され、被検出物の経時的な検出を高精度に実施することができる。 In the detection device of the present invention, the inside of the storage portion is separated into two chambers by the substrate, and the body fluid introduced into one of the chambers is in contact with the sensor portion of the substrate and inside the through hole. Since it is configured so that it is introduced into the other chamber through the above and discharged from the other chamber to the outside of the storage unit, the body fluid introduced into one chamber and the body fluid discharged into the other chamber are collected. Mixing is prevented, and the detection of the object to be detected over time can be performed with high accuracy.
(5)本発明に係る検出用装置は、前記収納部は、おしゃぶりを構成し、柔軟性を有する吸口部で構成してあり、前記基板は柔軟性を有する材料にて構成してあることを特徴とする。 (5) In the detection device according to the present invention, the storage portion constitutes a pacifier and is composed of a flexible mouthpiece portion, and the substrate is composed of a flexible material. It is a feature.
本発明の検出用装置にあっては、収納部は、おしゃぶりを構成し、柔軟性を有する吸口部で構成してあり、この収納部に収納される基板は柔軟性を有する材料にて構成してある。かかるおしゃぶりを被験者である乳児の口腔内に挿入した場合、いわゆるおしゃぶりとしての機能を発揮する。一方、かかる検出用装置にあっては、言葉で意思を表示することができない被験者であっても、その状態を経時的に検出することができ、その状態に応じた対応を即時に取ることができる。 In the detection device of the present invention, the storage portion constitutes a pacifier and is composed of a flexible mouthpiece, and the substrate housed in the storage portion is composed of a flexible material. There is. When such a pacifier is inserted into the oral cavity of an infant who is a subject, it exhibits a function as a so-called pacifier. On the other hand, with such a detection device, even a subject who cannot express his / her intention in words can detect the state over time and take immediate action according to the state. it can.
(6)本発明に係る検出用装置は、前記収納部は水密を保持する容器で構成してあり、該容器内の一方の室には、被験者から体液を採取するための採取管が前記導入孔に連結してあり、他方の室には体液を排出するための排出管が連結してあることを特徴とする。 (6) In the detection device according to the present invention, the storage portion is composed of a container that maintains watertightness, and a collection tube for collecting body fluid from a subject is introduced in one of the chambers in the container. It is characterized in that it is connected to a hole and a discharge pipe for discharging body fluid is connected to the other chamber.
本発明の検出用装置にあっては、収納部は水密を保持する容器で構成してあり、この容器内の一方の室には、被験者から体液を採取するための採取管が前記導入孔に連結してあり、採取管にて採取された被験者の体液が、収納部の導入孔に誘導され、当該導入孔から収納部内に収納された検出器のセンサ部に導入される。採取管は、被験者の口腔内に挿入した場合は唾液を採取することができ、また、導尿カテーテルに連結した場合は体液である尿を採取することができ、人工心肺装置又は透析装置等に連結した場合は体液である血液を採取することができる。そして、他方の室に排出された体液は、他方の室に連結された排出管から外部へ排出される。なお、外部へ排出された体液は被験者の体内へ戻すように構成してもよい。 In the detection device of the present invention, the storage portion is composed of a container that maintains watertightness, and in one chamber in the container, a collection tube for collecting body fluid from the subject is provided in the introduction hole. The body fluid of the subject, which is connected and collected by the collection tube, is guided to the introduction hole of the storage portion, and is introduced from the introduction hole into the sensor unit of the detector housed in the storage portion. When the collection tube is inserted into the oral cavity of the subject, saliva can be collected, and when it is connected to a urinary catheter, urine, which is a body fluid, can be collected. When connected, blood, which is a body fluid, can be collected. Then, the body fluid discharged into the other chamber is discharged to the outside from the discharge pipe connected to the other chamber. The body fluid discharged to the outside may be configured to be returned to the subject's body.
(7)本発明に係る検出用装置は、前記排出管は吸引ポンプに連結してあることを特徴とする。 (7) The detection device according to the present invention is characterized in that the discharge pipe is connected to a suction pump.
本発明の検出用装置にあっては、排出管は吸引ポンプに連結してあるため、吸引ポンプの動作によって容器内を減圧させて、採取管による体液の採取を能動的に実施することができる。これによって、被験者の唾液を容易に採取することができる。 In the detection device of the present invention, since the discharge pipe is connected to the suction pump, the inside of the container can be depressurized by the operation of the suction pump, and the body fluid can be actively collected by the collection pipe. .. Thereby, the saliva of the subject can be easily collected.
(8)本発明に係る検出用装置は、前記排出管にて排出される体液を貯留するタンクを更に備えることを特徴とする。 (8) The detection device according to the present invention is further provided with a tank for storing body fluid discharged from the discharge pipe.
本発明の検出用装置にあっては、排出管にて排出される体液を貯留するタンクを更に備える。ここで、タンクとしては、プラスチック製の容器であっても、樹脂製バッグ等であってもよい。このような検出用装置は、検出用装置を被験者に装着させることによって、被験者を自由に行動させることができ、これによって例えば仕事中の被験者の状態を経時的に検出することができる。 The detection device of the present invention further includes a tank for storing the body fluid discharged from the discharge pipe. Here, the tank may be a plastic container, a resin bag, or the like. In such a detection device, the subject can be freely acted by attaching the detection device to the subject, whereby, for example, the state of the subject at work can be detected over time.
(9)本発明に係る検出用装置は、前記採取管を被験者の所定位置に取り付けるべく採取管を支持する支持具を更に備えることを特徴とする。 (9) The detection device according to the present invention is further provided with a support for supporting the collection tube so as to attach the collection tube to a predetermined position of the subject.
本発明の検出用装置にあっては、採取管を被験者の所定位置に取り付けるべく採取管を支持する支持具を更に備える。ここで、支持具としては、例えば眼鏡フレーム、首パッド等を適用することができる。このような検出用装置は、採取管が被験者に与えるストレスといった影響を可及的に低減することができる。 The detection device of the present invention further includes a support for supporting the collection tube so that the collection tube can be attached to a predetermined position of the subject. Here, as the support, for example, a spectacle frame, a neck pad, or the like can be applied. Such a detection device can reduce the influence of the sampling tube on the subject, such as stress, as much as possible.
(10)本発明に係る検出用装置は、前記本体は、所定の電圧に調整する調整部と、該調整部で調整された電圧を電極部に印加する動作を制御する制御部と、電極部から応答される電流を電圧に変換して前記制御部へ与える変換回路とを具備し、前記制御部は、電極部から応答される電流のピーク値を決定するピーク値決定手段を有することを特徴とする。 (10) In the detection device according to the present invention, the main body has an adjusting unit that adjusts to a predetermined voltage, a control unit that controls an operation of applying the voltage adjusted by the adjusting unit to the electrode unit, and an electrode unit. The control unit includes a conversion circuit that converts the current responsive to the voltage into a voltage and supplies the current to the control unit, and the control unit has a peak value determining means for determining the peak value of the current responsive from the electrode unit. And.
本発明の検出用装置にあっては、前述した本体は、所定の電圧に調整する調整部を具備し、制御部は、この調整部で調整された電圧を電極部に印加する動作を、例えば電圧を掃引するように制御する。検出器の電極部から応答される電流は変換回路によって電圧に変換して前記制御部へ与えられるようになっており、制御部に設けられたピーク値決定手段によって、電極部から応答される電流のピーク値が決定される。かかる電流のピーク値は被検出物の濃度に対応しており、このピーク値から被検出物の濃度を求めることができる。 In the detection device of the present invention, the main body described above includes an adjusting unit that adjusts to a predetermined voltage, and the control unit performs an operation of applying the voltage adjusted by this adjusting unit to the electrode unit, for example. Control to sweep the voltage. The current responded from the electrode portion of the detector is converted into a voltage by the conversion circuit and given to the control unit, and the current responded from the electrode portion by the peak value determining means provided in the control unit. The peak value of is determined. The peak value of such a current corresponds to the concentration of the object to be detected, and the concentration of the object to be detected can be obtained from this peak value.
(11)本発明に係る検出用装置は、前記本体は決定されたピーク値を外部へ送信する送信部を更に具備することを特徴とする。 (11) The detection device according to the present invention is characterized in that the main body further includes a transmission unit that transmits a determined peak value to the outside.
本発明の検出用装置にあっては、本体は決定されたピーク値を外部へ送信する送信部を更に具備しているため、該送信部から例えば携帯端末器にピーク値が送信される。そして。携帯端末器に、電流のピーク値と被検出物の濃度との関係を示す数式を予め設定しておくことによって、携帯端末器の表示部に被検出物の濃度又は当該濃度に対応するレベル値等を表示することができる。これによって、検出用装置の構成をコンパクトにすることができる一方、製造コストを廉価にすることができる。 In the detection device of the present invention, since the main body further includes a transmission unit that transmits the determined peak value to the outside, the peak value is transmitted from the transmission unit to, for example, a mobile terminal. And. By presetting a mathematical formula indicating the relationship between the peak value of the current and the concentration of the object to be detected in the mobile terminal, the concentration of the object to be detected or the level value corresponding to the concentration is set on the display of the mobile terminal. Etc. can be displayed. As a result, the configuration of the detection device can be made compact, and the manufacturing cost can be reduced.
(12)本発明に係る検出器は、被験者の体液に含まれる被検出物を検出するための検出器と、該検出器を動作させる本体と、前記検出器を収納する収納部とを備える検出用装置に設けられる検出器であって、適宜形状の基板と、該基板に設けてあり、前記被検出物を補足するセンサ部と、前記基板に設けてあり、センサ部の電気的変化を検出するための電極部とを備えることを特徴とする。 (12) The detector according to the present invention includes a detector for detecting an object to be detected contained in a subject's body fluid, a main body for operating the detector, and a storage unit for accommodating the detector. A detector provided in a device, which has an appropriately shaped substrate, a sensor unit provided on the substrate to supplement the object to be detected, and a sensor unit provided on the substrate to detect an electrical change in the sensor unit. It is characterized in that it is provided with an electrode portion for performing the above.
本発明の検出器にあっては、被験者の体液に含まれる被検出物を検出するための検出器と、該検出器を動作させる本体と、前記検出器を収納する収納部とを備える検出用装置に設けられる検出器であって、適宜形状の基板と、該基板に設けてあり、前記被検出物を補足するセンサ部と、前記基板に設けてあり、センサ部の電気的変化を検出するための電極部とを備えるため、検出用装置に設けられた場合、前述した如く、センサ部に被検出物が補足された量に応じた検出結果を繰り返し得ることができる。 The detector of the present invention includes a detector for detecting an object to be detected contained in a subject's body fluid, a main body for operating the detector, and a storage unit for accommodating the detector. A detector provided in the apparatus, which is provided on a substrate having an appropriately shaped shape, a sensor unit provided on the substrate to capture the object to be detected, and a sensor unit provided on the substrate to detect an electrical change in the sensor unit. Since the sensor unit is provided with an electrode unit for the purpose, when the detection device is provided, the detection result can be repeatedly obtained according to the amount of the object to be detected captured in the sensor unit, as described above.
(13)本発明に係る検出器は、前記基板のセンサ部の近傍に、体液を通過させるための1又は複数の貫通孔が開設してあることを特徴とする。 (13) The detector according to the present invention is characterized in that one or a plurality of through holes for passing body fluid are provided in the vicinity of the sensor portion of the substrate.
本発明の検出器にあっては、基板のセンサ部の近傍に、体液を通過させるための1又は複数の貫通孔が開設してあるため、前述した如く、センサ部には新鮮な体液が供給され続ける。これによって、被検出物の検出を介して被験者の状態を時間差を生じることなく経時的に認識することができる。 In the detector of the present invention, since one or a plurality of through holes for passing body fluid are provided in the vicinity of the sensor portion of the substrate, fresh body fluid is supplied to the sensor portion as described above. Continue to be done. Thereby, the state of the subject can be recognized over time without causing a time difference through the detection of the object to be detected.
(14)本発明に係る検出器は、前記貫通孔の内径は、体液がセンサ部に導入される側が大きく、体液がセンサ部から排出される側が小さくなしてあることを特徴とする。 (14) The detector according to the present invention is characterized in that the inner diameter of the through hole is large on the side where the body fluid is introduced into the sensor portion and small on the side where the body fluid is discharged from the sensor portion.
本発明の検出器にあっては、貫通孔の内径は、体液がセンサ部に導入される側が大きく、体液がセンサ部から排出される側が小さくなしてあるため、前述した如く、唾液といった粘性を有する体液が検出対象である場合、貫通孔の内径は、体液がセンサ部に導入される側が大きく、体液がセンサ部から排出される側が小さくなしてあるため、排出される側から導入される側への逆流を防止することができ、被検出物の経時的な検出を高精度に実施することができる。 In the detector of the present invention, the inner diameter of the through hole is large on the side where the body fluid is introduced into the sensor portion and small on the side where the body fluid is discharged from the sensor portion. When the body fluid to be detected is the detection target, the inner diameter of the through hole is large on the side where the body fluid is introduced into the sensor unit and small on the side where the body fluid is discharged from the sensor unit. It is possible to prevent backflow to the object, and it is possible to detect the object to be detected over time with high accuracy.
(15)本発明に係る検出器は、前記センサ部は、電圧が印加される電極層と、該電極層上に設けられ、被検出物分子に応じた複数の分子鋳型が形成されたフィルム層とを具備することを特徴とする。 (15) In the detector according to the present invention, the sensor unit is an electrode layer to which a voltage is applied, and a film layer provided on the electrode layer and having a plurality of molecular templates formed according to the molecule to be detected. It is characterized by having.
本発明の検出器にあっては、センサ部は、電圧が印加される電極層と、この電極層上に設けられ、被検出物分子に応じた複数の分子鋳型が形成されたフィルム層とを具備するため、体液中に被検出物が微量に存在する場合であっても、当該被検出物を高精度に検出することができる。 In the detector of the present invention, the sensor unit comprises an electrode layer to which a voltage is applied and a film layer provided on the electrode layer on which a plurality of molecular templates corresponding to the molecules to be detected are formed. Therefore, even if a trace amount of the object to be detected is present in the body fluid, the object to be detected can be detected with high accuracy.
本発明に係る検出器及び検出用装置を図面に基づいて詳述する。
なお、本実施の形態で説明する検出器及び検出用装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含むことはいうまでもない。
The detector and the detection device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
It should be noted that the detector and the detection device described in the present embodiment are examples for explaining the gist of the present invention, and it goes without saying that the present invention includes modifications and modifications within a range not deviating from the gist. ..
(発明を実施するための第1の形態)
図1は本発明に係る検出用装置をおしゃぶりに適用した場合を示す模式的斜視図であり、図中、1Aはおしゃぶり本体、15はシリコンゴムといった柔軟な素材にて中空乳首状に成形された吸口部(収納部)である。また、図2は、本検出用装置1を構成する検出器3を後述するカバー部12と共に示す斜視図である。
(First mode for carrying out the invention)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a case where the detection device according to the present invention is applied to a pacifier. In the figure, 1A is a pacifier body and 15 is a hollow nipple formed of a flexible material such as silicon rubber. It is a mouthpiece (storage part). Further, FIG. 2 is a perspective view showing the detector 3 constituting the
おしゃぶり本体1Aは、ハート形様板の略中央に貫通孔を開設してなる止板部11の一面側に、前記貫通孔を塞止する箱状のカバー部12が着脱可能に取り付けてあり、このカバー部12の内部には、本検出用装置1の本体2が水密状態を保って配設されている。一方、止板部11の他面側には、乳児である被験者の口腔内に挿入される吸口部15が、前記貫通孔から止板部11と略直交する姿勢で突出させてあり、該吸口部15の開口した基部は、止板部11の他面側から前記貫通孔を通って、止板部11の一面側であって貫通孔の周囲部分に固着させてある。
The pacifier body 1A has a box-shaped
前記本体2には、板片状の基台13が前記止板部11と平行な姿勢で着脱可能に固定してあり、基台13には、適宜の柔軟性を有する材料を短寸帯板状に成形してなる基板30の一端が、基台13と略直交するように固定してある。基板30は吸口部(収納部)15内に当該吸口部15の厚さ方向の略中央位置になるように嵌入してあり、これによって吸口部15内は、当該基板30の一面側である第1室15aと基板30の他面側である第2室15bとに水密状態を保って分離されている。
A plate piece-shaped
この基板30の一面であって長手方向の適宜位置には、唾液といった体液内の微量物質を検出するためのセンサ部31が設けてあり、センサ部31には後述するように第1室15a内に導入された被験者の唾液が供給されるようになっている。また、基板30のセンサ部31の周囲には、第1室15aからセンサ部31に供給された唾液を第2室15bへ排出するための複数の排出孔(貫通孔)32,32,…が、センサ部31の周方向へ互いに適宜距離を隔てて基板30を貫通させてあり、排出孔32,32,…を通過して第2室15b内へ排出された唾液は、吸口部15の第2室15bに対向する部分に設けた排出路、又は止板部11若しくは、止板部11及びカバー部12に設けた排出路(何れも図示せず)から第2室15bの外部へ排出されるようになっている。
A
基板30の一面にはプリント等によって当該基板30の基端側から延設した3本の電極部33,34,35が基板30の幅方向へ互いに距離を隔てて配線してあり、各電極部33,34,35の基端側は前述した基台30を貫通して本体2に接続されるようになっている。一方、中央の電極部34の先端は前記センサ部31に接続して作用電極になしてあり、その両側の電極部33,35の先端は、センサ部31を取り囲むように成形して、一方は参照電極に、他方は対極になしてある。なお、作用電極、参照電極及び対極の素材としては順に例えば、炭素、銀及び白金を用いることができる。
On one surface of the
図3は図1に示した検出用装置1の吸口部15の部分を示す部分平面図であり、図4は図3に示した吸口部15のIV−IV線による断面図である。なお、両図中、図1及び図2に示した部分に対応する部分には同じ番号が付してある。また、図3にあっては、前述した電極部33,34,35は省略してある。
FIG. 3 is a partial plan view showing a portion of the
図3及び図4に示したように、吸口部15の第1室15aに対向する部分には、当該吸口部15を口腔内に挿入した被験者の唾液を第1室15a内へ導入する1又は複数(図3にあっては4つ)の楔状の導入孔17,17,17,17が、吸口部15の天井から側部に亘って開設してあり、導入孔17,17,17,17を通って第1室15a内へ導入された唾液は基板30の一面上を経てセンサ部31上に供給される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the saliva of the subject who inserted the
基板30のセンサ部31の周囲には、第1室15a内に導入された唾液を第2室15bへ排出させるべく、平面視が楔形状の1又は複数(図3にあっては4つ)の排出孔32,32,32,32が、センサ部31の周方向へ互いに適宜距離を隔てて貫通させてある。これら各排出孔32,32,32,32はその内径が、第1室15a側から第2室15b側へ向かうに従って小さくなるように形成してある。唾液は粘性を有しているので、第2室15bに排出された唾液が排出孔32,32,32,32を通って第1室15a側へ逆流することが防止される。そして、第2室15bへ排出された唾液は前述したように、吸口部15の第2室15bに対向する部分に設けた排出路、又は止板部11若しくは、止板部11及びカバー部12に設けた排出路(何れも図示せず)から第2室15bの外部へ排出される。
Around the
なお、本形態では、楔形状の導入孔17を設けた場合について説明したが、導入孔32の形状は円形、多角形又は不定形等、種々の形状であってよいことは言うまでもない。また、導入孔32を開設する位置は、本形態のようにセンサ部31に対して鉛直方向に対向する位置から距離を隔てた位置でもよいが、センサ部31に対して鉛直方向に対向する位置であってもよい。一方、吸口部15の天井領域であって導入孔17,17,17,17の周囲の部分を凹部とすることによって、該凹部内に唾液を一時的に溜めて、導入孔17,17,17,17内へ導入し易くすることもできる。また、唾液を一時的に溜める手段は、吸口部15の内部の適宜位置に設けておくこともできる。
In this embodiment, the case where the wedge-shaped
また、本形態では、基板30によって吸口部15の内部を第1室15aと第2室15bとに分割した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、基板30の幅及び長さを吸口部15の内の幅及び長さより小さくして、吸口部15の内部を一部連通した構成になしてもよい。この場合、導入孔17は吸口部15の基板30の一面に対向する領域から基板30の他面に対向する領域に亘って設けることができる。一方、センサ部31は基板30の厚さ方向の中途位置に設けてもよい。このとき、排出孔32,32,…は基板30の厚さ方向に対して傾斜させることができる。
Further, in the present embodiment, the case where the inside of the
次に、センサ部31について説明する。
本発明に係るセンサ部31は例えば次のようにして形成することができる。
Next, the
The
すなわち、センサ部31を形成するには、基板30一面の適宜位置に、前述した作用電極と同じ材料で電極層を形成した後、0.5Mの硫酸水溶液中に浸漬させて電圧を掃引することによって電極層の表面を洗浄し、次いで、脱イオン水にて電極層を洗浄することによって硫酸水溶液を除去し、電極層を乾燥しておく。なお、電圧の掃引は、例えば電気化学アナライザー(BAS社製、ALS−660B)を用いて、−1.5V〜1.5Vの範囲、100mV/sの掃引速度で10回程度行うとよい。なお、掃引手法としてはサイクリックボルタンメトリーを用いるとよい。
That is, in order to form the
次に、例えば、10mMリン酸緩衝液(pH7.4)にピロールが0.2M、コルチゾールが5mM、塩化カリが0.1Mとなるように溶解させて反応溶液を作成する。この反応溶液中に、前述した如く洗浄した電極層を浸漬させ、例えば、0V〜0.9Vの範囲、50mV/sの掃引速度で7回程度、掃引することによって、電極層の表面にコルチゾールを含むフィルム層を形成する。なお、被験者の体液中に分泌される被検出物としてコルチゾール以外の物質を検出する場合は、コルチゾールに替えて当該物質を溶解させた反応溶液を用いる。 Next, for example, a reaction solution is prepared by dissolving in a 10 mM phosphate buffer (pH 7.4) so that pyrrole is 0.2 M, cortisol is 5 mM, and potassium chloride is 0.1 M. Cortisol is applied to the surface of the electrode layer by immersing the washed electrode layer as described above in this reaction solution and sweeping the surface of the electrode layer, for example, about 7 times at a sweep rate of 50 mV / s in the range of 0 V to 0.9 V. Form a film layer containing. When a substance other than cortisol is detected as a substance to be detected secreted into the body fluid of the subject, a reaction solution in which the substance is dissolved is used instead of cortisol.
このようにしてコルチゾールを含むフィルム層を形成した後、例えば、10mMリン酸緩衝液(pH7.4)中に10容量%になるようにエタノールを添加した溶出用溶液中に前記フィルム層を浸漬させ、例えば、−0.2V〜0.8Vの範囲、50mV/sの掃引速度で20回程度、掃引することによって、被検出物たるコルチゾールを溶出させる。これによって、被検出物の分子に応じた複数の分子鋳型が生じたフィルム層及び電極層を有するセンサ部31を得る。
After forming the film layer containing cortisol in this manner, for example, the film layer is immersed in an elution solution in which ethanol is added so as to be 10% by volume in a 10 mM phosphate buffer solution (pH 7.4). For example, cortisol to be detected is eluted by sweeping about 20 times at a sweep rate of 50 mV / s in the range of −0.2 V to 0.8 V. As a result, a
このようなセンサ部31にあってはフィルム層に設けられた分子鋳型に被検出物が補足されると、電圧掃引に応答する電流値が大きく変化することから、微量の被検出物を高精度に検出することができる。また、センサ部31に体液が供給されると、体液中の被検出物の濃度に応じた数の分子鋳型に被検出物が補足されるため、被検出物の濃度も検出することができる。ここで、検出時の掃引条件としては例えば、−0.1V〜0.6Vの範囲、50mV/sの掃引速度、3〜5回程度の掃引回数を適用することができる。このとき、初めの1〜2回程度の掃引結果は、検出操作の安定化のために被検出物の濃度検出に使用せず、それ以降の掃引結果を用いて被検出物の濃度を検出するようにするとよい。
In such a
次に、本検出用装置1の本体2について説明する。
図5は本検出用装置1の本体2の構成を説明するブロック図であり、図中、22はバッテリといった電源部である。電源部22は調整部23に接続してあり、電源部22からの出力は調整部23にて予め定めた電圧に調整されて、本体2の後述する各部の動作を制御する制御部21に与えられるようになっている。
Next, the
FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of the
制御部21にはタイマ機能が設けられており、制御部21は予め定められた時間が経過する都度、前述した検出時の掃引条件になるように電圧を前述したセンサ部31に与える。このセンサ部31と制御部21との間には、例えば遮断周波数が16MHz程度のローパスフィルタ25が介装してあり、ローパスフィルタ25にてノイズが除去された電圧が前述した電極部33,34,35(図1及び図2参照)を介してセンサ部31に与えられるようになしてある。
The
電圧が掃引されたセンサ部31からの応答電流は電極部33,34,35(図1及び図2参照)を介してI−V変換増幅回路26に与えられるようになっており、I−V変換増幅回路26は与えられた応答電流を対応する電圧に変換するとともに増幅する。そして、図示しないコンバータによってアナログデジタル変換されて、応答電流に対応する値として制御部21に与えられるようになっている。制御部21はセンサ部31に掃引した電圧値を有しているので、制御部21に設けられたピーク値決定手段21aは、この電圧値とI−V変換増幅回路26を介して与えられた応答電流に対応する値とからサイクリックボルタモグラムを作成し、ピーク電流値を決定する。
The response current from the voltage-swept
一方、制御部21には電流値と被検出物の濃度との関係を示す検量式が予め設定されており、制御部21はこの検量式と、前述した如く検出したピーク電流値とから、被験者の唾液中の被検出物の濃度を得、ブルートゥース(登録商標)といった適宜の通信プロトコルによって信号を送信する送信部24から外部へ、得られた濃度の値を送信する。
On the other hand, the
送信部24から経時的に送信される被検出物の濃度値は、例えばスマートフォン及びタブレット等、同じ通信プロトコルが設定された携帯端末器に与えられるようになっている。携帯端末器は、例えばストレスといった被験者の状態を被検出物の濃度値に応じて段階分けして自身の表示部に表示し得るようになっており、前述した如く検出用装置1の送信部24から送信された被検出物の濃度の値を受信する都度、被験者の状態を段階分けして自身の表示部に表示する。
The concentration value of the object to be detected transmitted from the
これによって、携帯端末器を所持する両親といった所持者は、乳児である被験者と会話ができなくても、携帯端末器の表示部を視認することによって当該被験者の状態を把握することができ、遅滞なく適切な対応を取ることができる。 As a result, the owner, such as parents who possess the mobile terminal, can grasp the state of the subject by visually recognizing the display part of the mobile terminal even if he / she cannot talk with the subject who is an infant, and is delayed. You can take appropriate measures without any problems.
また、このような検出用装置にあっては、基質等が不要であるため被験者の体液中に分泌される被検出物を確実に検出し得、また、新鮮な被検出物を経時的に供給することができるため、経時的に繰り返し被検出物を検出することができる。 Further, in such a detection device, since a substrate or the like is not required, the substance to be detected secreted in the body fluid of the subject can be reliably detected, and a fresh substance to be detected is supplied over time. Therefore, the object to be detected can be repeatedly detected over time.
なお、本形態では、被験者の状態の判定は携帯端末器にて実施するようにしてあるが、本発明はこれに限らず、前述した本体2の制御部21で実施し、その結果を予め定めた複数の色又は音等から対応する色又は音等で出力する出力部を本体2に設けておいてもよい。
In the present embodiment, the determination of the state of the subject is performed by the portable terminal, but the present invention is not limited to this, and the determination is performed by the
また、本形態では、送信部24から被検出物の濃度値を送信するようになしてあるが、本発明はこれに限らず、I−V変換増幅回路26から制御部21に与えられる電流値をそのまま送信部24から送信させるようになしてもよい。この場合、携帯端末器にはピーク電流値の検出機能、及び検量式を予め与えておき、前記電流値を受信する都度、被検出物の濃度値を得られるようになしておく。
Further, in the present embodiment, the concentration value of the object to be detected is transmitted from the
更に、電源は外部から供給するように構成することもできる。 Further, the power supply can be configured to be supplied from the outside.
(発明を実施するための第2の形態)
図6は本発明の第2の形態に係る検出用装置の吸口部部分を示す模式的部分縦断面図であり、唾液が導入排出される方向を第1の形態のそれとは逆にしてある。なお、図6中、図1〜図4に示した部分に対応する部分には同じ番号を付してその説明を省略する。
(Second mode for carrying out the invention)
FIG. 6 is a schematic partial vertical sectional view showing a mouthpiece portion of the detection device according to the second embodiment of the present invention, in which the direction in which saliva is introduced and discharged is opposite to that in the first embodiment. In FIG. 6, the portions corresponding to the portions shown in FIGS. 1 to 4 are designated by the same numbers, and the description thereof will be omitted.
図6に示したように、基板30の他面であって長手方向の適宜位置にセンサ部31が設けてある。この基板30の他面には、前述した各電極部が前同様に配線してあるが、図6にあっては省略してある。一方、吸口部15(収納部)の第2室15bに対向する部分には、該吸口部15を口腔内に挿入した被験者の唾液を第2室15b内へ導入する1又は複数(図6にあっては1つ)の導入孔17aが、前記センサ部31に対向して開設してあり、導入孔17aを通って第2室15b内へ導入された唾液はセンサ部31上に供給され得るようになっている。
As shown in FIG. 6, the
基板30のセンサ部31の周囲には、第2室15b内に導入された唾液を第1室15aへ排出させるための1又は複数(図6にあっては複数)の排出孔(貫通孔)32a,32a,…が、センサ部31の周方向へ互いに適宜距離を隔てて貫通させてある。各排出孔32a,32a,…はその内径が、第2室15b側から第1室15a側へ向かうに従って小さくなるように形成してあり、これによって第1室15aに排出された唾液が排出孔32a,32a,…を通って第2室15b側へ逆流することが防止される。
Around the
なお、吸口部15の第1室15aに対向する部分、好ましくは基板30近傍の位置、又は、止板部11若しくは、止板部11及びカバー部12(いずれも図1参照)に、第1室15a内の唾液を排出するための排出路(何れも図示せず)を設けておく。このとき、吸口部15の吸引用孔18,18,…を設けた部分に、前記排出路を構成する排出用孔を設けてもよい。
It should be noted that the first portion of the
一方、吸口部15の基板30の一面側の適宜位置に対向する部分には1又は複数(図6にあっては複数)の吸引用孔18,18,…が第1室15aまで貫通してある。これによって、吸口部15を口腔内に挿入した被験者が吸口部15を吸った場合、吸引用孔18,18,…を介して第1室15a内が負圧になり、更に、排出孔32a,32a,…を介して第2室15b内が負圧になるため、被験者の唾液が導入孔17aから第2室15b内へ導入され、当該唾液が排出孔32a,32a,…を通って第1室15a内へ排出されるとともにセンサ部31に供給され、当該センサ部31にて前同様に唾液中の被検出物が検出される。そして、第1室15a内の唾液は前述した排出路から排出される。
On the other hand, one or a plurality (plurality in FIG. 6) suction holes 18, 18, ... Penetrate to the
このような検出用装置にあっては、前同様、基質等が不要であるため被験者の体液中に分泌される被検出物を確実に検出し得、また、新鮮な被検出物を経時的に供給することができるため、繰り返し経時的に被検出物を検出することができる。 As in the previous case, such a detection device does not require a substrate or the like, so that the substance to be detected secreted in the body fluid of the subject can be reliably detected, and a fresh substance to be detected can be detected over time. Since it can be supplied, the object to be detected can be repeatedly detected over time.
一方、被験者の吸い動作によって被検出物がセンサ部31に供給されるため、より新鮮な被検出物を検出することができる。
On the other hand, since the object to be detected is supplied to the
なお、本形態では、導入孔17aを吸口部15のセンサ部31に対向する位置に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、吸口部15のセンサ部31に対向する位置から距離を隔てた位置でもよいことは言うまでもない。
In the present embodiment, the case where the
(発明を実施するための第3の形態)
図7は本発明の第3の形態に係る検出用装置の使用様態を示す模式的斜視図であり、前述したおしゃぶりに替えて吸引管を用いている。なお、図7中、図1〜図4に示した部分に対応する部分には同じ番号が付してある。
(Third mode for carrying out the invention)
FIG. 7 is a schematic perspective view showing a usage mode of the detection device according to the third embodiment of the present invention, in which a suction tube is used instead of the pacifier described above. In FIG. 7, the same numbers are assigned to the portions corresponding to the portions shown in FIGS. 1 to 4.
図7に示したように、幼児以上の被験者にあっては眼鏡を装着することが可能であるので、これら被験者に対応する眼鏡型フレームで構成した第1支持具5が被験者Mの顔面に装着されている。第1支持具5の一方のつる部52からリム部51に亘る部分には、被験者Mから唾液を採取するための採取管4の一部が固定してあり、採取管4の一端部は、リム部51の下縁から垂下させて、被験者Mの口腔内へ挿入されるようになしてある。この採取管4のリム部51から垂下させた領域は、樹脂材又は金属材を用いてその形状姿勢を維持し得るようになしてあり、採取管4の被験者Mの口腔内へ挿入される先端部分は比較的柔らかい素材で形成してある。
As shown in FIG. 7, since it is possible for a subject of infants or older to wear spectacles, the first support 5 composed of a spectacle-shaped frame corresponding to these subjects is worn on the face of the subject M. Has been done. A part of the
一方、採取管4の他端は、第1支持具5の一方のつる部52から外方へ延設して、厚板殻形状の筐体(収納部)10に連結してある。筐体10内はその長さ方向の適宜位置に配設した仕切り壁10dで2つの領域に水密状に仕切られており、一方の領域には前述した本体2が格納してある。
On the other hand, the other end of the
また、筐体10の他方の領域は、その厚さ方向の中途位置に着脱可能に配設した検出器3の基板30(図2参照)によって、基板30の一面側である第1室10aと、基板30の他面側である第2室10bとに水密状態を保って分離されている。なお、図7に示した基板30にあっては、図2に示した電極33,34,35は省略してあるが、本体2から各電極に給電されるようになっている。
Further, the other region of the
前述した採取管4の他端は筐体10の第1室10aに対向する領域に開設した導入孔に連結してあり、被験者から採取管4内に採取された唾液は、第1室10a内へ導入されるようになっている。一方、第2室10bには吸引管(排出管)7の一端が接続してあり、吸引管7の他端は廃液を貯留するタンク8に連結してある。この吸引管7の中途位置には吸引ポンプPが介装してあり、吸引ポンプPの動作によって筐体10及びこれに連結させた採取管4内を陰圧にして、被験者の口腔から採取した唾液を筐体10の第1室10a内へ導入させるとともに、基板30に開設した排出孔32,32,…及び第2室10bへ排出された唾液をタンク8内へ排出させるようになっている。
The other end of the
このような検出用装置1aにあっては、前同様、基質等が不要であるため被験者の体液中に分泌される被検出物を確実に検出し得、また、新鮮な被検出物を経時的に供給することができるため、繰り返し経時的に被検出物を検出することができる。
In such a
一方、前述した如き第1支持具5を具備する検出用装置1aにあっては、幼児から大人まで幅広い被験者Mに適用することができるのに加え、作業中の被験者Mに適用して当該被験者Mの状態をリアルタイムで検出することができる。更に、被験者Mが筐体10、吸引ポンプP及びタンク8を持ち運ぶことができるため、24時間の検出を実施することができる。
On the other hand, the
(発明を実施するための第4の形態)
図8は本発明の第4の形態に係る検出用装置の使用様態を示す模式的斜視図であり、他の支持具を用いた場合を示している。なお、図8中、図7に示した部分に対応する部分には同じ番号を付してその説明を省略する。
(Fourth mode for carrying out the invention)
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a usage mode of the detection device according to the fourth aspect of the present invention, and shows a case where another support is used. In FIG. 8, the portions corresponding to the portions shown in FIG. 7 are given the same numbers, and the description thereof will be omitted.
図8に示したように、本検出用装置1bにあっては、前述した第1支持具5(図7参照)に替えて第2支持具6を具備した以外は、図7に示した検出用装置1aの構成と同じ構成になしている。
As shown in FIG. 8, the
第2支持具6は略U字状をなしており、被験者Mの背部から被験者Mの首に外嵌させて被験者Mの両肩上に載置するようになっている。第2支持具6には採取管4の一部が固定してあり、採取管4の一端部は第2支持具6の一端近傍の適宜位置から立ち上げて、被験者Mの口腔内へ挿入されるようになしてある。
The second support 6 has a substantially U-shape, and is fitted from the back of the subject M to the neck of the subject M and placed on both shoulders of the subject M. A part of the
一方、採取管4の他端部は第2支持具6の長手方向の適宜位置から外方へ延設して、検出用装置1bの筐体10に連結してある。
On the other hand, the other end of the
このような検出用装置にあっては、前同様、基質等が不要であるため被験者の体液中に分泌される被検出物を確実に検出し得、また、新鮮な被検出物を経時的に供給することができるため、繰り返し経時的に被検出物を検出することができる。 As in the previous case, such a detection device does not require a substrate or the like, so that the substance to be detected secreted in the body fluid of the subject can be reliably detected, and a fresh substance to be detected can be detected over time. Since it can be supplied, the object to be detected can be repeatedly detected over time.
一方、前述した如き第2支持具6を具備する検出用装置1bにあっては、前同様、幼児から大人まで幅広い被験者Mに適用することができるのに加え、作業中の被験者Mに適用して当該被験者Mの状態をリアルタイムで検出することができる。更に、被験者Mが筐体(収納部)10、吸引ポンプP及びタンク8を持ち運ぶことができるため、24時間の検出を実施することができる。
On the other hand, the
一方、第2支持具6は前述した如く被験者Mの首及び両肩に装着するようになしてあるため、眼鏡が苦手な、又は眼鏡を装着しない被験者に対して、よりストレスを与えることなく検出操作を実施することができる。 On the other hand, since the second support 6 is worn on the neck and both shoulders of the subject M as described above, it can be detected without giving more stress to the subject who is not good at spectacles or who does not wear spectacles. The operation can be performed.
なお、本発明に係る検出器及び検出用装置は、被験者の唾液以外にも尿又は血液等の他の体液にも適用し得ることは言うまでもない。例えば、採取管4を導尿カテーテルに連結した場合は体液である尿を採取することができ、採取管4を人工心肺装置又は透析装置等に連結した場合は体液である血液を採取することができる。なお、外部へ排出された体液は被験者の体内へ戻すように構成してもよい。ここで、尿及び血液といった体液にあっては、唾液より粘性が低いため、逆流を防止すべく逆止弁を適用することができる。
Needless to say, the detector and the detection device according to the present invention can be applied not only to the saliva of the subject but also to other body fluids such as urine and blood. For example, when the
(実施例1)
次に、本発明に係る検出器によってコルチゾールを検出した結果について説明する。
(Example 1)
Next, the result of detecting cortisol by the detector according to the present invention will be described.
[センサ部の作成]
センサ部は次のようにして作成した。
すなわち、プラスチック製の基板一面の適宜位置に、炭素材の電極層及び作用電極部を形成する一方、銀にて参照電極を、また白金にて対極を作成した。この基板を0.5Mの硫酸水溶液中に浸漬させて電圧を掃引することによって電極層の表面を洗浄し、次いで、脱イオン水にて電極層を洗浄することによって硫酸水溶液を除去し、電極層を乾燥した。なお、電圧の掃引は、電気化学アナライザー(BAS社製、ALS−660B)を用いて、−1.5V〜1.5Vの範囲、100mV/sの掃引速度で10回行った。なお、掃引手法としてはサイクリックボルタンメトリーを用いた。
[Creation of sensor part]
The sensor part was created as follows.
That is, an electrode layer of a carbon material and a working electrode portion were formed at appropriate positions on one surface of a plastic substrate, while a reference electrode was made of silver and a counter electrode was made of platinum. The surface of the electrode layer was washed by immersing this substrate in a 0.5 M aqueous sulfuric acid solution and sweeping the voltage, and then the aqueous sulfuric acid solution was removed by washing the electrode layer with deionized water to remove the sulfuric acid aqueous solution. Was dried. The voltage was swept 10 times using an electrochemical analyzer (ALS-660B manufactured by BAS) in the range of −1.5V to 1.5V and at a sweeping speed of 100 mV / s. Cyclic voltammetry was used as the sweeping method.
次に、10mMリン酸緩衝液(pH7.4)にピロールが0.2M、コルチゾールが5mM、塩化カリが0.1Mとなるように溶解させた反応溶液中に、前述した如く洗浄した電極層を浸漬させ、0V〜0.9Vの範囲、50mV/sの掃引速度で7回、掃引することによって、電極層の表面にコルチゾールを含むフィルム層を形成した。このようにしてコルチゾールを含むフィルム層を形成した後、10mMリン酸緩衝液(pH7.4)中に10容量%になるようにエタノールを添加した溶出用溶液中に前記フィルム層を浸漬させ、−0.2V〜0.8Vの範囲、50mV/sの掃引速度で20回、掃引することによって、被検出物たるコルチゾールを溶出させて、被検出物に応じた複数の分子鋳型を形成させた電極層上にフィルム層を有するセンサ部を得た。 Next, the electrode layer washed as described above was placed in a reaction solution prepared by dissolving pyrol at 0.2 M, cortisol at 5 mM, and potassium chloride at 0.1 M in 10 mM phosphate buffer (pH 7.4). A film layer containing cortisol was formed on the surface of the electrode layer by immersing and sweeping 7 times at a sweep rate of 50 mV / s in the range of 0 V to 0.9 V. After forming the film layer containing cortisol in this manner, the film layer was immersed in an elution solution in which ethanol was added so as to be 10% by volume in a 10 mM phosphate buffer solution (pH 7.4), and the film layer was immersed in-. An electrode in which cortisol, which is a substance to be detected, is eluted by sweeping 20 times at a sweep rate of 50 mV / s in the range of 0.2 V to 0.8 V to form a plurality of molecular templates according to the substance to be detected. A sensor unit having a film layer on the layer was obtained.
[コルチゾールの定量]
まず、センサ部の較正を行った。
すなわち、10mMリン酸緩衝液(pH7.4)にK3[Fe(CN)6]及びK2[Fe(CN)6]がそれぞれ5mM、塩化カリが0.1Mとなるように溶解させた測定用溶液中にセンサ部を浸漬させ、電気化学アナライザー(BAS社製、ALS−660B)を用いて、−0.1V〜0.6Vの範囲、50mV/sの掃引速度で複数回掃引して、ピーク電流値に変化がないことを確認した後、予め0.003μg/ml、0.004μg/ml、0.005μg/mlの濃度に調製したコルチゾール溶液をセンサ部に滴下・静置し、センサ部を脱イオン水で洗浄・乾燥させた。乾燥後、センサ部を前記測定用溶液に浸漬させ、−0.1V〜0.6Vの範囲、50mV/sの掃引速度で3回掃引して、サイクリックボルタンメトリー法によってピーク電流値をそれぞれ求め、得られたピーク電流値とコルチゾール濃度との関係を求めた。
[Quantification of cortisol]
First, the sensor unit was calibrated.
That is, measurement in which K 3 [Fe (CN) 6 ] and K 2 [Fe (CN) 6 ] were dissolved in 10 mM phosphate buffer (pH 7.4) so as to be 5 mM and potassium chloride was 0.1 M, respectively. Immerse the sensor in the solution for use, and use an electrochemical analyzer (ALS-660B manufactured by BAS) to sweep multiple times in the range of -0.1V to 0.6V and at a sweep rate of 50 mV / s. After confirming that there is no change in the peak current value, a cortisol solution prepared in advance at concentrations of 0.003 μg / ml, 0.004 μg / ml, and 0.005 μg / ml is added dropwise to the sensor unit and allowed to stand, and the sensor unit is placed. Was washed and dried with deionized water. After drying, the sensor unit was immersed in the measurement solution, swept three times in the range of −0.1 V to 0.6 V and at a sweep rate of 50 mV / s, and the peak current value was obtained by the cyclic voltammetry method. The relationship between the obtained peak current value and the cortisol concentration was determined.
図9は前述した各濃度のコルチゾールを対象として掃引して得られたサイクリックボルタモグラフであり、縦軸は電流を、横軸は電圧を示している。また、図9中、Aはコルチゾール濃度が0.005μg/mlの結果を、Bはコルチゾール濃度が0.004μg/mlの結果を、Cはコルチゾール濃度が0.003μg/mlの結果をそれぞれ示している。 FIG. 9 is a cyclic voltamograph obtained by sweeping each concentration of cortisol described above, and the vertical axis represents current and the horizontal axis represents voltage. Further, in FIG. 9, A shows the result of cortisol concentration of 0.005 μg / ml, B shows the result of cortisol concentration of 0.004 μg / ml, and C shows the result of cortisol concentration of 0.003 μg / ml. There is.
図9から明らかな如く、コルチゾールの濃度に応じてピーク電流値が大きくなっている。 As is clear from FIG. 9, the peak current value increases according to the concentration of cortisol.
図10はコルチゾールの濃度とピーク電流値との関係を示すグラフであり、縦軸はピーク電流値を、横軸はコルチゾールの濃度をそれぞれ示している。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between the cortisol concentration and the peak current value. The vertical axis shows the peak current value, and the horizontal axis shows the cortisol concentration.
図10から明らかな如く、コルチゾールの濃度とピーク電流値とは直線的な正比例の関係にあった。従って、かかる関係を検量式として予め求めておくことによって、計測したピーク電流値からコルチゾールの濃度を検出し得ることが分かる。 As is clear from FIG. 10, the cortisol concentration and the peak current value were in a linear direct proportional relationship. Therefore, it can be seen that the concentration of cortisol can be detected from the measured peak current value by obtaining such a relationship in advance as a calibration formula.
(実施例2)
次に、被験者のコルチゾールを検出した結果について説明する。
健康な成人男性を被験者として、8時から23時までの適宜の時刻に唾液を採取し、センサ部によるコルチゾールの検出を前同様に実施した。
(Example 2)
Next, the result of detecting cortisol in the subject will be described.
Using a healthy adult male as a subject, saliva was collected at an appropriate time from 8:00 to 23:00, and cortisol was detected by the sensor unit in the same manner as before.
図11は被験者から各時刻に採取した唾液を対象として掃引して得られたサイクリックボルタモグラフであり、縦軸は電流を、横軸は電圧を示している。また、図11中、aは8時に検出操作を行った結果を、bは9時に検出操作を行った結果を、cは10時に検出操作を行った結果を、dは15時に検出操作を行った結果を、eは17時に検出操作を行った結果を、fは19時に検出操作を行った結果を、gは21時に検出操作を行った結果を、hは23時に検出操作を行った結果をそれぞれ示している。 FIG. 11 is a cyclic voltamograph obtained by sweeping saliva collected from a subject at each time, and the vertical axis represents a current and the horizontal axis represents a voltage. Further, in FIG. 11, a is the result of performing the detection operation at 8 o'clock, b is the result of performing the detection operation at 9 o'clock, c is the result of performing the detection operation at 10 o'clock, and d is the result of performing the detection operation at 15:00. E is the result of performing the detection operation at 17:00, f is the result of performing the detection operation at 19:00, g is the result of performing the detection operation at 21:00, and h is the result of performing the detection operation at 23:00. Are shown respectively.
また、図12はサイクリックボルタモグラフで得られたピーク電流値から被験者の唾液中に含まれるコルチゾールを求めた結果を示すグラフであり、縦軸は唾液中のコルチゾールの濃度を、横軸は唾液を採取した時刻をそれぞれ示している。 Further, FIG. 12 is a graph showing the result of obtaining cortisol contained in the saliva of the subject from the peak current value obtained by the cyclic voltamograph, and the vertical axis represents the concentration of cortisol in saliva and the horizontal axis represents the concentration of cortisol in saliva. The time when saliva was collected is shown.
図11及び図12から明らかな如く、同一の被験者であっても、一日の内の時刻によって、コルチゾールの濃度に比較的大きな変化が見られた。 As is clear from FIGS. 11 and 12, even in the same subject, a relatively large change in the cortisol concentration was observed depending on the time of day.
1 検出用装置
1a 検出用装置
1b 検出用装置
2 本体
3 検出器
4 採取管
5 第1支持具
6 第2支持具
7 吸引管(排出管)
10 筐体(収納部)
15 吸口部(収納部)
17 導入孔
17a 導入孔
18 吸引用孔
30 基板
31 センサ部
32 排出孔(貫通孔)
32a 排出孔(貫通孔)
33 電極部
34 電極部
35 電極部
M 被験者
1
10 Housing (storage unit)
15 Mouthpiece (storage part)
17
32a Discharge hole (through hole)
33
Claims (15)
前記検出器は、適宜形状の基板と、該基板に設けてあり、前記被検出物を補足するセンサ部と、前記基板に設けてあり、センサ部の電気的変化を検出するための電極部とを具備し、
一方、前記収納部には、被験者の体液を前記センサ部へ導入するための1又は複数の導入孔が開設してあり、
該収納部が被験者の体液中に浸漬され、又は、被験者の体液が収納部の導入孔へ誘導されるように構成してある
ことを特徴とする検出用装置。 A detector for detecting an object to be detected contained in a subject's body fluid, a main body for operating the detector, and a storage unit for accommodating the detector are provided.
The detector includes a substrate having an appropriately shaped shape, a sensor unit provided on the substrate to capture the object to be detected, and an electrode unit provided on the substrate for detecting an electrical change in the sensor unit. Equipped with
On the other hand, the storage unit is provided with one or more introduction holes for introducing the body fluid of the subject into the sensor unit.
A detection device characterized in that the storage portion is immersed in the body fluid of the subject or the body fluid of the subject is guided to an introduction hole of the storage portion.
一方の室内に導入された体液が基板のセンサ部に接触しつつ、前記貫通孔内を通過して他方の室へ導入され、当該他方の室から収納部外へ排出されるように構成してある
請求項2又は3記載の検出用装置。 The inside of the storage portion is separated into two chambers by the substrate.
The body fluid introduced into one chamber is configured to pass through the through hole and be introduced into the other chamber while being in contact with the sensor portion of the substrate, and is discharged from the other chamber to the outside of the storage portion. The detection device according to claim 2 or 3.
前記基板は柔軟性を有する材料にて構成してある
請求項1から4のいずれかに記載の検出用装置。 The storage portion constitutes a pacifier and is composed of a flexible mouthpiece portion.
The detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate is made of a flexible material.
該容器内の一方の室には、被験者から体液を採取するための採取管が前記導入孔に連結してあり、他方の室には体液を排出するための排出管が連結してある
請求項1から4のいずれかに記載の検出用装置。 The storage portion is composed of a container that maintains watertightness.
Claim that a collection tube for collecting body fluid from a subject is connected to the introduction hole in one chamber in the container, and a discharge tube for discharging body fluid is connected to the other chamber. The detection device according to any one of 1 to 4.
前記制御部は、電極部から応答される電流のピーク値を決定するピーク値決定手段を有する
請求項1から9のいずれかに記載の検出用装置。 The main body includes an adjusting unit that adjusts to a predetermined voltage, a control unit that controls an operation of applying the voltage adjusted by the adjusting unit to the electrode unit, and a current that is responded to by the electrode unit to convert the voltage into a voltage. It is equipped with a conversion circuit to be given to the control unit.
The detection device according to any one of claims 1 to 9, wherein the control unit includes a peak value determining means for determining a peak value of a current responded from the electrode unit.
適宜形状の基板と、該基板に設けてあり、前記被検出物を補足するセンサ部と、前記基板に設けてあり、センサ部の電気的変化を検出するための電極部とを備えることを特徴とする検出器。 A detector provided in a detection device including a detector for detecting an object to be detected contained in a subject's body fluid, a main body for operating the detector, and a storage unit for accommodating the detector.
It is characterized by including an appropriately shaped substrate, a sensor unit provided on the substrate to capture the object to be detected, and an electrode unit provided on the substrate for detecting an electrical change in the sensor unit. Detector.
Any of claims 12 to 14, wherein the sensor unit includes an electrode layer to which a voltage is applied and a film layer provided on the electrode layer on which a plurality of molecular templates corresponding to the molecules to be detected are formed. The detector described in Crab.
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