JP2022032926A - 電気化学センサユニット - Google Patents
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Abstract
Description
被検液中に含まれる特定成分と反応するよう構成されたセンサ電極と、
被検液を、静止状態としつつ、センサ電極へ接触させるように構成された保液構造と、
を備える電気化学センサユニットが提供される。
被検液中に含まれる特定成分と反応するよう構成されたセンサ電極と、
被検液を、定常的な流れのある状態としつつ、センサ電極へ接触させるように構成された保液構造と、を備える電気化学センサユニットが提供される。
電気化学反応を用いて被検液(液状の被験試料)中に含まれる特定物質の濃度を測定する際、被検液を静止状態としつつセンサ電極に接触させて測定する方がよい場合と、被検液を定常的な流れのある状態(安定なフロー状態)としつつセンサ電極に接触させて測定する方がよい場合と、の2通りがある。
図1に示す測定系(システム)1は、一例として、電気化学センサユニット(センサユニット)100と、測定器200と、判定支援装置300と、を備えている、測定系1は、被験液中に含まれる種々の成分(特定物質、被験物質)の濃度等を測定し、その結果に基づいて、被験者の健康状態を示唆する判定結果データ等を出力することが可能なように構成されている。
以下に、被検液を、静止状態としつつ、センサ電極へ接触させるように構成された保液構造20sの構成例について、図2を用いて説明する。
外部セル21sは、内部セル25sの少なくとも一部(ここでは全体)を内包する中空容器として構成されている。外部セル21sの内部空間、すなわち、内部セル25sと外部セル21sとの間隙には、外部から被検液を取り入れて保持することが可能な保液空間28sが構成されている。
内部セル25sは、センサ電極10sを内包する中空セルとして構成されている。内部セル25sの内部には、保液空間28s内に滞留した被検液を取り入れて保持することが可能な保液空間28sが構成されている。
本態様によれば、以下に示す1つ、または、複数の効果が得られる。
以下に、被検液を、定常的な動きのある状態としつつ、センサ電極へ接触させるように構成された保液構造20fの構成例について、図3を用いて説明する。
外部セル21fは、内部セル25fの少なくとも一部(ここでは一部)を内包する中空容器として構成されている。外部セル21fの内部空間、すなわち、内部セル25fと外部セル21fとの間隙には、外部から被検液を取り入れて保持することが可能な保液空間28fが構成されている。
内部セル25fは、センサ電極10fを内包する中空セルとして構成されている。内部セル25fの内部には、保液空間28s内に滞留した被検液を取り入れて保持することが可能な保液空間28fが構成されている。
本態様によれば、以下に示す1つ、または、複数の効果が得られる。
以上、本開示の態様を具体的に説明した。しかしながら、本開示は上述の態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以下、静止セルに関し、本開示の好ましい態様について付記する。
被検液中に含まれる特定成分と反応するよう構成されたセンサ電極と、
被検液を、静止状態としつつ、センサ電極へ接触させるように構成された保液構造と、
を備える電気化学センサユニット。
好ましくは、
前記保液構造は、
前記センサ電極を内包する内部セルと、
前記内部セルの少なくとも一部を囲い、外部から被検液を取り入れて前記内部セル内へ供給するよう構成された外部セルと、を備え、
前内部セルは、取り入れた被検液を、静止状態としつつ、センサ電極へ接触させるように構成されている。
また好ましくは、
前記内部セルは、前記外部セル内に滞留している被検液を取り入れることが可能な流入口と、前記外部セル内をバイパスして前記内部セル内と前記外部セルの外側とを連通させる排気口と、を有し、
前記排気口のコンダクタンスが、前記流入口のコンダクタンスよりも小さくなるように構成されている。
また好ましくは、
前記排気口は、前記内部セル内の残留雰囲気の流通を許容し、被検液の流通は許容しないように構成されている。
また好ましくは、
前記内部セルの内部形状が、前記内部セル内へ被検液を取り入れる際に毛細管現象が発現するような形状となっている。
また好ましくは、
前記内部セルの内部形状が、前記内部セル内へ取り入れた被検液が表面張力より静止するような形状となっている。
また好ましくは、
前記外部セルは、被検液を取り入れることが可能な採液口を有し、
前記採液口に向けて被検液をかけ流し、前記外部セルの内部へ被検液を取り入れている期間中(前記外部セル内において被検液の撹拌状態や乱流状態が発生している状態)において、前記内部セル内に取り入れた被検液を静止状態とすることが可能なように構成されている。
また好ましくは、
前記外部セルは、被検液を排出することが可能な排液口を有し、
前記排液口から被検液を排出している期間中(前記外部セル内において排液動作に伴う被検液の流れが発生している状態)において、前記内部セル内に取り入れた被検液を静止状態とすることが可能なように構成されている。
また好ましくは、
前記外部セルは、被検液を取り入れることが可能な採液口と、被検液を排出することが可能な排液口と、を有し、
前記排液口のコンダクタンスが、前記採液口のコンダクタンスよりも小さくなるように構成されている。
また好ましくは、
前記内部セルの少なくとも一部を囲む被検液の液浴を、前記外部セルの内部に発現させることが可能なように構成されている。
また好ましくは、
被検液を静止状態として濃度測定を開始するタイミングにおいて、前記液浴を前記外部セルの内部に発現させることが可能なように構成されている。
また好ましくは、
被検液を静止状態としながら行う濃度測定を終了するタイミングにおいて、前記液浴を前記外部セルの内部に消滅させずに維持することが可能なように構成されている。
以下、フローセルに関し、本開示の好ましい態様について付記する。
被検液中に含まれる特定成分と反応するよう構成されたセンサ電極と、
外部から取り入れた被検液を、定常的な流れのある状態としつつ、センサ電極へ接触させるように構成された保液構造と、を備える電気化学センサユニット。
好ましくは、
前記保液構造は、
前記センサ電極を内包する内部セルと、
前記内部セルの少なくとも一部を囲い、外部から被検液を取り入れて前記内部セル内へ供給するよう構成された外部セルと、を備え、
前内部セルは、取り入れた被験試料を、定常的な流れのある状態としつつ、センサ電極へ接触させるように構成されている。
また好ましくは、
前記内部セルは、前記外部セル内に滞留している被検液を取り入れることが可能な流入口と、前記内部セル内から被検液を排出することが可能な排液口と、を有し、
前記内部セルの排液口のコンダクタンスが、前記流入口のコンダクタンスよりも小さくなるように構成されている。
また好ましくは、
前記内部セルの内部形状が、前記内部セル内へ被検液を取り入れる際に毛細管現象が発現するような形状となっている。
また好ましくは、
前記内部セルの内部形状が、前記内部セル内へ取り入れた被検液が表面張力より定常的な流れのある状態とするような形状となっている。
また好ましくは、
前記外部セルは、外部から被検液を取り入れることが可能な採液口を有し、
前記採液口に向けて被検液をかけ流し、前記外部セルの内部へ被検液を取り入れている期間中において、前記内部セル内に取り入れた被検液を定常的な流れのある状態とすることが可能なように構成されている。
また好ましくは、
前記外部セルは、被検液を排出することが可能な排液口を有し、
前記排液口から被検液を排出している期間中(前記外部セル内において排液動作に伴う被検液の流れが発生している状態)において、前記内部セル内に取り入れた被検液を定常的な流れのある状態とすることが可能なように構成されている。
また好ましくは、
前記外部セルは、被検液を取り入れることが可能な採液口と、被検液を排出することが可能な排液口と、を有し、
前記排液口のコンダクタンスが、前記採液口のコンダクタンスよりも小さくなるように構成されている。
また好ましくは、
前記内部セルの少なくとも一部を囲む被検液の液浴を、前記外部セルの内部に発現させることが可能なように構成されている。
また好ましくは、
被検液を定常的な流れのある状態として濃度測定を開始するタイミングにおいて、前記液浴を前記外部セルの内部に発現させることが可能なように構成されている。
また好ましくは、
被検液を定常的な流れのある状態としながら行う濃度測定を終了するタイミングにおいて、前記液浴を前記外部セルの内部に消滅させずに維持することが可能なように構成されている。
20、20s、20f 保液構造
21、21s、21f 外部セル
25s、25f 内部セル
100 電気化学センサユニット
Claims (22)
- 外部から取り入れた被検液を、静止状態としつつ、被検液中に含まれる特定成分と反応する第1センサ電極へ接触させるように構成された第1保液構造と、
外部から取り入れた被検液を、定常的な流れのある状態としつつ、被検液中に含まれる特定成分と反応する第2センサ電極へ接触させるように構成された第2保液構造と、
をそれぞれ備える電気化学センサユニット。 - 前記第1保液構造は、
前記第1センサ電極を内包する第1内部セルと、
前記第1内部セルの少なくとも一部を囲い、外部から被検液を取り入れて前記第1内部セル内へ供給するよう構成された第1外部セルと、を備え、
前記第1内部セルは、取り入れた被検液を、静止状態としつつ、前記第1センサ電極へ接触させるように構成されている請求項1に記載の電気化学センサユニット。 - 前記第1内部セルは、前記第1外部セル内に滞留している被検液を取り入れることが可能な第1流入口と、前記第1外部セル内をバイパスして前記第1内部セル内と前記第1外部セルの外側とを連通させる第1排気口と、を有し、
前記第1排気口のコンダクタンスが、前記第1流入口のコンダクタンスよりも小さくなるように構成されている請求項2に記載の電気化学センサユニット。 - 前記第1排気口は、前記第1内部セル内の残留雰囲気の流通を許容し、被検液の流通は許容しないように構成されている請求項3に記載の電気化学センサユニット。
- 前記第1内部セルの内部形状が、前記第1内部セル内へ被検液を取り入れる際に毛細管現象が発現するような形状となっている請求項2~4のいずれか1項に記載の電気化学センサユニット。
- 前記第1内部セルの内部形状が、前記第1内部セル内へ取り入れた被検液を表面張力により静止させるような形状となっている請求項2~5のいずれか1項に記載の電気化学センサユニット。
- 前記第1外部セルは、被検液を取り入れることが可能な第1採液口を有し、
前記第1採液口に向けて被検液をかけ流し、前記第1外部セルの内部へ被検液を取り入れている期間中において、前記第1内部セル内に取り入れた被検液を静止状態とすることが可能なように構成されている請求項2~6のいずれか1項に記載の電気化学センサユニット。 - 前記第1外部セルは、被検液を排出することが可能な第1排液口を有し、
前記第1排液口から被検液を排出している期間中において、前記第1内部セル内に取り入れた被検液を静止状態とすることが可能なように構成されている請求項2~7のいずれか1項に記載の電気化学センサユニット。 - 前記第1外部セルは、被検液を取り入れることが可能な第1採液口と、被検液を排出することが可能な第1排液口と、を有し、
前記第1排液口のコンダクタンスが、前記第1採液口のコンダクタンスよりも小さくなるように構成されている請求項2~8のいずれか1項に記載の電気化学センサユニット。 - 前記第1内部セルの少なくとも一部を囲む被検液の第1液浴を、前記第1外部セルの内部に発現させることが可能なように構成されている請求項9に記載の電気化学センサユニット。
- 被検液を静止状態として濃度測定を開始するタイミングにおいて、前記第1液浴を前記第1外部セルの内部に発現させることが可能なように構成されている請求項9または10に記載の電気化学センサユニット。
- 被検液を静止状態としながら行う濃度測定を終了するタイミングにおいて、前記第1液浴を前記第1外部セルの内部に消滅させずに維持することが可能なように構成されている請求項9~11のいずれか1項に記載の電気化学センサユニット。
- 前記第2保液構造は、
前記第2センサ電極を内包する第2内部セルと、
前記第2内部セルの少なくとも一部を囲い、外部から被検液を取り入れて前記第2内部セル内へ供給するよう構成された第2外部セルと、を備え、
前記第2内部セルは、取り入れた被験試料を、定常的な流れのある状態としつつ、前記第2センサ電極へ接触させるように構成されている請求項1~12のいずれか1項に記載の電気化学センサユニット。 - 前記第2内部セルは、前記第2外部セル内に滞留している被検液を取り入れることが可能な第2流入口と、前記第2内部セル内から被検液を排出することが可能な第2排液口と、を有し、
前記第2内部セルの排液口のコンダクタンスが、前記第2流入口のコンダクタンスよりも小さくなるように構成されている請求項13に記載の電気化学センサユニット。 - 前記第2内部セルの内部形状が、前記第2内部セル内へ被検液を取り入れる際に毛細管現象が発現するような形状となっている請求項13または14に記載の電気化学センサユニット。
- 前記第2内部セルの内部形状が、前記第2内部セル内へ取り入れた被検液を表面張力により定常的な流れのある状態とするような形状となっている請求項13~15のいずれか1項に記載の電気化学センサユニット。
- 前記第2外部セルは、外部から被検液を取り入れることが可能な第2採液口を有し、
前記第2採液口に向けて被検液をかけ流し、前記第2外部セルの内部へ被検液を取り入れている期間中において、前記第2内部セル内に取り入れた被検液を定常的な流れのある状態とすることが可能なように構成されている請求項13~16のいずれか1項に記載の電気化学センサユニット。 - 前記第2外部セルは、被検液を排出することが可能な第2排液口を有し、
前記第2排液口から被検液を排出している期間中において、前記第2内部セル内に取り入れた被検液を定常的な流れのある状態とすることが可能なように構成されている請求項13~17のいずれか1項に記載の電気化学センサユニット。 - 前記第2外部セルは、被検液を取り入れることが可能な第2採液口と、被検液を排出することが可能な第2排液口と、を有し、
前記第2排液口のコンダクタンスが、前記第2採液口のコンダクタンスよりも小さくなるように構成されている請求項13~18のいずれか1項に記載の電気化学センサユニット。 - 前記第2内部セルの少なくとも一部を囲む被検液の第2液浴を、前記第2外部セルの内部に発現させることが可能なように構成されている請求項19に記載の電気化学センサユニット。
- 被検液を定常的な流れのある状態として濃度測定を開始するタイミングにおいて、前記第2液浴を前記第2外部セルの内部に発現させることが可能なように構成されている請求項19または20に記載の電気化学センサユニット。
- 被検液を定常的な流れのある状態としながら行う濃度測定を終了するタイミングにおいて、前記第2液浴を前記第2外部セルの内部に消滅させずに維持することが可能なように構成されている請求項19~21のいずれか1項に記載の電気化学センサユニット。
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