JP2024058237A - 電気化学センサ - Google Patents

Abstract

【課題】電気化学センサの使い捨て部分について、利便性を損なうことなく使用可能であり、しかも配線材（金属）を最小限に抑えることでコスト削減や廃棄容易化等を実現可能にする。【解決手段】一端が開放端１１ａで他端が封止端１１ｂの筒状に形成されたカバー部材１１と、被検液に接触させる検出面を有し、前記検出面が前記カバー部材１１の筒外面に露出するように配されるセンサ電極１２ｂと、前記検出面と導通するとともに、前記カバー部材１１の筒内面に露出するように配される接続電極１２ｃと、を備え、前記カバー部材１１の前記開放端１１ａから前記筒状の内部に測定器２０のスティック状先端部２２が挿入された状態で、前記スティック状先端部２２に形成された端子部２６が前記接続電極１２ｃと導通するように、電気化学センサ１０を構成する。【選択図】図２

Description

本発明は、被検液中の特定成分を電気化学的に検出するための電気化学センサに関する。

電気化学センサとしては、測定器の本体部分に対して着脱可能となっており、これにより使用済みセンサの使い捨てに対応し得るものがある。その場合に、使い捨て部分は、測定器やこれを持つ手等に被検液が触れないようにすべく、長尺のスティック状に構成されており、その先端近傍にセンサ電極が配置されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６６５３８４７号公報

使い捨て部分が長尺のスティック状に構成されている場合には、その使い捨て部分を構成する基材上の配線材（金属）の距離が長くなってしまい、使い捨て部分のコストが大きくなることが懸念される。配線材のノイズ対策を考慮すると、さらなるコスト増大のおそれもある。また、使い捨て部分の金属含有量が多いと、燃えるゴミとしての廃棄が難しいという側面もある。

本開示は、電気化学センサの使い捨て部分について、利便性を損なうことなく使用可能であり、しかも配線材（金属）を最小限に抑えることでコスト削減や廃棄容易化等を実現可能にする技術を提供する。

本開示の一態様によれば、
一端が開放端で他端が封止端の筒状に形成されたカバー部材と、
被検液に接触させる検出面を有し、前記検出面が前記カバー部材の筒外面に露出するように配されるセンサ電極と、
前記検出面と導通するとともに、前記カバー部材の筒内面に露出するように配される接続電極と、を備え、
前記カバー部材の前記開放端から前記筒状の内部に測定器のスティック状先端部が挿入された状態で、前記スティック状先端部に形成された端子部が前記接続電極と導通するように構成されている
電気化学センサが提供される。

本開示によれば、電気化学センサの使い捨て部分について、利便性を損なうことなく使用可能であり、しかも配線材（金属）を最小限に抑えてコスト削減や廃棄容易化等を実現することが可能になる。

本開示の一実施形態に係る電気化学センサを含む検出システムの構成例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係る電気化学センサの要部構成例を示す側断面図であり、図１におけるＡ－Ａ断面を示す図である。 本開示の一実施形態に係る電気化学センサの電極構成例を模式的に示す説明図であり、図２におけるＢ矢視を示す図である。 本開示の一実施形態に係る電気化学センサの他の電極構成例を模式的に示す説明図である。

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（１）電気化学センサの概要
本実施形態で説明する電気化学センサは、被検液中の特定成分を電気化学的に検出するためのものである。本実施形態では、被験者から採取する尿中に含まれる尿酸を検出する場合を例に挙げる。つまり、本実施形態においては、被検液として被験者から採取する尿を例示し、検出対象となる特定成分として尿中に含まれる尿酸を例示する。

尿中における尿酸の濃度の検出は、例えば、尿中に含まれる物質を特定の条件下で電気分解させ、その際に生じる電気化学反応（例えば酸化還元反応）を利用して行う。本実施形態では、尿中の尿酸の濃度を、三電極法によって検出する場合を例に挙げる。三電極法とは、作用電極、対（カウンタ）電極、参照電極の三つの電極を組み合わせて電気化学測定を行う手法である。

尿中の尿酸濃度を検出するために、電気化学センサは、当該検出を行う測定器に装着した状態で用いられる。つまり、測定器と、これに装着される電気化学センサとによって、尿中の尿酸濃度を検出する検出システムが構成されることになる。なお、かかる検出システムにおいて、電気化学センサは、測定器の本体部分に対して着脱可能となっており、当該電気化学センサの使い捨てに対応し得るようになっている。

（２）システム全体の構成例
ここで、電気化学センサを含む検出システムの構成例について説明する。
図１は、本実施形態に係る電気化学センサを含む検出システムの構成例を示す説明図である。
検出システムは、電気化学センサ１０の他に、測定器２０と、図示せぬ制御用コンピュータ（以下「ＰＣ」と略す。）と、を備えている。そして、電気化学センサ１０を測定器２０に装着した状態で使用されるように構成されている。

（測定器）
測定器２０は、例えばポテンショスタットと呼ばれるもので、電気化学センサ１０の各電極と電気的に接続した状態で、所定の電圧掃引操作を行うことが可能なように構成されている。

そのために、測定器２０の本体部分の内部には、図示せぬ電圧印加部、電流測定部、電位差測定部および電位調整部が設けられている。電圧印加部は、電気化学センサ１０との接続により所定の回路が形成されたら、その電気化学センサ１０における作用電極と対電極との間に電圧を印加するように構成されている。電流測定部は、尿酸の酸化還元反応により生じた電流を測定するように構成されている。電位差測定部は、作用電極と参照電極との間の電位差を測定するように構成されている。電位調整部は、電位差測定部により測定した電位差に基づき、参照電極の電位を基準として作用電極の電位を一定に維持するように構成されている。

また、測定器２０は、ケース部２１とスティック状先端部２２とを有しており、これらによって本体部分が構成されている。

ケース部２１は、被験者が手で把持し得るように形成されており、その表面に操作ボタン２４やＬＥＤランプ２５等が設けられている。これにより、被験者は、尿酸濃度検出を行う際に、ケース部２１を手で持った状態で、操作ボタン２４を操作したりＬＥＤランプ２５を視認したりすることが可能となる。

スティック状先端部２２は、ケース部２１の一端側から延出するようにスティック状に形成された部分であり、電気化学センサ１０を装着するために用いられる部分である。そして、スティック状先端部２２には、その先端近傍領域に、電圧印加部等と図示せぬ配線を介して接続する端子部２６が形成されている。なお、スティック状先端部２２が延出する長さについては、特に限定されるものではないが、例えば、先端近傍領域の側に被検液である尿を掛け流した際に、その尿がケース部２１を持つ被験者の手等に触れない程度の間隔（例えば、１０ｃｍ以上）を確保できる長さとすることが考えられる。また、スティック状先端部２２における配線等については、シールド板で覆う等のノイズ対策が施されていることが好ましい。

なお、測定器２０は、制御用ＰＣとの通信を、無線通信または有線通信によって行い得るように構成されているものとする。

（制御用ＰＣ）
制御用ＰＣは、測定器２０から送信された各種情報を受け取って、尿中の尿酸濃度を検出するために必要となる情報処理を行うものである。なお、制御用ＰＣで行う情報処理については、公知技術を利用して行うものであればよく、ここでは詳細な説明を省略する。

（電気化学センサ）
電気化学センサ１０は、測定器２０のスティック状先端部２２に装着された状態で、尿中の尿酸濃度を検出するために用いられるものである。そのために、電気化学センサ１０は、カバー部材１１とプリント基板１２とを有して構成されている。

カバー部材１１は、測定器２０のスティック状先端部２２の形状に対応するように、一端が開放端１１ａで他端が封止端１１ｂである長尺の筒状に形成されており、開放端１１ａの側からスティック状先端部２２を筒内に挿入可能に構成されている。そして、筒内へのスティック状先端部２２の挿入によって、当該スティック状先端部２２の周囲を覆った状態となり、これにより当該スティック状先端部２２に装着されるようになっている。また、カバー部材１１は、筒内からのスティック状先端部２２の抜去によって、当該スティック状先端部２２から離脱させ得るようになっている。つまり、カバー部材１１は、測定器２０のスティック状先端部２２に対して着脱可能に構成されている。

また、カバー部材１１には、スティック状先端部２２の先端近傍領域（すなわち、端子部２６の配置箇所）に対応するように、封止端１１ｂの近傍領域に当該カバー部材１１の筒外面と筒内面とを連通させる開口部１１ｃが設けられている。そして、開口部１１ｃの形成位置には、詳細を後述するプリント基板１２が配置されている。

このようなカバー部材１１は、被検液である尿が掛け流されることから、防滴性を有していることが好ましい。ただし、防滴性は、尿が掛け流される間（例えば、数十秒間）の防滴を維持できる程度のものであればよい。また、カバー部材１１は、電気化学センサ１０としての使用後にスティック状先端部２２から離脱させて燃えるゴミとして廃棄し得るように、可燃性を有する材料によって形成されていることが好ましい。したがって、カバー部材１１については、例えば、耐水紙や防水紙等の紙を形成材料として形成することができる。ただし、カバー部材１１の形成材料は、紙に限定されることはなく、プラスチック、ゴム、シリコーン樹脂等の他種のものであってもよい。

プリント基板１２は、カバー部材１１の開口部１１ｃを塞ぐように配置されている。ここで、プリント基板１２の構成例について、さらに詳しく説明する。
図２は、本実施形態に係る電気化学センサの要部構成例を示す側断面図であり、図１におけるＡ－Ａ断面を示す図である。
プリント基板１２は、絶縁体による板状部材によって形成された支持基板１２ａと、支持基板１２ａの一方の面（具体的には、カバー部材１１の筒外面の側に露出する面）上に配されるセンサ電極１２ｂと、支持基板１２ａの他方の面（具体的には、カバー部材１１の筒内面の側に露出する面）上に配される接続電極１２ｃと、支持基板１２ａを貫通してセンサ電極１２ｂと接続電極１２ｃとを導通させるビア部１２ｄと、有して構成されている。

支持基板１２ａは、センサ電極１２ｂおよび接続電極１２ｃを支持するもので、カバー部材１１の開口部１１ｃに対応する外形形状を有している。そして、支持基板１２ａは、カバー部材１１の開口部１１ｃを塞ぐように配置された状態で、カバー部材１１との位置関係が固定具１３によって固定されるようになっている。固定具１３としては、例えば、粘着テープを用いることができる。ただし、粘着テープに限定されることはなく、カバー部材１１と支持基板１２ａとの位置固定が可能であれば、他の種類のものを固定具１３として用いるようにしてもよい。なお、固定具１３は、支持基板１２ａの外周の全域にわたり、その支持基板１２ａとカバー部材１１の開口部１１ｃとの隙間を封止するように配されていることが好ましい。

センサ電極１２ｂは、尿中の尿酸濃度を検出するための電極として機能するものである。そのために、センサ電極１２ｂは、被検液である尿に接触させる検出面を有しており、その検出面がカバー部材１１の筒外面の側に露出するように配されている。尿中の尿酸濃度の検出を三電極法によって行う場合であれば、センサ電極１２ｂは、作用電極、対電極、参照電極の三つの電極によって構成される。
作用電極としては、例えば、尿が付着した状態で印加電圧に応じた酸化還元反応を生じさせるダイヤモンド膜を有するチップ状の電極（ダイヤモンドチップ電極）を用いることができる。その場合に、ダイヤモンドチップ電極は、ダイヤモンド膜と、そのダイヤモンド膜を支持する支持部材とを有し、そのダイヤモンド膜によって検出面が構成されることになる。
対電極としては、例えば、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）等の金属で形成された電極、ダイヤモンド電極、ボロンドープダイヤモンド（ＢＤＤ）電極、カーボン電極等を用いることができる。
参照電極としては、例えば、銀／塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）電極、標準水素電極、可逆水素電極、パラジウム・水素電極、飽和カロメル電極、カーボン電極、ダイヤモンド電極、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｇ等の金属で形成された電極等を用いることができる。
これらの各電極については、公知技術を利用して構成されたものであればよく、ここではその詳細な説明を省略する。

接続電極１２ｃは、測定器２０のスティック状先端部２２における端子部２６との接続を確立するための電極として機能するものである。そのために、接続電極１２ｃは、ビア部１２ｄを介してセンサ電極１２ｂと導通するとともに、そのセンサ電極１２ｂとは支持基板１２ａの反対側の面、すなわちカバー部材１１の筒内面の側に露出するように配されている。なお、尿中の尿酸濃度の検出を三電極法によって行う場合であれば、接続電極１２ｃは、作用電極、対電極、参照電極のそれぞれに個別に対応するように形成されるものとする。ビア部１２ｄについても同様である。

このような接続電極１２ｃとスティック状先端部２２における端子部２６との少なくとも一方には、互いの接続を確保するための板バネ構造部２７が設けられている。図例では、端子部２６の側に板バネ構造部２７が設けられている場合を示しているが、接続電極１２ｃの側に板バネ構造部２７が設けられていてもよく、また端子部２６と接続電極１２ｃとの両方に板バネ構造部２７が設けられていてもよい。

板バネ構造部２７は、例えば、端子部２６の側に設けられている場合であれば、スティック状先端部２２から接続電極１２ｃの側に向けて突出し、かつ、その突出部分に外力が加わるとスティック状先端部２２の側に向けて弾性変形する板バネ状部分を有している。そして、その板バネ状部分は、導電性を有していることで、スティック状先端部２２における端子部２６の一部として機能するか、または当該端子部２６と導通するように構成されている。なお、接続電極１２ｃが作用電極、対電極、参照電極のそれぞれに個別に対応して形成されている場合であれば、板バネ構造部２７についても同様に、それぞれに個別に対応して形成されているものとする。

ここで、センサ電極１２ｂが三電極法に対応している場合（すなわち、センサ電極１２ｂが作用電極、対電極、参照電極の三つの電極によって構成されている場合）における各電極の配置について、具体例を挙げてさらに詳しく説明する。
図３は、本実施形態に係る電気化学センサの電極構成例を模式的に示す説明図であり、図２におけるＢ矢視を示す図である。
図例のように、プリント基板１２を構成する支持基板１２ａの面上には、センサ電極１２ｂとしての作用電極１２ｂ－１、対電極１２ｂ－２および参照電極１２ｂ－３が並ぶように配置されている。そして、作用電極１２ｂ－１、対電極１２ｂ－２および参照電極１２ｂ－３を支持する支持基板１２ａが、固定具１３によって、カバー部材１１における開口部１１ｃの形成箇所に取り付けられている。これにより、センサ電極１２ｂとしての作用電極１２ｂ－１、対電極１２ｂ－２および参照電極１２ｂ－３は、カバー部材１１の筒外面の側に露出する状態で、そのカバー部材１１に装着されることになる。

なお、作用電極１２ｂ－１、対電極１２ｂ－２および参照電極１２ｂ－３の配置は、カバー部材１１の筒外面の側に露出していれば、必ずしも図３に示す態様に限定されるものではない。例えば、他の態様として、図４に示すような配置例であってもよい。
図４は、本実施形態に係る電気化学センサの他の電極構成例を模式的に示す説明図である。
図例は、作用電極１２ｂ－１がダイヤモンドチップ電極である場合を示している。すなわち、支持基板１２ａの面上には、ダイヤモンドチップ電極による作用電極１２ｂ－１、対電極１２ｂ－２および参照電極１２ｂ－３が配置されている。そして、その支持基板１２ａが、固定具１３によって、図示せぬカバー部材に取り付けられている。固定具１３には、少なくとも二つの開口部１３ａ，１３ｂが設けられており、一つの開口部１３ａから作用電極１２ｂ－１の検出面の一部分が露出するとともに、他の開口部１３ｂから対電極１２ｂ－２および参照電極１２ｂ－３が露出するようになっている。

（３）電気化学センサの使用例
次に、以上に説明した検出システムにおいて、被験者から採取する尿中に含まれる尿酸を検出する場合の電気化学センサ１０の使用例について説明する。

電気化学センサ１０の使用に際しては、まず、図１中の矢印で示すように、測定器２０のスティック状先端部２２を、当該電気化学センサ１０を構成するカバー部材１１の筒内に挿入する。筒内への挿入は、スティック状先端部２２の先端がカバー部材１１の筒内最奥部に突き当たるまで行う。そして、カバー部材１１の筒内最奥部に突き当たった状態、すなわちカバー部材１１がスティック状先端部２２の周囲を覆うように当該スティック状先端部２２に装着された状態を保持する。以下、この状態をカバー部材１１の装着状態という。

カバー部材１１の装着状態では、図２に示すように、当該カバー部材１１の開口部１１ｃを塞ぐように配置されたプリント基板１２と対向する位置に、スティック状先端部２２における端子部２６が配置されることになる。さらに詳しくは、プリント基板１２における接続電極１２ｃとスティック状先端部２２における端子部２６とが互いに対向する位置に配置され、板バネ構造部２７を介してこれらの間の接続が確立される。このとき、板バネ構造部２７の突出部分およびその弾性変形を利用することで、接続電極１２ｃと端子部２６とは、スティック状先端部２２をカバー部材１１の筒内の所定位置（具体的には、スティック状先端部２２の先端がカバー部材１１の筒内最奥部に突き当たる位置）に挿入するだけで、それぞれの間の接続（物理的な接触）を確実に確立できるようになっている。しかも、板バネ構造部２７を利用することで、スティック状先端部２２の外形に対してカバー部材１１の筒内の大きさに余裕を持たせても、接続電極１２ｃと端子部２６との接続を確立できるので、その結果としてカバー部材１１の筒内に対するスティック状先端部２２の挿抜の容易化が図れるようになる。

接続電極１２ｃと端子部２６との接続が確立されると、当該端子部２６は、接続電極１２ｃおよびビア部１２ｄを介して、センサ電極１２ｂと導通する。つまり、センサ電極１２ｂは、カバー部材１１の装着状態になると、これに応じて自ずとスティック状先端部２２における端子部２６と電気的に接続されることになる。

そして、カバー部材１１の装着状態において、測定器２０の操作ボタン２４が操作されて、これにより測定器２０が電源投入されて起動状態になると、電気化学センサ１０が使用可能な状態になる。つまり、電気化学センサ１０は、カバー部材１１の筒内への測定器２０のスティック状先端部２２の挿入と、その測定器２０への電源投入とによって、使用可能な状態になる。

その後は、被験者が測定器２０のケース部２１を把持しつつ、その被験者からの排尿によって流れる尿に、その測定器２０のスティック状先端部２２に装着された電気化学センサ１０を触れさせる。さらに詳しくは、スティック状先端部２２に装着されたカバー部材１１の外表面、特に当該カバー部材１１における開口部１１ｃの形成位置を含む当該カバー部材１１の封止端１１ｂの近傍領域を、被験者からの尿に触れさせる。

このとき、スティック状先端部２２の延出長が十分に確保されていれば（例えば、１０ｃｍ以上の距離が確保されていれば）、カバー部材１１の封止端１１ｂの近傍領域に対して被験者からの尿を掛け流す場合であっても、その尿がケース部２１を持つ被験者の手等に触れてしまうのを回避できる。また、カバー部材１１が防滴性を有していれば、その外表面に尿が掛け流されても、カバー部材１１の筒内への尿の侵入等を抑制することができる。さらには、カバー部材１１に対して支持基板１２ａを固定する固定具１３が、支持基板１２ａと開口部１１ｃとの隙間を封止するように配されていれば、当該隙間からの尿の侵入等についても抑制することができる。これらによって、カバー部材１１の装着状態を維持する上で好適なものとなり、筒内への尿の侵入等が後述する尿酸濃度の検出結果に悪影響を及ぼすことも回避し得るようになる。

このようにして尿にカバー部材１１の外表面を触れさせると、その尿に、カバー部材１１の開口部１１ｃから露出する支持基板１２ａ上のセンサ電極１２ｂ（すなわち、作用電極１２ｂ－１、対電極１２ｂ－２および参照電極１２ｂ－３）が接触した状態となる。

その状態で、作用電極１２ｂ－１と対電極１２ｂ－２との間には、スティック状先端部２２の端子部２６との電気的接続を介して、測定器２０から所定の電圧が印加される。これにより、作用電極１２ｂ－１で尿酸の酸化還元反応が生じ、作用電極１２ｂ－１内を電流（反応電流）が流れる。この反応電流の値を、測定器２０の電流測定部を用いて、例えばサイクリックボルタンメトリーにより測定する。反応電流の値は、スクエアウェーブボルタンメトリー（矩形波ボルタンメトリー）、微分パルスボルタンメトリー、ノーマルパルスボルタンメトリー、交流ボルタンメトリー等の手法を用いて測定してもよい。また、尿が接触した状態において、測定器２０の電位差測定部により、作用電極１２ｂ－１と参照電極１２ｂ－３との間の電位差（電圧の差）を測定する。

そして、反応電流および電位差の測定結果は、測定器２０からの無線通信または有線通信を介して制御用ＰＣへ送られる。制御用ＰＣは、測定器２０の電流測定部で測定した反応電流の値から、例えばサイクリックボルタモグラムを作成し、酸化ピークの電流値を取得する。そして、取得した酸化ピーク電流値および測定器２０の電位差測定部で測定した電位差の値に基づいて、尿中の尿酸濃度を算出する（定量する）。反応電流の値が尿酸濃度と相関関係にあることは、公知文献（例えば、Ａｎａｌ.Ｍｅｔｈｏｄｓ,２０１８．１０,９９１－９９６,図３，４参照）に開示されている。したがって、反応電流の値と尿酸濃度との関係を予め求めておけば、測定した反応電流の値に基づいて尿酸濃度を定量することができる。

このような手順を経ることで、被験者からの排尿によって流れる尿について、電気化学センサ１０を使用しつつ、その尿中の尿酸濃度を電気化学測定によって検出することが可能となる。つまり、電気化学センサ１０では、カバー部材１１の筒外面に被検液である尿を接触させることで、当該筒外面に露出する作用電極１２ｂ－１等の検出面を尿に接触させ、その尿との接触の際に生じる検出面の反応（具体的には、反応電流の値や電位差等）を測定器２０に供することで、尿中の尿酸濃度の検出を行い得るようにしているのである。

以上のように、電気化学センサ１０は、カバー部材１１の筒内に測定器２０のスティック状先端部２２を挿入して、そのスティック状先端部２２に対してカバー部材１１を装着状態にすることで、尿中の尿酸濃度検出のために使用することが可能となる。したがって、電気化学センサ１０を使用する被験者にとっては、カバー部材１１を装着状態にするだけで他に煩雑な作業等を要さず尿中の尿酸濃度検出が行えるので、非常に利便性に優れたものとなる。つまり、被験者は、利便性を損なうことなく、電気化学センサ１０を使用することができる。

尿中の尿酸濃度検出を行った後は、その検出に使用した電気化学センサ１０を廃棄する。さらに詳しくは、使用済みの電気化学センサ１０を構成するカバー部材１１の筒内から測定器２０のスティック状先端部２２を抜去し、これにより電気化学センサ１０をスティック状先端部２２から離脱させ、その離脱後の電気化学センサ１０を廃棄する。このように、測定器２０のスティック状先端部２２に対してカバー部材１１が着脱可能であることで、電気化学センサ１０については、使い捨てに対応し得るようになっている。

使用済みの電気化学センサ１０の使い捨てに際しては、その電気化学センサ１０を構成するカバー部材１１が可燃性を有する材料によって形成されていれば、その電気化学センサ１０を燃えるゴミとして廃棄する上で好適なものとなる。

しかも、電気化学センサ１０において、センサ電極１２ｂと接続電極１２ｃとは、支持基板１２ａの表裏に位置するように配されている。そのため、センサ電極１２ｂと接続電極１２ｃとを導通させるビア部１２ｄの距離が長くなってしまうことがなく、必要最小限の距離で済む。また、センサ電極１２ｂ、接続電極１２ｃ、および、これらに関連する部材であるビア部１２ｄや板バネ構造部２７等の他に、電気化学センサ１０を構成するカバー部材１１およびプリント基板１２に金属部材を装着する必要がない。つまり、カバー部材１１およびプリント基板１２には、センサ電極１２ｂ、接続電極１２ｃ、および、これらに関連する部材を除き、金属部材が装着されていなくてもよい。特に、プリント基板１２に比べて表面積が大きいカバー部材１１については、金属部材が装着されていないことが好ましい。以上のことから、電気化学センサ１０は、装着される金属部材を必要最小限に抑えることで、使い捨て部分のコスト削減を実現することが可能となる。さらには、使い捨て部分の金属含有量を必要最小限に抑えることで、燃えるゴミとして廃棄する上で好適なものとなる。

また、電気化学センサ１０を構成するカバー部材１１については、筒内への尿の侵入等を抑制するために防滴性を有していることが好ましいが、尿が掛け流される間（例えば、数十秒間）の防滴を維持できる程度のものであればよい。そのため、過剰な防滴性を要さずに耐水紙や防水紙等の紙を形成材料とすることができ、その結果、防滴性のために使い捨て部分のコスト増大を招くことを抑制することができる。

なお、使い捨て部分となる電気化学センサ１０については、上述のように、装着される金属部材を必要最小限に抑えている。その一方で、測定器２０のスティック状先端部２２については、その延出長を十分（例えば、１０ｃｍ以上）に確保することが好ましく、これに伴い、スティック状先端部２２における配線等にはノイズ対策を施すことが好ましい。ただし、このようなノイズ対策でコストをかけても、スティック状先端部２２を含む測定器２０は使い捨て部分ではないため、使い捨て部分となる電気化学センサ１０を含む検出システムの運用コストは抑えられるようになる。

（４）本実施形態の効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。

（ａ）本実施形態において、電気化学センサ１０は、カバー部材１１の筒内に測定器２０のスティック状先端部２２が挿入された状態で、そのスティック状先端部２２に形成された端子部２６が、カバー部材１１の筒外面に露出するように配されるセンサ電極１２ｂと、接続電極１２ｃおよびビア部１２ｄを介して、導通するように構成されている。つまり、測定器２０のスティック状先端部２２に対して電気化学センサ１０のカバー部材１１が装着状態になると、これに応じてセンサ電極１２ｂと端子部２６とが電気的に接続されて、その電気化学センサ１０を尿中の尿酸濃度検出のために使用することが可能となる。したがって、本実施形態によれば、カバー部材１１を装着状態にすることで、他に煩雑な作業等を要さずに、尿中の尿酸濃度検出が行えるようになり、電気化学センサ１０を使用する被験者にとっては、非常に利便性に優れたものとなる。

しかも、本実施形態において、電気化学センサ１０は、測定器２０のスティック状先端部２２に対してカバー部材１１が着脱可能であることで、その電気化学センサ１０の使い捨てに対応し得るようになっている。そして、使い捨てに対応しつつ使用済みの電気化学センサ１０を廃棄する場合に、センサ電極１２ｂと接続電極１２ｃとが支持基板１２ａの表裏に位置するように配されていることから、その電気化学センサ１０に装着される金属部材を必要最小限に抑えることができ、その結果として使い捨て部分のコスト削減を実現することが可能となる。さらには、使い捨て部分の金属含有量を必要最小限に抑えることで、燃えるゴミとしての廃棄する上で好適なものとなる。

つまり、本実施形態によれば、電気化学センサ１０の使い捨て部分について、利便性を損なうことなく使用可能であり、しかも配線材（金属）を最小限に抑えてコスト削減や廃棄容易化等を実現することが可能になる。

（ｂ）本実施形態において、電気化学センサ１０は、カバー部材１１の筒外面に被検液である尿を接触させることで当該筒外面に露出するセンサ電極１２ｂの検出面を尿に接触させ、その尿との接触の際に生じる検出面の反応（具体的には、反応電流の値や電位差等）を測定器２０に供することで、尿中の尿酸濃度の検出を行い得るようにしている。したがって、本実施形態によれば、カバー部材１１の筒外面に露出するセンサ電極１２ｂに向けて尿を掛け流すことで、尿中の尿酸濃度の検出を行えるようになり、被験者にとっては非常に利便性に優れたものとなる。しかも、検出される尿酸濃度に代表される被検液中の特定成分は、被験者の健康維持に役立つ指標として用いられることが多く、このような指標を簡便かつ容易に検出し得るようにすることで、被験者にとっては非常に有益なものとなる。

（ｃ）本実施形態で説明したように、センサ電極１２ｂにおける作用電極がダイヤモンドチップ電極であれば、物理的、化学的に安定した特性を示すダイヤモンド膜を利用しつつ、酸化還元反応により被検液中の特定成分（例えば、尿中の尿酸）を高感度で検出することが可能となる。

（ｄ）本実施形態で説明したように、カバー部材１１が防滴性を有していれば、カバー部材１１の外表面に尿が掛け流されても、カバー部材１１の筒内への尿の侵入等を抑制することができる。したがって、カバー部材１１の筒内への尿の侵入等が被検液中の特定成分（例えば、尿中の尿酸）の検出結果に悪影響を及ぼすことを回避できる。

（ｅ）本実施形態で説明したように、カバー部材１１が可燃性を有する材料によって形成されていれば、使用済みの電気化学センサ１０の使い捨てに際して、その電気化学センサ１０を燃えるゴミとしての廃棄する上で好適なものとなる。

（ｆ）本実施形態で説明したように、電気化学センサ１０に装着される金属部材を必要最小限に抑え、特に表面積が大きいカバー部材１１については電極等を除き金属部材が装着されていないようにすることで、使い捨て部分のコスト削減を実現することが可能となり、さらには燃えるゴミとして廃棄する上で好適なものとなる。

（ｇ）本実施形態において、電気化学センサ１０は、カバー部材１１に設けられた開口部１１ｃを通じて、センサ電極１２ｂの検出面がカバー部材１１の筒外面の側に露出するように構成されている。つまり、筒状のカバー部材１１に開口部１１ｃを設けるという非常に簡素な構成によって、測定器２０のスティック状先端部２２に対する電気化学センサ１０の装着と、被検液である尿に対するセンサ電極１２ｂの接触とを、それぞれ実現可能にしている。したがって、非常に簡素な構成であるが故に、使い捨てに対応する上で非常に好適なものとなり、またスティック状先端部２２の挿抜の容易化を通じて電気化学センサ１０を使用する被験者にとっての利便性向上が図れ、さらには使い捨て部分のコスト削減にも寄与し得るようになる。

（ｈ）本実施形態において、電気化学センサ１０は、カバー部材１１の開口部１１ｃを塞ぐように支持基板１２ａが配置された状態で、その支持基板１２ａとカバー部材１１との位置関係が固定具１３によって固定されるようになっている。つまり、固定具１３という簡素な構成を利用して、支持基板１２ａとカバー部材１１との位置関係が固定されている。したがって、電気化学センサ１０の構成が複雑化することなく、非常に簡素な構成となるので、この点でも使い捨てに対応する上で非常に好適なものとなり、使い捨て部分のコスト削減にも寄与し得るようになる。

（ｉ）特に、本実施形態で説明したように、固定具１３が粘着テープであれば、粘着テープを貼るだけで支持基板１２ａとカバー部材１１との位置関係が固定されるようになり、また固定具１３の平面形状についても様々な形状に容易かつ柔軟に対応することができる。したがって、電気化学センサ１０の構成の簡素化を図る上で非常に有用であることに加え、例えばセンサ電極１２ｂの仕様変更等にも容易かつ柔軟に対応し得るようになるので、電気化学センサ１０の汎用性という観点においても非常に有用なものとなる。

（ｊ）本実施形態において、電気化学センサ１０は、接続電極１２ｃと端子部２６との少なくとも一方に板バネ構造部２７が設けられており、その板バネ構造部２７を介して接続電極１２ｃと端子部２６との間の接続が確立されるようになっている。このように、板バネ構造部２７を利用することで、スティック状先端部２２をカバー部材１１の筒内に挿入するだけで、接続電極１２ｃと端子部２６との間の接続（物理的な接触）を確実に確立できる。しかも、スティック状先端部２２の外形に対してカバー部材１１の筒内の大きさに余裕を持たせても、接続電極１２ｃと端子部２６との接続を確立できるので、その結果としてカバー部材１１の筒内に対するスティック状先端部２２の挿抜の容易化が図れる。したがって、電気化学センサ１０を使用する被験者にとっては、非常に利便性に優れたものとなる。

（５）変形例等
以上に、本開示の一実施形態を具体的に説明したが、本開示は必ずしも上述の内容に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

上述の実施形態では、被検液が尿である例について説明したが、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、被検液としては、尿の他、血液、唾液、鼻水、汗、涙等の体液であってもよい。また、被検液は人間由来のものに限定されず、例えば、犬や猫等の動物由来のものであってもよい。

上述の実施形態では、被検液中に含まれる特定物質が尿酸である例について説明したが、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、被検液中に含まれる特定物質としては、尿酸の他、尿糖、アルギニン、アルブミン等であってもよい。

上述の実施形態では、被検液中の特定成分の濃度を三電極法により測定する例を説明したが、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、被検液中の特定物質の濃度を、二電極法により測定してもよい。この場合、センサ電極は、作用電極と対電極（または参照電極）と、の２つの電極を有していればよい。

上述の実施形態では、電気化学センサ１０の使用にあたり、被検液である尿をカバー部材１１の外表面に掛け流す場合を例に挙げて説明したが、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、貯留された被検液に電気化学センサ１０を浸漬させることで、その電気化学センサ１０におけるセンサ電極１２ｂの検出面を被検液と接触させるようにしても、その被検液中の特定物質の濃度を測定することが可能である。

上述の実施形態では、電気化学センサ１０が一つのプリント基板１２を有する場合を例に挙げて説明したが、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、プリント基板１２は、複数配置されていてもよい。また、プリント基板１２が配置される位置についても、特に限定されるものではなく、図１に示す位置の裏面側に配置されていてもよい。具体的には、カバー部材１１の筒外面に露出するように配されていれば、図１に示す表面側と裏面側のそれぞれにプリント基板１２を配置するようにしてもよい。
さらには、センサ電極１２ｂや接続電極１２ｃ等についても同様であり、その数が特に限定されるものではない。例えば、プリント基板１２の支持基板１２ａ上にセンサ電極１２ｂが複数配置されていてもよい。

上述の実施形態では、プリント基板１２の支持基板１２ａにセンサ電極１２ｂおよび接続電極１２ｃが配置されている場合を例に挙げて説明したが、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、カバー部材１１に直接センサ電極１２ｂおよび接続電極１２ｃを装着して、プリント基板１２を不要とした構成であっても構わない。

（６）本開示の好ましい態様
以下、本開示の好ましい態様について付記する。

（付記１）
本開示の一態様によれば、
一端が開放端で他端が封止端の筒状に形成されたカバー部材と、
被検液に接触させる検出面を有し、前記検出面が前記カバー部材の筒外面に露出するように配されるセンサ電極と、
前記検出面と導通するとともに、前記カバー部材の筒内面に露出するように配される接続電極と、を備え、
前記カバー部材の前記開放端から前記筒状の内部に測定器のスティック状先端部が挿入された状態で、前記スティック状先端部に形成された端子部が前記接続電極と導通するように構成されている
電気化学センサが提供される。

（付記２）
好ましくは、
前記カバー部材の筒外面に前記被検液を接触させることで当該筒外面に露出する前記検出面を前記被検液に接触させ、前記被検液との接触の際に生じる前記検出面の反応を前記測定器に供するように構成されている
付記１に記載の電気化学センサが提供される。

（付記３）
好ましくは、
前記センサ電極は、前記被検液が付着した状態で印加電圧に応じた酸化還元反応を生じさせるダイヤモンド膜と、前記ダイヤモンド膜を支持する支持部材と、を有し、
前記ダイヤモンド膜によって前記検出面が構成されている
付記１または２に記載の電気化学センサが提供される。

（付記４）
好ましくは、
前記カバー部材は、防滴性を有している
付記１から３のいずれか１態様に記載の電気化学センサが提供される。

（付記５）
好ましくは、
前記カバー部材は、可燃性を有する材料によって形成されている
付記１から４のいずれか１態様に記載の電気化学センサが提供される。

（付記６）
好ましくは、
前記カバー部材には、前記センサ電極および前記接続電極を除き、金属部材が装着されていない
付記１から５のいずれか１態様に記載の電気化学センサが提供される。

（付記７）
好ましくは、
前記カバー部材には、当該カバー部材の筒外面と筒内面とを連通させる開口部が設けられており、
前記開口部を通じて前記センサ電極の前記検出面が露出するように構成されている
付記１から６のいずれか１態様に記載の電気化学センサが提供される。

（付記８）
好ましくは、
前記センサ電極および前記接続電極を支持する支持基板と、
前記支持基板と前記カバー部材との位置関係を固定する固定具と、
を備える付記１から７のいずれか１態様に記載の電気化学センサが提供される。

（付記９）
好ましくは、
前記固定具が粘着テープである
付記８に記載の電気化学センサが提供される。

（付記１０）
好ましくは、
前記接続電極と前記端子部との少なくとも一方には、互いの接続を確保するための板バネ構造部が設けられている
付記１から９のいずれか１態様に記載の電気化学センサが提供される。

１０ 電気化学センサ
１１ カバー部材
１１ａ 開放端
１１ｂ 封止端
１１ｃ 開口部
１２ プリント基板
１２ａ 支持基板
１２ｂ センサ電極
１２ｂ－１ 作用電極
１２ｂ－２ 対電極
１２ｂ－３ 参照電極
１２ｃ 接続電極
１２ｄ ビア部
１３ 固定具
１３ａ，１３ｂ 開口部
２０ 測定器
２１ ケース部
２２ スティック状先端部
２４ 操作ボタン
２５ ＬＥＤランプ
２６ 端子部
２７ 板バネ構造部

Claims (10)

1. 一端が開放端で他端が封止端の筒状に形成されたカバー部材と、
   被検液に接触させる検出面を有し、前記検出面が前記カバー部材の筒外面に露出するように配されるセンサ電極と、
   前記検出面と導通するとともに、前記カバー部材の筒内面に露出するように配される接続電極と、を備え、
   前記カバー部材の前記開放端から前記筒状の内部に測定器のスティック状先端部が挿入された状態で、前記スティック状先端部に形成された端子部が前記接続電極と導通するように構成されている
   電気化学センサ。
2. 前記カバー部材の筒外面に前記被検液を接触させることで当該筒外面に露出する前記検出面を前記被検液に接触させ、前記被検液との接触の際に生じる前記検出面の反応を前記測定器に供す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。
3. 前記センサ電極は、前記被検液が付着した状態で印加電圧に応じた酸化還元反応を生じさせるダイヤモンド膜と、前記ダイヤモンド膜を支持する支持部材と、を有し、
   前記ダイヤモンド膜によって前記検出面が構成されている
   請求項１または２に記載の電気化学センサ。
4. 前記カバー部材は、防滴性を有している
   請求項１または２に記載の電気化学センサ。
5. 前記カバー部材は、可燃性を有する材料によって形成されている
   請求項１または２に記載の電気化学センサ。
6. 前記カバー部材には、前記センサ電極および前記接続電極を除き、金属部材が装着されていない
   請求項１または２に記載の電気化学センサ。
7. 前記カバー部材には、当該カバー部材の筒外面と筒内面とを連通させる開口部が設けられており、
   前記開口部を通じて前記センサ電極の前記検出面が露出するように構成されている
   請求項１または２に記載の電気化学センサ。
8. 前記センサ電極および前記接続電極を支持する支持基板と、
   前記支持基板と前記カバー部材との位置関係を固定する固定具と、
   を備える請求項１または２に記載の電気化学センサ。
9. 前記固定具が粘着テープである
   請求項８に記載の電気化学センサ。
10. 前記接続電極と前記端子部との少なくとも一方には、互いの接続を確保するための板バネ構造部が設けられている
    請求項１または２に記載の電気化学センサ。

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