JP2510702Y2 - 使い捨て型化学センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は使い捨て型化学センサの複数個から成るセン
サ連続体と、このセンサ連続体を収納し、各使い捨て型
化学センサを順次使用可能にしたホルダとから成る使い
捨て型化学センサに関する。

〔従来の技術〕

検体中の所定の化学物質の電気信号に変換することに
より、その物質の濃度を測定するセンサを一般に化学セ
ンサと呼んでいる。現在これら化学センサの使い勝手を
良好にし、かつ測定精度を向上させる等の目的のために
センサそのものを使い捨て型とする方法が提案されてお
り、その一部は実用化の段階に至っている。

例えば前記使い捨て型の化学センサの一つとして、血
液を検体とし、その検体中の血糖を測定する血糖値セン
サがある。このセンサは過酸化水素電極と、酸素を過酸
化水素に変換する酸化還元酵素とを用いたセンサ（酵素
電極）であって、検体である血液をセンサに点着させて
血糖値を測定した後は、測定装置本体からこのセンサ
（電極）を離脱させて廃棄するように構成することによ
って使い捨て型として構成されている。これによって臨
床検査において検量線の校正や電極の洗浄等の手間が不
要となって、所謂メンテナンスフリーで使い勝手が大幅
に向上すると共に、洗浄不良等による測定精度の低下等
の問題も生じなくなる等の利点がある。

第13図は上記使い捨て型化学センサの一例であって、
出願人が別途提案中（特願昭63-282412号（特開平02-12
9541号公報））の使い捨て型酵素電極（血糖値測定用の
化学センサ）である。このセンサはガラスエポキシ樹脂
等から成る基板50に対して、検体を点着させる検出部Ａ
と、この検出部Ａと対向する他方の端部に位置し、端子
部51により血糖計本体（図示せず）と電気的に接続する
接続部Ｃと、これら検出部Ａおよび接続部Ｃの間に位置
する絶縁部Ｂとからなっている。また検出部Ａには作用
極52a、別の作用極52b、参照極53及び対極54が形成して
あり、さらに参照極52aには酵素固定化部55が積層され
た構成となっている。

〔考案が解決しようとする課題〕

使い捨て型のセンサには上述の如く多くの利点がある
反面、次のような問題点や技術的な要望事項もある。

即ち、使い捨てセンサはその名のとおり一回限りの使
い捨てであるため、センサの製造コストは直接測定作業
のコストに影響する。このため使い捨て型のセンサにお
いてはセンサの製造コストを低く抑えることが特に重要
となる。

ところで、使い捨て型センサは基板に対して例えばPt
メッキ法等により電極を形成する方法が採用されている
が、この方法そのものが本来安価な方法ではない。従っ
てセンサの製造コストを低減するためには高価なPtの使
用量を低減する必要上、検出精度を満たすパターン作成
精度内で可能な限りセンサ全体を小型化することが望ま
しい。

ここで第13図に示した使い捨てセンサは、幅約5mm、
横約40mmの大きさであるが、この大きさはセンサの製造
コスト上必然的に定まったものではない。

即ち、センサの大きさは製造コスト上は小さい方が望
ましいが、センサが小さくなると血糖計等の装置本体と
の接続が困難になったり、血液等の検体をセンサに点着
する作業が困難になってしまう。このため、現在の使い
捨て型センサは主として作業性の観点からその大きさが
決定されており、経済的な観点からは大きすぎるもので
あるということができる。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は以上の点に鑑み構成した使い捨て型化学セン
サであって、使い捨て型センサの複数個を連設したセン
サ連続体とこのセンサ連続体を収納するセンサホルダと
からなる化学センサであり、センサ連続体は、検出部と
検体測定機構と接続するための接続部とを有するよう構
成された使い捨てセンサ本体を複数個連設することによ
り構成され、センサホルダは、このセンサ連続体を収納
する収納部と、収納したセンサ連続体における各使い捨
てセンサ本体を順次測定部に移動する移動機構と、測定
中の使い捨てセンサと測定機構とを電気的に接続する手
段を有し、測定作業に対応して使い捨てセンサ本体を順
次使用するよう構成したことを特徴とする使い捨て型化
学センサである。

〔作用〕

センサホルダ内のセンサ連続体のうち最先端の使い捨
てセンサ本体はセンサホルダ側のコネクタと接続するこ
とにより測定装置本体側と電気的に接続し、この状態で
検体の測定が行われる。測定終了後はセンサホルダ内の
各センサが前進することにより測定に用いたセンサはホ
ルダ外に突出し、センサ連続体から分離離脱されて投棄
される。

〔実施例〕

以下本考案の実施例について図面を参考に具体的に説
明する。

先ず使い捨て型センサの構成について以下説明する。

第１図ないし第３図において、矢印１は使い捨て型化
学センサの一種類である血糖値センサ２の複数個を連接
したセンサ連続体を示す。なお、以下特に断りのない限
り「センサ」の語はこの血糖値センサを示すものとす
る。

先ず個々の使い捨てセンサ本体（以下単に「センサ本
体」とする）２の大きさは検出精度を満たすパターン作
成精度内でパターンを細密化してセンサ本体全体を小型
に形成してある。これにより一つのセンサ本体２の大き
さは、例えば幅Ｗが約5mm、全長Ｌが約12mmとなって、
特にその全長は前記従来例のセンサに比較して1/3以下
となり、かなり小型に形成されている。

３は例えばガラスエポキシ樹脂により形成した基板で
あって、前記センサ連続体１の基体を形成している。3a
はこの基板３に形成した切り込みであり、これら各切り
込み3aによって基板３は各センサ本体２に対応する複数
のブロックに形成され、かつ基板３に各々形成したセン
サ本体２がこの切れ込み3aにおいてセンサ連続体１から
切り離されるようになっている。

切り込み3aによりそれぞれ形成された基板３の各ブロ
ックに対して電極等を形成することによりセンサ本体２
が各ブロック毎に形成されるわけであるが、以下主とし
て第２図および第３図を用いてこのセンサ本体２の構造
を説明する。

第２図は後述する保護層を削除した状態のセンサ本体
の構成を示し、符号４は対極、５は一対の作用極のうち
の一方の作用極（以下「第１の作用極」とする）、６は
他方の作用極（以下「第２の作用極」とする）、７は参
照極であり、これら各電極により検出部を形成してい
る。また８はセンサ本体２の他端に形成した端子部であ
って、前記各電極４〜７と電気的に接続している。これ
ら端子部８及び各電極４〜７は、例えば図からも明らか
なにように全て基板３の一方の面に対し、例えばPtメッ
キ法によりパターン形成されている。

第３図において９は対極４を覆うように配置し、かつ
検体浸潤用の材料として用いた不織布である。10は検体
浸潤用の空間を介して前記第１の作用極５、第２の作用
極６及び参照極７を覆うように形成配置した保護層であ
る。なお、この保護層10には大気解放となる開口10aを
形成し、検体が保護層10の内部空間に侵入した際に空間
部の空気がこの開口10aから流出するようにし、空間部
に対する検体の侵入を容易にしている。また端子部８は
保護層10により電極側とは隔離されており、この端子部
８に対しては検体が侵入しないようになっている。

以上の構成のセンサ本体２が基板３の各ブロックに各
々連続形成され、全体として一つのセンサ連続体１を形
成する。

次にこのセンサ連続体１を収納するセンサホルダの構
成について説明する。

先ず第４図及び第５図はセンサホルダの第１の構成を
示す。また第６図は第２の構成を示すが、内部構造等で
第１の構成と共通する部分があるため、この共通部分に
関しては第２の構成も含めて説明する。

11はホルダ本体であって例えばプラスチックスまたは
これと同効の材料により形成してあり、内部に前記セン
サ連続体１を収納するように構成してあるため、全体と
して縦長の形状となっている。12は測定部であって、ホ
ルダ本体１の内部に収納してあるセンサ連続体１のうち
最先端のセンサ本体２を支持しかつ当該センサ本体２に
より測定が行われるよう構成されている。13はセンサ本
体11の裏面において、ホルダ本体長手方向に形成した溝
11aに沿って摺動するように配置したスライダであり、
このスライダ13をホルダ本体先端側に移動させることに
より収納してあるセンサ連続体１の各センサ本体２を順
次前方に移動させるようになっている。

次に14は導電性材料により形成したコネクタであっ
て、例えば金属の針金により第３図の如くその先端部を
略鉤状に形成してある。このコネクタ14は測定部12に位
置するセンサ本体２の端子部８の各々と電気的に接続す
るようになっている。これによってこれらコネクタ14及
びこのコネクタ14と接続するコード15を介して測定部12
に位置するセンサ本体２と測定装置本体（図示せず）と
は電気的に接続する。なお、第６図の構成ではコード15
はホルダ本体11の後端部から出ており、ホルダを操作す
る際にコード15が邪魔にならないようになっている。

次にこのセンサホルダの使用状態について説明する。

使用に先立って、ホルダ本体11に対してセンサ連続体
１を収納するわけであるが、この場合先ずスライダ13を
ホルダ本体11から引き抜き、ホルダ本体11の収納空間に
対してセンサ連続体１を挿入する。続いてスライダ13を
本体に装着し、更にこのスライダ13をホルダ本体前方に
移動させることによって収納されているセンサ連続体１
のうち最先端のセンサ本体２が測定部12に位置するよう
にする。この状態で測定部12に位置するセンサ本体２の
端子部８と前記コネクタ14が接続し、測定可能な状態と
なる。

なお、スライダ13に板バネ等を配置し、かつホルダ本
体11に対してはこの板バネと係合する溝をセンサ本体の
全長と対応する間隔で複数個所形成する等して、スライ
ダ13を摺動させる際、最先のセンサ本体が所定の位置に
至ったならば前記溝と板バネが係合するように構成する
等して、スライダ13の移動距離を確認できるようにし、
確実にセンサ本体２の全長Ｌ毎にセンサ本体２を移動さ
せるように構成しておくことが望ましい。

次に測定部12に位置するセンサ本体２の不織布９に対
して検体を点着させる。この検体は不織布９を通して対
極４、第１、第２の作用極５、６及び参照極７の形成部
に侵入する（第３図参照）。この検体の侵入により発生
した電流または電圧の変化は端子部８、コネクタ14、コ
ード15を介して測定装置本体に出力され、検体の測定が
行われる。

測定が終了したならばスライダ13を更に１つのセンサ
本体２の全長分前進させる。これにより使用済のセンサ
本体２は測定部12の前方に突出し、この使用済センサ本
体２と、次の未使用のセンサ本体２との境界を成す切れ
込み3aが測定部12の先端部端縁に位置する。このためこ
の端縁を利用して使用済のセンサ本体２を折り取って廃
棄し、次の測定に備える。この作業を繰り返すことによ
り、ホルダ本体１内に収納してあるセンサ連続体１のセ
ンサ本体２を順次使用して検体の測定を行う。なお、コ
ネクタ14には弾性を持たせてあるため、センサ連続体１
が移動する際にもその凹凸面にに対応して変形し、セン
サ連続体１の移動を阻害することはない。またその弾性
はセンサ本体２の端子部８との電気的接続を可能とする
のに必要かつ十分であればよく、大きなバネ係数を必要
としないため、センサ連続体１の移動時にコネクタ14に
よる引っ掻き傷がセンサ本体２に生じるような虞れもな
い。

第６図乃至第８図は第２の構成を示す。

この構成は特にセンサの防湿に配慮を払ったものとな
っている。

先ず、第８図に示すケース16はセンサ連続体１を収納
するための容器であり、センサ不使用時にはケースの両
端に例えばゴム成形品等である蓋17を取り付けて密閉
し、センサホルダとは別に独立したセンサ連続体の防湿
保存容器として用いることができる。

センサ本体２の使用に当たっては、先ずケース16の蓋
17を両方とも取り外し、この状態でケース16をホルダ本
体11に収納する。

なお、ケース16の下面長手方向に対しては溝16aを形
成することによりこの溝16a形成部におけるケースの肉
厚を薄くしてある（第９図参照）。ケース16をホルダ本
体11に装着するに当たってはこの溝16aがホルダ下面側
に位置するようにする。ケース16をホルダ本体11に装着
したならば、予め取り外しておいたスライダ13を装着す
る。スライダ13は操作者が直接接触するスライダ本体13
aと、プッシャ13bと、これらの間に介在する接続体13c
とからなっており、特に接続体13cは前記ケース16の溝1
6a形成部に位置するようになっている。またプッシャ13
bの先端は例えばゴム等の弾性材料によりケース16の内
面に密着するように形成したシール部20となっており、
ホルダ本体先端に装着するキヤップ18と共にホルダ本体
に収納してあるセンサの防湿を可能にしている。

このホルダを使用する場合も、まずスライダ13をホル
ダ本体前方に向かって、センサ一個の全長分だけ前進さ
せる。これにより最先端のセンサ本体２が測定部12に位
置し、測定可能な状態となる。なお、スライダ13を前進
させる際にスライダの接続体13bの先端縁に形成した刃
がケース16の溝16aを成す薄肉部を切り裂き前進する。
この場合、ケース16を軟質のプラスチックで形成してお
けば、薄肉部の厚さは数分の１ミリメートルとかなり薄
いものとなるので、切り裂きは極めて容易である。その
他センサの前進方法、各センサの切り離し等は前記第１
の構成の場合と同様である。

なお、検査が終了したならばホルダ本体１の先端部に
はキヤップ18を取り付ける。ケース16の後端部はプッシ
ャ先端のシール部20により密閉され、かつケース16のう
ちセンサが収納されている部分は未だ溝部16aが切り裂
かれていないので、残りの各センサ本体２は前記キヤッ
プ18、ケース16、シール部20により密閉され防湿状態が
保たれる。

なお、以上の構成ではケース16によりセンサの移動が
案内されるため、内部に収納するセンサは一体的なセン
サ連続的である必要は必ずしもなく、各々独立したセン
サを並べて収納するようにしても前記と同様の作動を実
現することができる。

第10図は第３の構成を示す。

19はホルダ本体内に収納した測定機能を有する回路部
である。この回路部19はコネクタ14を介して測定中のセ
ンサ本体２から出力された電気信号を処理して測定結果
を得るものであって、この回路部を収納することにより
別途測定装置を用いる必要は無くなる。但し、CRT等の
デイスプレイ装置やプリンタに接続して測定結果を視認
したり、プリントアウトしたりするようにすることはも
とより可能である。

またこの構成でもセンサ防湿が配慮されている。スラ
イダ13に接続するプッシャ（プッシュロッド）13bはホ
ルダ本体内に収納したセンサ連続体１の全長にほぼ等し
い長さとなっている。11bはホルダ本体後端から前方に
向かって形成したスライダ移動用のスリットであり、そ
のスリットの全長は前記プッシャ13bの全長とほぼ等し
くしてある。ホルダ本体の前部はセンサ収納部となって
おり、このセンサ収納部にはスリットは形成されていな
い。

スライダ13を移動させることによりプッシャ13bの先
端に位置するシール部20がセンサを前方に順次移動させ
て測定を行うわけであるが、センサ連続体の収納部分に
はスリットは形成されておらず、かつホルダ本体先端部
にはセンサ２の移動を許容し、しかも密閉性のある蓋21
が形成され、さらにセンサ後端部はシール部20によりシ
ールされているため、この構成ではセンサ収納用のケー
スを使用しなくても収納してあるセンサの防湿を行うこ
とができる。

また22はサーミスタ等の温度センサである。この温度
センサが有れば、測定時の雰囲気温度を測定し、この温
度を測定の補正値として利用することにより測定精度を
より向上させることが可能となる。

第11図（Ａ）および（Ｂ）は第４の構成を示す。

符号23はホルダ本体11の先端に配置したセンサ防護用
蓋体であり、軸部24を中心として回動するようになって
いる。また25はこの蓋体23と同軸のカッタであり、やは
りこの蓋体23と同様軸24を中心として回動するようにな
っている。

一回の測定作業が終了したならばスライダ13をセンサ
一個分前進させることにより使用済センサ（符号２′で
示す）を測定部12の前方に押し出す。これにより次のセ
ンサ２とこの使用済センサ２′との接続部が測定部12の
端縁部とほぼ一致する。この状態でカッタ25をＸ方向に
回動させて使用済のセンサ２′をこのカッタ25によって
折り取る。更に測定作業を継続する場合には測定部12に
位置する未使用のセンサ本体２を用いて行い、また測定
作業を終了する場合には蓋体23を回動させて測定部12に
位置するこの未使用センサ本体２に蓋をして防湿保存す
る。測定作業の再開にあたっては蓋体23およびカッタ25
をＹ方向に回動させて図示の位置に戻し、センサ本体２
を順次使用する。

第12図は以上の各構成の変形例であって、測定データ
をデイスプレイ装置やプリンタに出力したり、センサか
ら出力される電気信号を別設の測定装置に出力するため
の端子26を設けたホルダを示す。

以上本考案のセンサを血糖値測定用のセンサを例に説
明し、かつホルダもこの血糖値測定用のセンサについて
使用することを前提として説明したが、センサおよびこ
のセンサ用ホルダ共に凡そ化学センサと称されるものに
幅広く応用可能であることは当業者において容易に推察
可能である。

〔効果〕

本考案は以上具体的に説明した如く、使い捨て型の化
学センサ本体は検出精度を満たすパターン作成精度内で
可能な限り小型化することが可能となるので製造コスト
を低減することが可能となって、使い捨て機能を経済面
から促進することが可能となる。

また前記使い捨てセンサ本体の複数個が連設されてセ
ンサ連続体を構成し、かつこのセンサ連続体は専用のセ
ンサホルダに収納されて順次使用されるよう構成されて
いるため、センサ本体の小型化に伴う使い勝手の低下を
防止し得るのみでなく、従来よりもセンサの使い勝手を
向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はセンサ連続体の平面概略図、第２図は第１図の
イ部詳細図、第３図は第２図のＡ−Ａ線による断面図、
第４図はセンサホルダの第１の構成を示すセンサホルダ
斜視図、第５図は第４図に示すセンサホルダの裏面を示
す斜視図、第６図は第２の構成を示すホルダ本体縦断面
図、第７図は同底面図、第８図はセンサ収納用ケースの
斜視図、第９図（Ａ）は第８図のＢ−Ｂ線による断面
図、同（Ｂ）は同Ｃ−Ｃ線に断面図、第10図は第３の構
成を示すホルダ本体の縦断面部分図、第11図（Ａ）は第
４の構成を示すホルダ本体縦断面図、同（Ｂ）は同ホル
ダ本体の前部構造を示す斜視部分図、第12図はホルダの
第１〜第４の構成の変形例を示すホルダ本体底面図、第
13図は従来型使い捨て型センサの平面図である。 １……センサ連続体、２……使い捨てセンサ本体、３…
…基板 ４……対極、８……端子部、11……ホルダ本体 12……測定部、13……スライダ、14……コネクタ 16……センサ収納用ケース、23……蓋体、25……カッタ 26……端子

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】センサ連続体とこのセンサ連続体を収納す
   るセンサホルダとからなる化学センサであって、センサ
   連続体は使い捨てセンサ本体を複数個連設することによ
   り構成され、当該使い捨てセンサ本体は検出部と、検体
   測定機構と接続するための接続部とを有するよう構成さ
   れ、センサホルダは、センサ連続体を収納する収納部
   と、収納したセンサ連続体における各使い捨てセンサ本
   体を順次測定部に移動する移動機構と、測定部に位置す
   る使い捨てセンサ本体と測定機構とを電気的に接続する
   手段とを有し、各測定毎に使い捨てセンサ本体を順次使
   用するよう構成したことを特徴とする使い捨て型化学セ
   ンサ。
2. 【請求項２】センサホルダ先端には測定部が形成され、
   当該測定部にはセンサ連続体のうち最先端の使い捨てセ
   ンサ本体の検出部が露出するよう構成され、当該測定部
   に隣接してコネクタが設けられ、当該コネクタは検出部
   が露出している使い捨てセンサ本体の接続部と接触する
   よう構成され、かつ使い捨てセンサ本体を移動させる機
   構はセンサ連続体の後端と係止しかつセンサホルダの長
   手方向に摺動するよう構成されたスライダであることを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲１記載の使い捨て型
   化学センサ。
3. 【請求項３】センサ連続体はケース内に収納され、かつ
   センサ連続体を収納したケースがセンサホルダに収納さ
   れ、スライダにはケースに形成された溝を切開する手段
   と、ケース内のセンサ連続体の後端部に接触するシール
   部とが設けられ、かつセンサホルダの測定部にはキャッ
   プが装着可能に構成されることによりセンサホルダ内の
   センサ連続体の防湿を行うよう構成したことを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲２記載の使い捨て型化学セン
   サ。
4. 【請求項４】センサホルダの測定部には当該測定部のセ
   ンサ支持面に直交するよう回動するカッタが設けられ、
   使用後の使い捨てセンサ本体は当該カッタにより切除さ
   れるよう構成したことを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲２又は３記載の使い捨て型化学センサ。