JP3621617B2

JP3621617B2 - グルコース濃度測定用のキャピラリー装置、グルコース濃度の非侵襲的モニター方法及び血糖値の非侵襲的モニター方法

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Publication number: JP3621617B2
Application number: JP2000013327A
Authority: JP
Inventors: 祥治山田; 毅宮林; 昌樹山口
Original assignee: NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION TOKYO UNIVERSITY OF AGRICULUTURE & TECHNOLOGY; Brother Industries Ltd
Current assignee: NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION TOKYO UNIVERSITY OF AGRICULUTURE & TECHNOLOGY; Brother Industries Ltd
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: JP2001201437A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯肉溝液中に含有される特定成分の測定に関し、特に、歯肉溝液を用いたグルコース濃度測定用のキャピラリー装置、グルコース濃度の非侵襲的モニター方法及び血糖値の非侵襲的モニター方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
糖尿病は、グルコース代謝異常を特徴とする典型的な成人病であり、高齢化社会の到来に伴って、今後とも、患者数は益々増大することが予想される。例えば、日本人の７人に１人が糖尿病の危険にされているとの調査結果が明らかにされており、国民医療的観点から、早期診断による予防医療の重要性が指摘されている。
【０００３】
糖尿病の早期診断は、血糖値のモニターに依存するが、血糖値の測定には臨床検査設備を必要とするのが普通であり、また血液の採取は被験者に苦痛を伴う。このような状況では、糖尿病の早期診断を目的として、日常的かつ個人的な血糖値モニターを普及奨励することは困難である。そのため、簡易かつ非侵襲的に血糖値を測定する方法が望まれている。
【０００４】
非侵襲的な血糖値測定を可能にして患者の身体的負担を無くすためには、血液に代わる非侵襲的に採取可能な体液サンプルが必要であり、そのために、尿、汗、涙液等の種々の体液が検討されている。しかし、尿の場合は、尿糖排泄閾値に個人差があるため血糖値と間の一般的相関性に問題があり、その有用性は限られている。また、汗または皮膚間質液を用いたグルコース濃度測定については、一部で動物実験が実施されているが、ヒトに対して適用可能であるか否かは未だ検討の域を出ていない。
【０００５】
一方、唾液については、Ｓｈａｎｎｏｎ等により、唾液中のグルコース濃度（唾液糖値）と血糖値との間の相関が認められている（ＳｈａｎｎｏｎＩＬ（１９７３），ＢｌｏｏｄａｎｄＳａｌｉｖａＧｌｕｃｏｓｅＬｅｖｅｌｓｉｎＲｅｌａｔｉｏｎｔｏＧｉｎｇｉｖａｌＨｅａｌｔｈ，ＪｏｕｎａｌｏｆｔｈｅＩｎｄｉａｎＤｅｎｔａｌＡｓｓｏｓｉａｔｉｏｎ：２９９−３０２；ＲｅｕｔｅｒｖｉｎｇＣＯ（１９８６），Ｐｉｌｏｃａｒｐｉｎｅ− ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄｓａｌｉｖａｒｙｆｌｏｗｒａｔｅａｎｄｓａｌｉｖａｒｙｇｌｕｃｏｓｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎａｌｌｏｘａｎｄｉａｂｅｔｉｃｒａｔｓ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｅｖｅｒｉｔｙａｎｄｄｕｒａｔｉｏｎｏｆｄｉａｂｅｔｅｓ，ＡｃｔａＰｈｙｓｉｏｌ．Ｓｃａｎｄ１２６：５１１−５１５）。
【０００６】
本願発明者らも、血糖値と唾液糖値との相関を検証するために、複数の被験者に対して生体評価を行っている。この評価では、血糖値の変化に対応して唾液糖値がどのように変化するかを考察するために、糖負荷試験（ＯＧＴＴ）を実施して血糖値を意図的に変化させ、このときの両糖値の変化を測定した。図１２は、糖尿病患者の試験結果を示している。これは、代謝の最も安定した早朝空腹時に、食事後約３０分間隔で血液と唾液を同時に採取・分析した結果である。唾液糖値が血糖値の変化に追従して変化しているのがよく判る。
【０００７】
また、健常者５名について各３回のＯＧＴＴの結果を表１に示す。血糖と唾液糖など二つの物理量の関係は、一般に「相関係数」という統計的指標で表され、関係なしの場合は０（ゼロ）、完全に直線関係になった場合は１の値を取るが、健常者だけでなく糖尿病患者の唾液も調べたところ、現在では血糖と唾液糖の相関係数は０．７〜０．８程度の範囲にあることが判ってきた。
【０００８】
【表１】

【０００９】
また、歯肉溝液についても、そのグルコース濃度と血糖値との間に相関が認められており、この場合の相関は唾液の場合よりも強いことが報告されている（ＯｌｏｆＫｊｅｌｌｍａｎ（１９７０），ＴｈｅＰｒｅｓｅｎｃｅｏｆＧｌｕｃｏｓｅｉｎＧｉｎｇｉｖａｌＥｘｕｄａｔｅａｎｄＲｅｓｔｉｎｇＳａｌｉｖａｏｆＳｕｂｊｅｃｔｓｗｉｔｈＩｎｓｕｌｉｎ−ＴｒｅａｔｅｄＤｉａｂｅｔｅｓＭｅｌｌｉｔｕｓ，Ｓｗｅｄ．Ｄｅｎｔ．Ｊ．６３：１１−１９；ＲｏｂｅｒｔＣ．Ｐａｒｋｅｒｅｔａｌ．（１９９３），ＧｉｎｇｉｖａｌＣｒｅｖｉｃｕｌａｒＢｌｏｏｄｆｏｒＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＢｌｏｏｄＧｌｕｃｏｓｅｉｎＤｉａｂｅｔｉｃＰａｔｉｅｎｔｓ，Ｊ．Ｐｅｒｉｏｄｏｎｔｏｌ１９９３，６４：６６６−６７２）。
【００１０】
従って、原理的には、唾液または歯肉溝液を体液サンプルとしてグルコース濃度を測定することにより、非侵襲的なグルコースモニターが可能になる。しかし、唾液または歯肉溝液を体液サンプルとする場合、これら検体サンプルは数マイクロリットル（μ／ｌ）程度しか採取できないため、種々の制限がある。
【００１１】
例えば、試験紙を用いて化学物質濃度の半定量試験を行う場合にも、尿のような比較的大量の検体を採取できる場合とでは事情が異なる。即ち、このような半定量的試験では、測定精度を確保するために、検体液の量を予め規定することが重要である。この要件を満たすために、従来は別途非測定溶液の液量を定量した後に試験紙に滴下する方法、或いは、充分な量の被測定液を試験紙が飽和状態になるまで含浸させて発色を行う等の方法が用いられている。しかし、唾液や歯肉溝液のように数マイクロリットル程度しか検体を採取できない場合には、蒸発による検体の喪失を防止することが重要であるため、上記のような方法を用いることはできない。
【００１２】
また、歯肉溝液を検体として用いる場合は、健常者の歯１本当たりの分泌量は数マイクロリットル／分程度と非常に微量であるため、その採取が困難であるという問題があった。また、例えうまく採取したとしても、これをうまく回収するのが困難であるという問題があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その一般的な課題は、唾液及び歯肉溝液のような微量しか得られない体液検体を用いて非侵襲的に血糖値をモニターすることを可能にするために、これら微量検体を好適に採取し、該体液検体中に含まれる成分を酵素反応により検出するためのキャピラリー装置、グルコース濃度の非侵襲的モニター方法及び血糖値の非侵襲的モニター方法を提供することである。
【００１４】
より具体的には、本発明の第一の課題は、採取の困難な歯肉溝液や唾液を容易に採取し、回収することができるキャピラリー装置を提供することである。
【００１５】
本発明の第二の課題は、微量の生体液を用いて酵素試験紙により生体成分の濃度を測定する際に、未定量の検体を試験紙に適用するだけで、一定量の検体を試験紙に含浸させて所望の試験を行うことができるグルコース濃度の非侵襲的モニター方法及び血糖値の非侵襲的モニター方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明のグルコース濃度測定用のキャピラリー装置は、歯肉溝液を採取するためのキャピラリー装置であって、歯肉溝に挿入できる扁平な形状を有する挿入部と、該挿入部の先端から基端へと貫通する毛細管と、前記挿入部の基端から延出し且つ前記毛細管と連通する生体液保持部と、該生体液保持部の一部に設けられた開口部とを備え、前記挿入部は板状体を複数枚積層して形成されており、その一枚が欠落した部分が前記毛細管を形成することを特徴とする構成となっている。
【００１７】
また、請求項２に係る発明のグルコース濃度測定用のキャピラリー装置は、請求項１に記載のキャピラリー装置の構成に加え、前記生体液保持部は、歯肉溝液を吸収して保水するための保持部材を備えている。
【００１８】
さらに、請求項３に係る発明のグルコース濃度測定用のキャピラリー装置は、請求項１又は２に記載のキャピラリー装置の構成に加えて、前記毛細管及び該毛細管から所定距離内にある前記生体液保持部内面を選択的に界面活性処理したことを特徴とする構成となっている。
【００１９】
また、請求項４に係る発明のグルコース濃度測定用のキャピラリー装置は、請求項３に記載のキャピラリー装置の構成に加えて、前記界面活性処理は、界面活性剤を溶解させたアルコール溶液を塗布し、乾燥することによって達成されていることを特徴とする構成となっている。
【００２０】
さらに、請求項５に係る発明のグルコース濃度測定用のキャピラリー装置は、請求項１乃至４の何れかに記載のキャピラリー装置に加えて、前記毛細管及び前記生体液保持部の内部に所定量のアルコールが充填されていることを特徴とする構成となっている。
【００２１】
また、請求項６に係る発明のグルコース濃度測定用のキャピラリー装置は、請求項１乃至５の何れかに記載のキャピラリー装置の構成に加えて、更に、前記生体液保持部の一部が中空管に形成されたシリンダ部と、該シリンダ部を摺動可能なピストンと、前記シリンダ部の壁面を貫通し且つ前記ピストンの摺動によって開閉される通気孔とが設けられていることを特徴とする構成となっている。
【００２２】
さらに、請求項７に係る発明のグルコース濃度の非侵襲的モニター方法は、請求項１乃至６の何れかに記載のキャピラリー装置を用いて歯肉溝液を採取し、該歯肉溝液中のグルコース濃度を測定することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項８に係る発明の血糖値の非侵襲的モニター方法は、請求項７に記載のグルコース濃度の非侵襲的モニター方法により測定されたグルコース濃度に基づいて血糖値を推定するアルゴリズムを備えた測定装置を用いて血糖値を推定することを特徴とする。
【００２４】
さらに、請求項９に係る発明のグルコース濃度の非侵襲的モニター方法は、請求項１乃至６の何れかに記載のキャピラリー装置を用いて歯肉溝液を採取し、当該歯肉溝液中の特定成分の検出反応を触媒する酵素を含浸させた発色試験紙を備え、当該試験紙の表面を覆う多孔質膜の透過量制限膜を具備し、当該多孔質膜は、所定時間内に該膜を通過して前記試験紙に含浸される前記歯肉溝液の量を所定の値に規定するように、その膜厚及び孔径が制御されていることを特徴とする試験装置を用いて、前記歯肉溝液中のグルコース濃度を測定することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１０に係る発明のグルコース濃度の非侵襲的モニター方法は、請求項１乃至６の何れかに記載のキャピラリー装置を用いて歯肉溝液を採取し、当該歯肉溝液中の特定成分の検出反応を触媒する酵素を含浸させた発色試験紙を備え、更に、飽和状態で一定量の前記歯肉溝液を含浸することができる生体液採取片を備え、当該生体液採取片に前記歯肉溝液を含浸飽和させた後、これを前記発色試験紙に重ねることにより前記発色試験紙に所定量の前記歯肉溝液を拡散させて前記発色試験紙を発色させるようにしたことを特徴とする試験装置で、前記歯肉溝液中のグルコース濃度を測定する工程を備えたことを特徴とする。
【００２６】
さらに、請求項１１に係る発明のグルコース濃度の非侵襲的モニター方法は、請求項１０に記載の発明の構成に加えて、前記試験装置は、透明基板を前記発色試験紙に対向配置し、前記発色試験紙の発色を前記透明基板側から検出するようにしたことを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１２に係る発明のグルコース濃度の非侵襲的モニター方法は、請求項９乃至１１の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記酵素はグルコースオキシダーゼであることを特徴とする。
【００２８】
さらに、請求項１３に係る発明の血糖値の非侵襲的モニター方法は、請求項９乃至１２の何れかに記載のグルコース濃度の非侵襲的モニター方法により測定されたグルコース濃度に基づいて血糖値を推定するアルゴリズムを備えた測定装置を用いて、血糖値の推定を行うことを特徴とする。
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施の形態のキャピラリー装置１０を示す斜視図であり、歯肉溝液や唾液などの生体液、好適には歯肉溝液を採取するために使用するものである。同図に示すように、このキャピラリー装置１０は、歯肉溝内に挿入するのに好適な挿入部１と、生体液保持部２からなっており、生体液保持部２を手で把持して装置を取り扱うことができる。挿入部１は、厚さ０．１〜０．２ｍｍの薄い扁平な形状を有している。この挿入部１の内部には、その先端から生体液保持部２側の基端へと貫通する毛細管３が形成されている。また、挿入部１の基端側から延出した生体液保持部２には中空の内部通路３ａが形成されており、その一部（この実施の形態では自由端）には開口部４が設けられている。
【００３４】
また、生体液保持部２の内部通路３ａは、その一端が開口部４で装置の外に開放されており、その反対端で挿入部１の毛細管３に連通している。このキャピラリー装置１０は合成樹脂製であり、例えば、先細の管状体の先端を扁平に加工することによって製造することができる。合成樹脂の種類は特に限定されないが、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などが好ましい。また、歯肉溝液または唾液などの生体液を貯留すべき領域にのみ、界面活性処理により親水性にしておくのが好ましい。その場合、界面活性剤をエタノール等のアルコールで希釈して塗布するようにすれば、塗布後の乾燥を、装置の耐熱温度以下の低温でも迅速に行うことができるとともに、アルコールによる滅菌効果も得られるので好ましい。更に、キャピラリー装置１０の内部に所定量のアルコールを充填しておくことにより、歯肉溝液または唾液などの希釈及び殺菌を同時に達成することができる。
【００３５】
図２（Ａ）は、本発明によるキャピラリー装置の第二の実施の形態を示す分解斜視図であり、同図（Ｂ）は、これを組み立てた状態で示す平面図である。この実施の形態では、複数の板状体を積層することにより形成される。図２（Ａ）において、２１は下板である。該下板の上には、毛細管形成用の２枚のスペーサ板２２ａ及び２２ｂが配置され、両者の間には、適切な毛細管を形成するための隙間が設けられる。両者間の隙間を含むスペーサ板２２ａ，２２ｂの全体の形状は、下板２１の形状と同じである。これらスペーサ板の上には、両者の隙間の一部を覆って、生体液保持部を形成するための吸水性シート２３が配置される。この吸水性シート２３の上には、下板２１と同じ形状の上板２４が配置される。下板２３、スペーサ板２２ａ，２２ｂ及び上板２４は、樹脂（例えば、図１の実施の形態に関して挙げたもの）で形成され、生体液保持部２３は濾紙などの吸水性材料で形成される。
【００３６】
これらの部材を図示の順序で配置し、相互に接着することにより、図２（Ｂ）の平面図に示すようなキャピラリー装置が得られる。上記部材相互の接着は、両面テープや接着材を用いて達成することができ、また超音波融着を使用してもよい。こうして形成されたキャピラリー装置は全体に薄い扁平な形状を有し、且つ、図２（Ｂ）に示すように長手軸方向に貫通して両端で開口した一つの毛細管２５を有している。また、毛細管２５の一部を上から覆うように、生体液保持部２３が配置されている。
【００３７】
なお、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す実施の形態において、場合によっては吸水性シート２３を省略してもよい。その場合は、毛細管２５自体が生体液を保持する。
【００３８】
また、毛細管２５は両端が大気圧と連通されていればよく、必ずしも装置の長手軸方向に貫通していなくともよい。例えば、図３に示すように、毛細管２５を吸水性シート２３の位置で止め、この毛細管位置で、上板２１を厚さ方向に貫通する開口部２６ａを設けてもよい。その際、開口部２６ａがその下に配置された吸水性シート２３で塞がれていても、吸水性シート２３は多孔質で通気性であるから、毛細管２５は大気圧と連通する。
【００３９】
上記のキャピラリー装置は、唾液や歯肉溝液などの微量体液を採取するのに好適である。以下、図１の実施の形態のキャピラリー装置１０を用いて歯肉溝液を採取する場合について、図４（Ａ）及び同図（Ｂ）を参照してその作用を説明する。
【００４０】
図４（Ａ）は、歯肉溝の位置を示すための歯の断面図であり、二点鎖線で囲んだ四角形の中に後述する歯肉溝１６が存在する。図４（Ｂ）は歯肉溝１６の周辺部の拡大図である。これらの図において、１１は歯のエナメル質、１２は骨、１３は歯茎である。図４（Ｂ）では、歯茎１３を構成する上皮１４及び歯肉１５が示されており、歯肉溝１６には歯肉細胞が露出されている。歯肉溝１６の内部には、歯肉溝液１７が分泌されて貯留している。歯肉溝液１７は、他の分泌液とは異なり、再吸収機構を経ることなく歯肉細胞から分泌される細胞外液の一種であることから、血液とほぼ同様の化学成分を含んでいる。歯肉溝液１７中のグルコース濃度と血糖値との間に強い相関があるのは、このことに起因するものと考えられる。
【００４１】
歯肉溝液１７を採取する場合には、まず、図４（Ｂ）に示す歯肉溝１６の中に前記キャピラリー装置１０の先端部の挿入部１を挿入する。図２に示す実施の形態のキャピラリー装置を用いる場合も同様である。
【００４２】
図４（Ｂ）に示す歯肉溝１６に挿入部１を挿入すると、歯肉溝液１７は毛細管現象によって挿入部１の毛細管３の中に吸引され、生体液保持部２の内部通路３ａの下部に貯留される。従って、特に吸引機構を設ける必要がない。また、挿入部１が樹脂製で柔軟なので破損することがなく、万が一に折れた場合にも、ガラスの場合のような危険性は低い。更に、内部通路３ａの所定レベル以下の内面を界面活性処理により親水性にしておけば、その親水性にした領域にのみ歯肉溝液が吸引されるので、採取料の定量が容易になる。
【００４３】
こうして採取された歯肉溝液は、従来の公知の方法によってグルコース濃度を測定することができる。例えば、図５に示すように、開口部４から圧力を加えて歯肉溝液を通常のグルコース濃度試験紙２０に滴下し、グルコース濃度に応じた発色反応を行わせればよい。グルコース濃度試験紙２０にはグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）が含浸されており、滴下された歯肉溝液に含有されるグルコースはこの酵素によって下記の反応を行う。
グルコース＋Ｏ_２ → グルコノラクトン＋Ｈ_２Ｏ_２
【００４４】
グルコース濃度試験紙２０には酸化型と還元型との間で色調の異なる色素が含浸されているので、上記グルコースの酸化反応により発生した過酸化水素はこの色素を酸化し、発色することになる。この色調変化の程度は発生した過酸化水素の量、即ち、検体中に含有されていたグルコースの量に比例するので、上記方法によってグルコース濃度の半定量的な分析が可能である。
【００４５】
なお、発色の程度を検出する手段としては、上記のような肉眼で観察する態様に限らず、光学的センサを用いることにより、更に精密に測定することも可能である。その場合には、採取した歯肉溝液を貯留したままのキャピラリー装置の中にグルコースオキシダーゼ等の必要な試薬を注入し、キャピラリー層の中で発色反応を行うのが好ましい。
【００４６】
また、電極反応を用いて上記過酸化水素の濃度を定量する公知のグルコースセンサを用いれば、より精密なグルコース濃度の定量が可能である。
【００４７】
上記のようにして、歯肉溝液中のグルコース濃度を測定することができれば、予め知られている血糖値との相関関係を利用して、歯肉溝液を採取した人の血糖値をモニターすることができる。このステップは、所定の相関に基づいて血糖値を推定するアルゴリズムを組み込んだコンピュータを備えた装置により行うことができる。これについては、以下で述べる他の実施の形態についても同様である。
【００４８】
図６は、吸引した歯肉溝液の吐出を容易にした他の実施の形態になるキャピラリー装置を示している。図６（Ａ）は吸引状態を示し、図６（Ｂ）は吐出状態を示す。この実施の形態では、生体液保持部２ａに中空管状のシリンダ部分３１が形成され、その中を摺動可能なピストン３２が設けられている。また、シリンダ部分３１の壁には通気孔３３が形成されている。この通気孔３３は、吸引状態ではピストン３２によって塞がれないが、その位置からピストンを若干押し込むと塞がれる位置に形成されている。それ以外の構成は、図１の実施の形態と同じである。
【００４９】
上記実施の形態のキャピラリー装置では、図６（Ａ）に示すように、吸引時には通気孔３３が開いているから、歯肉溝液はピストン３２による障害を受けることなく、毛細管現象によりキャピラリー装置内に吸引される。そして、図６（Ｂ）に示すように、吐出時にピストン３２を押し込むと通気孔３３が塞がれるから、空気漏れを生じることなく中空管内の空気を圧縮して、歯肉溝液３４を吐出することができる。
【００５０】
図７は、採取した生体液サンプル中に含まれるグルコース濃度を半定量的に分析するための、本発明による酵素試験紙の一実施の形態である酵素試験紙４０を示している。同図に示すように、酵素試験紙４０は、適切な基板４１上に、通常のグルコース試験紙４２が配設されている。基板４１の材質は特に限定されないが、透明な合成樹脂またはガラス等の透明基板を用いるのが好ましい、グルコース試験紙４２には、グルコースオキシダーゼ及び発色試薬等のような、発色分析に必要な成分が含浸されている。また、グルコース試験紙４２の表面は、液体透過制限膜４３で覆われている。この液体透過制限膜４３の材質は特に限定されず、種々の樹脂膜を用いることができるが、セルロース膜、ポリプロピレン（ＰＰ）膜等を使用するのが好ましい。また、液体透過制限膜４３には所定の孔径を有する複数の貫通孔４４が形成されている。この貫通孔４４の数及び孔径は、所定時間内に制限膜４３を通過する液体の量を一定量に制限するように設定される。好ましくは、貫通孔４４の口径は１ｎｍ〜１μｍ、貫通孔の数は１平方センチメータ当たり数百〜１万である。
【００５１】
上記実施の形態の酵素試験紙４０は、従来のグルコース試験紙４２と同様に使用すればよい。即ち、酵素試験紙４０の上部から検体液を滴下するだけでよい。滴下された検体液は、液体透過制限膜４３の貫通孔４４を通ってグルコース試験紙４２に染み込み、グルコースオキシダーゼによる所定の反応を行い、検体液に含有されるグルコース濃度に応じて発色する。その際、所定の時間（ｈ）に液体透過制限膜４３を通過する検体液の量（Ｖ）は、図９に示すグラフのように、貫通孔４４によって制限されるので、予め検体を定量する等の操作を必要とすることなく、グルコース試験紙４２に染み込む検体液の量を一定量に規定することができる。従って、別途定量操作を行う際の蒸発等によるロスを防止できるので、唾液や歯肉溝液のような少量しか得られない検体の分析に有用である。例えば、図１、図２または図６に記載した装置で採取した歯肉溝液を、そのまま滴下して分析するのに適している。また、基板４１が透明であれば、基板側から呈色を観察することができるので、液体透過制限膜４３が不透明であってもグルコース試験紙の呈色を観察できる利点が得られる。
【００５２】
図８は、図７の実施の形態の酵素試験紙４０の変形例になる酵素試験紙５０を示している。図８に示す酵素試験紙５０において、基板４１は、図７に示す酵素試験紙４０の基板４１と同様の基板である。この基板４１上に、通常のグルコース試験紙よりも厚さの大きい濾紙片５１が配置されており、該濾紙片５１には厚さ方向の貫通孔５２が穿設されている。また、濾紙片５１には、その下半分にのみグルコースオキシダーゼ及び発色試薬等の発色分析に必要な成分が含浸され、グルコース試験部５３が形成されている。試薬の含浸されていない上半分は、液体透過制限部５４を構成しており、図７の実施の形態における液体透過制限膜４３と同様に機能する。それ以外の構成は図７に示す酵素試験紙４０と同じである。
【００５３】
この変形例の酵素試験紙５０の場合にも、濾紙片５１の試薬を含浸していない液体透過制限部によって、所定時間後にグルコース試験部５３に到達する検体液の量を一定量に規定することができるから、図７に示す酵素試験紙４０と同様の効果が得られる。加えて、液体透過制限膜５４を別途設ける必要がないので、部品点数を減らすことができるという効果が得られる。
【００５４】
図１０は、生体液採取片と、グルコース試験紙とを具備するグルコース試験装置の一実施の形態を示している。図１０（Ａ）は濾紙からなる生体液採取片の平面図であり、円形の採取部６１と細長い把持部６２とからなっている。採取部６１の大きさは、生体液が飽和状態にまで含浸されたときに、所定量の生体液が保持されるように設定されている。図１０（Ｂ）は、グルコース試験紙６３を適切な基板６４上に配置したものである。基板６４は、透明樹脂またはガラス等の透明な材料で構成するのが好ましい。グルコース試験紙６３には、グルコースオキシダーゼ及び発色試薬等の発色分析に必要な成分が含浸されている。また、試験紙６３には、エタノール等のアルコール溶液を染み込ませておくのが好ましい。
【００５５】
上記の試験装置を用いて、例えば唾液または歯肉溝液中のグルコース濃度を測定するときには、先ず、採取片の把持部６２を持って採取部６１を唾液等に接触させることにより、飽和状態にまで検体液を把持部に染み込ませる。こうして検体液で飽和させた採取片の採取部６１を、図１１に示すように、グルコース試験紙６３の上に重ねる。これにより、採取部６１に保持されている検体液がグルコース試験紙６３に染み込む。その際、試験紙にエタノール等のアルコールを含浸させておけば、生体液中の細菌の滅菌を達成すると同時に、拡散速度の向上を図ることができる。こうして、検体液を別途定量する操作を行わなくても、所定量の検体液をグルコース試験紙６３に染み込ませて所定の発色反応を行わせ、グルコース濃度の分析を行うことができる。その際、基板６４が透明基板であれば、採取片６３を除去することなく、基板６４側からグルコース試験紙６３の呈色を観察することができる。また、この積層状態のまま、光学的検出器に導入して発色の程度を検出することもできる。
【００５６】
なお、以上の説明では、歯肉溝液または唾液中のグルコース濃度を測定する場合について説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、唾液や歯肉溝以外の生体液、例えば尿または血液等に対しても適用することができる。また、生体液中に含まれるグルコース以外の成分の分析にも適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、歯肉溝液のような微量しか得られない体液検体を好適に採取して、該体液検体中に含まれる成分を酵素反応により検出することができ、これにより、歯肉溝液中のグルコース濃度を測定でき、また、非侵襲的に血糖値をモニターすることを可能にする等、顕著な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるキャピラリー装置の第一の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、本発明によるキャピラリー装置の第二の実施の形態を示す分解斜視図であり、図２（Ｂ）は、これを組み立てた状態の平面図である。
【図３】図３は、図２の実施の形態の変形例を示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）及び（Ｂ）は、歯肉溝を示す説明図である。
【図５】図５は、図１の装置で採取した歯肉溝液のグルコース濃度を測定するための一つの態様を示す説明図である。
【図６】図６（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明によるキャピラリー装置の他の実施の形態を示す説明図である。
【図７】図７は、本発明の一実施の形態になるグルコース試験紙を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施の形態になるグルコース試験紙を示す断面図である
【図９】図９は、図７及び図８のグルコース試験紙における液体透過制限膜の作用を示すグラフである。
【図１０】図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明によるグルコース試験装置の一実施の形態を示す説明図である。
【図１１】図１１は、図１０の試験装置の使用態様を示す説明図である。
【図１２】図１２は、発明者により得られた唾液等値と血糖値との相関関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１・・・挿入部
２・・・生体液保持部
３・・・毛細管
３ａ・・内部通路
４・・・開口部
１１・・・エナメル質
１０・・・キャピラリー装置
１２・・・骨
１３・・・歯茎
１４・・・上皮
１５・・・歯肉
２１・・・下板
２２ａ，２２ｂ・・・スペーサ板
２３・・・吸水性シート
２４・・・上板
２５・・・毛細管
２６・・・開口部
３１・・・シリンダ部
３２・・・ピストン
３３・・・通気孔
４０・・・酵素試験紙
４１・・・基板
４２・・・グルコース試験紙
４３・・・液体透過制限膜
４４・・・貫通孔
５０・・・酵素試験紙
５１・・・濾紙
５２・・・貫通孔
５３・・・グルコース試験部
５４・・・液体透過制限部
６１・・・採取部
６２・・・把持部
６３・・・グルコース試験紙
６４・・・基板

Claims

歯肉溝液を採取して、該歯肉溝液のグルコース濃度を測定するためのキャピラリー装置であって、
歯肉溝に挿入できる扁平な形状を有する挿入部と、
該挿入部の先端から基端へと貫通する毛細管と、
前記挿入部の基端から延出し且つ前記毛細管と連通する生体液保持部と、
該生体液保持部の一部に設けられた開口部とを備え、
前記挿入部は板状体を複数枚積層して形成されており、その一枚が欠落した部分が前記毛細管を形成することを特徴とするグルコース濃度測定用のキャピラリー装置。
前記生体液保持部は、歯肉溝液を吸収して保水するための保持部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載のグルコース濃度測定用のキャピラリー装置。
前記毛細管及び該毛細管から所定距離内にある前記生体液保持部内面を選択的に界面活性処理したことを特徴とする請求項１又は２に記載のグルコース濃度測定用のキャピラリー装置。
前記界面活性処理は、界面活性剤を溶解させたアルコール溶液を塗布し、乾燥することによって達成されていることを特徴とする請求項３に記載のグルコース濃度測定用のキャピラリー装置。
前記毛細管及び前記生体液保持部の内部に所定量のアルコールが充填されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のグルコース濃度測定用のキャピラリー装置。
前記生体液保持部の一部が中空管に形成されたシリンダ部と、該シリンダ部を摺動可能なピストンと、前記シリンダ部の壁面を貫通し且つ前記ピストンの摺動によって開閉される通気孔とが設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のグルコース濃度測定用のキャピラリー装置。
請求項１乃至６の何れかに記載のキャピラリー装置を用いて歯肉溝液を採取し、当該歯肉溝液中のグルコース濃度を測定することを特徴とするグルコース濃度の非侵襲的モニター方法。
請求項７に記載のグルコース濃度の非侵襲的モニター方法により測定されたグルコース濃度に基づいて血糖値を推定するアルゴリズムを備えた測定装置を用いて血糖値を推定することを特徴とする血糖値の非侵襲的モニター方法。
請求項１乃至６の何れかに記載のキャピラリー装置を用いて歯肉溝液を採取し、当該歯肉溝液中の特定成分の検出反応を触媒する酵素を含浸させた発色試験紙を備え、当該試験紙の表面を覆う多孔質膜の透過量制限膜を具備し、当該多孔質膜は、所定時間内に該膜を通過して前記試験紙に含浸される前記歯肉溝液の量を所定の値に規定するように、その膜厚及び孔径が制御されていることを特徴とする試験装置を用いて、前記歯肉溝液中のグルコース濃度を測定することを特徴とするグルコース濃度の非侵襲的モニター方法。
請求項１乃至６の何れかに記載のキャピラリー装置を用いて歯肉溝液を採取し、当該歯肉溝液中の特定成分の検出反応を触媒する酵素を含浸させた発色試験紙を備え、更に、飽和状態で一定量の前記歯肉溝液を含浸することができる生体液採取片を備え、当該生体液採取片に前記歯肉溝液を含浸飽和させた後、これを前記発色試験紙に重ねることにより前記発色試験紙に所定量の前記歯肉溝液を拡散させて前記発色試験紙を発色させるようにしたことを特徴とする試験装置で、前記歯肉溝液中のグルコース濃度を測定する工程を備えたことを特徴とするグルコース濃度の非侵襲的モニター方法。
前記試験装置は、透明基板を前記発色試験紙に対向配置し、前記発色試験紙の発色を前記透明基板側から検出するようにしたことを特徴とする請求項１０に記載のグルコース濃度の非侵襲的モニター方法。
前記酵素はグルコースオキシダーゼであることを特徴とする請求項９乃至１１の何れかに記載のグルコース濃度の非侵襲的モニター方法。
請求項９乃至１２の何れかに記載のグルコース濃度の非侵襲的モニター方法により測定されたグルコース濃度に基づいて血糖値を推定するアルゴリズムを備えた測定装置を用いて、血糖値の推定を行うことを特徴とする血糖値の非侵襲的モニター方法。