JP4469983B2 - Biosensor for simultaneous measurement of multiple items and method of using the biosensor for simultaneous measurement of multiple items - Google Patents
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Description
本発明は、多項目同時測定用バイオセンサ、その使用方法および該多項目同時測定用バイオセンサを用いる試験化合物の測定方法に関する。また本発明は、多項目同時測定用バイオセンサを含むバイオセンサ装置に関する。 The present invention relates to a biosensor for simultaneous measurement of multiple items, a method for using the same, and a method for measuring a test compound using the biosensor for simultaneous measurement of multiple items. The present invention also relates to a biosensor device including a multisensor simultaneous measurement biosensor.
従来、使い捨て型のセンサとしては定量性を確保するために立体構造をとり、さらに毛細管現象などを利用して試料液が自動的にセンサの内部に導入する仕組みが知られている(特許文献1)。このような構成のセンサは、電気絶縁性の基板上に、スペーサ、更にカバーを積層して組み立てられる。基板上には電極パターン、カバー上には毛細管現象に必要な空気が排出されるための空気孔が開けられている。基板、スペーサ、カバーにより検出部に一定量の試料液を毛細管現象により導入するための、片方に空気孔を備えた試料導入口、試料搬送路が形成される。 Conventionally, as a disposable sensor, a mechanism is known in which a three-dimensional structure is taken in order to ensure quantitativeness, and a sample liquid is automatically introduced into the sensor using a capillary phenomenon or the like (Patent Document 1). ). The sensor having such a configuration is assembled by stacking a spacer and a cover on an electrically insulating substrate. An electrode pattern is formed on the substrate, and an air hole is formed on the cover for exhausting air necessary for capillary action. A sample introduction port having an air hole on one side and a sample transport path are formed by the substrate, the spacer, and the cover to introduce a predetermined amount of sample liquid into the detection unit by capillary action.
このようなバイオセンサで、これまでの多項目を同時に測定できるバイオセンサとして、連接する少なくとも2組のバイオセンサの試料搬送路が共有する方式(特許文献1、図8)などがある。 As a biosensor that can measure many items at the same time with such a biosensor, there is a method (Patent Document 1, FIG. 8) in which sample transport paths of at least two connected biosensors are shared.
従来の多項目同時測定用のバイオセンサでは、試料搬送路に導入された試料液が少なくとも一方のバイオセンサの試薬の影響を受けるという問題点がある。 The conventional biosensor for simultaneous measurement of multiple items has a problem that the sample liquid introduced into the sample transport path is affected by the reagent of at least one biosensor.
また、試料液の導入方法にはバイオセンサの基板またはカバーのある面に試料搬送路に連通する貫通穴から導入する方法が採用されていたが、この場合、試料液をバイオセンサの搬送路に導入する際に、試料導入口である貫通穴の縁にも試料液が付着するため、結果として試料搬送路内の容積よりも多くの試料液が使用されることがあった。 In addition, as a method for introducing the sample solution, a method of introducing the sample solution from the through hole communicating with the sample conveyance path on the surface of the biosensor substrate or cover has been adopted. When the sample is introduced, the sample solution also adheres to the edge of the through hole, which is the sample introduction port. As a result, a larger amount of sample solution than the volume in the sample transport path may be used.
本発明は、上記の課題を解決するもので、少ない試料液でも多項目同時測定が可能で、試料搬送路に導入された試料液が少なくとも一方のバイオセンサの試薬の影響を排除できるバイオセンサおよび該多項目同時測定用バイオセンサを用いる試験化合物の測定方法を提供することを課題とする。 The present invention solves the above-described problem, and a biosensor capable of performing multi-item simultaneous measurement even with a small amount of sample liquid and in which the sample liquid introduced into the sample transport path can eliminate the influence of at least one biosensor reagent It is an object of the present invention to provide a test compound measurement method using the multi-item simultaneous measurement biosensor.
本件発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究し、特定構造の多項目同時測定用バイオセンサを用いることにより、使用時に少ない試料液でも多項目同時測定が可能で、試料搬送路に導入された試料液が少なくとも一方のバイオセンサの試薬の影響を排除できることを見出し、本件発明を完成するに至った。 The present inventors have intensively studied to solve the above problems, and by using a biosensor for multi-item simultaneous measurement with a specific structure, multi-item simultaneous measurement can be performed even with a small amount of sample liquid at the time of use, and introduced into the sample transport path The present invention was completed by finding that the prepared sample solution can eliminate the influence of the reagent of at least one biosensor.
すなわち、本発明は以下を含む。
<多項目同時測定用バイオセンサ>
〔1〕 本発明に係る多項目同時測定用バイオセンサは、
基板と、スペーサー層を介して基板と結合するカバーとを有し、
前記基板上に1つの電極系および1つの試薬層を含む1つの反応検出部と前記試薬層を含む1つの試料搬送路とを有するバイオセンサ単位を少なくとも1つ含むバイオセンサ単位含有基板を、複数個含む多項目同時測定用バイオセンサであって、
前記各バイオセンサ単位は、1つの試料搬送路上に1つの試薬層を含み、
前記各バイオセンサ単位含有基板を区分する切断線が前記基板または前記カバー表面上に設けられ、
前記切断線に沿って基板またはカバーを切断したときに、前記試料搬送路に試料液を導入する試料導入口が、それぞれのバイオセンサ単位含有基板の切断面上に試料搬送路の切断口として開口するように、切断線と試料搬送路とが配置されていることを特徴としている。
That is, the present invention includes the following.
<Biosensor for multi-item simultaneous measurement>
[1] A biosensor for simultaneous measurement of multiple items according to the present invention includes:
Having a substrate and a cover coupled to the substrate via a spacer layer;
A plurality of biosensor unit-containing substrates including at least one biosensor unit having one reaction detection unit including one electrode system and one reagent layer and one sample transporting path including the reagent layer on the substrate. A biosensor for simultaneous measurement of multiple items including
Each biosensor unit includes one reagent layer on one sample transport path,
A cutting line for dividing each biosensor unit-containing substrate is provided on the substrate or the cover surface,
When the substrate or cover is cut along the cutting line, a sample introduction port for introducing a sample liquid into the sample conveyance path is opened as a cut opening of the sample conveyance path on the cut surface of each biosensor unit-containing substrate. As described above, the cutting line and the sample transport path are arranged.
すなわち、本発明の多項目同時測定用バイオセンサは、バイオセンサ単位含有基板を少なくとも2つ含み、各バイオセンサ単位含有基板を区分するように切断線が設けられている。
それぞれのバイオセンサ単位含有基板は、少なくとも1つのバイオセンサ単位を含んでいる。
That is, the biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention includes at least two biosensor unit-containing substrates, and a cutting line is provided so as to separate each biosensor unit-containing substrate.
Each biosensor unit-containing substrate includes at least one biosensor unit.
前記バイオセンサ単位とは、前記1の反応検出部と1の試料搬送路を含む。前記反応検出部は、1の電極系と1の試薬層を有し、電極系はリード線により外部接続端子につながっている。試薬層は、試料搬送路と電極系とが交差する位置に配置されていることが好ましい。 The biosensor unit includes the one reaction detection unit and one sample transport path. The reaction detection unit has one electrode system and one reagent layer, and the electrode system is connected to an external connection terminal by a lead wire. The reagent layer is preferably disposed at a position where the sample transport path and the electrode system intersect.
本発明に係る多項目同時測定用バイオセンサでは、1つのバイオセンサ単位含有基板に、1以上のバイオセンサ単位が含まれているが、前記各バイオセンサ単位は、1つの試料搬送路上に1つの試薬層を含んでいる。このため、試料搬送路に導入された試料液が1つの試薬層にのみ到達し、他の試薬層と分離されているので、相互に他の試薬層から拡散する成分の影響を受けることがない。 In the biosensor for multi-item simultaneous measurement according to the present invention, one biosensor unit-containing substrate includes one or more biosensor units, and each biosensor unit is one on one sample transport path. Contains a reagent layer. For this reason, since the sample liquid introduced into the sample transport path reaches only one reagent layer and is separated from the other reagent layers, it is not affected by components diffusing from the other reagent layers. .
本発明の多項目同時測定用バイオセンサは、前記バイオセンサ単位含有基板を複数含み、前記切断線がそれぞれのバイオセンサ単位含有基板を区分するよう設けられているので、切断線に沿って基板またはカバーを切断すると、各バイオセンサ単位含有基板が区分される。 The biosensor for multi-item simultaneous measurement of the present invention includes a plurality of the biosensor unit-containing substrates, and the cutting line is provided so as to partition each biosensor unit-containing substrate. When the cover is cut, each biosensor unit-containing substrate is separated.
この切断線に沿って基板またはカバーを切断したときに、切断されて形成されるバイオセンサ単位含有基板のそれぞれの切断面上に、前記試料搬送路の切断口が開口する。この切断口が試料導入口となる。試料搬送路が切断線を2回交差する構造の場合、2つの切断口が現れ、これらはそれぞれ試料導入口および空気排出口となりうる。 When the substrate or the cover is cut along the cutting line, the cutting port of the sample transport path opens on each cutting surface of the biosensor unit-containing substrate formed by cutting. This cutting port is a sample introduction port. In the case where the sample transport path has a structure that intersects the cutting line twice, two cutting ports appear, which can be a sample introduction port and an air discharge port, respectively.
上記切断口は、使用時に切断して初めて開口するので、切断口の保全を確実に行うことができる。このため切断口が微細な口径である場合、特に有用である。また、試料導入口と空気排出口がいずれも切断により開口する場合、試料搬送路を使用時まで密閉状態にすることができるので、試薬層の活性を維持することができる。これにより、バイオセンサの包装が不要となり、製造コストが大幅に削減できる。 Since the cutting opening is opened only after being cut during use, the cutting opening can be reliably maintained. Therefore, it is particularly useful when the cutting port has a fine diameter. In addition, when both the sample introduction port and the air discharge port are opened by cutting, the sample transport path can be sealed until it is used, so that the activity of the reagent layer can be maintained. Thereby, the packaging of a biosensor becomes unnecessary and manufacturing cost can be reduced significantly.
本発明の多項目同時測定用バイオセンサの使用に際し、開口した試料導入口を試料液に接触させ、該試料導入口から、たとえば毛管現象により試料搬送路へ導入することができるので、使用する試料液の量を著しく抑制することができる。このため、試料液に含有させる試験化合物の量が少量であっても、感度よく検出することができる。 When using the biosensor for multi-item simultaneous measurement of the present invention, the opened sample introduction port can be brought into contact with the sample solution, and the sample introduction port can be introduced into the sample conveyance path by, for example, capillary action. The amount of liquid can be remarkably suppressed. For this reason, even if the amount of the test compound contained in the sample solution is small, it can be detected with high sensitivity.
前記切断線は、基板およびカバーの少なくとも一方に設けられている。切断線は溝または切れ目により形成されていることが好ましい。基板およびカバーの両方に切断線が設けられる場合、溝または切れ目が、基板とカバーの同位置に対向するように配置されていることが好ましい。 The cutting line is provided on at least one of the substrate and the cover. The cutting line is preferably formed by grooves or cuts. When a cutting line is provided in both the substrate and the cover, it is preferable that the groove or the cut is arranged so as to face the same position of the substrate and the cover.
切断線に溝、切れ目があると、切断が容易になる。また、切断線が同位置に対向するように配置されていると、折り曲げたときに、外側となる基板またはカバーを容易に切断できるとともに、折り曲げたときに内側となる基板またはカバーを容易に切断または折り曲げることができる。
ここで、切れ目とは、バイオセンサを形成する基板およびカバーを内側に達しない範囲の深さで外側から切れ目を入れた場合をいう。従って、その切れ目によって基板およびカバーが、切断前に貫通していることはない。
切断方法に特に限定はなく、切断線に沿って、折る、千切る、または引き千切ることにより、切断することができる。
If there are grooves or cuts in the cutting line, cutting becomes easy. In addition, if the cutting lines are arranged so as to face the same position, the outer substrate or cover can be easily cut when folded, and the inner substrate or cover can be easily cut when folded. Or it can be folded.
Here, the cut refers to a case where a cut is made from the outside at a depth that does not reach the inside of the substrate and cover forming the biosensor. Therefore, the substrate and the cover are not penetrated by the cut before cutting.
The cutting method is not particularly limited, and the cutting can be performed by folding, cutting, or cutting along the cutting line.
本発明における試料搬送路は、スペーサー層によりパターン形成され、基板上に設けられている。試料搬送路の厚さ(高さ)は、スペーサー層の厚さに依存するが、たとえば好ましくは5〜500μm、更に好ましくは10〜100μm程度の範囲にあればよい。このような範囲にあると、毛管現象を起こしやすい。 The sample transport path in the present invention is patterned on the spacer layer and provided on the substrate. Although the thickness (height) of the sample transport path depends on the thickness of the spacer layer, for example, it is preferably in the range of about 5 to 500 μm, more preferably about 10 to 100 μm. In such a range, capillary action is likely to occur.
試料搬送路は、少なくとも試料導入口と反応検出部との間を直線または穏やかな曲線で結んでいることが好ましい。このような形状であると、試料液の移動を円滑に行うことができる。したがって、前記間隔に角、特に鋭角を成す部分が存在しないことが望ましい。 The sample transport path preferably connects at least the sample introduction port and the reaction detection unit with a straight line or a gentle curve. With such a shape, the sample liquid can be moved smoothly. Therefore, it is desirable that there is no portion having an angle, particularly an acute angle, in the interval.
以下、基板、カバー、スペーサー、電極系、試薬層等について説明する。
基板
前記基板は、電気絶縁性であれば特に限定はないが、このような基板としては、たとえば、プラスチック、生分解性材料、紙、ガラスのいずれかを好ましく用いることができる。
Hereinafter, the substrate, cover, spacer, electrode system, reagent layer, etc. will be described.
Substrate The substrate is not particularly limited as long as it is electrically insulating, but as such a substrate, for example, any one of plastic, biodegradable material, paper, and glass can be preferably used.
プラスチックとしては、硬質ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエステル、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネイト、ポリアミドイミド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ABS樹脂などが挙げられる。
生分解性材料としては、好ましくはポリ乳酸が挙げられる。
また、前記基板は、紫外線非透過物質からなっていてもよい。
Examples of the plastic include rigid polyvinyl chloride, polystyrene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyester, polyether nitrile, polycarbonate, polyamideimide, phenol resin, epoxy resin, acrylic resin, and ABS resin.
The biodegradable material is preferably polylactic acid.
The substrate may be made of an ultraviolet non-transparent material.
基板の厚さは特に限定されないが、たとえば好ましくは10〜1000μm、さらに100〜500μm程度の範囲にあればよい。 Although the thickness of a board | substrate is not specifically limited, For example, Preferably it is 10-1000 micrometers, What is necessary is just to exist in the range of about 100-500 micrometers.
カバー
前記カバーは、前記基板と同様の材料を用いることができる。また、カバーの厚さは特に限定されないが、たとえば好ましくは10〜1000μm、さらに100〜500μm程度の範囲にあればよい。
Cover The cover may be made of the same material as the substrate. Further, the thickness of the cover is not particularly limited, but it may be, for example, preferably in the range of about 10 to 1000 μm, and more preferably about 100 to 500 μm.
スペーサー層
スペーサー層は、基板とカバーとを接着させるとともに、試料搬送路を規定する。
Spacer layer The spacer layer adheres the substrate and the cover and defines the sample transport path.
前記スペーサー層は、前記基板と同様の材料を用いることができ、この場合、スペーサー表面に接着剤を塗布して接着剤層により基板、カバーと接合する。また、スペーサー自体が、接着剤により形成された接着剤層であってもよい。接着剤としては、基板、カバーと反応あるいは溶解しないものであればよく、特に限定されないが、たとえば、アクリル系樹脂などが挙げられる。 The spacer layer can be made of the same material as the substrate. In this case, an adhesive is applied to the spacer surface and bonded to the substrate and the cover by the adhesive layer. Further, the spacer itself may be an adhesive layer formed of an adhesive. The adhesive is not particularly limited as long as it does not react or dissolve with the substrate and the cover, and examples thereof include acrylic resins.
スペーサー自体が、接着剤とレジストにより形成されていてもよい。この場合のレジストも接着剤と同様、基板、カバーと反応あるいは溶解しないものであればよく、特に限定されないが、例えば、紫外線硬化型のビニル・アクリル系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂などが挙げられる。レジストの使用の目的は主に電極パターンを明確にし、電極面積の規定をはっきりさせたり、試薬層が存在しない試料搬送路を絶縁するなどの目的がある。そのため、レジスト層は接着剤層と同様のパターンを形成しても、形成しなくてもどちらでもよい。後者の場合、レジスト層は絶縁のために電極基板上に形成させるのが好ましい。 The spacer itself may be formed of an adhesive and a resist. The resist in this case is not particularly limited as long as it does not react or dissolve with the substrate and the cover, as in the case of the adhesive. For example, UV curable vinyl / acrylic resin, urethane acrylate resin, polyester acrylate resin Etc. The purpose of using the resist is mainly to clarify the electrode pattern, to clarify the definition of the electrode area, and to insulate the sample transport path where the reagent layer does not exist. Therefore, the resist layer may or may not form the same pattern as the adhesive layer. In the latter case, the resist layer is preferably formed on the electrode substrate for insulation.
前記アクリル系樹脂としては熱硬化型または光硬化型、具体的には紫外線硬化型または可視光線硬化型のものを使用してもよい。スペーサーは、前記の紫外線吸収剤あるいは紫外線非透過物質で表面が被覆されていてもよい。
スペーサーの厚さは特に限定されないが、たとえば好ましくは5〜500μm、更に好ましくは10〜100μm程度の範囲にあればよい。
As the acrylic resin, a thermosetting type or a photocurable type, specifically, an ultraviolet curable type or a visible ray curable type may be used. The surface of the spacer may be coated with the above-described ultraviolet absorbent or ultraviolet non-transparent substance.
The thickness of the spacer is not particularly limited, but it may be, for example, preferably in the range of about 5 to 500 μm, more preferably about 10 to 100 μm.
スペーサー層は、スクリーン印刷法により形成することができる。また、該スペーサー層中に、酵素やメディエータ、界面活性剤などの試薬を含有させてもよい。 The spacer layer can be formed by a screen printing method. The spacer layer may contain reagents such as enzymes, mediators, and surfactants.
本発明において、試料導入口の周辺および試料搬送路表面に界面活性剤、脂質を被覆させることもできる。界面活性剤や脂質を被覆させることにより、試料液の移動を円滑に行うことができる。 In the present invention, the periphery of the sample inlet and the surface of the sample transport path can be coated with a surfactant and lipid. By coating the surfactant or lipid, the sample solution can be moved smoothly.
電極系
前記電極系は、+電極と−電極とが対向する、1組の電極およびそのリード線である。
このような電極系は、+と−とからなる2本の電極から構成されていてもよいし、2本以上であってもよい。
前記電極は、カーボン、銀、銀/塩化銀、白金、金、ニッケル、銅、パラジウム、チタン、イリジウム、鉛、酸化錫、白金黒のいずれかから構成することができる。また、カーボンはカーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイル、カーボンナノホーン、フラーレン、デンドリマーもしくはそれらの誘導体も用いることができる。
Electrode System The electrode system is a set of electrodes and their lead wires in which the + electrode and the-electrode face each other.
Such an electrode system may be composed of two electrodes consisting of + and −, or may be two or more.
The electrode can be composed of any one of carbon, silver, silver / silver chloride, platinum, gold, nickel, copper, palladium, titanium, iridium, lead, tin oxide, and platinum black. Carbon may be carbon nanotubes, carbon microcoils, carbon nanohorns, fullerenes, dendrimers, or derivatives thereof.
電極の厚さはスペーサーとの接触において大きな妨げとならなければ限定はないが、スクリーン印刷法であれば、通常、1〜100μm程度、好ましくは3〜20μm程度であることが望ましい。また、蒸着法、スパッタリング法、箔貼り付け法、メッキ法であれば、通常、200〜2000オングストローム程度、好ましくは500〜1000オングストローム程度であることが望ましい。このような範囲にあると、基板上に形成される電極のエッジが鋸状にならず、精度の高い電極となる。また、電極の剥離、断線を防止することができる。
こうした電極はスクリーン印刷法、蒸着法、スパッタリング法、箔貼り付け法、メッキ法のいずれかにより基板あるいはカバーに形成することができる。
The thickness of the electrode is not limited as long as it does not greatly hinder contact with the spacer, but in the case of screen printing, it is usually about 1 to 100 μm, preferably about 3 to 20 μm. Further, in the case of a vapor deposition method, a sputtering method, a foil pasting method, or a plating method, it is usually about 200 to 2000 angstroms, preferably about 500 to 1000 angstroms. In such a range, the edge of the electrode formed on the substrate does not have a saw-like shape, and the electrode is highly accurate. In addition, electrode peeling and disconnection can be prevented.
Such an electrode can be formed on the substrate or the cover by any of screen printing, vapor deposition, sputtering, foil sticking, and plating.
試薬層
本発明に係る多項目同時測定用バイオセンサでは、試料導入口から試料搬送路を通して、たとえば毛細管現象により送り込まれる試料液が、反応検出部となる電極系上の試薬層と接触することにより、試薬と試料とが反応する。この反応は電極における電気的な変化としてモニタされる。このような試薬層は、試料搬送路が通過する電極系上に1個存在することができる。
試薬層は、+電極上および−電極上のいずれか一方、または両方の表面上に存在することが好ましい。
Reagent layer In the biosensor for multi-item simultaneous measurement according to the present invention, the sample liquid sent from the sample introduction port through the sample transport path, for example, by capillary action, comes into contact with the reagent layer on the electrode system serving as the reaction detection unit. The reagent and the sample react. This reaction is monitored as an electrical change at the electrode. One such reagent layer can exist on the electrode system through which the sample transport path passes.
The reagent layer is preferably present on one surface or both surfaces on the + electrode and the − electrode.
本発明では、該試薬層の表面に、界面活性剤、脂質などの試料液の移動を円滑にする化合物を被覆させることもできる。試薬層の表面に界面活性剤などが被覆されていれば、空気酸化による劣化をさらに抑制することができる。試料液が血液などの場合には、抗血液凝固剤としてヘパリンやプロリキシン−S、エチレンジアミン四酢酸、クエン酸の金属塩などを被覆してもよい。 In the present invention, the surface of the reagent layer can be coated with a compound that facilitates movement of the sample liquid such as a surfactant and lipid. If the surface of the reagent layer is coated with a surfactant or the like, deterioration due to air oxidation can be further suppressed. When the sample solution is blood or the like, heparin, prolyxin-S, ethylenediaminetetraacetic acid, a metal salt of citric acid, or the like may be coated as an anticoagulant.
前記試薬層は、酵素、抗体、リボソーム、核酸、プライマー、ペプチド核酸、核酸プローブ、微生物、オルガネラ、レセプタ、細胞組織、クラウンエーテルなどの分子識別素子、メデイエータ、挿入剤、補酵素、抗体標識物質、基質、無機塩類、界面活性剤、脂質、トレハロースなどの糖、グリセリンなどの保湿剤、システインなどの安定化剤のいずれかまたはその組み合わせを、バイオセンサによる検査対象に応じて、適宜含有させることができる。 The reagent layer includes an enzyme, an antibody, a ribosome, a nucleic acid, a primer, a peptide nucleic acid, a nucleic acid probe, a microorganism, an organelle, a receptor, a cell tissue, a molecular identifier such as a crown ether, a mediator, an intercalating agent, a coenzyme, an antibody labeling substance, A substrate, inorganic salts, surfactants, lipids, sugars such as trehalose, humectants such as glycerin, stabilizers such as cysteine, or a combination thereof may be appropriately contained depending on the test object by the biosensor. it can.
試料液が血液などの場合には、抗血液凝固剤を含有させてもよい。抗血液凝固剤としては、たとえば、ヘパリン、プロリキシン−S、エチレンジアミン四酢酸、クエン酸の金属塩などが挙げられる。 When the sample solution is blood or the like, an anticoagulant may be included. Examples of the anticoagulant include heparin, prolixin-S, ethylenediaminetetraacetic acid, and a metal salt of citric acid.
前記酵素としては、オキシダーゼ又はデヒドロゲナーゼなどの酵素、例えばグルコースオキシダーゼ、フルクトシルアミンオキシダーゼ、乳酸オキシダーゼ、尿酸オキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、グルタミン酸オキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、ピルビン酸オキナーゼ、アセテートキナーゼ、ペルオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、その他に、コレステロールエステラーゼ、インオルガニックピロホスファターゼ、酸性ホスファターゼ、アルカリホスファターゼ、ヌクレオチド・トリホスファターゼ、ヌクレオチド・ジホスファターゼ、ヌクレオチド・モノホスファターゼ、イノシトール・ホスファターゼ、プロテイン・ホスファターゼ、アデノシン・トリホスファターゼ、グアノシン・トリホスファターゼ、アデノシン-5’-ジホスファターゼ、カゼイン・ホスファターゼ、チロシン・ホスファターゼ、セリン・ホスファターゼ、トレオニン・ホスファターゼ、マルトースホスホリラーゼ、スクロースホスホリラーゼ、プリンヌクレオチドホスホリラーゼ、アデニル・シクラーゼ、グアニレート・シクラーゼ、グルコースイソメラーゼ、ムタロターゼ、カタラーゼ、プロテアーゼ、NADHオキシダーゼ、ジアホラーゼ、オスミウム・ペルオキシダーゼ複合体、又は、DNAポリメラーゼ、RNAポリメラーゼ、DNAリガーゼ、DNアーゼなどの核酸連結酵素、制限酵素などが挙げられる。
これらは1種単独でまたは複数を組み合わせて用いることができる。
Examples of the enzyme include enzymes such as oxidase or dehydrogenase, such as glucose oxidase, fructosylamine oxidase, lactate oxidase, urate oxidase, cholesterol oxidase, alcohol oxidase, glutamate oxidase, pyruvate oxidase, pyruvate okinase, acetate kinase, peroxidase, glucose Dehydrogenase, lactate dehydrogenase, alcohol dehydrogenase, cholesterol esterase, inorganic pyrophosphatase, acid phosphatase, alkaline phosphatase, nucleotide triphosphatase, nucleotide diphosphatase, nucleotide monophosphatase, inositol phosphatase, protein phosphatase Tase, adenosine triphosphatase, guanosine triphosphatase, adenosine-5'-diphosphatase, casein phosphatase, tyrosine phosphatase, serine phosphatase, threonine phosphatase, maltose phosphorylase, sucrose phosphorylase, purine nucleotide phosphorylase, adenyl cyclase, Examples thereof include guanylate cyclase, glucose isomerase, mutarotase, catalase, protease, NADH oxidase, diaphorase, osmium peroxidase complex, or nucleic acid-linked enzymes such as DNA polymerase, RNA polymerase, DNA ligase, and DNase, and restriction enzymes.
These can be used singly or in combination.
また、試薬層は、酵素単独ではなく、メデイエータの組合わせとして含有させてもよい。 Further, the reagent layer may be contained not as an enzyme alone but as a combination of mediators.
このメディエータとしてはフェリシアン化カリウム、フェロセン、ベンゾキノン、オスミウム・ペルオキシダーゼ複合体、1−メトキシ−5−メチルフェナジニウムメチルスルフォネート(1−M−PMS)、2,6−ジクロロインドフェノール(DCIP)、9−ジメチルアミノベンゾ−α−フェナゾキソニウムクロライド、メチレンブルー、インジゴトリスルホン酸、フェノサフラニン、チオニン、ニューメチレンブルー、2,6−ジクロロフェノール、インドフェノール、アズレB、N,N,N'、N'−テトラメチル−p−フェニレンジアミンジヒドロクロリド、レゾルフィン、サフラニン、ソディウムアントラキノンβ−スルフォネート、インジゴカーミン等の色素、リボフラビン、L−アスコルビン酸、フラビンアデニンジヌクレオチド、フラビンモノヌクレオチド、ニコチンアデニンジヌクレオチド、ルミクロム、ユビキノン、ハイドロキノン、2,6−ジクロロベンゾキノン、2−メチルベンゾキノン、2,5−ジヒドロキシベンゾキノン、2−ヒドロキシ−1,4−ナフトキノン、グルタチオン、パーオキシダーゼ、チトクロムC、フェレドキシン等の生体酸化還元物質又はその誘導体、その他Fe−EDTA、Mn−EDTA、Zn−EDTA、メソスルフェート、2,3,5,6−テトラメチル−p−フェニレンジアミン等などから選択される。 As this mediator, potassium ferricyanide, ferrocene, benzoquinone, osmium peroxidase complex, 1-methoxy-5-methylphenazinium methylsulfonate (1-M-PMS), 2,6-dichloroindophenol (DCIP), 9-dimethylaminobenzo-α-phenazoxonium chloride, methylene blue, indigo trisulfonic acid, phenosafranine, thionine, new methylene blue, 2,6-dichlorophenol, indophenol, Azure B, N, N, N ′, N '-Tetramethyl-p-phenylenediamine dihydrochloride, resorufin, safranine, sodium anthraquinone β-sulfonate, dyes such as indigo carmine, riboflavin, L-ascorbic acid, flavin adenine dinucleo Flavin mononucleotide, nicotine adenine dinucleotide, lumichrome, ubiquinone, hydroquinone, 2,6-dichlorobenzoquinone, 2-methylbenzoquinone, 2,5-dihydroxybenzoquinone, 2-hydroxy-1,4-naphthoquinone, glutathione, peroxidase , Cytochrome C, bioredox substances such as ferredoxin or derivatives thereof, other Fe-EDTA, Mn-EDTA, Zn-EDTA, mesosulfate, 2,3,5,6-tetramethyl-p-phenylenediamine, etc. The
また、試薬層は塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの無機塩類とキンヒドロンとの組合せを含有させてもよい。 The reagent layer may contain a combination of inorganic salts such as sodium chloride and potassium chloride and quinhydrone.
これらのメディエータの濃度は、40nM以上程度が好ましい。 The concentration of these mediators is preferably about 40 nM or more.
上記の化合物の中では、フェリシアン化カリウム、フェロセン、ベンゾキノン、オスミウム・ペルオキシダーゼ複合体、DCIP、1−M−PMS及び9−ジメチルアミノベンゾ−α−フェナゾキソニウムクロライドが好ましい。 Among the above compounds, potassium ferricyanide, ferrocene, benzoquinone, osmium peroxidase complex, DCIP, 1-M-PMS and 9-dimethylaminobenzo-α-phenazoxonium chloride are preferable.
試薬層にはプライマー、DNAポリメラーゼ、デオキシリボヌクレオチド三リン酸の組合せを含有させることもできる。さらに、試薬層にはプライマー、DNAポリメラーゼ、デオキシリボヌクレオチド三リン酸に、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの無機塩類とキンヒドロンを組合せて含有させることもできる。 The reagent layer may contain a combination of primer, DNA polymerase, and deoxyribonucleotide triphosphate. Further, the reagent layer may contain a combination of inorganic salts such as sodium chloride and potassium chloride and quinhydrone in primer, DNA polymerase, deoxyribonucleotide triphosphate.
バイオセンサをDNAチップとして用いる場合には試薬層として核酸プローブを固定化することができる。この場合には電極をアレイ状に配置させることが好適である。 When using a biosensor as a DNA chip, a nucleic acid probe can be immobilized as a reagent layer. In this case, it is preferable to arrange the electrodes in an array.
試薬層は、前記各1組の電極の近傍、あるいは電極表面の一部または全部に形成し、電極とともに反応検出部を構成することとなる。 The reagent layer is formed in the vicinity of each set of electrodes or part or all of the electrode surface, and constitutes a reaction detection unit together with the electrodes.
このような試薬層は、デスペンサなどにより滴下して乾燥するデスペンサ法、粘度を調節したスクリーン印刷法などにより形成することができ、これらのうちでは、デスペンサ法が好ましい。この試薬層の電極表面または基板表面への固定化は乾燥を伴う吸着法または共有結合法により行うことができる。 Such a reagent layer can be formed by a dispenser method in which the reagent layer is dropped by a dispenser or the like and dried, a screen printing method in which the viscosity is adjusted, and the like, and among these, the dispenser method is preferable. The reagent layer can be immobilized on the electrode surface or substrate surface by an adsorption method involving drying or a covalent bonding method.
試薬層は、各バイオセンサ単位において、1つの試料搬送路上に一箇所設置される。
本発明で、多項目同時測定用バイオセンサを切断後、各バイオセンサ単位含有基板中には、少なくとも1つのバイオセンサ単位が含まれる。異なる試薬層を多数採用する場合、バイオセンサ単位含有基板に複数のバイオセンサ単位を含むことができる。
The reagent layer is installed at one place on one sample conveyance path in each biosensor unit.
In the present invention, after cutting the multi-sensor simultaneous measurement biosensor, each biosensor unit-containing substrate includes at least one biosensor unit. When many different reagent layers are employed, the biosensor unit-containing substrate can include a plurality of biosensor units.
本発明では、1つの試料搬送路上に1つの試薬層が設けられているため、一つのバイオセンサ単位含有基板中に2以上のバイオセンサ単位が含まれていても、試料液が混合することはないが、試料液の混合防止をより確実にするため、1つのバイオセンサ単位含有基板中に2以上のバイオセンサ単位が含まれる場合は、各バイオセンサ単位中の試薬層の間に凸状の間仕切り部を備えることもできる。この凸状の間仕切り部はスクリーン印刷法で形成することができる。この凸部の間仕切り部はカーボン、レジストまたは吸水性材料のいずれかから構成することができる。 In the present invention, since one reagent layer is provided on one sample transport path, even if two or more biosensor units are included in one biosensor unit-containing substrate, the sample solution is not mixed. However, in order to more reliably prevent the sample liquid from being mixed, when two or more biosensor units are included in one biosensor unit-containing substrate, a convex shape is formed between the reagent layers in each biosensor unit. A partition part can also be provided. The convex partition portion can be formed by a screen printing method. The partition part of this convex part can be comprised from either carbon, a resist, or a water absorbing material.
〔2〕本発明では、試料導入口が前記切断面上に開口するよう試料搬送路が設けられ、空気排出口が、前記基板もしくはカバー表面に、または前記切断面と異なるバイオセンサ単位含有基板の側面に設けられていることが好ましい。 [2] In the present invention, a sample transport path is provided so that a sample introduction port opens on the cut surface, and an air discharge port is formed on the substrate or the cover surface or on a biosensor unit-containing substrate different from the cut surface. It is preferable to be provided on the side surface.
この場合、切断面と試料搬送路とが交差する角度は限定されないが、好ましくは0度以上180度未満、より好ましくは0度以上120度以下、さらに好ましくは0度以上100度未満である。 In this case, the angle at which the cut surface and the sample transport path intersect is not limited, but is preferably 0 ° or more and less than 180 °, more preferably 0 ° or more and 120 ° or less, and further preferably 0 ° or more and less than 100 °.
〔3〕本発明に係る多項目同時測定用バイオセンサでは、試料搬送路が密閉された態様であることがより好ましい。
たとえば、本発明の他の好ましい態様として、多項目同時測定用バイオセンサは、
前記試料搬送路が密閉されており、
前記各バイオセンサ単位含有基板を区分する切断線(第1の切断線)、および、基板およびカバーの一部を切断することにより空気排出口を露出するための、前記第1の切断線と異なる第2の切断線が前記基板と前記カバー表面上に設けられ、
前記第1の切断線に沿って基板またはカバーを切断したときに、前記試料導入口が前記第1の切断面上に切断口として開口し、
前記第2の切断線に沿って基板またはカバーを切断したときに、前記空気排出口が前記第2の切断面上に切断口として開口するように、
前記第1および第2の切断線と試料搬送路とが配置されている。
[3] In the biosensor for multi-item simultaneous measurement according to the present invention, it is more preferable that the sample transport path is sealed.
For example, as another preferred embodiment of the present invention, a biosensor for simultaneous measurement of multiple items is:
The sample transport path is sealed,
A cutting line (first cutting line) for dividing each biosensor unit-containing substrate, and the first cutting line for exposing the air discharge port by cutting a part of the substrate and the cover are different. A second cutting line is provided on the substrate and the cover surface;
When the substrate or cover is cut along the first cutting line, the sample introduction port opens as a cutting port on the first cutting surface,
When the substrate or cover is cut along the second cutting line, the air discharge port opens as a cutting port on the second cutting surface.
The first and second cutting lines and the sample transport path are arranged.
この場合、前記各バイオセンサ単位含有基板の切断面上に試料導入口と空気排出口が別々に開口するように試料搬送路が設けられ、切断前、試料搬送路は密閉された状態で配置されていてもよい。 In this case, a sample transport path is provided on the cut surface of each biosensor unit-containing substrate so that the sample introduction port and the air discharge port are opened separately, and the sample transport path is arranged in a sealed state before cutting. It may be.
補助具
〔4〕ここで、前記基板又はカバー表面に、前記第1の切断線に沿った基板およびカバーの折り曲げに連動して、前記第2の切断線に沿って基板およびカバーを折り曲げるように備えられた補助具を有していてもよい。
Auxiliary tool [4] Here, on the surface of the substrate or cover, the substrate and the cover are bent along the second cutting line in conjunction with the folding of the substrate and the cover along the first cutting line. You may have the auxiliary tool provided.
前記補助具は材質においては特に限定はされず、伸縮性があってもなくても良いが、空気排出口の開口のための基板またはカバーの切断部分を切断線に沿って切断するのに十分な強度を有しているものが好ましい。さらに、前記補助具は空気排出口の開口を担う区分の一部または全部に固定されていることが望ましい。 The auxiliary tool is not particularly limited in material, and may or may not be stretchable, but is sufficient for cutting the substrate or cover cutting portion for opening the air outlet along the cutting line. Those having a sufficient strength are preferred. Furthermore, it is desirable that the auxiliary tool is fixed to a part or all of the section that is responsible for opening the air outlet.
このような補助具は、たとえばストラップ状の伸縮性のプラスチックなどが挙げられる。1本のストラップの両端は、たとえば図35に示すように、バイオセンサ単位含有基板の両端にある上部外側折部131にそれぞれ固定され、前記第1の切断線に沿ってカバー(または基板)を折り曲げて切断するときに、折り曲げに連動して上部外側折部131がストラップにより引っ張られ、該上部外側折部131を前記第2の切断線に沿って折り曲げ切断する。これにより、空気排出口を自動的に開口させることができる。 Examples of such auxiliary tools include strap-like stretchable plastics. As shown in FIG. 35, for example, both ends of one strap are respectively fixed to upper outer folds 131 at both ends of the biosensor unit-containing substrate, and a cover (or substrate) is attached along the first cutting line. When bending and cutting, the upper outer folding part 131 is pulled by the strap in conjunction with the folding, and the upper outer folding part 131 is bent and cut along the second cutting line. Thereby, an air exhaust port can be opened automatically.
コネクター
本発明の多項目同時測定用バイオセンサから電気化学的な信号を捉えるには、専用のコネクターが必要となる。
Connector In order to capture an electrochemical signal from the biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention, a dedicated connector is required.
すなわち、本発明のコネクターは、前記第2の多項目同時測定用バイオセンサを固定して電気的な信号を捉えるコネクターであって、
該コネクターは、試料導入口の開口のためにバイオセンサ単位含有基板を折り曲げた状態の形状を固定する、センサの形状固定部(フォルダー)、および
バイオセンサ上の電気的な信号を前記バイオセンサの電極における電気的な信号を捉える、電気接続部および配線を有する、バイオセンサ用コネクターであることが望ましい。
That is, the connector of the present invention is a connector that captures an electrical signal by fixing the second multi-item simultaneous measurement biosensor.
The connector fixes a shape of the folded state of the biosensor unit-containing substrate for opening the sample introduction port, a sensor shape fixing portion (folder), and an electrical signal on the biosensor to the biosensor. It is desirable that the connector is a biosensor connector having an electrical connection portion and wiring for capturing an electrical signal at the electrode.
前記コネクター部は平面状に作製したセンサの構造を変え、それにより新たに開口したセンサの試料導入口に試料液を導入し、測定が完了するまでの間、バイオセンサーの形状を保つ構造を有している。したがって、前記コネクター部の形状は上記の条件を満たし、センサからの電気的な信号を確実に捉えられるものであれば、特に限定はされない。さらに、前記コネクターは測定器に内蔵されたものであっても、単体で電気化学測定器に接続して使用するタイプの何れであってもよい。 The connector has a structure that maintains the shape of the biosensor until the measurement is completed by changing the structure of the flat sensor and introducing the sample solution into the newly opened sensor sample inlet. is doing. Therefore, the shape of the connector part is not particularly limited as long as it satisfies the above conditions and can reliably capture an electrical signal from the sensor. Further, the connector may be either a built-in connector or a type that is used by being connected to an electrochemical measuring device alone.
例えば、前記のコネクターには折部および折った状態のセンサ形状を保つフォルダーが備わっていることが望ましい。この場合、折部およびフォルダーは同一のものであっても、独立していてもよい。さらに、前記折部はバイオセンサーの構造が平面から平面とは異なる形状をとるように変形できる構造が好ましい。さらに好ましくはセンサがV字型に変形させるための構造であるとよい。その場合、すなわち、切断面と試料搬送路とが交差する角度は限定されないが、好ましくは0度以上180度未満、より好ましくは0度以上120度以下、さらに好ましくは0度以上100度未満となるように折部を設計することが望ましい。折部がフォルダーの機能も備えている場合も上記の条件を含めることができる。また、折部はセンサをコネクターにスライドさせて接続することでセンサを変形させる方式であっても、角度のある上下の折部でセンサーを挟み込むようにして変形させる方式をであってもよく、その方式は特に限定はされない。 For example, the connector is preferably provided with a folder that keeps the folded shape and the folded sensor shape. In this case, the folded portion and the folder may be the same or independent. Further, the folding part is preferably a structure that can be deformed so that the structure of the biosensor takes a shape different from a flat surface. More preferably, the sensor has a structure for deforming into a V-shape. In that case, that is, the angle at which the cut surface and the sample transport path intersect is not limited, but is preferably 0 ° or more and less than 180 °, more preferably 0 ° or more and 120 ° or less, and further preferably 0 ° or more and less than 100 °. It is desirable to design the folds so that The above conditions can also be included when the folding part also has a folder function. In addition, the folding part may be a method of deforming the sensor by sliding the sensor to the connector and connecting it, or a method of deforming the sensor by sandwiching the sensor between the upper and lower folding parts, The method is not particularly limited.
〔5〕また、本発明では、他の好ましい態様として、試料導入口と空気排出口とが、いずれも、前記各バイオセンサ単位含有基板の切断面上に開口するように試料搬送路が設けられ、切断前、試料搬送路は密閉された状態で配置されていてもよい。 [5] In the present invention, as another preferred embodiment, a sample transport path is provided so that both the sample introduction port and the air discharge port are opened on the cut surface of each of the biosensor unit-containing substrates. Before cutting, the sample transport path may be arranged in a sealed state.
このような本発明の多項目同時測定用バイオセンサは、切断前は、前記反応検出部を含む試料搬送路内の気密性が保たれており、製造時以降、多項目同時測定用バイオセンサ内部の状態が長期に亘り維持できるとともに、多項目同時測定用バイオセンサ内部の雰囲気、具体的には気体組成(脱酸素状態)や、気圧、湿度(湿潤状態)などが所望の一定の雰囲気に制御できる。 Such a biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention maintains the airtightness in the sample transport path including the reaction detection unit before cutting, and the internal biosensor for simultaneous measurement of multiple items is manufactured after manufacturing. Can be maintained over a long period of time, and the atmosphere inside the biosensor for simultaneous measurement of multiple items, specifically the gas composition (deoxygenated state), atmospheric pressure, humidity (wet state), etc. can be controlled to a desired constant atmosphere. it can.
このため、たとえば、多項目同時測定用バイオセンサの試料搬送路が乾燥状態である場合に導入を円滑に行えない試料液であっても、試料搬送路の内壁などに界面活性剤等を均一に塗布して一定湿度を保っておくことで、試料液をバイオセンサ内に円滑に導入できる。また、試料液が血液などの場合には、抗血液凝固剤としてヘパリンやプロリキシン−S、エチレンジアミン四酢酸、クエン酸の金属塩などを単独または界面活性剤とともに被覆してもよい。 For this reason, for example, even if the sample liquid cannot be smoothly introduced when the sample transport path of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items is in a dry state, a surfactant or the like is uniformly applied to the inner wall of the sample transport path. By applying and maintaining a constant humidity, the sample solution can be smoothly introduced into the biosensor. When the sample solution is blood or the like, heparin, prolyxin-S, ethylenediaminetetraacetic acid, a metal salt of citric acid, or the like may be coated alone or with a surfactant as an anticoagulant.
〔6〕本発明では、1つのバイオセンサ単位に対して、1つの試料導入口が形成されるように、試料搬送路が配置されていることが好ましい。このように試料搬送路が配置されていると、使用時、相互に他の試薬層から拡散する成分の影響をより高度に排除できる。 [6] In the present invention, it is preferable that the sample transport path is arranged so that one sample introduction port is formed for one biosensor unit. When the sample transport path is arranged in this manner, the influence of components diffusing from other reagent layers can be eliminated to a higher degree when in use.
〔7〕本発明では、前記基板およびカバーの少なくとも1つが2層以上の多層構造を有し、前記折曲線が、該多層構造の最内層を除くいずれかの層に形成されていてもよい。 [7] In the present invention, at least one of the substrate and the cover may have a multilayer structure of two or more layers, and the folding line may be formed in any layer except the innermost layer of the multilayer structure.
基板およびカバーが少なくともそれぞれ2層以上の多層構造を成す場合、切断線を該多層構造の少なくとも最内層を残して形成する。さらに、それらの切断線は基板とカバーとで同位置に対向するように配置されていることが好ましい。多層構造であると、切断線部分を少なくとも最内層を残して形成させることで、内層部は傷などのダメージを与えることなく多項目同時測定用バイオセンサーを形成できる。そのため、製造工程や保存状態にあるときに、不意にかかる曲げなどの力に耐えることができるというメリットがある。 When the substrate and the cover each have a multilayer structure of at least two layers, a cutting line is formed leaving at least the innermost layer of the multilayer structure. Further, it is preferable that the cutting lines are arranged so that the substrate and the cover face each other at the same position. When the multi-layer structure is used, a biosensor for simultaneous measurement of multiple items can be formed without causing damage such as a scratch on the inner layer portion by forming the cutting line portion leaving at least the innermost layer. Therefore, there is a merit that it can withstand a force such as an unexpected bending when in a manufacturing process or a storage state.
本発明では、前記基板とカバーとに挟まれた領域の一部に、乾燥剤および/または脱酸素剤を含むことができる。 In the present invention, a desiccant and / or an oxygen scavenger may be included in a part of the region sandwiched between the substrate and the cover.
すなわち本発明の多項目同時測定用バイオセンサは、反応検出部が内包された状態で保持されているため、このような乾燥剤および/または脱酸素剤をバイオセンサ内に有することで、内部の乾燥状態、あるいは無酸素状態を長期にわたって保持することができる。 That is, since the biosensor for simultaneous measurement of multiple items according to the present invention is held in a state in which the reaction detection unit is included, by having such a desiccant and / or oxygen scavenger in the biosensor, A dry state or an oxygen-free state can be maintained for a long time.
また、バイオセンサの組み立て加工時に湿気や酸素を含む雰囲気でバイオセンサの反応検出部が内包されるように製造され密閉されても、バイオセンサの内部を乾燥状態あるいは脱酸素状態にすることができる。 Also, even when the biosensor reaction detector is manufactured and sealed in an atmosphere containing moisture or oxygen during the assembly process of the biosensor, the inside of the biosensor can be brought into a dry state or a deoxygenated state. .
前記乾燥剤および/または脱酸素剤は、試料液との直接的な接触を避けることが好ましい。また、乾燥剤および/または脱酸素剤を、試料搬送路と交差しないように配置することが好ましい。 The desiccant and / or oxygen scavenger is preferably avoided from direct contact with the sample solution. Moreover, it is preferable to arrange | position a desiccant and / or an oxygen scavenger so that it may not cross | intersect a sample conveyance path.
前記乾燥剤としては、たとえば、シリカゲル、活性アルミナ、塩化カルシウム、モレキュラーシーブス、吸湿性ポリマー等の多孔質構造物等が挙げられる。
前記脱酸素剤としては、たとえば、鉄等の金属及びハロゲン化金属からなる粉末状のものや、ハイドロサルファイト、活性化マグネシウム(たとえば、特開2001−37457号公報)、アスコルビン酸(たとえば、特開平05−7772号公報)、カテコール系化合物(たとえば、特開平09−75724号公報)、多価アルコール類(たとえば、特開2003−144113号公報)などの有機系化合物等が挙げられる。これらの脱酸素剤は、たとえば、公知の担体に担持されていてもよい(たとえば、特開2001−37457号公報)。脱酸素剤の市販のものとしては、たとえば「エージレス」(商標、三菱瓦斯化学社製)、「バイタロン」(商標、東亜合成化学社製)等が挙げられる。
Examples of the desiccant include porous structures such as silica gel, activated alumina, calcium chloride, molecular sieves, and hygroscopic polymers.
Examples of the oxygen scavenger include powders made of metals such as iron and metal halides, hydrosulfite, activated magnesium (for example, JP-A-2001-37457), ascorbic acid (for example, special Kaihei 05-7772), catechol compounds (for example, JP 09-75724 A), and polyhydric alcohols (for example, JP 2003-144113 A). These oxygen scavengers may be carried on, for example, a known carrier (for example, JP-A-2001-37457). Examples of commercially available oxygen scavengers include “AGELESS” (trademark, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.), “Vitalon” (trademark, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), and the like.
本発明の多項目同時測定用バイオセンサは、前記基板とカバーとに挟まれた領域の一部に、湿度表示剤および/または酸素検知剤を含むことができる。 The biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention may include a humidity indicator and / or an oxygen detector in a part of the region sandwiched between the substrate and the cover.
使用前に、多項目同時測定用バイオセンサ内部の乾燥状態および/または脱酸素状態が確認できるよう、乾燥剤と湿度表示剤とを併用したり、あるいは、脱酸素剤と酸素検知剤とを併用することもできる。
湿度表示剤としては本発明の包装体に使用が可能であれば特に限定はされない。
酸素検知剤の市販のものとしては、たとえば、「エージレスアイ」(商標、三菱瓦斯化学社製)、「バイタロン-酸素検知材」(商標、東亜合成化学社製)等が挙げられる。
Before use, use a desiccant and humidity indicator together, or use a deoxidizer and oxygen detector so that you can check the dry and / or deoxygenated state inside the biosensor for multi-item simultaneous measurement. You can also
The humidity indicator is not particularly limited as long as it can be used in the package of the present invention.
Examples of commercially available oxygen detectors include “Ageless Eye” (trademark, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), “Vitalon-Oxygen Detector” (trademark, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), and the like.
この場合、前記基板および/またはカバーの一部または全体が可視光線に対して透明の材質であり、湿度表示剤および/または酸素検知剤を可視可能であることが好ましい。 In this case, it is preferable that a part or the whole of the substrate and / or the cover is made of a material transparent to visible light, and the humidity indicator and / or the oxygen detector is visible.
さらに基板および/またはカバーの一部または全体が、紫外線を遮断できる材質であることが好ましい。この場合、基板および/またはカバー全体が紫外線遮断材であっても、あるいは、基板、カバーの表面が紫外線遮断材のフィルムで覆われていてもよい。前記フィルムとして、たとえば、ベンゾトリアゾール系等の有機化合物、紫外線を可視光に変換する蛍光剤などを含有しているフィルムなどが挙げられる。 Furthermore, it is preferable that a part or the whole of the substrate and / or the cover is made of a material capable of blocking ultraviolet rays. In this case, the entire substrate and / or cover may be an ultraviolet blocking material, or the surface of the substrate and cover may be covered with an ultraviolet blocking material film. Examples of the film include a film containing an organic compound such as a benzotriazole type, a fluorescent agent that converts ultraviolet light into visible light, and the like.
また、可視光線に対して透明ではない基板およびカバーを使用する場合、切断により新たに出現する断面のスペーサー部分に、前記湿度表示剤および/または酸素検知剤が存在するように配置することもできる。この場合、前記湿度表示剤、酸素検知剤は、スペーサー層に含まれていても、スペーサー層の一部として構成されていてもよい。
このようにすることにより、切断後、使用直前に、湿度表示剤および/または酸素検知剤の示す内部の状態を、切断面あるいは切断面の近傍の内部で確認できる。
Further, when using a substrate and a cover that are not transparent to visible light, the humidity indicator and / or the oxygen detector may be disposed in the spacer portion of the cross section that newly appears by cutting. . In this case, the humidity indicator and the oxygen detector may be included in the spacer layer or may be configured as a part of the spacer layer.
By doing so, the internal state indicated by the humidity indicating agent and / or the oxygen detecting agent can be confirmed on the cut surface or in the vicinity of the cut surface immediately after use after cutting.
前記基板および前記カバーは、紫外線非透過物質からなることが好ましい。また、前記基板および前記カバーの表面は、紫外線吸収剤または紫外線非透過物質で被覆されていてもよい。 The substrate and the cover are preferably made of an ultraviolet non-transparent material. In addition, the surfaces of the substrate and the cover may be coated with an ultraviolet absorber or an ultraviolet non-transparent substance.
このように基板、カバーが、紫外線非透過物質であるか、あるいは、紫外線吸収剤または紫外線非透過物質で被覆されていると、紫外線の透過を抑制または遮断できる。
紫外線吸収剤としては特に限定されないが、たとえば、アルミニウムなどの金属、塩化銀などのハロゲン化金属、蛍光剤、ベンゾトリアゾール系等の有機化合物などが挙げられる。
紫外線非透過物質としては特に限定されないが、たとえば、アルミニウムなどの金属または塩化銀などのハロゲン化金属などの蒸着膜及び、ベンゾトリアゾール系等の有機化合物系フィルムなどが挙げられる。
As described above, when the substrate and the cover are made of an ultraviolet non-transparent material, or are covered with an ultraviolet absorber or an ultraviolet non-transparent material, the transmission of ultraviolet rays can be suppressed or blocked.
Although it does not specifically limit as a ultraviolet absorber, For example, organic compounds, such as metals, such as aluminum, metal halides, such as silver chloride, a fluorescent agent, and a benzotriazole type | system | group, etc. are mentioned.
Although it does not specifically limit as an ultraviolet-ray impermeable substance, For example, vapor deposition films, such as metal halides, such as metals, such as aluminum, or a silver chloride, and organic compound-type films, such as a benzotriazole type | system | group, etc. are mentioned.
前記基板および前記カバーは、光触媒作用を有する化合物を含むか、または前記基板の表面および前記カバーの表面が光触媒作用を有する化合物を含有する被膜で被覆されていてもよい。 The substrate and the cover may contain a compound having a photocatalytic action, or the surface of the substrate and the surface of the cover may be coated with a coating containing a compound having a photocatalytic action.
ここで、光触媒とは、光の吸収により励起して活性化状態となり、該光触媒の表面に接触した有機物等に対し強力な酸化・還元作用を発揮する化合物をいい、光触媒作用とはそのような酸化・還元作用をいう。
光としては、紫外線および/または可視光線が挙げられる。紫外線および/または可視光線の入射によって、多項目同時測定用バイオセンサ表面で光触媒作用が起こり、それにより、滅菌やタンパク質でできたキャプシドやエンベロープをもつウィルスの分解、表面に付着した汚れの分解などの自浄作用を得ることができ、常に衛生的な状態で保存が可能である。このため、この形態のバイオセンサであれば、たとえば医療の現場などで直接生体試料と接触させる必要がある場合や食品などを扱う現場での使用に特に有効である。
Here, the photocatalyst is a compound that is excited by absorption of light and becomes activated, and exerts a strong oxidation / reduction action on an organic substance etc. in contact with the surface of the photocatalyst. It means oxidation / reduction action.
Examples of light include ultraviolet light and / or visible light. Photocatalysis occurs on the surface of a biosensor for simultaneous measurement of multiple items due to the incidence of ultraviolet rays and / or visible light, thereby sterilizing and degrading viruses with capsids and envelopes made of proteins, and degrading dirt attached to the surface. The self-cleaning effect can be obtained, and it can be stored in a hygienic state at all times. For this reason, a biosensor of this form is particularly effective when it is necessary to be brought into direct contact with a biological sample, for example, at a medical site, or at a site where food is handled.
ここで、光触媒作用を有する化合物としては、金属酸化物が挙げられる。金属酸化物としては、具体的には酸化チタン、二酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、三酸化タングステン、酸化第二鉄、三酸化二ビスマスおよび酸化スズからなる群から選ばれる少なくとも1種を使用することができるが、これらに限定されない。
前記露出する試料導入口の近傍、または試料導入口と空気排出口の近傍に存在するスペーサー層に、蛍光剤または発光剤が含まれていてもよい。特に試料導入口の近傍付近に蛍光剤又は発光剤が含まれていることが好ましい。
Here, a metal oxide is mentioned as a compound which has a photocatalytic action. Specifically, at least one selected from the group consisting of titanium oxide, titanium dioxide, zinc oxide, strontium titanate, tungsten trioxide, ferric oxide, dibismuth trioxide and tin oxide is used as the metal oxide. However, it is not limited to these.
The spacer layer present in the vicinity of the exposed sample inlet or in the vicinity of the sample inlet and the air outlet may contain a fluorescent agent or a luminescent agent. In particular, it is preferable that a fluorescent agent or a luminescent agent is contained in the vicinity of the sample inlet.
蛍光剤または発光剤は、視認性を高めるための目印となるため、試料導入における取り扱いの間違いを防止できる。蛍光剤、または発光剤を断面部分に使用する場合には、前記蛍光剤又は発光剤がスペーサー材に含まれていても、スペーサーの一部として構成されていてもよい。また、基板やカバーの試料導入口付近に目印として蛍光剤、または発光剤を使用する場合には、その部分を印刷などによって形成することができる。
ここで、発光剤としては、空気中の酸素との接触によって発光反応が開始する公知のものが使用できる。
Since the fluorescent agent or the luminescent agent serves as a mark for improving the visibility, it is possible to prevent an error in handling in introducing the sample. When the fluorescent agent or the luminescent agent is used for the cross-sectional portion, the fluorescent agent or the luminescent agent may be included in the spacer material or may be configured as a part of the spacer. Further, when a fluorescent agent or a luminescent agent is used as a mark near the sample inlet of the substrate or cover, the portion can be formed by printing or the like.
Here, as a luminescent agent, the well-known thing which a luminescent reaction starts by contact with the oxygen in air can be used.
〔8〕 本発明に係る多項目同時測定用バイオセンサは、前記電極系がアレイを形成していてもよい。
前記アレイを形成しているバイオセンサは、該切断線に沿って切断したときに、それぞれのバイオセンサ単位含有基板の断面上に、少なくとも1つの試料導入口が開口し、試料導入口と連通する1つの試料搬送路の先には1つの電極系と1つの試薬層を含む反応検出部が存在することとなる。
[8] In the biosensor for simultaneous measurement of multiple items according to the present invention, the electrode system may form an array.
When the biosensors forming the array are cut along the cutting line, at least one sample introduction port opens on the cross section of each biosensor unit-containing substrate and communicates with the sample introduction port. A reaction detection unit including one electrode system and one reagent layer is present at the tip of one sample transport path.
前記1つの試料導入口は、1つの試料搬送路に連通するか、試料導入口から分岐する少なくとも2本の試料搬送路に連通し、前記試料搬送路の先には一つの電極系を含む反応検出部が存在していてもよい。
このうち、1つの試料導入口から1つの試料搬送路に連通することが好ましい。この場合、試薬層における試料液の混合をより確実に防止できる。
The one sample introduction port communicates with one sample conveyance path or communicates with at least two sample conveyance paths branched from the sample introduction port, and a reaction including one electrode system at the tip of the sample conveyance path. A detection unit may be present.
Among these, it is preferable to communicate with one sample conveyance path from one sample introduction port. In this case, mixing of the sample solution in the reagent layer can be prevented more reliably.
本明細書において「アレイ」とは、整列配置されていることを意味する。 In this specification, “array” means an array.
1つの試料導入口から少なくとも2本の試料液搬送路が分岐する場合、試料液がアレイ状の全ての試薬層に到達できるよう、試料搬送路内に界面活性剤を被覆したり、あるいは、試料液が血液などの場合には、抗血液凝固剤としてヘパリンやプロリキシン−S、エチレンジアミン四酢酸、クエン酸の金属塩などを被覆してもよい。 When at least two sample liquid transport paths branch from one sample introduction port, the sample transport path may be coated with a surfactant so that the sample liquid can reach all the reagent layers in the array, or the sample When the liquid is blood or the like, heparin, prolyxin-S, ethylenediaminetetraacetic acid, a metal salt of citric acid or the like may be coated as an anticoagulant.
本発明の多項目同時測定用バイオセンサは、前記バイオセンサ単位含有基板を少なくとも2つ含むが、少なくとも3以上のバイオセンサ単位含有基板を含む場合、それぞれのバイオセンサ含有基板は、連続する基板上に、所定の間隔で規則的に、切断線で区分されながら連なっていることが好ましい。 The biosensor for multi-item simultaneous measurement of the present invention includes at least two biosensor unit-containing substrates. When the biosensor unit-containing substrate includes at least three biosensor unit-containing substrates, each biosensor-containing substrate is on a continuous substrate. In addition, it is preferable that the lines are regularly arranged at predetermined intervals while being divided by cutting lines.
この構成であると、多項目同時測定用バイオセンサを一度に効率よく製造できる。また、連接したバイオセンサ含有基板中の個々のバイオセンサ単位のそれぞれを計測部に接続することにより、多数の検体を同時に測定できる。 With this configuration, a multi-item simultaneous measurement biosensor can be efficiently manufactured at a time. Further, by connecting each of the individual biosensor units in the connected biosensor-containing substrate to the measurement unit, a large number of specimens can be measured simultaneously.
本発明の多項目同時測定用バイオセンサは、たとえば、電極系を基板上に、スペーサーを基板又はカバーの表面にあらかじめパターン形成し、さらに、試薬層を配置し、基板とカバーとを、接着剤により貼り付けることにより製造することができる。
たとえば、具体的には、予め切断線を外側面に形成させた前記基板の内側にスクリーン印刷などにより電極パターンを形成する。一方、同様に、必要に応じ予め切断線を外側面に形成させた前記カバーにもその内側にスクリーン印刷などによりスペーサーとしての粘着剤層のパターンを形成する。
The biosensor for multi-item simultaneous measurement according to the present invention includes, for example, patterning the electrode system on the substrate, the spacer in advance on the surface of the substrate or cover, further arranging the reagent layer, and bonding the substrate and cover to the adhesive. Can be manufactured by pasting.
For example, specifically, an electrode pattern is formed by screen printing or the like on the inside of the substrate on which cutting lines are previously formed on the outer surface. On the other hand, similarly, a pattern of a pressure-sensitive adhesive layer as a spacer is formed on the inside of the cover, in which cutting lines are formed on the outer surface as necessary, by screen printing or the like.
前記基板の試料搬送路上には酵素を含む試薬液をデスペンサ法で滴下して試薬層を形成することができる。また、調整剤や指示薬を置くスペースは、カバー内側に形成したスペーサーの形成パターンの一部として前記基板またはカバー上に同時に形成することができる。この様にして形成したカバーおよび基板の貼り合せによって、多項目同時測定用バイオセンサーを構築できる。 A reagent solution containing an enzyme can be dropped on the sample transport path of the substrate by a dispenser method to form a reagent layer. Moreover, the space for placing the adjusting agent and the indicator can be simultaneously formed on the substrate or the cover as a part of the spacer formation pattern formed on the inside of the cover. A biosensor for simultaneous measurement of multiple items can be constructed by bonding the cover and the substrate thus formed.
<多項目同時測定用バイオセンサの使用方法/試験化合物の測定方法>
本発明に係る多項目同時測定用バイオセンサの使用方法は、前記多項目同時測定用バイオセンサを用いる、以下の工程を含む方法である。
(1)各バイオセンサ単位含有基板を区分する切断線に沿って基板またはカバーを切断して、それぞれのバイオセンサ単位含有基板の切断面上に、試料搬送路の切断口(試料導入口)を開口させる工程、および
(2)開口した試料導入口を、測定対象を含有する溶液に接触させる工程、および
(3)測定対象を含有する溶液を試料搬送路へ導入する工程。
<How to use biosensor for multi-item simultaneous measurement / Measurement method of test compound>
The method for using the multi-item simultaneous measurement biosensor according to the present invention is a method including the following steps using the multi-item simultaneous measurement biosensor.
(1) Cut the substrate or cover along the cutting line that divides each biosensor unit-containing substrate, and set the cutting port (sample inlet) of the sample transport path on the cut surface of each biosensor unit-containing substrate. A step of opening, (2) a step of bringing the opened sample introduction port into contact with a solution containing the measurement target, and (3) a step of introducing the solution containing the measurement target into the sample transport path.
より好ましくは、下記の(1)〜(4)の工程を含む。
(1)バイオセンサ単位含有基板を区分する切断線に沿って基板およびカバーを折り曲げて、基板またはカバーを切断し、それぞれのバイオセンサ単位含有基板の切断面上に、試料搬送路の切断口(試料導入口)を開口させる工程、
(2)試料導入口の開口状態を維持するため、折り曲げたバイオセンサ単位含有基板の形状を固定する工程、
(3)開口した試料導入口を、測定対象を含有する溶液に接触させる工程、および
(4)測定対象を含有する溶液を試料搬送路へ導入する工程。
More preferably, the following steps (1) to (4) are included.
(1) The substrate and the cover are bent along a cutting line that divides the biosensor unit-containing substrate, and the substrate or the cover is cut. On the cut surface of each biosensor unit-containing substrate, Opening the sample inlet),
(2) fixing the shape of the bent biosensor unit-containing substrate in order to maintain the open state of the sample inlet;
(3) A step of bringing the opened sample introduction port into contact with a solution containing the measurement object, and (4) a step of introducing the solution containing the measurement object into the sample conveyance path.
また、本発明に係る測定対象の測定方法は、前記多項目同時測定用バイオセンサを用いる、以下の工程を含む方法である。
(1)各バイオセンサ単位含有基板を区分する切断線に沿って基板またはカバーを切断して、それぞれのバイオセンサ単位含有基板の切断面上に、試料搬送路の切断口(試料導入口)を開口させる工程、
(2)開口した試料導入口を、測定対象を含有する溶液に接触させる工程、
(3)測定対象を含有する溶液を試料搬送路へ導入する工程、および
(4)測定対象をそれぞれのバイオセンサで測定する工程。
Moreover, the measuring method of the measuring object which concerns on this invention is a method including the following processes using the said biosensor for multi-item simultaneous measurement.
(1) Cut the substrate or cover along the cutting line that divides each biosensor unit-containing substrate, and set the cutting port (sample inlet) of the sample transport path on the cut surface of each biosensor unit-containing substrate. Opening,
(2) a step of bringing the opened sample inlet into contact with a solution containing a measurement target;
(3) A step of introducing a solution containing the measurement target into the sample transport path, and (4) a step of measuring the measurement target with each biosensor.
より好ましくは、下記の(1)〜(5)の工程を含む。
(1)バイオセンサ単位含有基板を区分する切断線に沿って基板およびカバーを折り曲げて、基板またはカバーを切断し、それぞれのバイオセンサ単位含有基板の切断面上に、試料搬送路の切断口(試料導入口)を開口させる工程、
(2)試料導入口の開口状態を維持するため、折り曲げたバイオセンサ単位含有基板の形状を固定する工程、
(3)開口した試料導入口を、測定対象を含有する溶液に接触させる工程、
(4)測定対象を含有する溶液を試料搬送路へ導入する工程、および
(5)測定対象をそれぞれのバイオセンサで測定する工程。
More preferably, the following steps (1) to (5) are included.
(1) The substrate and the cover are bent along a cutting line that divides the biosensor unit-containing substrate, and the substrate or the cover is cut. On the cut surface of each biosensor unit-containing substrate, Opening the sample inlet),
(2) fixing the shape of the bent biosensor unit-containing substrate in order to maintain the open state of the sample inlet;
(3) a step of bringing the opened sample introduction port into contact with a solution containing a measurement object;
(4) A step of introducing a solution containing the measurement target into the sample conveyance path, and (5) a step of measuring the measurement target with each biosensor.
前記工程1において、基板およびカバーのいずれも切断して、切断面を露出させ、前記工程2を実施することができる。また、基板およびカバーのいずれかを切断し、他方を接続したままの状態で折り曲げて、切断面を露出させ、前記多項目同時測定用バイオセンサを折り曲げたままの状態で前記工程2(または前記より好ましい態様では工程3)を実施することができる。このうち、後者の態様が好ましい。 In the step 1, both the substrate and the cover are cut to expose the cut surface, and the step 2 can be performed. Further, either of the substrate and the cover is cut, folded while the other is connected, the cut surface is exposed, and the biosensor for simultaneous measurement of multiple items is folded and the step 2 (or the above) is performed. In a more preferred embodiment, step 3) can be performed. Of these, the latter embodiment is preferred.
本発明の多項目同時測定用バイオセンサでは、切断後、前記工程2(または前記より好ましい態様では工程3)において、バイオセンサ単位含有基板毎の断面を、または複数のバイオセンサ単位含有基板の断面を同時に、溶液に接触させることができる。 In the biosensor for multi-item simultaneous measurement of the present invention, after cutting, in the step 2 (or step 3 in the more preferred embodiment), a cross section of each biosensor unit-containing substrate or a plurality of biosensor unit-containing substrates is cut. Can be simultaneously contacted with the solution.
複数のバイオセンサ単位含有基板の断面を同時に溶液に接触させる場合、バイオセンサ含有基板には1または2以上のバイオセンサ単位が含まれることが好ましい。この場合、基板およびカバーのいずれかを切断し、他方を接続したままの状態で折り曲げて、切断面を露出させることが好ましい。 When cross sections of a plurality of biosensor unit-containing substrates are simultaneously brought into contact with the solution, the biosensor-containing substrate preferably includes one or more biosensor units. In this case, it is preferable that one of the substrate and the cover is cut and bent while the other is connected to expose the cut surface.
バイオセンサ単位含有基板毎にその断面を溶液に接触させる場合、バイオセンサ含有基板には複数のバイオセンサ単位が含まれることが好ましい。基板およびカバーを切断し切断面を露出させ、バイオセンサ単位含有基板をそれぞれ使用する。 When the cross section of each biosensor unit-containing substrate is brought into contact with the solution, the biosensor-containing substrate preferably includes a plurality of biosensor units. The substrate and cover are cut to expose the cut surface, and the biosensor unit-containing substrate is used.
このようにして、複数の試薬層を有するバイオセンサ単位を同時に測定に供することができる。 In this way, a biosensor unit having a plurality of reagent layers can be simultaneously used for measurement.
前記測定対象はバイオセンサで測定可能な対象であればよく、限定されない。例えば、酵素、DNA、イオン量、酸素量などの化合物、溶液のpHや導電性などの性状等が挙げられる。 The measurement object is not limited as long as it can be measured by a biosensor. Examples thereof include compounds such as enzymes, DNA, ion amounts and oxygen amounts, properties of solution such as pH and conductivity.
<バイオセンサ装置>
本発明に係るバイオセンサ装置は、前記多項目同時測定用バイオセンサと、
前記バイオセンサの電極における電気的な値を計測する計測部と、
前記計測部における計測値を表示する表示部と、
前記計測値を保存するメモリ部とを備えたことを特徴としている。
<Biosensor device>
The biosensor device according to the present invention, the biosensor for simultaneous measurement of multiple items,
A measurement unit for measuring an electrical value in the electrode of the biosensor;
A display unit for displaying a measurement value in the measurement unit;
And a memory unit for storing the measured values.
より好ましくは下記の通りである。
前記多項目同時測定用バイオセンサと、
前記バイオセンサの電極における電気的な信号を捉えるコネクター部と、
前記コネクター部を介して電気的な値を計測する計測部と、
前記計測部における計測値を表示する表示部と、
前記計測値を保存するメモリ部とを備えたバイオセンサ装置。
More preferably, it is as follows.
The biosensor for simultaneous measurement of multiple items;
A connector for capturing an electrical signal at the electrode of the biosensor;
A measurement unit for measuring an electrical value via the connector unit;
A display unit for displaying a measurement value in the measurement unit;
A biosensor device comprising a memory unit for storing the measurement value.
前記コネクター部は、試料導入口の開口のためにバイオセンサ単位含有基板の形状を変形した後、その形状でバイオセンサ単位含有基板を固定して、前記バイオセンサの電極における電気的な信号を捉える構造であることが好ましい。 The connector part deforms the shape of the biosensor unit-containing substrate for opening the sample introduction port, and then fixes the biosensor unit-containing substrate with the shape to capture an electrical signal at the electrode of the biosensor. A structure is preferred.
前記計測部における計測方法は、ポテンシャルステップクロノアンペロメトリー法、クーロメトリー法またはサイクリックボルタンメトリー法であることが好ましい。
前記ポテンシャルステップクロノアンペロメトリー法とは、外部から一定の電位を電極に印加し、電解によって流れる電流変化を測定する方法をいう。
前記クーロメトリー法とは、目的物質を完全電解するまでに流れた電気量を測定し、ファラデーの法則に基づいて、その物質量あるいは反応電子数を決定する方法をいう。
前記サイクリックボルタンメトリー法とは、電極電位をある範囲で一定の速度で正負に走査したときの電流-電圧曲線を求める方法で、電位走査法とも呼ばれる。
<用途>
The measurement method in the measurement unit is preferably a potential step chronoamperometry method, a coulometry method, or a cyclic voltammetry method.
The potential step chronoamperometry method is a method in which a constant potential is externally applied to an electrode and a change in current flowing by electrolysis is measured.
The coulometry method is a method of measuring the amount of electricity that has flowed until the target substance is completely electrolyzed, and determining the amount of substance or the number of reaction electrons based on Faraday's law.
The cyclic voltammetry method is a method for obtaining a current-voltage curve when the electrode potential is scanned positively and negatively at a constant speed within a certain range, and is also called a potential scanning method.
<Application>
本発明に係る前記多項目同時測定用バイオセンサは、試薬層の種類を変えることにより以下のような測定対象の測定が可能である。 The biosensor for simultaneous measurement of multiple items according to the present invention can measure the following measurement object by changing the type of reagent layer.
例えば、酵素センサでは、検体の測定対象によって分子識別素子としての酵素の種類を変える。例えば測定対象が血糖(グルコース)、尿糖の場合はグルコースオキシターゼまたはグルコースデヒドロゲナーゼ、測定対象が糖化ヘモグロビンである場合は、フルクトシルアミンオキシダーゼとプロテアーゼの混合物、測定対象が乳酸の場合は乳酸オキシターゼ、測定対象が総コレステロールなどの場合はコレステロールエステラーゼとコレステロールオキシダーゼの混合物、測定対象が尿酸の場合は尿酸オキシダーゼ、測定対象がエタノールの場合はアルコールオキシターゼ、測定対象がグルタミン酸の場合はグルタミン酸オキシダーゼ、測定対象がピルビン酸またはリン酸の場合はピルビン酸オキシダーゼ、測定対象がマルトースまたはリン酸の場合はマルトースホスホリラーゼ、アルカリ性または酸性ホスファターゼ、および/またはムタロターゼ、グルコースオキシダーゼの組み合わせ、測定対象がスクロースまたはリン酸の場合はスクロースホスホリラーゼ、アルカリ性または酸性ホスファターゼ、ムタロターゼ、グルコースオキシダーゼの組み合わせなどを用いる。 For example, in an enzyme sensor, the type of enzyme serving as a molecular identification element is changed depending on the subject to be measured. For example, glucose oxidase or glucose dehydrogenase when the measurement target is blood sugar (glucose), urine sugar, a mixture of fructosylamine oxidase and protease when the measurement target is glycated hemoglobin, lactate oxidase when the measurement target is lactic acid, measurement Mixture of cholesterol esterase and cholesterol oxidase when the target is total cholesterol, urate oxidase when the measurement target is uric acid, alcohol oxidase when the measurement target is ethanol, glutamate oxidase when the measurement target is glutamic acid, and pyruvine Pyruvate oxidase in the case of acid or phosphate, maltose phosphorylase, alkaline or acid phosphatase, and / or if the measurement object is maltose or phosphate Mutarotase, we used a combination of glucose oxidase, sucrose phosphorylase if the measurement target is sucrose or phosphoric acid, alkaline or acid phosphatase, mutarotase, and combinations of glucose oxidase.
上記酵素センサでは、酵素とともに電子伝達体(メディエータ)が使用される。メディエータにはフェリシアン化カリウム、フェロセン、フェロセン誘導体、ニコチンアミド誘導体、フラビン誘導体、ベンゾキノンおよびキノン誘導体などを用いる。 In the enzyme sensor, an electron carrier (mediator) is used together with the enzyme. As the mediator, potassium ferricyanide, ferrocene, ferrocene derivatives, nicotinamide derivatives, flavin derivatives, benzoquinone, quinone derivatives and the like are used.
pHセンサの場合は、銀/塩化銀電極と他の電極を設けた基板上に塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの無機塩とキンヒドロンの試薬層を用いる。この場合、電極間電位の変化を測定することになる。 In the case of a pH sensor, an inorganic salt such as sodium chloride or potassium chloride and a quinhydrone reagent layer are used on a substrate provided with a silver / silver chloride electrode and another electrode. In this case, the change in the interelectrode potential is measured.
一塩基多型(SNPs)センサ(A.Ahmadian et al.,Biotechniques,32,748,2002)の場合は、上記pHセンサ上に、更にプライマー、DNAポリメラーゼ、デオキシリボヌクレオチド三リン酸などの混合物を試薬として用い、試料中の被検体DNAとプライマーが相補する場合のpHの変化を測定する。 In the case of single nucleotide polymorphism (SNPs) sensors (A. Ahmadian et al., Biotechniques, 32, 748, 2002), a mixture of primer, DNA polymerase, deoxyribonucleotide triphosphate, etc. is used as a reagent on the above pH sensor. The change in pH when the analyte DNA in the sample and the primer are complementary is measured.
免疫センサでは、抗原抗体反応を利用し、例えばヒト血清アルブミンを測定する場合は、分子識別素子として抗アルブミンを用いる。なお、免疫センサにおいては、抗原抗体複合体の形成によって変動する電極間電位を測定することになる。 An immunosensor uses an antigen-antibody reaction, and for example, when measuring human serum albumin, anti-albumin is used as a molecular identification element. In an immunosensor, an interelectrode potential that varies with the formation of an antigen-antibody complex is measured.
微生物センサでは、分子識別素子として、例えばPseudomonas fluorescence(測定対象:グルコースまたはBOD;生物化学的酸素要求量、土壌)、Trichosporon cutaneum, Pseudomonas putida(測定対象:BOD)、Trichosporon brassicae(測定対象:エタノール)などの微生物または土壌微生物、Acetobacter属、Actinomaaura属、Agrobacterium属、Alcaligenes属、Aphanomyces属、Armillaria属、Aspergillus属、Bacillus属、Burkholderia属、Candida属、Cephalosporium属、Ceratocystis属、Cladosporium属、Clavibacter属、Corticium属、Corynebacterium属、Cylindrocarpon属、Cylindrocladium属、Enterobacter属、Erwinia属、Flavobacterium属、Fusarium属、Gaeumannomyces属、Ganoderma属、Gibberella属、Gliocladium属、Gluconobacter属、Glycomyces属、Helicobasidium属、Actobacillus属、Leptosphaeria属、Micobacterium属、Micrococcus属、Monosporascus属、Mucor属、Nocardia属、Olpidium属、Pasteuria属、Penicillium属、Phoma属、Plasmodiophora属、Phytophthora属、Polymyxa属、Proteus属、Pseudomonas属、Pyrenochaeta属、Pythium属、Ralstonia属、Rhizobium属、Rhizoctonia属、Rhizopus属、Rhodococcus属、Rosellinia属、Saccharomonospora属、Sclerotina属、Scletotium属、Serratia属、Sphingomonas属、Spongospora属、Streptococcus属、Streptomyces属、Streptoverticilium属、Synchytrium属、Talaromyces属、Thanatephorus属、Thielaviopsis属、Torula属、Trichoderma属、Typhula属、Verticillium属、Zymomonas属、Xanthomonas属などを用いる。 In microbial sensors, for example, Pseudomonas fluorescence (measuring object: glucose or BOD; biochemical oxygen demand, soil), Trichosporon cutaneum , Pseudomonas putida (measuring object: BOD), Trichosporon brassicae (measuring object: ethanol) microorganisms or soil microorganisms such as, Acetobacter genus, Actinomaaura spp., Agrobacterium sp., Alcaligenes sp., Aphanomyces spp., Armillaria spp, Aspergillus spp., Bacillus sp., Burkholderia spp., Candida spp., Cephalosporium spp., Ceratocystis spp., Cladosporium spp., Clavibacter spp., Corticium spp., Corynebacterium spp., Cylindrocarpon genus, Cylindrocladium spp., Enterobacter spp., Erwinia sp., Flavobacterium spp., Fusarium sp., Gaeumannomyces spp., Ganoderma sp., Gibberella spp., Gliocladium spp., Gluconobacter genus, Glycomyces genus, Helicobasidium genus, Actobacillus spp., Leptosphaeria species, Micobacterium spp., Micrococcus sp., Monosporascus spp., Mucor spp. Genus Nocardia, Olpidium genus, Pasteuria spp., Penicillium sp., Phoma spp., Plasmodiophora spp., Phytophthora spp., Polymyxa spp, Proteus spp., Pseudomonas spp., Pyrenochaeta spp., Pythium spp., Ralstonia spp., Rhizobium sp., Rhizoctonia spp., Rhizopus spp., Rhodococcus sp. , Rosellinia genus Saccharomonospora sp, Sclerotina spp, Scletotium genus Serratia genus Sphingomonas sp, Spongospora genus Streptococcus genus Streptomyces genus, Streptoverticiliu m genus Synchytrium genus Talaromyces genus Thanatephorus spp, Thielaviopsis genus Torula sp, Trichoderma sp, Use the genus Typhula , Verticillium , Zymomonas , and Xanthomonas .
これらの微生物は、酸素呼吸(好気性)し、あるいは酸素のない環境で代謝物を生成するので、酸素呼吸量または代謝産物を電気的にとらえることになる。 Since these microorganisms breathe oxygen (aerobic) or produce metabolites in an oxygen-free environment, they will capture oxygen respiration or metabolites electrically.
オルガネラセンサでは、分子識別素子として細胞小器官を用いる。例えばミトコンドリアの電子伝達粒子を用いると、NADHが測定できる。この原理としては、ミトコンドリアの電子伝達粒子によりNADHが酸化され、この際酸素が消費されるので、この酸素を指標としてNADHやNADPHを測定することができる。 In the organelle sensor, an organelle is used as a molecular identification element. For example, NADH can be measured by using mitochondrial electron transfer particles. As this principle, NADH is oxidized by mitochondrial electron transfer particles, and oxygen is consumed at this time. Therefore, NADH and NADPH can be measured using this oxygen as an index.
レセプタセンサでは、分子識別素子として受容体である例えば細胞膜などを用いる。検体としては、ホルモンや神経トランスミックが対象となる。測定原理としては、受容の変化を電位に変換し、電極を通じて測定することになる。 In the receptor sensor, a receptor such as a cell membrane is used as a molecular identification element. Specimens include hormones and nerve transomics. As a measurement principle, a change in acceptance is converted into a potential and measured through an electrode.
組織センサでは、分子識別素子として動植物の組織を用いる。動植物の組織としては、例えばカエルの皮膚、動物の肝切片、キウリ、バナナの皮などが使用できる。測定原理としては、例えばカエルの皮膚組織を用いたナトリウムセンサでは、カエルの皮膚組織がナトリウムイオンを選択的に透過し、その際皮膚組織の電位が変化するので、この電位変化を測定しナトリウムイオン量を求める。 Tissue sensors use animal and plant tissues as molecular identification elements. Examples of animal and plant tissues that can be used include frog skin, animal liver slices, cucumbers, and banana peels. As a measurement principle, for example, in a sodium sensor using frog skin tissue, the frog skin tissue selectively permeates sodium ions, and the potential of the skin tissue changes at that time. Find the amount.
ここで述べたバイオセンサの応用途のひとつとして他にDNAチップが挙げられる。電極のアレイ上に検出すべき多種類の目的遺伝子に対して相補性を持つ一本鎖の核酸プローブが多種類固定化されている。1電極に1種の核酸プローブが固定化されている。多数の目的遺伝子の存在の有無を確認するには、一本鎖に変性された遺伝子サンプルと核酸プローブのハイブリダイズ処理を行い、その後、二本鎖核酸に特異的に結合し、かつ電気化学的に活性な二本鎖認識体を添加する。洗浄後、基板を緩衝液存在下で折りたたみ、アレイ電極を作用極、上部の大きな電極を対極として電圧を電極ごとに順次印加していくと、二本鎖が形成されている場合、二本鎖の挿入剤が酸化され、酸化電流が流れる。二本鎖の形成されていない電極では挿入剤に起因する電流は流れない。電流の発生した電極の位置で核酸プローブの種類がわかるので目的遺伝子の存在の有無、定性が可能となる。なお、上記二本鎖認識体としてはアクリジンオレンジなどのインターカレーター(挿入剤)、トリス(フェナントロリン)コバルト錯体などのメタロインターカレーターなどを用いることができる。
<製造方法>
Another application of the biosensor described here is a DNA chip. Many kinds of single-stranded nucleic acid probes having complementarity to many kinds of target genes to be detected are immobilized on the electrode array. One type of nucleic acid probe is immobilized on one electrode. In order to confirm the presence or absence of a large number of target genes, a single-stranded denatured gene sample and a nucleic acid probe are hybridized, and then specifically bound to a double-stranded nucleic acid and electrochemically An active double-stranded recognizer is added to After washing, the substrate is folded in the presence of buffer solution, the array electrode is the working electrode, the upper electrode is the counter electrode, and voltage is applied to each electrode sequentially. The insertion agent is oxidized and an oxidation current flows. No current due to the intercalating agent flows at the electrode where the double strand is not formed. Since the type of the nucleic acid probe is known at the position of the electrode where the current is generated, the presence or absence of the target gene and the qualitativeness are possible. In addition, as said double strand recognition body, metallointercalators, such as intercalators (inserting agent), such as acridine orange, a tris (phenanthroline) cobalt complex, etc. can be used.
<Manufacturing method>
本発明のバイオセンサは、たとえば、電極を基板上に、スペーサーを基板又はカバーの表面にあらかじめパターン形成し、さらに、試薬層を配置し、基板とカバーとを、接着剤により貼り付けることにより製造することができる。
たとえば、より具体的には、下記のように製造することができる。予め切断線を外側面に形成させた前記基板の内側にスクリーン印刷などにより電極パターンを形成する。一方、同様に予め切断線を外側面に形成させた前記カバーにもその内側にスクリーン印刷などによりスペーサーとしての粘着剤層のパターンを形成する。このとき、前記カバー上の粘着剤層が存在しない部分は試料搬送路、調整剤および指示薬などを置くスペースとなる。
The biosensor of the present invention is manufactured, for example, by patterning electrodes on a substrate and spacers on the surface of the substrate or cover in advance, arranging a reagent layer, and bonding the substrate and cover with an adhesive. can do.
For example, more specifically, it can be produced as follows. An electrode pattern is formed by screen printing or the like on the inside of the substrate on which cutting lines are previously formed on the outer surface. On the other hand, the pattern of the pressure-sensitive adhesive layer as a spacer is also formed on the inside of the cover in which a cutting line is previously formed on the outer surface by screen printing or the like. At this time, the part where the adhesive layer on the cover does not exist becomes a space for placing the sample conveyance path, the adjusting agent, the indicator and the like.
前記基板の試料搬送路上で、密閉キャップの切り離しによって形成する試料導入口と空気排気口の少なくとも1部分には酵素を含む試薬液をデスペンサ法で滴下して試薬層を形成することができる。また、後記調整剤および指示薬を置くスペースは、カバー内側に形成した粘着剤層の形成パターンの一部として前記カバー上に同時に形成することができる。この様にして形成したカバーおよび基板の貼り合せによって、バイオセンサーを構築できる。 On the sample transport path of the substrate, a reagent layer can be formed by dropping a reagent solution containing an enzyme into at least a part of the sample introduction port and the air exhaust port formed by separating the sealing cap by the dispenser method. Moreover, the space for placing the adjusting agent and the indicator, which will be described later, can be simultaneously formed on the cover as a part of the formation pattern of the pressure-sensitive adhesive layer formed inside the cover. A biosensor can be constructed by bonding the cover and the substrate thus formed.
このように試薬層の展開以降のバイオセンサ組み立て工程においては、熱圧着などの熱を伴う包装方式を用いず、基板をスペーサーを介して、カバーと張り合わせ加工するだけで製造することができる。
このようにして製造したバイオセンサは、試料導入口および空気排出口となる試料搬送路を該バイオセンサ内部に内包することができ、密閉型のバイオセンサの場合、内部を気密性が高い状態に保持できる。
As described above, in the biosensor assembly process after the development of the reagent layer, the substrate can be manufactured by simply bonding the substrate to the cover via the spacer without using a packaging method involving heat such as thermocompression bonding.
The biosensor manufactured in this way can include a sample transport path serving as a sample introduction port and an air discharge port inside the biosensor. In the case of a sealed biosensor, the inside is in a highly airtight state. Can hold.
本発明に係る多項目同時測定用バイオセンサは、特定の構造を備えているので、使用時に少ない試料液でも多項目同時測定が可能で、試料搬送路に導入された試料液が少なくとも一方のバイオセンサの試薬の影響を排除できる。 Since the biosensor for simultaneous measurement of multiple items according to the present invention has a specific structure, it can simultaneously measure multiple items even with a small amount of sample liquid at the time of use, and the sample liquid introduced into the sample transport path is at least one of the biosensors. The influence of the reagent of the sensor can be eliminated.
以下、本発明を実施例を用いて説明するが、本発明は本実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated using an Example, this invention is not limited to a present Example at all.
図1は、本発明の多項目同時測定用バイオセンサの代表例を示し、並列した2つのバイオセンサ単位含有基板(各バイオセンサ単位含有基板には1つのバイオセンサ単位が含まれている例)の境界線に設けたV字の溝に沿って折ることで、試料搬送路の断面が各バイオセンサの試料導入口として形成される本発明のバイオセンサの一例である。 FIG. 1 shows a representative example of a multi-sensor simultaneous measurement biosensor according to the present invention, and two biosensor unit-containing substrates arranged in parallel (an example in which each biosensor unit-containing substrate includes one biosensor unit). It is an example of the biosensor of this invention by which the cross section of a sample conveyance path is formed as a sample inlet of each biosensor by folding along the V-shaped groove | channel provided in the boundary line.
図1aは、代表的な多項目同時測定用バイオセンサの長方形の基板1の外側を示す。基板1の中心部には垂直に形成された上端側から下端側に至る切断線がV字の溝7の形で設けられている。この溝7は、多項目同時測定用バイオセンサを使用する際に、多項目同時測定用バイオセンサを破線12に沿ってV字に折るためのものである。 FIG. 1 a shows the outside of a rectangular substrate 1 of a typical multi-item simultaneous measurement biosensor. A cutting line extending vertically from the upper end side to the lower end side is provided in the shape of a V-shaped groove 7 at the center of the substrate 1. The groove 7 is for folding the multi-item simultaneous measurement biosensor along a broken line 12 into a V-shape when using the multi-item simultaneous measurement biosensor.
図1bは基板1の内側を示す。基板1の内側には、基板の中心破線12を境に2組の電極を含むパターン4が平行して上端側から下端側まで配置されている。また、試薬層6が各組の電極パターン上の一部に形成されている。図1bには示されていないが、試薬層6となるパターンの区画を明確にするため、図1dで示すスペーサー3を成す接着剤層と図1bの電極パターン4を含む基板1の間に、接着剤層と同様のパターンでレジスト層を設けてもよい。この場合、レジスト層は接着剤層と同様にスペーサー3となるが、例えば、レジスト層が接着剤層と同様のパターンを形成しない場合もある。その場合、レジスト層は反応層6以外の電極パターン4が試料搬送路5と交わるのを防ぐための絶縁層として設けることもできる。また、接着剤層3は図示したように先ずカバー2上に予め形成させておいても、基板1上にあるレジスト層の上に形成させてもどちらでもよい。 FIG. 1 b shows the inside of the substrate 1. Inside the substrate 1, a pattern 4 including two sets of electrodes is arranged in parallel from the upper end side to the lower end side with respect to the central broken line 12 of the substrate. A reagent layer 6 is formed on a part of each set of electrode patterns. Although not shown in FIG. 1b, in order to clarify the section of the pattern to be the reagent layer 6, between the adhesive layer forming the spacer 3 shown in FIG. 1d and the substrate 1 including the electrode pattern 4 of FIG. 1b, A resist layer may be provided in the same pattern as the adhesive layer. In this case, the resist layer becomes the spacer 3 like the adhesive layer, but for example, the resist layer may not form the same pattern as the adhesive layer. In that case, the resist layer can also be provided as an insulating layer for preventing the electrode pattern 4 other than the reaction layer 6 from crossing the sample transport path 5. Further, the adhesive layer 3 may be formed on the cover 2 in advance as shown in the drawing, or may be formed on the resist layer on the substrate 1.
図1cは、カバー2の外側部分を示す。カバー2の中心部には基板1と同様に垂直に形成された上端側から下端側に至るV溝7が設けられている。図1dはカバー2の内側を示す。カバー2の内側表面にはスペーサー層3としての接着剤層が形成されている。カバー2上部にはスペーサーが存在しない部分5が設けられ、基板との貼り合わせにより試薬搬送路5を形成する。 FIG. 1 c shows the outer part of the cover 2. A V-groove 7 extending vertically from the upper end side to the lower end side is provided at the center of the cover 2 in the same manner as the substrate 1. FIG. 1 d shows the inside of the cover 2. An adhesive layer as a spacer layer 3 is formed on the inner surface of the cover 2. A portion 5 where no spacer is present is provided on the cover 2, and the reagent transport path 5 is formed by bonding to the substrate.
図1eは基板1とカバー2の内側を、それぞれ上端にあわせて重ね合わせたときの構成図であり、多項目同時測定用バイオセンサ15を示す。カバー2の長さを基板1よりも短くすることで、両者の上端にあわせて重ね合わせたときに、電極パターン4の下端部が露出する。これが図1eに示す端子8となる。また、溝7を境界にして、バイオセンサ単位27を1つずつ含む、2つのバイオセンサ単位含有基板28が存在する。 FIG. 1e is a configuration diagram when the insides of the substrate 1 and the cover 2 are overlapped in accordance with the upper ends, and shows the biosensor 15 for simultaneous measurement of multiple items. By making the length of the cover 2 shorter than that of the substrate 1, the lower end portion of the electrode pattern 4 is exposed when the cover 2 is overlapped with the upper ends of both. This is the terminal 8 shown in FIG. Further, there are two biosensor unit-containing substrates 28 each including one biosensor unit 27 with the groove 7 as a boundary.
図1fは図1eに示した多項目同時測定用バイオセンサの上方にある試料搬送路部分のA−A' 断面図を示す。基板1上に電極4が2本ずつ2組配置されており、基板とカバーの間には接着剤層があるが、図1fの該断面部分はスペーサーの空き部分となり、試料搬送路5を形成する。2組の電極の間の基板1およびカバー2の外側にはV字の溝7がお互いが重なるように設けられている。図1gは図1eに示した多項目同時測定用バイオセンサの電極のパターン上のB−B' 断面図を示す。基板1上には電極4が形成されており、基板1とカバー2の間にはスペーサー3および試料搬送路5が1つずつある。 FIG. 1f is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the sample transport path portion above the biosensor for simultaneous measurement of multiple items shown in FIG. 1e. Two sets of two electrodes 4 are arranged on the substrate 1 and there is an adhesive layer between the substrate and the cover, but the cross-sectional portion of FIG. To do. On the outside of the substrate 1 and the cover 2 between the two sets of electrodes, V-shaped grooves 7 are provided so as to overlap each other. FIG. 1g shows a BB ′ cross-sectional view on the electrode pattern of the biosensor for multi-item simultaneous measurement shown in FIG. 1e. An electrode 4 is formed on the substrate 1, and one spacer 3 and one sample transport path 5 are provided between the substrate 1 and the cover 2.
図1hは本発明の多項目同時測定用バイオセンサの使用例を示す。図1hはカバー部分2にあるV溝7に沿って多項目同時測定用バイオセンサを縦に折り曲げた場合を示す。これにより多項目同時測定用バイオセンサの基板1は2つに分断される。その一方で、カバー部分2はV溝7に沿って折られるが、分断はされない。その結果、2つのバイオセンサ単位含有基板は図示するように、互いにV字型の形状を取ることができる。このとき試料搬送路5は2つのバイオセンサ単位含有基板の境のV溝に沿って分断され、各バイオセンサ単位の試料導入口9が1箇所に隣接した形状で形成される。 FIG. 1h shows an example of use of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention. FIG. 1 h shows a case where the biosensor for simultaneous measurement of multiple items is vertically folded along the V groove 7 in the cover portion 2. Thereby, the substrate 1 of the multi-sensor simultaneous measurement biosensor is divided into two. On the other hand, the cover portion 2 is folded along the V-groove 7 but is not divided. As a result, the two biosensor unit-containing substrates can take a V-shape as shown in the figure. At this time, the sample transport path 5 is divided along the V-groove at the boundary between the two biosensor unit-containing substrates, and the sample inlet 9 for each biosensor unit is formed in a shape adjacent to one place.
この状態で、試料液11に隣接する2つの試料導入口9を接触させることで、該試料液11は隣り合う試料搬送路5に毛管現象により独立して導入される。このとき、試料液11が図示したように表面張力によって丸みを帯びていれば、図1hに示すように2つのバイオセンサ単位含有基板が互いに結合したままV字型をしているために試料液11が効率よく試料搬送路5に導入される。試料搬送路5への試料液11の導入を円滑に行なうために、空気排出口10は試料導入口9の反対側に設けられている。図1iは2つのバイオセンサ単位含有基板がV字の形状を取ったときの正面図を示している。 In this state, the two sample introduction ports 9 adjacent to the sample solution 11 are brought into contact with each other, whereby the sample solution 11 is independently introduced into the adjacent sample transport path 5 by capillary action. At this time, if the sample solution 11 is rounded due to surface tension as shown in the figure, the sample solution is because the two biosensor unit-containing substrates are bonded to each other as shown in FIG. 1h. 11 is efficiently introduced into the sample transport path 5. In order to smoothly introduce the sample liquid 11 into the sample transport path 5, the air discharge port 10 is provided on the opposite side of the sample introduction port 9. FIG. 1i shows a front view when two biosensor unit-containing substrates have a V-shape.
図1の構造の場合、1つの試料液を隣り合う2つのバイオセンサ単位が互いの試薬層に存在させた試薬の干渉を受けることなく、完全に独立した系で測定を遂行できることが特徴として挙げられる。ここで、図1に例示した多項目同時測定用バイオセンサは、基板側に亀裂が入るが、これをカバー2側が分断されるようにしてもよい。さらに、V字に変形させた多項目同時測定用バイオセンサに限らず、基板1またはカバー2の何れかのV溝に沿って完全に折畳んでも、硬質基板の使用によって、180度未満で亀裂を入れて使用してもよい。
以上の本発明に共通した多項目同時測定用バイオセンサの特徴のほかに、本発明で提案する多項目同時測定用バイオセンサの特徴について、以下に説明する。
In the case of the structure of FIG. 1, it can be mentioned that one sample solution can be measured in a completely independent system without interference of two adjacent biosensor units that are present in each reagent layer. It is done. Here, the multi-item simultaneous measurement biosensor illustrated in FIG. 1 has a crack on the substrate side, but the cover 2 side may be divided. Furthermore, it is not limited to a biosensor for simultaneous measurement of multiple items deformed into a V-shape, and even if it is completely folded along either the V-groove of the substrate 1 or the cover 2, it cracks at less than 180 degrees by using a hard substrate. May be used.
In addition to the features of the multi-item simultaneous measurement biosensor common to the present invention described above, the features of the multi-item simultaneous measurement biosensor proposed in the present invention will be described below.
図2は図1の多項目同時測定用バイオセンサの構造において、合計4つのバイオセンサ単位27が2つずつバイオセンサ単位含有基板28に含まれ、それぞれがV溝に沿って独立するタイプの多項目同時測定用バイオセンサ15である(図2(e))。 FIG. 2 shows the structure of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items shown in FIG. 1, in which a total of four biosensor units 27 are included in the biosensor unit-containing substrate 28, each of which is an independent type along the V-groove. This is a biosensor 15 for simultaneous measurement of items (FIG. 2 (e)).
図2aは多項目同時測定用バイオセンサの長方形の基板1の外側を示す。基板1の中心部には垂直に形成された上端側から下端側に至る切断線12がV字の溝7の形で設けられている。この溝7は、多項目同時測定用バイオセンサを使用する際に、破線12に沿って多項目同時測定用バイオセンサをV字に折るためのものである。 FIG. 2a shows the outside of the rectangular substrate 1 of the biosensor for multi-item simultaneous measurement. A cutting line 12 is formed in the shape of a V-shaped groove 7 at the center of the substrate 1 extending vertically from the upper end side to the lower end side. The groove 7 is for folding the multi-item simultaneous measurement biosensor into a V shape along the broken line 12 when the multi-item simultaneous measurement biosensor is used.
図2bは基板1の内側を示す。基板1の内側には、基板の中心破線12を境に4組の電極を含むパターン4左右対称に基板1上に配置されている。また、4つの試薬層6が各組の電極パターン上の一部に形成されている。図2bの基板1の内側の構造では、反応槽6の周囲の電極部分および端子8を除いて絶縁用のレジスト13が塗布されている。さらに、レジスト13を使用することにより、反応槽における電極面積の区画が接着剤層に比べ明確となる特徴がある。 FIG. 2 b shows the inside of the substrate 1. Inside the substrate 1, the pattern 4 including four sets of electrodes is arranged on the substrate 1 symmetrically with respect to the central broken line 12 of the substrate. Four reagent layers 6 are formed on a part of each set of electrode patterns. In the structure inside the substrate 1 in FIG. 2 b, an insulating resist 13 is applied except for the electrode portions around the reaction vessel 6 and the terminals 8. Furthermore, the use of the resist 13 has a feature that the area of the electrode area in the reaction vessel is clearer than that of the adhesive layer.
図2cは、カバー2の外側部分を示す。カバー2の中心部には基板1と同様に垂直に形成された上端側から下端側に至る切断線12がV字の溝7の形で設けられている。図2dはカバー2の内側を示す。カバー2の内側上面にはスペーサー層3としての接着剤層が形成されている。カバー2上部にはスペーサーが存在しない部分5が設けられ、基板との貼り合わせにより試薬搬送路5を形成する。この場合、接着剤層3は図示したように先ずカバー2上に予め形成させておいても、基板1上にあるレジスト層の上に形成させても、どちらでもよい。 FIG. 2 c shows the outer part of the cover 2. In the center of the cover 2, a cutting line 12 is formed in the shape of a V-shaped groove 7 which is formed vertically like the substrate 1 and extends from the upper end side to the lower end side. FIG. 2 d shows the inside of the cover 2. An adhesive layer as a spacer layer 3 is formed on the inner upper surface of the cover 2. A portion 5 where no spacer is present is provided on the cover 2, and the reagent transport path 5 is formed by bonding to the substrate. In this case, the adhesive layer 3 may be formed on the cover 2 in advance as shown in the drawing, or may be formed on the resist layer on the substrate 1.
図2eは基板1とカバー2の内側を、それぞれ上端にあわせて重ね合わせたときの多項目同時測定用バイオセンサ15の構成図を示す。カバー2の長さを基板1よりも短くすることで、両者の上端にあわせて重ね合わせたときに、電極パターン4の下端部が露出する。これが図2eに示す端子8となる。また、溝7を境界にして、4つのバイオセンサ単位27が2分されて、バイオセンサ単位を2つずつ含む2組のバイオセンサ単位含有基板28として存在する。 FIG. 2e shows a configuration diagram of the biosensor 15 for simultaneous measurement of multiple items when the inside of the substrate 1 and the cover 2 are overlapped with each other at the upper end. By making the length of the cover 2 shorter than that of the substrate 1, the lower end portion of the electrode pattern 4 is exposed when the cover 2 is overlapped with the upper ends of both. This is the terminal 8 shown in FIG. Further, four biosensor units 27 are divided into two with the groove 7 as a boundary, and there are two sets of biosensor unit-containing substrates 28 each including two biosensor units.
図2fは図2eに示した多項目同時測定用バイオセンサの上方にある試料搬送路部分のA−A' 断面図を示す。基板1上に電極4が2本ずつ4組配置されており、基板1とカバー2の間には接着剤層3とV溝7を境に2方向に分岐した試料搬送路5、および反応層6以外の試料搬送路5との交点を覆うためのレジスト13の層がある。基板1およびカバー2の外側にあるV溝7はお互いが重なるように設けられている。図2gは図2eに示した多項目同時測定用バイオセンサ15の電極のパターン上のB−B' 断面図を示す。基板1上には電極4が上下2本形成されており、基板1とカバー2の間にはスペーサー3としてレジスト層13と接着剤層3、および2本に分岐した試料搬送路5がある。 FIG. 2f is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the sample transport path portion above the multi-item simultaneous measurement biosensor shown in FIG. 2e. Four sets of two electrodes 4 are arranged on the substrate 1, a sample transport path 5 branched in two directions with the adhesive layer 3 and the V groove 7 between the substrate 1 and the cover 2, and a reaction layer There is a layer of resist 13 for covering the intersection with the sample transport path 5 other than 6. The V-grooves 7 outside the substrate 1 and the cover 2 are provided so as to overlap each other. FIG. 2g shows a BB ′ cross-sectional view on the electrode pattern of the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 shown in FIG. 2e. Two electrodes 4 are formed on the substrate 1 on the upper and lower sides. Between the substrate 1 and the cover 2, there are a resist layer 13 and an adhesive layer 3 as a spacer 3, and a sample transport path 5 branched into two.
図2hは本発明の多項目同時測定用バイオセンサの使用例を示す。図2hはカバー部分2にあるV溝7に沿って多項目同時測定用バイオセンサを縦に折った場合を示す。これにより4つのバイオセンサ単位を有する基板1は2つに分断され、バイオセンサ単位を2つずつ含む2つのバイオセンサ単位含有基板となる。その一方で、カバー部分はV溝に沿って折られるが、分断はされない。 FIG. 2h shows an example of use of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention. FIG. 2 h shows a case where the biosensor for multi-item simultaneous measurement is vertically folded along the V groove 7 in the cover portion 2. Thereby, the board | substrate 1 which has four biosensor units is divided | segmented into two, and becomes two biosensor unit containing board | substrates containing two biosensor units. On the other hand, the cover portion is folded along the V-groove, but is not divided.
その結果、2つのバイオセンサ単位含有基板は図示するように互いにV字型の形状を取ることができる。このとき試料搬送路5は各2つのバイオセンサ単位含有基板の境のV溝に沿って分断され、4つの全てのバイオセンサ単位の試料導入口9が1箇所に隣接した形状で形成される。 As a result, the two biosensor unit-containing substrates can take a V-shape as shown in the figure. At this time, the sample transport path 5 is divided along the V-groove at the boundary between the two biosensor unit-containing substrates, and the sample introduction ports 9 of all four biosensor units are formed in a shape adjacent to one place.
この状態で、4つの試料導入口9を試料液11に接触させることで、該試料液は試料搬送路5に毛管現象によりそれぞれ独立して導入される。試料搬送路5への試料液11の導入を円滑に行なうために、空気排出口10が試料導入口9の反対側に合計4箇所設けられている。図2iは2つのバイオセンサ単位含有基板がV字の形状を取ったときの正面図を示している。 In this state, the four sample introduction ports 9 are brought into contact with the sample solution 11, whereby the sample solution is independently introduced into the sample transport path 5 by capillary action. In order to smoothly introduce the sample liquid 11 into the sample transport path 5, a total of four air discharge ports 10 are provided on the opposite side of the sample introduction port 9. FIG. 2i shows a front view when two biosensor unit-containing substrates have a V-shape.
図2の構造の場合、1つの試料液を隣り合う4つのバイオセンサ単位が互いの試薬層槽に存在させた試薬の干渉を受けることなく、完全に独立した系で測定を遂行できることが特徴として挙げられる。 In the case of the structure of FIG. 2, it is characterized in that measurement can be performed in a completely independent system without receiving interference of a reagent in which four biosensor units adjacent to one sample solution are present in each reagent layer tank. Can be mentioned.
図3の多項目同時測定用バイオセンサは構造上、図1と類似しているが、使用時に折ることで空気排出口10および試料導入口9が共にはじめて形成されるところに特徴がある。 The biosensor for simultaneous measurement of multiple items shown in FIG. 3 is similar in structure to that shown in FIG. 1, but is characterized in that both the air discharge port 10 and the sample introduction port 9 are formed for the first time when folded during use.
図3aは多項目同時測定用バイオセンサの長方形の基板1の外側を示す。基板1の中心部には垂直に形成された上端側から下端側に至る切断線12がV字の溝7の形で設けられている。この溝7は、多項目同時測定用バイオセンサを使用する際に、破線12に沿って多項目同時測定用バイオセンサをV字に折るためのものである。 FIG. 3a shows the outside of the rectangular substrate 1 of the biosensor for multi-item simultaneous measurement. A cutting line 12 is formed in the shape of a V-shaped groove 7 at the center of the substrate 1 extending vertically from the upper end side to the lower end side. The groove 7 is for folding the multi-item simultaneous measurement biosensor into a V shape along the broken line 12 when the multi-item simultaneous measurement biosensor is used.
図3bは基板1の内側を示す。基板1の内側には、基板の中心破線12を境に、2組の電極を含むパターン4が、上端部から少し距離を置いて左右対称に基板1上に配置されている。また、2つの試薬層6が各組の電極パターン上の一部に形成されている。図3bには示されていないが、図3dで示すスペーサー3を成す接着剤層と図1bの電極パターン4を含む基板1の間に、接着剤層と同様のパターンでレジスト層を設けてもよい。さらに、接着剤層3は図示したように、先ずカバー2上に予め形成させておいても、基板1上にあるレジスト層の上に形成させてもどちらでもよい。 FIG. 3 b shows the inside of the substrate 1. Inside the substrate 1, a pattern 4 including two sets of electrodes is arranged on the substrate 1 symmetrically with a slight distance from the upper end portion, with the central broken line 12 of the substrate as a boundary. Two reagent layers 6 are formed on a part of each set of electrode patterns. Although not shown in FIG. 3b, a resist layer having a pattern similar to the adhesive layer may be provided between the adhesive layer forming the spacer 3 shown in FIG. 3d and the substrate 1 including the electrode pattern 4 of FIG. 1b. Good. Further, as shown in the figure, the adhesive layer 3 may be formed either on the cover 2 in advance or on the resist layer on the substrate 1.
図3cは、カバー2の外側部分を示す。カバー2の中心部には基板1と同様に垂直に形成された上端側から下端側に至る切断線12がV字の溝7の形で設けられている。図3dはカバー2の内側を示す。カバー2の内側上面にはスペーサー層3としての接着剤層が形成されている。カバー2上部にはスペーサーが存在しない部分5が設けられ、基板との貼り合わせにより試薬搬送路5を形成する。この場合、接着剤層3は図示したように先ずカバー2上に予め形成させておいても、基板1上にあるレジスト層の上に形成させても、どちらでもよい。図3の特徴は図3dに示されるように、図1および図2とは異なり、試料搬送路5が接着剤層の内側に形成されていることにある。 FIG. 3 c shows the outer part of the cover 2. In the center of the cover 2, a cutting line 12 is formed in the shape of a V-shaped groove 7 which is formed vertically like the substrate 1 and extends from the upper end side to the lower end side. FIG. 3 d shows the inside of the cover 2. An adhesive layer as a spacer layer 3 is formed on the inner upper surface of the cover 2. A portion 5 where no spacer is present is provided on the cover 2, and the reagent transport path 5 is formed by bonding to the substrate. In this case, the adhesive layer 3 may be formed on the cover 2 in advance as shown in the drawing, or may be formed on the resist layer on the substrate 1. 3D is different from FIGS. 1 and 2 in that the sample transport path 5 is formed inside the adhesive layer as shown in FIG. 3D.
図3eは基板1とカバー2の内側を、それぞれ上端にあわせて重ね合わせたときの多項目同時測定用バイオセンサ15の構成図を示す。カバー2の長さを基板1よりも短くすることで、両者の上端にあわせて重ね合わせたときに、電極パターン4の下端部が露出する。これが図3eに示す端子8となる。また、溝7を境界にして、2つのバイオセンサ単位27が2分されて、バイオセンサ単位を1つずつ含む2つのバイオセンサ単位含有基板28として存在する。さらに、この形態では試料搬送路5は多項目同時測定用バイオセンサの構造内に完全に内包されており、外気と直接接することがないため、内部を機密状態に保つことができるという特徴を有する。 FIG. 3e shows a configuration diagram of the biosensor 15 for simultaneous measurement of multiple items when the inside of the substrate 1 and the cover 2 are overlapped with each other at the upper end. By making the length of the cover 2 shorter than that of the substrate 1, the lower end portion of the electrode pattern 4 is exposed when the cover 2 is overlapped with the upper ends of both. This becomes the terminal 8 shown in FIG. Further, two biosensor units 27 are divided into two with the groove 7 as a boundary, and there are two biosensor unit-containing substrates 28 each including one biosensor unit. Further, in this embodiment, the sample transport path 5 is completely contained in the structure of the multi-sensor simultaneous measurement biosensor and does not come into direct contact with the outside air, so that the inside can be kept secret. .
図3fは図3eに示した多項目同時測定用バイオセンサ15の上方にある試料搬送路部分のA−A' 断面図を示す。基板1上に電極4が2組配置されており、基板1とカバー2の間には接着剤層3と試料搬送路5、および反応層6がある。基板1およびカバー2の外側にあるV溝7はお互いが重なるように設けられている。図3gは図3eに示した多項目同時測定用バイオセンサにおける電極のパターン上のB−B' 断面図を示す。基板1とカバー2の間にはスペーサー3として接着剤層3、および試料搬送路5が2箇所あり、基板1表面にある電極4は2箇所ある試料搬送路5の下部のみと交差する構造をとっている。 FIG. 3f is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the sample transport path portion above the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 shown in FIG. 3e. Two sets of electrodes 4 are arranged on the substrate 1, and there are an adhesive layer 3, a sample transport path 5, and a reaction layer 6 between the substrate 1 and the cover 2. The V-grooves 7 outside the substrate 1 and the cover 2 are provided so as to overlap each other. FIG. 3g shows a BB ′ cross-sectional view on the electrode pattern in the multi-item simultaneous measurement biosensor shown in FIG. 3e. Between the substrate 1 and the cover 2, there are two adhesive layers 3 and sample transport paths 5 as spacers 3, and the electrode 4 on the surface of the substrate 1 has a structure that intersects only the lower part of the two sample transport paths 5. I'm taking it.
図3hは本発明の多項目同時測定用バイオセンサの使用例を示す。図3hはカバー部分2にあるV溝7に沿って多項目同時測定用バイオセンサを縦に折った場合を示す。これにより2つのバイオセンサ単位を有する基板1は2つに分断され、バイオセンサ単位を1つずつ含む2つのバイオセンサ単位含有基板が存在する。その一方で、カバー部分はV溝に沿って折られるが、分断はされない。その結果、2つのバイオセンサ単位含有基板は図示するように互いにV字型の形状を取ることができる。 FIG. 3h shows an example of use of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention. FIG. 3 h shows a case where the biosensor for simultaneous measurement of multiple items is vertically folded along the V groove 7 in the cover portion 2. Thus, the substrate 1 having two biosensor units is divided into two, and there are two biosensor unit-containing substrates each including one biosensor unit. On the other hand, the cover portion is folded along the V-groove, but is not divided. As a result, the two biosensor unit-containing substrates can take a V-shape as shown in the figure.
このとき試料搬送路5は2つのバイオセンサ単位含有基板の境のV溝に沿って分断され、2つのバイオセンサ単位の試料導入口9と空気排出口10がそれぞれ1箇所に隣接した形状で形成される。この状態で、2つの試料導入口9を試料液11に接触させることで、該試料液は半円状の試料搬送路5に毛管現象によりそれぞれ独立して導入される。試料搬送路5への試料液11の導入を円滑に行なうため、空気排出口10が試料導入口9と同じバイオセンサ単位含有基板の切断面にそれぞれ設けられている。図3iは2つのバイオセンサ単位含有基板が基板を2分して互いにV字の形状を取ったときの正面図を示している。
図3に例示した多項目同時測定用バイオセンサの場合、包装が不要な完全密閉型の構造をとることができる。
At this time, the sample transport path 5 is divided along the V-groove at the boundary between the two biosensor unit-containing substrates, and the sample introduction port 9 and the air discharge port 10 of the two biosensor units are each formed in a shape adjacent to one place. Is done. In this state, the two sample introduction ports 9 are brought into contact with the sample solution 11, whereby the sample solution is independently introduced into the semicircular sample transport path 5 by capillary action. In order to smoothly introduce the sample liquid 11 into the sample transport path 5, the air discharge port 10 is provided on the same cut surface of the biosensor unit-containing substrate as the sample introduction port 9. FIG. 3i shows a front view when two biosensor unit-containing substrates divide the substrate into two and take a V shape.
In the case of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items illustrated in FIG. 3, it can take a completely sealed structure that does not require packaging.
図4は図3の多項目同時測定用バイオセンサの構造と外側について同じであるが、内部構造が若干異なる。図4では使用時に形成される試料導入口9が図3の空気排出口10の位置に形成される。 FIG. 4 is the same as the structure of the multi-item simultaneous measurement biosensor of FIG. 3 on the outside, but the internal structure is slightly different. In FIG. 4, the sample introduction port 9 formed at the time of use is formed at the position of the air discharge port 10 of FIG.
図4aは多項目同時測定用バイオセンサの長方形の基板1の外側を示す。基板1の中心部には垂直に形成された上端側から下端側に至る切断線12がV字の溝7の形で設けられている。この溝7は、多項目同時測定用バイオセンサを使用する際に、破線12に沿って多項目同時測定用バイオセンサをV字に折るためのものである。 FIG. 4a shows the outside of the rectangular substrate 1 of the biosensor for multi-item simultaneous measurement. A cutting line 12 is formed in the shape of a V-shaped groove 7 at the center of the substrate 1 extending vertically from the upper end side to the lower end side. The groove 7 is for folding the multi-item simultaneous measurement biosensor into a V shape along the broken line 12 when the multi-item simultaneous measurement biosensor is used.
図4bは基板1の内側を示す。基板1の内側には、基板の中心破線12を境に基板の上端部から下端部に至る2組の電極を含むパターン4および2つの試薬層6が各電極パターン上の一部に形成されている。また、2組の電極パターン上の一部にレジスト層が設けられている。これにより、1組の試料搬送路当たり、2箇所存在する電極パターンとの交点のうち、基板1下部の交点をレジスト13で絶縁できるため、基板1上部の交点1点に試薬層6を設けることができる。 FIG. 4 b shows the inside of the substrate 1. Inside the substrate 1, a pattern 4 and two reagent layers 6 including two sets of electrodes from the upper end portion to the lower end portion of the substrate with the central broken line 12 of the substrate as a boundary are formed on a part of each electrode pattern. Yes. A resist layer is provided on a part of the two sets of electrode patterns. As a result, the intersection of the lower part of the substrate 1 can be insulated by the resist 13 among the intersections of the electrode patterns existing at two places per set of sample transport paths, so that the reagent layer 6 is provided at one point of intersection of the upper part of the substrate 1. Can do.
図4cは、カバー2の外側部分を示す。カバー2の中心部には基板1と同様に垂直に形成された上端側から下端側に至る切断線12がV字の溝7の形で設けられている。図4dは図3dと同じカバー2の内側を示す。カバー2の内側上面にはスペーサー層3としての接着剤層が形成されている。カバー2上部にはスペーサーが存在しない部分5が設けられ、基板との貼り合わせにより試薬搬送路5を形成する。この場合、接着剤層3は図示したように先ずカバー2上に予め形成させておいても、基板1上にあるレジスト層の上に形成させても、どちらでもよい。図4の特徴は図4dに示されるように、図1および図2とは異なり、試料搬送路5が接着剤層の内側に形成されていることにある。 FIG. 4 c shows the outer part of the cover 2. In the center of the cover 2, a cutting line 12 is formed in the shape of a V-shaped groove 7 which is formed vertically like the substrate 1 and extends from the upper end side to the lower end side. FIG. 4d shows the same inside of the cover 2 as FIG. 3d. An adhesive layer as a spacer layer 3 is formed on the inner upper surface of the cover 2. A portion 5 where no spacer is present is provided on the cover 2, and the reagent transport path 5 is formed by bonding to the substrate. In this case, the adhesive layer 3 may be formed on the cover 2 in advance as shown in the drawing, or may be formed on the resist layer on the substrate 1. 4D is different from FIGS. 1 and 2 in that the sample transport path 5 is formed inside the adhesive layer as shown in FIG. 4D.
図4eは基板1とカバー2の内側を、それぞれ上端にあわせて重ね合わせたときの多項目同時測定用バイオセンサ15の構成図を示す。カバー2の長さを基板1よりも短くすることで、両者の上端にあわせて重ね合わせたときに、電極パターン4の下端部が露出する。これが図4eに示す端子8となる。また、溝7を境界にして、2つのバイオセンサ単位27が2分されて、バイオセンサ単位を1つずつ含む2つのバイオセンサ単位含有基板28として存在する。さらに、この形態では試料搬送路5は多項目同時測定用バイオセンサの構造内に完全に内包されており、外気と直接接することがないため、内部を機密状態に保つことができるという特徴を有する。 FIG. 4e shows a configuration diagram of the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 when the insides of the substrate 1 and the cover 2 are overlapped with each other at the upper end. By making the length of the cover 2 shorter than that of the substrate 1, the lower end portion of the electrode pattern 4 is exposed when the cover 2 is overlapped with the upper ends of both. This is the terminal 8 shown in FIG. 4e. Further, two biosensor units 27 are divided into two with the groove 7 as a boundary, and there are two biosensor unit-containing substrates 28 each including one biosensor unit. Further, in this embodiment, the sample transport path 5 is completely contained in the structure of the multi-sensor simultaneous measurement biosensor and does not come into direct contact with the outside air, so that the inside can be kept secret. .
図4fは図4eに示した多項目同時測定用バイオセンサの上方にある試料搬送路部分のA−A' 断面図を示す。基板1上に電極4が2組配置されており、基板1とカバー2の間には接着剤層3と試料搬送路5、および反応層6がある。基板1およびカバー2の外側にあるV溝7はお互いが重なるように設けられている。 FIG. 4f shows an AA ′ cross-sectional view of the sample transport path portion above the multi-item simultaneous measurement biosensor shown in FIG. 4e. Two sets of electrodes 4 are arranged on the substrate 1, and there are an adhesive layer 3, a sample transport path 5, and a reaction layer 6 between the substrate 1 and the cover 2. The V-grooves 7 outside the substrate 1 and the cover 2 are provided so as to overlap each other.
図4gは図4eに示した多項目同時測定用バイオセンサにおける電極のパターン上のB−B' 断面図を示す。基板1とカバー2の間にはスペーサー3として接着剤層、および試料搬送路5が2箇所、および、電極パターン4と試料搬送路5が交差する2箇所のうち下部分を絶縁するようにレジスト13の層が部分的に電極パターン4の上を覆っている。 FIG. 4g shows a BB ′ cross-sectional view on the electrode pattern in the multi-item simultaneous measurement biosensor shown in FIG. 4e. Between the substrate 1 and the cover 2, a resist 3 is used as a spacer 3 so as to insulate the lower part of the adhesive layer and the sample transport path 5 at two locations and the two locations where the electrode pattern 4 and the sample transport path 5 intersect. Thirteen layers partially cover the electrode pattern 4.
図4hは本発明の多項目同時測定用バイオセンサの使用例を示す。図4hはカバー部分2にあるV溝7に沿って多項目同時測定用バイオセンサを縦に折った場合を示す。これにより2つのバイオセンサ単位を有する基板1は、バイオセンサ単位を1つずつ含む2つのバイオセンサ単位含有基板に分断される。その一方で、カバー部分はV溝に沿って折られるが、分断はされない。その結果、2つのバイオセンサ単位含有基板は図示するようにV字型の形状を取ることができる。 FIG. 4h shows an example of use of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention. FIG. 4 h shows a case where the multi-item simultaneous measurement biosensor is vertically folded along the V groove 7 in the cover portion 2. Thus, the substrate 1 having two biosensor units is divided into two biosensor unit-containing substrates each including one biosensor unit. On the other hand, the cover portion is folded along the V-groove, but is not divided. As a result, the two biosensor unit-containing substrates can take a V-shape as illustrated.
このとき試料搬送路5は2つのバイオセンサ単位含有基板の境のV溝に沿って分断され、2つのバイオセンサ単位の試料導入口9と空気排出口10がそれぞれ1箇所に隣接した形状で断面上に形成される。 At this time, the sample transport path 5 is divided along the V-groove at the boundary between the two biosensor unit-containing substrates, and the sample introduction port 9 and the air discharge port 10 of each of the two biosensor units are each in a shape adjacent to one place. Formed on top.
図4の構造の場合、試料導入口9が多項目同時測定用バイオセンサの上端に近い部分に、また、空気排出口10が多項目同時測定用バイオセンサの中央に近い部分に設けられている。この状態で、2つの試料導入口9を試料液11に接触させることで、該試料液は半円状の試料搬送路5に毛管現象によりそれぞれ独立して導入される。試料搬送路5への試料液11の導入を円滑に行なうため、空気排出口10が試料導入口9と同じバイオセンサ単位含有基板の断面上にそれぞれ設けられている。図4iは2つのバイオセンサ単位含有基板が基板1を2分してV字の形状を取ったときの正面図を示している。 In the case of the structure of FIG. 4, the sample introduction port 9 is provided near the upper end of the multi-item simultaneous measurement biosensor, and the air discharge port 10 is provided near the center of the multi-item simultaneous measurement biosensor. . In this state, the two sample introduction ports 9 are brought into contact with the sample solution 11, whereby the sample solution is independently introduced into the semicircular sample transport path 5 by capillary action. In order to smoothly introduce the sample liquid 11 into the sample transport path 5, air discharge ports 10 are respectively provided on the same cross section of the biosensor unit-containing substrate as the sample introduction port 9. FIG. 4i shows a front view when two biosensor unit-containing substrates divide the substrate 1 into two and take a V shape.
図4に例示した多項目同時測定用バイオセンサの場合、図3と同様に包装が不要な完全密閉型の構造をとり、さらに、試料導入口9が多項目同時測定用バイオセンサの上端に近い部分に設けられていることから、本多項目同時測定用バイオセンサを測定器に接続して、試料液11を多項目同時測定用バイオセンサに導入する際の操作が図3に例示した多項目同時測定用バイオセンサの場合に比べ容易になる。 In the case of the biosensor for multi-item simultaneous measurement illustrated in FIG. 4, it has a completely sealed structure that does not require packaging as in FIG. 3, and the sample inlet 9 is close to the upper end of the biosensor for multi-item simultaneous measurement. Since the multi-item simultaneous measurement biosensor is connected to the measuring device and the sample liquid 11 is introduced into the multi-item simultaneous measurement biosensor, the operation shown in FIG. This is easier than in the case of a biosensor for simultaneous measurement.
図5は構造上、図3の多項目同時測定用バイオセンサと類似しているが、内包された試料搬送路内の雰囲気を調整するための乾燥剤などの調整剤を配置させているところに特徴がある。 FIG. 5 is similar in structure to the biosensor for simultaneous measurement of multiple items in FIG. 3, but with an adjusting agent such as a desiccant for adjusting the atmosphere in the contained sample transport path. There are features.
図5aは多項目同時測定用バイオセンサの長方形の基板1の外側を示す。基板1の中心部には垂直に形成された上端側から下端側に至る切断線12がV字の溝7の形で設けられている。この溝7は、多項目同時測定用バイオセンサを使用する際に、破線12に沿って多項目同時測定用バイオセンサをV字に折るためのものである。 FIG. 5a shows the outside of the rectangular substrate 1 of the biosensor for multi-item simultaneous measurement. A cutting line 12 is formed in the shape of a V-shaped groove 7 at the center of the substrate 1 extending vertically from the upper end side to the lower end side. The groove 7 is for folding the multi-item simultaneous measurement biosensor into a V shape along the broken line 12 when the multi-item simultaneous measurement biosensor is used.
図5bは基板1の内側を示す。基板1の内側には、基板の中心破線12を境に、2組の電極を含むパターン4が、上端部から少し距離を置いて左右対称に基板1上に配置されている。また、2つの試薬層6が各組の電極パターン上の一部に形成されている。図5bには示されていないが、図5dで示すスペーサー3を成す接着剤層と図1bの電極パターン4を含む基板1の間に、接着剤層と同様のパターンでレジスト層を設けてもよい。さらに、接着剤層3は図示したように先ずカバー2上に予め形成させておいても、基板1上にあるレジスト層の上に形成させてもどちらでもよい。 FIG. 5 b shows the inside of the substrate 1. Inside the substrate 1, a pattern 4 including two sets of electrodes is arranged on the substrate 1 symmetrically with a slight distance from the upper end portion, with the central broken line 12 of the substrate as a boundary. Two reagent layers 6 are formed on a part of each set of electrode patterns. Although not shown in FIG. 5b, a resist layer having a pattern similar to the adhesive layer may be provided between the adhesive layer forming the spacer 3 shown in FIG. 5d and the substrate 1 including the electrode pattern 4 of FIG. 1b. Good. Further, the adhesive layer 3 may be formed on the cover 2 in advance as shown in the drawing, or may be formed on the resist layer on the substrate 1.
図5cは、カバー2の外側部分を示す。カバー2の中心部には基板1と同様に垂直に形成された上端側から下端側に至る切断線12がV字の溝7の形で設けられている。図5dはカバー2の内側を示す。カバー2の表面上にはスペーサー層3としての接着剤層、および、カバー2上部には乾燥剤14などの内部雰囲気の調整剤が配置されている。カバー2の表面上にはスペーサーが存在しない部分5が調整剤と連結するように設けられ、基板との貼り合わせにより試薬搬送路5を形成する。この場合、接着剤層3は図示したように先ずカバー2の表面上に予め形成させておいても、基板1上にあるレジスト層の上に形成させても、どちらでもよい。図3に例示した多項目同時測定用バイオセンサと同じく、図5の多項目同時測定用バイオセンサの特徴は図5dに示されるように、試料搬送路5が接着剤層の内側に内包した常態で形成されていることにある。 FIG. 5 c shows the outer part of the cover 2. In the center of the cover 2, a cutting line 12 is formed in the shape of a V-shaped groove 7 which is formed vertically like the substrate 1 and extends from the upper end side to the lower end side. FIG. 5 d shows the inside of the cover 2. An adhesive layer as the spacer layer 3 is disposed on the surface of the cover 2, and an internal atmosphere adjusting agent such as a desiccant 14 is disposed on the cover 2. A portion 5 where no spacer is present is provided on the surface of the cover 2 so as to be connected to the adjusting agent, and the reagent transport path 5 is formed by bonding to the substrate. In this case, the adhesive layer 3 may be either formed in advance on the surface of the cover 2 as shown in the figure, or may be formed on the resist layer on the substrate 1. Similar to the multi-item simultaneous measurement biosensor illustrated in FIG. 3, the multi-item simultaneous measurement biosensor of FIG. 5 is characterized in that the sample transport path 5 is encapsulated inside the adhesive layer as shown in FIG. 5d. It is that it is formed with.
図5eは基板1とカバー2の内側を、それぞれ上端にあわせて重ね合わせたときの多項目同時測定用バイオセンサ15の構成図を示す。カバー2の長さを基板1よりも短くすることで、両者の上端にあわせて重ね合わせたときに、電極パターン4の下端部が露出する。これが図5eに示す端子8となる。また、溝7を境界にして、2つのバイオセンサ単位27が2分されて、バイオセンサ単位を1つずつ含む2組のバイオセンサ単位含有基板28として存在する。さらに、この形態では図3に例示した多項目同時測定用バイオセンサと同じく、試料搬送路5が多項目同時測定用バイオセンサの構造内に完全に内包されており、外気と直接接することがないため、内部を機密状態に保つことができるという特徴を有する。 FIG. 5e shows a configuration diagram of the biosensor 15 for simultaneous measurement of multiple items when the inside of the substrate 1 and the cover 2 are overlapped with each other at the upper end. By making the length of the cover 2 shorter than that of the substrate 1, the lower end portion of the electrode pattern 4 is exposed when the cover 2 is overlapped with the upper ends of both. This is the terminal 8 shown in FIG. 5e. Further, two biosensor units 27 are divided into two with the groove 7 as a boundary, and there are two sets of biosensor unit-containing substrates 28 each including one biosensor unit. Further, in this embodiment, like the multi-item simultaneous measurement biosensor illustrated in FIG. 3, the sample transport path 5 is completely included in the structure of the multi-item simultaneous measurement biosensor, and does not directly contact the outside air. Therefore, the inside can be kept secret.
図5fは図5eに示した多項目同時測定用バイオセンサの上方にある試料搬送路部分のA−A' 断面図を示す。基板1上に電極4が2組配置されており、基板1とカバー2の間には接着剤層3と試料搬送路5、および反応層6がある。基板1およびカバー2の外側にあるV溝7はお互いが重なるように設けられている。図5gは図5eに示した多項目同時測定用バイオセンサにおける電極のパターン上のB−B' 断面図を示す。基板1とカバー2の間にはスペーサー3として接着剤層3、試料搬送路5、および、図5の多項目同時測定用バイオセンサの特徴である内部雰囲気の調整剤14を配置した構造をとっている。 FIG. 5f shows a cross-sectional view taken along line AA ′ of the sample transport path portion above the biosensor for simultaneous measurement of multiple items shown in FIG. 5e. Two sets of electrodes 4 are arranged on the substrate 1, and there are an adhesive layer 3, a sample transport path 5, and a reaction layer 6 between the substrate 1 and the cover 2. The V-grooves 7 outside the substrate 1 and the cover 2 are provided so as to overlap each other. FIG. 5g shows a BB ′ cross-sectional view on the electrode pattern in the multi-item simultaneous measurement biosensor shown in FIG. 5e. Between the substrate 1 and the cover 2, a structure in which an adhesive layer 3, a sample transport path 5, and an internal atmosphere adjusting agent 14, which is a feature of the multi-item simultaneous measurement biosensor of FIG. ing.
図5hは本発明の多項目同時測定用バイオセンサの使用例を示す。図5hはカバー部分2にあるV溝7に沿って多項目同時測定用バイオセンサを縦に折った場合を示す。これにより2つのバイオセンサ単位を有する基板1は、バイオセンサ単位を1つずつ含む2つのバイオセンサ単位含有基板に分断される。その一方で、カバー部分はV溝に沿って折られるが、分断はされない。その結果、2つのバイオセンサ単位含有基板は図示するようにV字型の形状を取ることができる。このとき試料搬送路5は2つのバイオセンサ単位含有基板の境のV溝に沿って分断され、2つのバイオセンサ単位の試料導入口9と調整剤層と隣接する空気排出口10がそれぞれ1箇所に隣接した形状で形成される。 FIG. 5h shows an example of use of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention. FIG. 5 h shows a case where the multi-item simultaneous measurement biosensor is vertically folded along the V-groove 7 in the cover portion 2. Thus, the substrate 1 having two biosensor units is divided into two biosensor unit-containing substrates each including one biosensor unit. On the other hand, the cover portion is folded along the V-groove, but is not divided. As a result, the two biosensor unit-containing substrates can take a V-shape as illustrated. At this time, the sample transport path 5 is divided along the V-groove at the boundary between the two biosensor unit-containing substrates, and each of the two biosensor unit sample inlets 9 and the air outlet 10 adjacent to the adjusting agent layer is provided at one location. Is formed in a shape adjacent to.
この状態で、2つの試料導入口9を試料液11に接触させることで、該試料液は半円状の試料搬送路5に毛管現象によりそれぞれ独立して導入され、調整剤層に隣接する試料搬送路5付近で該試料液は止まる。試料搬送路5への試料液11の導入を円滑に行なうため、空気排出口10が試料導入口9と同じバイオセンサ単位含有基板の断面上にそれぞれ設けられている。
図5iは2つのバイオセンサ単位含有基板が基板を2分してV字の形状を取ったときの正面図を示している。
図5に例示した多項目同時測定用バイオセンサの場合、包装が不要で、内部に調整剤を保持した完全密閉型の構造をとることができる。
In this state, by bringing the two sample introduction ports 9 into contact with the sample solution 11, the sample solution is independently introduced into the semicircular sample transport path 5 by capillary action, and is adjacent to the adjusting agent layer. The sample solution stops near the conveyance path 5. In order to smoothly introduce the sample liquid 11 into the sample transport path 5, air discharge ports 10 are respectively provided on the same cross section of the biosensor unit-containing substrate as the sample introduction port 9.
FIG. 5i shows a front view when two biosensor unit-containing substrates divide the substrate into two and take a V-shape.
In the case of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items illustrated in FIG. 5, no packaging is required and a completely sealed structure in which a regulator is held inside can be taken.
図6は図4に例示した多項目同時測定用バイオセンサの使用例を専用の測定器と共に示したものである。 FIG. 6 shows an example of use of the biosensor for multi-item simultaneous measurement illustrated in FIG. 4 together with a dedicated measuring device.
図6a-iは多項目同時測定用バイオセンサ15と測定器16を真上から見た場合を示す。多項目同時測定用バイオセンサ15の下端部には端子8が配置されている。測定器16の導入部17は多項目同時測定用バイオセンサ15をスライドさせるための水平移動部18と水平移動のガイド部19、および、平行移動して測定器の導入部に多項目同時測定用バイオセンサを挿入させる際に多項目同時測定用バイオセンサ15がV溝7に沿って折るための折部上部20から構成される。 6a-i show a case where the biosensor 15 for multi-item simultaneous measurement and the measuring device 16 are viewed from directly above. A terminal 8 is disposed at the lower end of the multi-item simultaneous measurement biosensor 15. The introduction part 17 of the measuring device 16 is for a horizontal movement part 18 and a horizontal movement guide part 19 for sliding the biosensor 15 for simultaneous measurement of multiple items and a parallel movement part for simultaneous measurement of multiple items in the introduction part of the measurement instrument. When inserting the biosensor, the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 is constituted by a folded portion upper portion 20 for folding along the V-groove 7.
図6a-iiでは、多項目同時測定用バイオセンサを測定器に接続したときの様子を示している。多項目同時測定用バイオセンサ15が測定器16に接続されると図4hに示した形状で多項目同時測定用バイオセンサがV字型に変形させられる。図6b-iおよび図6b-iiは多項目同時測定用バイオセンサ15と測定器16のA−A' およびB−B' 断面図を示す。図6cは多項目同時測定用バイオセンサ15と測定器16を真横から見た場合を示す。図6c-iiは多項目同時測定用バイオセンサ15を測定器16に接続し、試料液11を導入した場合の様子を示している。 FIG. 6a-ii shows the state when the multi-item simultaneous measurement biosensor is connected to the measuring device. When the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 is connected to the measuring device 16, the multi-item simultaneous measurement biosensor is deformed into a V shape in the shape shown in FIG. FIGS. 6b-i and 6b-ii show AA ′ and BB ′ cross-sectional views of the biosensor 15 for multi-item simultaneous measurement and the measuring device 16. FIG. FIG. 6 c shows a case where the biosensor 15 for multi-item simultaneous measurement and the measuring device 16 are viewed from the side. FIG. 6 c-ii shows a state where the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 is connected to the measuring device 16 and the sample solution 11 is introduced.
図7は図6に示した多項目同時測定用バイオセンサ15と測定器16を正面方見た様子を示している。図7aは多項目同時測定用バイオセンサ15を測定器16に導入する前の正面図を示している。図7bは多項目同時測定用バイオセンサ15を測定器16に導入したときの正面図を示している。ここでは、多項目同時測定用バイオセンサ15のカバーの中心部にあるV溝7が、測定器導入部の折部上20と接触した状態(図7a)から、多項目同時測定用バイオセンサ15を測定器の水平移動部18に水平に押し込むことで、多項目同時測定用バイオセンサ15は図7bに示す形状を取る。図7bではV字に折られた2つの連接したバイオセンサ単位含有基板28が試料導入口9及び空気排出口10を隣り合うように連接させた状態で、試料液を取り込むための形状に変化した様子を示している。 FIG. 7 shows a front view of the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 and the measuring device 16 shown in FIG. FIG. 7 a shows a front view before introducing the multi-sensor simultaneous measurement biosensor 15 into the measuring device 16. FIG. 7 b shows a front view when the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 is introduced into the measuring device 16. Here, from the state in which the V-groove 7 in the center of the cover of the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 is in contact with the folded portion 20 of the measuring device introduction portion (FIG. 7a), the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 Is horizontally pushed into the horizontal moving part 18 of the measuring instrument, so that the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 takes the shape shown in FIG. 7b. In FIG. 7b, the two biosensor unit-containing substrates 28 folded in a V shape are connected to the sample introduction port 9 and the air discharge port 10 so as to be adjacent to each other, and the shape is changed to take in the sample liquid. It shows a state.
図8は図6に示した多項目同時測定用バイオセンサ15と測定器16が接続された状態で試料液を導入する様子を示している。図8aは多項目同時測定用バイオセンサ15と測定器16を真横から見た様子を示している。このように測定器16を30度程度傾けることにより、多項目同時測定用バイオセンサ15の試料導入口9から試料液11が導入させる様子を表している。図8bはそのときの状態を、V字を形成した多項目同時測定用バイオセンサを真正面から見たときの様子を表している。図8bから明らかなように、V字形成した多項目同時測定用バイオセンサの開口部の一部が隣接する2つの試料導入口9を形成し、そこに試料液11を導入することができる。図示したように、多項目同時測定用バイオセンサ15はV字型に変形することで、液滴(球)状の試料液11を取り込みやすくしている。 FIG. 8 shows a state in which the sample solution is introduced in a state where the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 and the measuring device 16 shown in FIG. 6 are connected. FIG. 8a shows a state in which the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 and the measuring device 16 are viewed from the side. In this manner, the sample liquid 11 is introduced from the sample introduction port 9 of the multi-sensor simultaneous measurement biosensor 15 by tilting the measuring instrument 16 by about 30 degrees. FIG. 8 b shows the state at that time when the multi-item simultaneous measurement biosensor having a V-shape is viewed from the front. As apparent from FIG. 8b, two sample inlets 9 adjacent to each other of the openings of the V-shaped multi-item simultaneous measurement biosensor can be formed, and the sample liquid 11 can be introduced there. As shown in the figure, the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 is easily deformed into a V shape so that the sample liquid 11 in a droplet (sphere) shape can be easily taken in.
図9はアレイ状の多項目同時測定用バイオセンサを示す。 FIG. 9 shows an array-like biosensor for simultaneous measurement of multiple items.
図9aは透視図である。基板1およびカバー2のV溝7を中心に電極パターン4が左右対称に2行10列に配列され、試料搬送路5が各電極と交差している。図9bは使用例で、多項目同時測定用バイオセンサを縦方向に存在するV溝7に沿って折ったときの様子を示している。図9の多項目同時測定用バイオセンサでは、20個のバイオセンサ単位がV溝7により2分されて、バイオセンサ単位をそれぞれ10個含む2組のバイオセンサ単位含有基板を形成する。各バイオセンサ単位にはそれぞれ1つの試料導入口が形成されるので、バイオセンサ単位含有基板の切断面上にはそれぞれ10個、合計20個の試料導入口9が形成される。また、試料搬送路5への試料液11の導入を円滑に行なうために、空気排出口10は試料導入口9の反対側に設けられている。 FIG. 9a is a perspective view. The electrode pattern 4 is arranged in two rows and ten columns symmetrically about the V groove 7 of the substrate 1 and the cover 2, and the sample transport path 5 intersects each electrode. FIG. 9b shows an example of use of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items when it is folded along the V-groove 7 existing in the vertical direction. In the multi-item simultaneous measurement biosensor of FIG. 9, 20 biosensor units are divided into two by the V-groove 7 to form two sets of biosensor unit-containing substrates each including 10 biosensor units. Since one sample introduction port is formed for each biosensor unit, 10 sample introduction ports 9 are formed on the cut surface of the biosensor unit-containing substrate, for a total of 20 sample introduction ports 9. Further, in order to smoothly introduce the sample liquid 11 into the sample transport path 5, the air discharge port 10 is provided on the opposite side of the sample introduction port 9.
図9cはA−A' 断面図、図9dはB−B' 断面図を示す。図9cに示したA−A' 断面図でレジスト13の配置が示されている。このアレイ状の多項目同時測定用バイオセンサでレジスト層13を使用する目的は、電極以外の配線を絶縁するためと、接着剤層3のみを使用した場合よりも絶縁層のパターンを明確にするためである。したがって、このレジストの図9aにおけるパターンの大きさはカバー2部と同じで、反応層を形成する電極23の部分以外を覆っている。
図9のアレイ型の多項目同時測定用バイオセンサでは複数のバイオセンサ単位を規則的に配列させることで、多数の試料液を同時に測定できるだけではなく、1つの試料液を対向配置された2つのバイオセンサ単位含有基板によって、さらに多数項目の測定が可能となる。
9c is a cross-sectional view taken along the line AA ′, and FIG. 9d is a cross-sectional view taken along the line BB ′. The arrangement of the resist 13 is shown in the AA ′ cross-sectional view shown in FIG. 9c. The purpose of using the resist layer 13 in this array-shaped biosensor for simultaneous measurement of multiple items is to insulate the wiring other than the electrodes and to make the pattern of the insulating layer clearer than when only the adhesive layer 3 is used. Because. Therefore, the size of the pattern of this resist in FIG. 9a is the same as that of the cover 2 and covers the portion other than the electrode 23 forming the reaction layer.
In the array-type multi-item simultaneous measurement biosensor of FIG. 9, a plurality of biosensor units are regularly arranged so that not only a large number of sample solutions can be measured simultaneously, With the biosensor unit-containing substrate, more items can be measured.
図10はアレイ状の多項目同時測定用バイオセンサ15が、複数連接した多項目同時測定用バイオセンサを示す。図10では、10個のバイオセンサ単位含有基板が存在し、各バイオセンサ単位含有基板には20個のバイオセンサ単位が存在する。 FIG. 10 shows a multi-sensor simultaneous measurement biosensor in which a plurality of multi-item simultaneous measurement biosensors 15 in the form of an array are connected. In FIG. 10, there are 10 biosensor unit-containing substrates, and each biosensor unit-containing substrate has 20 biosensor units.
図10aは透視図である。図10bは使用例で、多項目同時測定用バイオセンサを縦方向に存在するV溝7に沿ってそれぞれV字になるように折ったときの様子を示している。 FIG. 10a is a perspective view. FIG. 10 b shows an example of use of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items when it is folded along the V groove 7 in the vertical direction so as to be V-shaped.
たとえば、このアレイ状の多項目同時測定用バイオセンサでは、1つのバイオセンサ単位含有基板には20個のバイオセンサ単位が含まれるので、合計200個の試料導入口9が形成される。 For example, in this array-shaped multi-item simultaneous measurement biosensor, since 20 biosensor units are included in one biosensor unit-containing substrate, a total of 200 sample inlets 9 are formed.
図10cはA−A' 断面図、図10dはB−B' 断面図を示す。
図10のアレイ型の多項目同時測定用バイオセンサでは図9で示したよりも複数のバイオセンサを規則的に配列させることで、多数の試料液を同時に測定できるだけではなく、1つの試料液を対向配置された2個のバイオセンサ単位含有基板によって、さらに多数の項目(試薬層)の測定を可能としている。実際の使用では、試料液11を予め平面基板上に、ある程度の接触角を持つように配列させたものを測定に使用することができる。また、試料導入口9を上に向けることで、スポッタなどの試料分注機を使用して直接試料液を導入することもできる。
FIG. 10c is a cross-sectional view taken along line AA ′, and FIG. 10d is a cross-sectional view taken along line BB ′.
In the array-type biosensor for simultaneous measurement of multiple items shown in FIG. 10, by arranging a plurality of biosensors regularly than shown in FIG. 9, not only a large number of sample solutions can be measured simultaneously, but also one sample solution is opposed. With the two disposed biosensor unit-containing substrates, a larger number of items (reagent layers) can be measured. In actual use, the sample liquid 11 previously arranged on a flat substrate so as to have a certain contact angle can be used for measurement. Further, by directing the sample inlet 9 upward, the sample liquid can be directly introduced using a sample dispenser such as a spotter.
図11は図9のアレイ状の多項目同時測定用バイオセンサにおいて、各バイオセンサ単位の空気排出口24を電極パターン4と配線22の間に設けたアレイ状の多項目同時測定用バイオセンサを示している。 FIG. 11 shows an array-like multi-item simultaneous measurement biosensor in which the air discharge port 24 of each biosensor unit is provided between the electrode pattern 4 and the wiring 22 in the array-like multi-item simultaneous measurement biosensor of FIG. Show.
このアレイ状の多項目同時測定用バイオセンサの場合、図9および図10で示したアレイ状の多項目同時測定用バイオセンサと異なり、試料搬送路と直交する配線22をレジスト層13で必ずしも絶縁する必要がない。さらに、図9および図10で示したアレイ状の多項目同時測定用バイオセンサと比較すると、空気排出口24が電極23の近傍に設けられているため、試料搬送路5の長さが短くなり、測定に必要な試料液の量も全体として少なくて済むという特徴を有している。図11cはA−A' 断面図、図11dはB−B' 断面図を示す。 In the case of this array-shaped multi-item simultaneous measurement biosensor, unlike the array-shaped multi-item simultaneous measurement biosensor shown in FIGS. 9 and 10, the wiring 22 orthogonal to the sample transport path is not necessarily insulated by the resist layer 13. There is no need to do. Furthermore, compared to the array-shaped biosensor for multi-item simultaneous measurement shown in FIGS. 9 and 10, since the air outlet 24 is provided in the vicinity of the electrode 23, the length of the sample transport path 5 is shortened. In addition, the amount of the sample solution necessary for the measurement is small as a whole. FIG. 11c is a cross-sectional view taken along line AA ′, and FIG. 11d is a cross-sectional view taken along line BB ′.
図12は図11の多項目同時測定用バイオセンサが、さらに複数個連接した多項目同時測定用バイオセンサを示す。図12では、10組のバイオセンサ単位含有基板が存在し、各バイオセンサ単位含有基板には20個のバイオセンサ単位が存在する。 FIG. 12 shows a multi-item simultaneous measurement biosensor in which a plurality of multi-item simultaneous measurement biosensors of FIG. 11 are further connected. In FIG. 12, there are 10 sets of biosensor unit-containing substrates, and each biosensor unit-containing substrate has 20 biosensor units.
図12aは透視図である。図12bは使用例で、多項目同時測定用バイオセンサを縦方向に存在するV溝7に沿ってそれぞれV字になるように折ったときの様子を示している。たとえば、このアレイ状の多項目同時測定用バイオセンサでは、1つのバイオセンサ単位含有基板には20個のバイオセンサ単位が含まれるので、合計200個の試料導入口9が形成される。 FIG. 12a is a perspective view. FIG. 12 b shows an example of use of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items when folded into a V shape along the V groove 7 existing in the vertical direction. For example, in this array-shaped multi-item simultaneous measurement biosensor, since 20 biosensor units are included in one biosensor unit-containing substrate, a total of 200 sample inlets 9 are formed.
図12cはA−A' 断面図、図12dはB−B' 断面図を示す。
図12のアレイ型の多項目同時測定用バイオセンサでは図11で示したよりも複数のバイオセンサを規則的に配列させることで、多数の試料液を同時に測定できるだけではなく、1つの試料液を対向配置された2組のバイオセンサ単位含有基板によってより多数項目(試薬層)の測定を可能としている。
12c is a cross-sectional view taken along the line AA ′, and FIG. 12d is a cross-sectional view taken along the line BB ′.
In the array type multi-item simultaneous measurement biosensor of FIG. 12, by arranging a plurality of biosensors regularly than shown in FIG. 11, not only a large number of sample solutions can be measured simultaneously, but also one sample solution is opposed. A large number of items (reagent layers) can be measured by the two sets of biosensor unit-containing substrates arranged.
実際の使用では、実施例10と同様に、試料液11を予め平面基板上に、ある程度の接触角を持つように配列させたものを測定に使用することができる。また、試料導入口9を上に向けることで、スポッタなどの試料分注機を使用して直接試料液を導入することもできる。これらの場合、実施例11で述べた理由から、実施例10と比較して、使用する試料液の量を少なくして測定することができる。 In actual use, as in Example 10, the sample liquid 11 previously arranged on the flat substrate so as to have a certain contact angle can be used for the measurement. Further, by directing the sample inlet 9 upward, the sample liquid can be directly introduced using a sample dispenser such as a spotter. In these cases, for the reason described in Example 11, measurement can be performed with a smaller amount of sample solution used than in Example 10.
図13は、1枚の基板上に縦に向かい合うように2つのバイオセンサ単位を配列させたものを、使用時、バイオセンサ単位をそれぞれ1つずつ含む2つのバイオセンサ単位含有基板に設けたV溝に沿って折畳むことで、測定に使用できる多項目同時測定用バイオセンサを示す。 FIG. 13 shows a V array in which two biosensor units are arranged on a single substrate so as to face each other vertically and are provided on two biosensor unit-containing substrates each including one biosensor unit. A biosensor for simultaneous measurement of multiple items that can be used for measurement by folding along a groove is shown.
図13aは、多項目同時測定用バイオセンサの長方形の基板1の外側を示す。基板1の中心部には水平に形成されたV溝7が設けられている。 FIG. 13a shows the outside of the rectangular substrate 1 of the multi-item simultaneous measurement biosensor. A horizontal V-groove 7 is provided at the center of the substrate 1.
図13bは基板1の内側を示す。基板1の内側には、基板の中心破線12を境に2組の電極を含むパターン4が対向して配置されている。また、試薬層6が各組の電極パターン上の一部に形成されている。図13bには示されていないが、試薬層6となるパターンの区画を明確にするため、図13dで示すスペーサー3を成す接着剤層と図13bの電極パターン4を含む基板1の間に、接着剤層と同様のパターンでレジスト層を設けてもよい。この場合、レジスト層は接着剤層と同様にスペーサー3となるが、例えば、レジスト層が接着剤層と同様のパターンを形成しない場合があるが、その場合、レジスト層は反応層6以外の電極パターン4が試料搬送路5と交わるのを防ぐための絶縁層として設けることもできる。また、接着剤層3は図示したように先ずカバー2上に予め形成させておいても、基板1上にあるレジスト層の上に形成させてもどちらでもよい。 FIG. 13 b shows the inside of the substrate 1. Inside the substrate 1, a pattern 4 including two sets of electrodes is disposed so as to face each other with the central broken line 12 of the substrate as a boundary. A reagent layer 6 is formed on a part of each set of electrode patterns. Although not shown in FIG. 13b, in order to clarify the section of the pattern to be the reagent layer 6, between the adhesive layer forming the spacer 3 shown in FIG. 13d and the substrate 1 including the electrode pattern 4 of FIG. A resist layer may be provided in the same pattern as the adhesive layer. In this case, the resist layer becomes the spacer 3 like the adhesive layer. For example, the resist layer may not form the same pattern as the adhesive layer. In this case, the resist layer is an electrode other than the reaction layer 6. It can also be provided as an insulating layer for preventing the pattern 4 from crossing the sample transport path 5. Further, the adhesive layer 3 may be formed on the cover 2 in advance as shown in the drawing, or may be formed on the resist layer on the substrate 1.
図13cは、カバー2の外側部分を示す。カバー2の中心部には基板1と同様に水平に形成された切断線がV溝7の形で設けられている。図13dはカバー2の内側を示す。カバー2の内側表面にはスペーサー層3としての接着剤層が形成されている。カバー2上部にはスペーサーが存在しない部分5が接着剤層3を縦に2分するように設けられ、基板1との貼り合わせにより試薬搬送路5を形成する。この場合、試料搬送路の両端がカバーの上端から下端にかけて延びている。 FIG. 13 c shows the outer part of the cover 2. A cutting line that is horizontally formed in the center of the cover 2 is provided in the form of a V-groove 7 in the same manner as the substrate 1. FIG. 13 d shows the inside of the cover 2. An adhesive layer as a spacer layer 3 is formed on the inner surface of the cover 2. A portion 5 without a spacer is provided on the cover 2 so as to divide the adhesive layer 3 into two vertically, and the reagent transport path 5 is formed by bonding to the substrate 1. In this case, both ends of the sample transport path extend from the upper end to the lower end of the cover.
図13eは基板1とカバー2の内側を、それぞれ中心の水平線12にあわせて重ね合わせたときの多項目同時測定用バイオセンサ15の構成図を示す。カバー2の長さを基板1よりも短くすることで、両者の端には端子8が形成される。また、溝7を境界にして、バイオセンサ単位27を1つずつ含む2つのバイオセンサ単位含有基板28が存在する。 FIG. 13e shows a configuration diagram of the biosensor 15 for simultaneous measurement of multiple items when the insides of the substrate 1 and the cover 2 are superimposed on the horizontal line 12 at the center. By making the length of the cover 2 shorter than that of the substrate 1, terminals 8 are formed at both ends. There are also two biosensor unit-containing substrates 28 each including one biosensor unit 27 with the groove 7 as a boundary.
図13fは図13eに示した多項目同時測定用バイオセンサの上方にある試料搬送路部分のA−A' 断面図を示す。基板1上に電極4が配置されており、基板1とカバー2の間には接着剤層3およびスペーサーの空き部分としての試料搬送路5が形成されている。図13gは図13eに示した多項目同時測定用バイオセンサの電極のパターン上のB−B' 断面図を示す。2組の電極の間の基板1およびカバー2の外側にはV字の溝7が、互いに重なるように設けられている。基板1上には2本の電極4が上端および下端からそれぞれ中心付近まで延びている。 FIG. 13f shows a cross-sectional view along the line AA ′ of the sample transport path portion above the biosensor for simultaneous measurement of multiple items shown in FIG. 13e. An electrode 4 is disposed on the substrate 1, and a sample transport path 5 is formed between the substrate 1 and the cover 2 as an empty portion of the adhesive layer 3 and the spacer. FIG. 13g shows a BB ′ cross-sectional view on the electrode pattern of the biosensor for multi-item simultaneous measurement shown in FIG. 13e. On the outside of the substrate 1 and the cover 2 between the two sets of electrodes, a V-shaped groove 7 is provided so as to overlap each other. On the substrate 1, two electrodes 4 extend from the upper end and the lower end to the vicinity of the center, respectively.
図13hは本発明の多項目同時測定用バイオセンサの使用例を示す。図13hはカバー部分2にあるV溝7に沿って多項目同時測定用バイオセンサを縦に折り曲げた場合を示す。これにより2つのバイオセンサ単位含有基板を区分するように、基板1は2つに折られるが、分断されない。その一方で、カバー部分はV溝に沿って分断される。その結果、2つのバイオセンサ単位含有基板は図示するように折畳んだ形状を取ることができる。 FIG. 13h shows an example of use of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention. FIG. 13 h shows a case where the multi-item simultaneous measurement biosensor is vertically folded along the V-groove 7 in the cover portion 2. Thus, the substrate 1 is folded in two so as to separate the two biosensor unit-containing substrates, but is not divided. On the other hand, the cover part is divided along the V-groove. As a result, the two biosensor unit-containing substrates can have a folded shape as illustrated.
このとき試料搬送路5は2つのバイオセンサ単位含有基板の境のV溝に沿って分断され、各バイオセンサ単位の試料導入口9が1箇所に隣接した形状で形成される。この状態で、試料液11に隣接する2つの試料導入口9を接触させることで、該試料液は隣り合うバイオセンサ単位の試料搬送路5に、互いに独立して毛管現象により導入される。試料搬送路5への試料液11の導入を円滑に行なうために、空気排出口10は試料導入口9の反対側に設けられている。 At this time, the sample transport path 5 is divided along the V-groove at the boundary between the two biosensor unit-containing substrates, and the sample inlet 9 for each biosensor unit is formed in a shape adjacent to one place. In this state, the two sample introduction ports 9 adjacent to the sample solution 11 are brought into contact with each other, whereby the sample solution is introduced into the sample transport path 5 of the adjacent biosensor unit independently of each other by capillary action. In order to smoothly introduce the sample liquid 11 into the sample transport path 5, the air discharge port 10 is provided on the opposite side of the sample introduction port 9.
図13の多項目同時測定用バイオセンサ構造の場合、1つの試料液を隣り合う2つのバイオセンサ単位が互いの試薬層に存在させた試薬の干渉を受けることなく、完全に独立した系で測定を遂行できることが特徴として挙げられる。ここで、図13に例示した多項目同時測定用バイオセンサは、2つのバイオセンサ単位含有基板1が向かい合うように折畳んで、それぞれの端子8が背を向くようにした状態で使用での形態のほか、2つのバイオセンサ単位含有基板のカバー2が向かい合うように折畳んで、それぞれの端子8が向かい合うようにした状態で使用しても良い。 In the case of the biosensor structure for multi-item simultaneous measurement in FIG. 13, one sample solution is measured in a completely independent system without being interfered by a reagent in which two adjacent biosensor units are present in each reagent layer. It can be mentioned as a feature. Here, the biosensor for multi-item simultaneous measurement illustrated in FIG. 13 is folded in such a manner that the two biosensor unit-containing substrates 1 face each other and the terminals 8 face each other. In addition, the cover 2 of the two biosensor unit-containing substrates may be folded so that they face each other, and the terminals 8 may face each other.
図14は図13の多項目同時測定用バイオセンサの構造と外側についてはほぼ同様であるが、内部構造が異なる。 FIG. 14 is substantially the same as the multi-item simultaneous measurement biosensor of FIG. 13 with respect to the outside, but the internal structure is different.
図14aは、多項目同時測定用バイオセンサの長方形の基板1の外側を示す。基板1の中心部には水平に形成されたV溝7が設けられている。 FIG. 14a shows the outside of the rectangular substrate 1 of the multi-item simultaneous measurement biosensor. A horizontal V-groove 7 is provided at the center of the substrate 1.
図14bは基板1の内側を示す。基板1の内側には、基板の中心破線12を境に2組の電極を含むパターン4が対向して配置されている。また、試薬層6が各組の電極パターン上の一部に形成されている。図14bには示されていないが、反応槽6となるパターンの区画を明確にするため、図14dで示すスペーサー3を成す接着剤層と図14bの電極パターン4を含む基板1の間に、接着剤層と同様のパターンでレジスト層を設けてもよい。この場合、レジスト層は接着剤層と同様にスペーサー3となるが、例えば、レジスト層が接着剤層と同様のパターンを形成しない場合があるが、その場合、レジスト層は反応層6以外の電極パターン4が試料搬送路5と交わるのを防ぐための絶縁層として設けることもできる。また、接着剤層3は図示したように先ずカバー2上に予め形成させておいても、基板1上にあるレジスト層の上に形成させてもどちらでもよい。 FIG. 14 b shows the inside of the substrate 1. Inside the substrate 1, a pattern 4 including two sets of electrodes is disposed so as to face each other with the central broken line 12 of the substrate as a boundary. A reagent layer 6 is formed on a part of each set of electrode patterns. Although not shown in FIG. 14b, in order to clarify the section of the pattern that becomes the reaction vessel 6, between the adhesive layer forming the spacer 3 shown in FIG. 14d and the substrate 1 including the electrode pattern 4 of FIG. 14b, A resist layer may be provided in the same pattern as the adhesive layer. In this case, the resist layer becomes the spacer 3 like the adhesive layer. For example, the resist layer may not form the same pattern as the adhesive layer. In this case, the resist layer is an electrode other than the reaction layer 6. It can also be provided as an insulating layer for preventing the pattern 4 from crossing the sample transport path 5. Further, the adhesive layer 3 may be formed on the cover 2 in advance as shown in the drawing, or may be formed on the resist layer on the substrate 1.
図14cは、カバー2の外側部分を示す。カバー2の中心部には基板1と同様に水平に形成された切断線がV溝7の形で設けられている。さらに、図13cとは異なり、空気排出口24が2箇所で設けられている。図14dはカバー2の内側を示す。カバー2の内側表面にはスペーサー層3としての接着剤層が形成されている。カバー2上部には接着剤層3が存在しない部分5が2組のバイオセンサ単位含有基板の空気排出口24の間で形成されている。 FIG. 14 c shows the outer part of the cover 2. A cutting line that is horizontally formed in the center of the cover 2 is provided in the form of a V-groove 7 in the same manner as the substrate 1. Furthermore, unlike FIG. 13c, the air discharge port 24 is provided in two places. FIG. 14 d shows the inside of the cover 2. An adhesive layer as a spacer layer 3 is formed on the inner surface of the cover 2. A portion 5 where the adhesive layer 3 does not exist is formed between the air discharge ports 24 of the two sets of biosensor unit-containing substrates on the cover 2.
図14eは基板1とカバー2の内側を、それぞれ中心の水平線12にあわせて重ね合わせたときの多項目同時測定用バイオセンサ15の構成図を示す。カバー2の長さを基板1よりも短くすることで、両者の端には端子8が形成される。また、溝7を境界にして、2つのバイオセンサ単位27が1つずつ、2つのバイオセンサ単位含有基板28に含まれて存在し、それぞれのバイオセンサ単位含有基板28には1つの空気排出口24が備えられている。 FIG. 14e shows a configuration diagram of the biosensor 15 for simultaneous measurement of multiple items when the insides of the substrate 1 and the cover 2 are overlapped with the horizontal line 12 at the center. By making the length of the cover 2 shorter than that of the substrate 1, terminals 8 are formed at both ends. Two biosensor units 27 are included in two biosensor unit-containing substrates 28 one by one with the groove 7 as a boundary, and one air exhaust port is provided in each biosensor unit-containing substrate 28. 24 is provided.
図14fは図14eに示した多項目同時測定用バイオセンサの上方にある試料搬送路部分のA−A' 断面図を示す。基板1上に電極4が配置されており、基板1とカバー2の間には接着剤層3およびスペーサーの空き部分としての試料搬送路5が形成されている。図1gは図1eに示した多項目同時測定用バイオセンサの電極のパターン上のB−B' 断面図を示す。2組の電極の間の基板1およびカバー2の外側にはV字の溝7が、互いに重なるように設けられている。基板1上には2本の電極4が上端および下端からそれぞれ中心付近まで延びている。 FIG. 14f shows an AA ′ cross-sectional view of the sample transport path portion above the multi-item simultaneous measurement biosensor shown in FIG. 14e. An electrode 4 is disposed on the substrate 1, and a sample transport path 5 is formed between the substrate 1 and the cover 2 as an empty portion of the adhesive layer 3 and the spacer. FIG. 1g shows a BB ′ cross-sectional view on the electrode pattern of the biosensor for multi-item simultaneous measurement shown in FIG. 1e. On the outside of the substrate 1 and the cover 2 between the two sets of electrodes, a V-shaped groove 7 is provided so as to overlap each other. On the substrate 1, two electrodes 4 extend from the upper end and the lower end to the vicinity of the center, respectively.
図14hは本発明の多項目同時測定用バイオセンサの使用例を示す。図14hはカバー部分2にあるV溝7に沿って多項目同時測定用バイオセンサを縦に折り曲げた場合を示す。これにより2つのバイオセンサ単位含有基板を区分するように、基板1は2つに折られるが、分断されない。その一方で、カバー部分はV溝に沿って分断される。その結果、2つのバイオセンサ単位含有基板は図示するようにV字型の形状を取ることができる。このとき試料搬送路5は2つのバイオセンサ単位含有基板の境のV溝に沿って分断され、各バイオセンサ単位の試料導入口9が1箇所に隣接した形状で形成される。この状態で、試料液11に隣接する2つの試料導入口9を接触させることで、該試料液は隣り合うバイオセンサ単位の試料搬送路5に、互いに独立して毛管現象により導入される。試料搬送路5への試料液11の導入を円滑に行なうために、空気排出口24は電極が存在する試薬層6を通り過ぎた後に、カバー2を貫いた形状で存在している。 FIG. 14h shows a usage example of the biosensor for multi-item simultaneous measurement of the present invention. FIG. 14 h shows a case where the multi-item simultaneous measurement biosensor is vertically folded along the V-groove 7 in the cover portion 2. Thus, the substrate 1 is folded in two so as to separate the two biosensor unit-containing substrates, but is not divided. On the other hand, the cover part is divided along the V-groove. As a result, the two biosensor unit-containing substrates can take a V-shape as illustrated. At this time, the sample transport path 5 is divided along the V-groove at the boundary between the two biosensor unit-containing substrates, and the sample inlet 9 for each biosensor unit is formed in a shape adjacent to one place. In this state, the two sample introduction ports 9 adjacent to the sample solution 11 are brought into contact with each other, whereby the sample solution is introduced into the sample transport path 5 of the adjacent biosensor unit independently of each other by capillary action. In order to smoothly introduce the sample liquid 11 into the sample transport path 5, the air discharge port 24 exists in a shape penetrating the cover 2 after passing through the reagent layer 6 where the electrode is present.
図13に例示した多項目同時測定用バイオセンサと異なり、図14に例示の多項目同時測定用バイオセンサではカバー2を貫通させて設けた空気排出口24によって、試料搬送路5の容積が少なくて済む構造を採っているために、結果として、測定に必要な試料液量を削減できるところに特徴がある。それ以外の特徴および使用の応用例は図13に例示した多項目同時測定用バイオセンサと同様で、2つのバイオセンサ単位含有基板1が向かい合うように折畳んで、それぞれの端子8が背を向くようにした状態で使用での形態のほか、2つのバイオセンサ単位含有基板のカバー2が向かい合うように折畳んで、それぞれの端子8が向かい合うようにした状態で使用しても良い。 Unlike the multi-item simultaneous measurement biosensor illustrated in FIG. 13, the multi-item simultaneous measurement biosensor illustrated in FIG. 14 has a small volume of the sample transport path 5 due to the air discharge port 24 provided through the cover 2. As a result, it is characterized in that the amount of sample solution required for measurement can be reduced. Other features and application examples of use are the same as the biosensor for simultaneous measurement of multiple items illustrated in FIG. 13, the two biosensor unit-containing substrates 1 are folded so as to face each other, and the respective terminals 8 face back. In addition to the form in use in such a state, the cover 2 of the two biosensor unit-containing substrates may be folded so that they face each other, and each terminal 8 faces each other.
図15は図13の多項目同時測定用バイオセンサの構造と外側についてはほぼ同様であるが、内部構造が異なる。 FIG. 15 is substantially the same as the multi-item simultaneous measurement biosensor in FIG. 13 with respect to the outside, but the internal structure is different.
図15aは、多項目同時測定用バイオセンサの長方形の基板1の外側を示す。基板1の中心部には水平に形成されたV溝7が設けられている。 FIG. 15a shows the outside of the rectangular substrate 1 of the biosensor for multi-item simultaneous measurement. A horizontal V-groove 7 is provided at the center of the substrate 1.
図15bは基板1の内側を示す。基板1の内側には、基板の中心破線12を境に4組の電極を含むパターン4が2組ずつ対向して配置されている。また、試薬層6が各組の電極パターン上の一部に形成されている。図15bには示されていないが、反応槽6となるパターンの区画を明確にするため、図15dで示すスペーサー3を成す接着剤層と図15bの電極パターン4を含む基板1の間に、接着剤層と同様のパターンでレジスト層を設けてもよい。この場合、レジスト層は接着剤層と同様にスペーサー3となるが、例えば、レジスト層が接着剤層と同様のパターンを形成しない場合があるが、その場合、レジスト層は反応層6以外の電極パターン4が試料搬送路5と交わるのを防ぐための絶縁層として設けることもできる。また、接着剤層3は図示したように先ずカバー2表面上に予め形成させておいても、基板1上にあるレジスト層の上に形成させてもどちらでもよい。 FIG. 15 b shows the inside of the substrate 1. Inside the substrate 1, two sets of patterns 4 including four sets of electrodes are arranged so as to face each other with the center broken line 12 of the substrate as a boundary. A reagent layer 6 is formed on a part of each set of electrode patterns. Although not shown in FIG. 15b, in order to clarify the section of the pattern to be the reaction vessel 6, between the adhesive layer forming the spacer 3 shown in FIG. 15d and the substrate 1 including the electrode pattern 4 of FIG. 15b, A resist layer may be provided in the same pattern as the adhesive layer. In this case, the resist layer becomes the spacer 3 like the adhesive layer. For example, the resist layer may not form the same pattern as the adhesive layer. In this case, the resist layer is an electrode other than the reaction layer 6. It can also be provided as an insulating layer for preventing the pattern 4 from crossing the sample transport path 5. Further, the adhesive layer 3 may be formed first on the surface of the cover 2 as shown in the drawing, or may be formed on the resist layer on the substrate 1.
図15cは、カバー2の外側部分を示す。カバー2の中心部には基板1と同様に水平に形成された切断線がV溝7の形で設けられている。図15dはカバー2の内側を示す。カバー2の内側表面にはスペーサー層3としての接着剤層が形成されている。カバー2上部にはスペーサーが存在しない部分5が接着剤層3内に×状に設けられ、基板1との貼り合わせにより試薬搬送路5を形成する。この場合、試料搬送路の両端が多項目同時測定用バイオセンサの断面と異なる側面から4箇所現れる形状を取っている。 FIG. 15 c shows the outer part of the cover 2. A cutting line that is horizontally formed in the center of the cover 2 is provided in the form of a V-groove 7 in the same manner as the substrate 1. FIG. 15 d shows the inside of the cover 2. An adhesive layer as a spacer layer 3 is formed on the inner surface of the cover 2. A portion 5 where no spacer is present is provided in the adhesive layer 3 at the top of the cover 2 in an X shape, and the reagent transport path 5 is formed by bonding to the substrate 1. In this case, both ends of the sample transport path have a shape that appears at four places from the side surface different from the cross section of the multi-item simultaneous measurement biosensor.
図15eは基板1とカバー2の内側を、それぞれ中心の水平線12にあわせて重ね合わせたときの多項目同時測定用バイオセンサ15の構成図を示す。カバー2の長さを基板1よりも短くすることで、両者の端には端子8が形成される。また、溝7を境界にして、4つのバイオセンサ単位27が2つずつ、2つのバイオセンサ単位含有基板28中にそれぞれ存在する。さらにバイオセンサ単位含有基板28の断面と異なる側面に、それぞれのバイオセンサ単位に由来する空気排出口10が備えられている。 FIG. 15e shows a configuration diagram of the biosensor 15 for simultaneous measurement of multiple items when the insides of the substrate 1 and the cover 2 are overlapped with the central horizontal line 12, respectively. By making the length of the cover 2 shorter than that of the substrate 1, terminals 8 are formed at both ends. In addition, two biosensor units 27 exist in two biosensor unit-containing substrates 28, each having two grooves, with the groove 7 as a boundary. Furthermore, the air outlet 10 derived from each biosensor unit is provided on a side surface different from the cross section of the biosensor unit-containing substrate 28.
図15fは図15eに示した多項目同時測定用バイオセンサの上方にある試料搬送路部分のA−A' 断面図を示す。基板1上に電極4が配置されており、基板1とカバー2の間には接着剤層3およびスペーサーの空き部分としての試料搬送路5が形成されている。図15gは図15eに示した多項目同時測定用バイオセンサの電極のパターン上のB−B' 断面図を示す。2組の電極の間の基板1およびカバー2の外側にはV字の溝7が、互いに重なるように設けられている。基板1上には2本の電極4が上端および下端からそれぞれ中心付近まで延び、V溝7付近に試料搬送路5が形成されている。 FIG. 15f shows a cross-sectional view taken along line AA ′ of the sample transport path portion above the biosensor for simultaneous measurement of multiple items shown in FIG. 15e. An electrode 4 is disposed on the substrate 1, and a sample transport path 5 is formed between the substrate 1 and the cover 2 as an empty portion of the adhesive layer 3 and the spacer. FIG. 15g shows a BB ′ cross-sectional view on the electrode pattern of the biosensor for multi-item simultaneous measurement shown in FIG. 15e. On the outside of the substrate 1 and the cover 2 between the two sets of electrodes, a V-shaped groove 7 is provided so as to overlap each other. Two electrodes 4 extend from the upper end and the lower end to the vicinity of the center on the substrate 1, and a sample transport path 5 is formed in the vicinity of the V groove 7.
図15hは本発明の多項目同時測定用バイオセンサの使用例を示す。図15hはカバー部分2にあるV溝7に沿って多項目同時測定用バイオセンサを縦に折り曲げた場合を示す。これにより4つのバイオセンサ単位を含む基板1は、バイオセンサ単位を2つずつ含む2つのバイオセンサ単位含有基板に区分されるように折られるが、分断されない。その一方で、カバー部分はV溝に沿って分断される。その結果、2つのバイオセンサ単位含有基板は図示するように折畳んだ形状を取ることができる。 FIG. 15h shows a usage example of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention. FIG. 15 h shows a case where the biosensor for simultaneous measurement of multiple items is vertically folded along the V groove 7 in the cover portion 2. Thereby, the substrate 1 including four biosensor units is folded so as to be divided into two biosensor unit-containing substrates each including two biosensor units, but is not divided. On the other hand, the cover part is divided along the V-groove. As a result, the two biosensor unit-containing substrates can have a folded shape as illustrated.
このとき試料搬送路5は4つのバイオセンサ単位のうち2つずつV溝に沿って分断され、各バイオセンサ単位の試料導入口9が1箇所に隣接した形状で形成される。この状態で、試料液11に隣接する4つの試料導入口9を接触させることで、該試料液は隣り合うバイオセンサ単位の試料搬送路5に毛管現象により独立して導入される。試料搬送路5への試料液11の導入を円滑に行なうために、空気排出口10は電極が存在する試薬層6の奥に位置するバイオセンサ単位含有基板の側面に設けられている。 At this time, the sample transport path 5 is divided along the V-groove by two of the four biosensor units, and the sample inlet 9 of each biosensor unit is formed in a shape adjacent to one place. In this state, by bringing the four sample inlets 9 adjacent to the sample solution 11 into contact, the sample solution is independently introduced into the sample transport path 5 of the adjacent biosensor unit by capillary action. In order to smoothly introduce the sample solution 11 into the sample transport path 5, the air discharge port 10 is provided on the side surface of the biosensor unit-containing substrate located behind the reagent layer 6 where the electrodes are present.
図13に例示した多項目同時測定用バイオセンサと異なり、図15に例示の多項目同時測定用バイオセンサでは中心にあるV溝に沿って折畳むことにより2つずつのバイオセンサ単位が背中合わせの状態になる。これにより、1つの試料液から最大で4項目の測定が可能となる。それ以外の特徴および使用の応用例は図13に例示した多項目同時測定用バイオセンサと同様で、2つのバイオセンサ単位含有基板1が向かい合うように折畳んで、それぞれの端子8が背を向くようにした状態で使用での形態のほか、2つのバイオセンサ単位含有基板のカバー2が向かい合うように折畳んで、それぞれの端子8が向かい合うようにした状態で使用しても良い。 Unlike the multi-item simultaneous measurement biosensor illustrated in FIG. 13, the multi-item simultaneous measurement biosensor illustrated in FIG. 15 is configured such that two biosensor units are back-to-back by folding along the central V-groove. It becomes a state. As a result, a maximum of four items can be measured from one sample solution. Other features and application examples of use are the same as the biosensor for simultaneous measurement of multiple items illustrated in FIG. 13, the two biosensor unit-containing substrates 1 are folded so as to face each other, and the respective terminals 8 face back. In addition to the form in use in such a state, the cover 2 of the two biosensor unit-containing substrates may be folded so that they face each other, and each terminal 8 faces each other.
図16は図13の多項目同時測定用バイオセンサの構造と外側についてはほぼ同様であるが、内部構造が異なる。 FIG. 16 is substantially the same as the multi-item simultaneous measurement biosensor of FIG. 13 with respect to the outside, but the internal structure is different.
図16aは、多項目同時測定用バイオセンサの長方形の基板1の外側を示す。基板1の中心部には水平に形成されたV溝7が設けられている。 FIG. 16a shows the outside of the rectangular substrate 1 of the biosensor for multi-item simultaneous measurement. A horizontal V-groove 7 is provided at the center of the substrate 1.
図16bは基板1の内側を示す。基板1の内側には、基板の中心破線12を境に4組の電極を含むパターン4が2組ずつ対向して配置されている。また、試薬層6が各組の電極パターン上の一部に形成されている。図16bには示されていないが、反応槽6となるパターンの区画を明確にするため、図16dで示すスペーサー3を成す接着剤層と図16bの電極パターン4を含む基板1の間に、接着剤層と同様のパターンでレジスト層を設けてもよい。この場合、レジスト層は接着剤層と同様にスペーサー3となるが、例えば、レジスト層が接着剤層と同様のパターンを形成しない場合があるが、その場合、レジスト層は試薬層6以外の電極パターン4が試料搬送路5と交わるのを防ぐための絶縁層として設けることもできる。また、接着剤層3は図示したように先ずカバー2上に予め形成させておいても、基板1上にあるレジスト層の上に形成させてもどちらでもよい。 FIG. 16 b shows the inside of the substrate 1. Inside the substrate 1, two sets of patterns 4 including four sets of electrodes are arranged so as to face each other with the center broken line 12 of the substrate as a boundary. A reagent layer 6 is formed on a part of each set of electrode patterns. Although not shown in FIG. 16b, in order to clarify the section of the pattern to be the reaction vessel 6, between the adhesive layer forming the spacer 3 shown in FIG. 16d and the substrate 1 including the electrode pattern 4 of FIG. 16b, A resist layer may be provided in the same pattern as the adhesive layer. In this case, the resist layer becomes the spacer 3 like the adhesive layer. For example, the resist layer may not form the same pattern as the adhesive layer. In this case, the resist layer is an electrode other than the reagent layer 6. It can also be provided as an insulating layer for preventing the pattern 4 from crossing the sample transport path 5. Further, the adhesive layer 3 may be formed on the cover 2 in advance as shown in the drawing, or may be formed on the resist layer on the substrate 1.
図16cは、カバー2の外側部分を示す。カバー2の中心部には基板1と同様に水平に形成された切断線がV溝7の形で設けられている。さらに、図15cとは異なり、空気排出口24が4箇所で設けられている。図16dはカバー2の内側を示す。カバー2の内側表面にはスペーサー層3としての接着剤層が形成されている。さらに、カバー2表面上にはスペーサーが存在しない部分5が接着剤層3内に×状に設けられ、その4つの端には貫通穴24が設けられている。基板1との貼り合わせにより試薬搬送路5を形成する。 FIG. 16 c shows the outer part of the cover 2. In the center of the cover 2, a cutting line formed in the horizontal direction in the same manner as the substrate 1 is provided in the form of a V groove 7. Furthermore, unlike FIG. 15c, the air discharge port 24 is provided in four places. FIG. 16 d shows the inside of the cover 2. An adhesive layer as a spacer layer 3 is formed on the inner surface of the cover 2. Further, on the surface of the cover 2, a portion 5 where no spacer exists is provided in the adhesive layer 3 in an X shape, and through holes 24 are provided at four ends thereof. Reagent transport path 5 is formed by bonding to substrate 1.
図16eは基板1とカバー2の内側を、それぞれ中心の水平線12にあわせて重ね合わせたときの多項目同時測定用バイオセンサ15の構成図を示す。カバー2の長さを基板1よりも短くすることで、両者の端には端子8が形成される。また、溝7を境界にして、4つのバイオセンサ単位27が区分されて2つずつ、2つのバイオセンサ単位含有基板28に含まれて存在し、それぞれのバイオセンサ単位はそれぞれ1つの空気排出口24を備えている。 FIG. 16e shows a configuration diagram of the biosensor 15 for simultaneous measurement of multiple items when the insides of the substrate 1 and the cover 2 are superimposed on the central horizontal line 12, respectively. By making the length of the cover 2 shorter than that of the substrate 1, terminals 8 are formed at both ends. In addition, four biosensor units 27 are divided into two and are included in two biosensor unit-containing substrates 28 with the groove 7 as a boundary, and each biosensor unit has one air outlet. 24.
図16fは図16eに示した多項目同時測定用バイオセンサの上方にある試料搬送路部分のA−A' 断面図を示す。基板1上に電極4が配置されており、基板1とカバー2の間には接着剤層3およびスペーサーの空き部分としての試料搬送路5及び、2つの空気排出口24が形成されている。図16gは図16eに示したバイオセンサの電極のパターン上のB−B' 断面図を示す。2組の電極の間の基板1およびカバー2の外側にはV字の溝7が、互いに重なるように設けられている。基板1上には2本の電極4が上端および下端からそれぞれ中心付近まで延び、V溝7付近に試料搬送路5が形成されている。 FIG. 16f shows a cross-sectional view along the line AA ′ of the sample transport path portion above the biosensor for simultaneous measurement of multiple items shown in FIG. 16e. An electrode 4 is disposed on the substrate 1, and between the substrate 1 and the cover 2, an adhesive layer 3, a sample transport path 5 as a blank portion of a spacer, and two air discharge ports 24 are formed. FIG. 16g shows a BB ′ cross-sectional view on the electrode pattern of the biosensor shown in FIG. 16e. On the outside of the substrate 1 and the cover 2 between the two sets of electrodes, a V-shaped groove 7 is provided so as to overlap each other. Two electrodes 4 extend from the upper end and the lower end to the vicinity of the center on the substrate 1, and a sample transport path 5 is formed in the vicinity of the V groove 7.
図16hは本発明の多項目同時測定用バイオセンサの使用例を示す。図16hはカバー部分2にあるV溝7に沿って多項目同時測定用バイオセンサを縦に折り曲げた場合を示す。これにより4つのバイオセンサ単位を含む基板1は、バイオセンサ単位を2つずつ含むように区分されて2つのバイオセンサ単位含有基板に折られるが、分断されない。その一方で、カバー部分はV溝に沿って分断される。 FIG. 16h shows an example of use of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention. FIG. 16 h shows a case where the multi-item simultaneous measurement biosensor is vertically folded along the V-groove 7 in the cover portion 2. Accordingly, the substrate 1 including four biosensor units is divided so as to include two biosensor units and folded into two biosensor unit-containing substrates, but is not divided. On the other hand, the cover part is divided along the V-groove.
その結果、2つのバイオセンサ単位含有基板は図示するように折畳んだ形状を取ることができる。このとき試料搬送路5は4つのバイオセンサ単位のうち2つずつV溝に沿って分断され、各バイオセンサ単位の試料導入口9が1箇所に隣接した形状で形成される。この状態で、試料液11に隣接する4つの試料導入口9を接触させることで、該試料液は隣り合うバイオセンサ単位の試料搬送路5に毛管現象により独立して導入される。試料搬送路5への試料液11の導入を円滑に行なうために、電極が存在する試薬層6の奥にカバー2を貫通した状態で空気排出口24が設けられている。 As a result, the two biosensor unit-containing substrates can have a folded shape as illustrated. At this time, the sample transport path 5 is divided along the V-groove by two of the four biosensor units, and the sample inlet 9 of each biosensor unit is formed in a shape adjacent to one place. In this state, by bringing the four sample inlets 9 adjacent to the sample solution 11 into contact, the sample solution is independently introduced into the sample transport path 5 of the adjacent biosensor unit by capillary action. In order to smoothly introduce the sample solution 11 into the sample transport path 5, an air outlet 24 is provided in the state of penetrating the cover 2 behind the reagent layer 6 where the electrodes are present.
図13に例示した多項目同時測定用バイオセンサと異なり、図16に例示の多項目同時測定用バイオセンサでは中心にあるV溝に沿って折畳むことにより2つずつのバイオセンサ単位含有基板が背中合わせの状態になる。これにより、1つの試料液から最大で4項目の測定が可能となる。さらに、図13と図14に例示した多項目同時測定用バイオセンサの例と同様に、図15に例示した多項目同時測定用バイオセンサと比較して少ない試料液での測定が可能となる。それ以外の特徴および使用の応用例は図13に例示した多項目同時測定用バイオセンサと同様で、2つのバイオセンサ単位含有基板1が向かい合うように折畳んで、それぞれの端子8が背を向くようにした状態で使用での形態のほか、2つのバイオセンサ単位含有基板のカバー2が向かい合うように折畳んで、それぞれの端子8が向かい合うようにした状態で使用しても良い。 Unlike the biosensor for multi-item simultaneous measurement illustrated in FIG. 13, the biosensor for multi-item simultaneous measurement illustrated in FIG. 16 has two biosensor unit-containing substrates by folding along a central V-groove. Back to back. As a result, a maximum of four items can be measured from one sample solution. Furthermore, as in the example of the multi-item simultaneous measurement biosensor illustrated in FIGS. 13 and 14, the measurement with a smaller number of sample liquids is possible as compared with the multi-item simultaneous measurement biosensor illustrated in FIG. Other features and application examples of use are the same as the biosensor for simultaneous measurement of multiple items illustrated in FIG. 13, the two biosensor unit-containing substrates 1 are folded so as to face each other, and the respective terminals 8 face back. In addition to the form in use in such a state, the cover 2 of the two biosensor unit-containing substrates may be folded so that they face each other, and each terminal 8 faces each other.
図17は図13の多項目同時測定用バイオセンサの端子がカバーによって使用時まで保護される構造の多項目同時測定用バイオセンサを例示している。ここでは、図13の多項目同時測定用バイオセンサのみを例に挙げているが、本発明に関わる多項目同時測定用バイオセンサであれば形状において何ら限定はされない。 FIG. 17 illustrates the multi-item simultaneous measurement biosensor having a structure in which the terminals of the multi-item simultaneous measurement biosensor of FIG. 13 are protected by the cover until they are used. Here, only the multi-item simultaneous measurement biosensor of FIG. 13 is taken as an example, but the shape is not limited at all as long as it is a multi-item simultaneous measurement biosensor according to the present invention.
図17a, b, fについては図13a, b, fと同じである。図17c,d,e,g,hについては図13c,d,e,g,hに示したカバー2が基板1全体を覆う構造であり、スペーサー3を構成する接着剤層は13cに示されているパターンと同じである。上端および下端の端子8を覆うカバー部2には2箇所ずつミシン目25が設けられている。 17a, b and f are the same as FIGS. 13a, b and f. 17c, d, e, g, and h, the cover 2 shown in FIGS. 13c, d, e, g, and h covers the entire substrate 1, and the adhesive layer constituting the spacer 3 is shown in 13c. The pattern is the same. Two perforations 25 are provided in the cover portion 2 that covers the upper and lower terminals 8.
図18は図17で例示した多項目同時測定用バイオセンサの端子部分8についての使用例を示している。図18aは使用前の状態を示している。図18bでは端子8の上部を覆っていたカバー2をミシン目25に沿って取り去った状態、図18cでは前記カバー2をミシン目25に沿って折畳んだ状態、図18dでは前記カバー2をミシン目25に沿って折返した状態を示している。
このように多項目同時測定用バイオセンサの端子部分8までカバー2で覆うことで、端子8を使用時まで保護することが可能となる。
FIG. 18 shows a usage example of the terminal portion 8 of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items illustrated in FIG. FIG. 18a shows the state before use. 18B, the cover 2 covering the top of the terminal 8 is removed along the perforation 25, FIG. 18C is the cover 2 folded along the perforation 25, and FIG. A folded state along the eyes 25 is shown.
Thus, by covering the terminal portion 8 of the multi-item simultaneous measurement biosensor with the cover 2, the terminal 8 can be protected until it is used.
図19は図17に例示した端子保護型の多項目同時測定用バイオセンサ15を連接させた例を示す。ここで、連接可能な多項目同時測定用バイオセンサ15の構造には図13〜図16に例示された多項目同時測定用バイオセンサにも適用できる。すなわち、多項目同時測定用バイオセンサは基板1およびカバー2に設けたV溝を中心に個々のバイオセンサ単位含有基板28が配向した形態であれば特に限定はされない。図示したように、多項目同時測定用バイオセンサ15は縦に設けたミシン目25によって切り離して使用することができる。 FIG. 19 shows an example in which the terminal protection type multi-item simultaneous measurement biosensor 15 illustrated in FIG. 17 is connected. Here, the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 that can be connected can be applied to the multi-item simultaneous measurement biosensor illustrated in FIGS. 13 to 16. That is, the multi-item simultaneous measurement biosensor is not particularly limited as long as the individual biosensor unit-containing substrate 28 is oriented around the V-grooves provided in the substrate 1 and the cover 2. As shown in the figure, the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 can be used by being separated by a perforation 25 provided vertically.
図20は図1、図3,図4,図5に例示した多項目同時測定用バイオセンサ15を連接させた例を示す。この場合、多項目同時測定用バイオセンサ15は基板1およびカバー2に設けたV溝を中心に個々のバイオセンサ単位含有基板28が配向した形態であれば特に限定はされない。図示したように、個々の多項目同時測定用バイオセンサ15は縦に設けたミシン目25によって切り離して使用することができる。 FIG. 20 shows an example in which the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 exemplified in FIGS. 1, 3, 4 and 5 is connected. In this case, the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 is not particularly limited as long as the individual biosensor unit-containing substrates 28 are oriented around the V grooves provided in the substrate 1 and the cover 2. As shown in the drawing, each multi-item simultaneous measurement biosensor 15 can be used by being separated by a perforation 25 provided vertically.
図21は図1、図3,図4,図5に例示した多項目同時測定用バイオセンサ15を軟質シートで連接させた例を示す。この場合も実施例20と同様に、多項目同時測定用バイオセンサ15は基板1およびカバー2に設けたV溝を中心に個々のバイオセンサ単位含有基板28が配向した形態であれば特に限定はされない。図示したように、個々の多項目同時測定用バイオセンサ15は軟質シートによって連接され、縦に設けたミシン目25によって切り離して使用することができる。この形態であれば、実施例20とは異なり、個々の多項目同時測定用バイオセンサ15を折り重ねてまとめることができる。これにより、連接状態の多項目同時測定用バイオセンサ15を専用の容器等に収容することができる。 FIG. 21 shows an example in which the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 exemplified in FIGS. 1, 3, 4 and 5 is connected by a soft sheet. Also in this case, as in Example 20, the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 is not particularly limited as long as the individual biosensor unit-containing substrates 28 are oriented around the V-grooves provided in the substrate 1 and the cover 2. Not. As shown in the drawing, the individual multi-item simultaneous measurement biosensor 15 is connected by a soft sheet and can be used by being separated by a perforation 25 provided vertically. If it is this form, unlike Example 20, each multi-item simultaneous measurement biosensor 15 can be folded and put together. Accordingly, the multi-item simultaneous measurement biosensor 15 in a connected state can be accommodated in a dedicated container or the like.
図22は図1の多項目同時測定用バイオセンサの構造において、各バイオセンサ単位含有基板28上に空気排出口開口部31が設けられ、試料導入口の開口に連動して上記空気排出口開口部31が備え付けた補助具29により折り曲げられるタイプの多項目同時測定用バイオセンサ15である(図22(e))。 FIG. 22 shows the structure of the biosensor for multi-item simultaneous measurement shown in FIG. 1, in which an air outlet opening 31 is provided on each biosensor unit-containing substrate 28, and the air outlet opening is interlocked with the opening of the sample inlet. This is a multi-sensor simultaneous measurement biosensor 15 of a type that can be bent by an auxiliary tool 29 provided in the section 31 (FIG. 22 (e)).
図22aは多項目同時測定用バイオセンサの長方形の基板1の外側を示す。基板1の中心部には垂直に形成された上端側から下端側に至る切断線12および前記基板1のうち上部外側折部(空気排出口開口部)31が小さな長方形を成すように形成され、切断線12がV字の溝7の形で設けられている。これらの溝7は、多項目同時測定用バイオセンサを使用する際に、基板1中央の破線12に沿って多項目同時測定用バイオセンサをV字に折り、さらに、上部外側折部31も破線12に沿って中央の破線12方向に折るためのものである。さらに上記上部外側折部31には試料導入口の開口に連動して上記空気排出口開口部31が開口するための補助具29が備え付けられている。上記補助具29は上部外側折部31の両端を結ぶようにして2本備えられている。前記補助具29は上部外側折部31に固定するための固着分が設けられている。 FIG. 22a shows the outside of the rectangular substrate 1 of the multi-item simultaneous measurement biosensor. In the central portion of the substrate 1, a cutting line 12 formed vertically from the upper end side to the lower end side and an upper outer folding portion (air outlet opening portion) 31 of the substrate 1 are formed so as to form a small rectangle, A cutting line 12 is provided in the form of a V-shaped groove 7. These grooves 7 fold the multi-item simultaneous measurement biosensor into a V shape along the broken line 12 at the center of the substrate 1 when using the multi-item simultaneous measurement biosensor. 12 to fold in the direction of the center broken line 12. Further, the upper outer fold 31 is provided with an auxiliary tool 29 for opening the air outlet opening 31 in conjunction with the opening of the sample inlet. Two auxiliary tools 29 are provided so as to connect both ends of the upper outer folding part 31. The auxiliary tool 29 is provided with a fixing portion for fixing to the upper outer folding part 31.
図22bは基板1の内側を示す。基板1の内側には、基板の中心破線12を境に2組の電極を含むパターン4が平行して上端側から下端側まで配置されている。同じく基板1の内側上部両端には、空気排出口開口部31を示す破線12が2組の電極を含むパターン4の外側に平行して配置されている。また、試薬層6が各組の電極パターン上の一部に形成されている。図22bには示されていないが、試薬層6となるパターンの区画を明確にするため、図22dで示すスペーサー3を成す接着剤層と図22bの電極パターン4を含む基板1の間に、接着剤層と同様のパターンでレジスト層を設けてもよい。この場合、レジスト層は接着剤層と同様にスペーサー3となるが、例えば、レジスト層が接着剤層と同様のパターンを形成しない場合もある。その場合、レジスト層は試薬層6以外の電極パターン4が試料搬送路5と交わるのを防ぐための絶縁層として設けることもできる。また、スペーサー層(接着剤層)3は図示したように先ずカバー2上に予め形成させておいても、基板1上にあるレジスト層の上に形成させてもどちらでもよい。 FIG. 22 b shows the inside of the substrate 1. Inside the substrate 1, a pattern 4 including two sets of electrodes is arranged from the upper end side to the lower end side in parallel with the central broken line 12 of the substrate as a boundary. Similarly, the broken lines 12 indicating the air outlet openings 31 are arranged at both ends on the inner upper side of the substrate 1 in parallel with the outer side of the pattern 4 including two sets of electrodes. A reagent layer 6 is formed on a part of each set of electrode patterns. Although not shown in FIG. 22b, in order to clarify the section of the pattern to be the reagent layer 6, between the adhesive layer forming the spacer 3 shown in FIG. 22d and the substrate 1 including the electrode pattern 4 of FIG. 22b, A resist layer may be provided in the same pattern as the adhesive layer. In this case, the resist layer becomes the spacer 3 like the adhesive layer, but for example, the resist layer may not form the same pattern as the adhesive layer. In that case, the resist layer can also be provided as an insulating layer for preventing the electrode pattern 4 other than the reagent layer 6 from crossing the sample transport path 5. The spacer layer (adhesive layer) 3 may be formed on the cover 2 in advance as shown in the drawing, or may be formed on the resist layer on the substrate 1.
図22cは、カバー2の外側部分を示す。カバー2の中心部には基板1と同様に垂直に形成された上端側から下端側に至るV溝7および前記基板1のうち上部外側折部分31が小さな長方形を成すように形成され、切断線12がV字の溝7の形で設けられている。図22dはカバー2の内側を示す。カバー2の内側表面にはスペーサー層3としての接着剤層が形成されている。カバー2上部にはスペーサーが存在しない部分5が設けられ、基板との貼り合わせにより試薬搬送路5を形成する。 FIG. 22 c shows the outer part of the cover 2. At the center of the cover 2, the V-groove 7 extending vertically from the upper end side to the lower end side in the same manner as the substrate 1 and the upper outer folded portion 31 of the substrate 1 are formed so as to form a small rectangle. 12 is provided in the form of a V-shaped groove 7. FIG. 22 d shows the inside of the cover 2. An adhesive layer as a spacer layer 3 is formed on the inner surface of the cover 2. A portion 5 where no spacer is present is provided on the cover 2, and the reagent transport path 5 is formed by bonding to the substrate.
図22eは基板1とカバー2の内側を、それぞれ上端にあわせて重ね合わせたときの構成図であり、多項目同時測定用バイオセンサ15を示す。カバー2の長さを基板1よりも短くすることで、両者の上端にあわせて重ね合わせたときに、電極パターン4の下端部が露出する。これが図22eに示す端子8となる。また、溝7を境界にして、バイオセンサ単位27を1つずつ含む、2つのバイオセンサ単位含有基板28および前記各バイオセンサ単位含有基板28の上部外側部に空気排出口開口部31が各々存在する。 FIG. 22e is a configuration diagram when the inner sides of the substrate 1 and the cover 2 are overlapped with each other at the upper end, and shows the biosensor 15 for simultaneous measurement of multiple items. By making the length of the cover 2 shorter than that of the substrate 1, the lower end portion of the electrode pattern 4 is exposed when the cover 2 is overlapped with the upper ends of both. This is the terminal 8 shown in FIG. In addition, two biosensor unit-containing substrates 28 each including one biosensor unit 27 with the groove 7 as a boundary, and air outlet openings 31 respectively exist on the upper outer portions of the biosensor unit-containing substrates 28. To do.
図22fは図22eに示した多項目同時測定用バイオセンサの上方にある試料搬送路部分のA−A' 断面図を示す。基板1上に電極4が2本ずつ2組配置されており、基板とカバーの間には接着剤層があるが、図22fの該断面中心部分はスペーサーの空き部分となり、試料搬送路5を形成する。この構造から、試料搬送路5が基板とカバーの間に挟まれたスペーサーの空き部分に密閉された状態をとることがわかる。2組の電極の間および2箇所ある空気排出口開口部31の基板1およびカバー2の外側にはV字の溝7がお互いが重なるように設けられている。図22gは図22eに示した多項目同時測定用バイオセンサの電極のパターン上のB−B' 断面図を示す。基板1上には電極4が形成されており、基板1とカバー2の間にはスペーサー3および試料搬送路5が1つずつある。さらに基板1外側上部の表面には、試料搬送路5を挟むように2本の補助具29が配置されている。 FIG. 22f shows an AA ′ cross-sectional view of the sample transport path portion above the multi-item simultaneous measurement biosensor shown in FIG. 22e. Two sets of two electrodes 4 are arranged on the substrate 1 and there is an adhesive layer between the substrate and the cover. The central portion of the cross section in FIG. Form. From this structure, it can be seen that the sample transport path 5 is sealed in an empty portion of the spacer sandwiched between the substrate and the cover. V-shaped grooves 7 are provided between the two sets of electrodes and on the outside of the substrate 1 and the cover 2 of the air discharge port openings 31 at two locations so as to overlap each other. FIG. 22g shows a BB ′ cross-sectional view on the electrode pattern of the biosensor for multi-item simultaneous measurement shown in FIG. 22e. An electrode 4 is formed on the substrate 1, and one spacer 3 and one sample transport path 5 are provided between the substrate 1 and the cover 2. Further, two auxiliary tools 29 are arranged on the outer upper surface of the substrate 1 so as to sandwich the sample transport path 5.
図22hは本発明の多項目同時測定用バイオセンサの使用例を示す。図22hはカバー部分2にあるV溝7に沿って多項目同時測定用バイオセンサを縦に折り曲げた場合を示す。これにより多項目同時測定用バイオセンサの基板1は2つに分断される。その一方で、カバー部分2はV溝7に沿って折られるが、分断はされない。その結果、2つのバイオセンサ単位含有基板は図示するように、互いにV字型の形状を取ることができる。このとき試料搬送路5は2つのバイオセンサ単位含有基板の境のV溝に沿って分断され、各バイオセンサ単位の試料導入口9が1箇所に隣接した形状で形成される。一方、V字型の形状を取ることによって、2本の補助具29が引っ張られ、2つのバイオセンサ単位含有基板上にある上部外側折部31が折れ曲がり、2つの空気排出口10が形成される。以上の工程を経ることで、試料搬送路5は密閉状態から開放状態に変わる。 FIG. 22h shows an example of use of the biosensor for simultaneous measurement of multiple items of the present invention. FIG. 22 h shows a case where the multi-item simultaneous measurement biosensor is vertically folded along the V-groove 7 in the cover portion 2. Thereby, the substrate 1 of the multi-sensor simultaneous measurement biosensor is divided into two. On the other hand, the cover portion 2 is folded along the V-groove 7 but is not divided. As a result, the two biosensor unit-containing substrates can take a V-shape as shown in the figure. At this time, the sample transport path 5 is divided along the V-groove at the boundary between the two biosensor unit-containing substrates, and the sample inlet 9 for each biosensor unit is formed in a shape adjacent to one place. On the other hand, by taking the V-shaped shape, the two auxiliary tools 29 are pulled, the upper outer folds 31 on the two biosensor unit-containing substrates are bent, and the two air discharge ports 10 are formed. . By passing through the above process, the sample conveyance path 5 changes from a sealed state to an open state.
この状態で、試料液11に隣接する2つの試料導入口9を接触させることで、該試料液11は隣り合う試料搬送路5に毛管現象により独立して導入される。このとき、試料液11が図示したように表面張力によって丸みを帯びていれば、図22hに示すように2つのバイオセンサ単位含有基板が互いに結合したままV字型をしているために試料液11が効率よく試料搬送路5に導入される。試料搬送路5への試料液11の導入を円滑に行なうために、空気排出口10は試料導入口9の反対側に設けられている。図22iは2つのバイオセンサ単位含有基板がV字の形状を取ったときの正面図を示している。この図により、補助具29がバイオセンサ単位含有基板のV字形状の形成により引っ張られ、各空気排出口開口部31がバイオセンサ単位含有基板から折れ曲がる様子がわかる。 In this state, the two sample introduction ports 9 adjacent to the sample solution 11 are brought into contact with each other, whereby the sample solution 11 is independently introduced into the adjacent sample transport path 5 by capillary action. At this time, if the sample liquid 11 is rounded due to surface tension as shown in the figure, the two biosensor unit-containing substrates are V-shaped while being bonded to each other as shown in FIG. 11 is efficiently introduced into the sample transport path 5. In order to smoothly introduce the sample liquid 11 into the sample transport path 5, the air discharge port 10 is provided on the opposite side of the sample introduction port 9. FIG. 22i shows a front view when two biosensor unit-containing substrates have a V-shape. From this figure, it can be seen that the auxiliary tool 29 is pulled by the V-shaped formation of the biosensor unit-containing substrate, and each air outlet opening 31 is bent from the biosensor unit-containing substrate.
図22の構造の場合、図1に示した多項目同時測定用バイオセンサと同様に1つの試料液を隣り合う2つのバイオセンサ単位が互いの試薬層に存在させた試薬の干渉を受けることなく、完全に独立した系で測定を遂行できることが特徴として挙げられる。ここで、図22に例示した多項目同時測定用バイオセンサは、基板側に亀裂が入るが、これをカバー2側が分断されるようにしてもよい。さらに、V字に変形させた多項目同時測定用バイオセンサに限らず、基板1またはカバー2の何れかのV溝に沿って完全に折畳んでも、硬質基板の使用によって、180度未満で亀裂を入れて使用してもよい。また、図22に例示した多項目同時測定用バイオセンサは、空気排出口の開口のために補助具29を2本設けているが、1本にしても、3本以上にしてもよい。この補助具29の使用により、多項目同時測定用バイオセンサをV字に変形するだけで試料導入口9と空気排出口10が同時に形成させることができる。このように、図22では補助具29を使用した多項目同時測定用バイオセンサを例示したが、特に補助具を備えていなくてもよい。この場合には各空気排出口開口部31を手で折り曲げて前記空気排出口を開口すればよい。 In the case of the structure of FIG. 22, similarly to the biosensor for simultaneous measurement of multiple items shown in FIG. 1, one sample solution is not affected by the interference of two adjacent biosensor units in the reagent layer. The characteristic is that the measurement can be performed in a completely independent system. Here, the multi-item simultaneous measurement biosensor illustrated in FIG. 22 has a crack on the substrate side, but the cover 2 side may be divided. Furthermore, it is not limited to a biosensor for simultaneous measurement of multiple items deformed into a V-shape, and even if it is completely folded along either the V-groove of the substrate 1 or the cover 2, it cracks at less than 180 degrees by using a hard substrate. May be used. In addition, the multi-item simultaneous measurement biosensor illustrated in FIG. 22 has two auxiliary tools 29 for opening the air discharge port, but it may be one or three or more. By using the auxiliary tool 29, the sample introduction port 9 and the air discharge port 10 can be formed simultaneously by simply deforming the multi-item simultaneous measurement biosensor into a V shape. As described above, in FIG. 22, the multi-item simultaneous measurement biosensor using the auxiliary tool 29 is illustrated, but the auxiliary tool may not be particularly provided. In this case, each air outlet opening 31 may be bent by hand to open the air outlet.
図23は本発明の実施の形態による2項目同時測定型バイオセンサをグルコースの同時測定またはグルコースと乳酸の2項目同時測定に応用する操作工程を示す図である。また、本センサは図1に示すセンサを応用した一例である。 FIG. 23 is a diagram showing an operation process in which the two-item simultaneous measurement type biosensor according to the embodiment of the present invention is applied to simultaneous measurement of glucose or two-item simultaneous measurement of glucose and lactic acid. Further, this sensor is an example to which the sensor shown in FIG. 1 is applied.
図23aは測定に使用する前のバイオセンサであり、各バイオセンサ単位に試料搬送路内5に試薬層6を展開してある例、bは2項目同時測定型バイオセンサ15を専用のコネクター32にセットして、試料11として全血を導入する例、cは試料導入後のセンサの例、dは測定後のセンサの例を示す。 FIG. 23a is a biosensor before being used for measurement, and an example in which the reagent layer 6 is developed in the sample transport path 5 for each biosensor unit, and b is a dedicated connector 32 for the two-item simultaneous measurement type biosensor 15. And c is an example of a sensor after sample introduction, and d is an example of a sensor after measurement.
図24は本発明の実施の形態による2項目同時測定型バイオセンサ用のコネクター32の例を示す。図24aは前記コネクター32を開いた状態の例を示す。該コネクターは土台部33と蓋34、バイオセンサーをセットするフォルダー部35および押さえ具36、バイオセンサーからの電気信号を捉える端子8および配線22から構成される。前記土台33上にあるフォルダー35の表面には端子8および押さえ具36が設けられている。従って、本コネクターによるバイオセンサーの接続には、前記バイオセンサの端子8が、前記土台上にある端子8と接続されるように、バイオセンサのカバー部2が下側になり、V字構造の外側に配置する必要がある。また、前記バイオセンサがV字構造を成してコネクターに接続するときの角度は90度となるようにコネクターのフォルダー部35、すなわち折部上20および折部下21を設計した。前記コネクターへの接続は、予め平面状のバイオセンサをV字構造にした後で行っても、平面状のバイオセンサをフォルダーにセットすることでV字構造に変形させてもどちらでも良い。 FIG. 24 shows an example of a connector 32 for a two-item simultaneous measurement type biosensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 24a shows an example in which the connector 32 is opened. The connector includes a base portion 33 and a lid 34, a folder portion 35 and a presser 36 for setting a biosensor, a terminal 8 for capturing an electric signal from the biosensor, and a wiring 22. A terminal 8 and a pressing tool 36 are provided on the surface of the folder 35 on the base 33. Therefore, when connecting the biosensor with this connector, the biosensor cover portion 2 is on the lower side so that the terminal 8 of the biosensor is connected to the terminal 8 on the base, and a V-shaped structure is used. Must be placed outside. Further, the folder part 35 of the connector, that is, the upper part 20 and the lower part 21 of the folding part, was designed so that the angle when the biosensor was connected to the connector with a V-shaped structure was 90 degrees. The connection to the connector may be performed after the planar biosensor is previously formed into a V-shaped structure, or may be deformed into a V-shaped structure by setting the planar biosensor in a folder.
図24bは2項目同時測定型バイオセンサ15をコネクター32に接続し、V字型を形成したバイオセンサの先端付近下方に各バイオセンサ単位の試料導入口が下向きに開口している例を示している。 FIG. 24b shows an example in which the two-item simultaneous measurement type biosensor 15 is connected to the connector 32, and the sample introduction port of each biosensor unit is opened downward near the tip of the V-shaped biosensor. Yes.
本センサの一つの適用例では、試薬層にグルコースオキシダーゼとフェリシアン化カリウムを用いた。本センサは,毛細血管現象により試料を各バイオセンサ単位27の試料導入口から内部に別々に導入することで全血中のグルコース量が電気化学的に測定した。このようなグルコースセンサの測定原理は以下のようである。 In one application example of this sensor, glucose oxidase and potassium ferricyanide were used in the reagent layer. In this sensor, the amount of glucose in whole blood was electrochemically measured by introducing the sample separately from the sample inlet of each biosensor unit 27 by capillary action. The measurement principle of such a glucose sensor is as follows.
本センサは、毛細血管現象により試料を試料導入口から内部に導入する。導入されたグルコース溶液は,試薬層のGODの触媒作用により下記の式1に示すように、グルコースの酸化に伴いフェリシアンイオンがフェロシアンイオンに変換される。
〔式1〕
GOD
グルコース+フェリシアンイオン → グルコノラクトン+フェロシアンイオン
This sensor introduces a sample into the inside through a sample introduction port by capillary action. In the introduced glucose solution, ferricyan ions are converted to ferrocyan ions as the glucose is oxidized as shown in the following formula 1 by the catalytic action of GOD in the reagent layer.
[Formula 1]
GOD
Glucose + ferricyan ion → Gluconolactone + ferrocyan ion
生成したフェロシアンイオンはカーボン電極で、次の式2の電極反応に従って酸化され、電気化学的に検出される。
〔式2〕
電極
フェロシアンイオン → フェリシアンイオン+e-
The produced ferrocyanian ions are oxidized at the carbon electrode according to the electrode reaction of the following formula 2 and detected electrochemically.
[Formula 2]
Electrode ferrocyanide ions → ferricyanide ion + e -
本発明のグルコースセンサを用いた検出法では,生成したフェロシアンイオンはアノード電極により酸化され、アノード電流が発生し、フェロシアンイオンは再びフェリシアンイオンになる。以上により酵素反応より生成したフェロシアンイオン濃度の電流値変化を観測することでグルコースの定量が可能となる。 In the detection method using the glucose sensor of the present invention, the produced ferrocyan ion is oxidized by the anode electrode, an anode current is generated, and the ferrocyan ion becomes ferricyan ion again. As described above, glucose can be quantified by observing the change in the current value of the ferrocyan ion concentration generated from the enzyme reaction.
次にバイオセンサの製造方法および測定方法を説明する。
センサ基板は長さ35mm,幅12mm、厚さ188μm、カバーは30mm,幅12mm、厚さ188μmのPETを使用した。センサ基板上には2組バイオセンサ単位27が溝7を境に配置されている。前記溝は深さが基板およびカバーの厚さの半分以上になるように形成した。各センサ単位27のセンサ基板上には幅1.3mmのカーボン電極が0.5mmの間隔を置いて2本,スクリーン印刷装置により形成された。レジストおよび接着剤もスクリーン印刷によりスペーサー層として形成した。
Next, a biosensor manufacturing method and measurement method will be described.
The sensor substrate used was PET having a length of 35 mm, a width of 12 mm, and a thickness of 188 μm, and a cover of 30 mm, a width of 12 mm, and a thickness of 188 μm. Two sets of biosensor units 27 are arranged on the sensor substrate with the groove 7 as a boundary. The groove was formed so that the depth was more than half of the thickness of the substrate and the cover. On the sensor substrate of each sensor unit 27, two carbon electrodes having a width of 1.3 mm were formed by a screen printing apparatus with an interval of 0.5 mm. A resist and an adhesive were also formed as a spacer layer by screen printing.
2つのセンサの合計試料量は理設計上では約0.90μlであったが、実際に要する試料量を全血(比重:1.05)で計測したところ1.13±0.064mg(n=10、変動係数CV=5.7%)であった。両者の試料量の違いはスペーサー層の厚みが実際には厚かったこと、試料導入口付近に試料液が付着したことなどが考えられる。 The total sample amount of the two sensors was about 0.90 μl in the theoretical design, but when the actual sample amount was measured with whole blood (specific gravity: 1.05), 1.13 ± 0.064 mg (n = 10 and the coefficient of variation CV = 5.7%). The difference in the sample amount between the two may be that the spacer layer was actually thick, or that the sample liquid adhered to the vicinity of the sample inlet.
酵素およびメディエータの試薬層は9単位グルコースオキシダーゼ(GOD)および0.1mgフェリシアン化カリウム(メディエータ)となるよう蒸留水に溶解して各センサの電極表面に塗布し、真空乾燥して両電極上に形成した。 Enzyme and mediator reagent layers are dissolved in distilled water to form 9 units glucose oxidase (GOD) and 0.1 mg potassium ferricyanide (mediator), applied to the electrode surface of each sensor, and vacuum dried to form on both electrodes did.
このグルコースセンサを用いた血糖(血中グルコース)の測定を行った結果について説明する。本グルコースセンサを用いた血糖の測定は検体試料液として、グルコース濃度が0、100、300、500mg/dlとなるように調製したヘマトクリット値40%の全血を使用し、左右2つのセンサ応答を比較した。測定機は2項目同時測定も行える電気化学測定器(ALS/CHI−1202, BAS社)を使用した。測定法はポテンシャルステップクロアンペロメトリー法を用いた。毛細管現象で約1.1μl血液を試料導入口に導入してから20秒後、センサ内の2つの電極間に900mVの電位を印加し、印加後10秒後の電流値を測定値とした。 The results of measuring blood glucose (blood glucose) using this glucose sensor will be described. Blood glucose measurement using this glucose sensor uses whole blood with a hematocrit value of 40% prepared so that the glucose concentration is 0, 100, 300, or 500 mg / dl as the sample liquid sample, Compared. As the measuring device, an electrochemical measuring device (ALS / CHI-1220, BAS) capable of simultaneous measurement of two items was used. The potential step chromoamperometry was used as the measurement method. Twenty seconds after about 1.1 μl of blood was introduced into the sample inlet by capillary action, a potential of 900 mV was applied between the two electrodes in the sensor, and the current value 10 seconds after the application was taken as the measured value.
図25は本発明のセンサの血中グルコース濃度による電流値変化を左右のセンサで得られた結果ごとに示している。図25を参照すると,血中グルコース0、100、300、500mg/dl(n=3)の範囲において1〜11μA付近の電流値変化が左右それぞれのセンサで観測された。以上の結果から、左右のセンサ間の応答値には大きな違いが見られないことがわかった。 FIG. 25 shows changes in current value due to blood glucose concentration of the sensor of the present invention for each result obtained by the left and right sensors. Referring to FIG. 25, changes in the current value in the vicinity of 1 to 11 μA were observed by the left and right sensors in the blood glucose range of 0, 100, 300, and 500 mg / dl (n = 3). From the above results, it was found that there is no significant difference in the response values between the left and right sensors.
続いて、同様の条件にて図23aの本センサの保存安定性試験を0日目、2週間目、1ヶ月目、2ヶ月目、3ヶ月目で行った。尚、センサの保存は試験室内にある実験台の引き出し内(室温)に収めて行った。その結果を図26に示す。この図から、3ヶ月間室内で保存している間も血中グルコース濃度と出力電流値との間には、左側センサで相関係数(r = 0.951±0.053)および傾き(0.0139±0.0047)、右側センサで相関係数(r = 0.979±0.013)および傾き(0.0175±0.0074)、両者で相関係数(r = 0.965±0.020)および傾き(0.0157±0.0025)という関係が保たれ、左右センサの応答もそれぞれで観察された。しかし、本センサのように密閉型ではないセンサを通常の居住環境において同様の実験を行った場合には、温度や湿度の影響の他、試薬層にカビや微生物が繁殖するなどの影響を受けることは容易に想像がつく。従って、多項目同時測定用バイオセンサにおいても、包装が不要な密閉型であることが望ましい。 Subsequently, the storage stability test of this sensor of FIG. 23a was performed on the 0th day, the second week, the first month, the second month, and the third month under the same conditions. The sensor was stored in a drawer (room temperature) of a laboratory table in the test room. The result is shown in FIG. From this figure, the correlation coefficient (r = 0.951 ± 0.053) and slope (0.0139 ± 0.0047) and the slope (0.0139 ± 0.0047) between the blood glucose level and the output current value during storage in the room for 3 months, Correlation coefficient (r = 0.979 ± 0.013) and slope (0.0175 ± 0.0074) for the right sensor, and correlation coefficient (r = 0.965 ± 0.020) and slope (0.0157 ± 0.0025) for both are maintained, and the response of the left and right sensors Were also observed in each. However, when the same experiment is performed on a non-sealed sensor such as this sensor in a normal living environment, in addition to the effects of temperature and humidity, it is affected by the growth of mold and microorganisms in the reagent layer. I can easily imagine that. Therefore, it is desirable that the biosensor for simultaneous measurement of multiple items is a sealed type that does not require packaging.
次に、本センサを使用してグルコースおよび乳酸の2項目同時測定を行った。
酵素およびメディエータの試薬層は左右2つのバイオセンサで異なる。片側のバイオセンサの試薬層には1.65単位グルコースオキシダーゼ(GOD)および0.1mgフェリシアン化カリウム(メディエータ)となるよう蒸留水に溶解して各センサの電極表面に塗布し、真空乾燥して両電極上に形成した。もう一方の側のバイオセンサの試薬層には3.7単位乳酸オキシダーゼ(LOD)および0.1mgフェリシアン化カリウム(メディエータ)となるよう蒸留水に溶解して各センサの電極表面に塗布し、真空乾燥して両電極上に形成した。
Next, two items of glucose and lactic acid were simultaneously measured using this sensor.
The reagent layers of the enzyme and mediator are different between the two left and right biosensors. The reagent layer of one biosensor is dissolved in distilled water to be 1.65 units glucose oxidase (GOD) and 0.1 mg potassium ferricyanide (mediator), applied to the electrode surface of each sensor, vacuum-dried and both Formed on the electrode. The reagent layer of the biosensor on the other side is dissolved in distilled water to 3.7 units lactate oxidase (LOD) and 0.1 mg potassium ferricyanide (mediator), applied to the electrode surface of each sensor, and vacuum dried. And formed on both electrodes.
試料液としては100 mg/dl乳酸を含む0.1 M, pH 7.4 リン酸緩衝液、100 mg/dl乳酸および300 mg/dlグルコースを含むリン酸緩衝液、300 mg/dlグルコースを含むリン酸緩衝液を使用した。 Sample solution is 0.1 M containing 100 mg / dl lactic acid, pH 7.4 phosphate buffer, phosphate buffer containing 100 mg / dl lactic acid and 300 mg / dl glucose, phosphate buffer containing 300 mg / dl glucose It was used.
この多項目同時測定用バイオセンサを使用して、グルコースおよび乳酸の2項目の同時測定を行った結果について説明する。2項目同時測定センサを用いたグルコースおよび乳酸の測定は検体試料液として、グルコースおよび乳酸を所定の濃度に調製した4種類の混合溶液(グルコース+乳酸;0+0mg/dl、100+50mg/dl、300+100mg/dl、500+140mg/dl)を使用した。また、この混合溶液の調製には0.1 M, pH 7.4 リン酸緩衝液を使用した。測定機は2項目同時測定が行える電気化学測定器(ALS/CHI−1202, BAS社)を使用した。測定法はポテンシャルステップクロアンペロメトリー法を用いた。毛細管現象で約1.1μl試料液を試料導入口に導入してから20秒後、センサ内の2つの電極間に900mVの電位を印加し、印加後10秒後の電流値を測定値とした。 The results of simultaneous measurement of glucose and lactic acid using this multi-item simultaneous measurement biosensor will be described. The measurement of glucose and lactic acid using a two-item simultaneous measurement sensor is performed by using four types of mixed solutions (glucose + lactic acid; 0 + 0 mg / dl, 100 + 50 mg / dl, 300 + 100 mg / dl) prepared as a sample solution. 500 + 140 mg / dl). Further, 0.1 M, pH 7.4 phosphate buffer was used for the preparation of this mixed solution. As the measuring device, an electrochemical measuring device (ALS / CHI-1220, BAS) capable of simultaneous measurement of two items was used. The potential step chromoamperometry was used as the measurement method. 20 seconds after introducing about 1.1 μl of the sample solution into the sample inlet by capillary action, a potential of 900 mV was applied between the two electrodes in the sensor, and the current value 10 seconds after the application was taken as the measured value. .
図27は本センサを使用してグルコースおよび乳酸の同時測定を行った結果を示す。このように、本センサはグルコースおよび乳酸を含む混合液の測定において、隣接する各センサの試薬層の影響を受けることなく、各測定対象物質の濃度と出力電流値との間に直線的な関係を得ることができた。 FIG. 27 shows the results of simultaneous measurement of glucose and lactic acid using this sensor. In this way, this sensor has a linear relationship between the concentration of each substance to be measured and the output current value without being affected by the reagent layer of each adjacent sensor in the measurement of a mixed solution containing glucose and lactic acid. Could get.
続いて、実施例23における開放型の多項目同時測定用バイオセンサの問題点を解決すべく、以下に続く実施例には本発明における包装が不要な密閉型の多項目同時測定用バイオセンサについて検討した結果を記す。 Subsequently, in order to solve the problems of the open-type multi-item simultaneous measurement biosensor in Example 23, the following example relates to a sealed multi-item simultaneous measurement biosensor that does not require packaging in the present invention. Describe the results of the study.
図28は本発明の実施の形態による密閉型の2項目同時測定型バイオセンサをグルコースの同時測定に応用する操作工程を示す図である。また、本センサは図22に示すセンサに補助具29を除いた状態で応用した一例である。 FIG. 28 is a diagram showing an operation process in which the sealed two-item simultaneous measurement biosensor according to the embodiment of the present invention is applied to the simultaneous measurement of glucose. Further, this sensor is an example applied to the sensor shown in FIG. 22 with the auxiliary tool 29 removed.
図28aは測定に使用する前のバイオセンサであり、各バイオセンサ単位に試料搬送路内5に試薬層6を展開してある例で、試料搬送路は、上部外側折部31により外部と遮断されて密閉状態にある。bは2項目同時測定型バイオセンサをV字型に変形させ、試料導入口を開口させた後、試料として全血を導入する例、cは試料液導入後のバイオセンサを斜め前方からみた例、dは同じく試料液導入後のバイオセンサを真横からみた例を示す。このようにバイオセンサの折り曲げは、コネクターの形状固定部(フォルダー)に挿入しながら行ってもよいし、折り曲げてからコネクターに挿入してもよい。 FIG. 28 a is a biosensor before being used for measurement, and is an example in which the reagent layer 6 is developed in the sample transport path 5 for each biosensor unit. The sample transport path is cut off from the outside by the upper outer folding portion 31. In a sealed state. b is an example in which a two-item simultaneous measurement type biosensor is deformed into a V shape and the sample introduction port is opened, and then whole blood is introduced as a sample. , D also shows an example of the biosensor after introduction of the sample solution viewed from the side. Thus, the biosensor may be bent while being inserted into the shape fixing portion (folder) of the connector, or may be inserted into the connector after being bent.
次にバイオセンサの製造方法および測定方法を説明する。
センサ基板は長さ35mm,幅15mm、厚さ188μm、カバーは30mm,幅15mm、厚さ188μmのPETを使用した。センサ基板上には2組バイオセンサ単位27が溝7を境に配置されている。また、空気排出口開口部31も同様に溝7により各センサ単位の外側上部に形成されている。前記溝は深さが基板およびカバーの厚さの半分以上になるように形成した。各センサ単位27のセンサ基板上には幅1.3mmのカーボン電極が0.8mmの間隔を置いて2本、スクリーン印刷装置により形成された。レジストおよび接着剤もスクリーン印刷によりスペーサー層として形成した。
Next, a biosensor manufacturing method and measurement method will be described.
The sensor substrate used was PET having a length of 35 mm, a width of 15 mm, and a thickness of 188 μm, and a cover of 30 mm, a width of 15 mm, and a thickness of 188 μm. Two sets of biosensor units 27 are arranged on the sensor substrate with the groove 7 as a boundary. Similarly, the air discharge opening 31 is formed on the outer upper portion of each sensor unit by the groove 7. The groove was formed so that the depth was more than half of the thickness of the substrate and the cover. Two carbon electrodes having a width of 1.3 mm were formed on the sensor substrate of each sensor unit 27 by a screen printing apparatus with an interval of 0.8 mm. A resist and an adhesive were also formed as a spacer layer by screen printing.
2つのセンサの合計試料量は設計上では約0.90μlであったが、実際に要する試料量を全血(比重:1.05)で計測したところ1.12±0.077mg(n=10、変動係数CV=6.9%)であった。両者の試料量の違いはスペーサー層の厚みが実際には厚かったこと、試料導入口付近に試料液が付着したことなどが考えられる。 The total sample amount of the two sensors was about 0.90 μl by design, but when the actual sample amount was measured with whole blood (specific gravity: 1.05), 1.12 ± 0.077 mg (n = 10 The coefficient of variation was CV = 6.9%). The difference in the sample amount between the two may be that the spacer layer was actually thick, or that the sample liquid adhered to the vicinity of the sample inlet.
酵素およびメディエータの試薬層は9単位グルコースオキシダーゼ(GOD)および0.1mgフェリシアン化カリウム(メディエータ)となるよう蒸留水に溶解して各センサの電極表面に塗布し、真空乾燥して両電極上に形成した。 Enzyme and mediator reagent layers are dissolved in distilled water to form 9 units glucose oxidase (GOD) and 0.1 mg potassium ferricyanide (mediator), applied to the electrode surface of each sensor, and vacuum dried to form on both electrodes did.
このグルコースセンサを用いた血糖(血中グルコース)の測定を行った結果について説明する。本グルコースセンサを用いた血糖の測定は検体試料液として、グルコース濃度が0、100、300、500mg/dlとなるように調製したヘマトクリット値40%の全血を使用し、左右2つのセンサ応答を比較した。測定機は2項目同時測定も行える電気化学測定器(ALS/CHI−1202, BAS社)を使用した。測定法はポテンシャルステップクロアンペロメトリー法を用いた。毛細管現象で約1.1μl血液を試料導入口に導入してから20秒後、センサ内の2つの電極間に900mVの電位を印加し、印加後10秒後の電流値を測定値とした。 The results of measuring blood glucose (blood glucose) using this glucose sensor will be described. Blood glucose measurement using this glucose sensor uses whole blood with a hematocrit value of 40% prepared so that the glucose concentration is 0, 100, 300, or 500 mg / dl as the sample liquid sample, Compared. As the measuring device, an electrochemical measuring device (ALS / CHI-1220, BAS) capable of simultaneous measurement of two items was used. The potential step chromoamperometry was used as the measurement method. Twenty seconds after about 1.1 μl of blood was introduced into the sample inlet by capillary action, a potential of 900 mV was applied between the two electrodes in the sensor, and the current value 10 seconds after the application was taken as the measured value.
図29は本発明のセンサの血中グルコース濃度による電流値変化を左右のセンサで得られた結果ごとに示している。図29を参照すると,血中グルコース0、100、300、500mg/dl(n=3)の範囲において0.5〜14μA付近の電流値変化が左右それぞれのセンサで観測された。以上の結果から、左右のセンサ間の応答値には大きな違いが見られないことがわかった。 FIG. 29 shows the change in the current value according to the blood glucose concentration of the sensor of the present invention for each result obtained by the left and right sensors. Referring to FIG. 29, changes in the current value in the vicinity of 0.5 to 14 μA were observed by the left and right sensors in the blood glucose range of 0, 100, 300, and 500 mg / dl (n = 3). From the above results, it was found that there is no significant difference in the response values between the left and right sensors.
続いて、同様の条件にて本センサの保存安定性試験を0日目、2週間目、1ヶ月目、2ヶ月目、3ヶ月目で行った。尚、センサの保存は試験室内にある実験台の引き出し内(室温)に収めて行った。その結果を図30に示す。この図から、3ヶ月間室内で保存している間、日によって応答がやや変動したが、血中グルコース濃度と出力電流値との間には、左側センサで相関係数(r = 0.996±0.0040)および傾き(0.0179±0.0039)、右側センサで相関係数(r = 0.994±0.0050)および傾き(0.0190±0.0048)、両者で相関係数(r = 0.995±0.0013)および傾き(0.0184±0.0008)という関係が保たれ、左右センサの応答もそれぞれで観察された。
以上より、本センサでは血中グルコース濃度と出力電流値との間の相関関係においては良好な結果が得られた。本センサは密閉型のセンサであり、包装が不要な状態で少なくとも3ヶ月間は測定が可能であることがわかった。
Subsequently, the storage stability test of this sensor was performed on the 0th day, the second week, the first month, the second month, and the third month under the same conditions. The sensor was stored in a drawer (room temperature) of a laboratory table in the test room. The result is shown in FIG. From this figure, the response slightly fluctuated depending on the day while stored in the room for 3 months. However, the correlation coefficient (r = 0.996 ± 0.0040) was obtained between the blood glucose level and the output current value. ) And slope (0.0179 ± 0.0039), correlation coefficient (r = 0.994 ± 0.0050) and slope (0.0190 ± 0.0048) for the right sensor, both correlation coefficient (r = 0.995 ± 0.0013) and slope (0.0184 ± 0.0008) The relationship was maintained, and left and right sensor responses were also observed for each.
From the above, this sensor obtained a good result in the correlation between the blood glucose concentration and the output current value. It was found that this sensor is a sealed sensor and can be measured for at least three months without packaging.
図31は本発明の実施の形態による密閉型の2項目同時測定型バイオセンサをグルコースの同時測定またはグルコースと乳酸の2項目同時測定に応用する操作工程を示す図である。また、本センサは図3に示すセンサを応用した一例である。 FIG. 31 is a diagram showing an operation process in which the sealed two-item simultaneous measurement biosensor according to the embodiment of the present invention is applied to simultaneous measurement of glucose or two-item simultaneous measurement of glucose and lactic acid. Further, this sensor is an example to which the sensor shown in FIG. 3 is applied.
図31aは測定に使用する前のバイオセンサであり、各バイオセンサ単位試料搬送路内5に試薬層6を展開してある例で、試料搬送路は、外部と遮断されて密閉状態にある。bは2項目同時測定型バイオセンサを専用のコネクターにセットして、試料として全血を導入する例、cは試料導入後のセンサの例、dは測定後のセンサの例を示す。 FIG. 31a is a biosensor before being used for measurement, and is an example in which the reagent layer 6 is developed in each biosensor unit sample transport path 5. The sample transport path is shut off from the outside and is in a sealed state. b is an example in which a two-item simultaneous measurement type biosensor is set in a dedicated connector and whole blood is introduced as a sample, c is an example of a sensor after sample introduction, and d is an example of a sensor after measurement.
次にバイオセンサの製造方法および測定方法を説明する。
センサ基板は長さ35mm,幅12mm、厚さ188μm、カバーは30mm,幅12mm、厚さ188μmのPETを使用した。センサ基板上には2組バイオセンサ単位27が溝7を境に配置されている。前記溝は深さが基板およびカバーの厚さの半分以上になるように形成した。各センサ単位27のセンサ基板上には幅1.3mmのカーボン電極を0.5mmの間隔を置いて2本、スクリーン印刷装置により形成した。レジストおよび接着剤もスクリーン印刷によりスペーサー層として形成した。
Next, a biosensor manufacturing method and measurement method will be described.
The sensor substrate used was PET having a length of 35 mm, a width of 12 mm, and a thickness of 188 μm, and a cover of 30 mm, a width of 12 mm, and a thickness of 188 μm. Two sets of biosensor units 27 are arranged on the sensor substrate with the groove 7 as a boundary. The groove was formed so that the depth was more than half of the thickness of the substrate and the cover. Two carbon electrodes having a width of 1.3 mm were formed on the sensor substrate of each sensor unit 27 by a screen printing apparatus with a spacing of 0.5 mm. A resist and an adhesive were also formed as a spacer layer by screen printing.
2つのセンサの合計試料量は設計上では約2.0μlであったが、実際に要する試料量を全血(比重:1.05)で計測したところ2.71±0.097mg(n=10、変動係数CV=3.6%)であり、再現性の高い結果が得られた。両者の試料量の違いはスペーサー層の厚みが実際には厚かったこと、試料導入口付近に試料液が付着したことなどが考えられる。 The total sample amount of the two sensors was about 2.0 μl by design, but when the actual sample amount was measured with whole blood (specific gravity: 1.05), it was 2.71 ± 0.097 mg (n = 10 The coefficient of variation was CV = 3.6%), and a highly reproducible result was obtained. The difference in the sample amount between the two may be that the spacer layer was actually thick, or that the sample liquid adhered to the vicinity of the sample inlet.
酵素およびメディエータの試薬層は20単位グルコースオキシダーゼ(GOD)および0.1mgフェリシアン化カリウム(メディエータ)となるよう蒸留水に溶解して各センサの電極表面に塗布し、真空乾燥して両電極上に形成した。 Enzyme and mediator reagent layers are dissolved in distilled water to 20 units glucose oxidase (GOD) and 0.1 mg potassium ferricyanide (mediator), applied to the electrode surface of each sensor, and vacuum dried to form on both electrodes did.
このグルコースセンサを用いた血糖(血中グルコース)の測定を行った結果について説明する。本グルコースセンサを用いた血糖の測定は検体試料液として、グルコース濃度が0、100、300、500mg/dlとなるように調製したヘマトクリット値40%の全血を使用し、左右2つのセンサ応答を比較した。測定機は2項目同時測定も行える電気化学測定器(ALS/CHI−1202, BAS社)を使用した。測定法はポテンシャルステップクロアンペロメトリー法を用いた。毛細管現象で約3μl血液を試料導入口に導入してから20秒後、センサ内の2つの電極間に900mVの電位を印加し、印加後10秒後の電流値を測定値とした。 The results of measuring blood glucose (blood glucose) using this glucose sensor will be described. Blood glucose measurement using this glucose sensor uses whole blood with a hematocrit value of 40% prepared so that the glucose concentration is 0, 100, 300, or 500 mg / dl as the sample liquid sample, Compared. As the measuring device, an electrochemical measuring device (ALS / CHI-1220, BAS) capable of simultaneous measurement of two items was used. The potential step chromoamperometry was used as the measurement method. Twenty seconds after about 3 μl of blood was introduced into the sample inlet by capillary action, a potential of 900 mV was applied between the two electrodes in the sensor, and the current value 10 seconds after the application was taken as the measured value.
図32は本発明のセンサの血中グルコース濃度による電流値変化を左右のセンサで得られた結果ごとに示している。図32を参照すると,血中グルコース0、100、300、500mg/dl(n=3)の範囲において1.5〜19μA付近の電流値変化が左右それぞれのセンサで観測され、このときの両者の応答は非常によく一致していた。 FIG. 32 shows the change in the current value according to the blood glucose concentration of the sensor of the present invention for each result obtained by the left and right sensors. Referring to FIG. 32, current values in the vicinity of 1.5 to 19 μA are observed by the left and right sensors in the blood glucose range of 0, 100, 300, and 500 mg / dl (n = 3). Responses matched very well.
続いて、同様の条件にて本センサの保存安定性試験を0日目、2週間目、1ヶ月目、2ヶ月目、3ヶ月目で行った。尚、センサの保存は試験室内にある実験台の引き出し内(室温)に収めて行った。その結果を図33に示す。この図から、3ヶ月間室内で保存している間、日によって応答が変動したが、血中グルコース濃度と出力電流値との間には、左側センサで相関係数(r = 0.986±0.020)および傾き(0.0260±0.0082)、右側センサで相関係数(r = 0.985±0.0080)および傾き(0.0254±0.010)、両者で相関係数(r = 0.985±0.00)および傾き(0.0257±0.0004)という関係が保たれ、左右センサの応答もそれぞれで観察された。
以上より、本センサでは血中グルコース濃度と出力電流値との間の相関関係においては比較的良好な結果が得られた。本センサは密閉型のセンサであり、包装が不要な状態で少なくとも3ヶ月間は測定が可能であることがわかった。
Subsequently, the storage stability test of this sensor was performed on the 0th day, the second week, the first month, the second month, and the third month under the same conditions. The sensor was stored in a drawer (room temperature) of a laboratory table in the test room. The result is shown in FIG. From this figure, the response fluctuated depending on the day while stored in the room for 3 months, but the correlation coefficient (r = 0.986 ± 0.020) between the blood glucose level and the output current value is shown in the left sensor. And slope (0.0260 ± 0.0082), correlation coefficient (r = 0.985 ± 0.0080) and slope (0.0254 ± 0.010) for right sensor, correlation coefficient (r = 0.985 ± 0.00) and slope (0.0257 ± 0.0004) for both The left and right sensor responses were also observed for each.
From the above, this sensor obtained a relatively good result in the correlation between the blood glucose concentration and the output current value. It was found that this sensor is a sealed sensor and can be measured for at least three months without packaging.
次に、本センサを使用してグルコースおよび乳酸の同時測定を行った。
酵素およびメディエータの試薬層は左右2つのバイオセンサで異なる。片側のバイオセンサの試薬層には9単位グルコースオキシダーゼ(GOD)および0.1mgフェリシアン化カリウム(メディエータ)となるよう蒸留水に溶解して各センサの電極表面に塗布し、真空乾燥して両電極上に形成した。もう一方の側のバイオセンサの試薬層には20単位乳酸オキシダーゼ(LOD)および0.1mgフェリシアン化カリウム(メディエータ)となるよう蒸留水に溶解して各センサの電極表面に塗布し、真空乾燥して両電極上に形成した。
Next, simultaneous measurement of glucose and lactic acid was performed using this sensor.
The reagent layers of the enzyme and mediator are different between the two left and right biosensors. The reagent layer of one biosensor is dissolved in distilled water so as to be 9 units glucose oxidase (GOD) and 0.1 mg potassium ferricyanide (mediator), applied to the electrode surface of each sensor, and vacuum-dried on both electrodes. Formed. The reagent layer of the biosensor on the other side is dissolved in distilled water so as to be 20 units lactate oxidase (LOD) and 0.1 mg potassium ferricyanide (mediator), applied to the electrode surface of each sensor, and vacuum dried. Formed on both electrodes.
試料液としては100 mg/dl乳酸を含む0.1 M, pH 7.4 リン酸緩衝液、100 mg/dl乳酸および300 mg/dlグルコースを含むリン酸緩衝液、300 mg/dlグルコースを含むリン酸緩衝液を使用した。 Sample solution is 0.1 M containing 100 mg / dl lactic acid, pH 7.4 phosphate buffer, phosphate buffer containing 100 mg / dl lactic acid and 300 mg / dl glucose, phosphate buffer containing 300 mg / dl glucose It was used.
この密閉型多項目同時測定用バイオセンサを使用して、グルコースおよび乳酸の2項目の同時測定を行った結果について説明する。2項目同時測定センサを用いたグルコースおよび乳酸の測定は検体試料液として、グルコースおよび乳酸を所定の濃度に調製した4種類の混合溶液(グルコース+乳酸;0+0mg/dl、100+50mg/dl、300+100mg/dl、500+140mg/dl)を使用した。また、この混合溶液の調製には0.1 M, pH 7.4 リン酸緩衝液を使用した。測定機は2項目同時測定が行える電気化学測定器(ALS/CHI−1202, BAS社)を使用した。測定法はポテンシャルステップクロアンペロメトリー法を用いた。毛細管現象で約3μl試料液を試料導入口に導入してから20秒後、センサ内の2つの電極間に900mVの電位を印加し、印加後10秒後の電流値を測定値とした。 The results of simultaneous measurement of two items of glucose and lactic acid using this sealed multi-item simultaneous measurement biosensor will be described. The measurement of glucose and lactic acid using a two-item simultaneous measurement sensor is performed by using four types of mixed solutions (glucose + lactic acid; 0 + 0 mg / dl, 100 + 50 mg / dl, 300 + 100 mg / dl) prepared as a sample solution. 500 + 140 mg / dl). Further, 0.1 M, pH 7.4 phosphate buffer was used for the preparation of this mixed solution. As the measuring device, an electrochemical measuring device (ALS / CHI-1220, BAS) capable of simultaneous measurement of two items was used. The potential step chromoamperometry was used as the measurement method. Twenty seconds after introducing about 3 μl of the sample solution into the sample inlet by capillary action, a potential of 900 mV was applied between the two electrodes in the sensor, and the current value 10 seconds after the application was taken as the measured value.
図34は本センサを使用してグルコースおよび乳酸の同時測定を行った結果を示す。このように、本センサはグルコースおよび乳酸を含む混合液の測定において、隣接する各センサの試薬層の影響を受けることなく、各測定対象物質の濃度と出力電流値との間に直線的な関係を得ることができた。 FIG. 34 shows the results of simultaneous measurement of glucose and lactic acid using this sensor. In this way, this sensor has a linear relationship between the concentration of each substance to be measured and the output current value without being affected by the reagent layer of each adjacent sensor in the measurement of a mixed solution containing glucose and lactic acid. Could get.
1 基板
2 カバー
3 スペーサー(接着剤層)
4 電極を含むパターン
5 スペーサーの空き部分(試料搬送路)
6 試薬層(反応層)
7 溝
8 端子
9 試料導入口
10 空気排出口部
11 試料液
12 折部分を示す破線
13 レジスト
14 乾燥剤
15 多項目同時測定用バイオセンサ
16 測定器(コネクター)
17 導入部
18 水平移動部
19 ガイド
20 折部上
21 折部下
22 配線
23 電極
24 空気排出口
25 ミシン目
26 連接用軟質シート
27 バイオセンサ単位
28 バイオセンサ単位含有基板
29 補助具
30 補助具固着部
31 上部外側折部(空気排出口開口部)
32 2項目同時測定用コネクター
33 土台
34 蓋
35 フォルダー
36 押さえ具
37 配線
1 Substrate 2 Cover 3 Spacer (adhesive layer)
4 Pattern including electrodes 5 Spacer space (sample transport path)
6 Reagent layer (reaction layer)
7 Groove 8 Terminal 9 Sample inlet 10 Air outlet 11 Sample liquid 12 Broken line 13 showing fold part Resist 14 Desiccant 15 Biosensor 16 for simultaneous measurement of multiple items Measuring instrument (connector)
17 Introduction part 18 Horizontal movement part 19 Guide 20 Folding part upper part 21 Folding part lower part 22 Wiring 23 Electrode 24 Air discharge port 25 Perforation 26 Soft sheet for connection
27 Biosensor unit 28 Biosensor unit-containing substrate 29 Auxiliary tool 30 Auxiliary tool fixing part 31 Upper outer fold (air outlet opening)
32 Two-item simultaneous connector 33 Base 34 Lid 35 Folder 36 Presser 37 Wiring
Claims (16)
前記基板上に1つの電極系および1つの試薬層を含む1つの反応検出部と前記試薬層を含む1つの試料搬送路とを有するバイオセンサ単位を少なくとも1つ含むバイオセンサ単位含有基板を複数個含む多項目同時測定用バイオセンサであって、
前記各バイオセンサ単位は、1つの試料搬送路上に1つの試薬層を含み、
前記各バイオセンサ単位含有基板を区分する切断線が前記基板または前記カバー表面上に設けられ、
前記切断線に沿って基板またはカバーを切断したときに、前記試料搬送路に試料液を導入する試料導入口が、それぞれのバイオセンサ単位含有基板の切断面上に試料搬送路の切断口として開口するように、切断線と試料搬送路とが配置されていることを特徴とする前記多項目同時測定用バイオセンサ。 Having a substrate and a cover coupled to the substrate via a spacer layer;
A plurality of biosensor unit-containing substrates including at least one biosensor unit having one reaction detection unit including one electrode system and one reagent layer and one sample transport path including the reagent layer on the substrate. A biosensor for simultaneous measurement of multiple items including
Each biosensor unit includes one reagent layer on one sample transport path,
A cutting line for dividing each biosensor unit-containing substrate is provided on the substrate or the cover surface,
When the substrate or cover is cut along the cutting line, a sample introduction port for introducing a sample liquid into the sample conveyance path is opened as a cut opening of the sample conveyance path on the cut surface of each biosensor unit-containing substrate. As described above, the multi-item simultaneous measurement biosensor is characterized in that a cutting line and a sample transport path are arranged.
前記各バイオセンサ単位含有基板を区分する第1の切断線、および、基板およびカバーの一部を切断することにより空気排出口を露出するための、前記第1の切断線と異なる第2の切断線が前記基板と前記カバー表面上に設けられ、
前記第1の切断線に沿って基板またはカバーを切断したときに、前記試料導入口が前記第1の切断面上に切断口として開口し、
前記第2の切断線に沿って基板またはカバーを切断したときに、前記空気排出口が前記第2の切断面上に切断口として開口するように、
前記第1および第2の切断線と試料搬送路とが配置されていることを特徴とする、請求項1に記載のバイオセンサ。 The sample transport path is sealed,
A first cutting line that separates each of the biosensor unit-containing substrates, and a second cutting that is different from the first cutting line for exposing the air discharge port by cutting a part of the substrate and the cover Lines are provided on the substrate and the cover surface;
When the substrate or cover is cut along the first cutting line, the sample introduction port opens as a cutting port on the first cutting surface,
When the substrate or cover is cut along the second cutting line, the air discharge port opens as a cutting port on the second cutting surface.
The biosensor according to claim 1, wherein the first and second cutting lines and the sample transport path are arranged.
(1)バイオセンサ単位含有基板を区分する切断線に沿って基板およびカバーを折り曲げて、基板またはカバーを切断し、それぞれのバイオセンサ単位含有基板の切断面上に、試料導入口となる試料搬送路の切断口を開口させる工程、
(2)試料導入口の開口状態を維持するため、折り曲げたバイオセンサ単位含有基板の形状を固定する工程、
(3)開口した試料導入口を、測定対象を含有する溶液に接触させる工程、および
(4)測定対象を含有する溶液を試料搬送路へ導入する工程。 The method for using the biosensor for multi-item simultaneous measurement according to any one of claims 1 to 7 , comprising the following steps:
(1) The substrate and the cover are bent along a cutting line that divides the biosensor unit-containing substrate, the substrate or the cover is cut, and a sample transport serving as a sample introduction port is formed on the cut surface of each biosensor unit-containing substrate. Opening the road cut-off ,
(2) fixing the shape of the bent biosensor unit-containing substrate in order to maintain the open state of the sample inlet;
(3) A step of bringing the opened sample introduction port into contact with a solution containing the measurement object, and (4) a step of introducing the solution containing the measurement object into the sample conveyance path.
前記多項目同時測定用バイオセンサを折り曲げたままの状態で前記工程3を実施することを特徴とする請求項8に記載の方法。 In step 1, either one of the substrate and the cover is cut and folded while the other is connected to expose the cut surface.
The method according to claim 8 , wherein the step 3 is performed while the multi-item simultaneous measurement biosensor is bent.
(1)バイオセンサ単位含有基板を区分する切断線に沿って基板およびカバーを折り曲げて、基板またはカバーを切断し、それぞれのバイオセンサ単位含有基板の切断面上に、試料導入口となる試料搬送路の切断口を開口させる工程、
(2)試料導入口の開口状態を維持するため、折り曲げたバイオセンサ単位含有基板の形状を固定する工程、
(3)開口した試料導入口を、測定対象を含有する溶液に接触させる工程、
(4)測定対象を含有する溶液を試料搬送路へ導入する工程、および
(5)測定対象をそれぞれのバイオセンサで測定する工程。 The measuring method of the measuring object including the following steps using the biosensor for multi-item simultaneous measurement according to any one of claims 1 to 7 ;
(1) The substrate and the cover are bent along a cutting line that divides the biosensor unit-containing substrate, the substrate or the cover is cut, and a sample transport serving as a sample introduction port is formed on the cut surface of each biosensor unit-containing substrate. Opening the road cut-off ,
(2) fixing the shape of the bent biosensor unit-containing substrate in order to maintain the open state of the sample inlet;
(3) a step of bringing the opened sample introduction port into contact with a solution containing a measurement object;
(4) A step of introducing a solution containing the measurement target into the sample conveyance path, and (5) a step of measuring the measurement target with each biosensor.
前記バイオセンサの電極における電気的な信号を捉えるコネクター部と、
前記コネクター部を介して電気的な値を計測する計測部と、
前記計測部における計測値を表示する表示部と、
前記計測値を保存するメモリ部とを備えたバイオセンサ装置。 The biosensor according to any one of claims 1 to 7 ,
A connector for capturing an electrical signal at the electrode of the biosensor;
A measurement unit for measuring an electrical value via the connector unit;
A display unit for displaying a measurement value in the measurement unit;
A biosensor device comprising a memory unit for storing the measurement value.
該コネクターは、試料導入口の開口のためにバイオセンサ単位含有基板を折り曲げた状態の形状を固定するセンサの形状固定部、
バイオセンサ上の電気的な信号を前記バイオセンサの電極における電気的な信号を捉える、電気接続部、および配線を有する、バイオセンサ用コネクター。 A connector to capture the electrical signal by fixing the biosensor according to any one of claims 1 to 7,
The connector is a sensor shape fixing part for fixing a shape of the biosensor unit-containing substrate folded for opening the sample introduction port,
A biosensor connector having an electrical connection portion and wiring for capturing an electrical signal on an electrode of the biosensor from an electrical signal on the biosensor.
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