JP4557450B2

JP4557450B2 - 酸化剤塗布装置

Info

Publication number: JP4557450B2
Application number: JP2001064367A
Authority: JP
Inventors: 治寛堤; 貴広高須; 正茂渡邊
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: JP2002267629A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化剤塗布装置に関し、特に電気化学的反応を用いたバイオセンサにおいて、酸化剤を処方した液状の反応試薬を指定の場所へ定量かつ均一に塗布する酸化剤塗布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酸化剤塗布装置の液状試薬を吐出するニードルノズルは、ステンレス、ポリプロピレン、テフロンなどの材質で製作されおり、試薬・溶剤の種類により適宜選択して使用されている。
【０００３】
図３は従来の酸化剤塗布装置の液状試薬を吐出するニードルノズルの構成を示す正面図及び断面図である。
図３において、６はステンレス製ニードルノズル、５はニードルノズル装着部の針基である。
【０００４】
上記のような構成を有する従来のステンレス製ニードルノズル６を用いた酸化剤塗布装置では、電気化学的反応によるバイオセンサは反応試薬の塗布量及び塗布位置の不均一により、測定結果にばらつきが生じるため、前記ニードルノズルを任意に曲げることにより塗布位置の微調整をして、複数の規定された場所へ同時に定量、均一な液状試薬の塗布を実施する。また、電気化学的反応を用いたバイオセンサの反応試薬はメディエータ用酸化剤としてフェリシアン化カリウムなどを処方しているため、上記ステンレス製ニードルノズル６のような金属を酸化させ、上記フェリシアン化カリウム自らは電子を受け取りフェロシアン化カリウムとなるので、試料を用いて計測した場合に真値より高い測定結果となる。このようなことを防ぐために、作業終了後に上記ステンレス製ニードルノズルの洗浄を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
酸化還元作用を用いた電気化学的反応を行うバイオセンサは、反応試薬層に金属が混入すると酸化電流が発生し、正規の酸化還元により得られる測定値より高い測定結果となり、正確な測定結果が得られなくなる。また、上記フェロシアン化カリウムとなったメディエータが、上記反応試薬層に混入すると、正規の酸化還元以外の反応が生じ、真値より高い測定結果となり、正確な測定結果が得られなくなる。正確な測定結果を得るために、あらかじめ準備されたセンサ基板の部品上に塗布する液状反応試薬は、金属の酸化溶出あるいはメディエータの酸化を回避することが必須である。上記ステンレス製のニードルノズルを使用する場合は、上記金属の酸化溶出あるいは上記メディエータの酸化による製品性能の劣化を回避するために、作業終了後にニードルノズルを取り外して洗浄及び乾燥をし、該ニードルノズルの内面を清浄に保たなければならない。また、上記ニードルノズルは洗浄の際、取り外されているので、作業開始前に再度取り付けを要し、再度塗布位置を調整しなければならない。
【０００６】
上記ステンレス製ニードルノズルは作業毎に塗布位置の調整をするため、複数のニードルノズルによる塗布位置は微少であるが個々に異なる。塗布位置ずれを生じたニードルノズルで液状試薬を塗布して、製作したバイオセンサは、液状試薬が正常な位置に塗布されたバイオセンサに比べて、低い測定結果となり、なお製作されたロット内の製品は測定結果にばらつきが発生して、ＣＶ値が悪化するという問題がある。
【０００７】
また、塗布位置の調整と同時にニードルノズルの高さ調整も実施するが、シート上にあらかじめ準備された複数個の電極上に定量の液状試薬を塗布するにあたり、電極表面とニードルノズルの距離は約２００μｍ〜５００μｍであるので、局部的なシートの変形、あるいはシートの浮き上がりの発生により、上記ステンレス製ニードルノズルでは、先端で電極面を損傷し、反応試薬に処方した酸化剤であるメディエータが電極を構成する金属部に直接的に酸化反応するため、真値より高い測定結果を招く問題がある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、ニードルノズル及び、電極を構成する金属部の金属酸化とメディエータの酸化を起こさずに、また、作業毎に洗浄をしなくても正確な測定結果をもたらす酸化剤塗布装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の酸化剤塗布装置は、電気化学的反応を用いたバイオセンサに反応試薬を塗布する酸化剤塗布装置において、液状反応試薬を吐出するニードルノズルは、耐腐食性を有する樹脂製であり、上記ニードルノズルは、その外周に該ニードルノズルをガイドするステンレス製パイプを備え、上記液状反応試薬がステンレス製パイプと接触しないようにしたものである。これにより、上記ニードルノズルの金属の酸化溶出及び、反応試薬であるメディエータの酸化を回避でき、作業毎の洗浄を要することなく製品性能を維持することができる。
【００１０】
また、上記ステンレス製パイプが上記ニードルノズルをガイドするので、該樹脂製のニードルノズルが有する曲がり癖を矯正することができる。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の酸化剤塗布装置は、請求項１に記載の酸化剤塗布装置において、上記樹脂製のニードルノズル外周面と上記ステンレス製パイプの内周面との接合部の隙間には、耐薬品性を有する充填剤が埋められているものである。これにより、上記樹脂製のニードルノズルと上記ステンレス製パイプとの結合を強化し、液体試薬が毛細管現象で上記接合部の隙間へ流入するのを防ぎ、それにより、溶出した金属成分及び、酸化メディエータの蓄積を防ぐことができる。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載の酸化剤塗布装置は、請求項２に記載の酸化剤塗布装置において、上記樹脂製のニードルノズルの先端は、該樹脂製のニードルノズルをガイドする上記ステンレス製パイプ端面から３〜８ｍｍ突出しているものである。これにより、上記樹脂製のニードルノズルが、試薬の被塗布部に設置された電極部へ接触した場合でも、上記電極部の損傷を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下に、請求項１から請求項２に記載の発明に相当する酸化剤塗布装置を実施の形態１として、図１を参照して説明する。図１は実施の形態１による酸化剤塗布装置のニードルノズルの構成を示す正面図及び断面図である。
【００１４】
図１において、１は樹脂製のニードルノズル、２は上記樹脂製のニードルノズル１のガイドとなるステンレスパイプ、３はエポキシ樹脂充填剤、４は電極を形成したシート、５は針基である。
【００１５】
液体試薬を担持する樹脂製のニードルノズル１は、耐腐食性のある樹脂材料から作られたため、酸化剤が処方された液体試薬を塗布する場合においても、液体試薬中に金属酸化による金属の溶出はなく、酸化剤であるメディエータの、酸化による変性もない。このため、図３の、従来のステンレス製ニードルノズル６のように作業毎に実施していた洗浄が、７日に一回の定期的な洗浄で製品性能を維持することができるので、洗浄、乾燥作業に要する労力が低減し、また、取り付け時に必要な、塗布位置の調整も低減するため、塗布位置の精度を確保できる。
【００１６】
また、ガイド機能を有するステンレスパイプ２は、樹脂製のニードルノズル１が有する曲がり癖を矯正するため、塗布位置の精度を確保できる。
また、エポキシ樹脂充填剤３は、樹脂製のニードルノズル１とステンレスパイプ２との結合を強化し、また、毛細管現象で樹脂製のニードルノズル１とステンレスパイプ２との接合部の隙間へ液状試薬が流入することを防止する役割を果たすものであり、溶出した金属成分及び酸化したメディエータが上記樹脂製のニードルノズル１とステンレスパイプ２との接合部の隙間に蓄積されないため、液体試薬中に金属の溶出はなく、酸化剤であるメディエータの変性もない。
【００１７】
以上のように、本実施の形態１による酸化剤塗布装置は、液状試薬が金属部と接触しないため、上記金属酸化と上記メディエータ酸化を回避することができ、正確な測定値を得ることができる。また、作業毎の洗浄の労力が低減され、それに伴い、従来では作業毎に行われていた塗布位置の調整が低減するため、塗布位置の精度を確保し、均質な性能及び正確な測定値を得た上記バイオセンサの製作が可能になる。
【００１８】
（実施の形態２）
以下に、請求項３に記載の発明に相当する酸化剤塗布装置を実施の形態２として、図２を参照しながら説明する。
図２は、本発明の実施の形態２による酸化剤塗布装置のニードルノズルの構成を示す図である。図において、上述の図１に示した実施の形態１と同じ構成については、同じ符号を用いて説明を省略する。
【００１９】
図２において、液状試薬を吐出する樹脂製のニードルノズル１ａの先端は、上記樹脂製のニードルノズル１ａをガイドするステンレスパイプ２の先端から３〜８ｍｍ突出した構成を取っている。
【００２０】
このように、本実施の形態２による酸化剤塗布装置では、上記樹脂製ニードルノズル１ａはステンレスパイプ２より突出した構成を取ることにより、試薬の被塗布部であり、あらかじめ設置された電極を形成したシート４に該樹脂製ニードルノズル１ａが接触した場合でも電極表面の損傷を防止することができるので、酸化剤が処方された液体試薬が直接的に該電極を形成したシート４の金属部と接触しなくなり、また、液体試料を用いて液体中の特定物質を計測する場合に、正規の酸化還元以外の反応を生じないので正確な測定結果を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に係る酸化剤塗布装置によれば、液状反応試薬を吐出するニードルノズルは、耐腐食性を有する樹脂製であり、上記ニードルノズルは、その外周に該ニードルノズルをガイドするステンレス製パイプを備え、上記液状反応試薬がステンレス製パイプと接触しないようにしたので、測定結果のばらつきの原因となる上記ニードルノズルの金属の酸化溶出及び、反応試薬であるメディエータの酸化を防ぐとともに、作業毎に上記ニードルノズルの洗浄及び乾燥を行う必要がないため、洗浄及び乾燥の労力を低減でき、また、取り付け時に必要な、塗布位置の調整も低減するため、塗布位置の精度を確保し、均質な性能を有するバイオセンサの制作にあたり、正確な測定値を得ることできる効果がある。
【００２２】
また、上記ステンレス製パイプが上記ニードルノズルをガイドするので、上記樹脂製のニードルノズルが有する曲がり癖を矯正し、塗布位置の精度を確保できる効果がある。
【００２３】
また、本発明の請求項２に記載の酸化剤塗布装置によれば、請求項１に記載の酸化剤塗布装置において、上記樹脂製のニードルノズル外周面と上記ステンレス製パイプの内周面との接合部の隙間には、耐薬品性を有する充填剤が埋められているので、上記樹脂製のニードルノズルと上記ステンレス製パイプとの結合を強化するとともに、液体試薬が毛細管現象で上記接合部の隙間へ流入するのを防ぎ、それにより、溶出した金属成分及び、酸化メディエータの蓄積を防ぐため、測定結果のばらつきを抑え、均質な性能を有するバイオセンサの製作にあたり、正確な測定値を得ることができる効果がある。
【００２４】
また、本発明の請求項３に記載の酸化剤塗布装置によれば、請求項２に記載の酸化剤塗布装置において、上記樹脂製のニードルノズルの先端は、該樹脂製のニードルノズルをガイドする上記ステンレス製パイプ端面から３〜８ｍｍ突出しているので、上記樹脂製のニードルノズルの先端が、試薬の非塗布部に設置された電極部へ接触した場合でも、上記電極部の損傷を防止し、酸化剤が処方された液体試薬が直接的に電極の金属部と接触することが回避され、液体試料を用いて液体中の特定物質を計測する場合に、正規の酸化還元以外の反応が発生しないので正確な測定結果を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による酸化剤塗布装置の液状反応試薬を吐出する耐腐食性を有する樹脂製のニードルノズルの構成を示す正面図及び断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２による酸化剤塗布装置の液状反応試薬を吐出する耐腐食性を有する樹脂製のニードルノズルの構成を示す図である。
【図３】従来の液状試薬塗布装置の液状反応試薬を吐出するステンレス製ニードルノズルの構成を示す正面図及び断面図である。
【符号の説明】
１耐腐食性を有する樹脂製のニードルノズル
１ａステンレス製パイプから３〜８ｍｍ突出した樹脂製のニードルノズル
２ステンレスパイプ
３エポキシ樹脂
４電極を形成したシート
５針基
６ステンレス製のニードルノズル

Claims

電気化学的反応を用いたバイオセンサに反応試薬を塗布する酸化剤塗布装置において、
液状反応試薬を吐出するニードルノズルは、耐腐食性を有する樹脂製であり、
上記ニードルノズルは、その外周に該ニードルノズルをガイドするステンレス製パイプを備え、
上記液状反応試薬が前記ステンレス製パイプと接触しないようにした、
ことを特徴とする酸化剤塗布装置。
請求項１に記載の酸化剤塗布装置において、
上記樹脂製のニードルノズルの外周面と上記ステンレス製パイプの内周面との接合部の隙間には、耐薬品性を有する充填剤が埋められている、
ことを特徴とする酸化剤塗布装置。
請求項２に記載の酸化剤塗布装置において、
上記樹脂製のニードルノズルの先端は、該樹脂製のニードルノズルをガイドする前記ステンレス製パイプ端面から３〜８ｍｍ突出している、
ことを特徴とする酸化剤塗布装置。