JP6871128B2

JP6871128B2 - バイオセンサ

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Publication number: JP6871128B2
Application number: JP2017203600A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　義治; 義治佐藤
Original assignee: Arkray Inc
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2037-10-20
Also published as: JP2019078556A

Description

本発明は、バイオセンサに関する。

バイオセンサの分野では、試薬流路に親水性フィルターが設けられ、試薬流路に流入した血液試料中の血漿が親水フィルターを透過して電極に達するとともに試薬と反応する構成を備えたバイオセンサがある（例えば、特許文献１）。このようなバイオセンサによれば、赤血球が電極に付着して電極の実効面積が低下することが回避される。本願に関連する他の先行技術としては、下記の特許文献２に記載の技術がある。

特開２０１７−３５８５号公報特許第４７６１６８８号公報

しかし、上記した従来技術では、親水性フィルターを透過した血漿が徐々に試薬と反応する。このため、血漿による試薬の溶解時間や、試薬の溶解状態にばらつきが生じ、測定精度に影響が及ぶ可能性があった。

本発明は、試薬の溶解時間や試薬の溶解状態を安定化させることができるバイオセンサを提供することを目的とする。

本発明の一側面は、検体内の測定対象成分の測定に用いられるバイオセンサである。このバイオセンサは、前記検体中の有形成分と液体成分とを分離する分離膜と、前記分離膜を透過した透過物を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留された透過物の流路と、前記流路を形成する複数の面の一つに配置された電極及び試薬と、前記複数の面のうち前記電極及び試薬が配置された面以外の面に設けられ、前記貯留部に隣接する位置から前記試薬と前記透過物との反応部位に亘って設けられた親水面とを含む。

本発明の他の側面は、検体内の測定対象成分の測定に用いられるバイオセンサである。このバイオセンサは、前記検体中の有形成分と液体成分とを分離する分離膜と、前記分離膜を透過した透過物を貯留する貯留部と、前記貯留部と連通する前記透過物の流路と、前記流路を形成する面に配置された電極及び試薬と、前記流路を形成するとともに前記貯留部と接する面に設けられた親水面とを含む。

本発明によれば、試薬の溶解時間や試薬の溶解状態を安定化させることができる。

図１は実施形態に係るバイオセンサの平面図を示す。図２は、図１に示したバイオセンサのＡ−Ａ断面図である。

以下、実施形態に係るバイオセンサについて説明する。実施形態に係るバイオセンサは
、検体内の測定対象成分の測定に用いられるバイオセンサである。バイオセンサは、以下を含む。
・前記検体中の有形成分と液体成分とを分離する分離膜。
・前記分離膜を透過した透過物を貯留する貯留部。
・前記貯留部と連通する前記透過物の流路。
・前記流路を形成する複数の面の一つに配置された電極及び試薬。
・前記複数の面のうち前記電極及び試薬が配置された面以外の面に設けられ、前記流路が前記貯留部に隣接する位置から前記試薬と前記透過物との反応部位に亘って設けられた親水面。

実施形態にかかるバイオセンサによれば、分離膜によって有形成分が除去された透過物（液体成分）が貯留部に貯まる。貯留部に貯まった透過物が貯留部に隣接する親水面に触れることで、貯留部にある透過物が親水面を伝って急速に反応部位へと移動し、試薬と混ざり合って試薬を溶かし、試薬と反応する。透過物からは有形成分が除去されているので、有形成分が電極と接触して電極の実効面積が減るのを回避又は抑えることができる。親水面を伝って急速に透過物が移動することで、纏まった量（試薬との反応にふさわしい量）の透過物を反応部位に短時間で搬送できるので、試薬の溶解時間や試薬の溶解状態がばらつくのを抑えることができる。すなわち、試薬の溶解時間や試薬の溶解状態を安定化させることができる。

検体は、例えば、生物学的な試料である。生物学的な試料は、例えば、血液、間質液、尿などの液体試料である。試料中の測定対象成分は、グルコース（血糖）値、ラクテート（乳酸）値などである。試薬は、少なくとも酵素を含み、さらにメディエータを含む場合もある。試薬の処方（含有成分）は、試料及び測定対象成分によって適宜選択される。以下の説明では、一例として、血液（全血）を検体として、グルコース値の測定に使用されるバイオセンサについて説明する。血糖測定用のバイオセンサは、血糖自己測定（ＳＭＢＧ：Self Monitoring of Blood Glucose）用の血糖センサ（グルコースセンサ）である。血液が検体である場合、有形成分は血球（赤血球、白血球を含む）であり、液体成分は血漿である。

実施形態に係るバイオセンサにおいて、前記親水面が前記流路を形成する面のうち前記電極及び前記試薬が配置された面と対向する面に設けられているようにするのが好ましい。但し、電極及び試薬が配置された面の側方に位置する面（流路の側面）が親水面とされても良い。親水面は、流路を形成する複数の面のうちの二面以上に設けられても良く、二面以上に亘って設けられても良い。

流路は複数の面（平面の組み合わせ、曲面の組み合わせ、平面と曲面との組み合わせなど）によって形成され得る。但し、流路は、明確な境界のない面（例えば、円筒の内周面、球面、曲面の組み合わせ等）で形成されてもよい。この場合、親水面は、流路を形成するとともに流路と接する面に設けられる。

実施形態に係るバイオセンサにおいて、前記貯留部は、前記流路内で前記試薬と反応させる前記透過物の量に応じた容積を有するのが好ましい。また、親水面は、前記貯留部が透過物で満たされた場合に前記透過物と接触するように形成されているのが好ましい。貯留部の容積を規定して、所望の量の透過物（液体成分）が貯留部に貯まった場合に貯留部から流路へはみ出す透過物が親水面と接触し、これを契機に親水面を伝っての透過物の移動が開始されるようにする。このようにすれば、流路に所定量の透過物を送り込むことができ、反応部位へ搬送される透過物の量を安定化させることができる。

実施形態に係るバイオセンサにおいて、前記分離膜の上方に前記検体を貯留する検体貯
留部が配置され、前記分離膜の下方に前記貯留部が配置され、前記貯留部の側方に前記流路が形成されている構成を採用できる。分離膜を落下方向に直交する方向（水平方向）に広げて配置することで、検体の落下作用を通じて検体を有形成分と液体成分とに分離できる。但し、分離膜を垂直方向に広げて配置して、圧力をかけて検体中の液体成分が分離膜の反対側へ押し出されるようにしても良い。また、貯留部に所望の量の透過物が貯まるように、容積を調整した検体貯留部を設け、検体貯留部を検体で満たせば、所望量の検体の液体成分が分離膜を透過する構成を採用することで、検体貯留部への充填量を測定に要する検体量として直感的に理解可能となる。

実施形態に係るバイオセンサにおいて、分離膜は、単層構造でも、複数の膜が積層された構造でもよい。例えば、前記分離膜は、前記検体中の有形成分と液体成分とを分離する第１の膜と、前記第１の膜を透過した透過物中の有形成分と液体成分とを分離する第２の膜とを含み、前記第２の膜を透過した透過物が前記貯留部に貯留される構成を採用しても良い。この場合、第１の膜で除去しきれなかった有形成分を第２の膜で除去でき、透過物中の有形成分の量を減らすことができる。但し、膜の数は１又は２だけでなく、３以上の場合もあり得る。

分離膜は、検体が例えば血液の場合に、液体成分である血漿を透過させて、血液から有形成分である血球（特に赤血球）を除去するために使用される。分離膜で赤血球を除くことで、電極の有効面積に影響を与え得る赤血球の流路への導入量をなくす、又は減らすことができる。第１の膜及び第２の膜を用いる場合、前記第２の膜の有形成分の除去率が前記第１の膜の有形成分の除去率より高くなるように構成することができる。この場合、前記第１の膜の下方に前記第２の膜が配置され、前記第２の膜の下方に前記貯留部が配置される構成を採用することができる。検体中の液体成分が第１の膜及び第２の膜を透過して貯留部にたまり、或る程度の量が貯まった時点で側方にある親水面と接触して反応部位に移動する作用を、圧力付与のような外力を加えることなく実現できる。貯留部は、例えば、少なくとも、液だめ部と通路を含むように形成される。貯留部は、液だめ部が通路を介して流路と連通する構成を採用できる。或いは、貯留部は、透過物の通路が液だめ部を介して流路に連通する構成を採用することもできる。

上述したように、検体貯留部、分離膜及び貯留部を高さ（膜の厚さ方向）方向に配置する場合、前記検体貯留部の高さは、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであり、前記検体貯留部の内径は、例えば０．９７ｍｍ〜５３．２１ｍｍであり、前記貯留部に含まれる液だめ部の高さは、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。前記貯留部に含まれる液だめ部の内径は、例えば０．５ｍｍ〜１５．９６ｍｍであり、前記流路の幅は、例えば０．２ｍｍ〜５．０ｍｍであり、前記流路の高さは、例えば０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍであり、流路長は例えば０．１０ｍｍ〜１００ｍｍである。

第１の膜の厚さは、好ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであり、さらに好ましくは０．２ｍｍ〜０．３ｍｍである。第１の膜に多孔質膜を採用する場合、多孔質膜の孔径は、好ましくは０．５μｍ〜２０μｍであり、さらに好ましくは０．５μｍ〜１０μｍである。第２の膜の厚さは、好ましくは０．０１ｍｍ〜０．５０ｍｍであり、さらに好ましくは０．０２ｍｍ〜０．１０ｍｍである。第２の膜に多孔質膜を採用する場合、多孔質膜の孔径は、好ましくは０．５μｍ〜１．０μｍであり、さらに好ましくは０．５μｍ〜０．８μｍである。流路の幅は、好ましくは０．２ｍｍ〜５．０ｍｍであり、さらに好ましくは１．０ｍｍ〜３．０ｍｍである。流路の高さは、好ましくは０．０２ｍｍ〜０．５０ｍｍであり、さらに好ましくは０．０３ｍｍ〜０．２０ｍｍである。流路長は、好ましくは０．１０ｍｍ〜１００ｍｍであり、さらに好ましくは１．０ｍｍ〜５０ｍｍである。

なお、分離膜が単層構造を有する場合、膜の厚さは、好ましくは０．０１ｍｍ〜０．５
０ｍｍであり、さらに好ましくは０．０２ｍｍ〜０．４０ｍｍである。膜の孔径は、好ましくは０．５μｍ〜２０μｍであり、さらに好ましくは０．５μｍ〜１０μｍである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るバイオセンサについて説明する。以下に説明する実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

図１は実施形態に係るバイオセンサの平面図を示し、図２は図１に示したバイオセンサのＡ−Ａ線断面図である。図１及び図２において、バイオセンサ１０（以下「センサ１０」）は、一端１０ａと他端１０ｂとを有する長手方向（Ｘ方向）と、幅方向（Ｙ方向）とを有する。センサ１０は、絶縁性基板１（以下「基板１」）と、第１カバー２と、第２カバー３とを高さ方向（Ｚ方向）に積層して接着することにより形成される。図２には接着剤による接着層４ａ、４ｂが図示されている。

基板１には、例えば合成樹脂（プラスチック）が用いられている。合成樹脂として、例えば、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ガラスエポキシのような各種の樹脂を適用できる。なお、基板１には、合成樹脂以外の絶縁性材料を適用可能である。絶縁性材料は、合成樹脂の他、紙、ガラス、セラミック、生分解性材料などを含む。第１カバー２及び第２カバー３には、基板１と同じ材料を適用できる。

バイオセンサ１０は、第１カバー２と第２カバー３との間に配置された（挟まれた）分離膜２０を含み、分離膜２０は、一例として、第１の膜と第１の膜の下方にある第２の膜とが積層されて形成されている。分離膜２０は単層構造であってもよい。第２カバー３の分離膜２０と平面視状態で重なる部分には、円形の貫通孔が形成されており、分離膜２０に供給する検体を貯留する検体貯留部１１として使用される。

また、第１カバー２の分離膜２０に対応する部分（平面視において分離膜２０と重なる部分）に貫通孔１２が設けられている。貫通孔１２の下方は、接着層４ｂが設けられていない平面矩形の空間である領域７Ａが形成されている。貫通孔１２及び領域７Ａは、分離膜２０を透過した透過物の貯留部１３として使用される。領域７Ａは貫通孔１２の内径とほぼ同じ径を有する平面円形に形成され得る。但し、領域７Ａの平面形状は矩形や円形以外の形状であってもよい。貫通孔１２は液だめ部として使用され、領域７Ａは通路として使用される。

上述した構成によって、検体貯留部１１に貯留された血液中の有形成分（血球）と液体成分（血漿）とが分離膜２０によって分離される。すなわち、検体中の有形成分が検体貯留部１１に残り、透過物（液体成分）が分離膜２０から出てくる。ここに、分離膜２０を透過する血漿は微量であり、貫通孔１２（液だめ部）の内面は疎水性である。これより、分離膜２０の下面にしみ出した透過物にかかる表面張力は、透過物にかかる重力（或いは毛細管力）よりも大きい。このため、透過物は、すぐに貫通孔１２の内面を伝って領域７Ａ（通路）に流れることはない。したがって、時間の経過とともに分離膜２０を透過した透過物の量が増加し、貫通孔１２（液だめ部）を満たしていく。やがて、貫通孔１２を満たす透過物の塊が領域７Ａ（通路）にはみ出し、領域７Ａと連通する流路１４の親水面９に接触すると、透過物の塊が通路７Ａを通って流路１４に流れ込む。

分離膜２０として、多孔質膜を適用できる。分離膜２０を形成する第１の膜及び第２の膜のうち、第１の膜の下方にある第２の膜の孔径は、第１の膜の孔径よりも小さくなっており、第２の膜の赤血球の除去率は、第１の膜の赤血球の除去率よりも高くなっている。
分離膜２０の材料は、特には限定されない。例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）及びポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）等のアクリル又はメタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、酢酸セルロース等の変性セルロース、セルロース、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、並びに、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料を使用できる。

基板１の上面には、カギ型の電極５と電極６が設けられている。電極５及び電極６のそれぞれは、センサ１０の幅方向（Ｙ方向）に延びる部分と、長手方向（Ｘ方向）に延びる部分とを有し、長手方向に延びる部分はリード部５ａ及びリード部６ａをなす。リード部５ａ及びリード部６ａは第１カバー２及び第２カバー３で覆われておらず、血糖値計（図示せず）のコネクタとの電気的接続に使用される。

電極５及び電極６のそれぞれは、例えば、金（Au），白金（Pt），銀（Ag），パラジウム，ルテニウムのような金属材料、或いはカーボンのような炭素材料を用いて形成される。例えば、電極５及び電極６のそれぞれは、金属材料を物理蒸着（ＰＶＤ，例えばスパッタリング）、或いは化学蒸着（ＣＶＤ）によって成膜することによって、所望の厚さを有する金属層として形成することができる。或いは、電極５及び電極６のそれぞれは、炭素材料を含むインクをスクリーン印刷で基板１上に印刷することで形成することもできる。

電極５及び電極６は、グルコース値の測定に使用される電極対であり、例えば電極６が作用極として使用され、電極５が対極として使用される。なお、電極は３以上設けられる場合もある。さらに、参照極が設けられる場合もある。

電極６の上には、試薬８が固定化されている。試薬８は酵素を含む。試薬８はさらにメディエータを含んでもよい。酵素は試料の種別や測定対象成分に応じて適宜選択される。測定対象成分が血液や間質液中のグルコースである場合、グルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）やグルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）が適用される。メディエータは、例えば、フェリシアン化物、ｐ−ベンゾキノン、ｐ−ベンゾキノン誘導体、フェナジンメトサルフェート、メチレンブルー、フェロセン、フェロセン誘導体、ルテニウム錯体等である。

基板１と第１カバー２との間に、検体（検体中の液体成分）が流れる流路１４が形成される。流路１４は、電極５、電極６及び試薬８を含む平面矩形の領域７Ｂを残して基板１と第１カバー２とを接着層４ｂで接着することで形成された空間であり、一端１０ａ側で開口しており（開口部７ａ参照）、他端１０ｂ側で領域７Ａ（貯留部１３）と連通している。

電極５、電極６及び試薬８は、流路１４内で露出しており、貯留部１３から移動した透過物（検体の液体成分）との反応部位１５を含む。流路１４は、基板１の上面と、第１カバー２の下面と、接着層４ｂで形成された両側面からなる複数の面を有している。複数の面のうち、第１カバー２の下面は、高い親水性を有する親水面９として形成されている。また、第１カバー２の下面は、流路１４を形成するとともに貯留部１３と接する面の一例である。親水面９における水の接触角度は、例えば０°〜３０°である。

親水面９は、例えば、界面活性剤の塗布やコーティング（親水層の形成），ＵＶ光の照射、プラズマ処理、コロナ放電などによる表面改質により形成できる。親水面９は、第１カバー２の下面の領域７Ｂと重複する部分全体に形成されている。これにより、親水面９は、流路１４が貯留部１３に隣接する位置から反応部位１５に亘って形成されている。

貯留部１３の容積は、流路１４における反応部位１５での試薬８との反応に用いる透過
物（検体の液体成分）の量に基づいて規定されている。貯留部１３の貫通孔１２（液だめ部）が透過物で満たされ、通路７Ａにはみ出した場合に、透過物が親水面９と接触し、親水面９を伝って流路１４内に急速に流れ込み、反応部位１５まで移動可能となっている。

バイオセンサ１０の使用方法は次の通りである。バイオセンサ１０のリード部５ａ及びリード部６ａを図示しない血糖計（測定装置）に電気的に接続する。次に、検体（例えば全血）を検体貯留部１１に充填する。すると、分離膜２０により検体中の有形成分（血球）と液体成分（血漿）とが分離される。分離膜２０の透過物は（検体の液体成分（血漿）：以下説明の便宜のため検体という）が貯留部１３の貫通孔１２（液だめ部）に貯まる。

貯留部１３の貫通孔１２（液だめ部）が検体で満たされ（一定量貯まり）、通路７Ａにはみ出して親水面９に接触すると、貯留部１３内の検体が親水面９を介して流路１４に速やかに移動する。これにより、反応部位１５が短時間で検体により満たされる。検体により試薬８が溶解され、試薬８中の酵素と検体との反応により生じた電子が直接に、或いは試薬８に含有されたメディエータを介して電極に達する。このような状態で、電極５と電極６との間に電圧を印加すると、電極に達した電子による電流（応答電流）が検出される。応答電流は血液中のグルコース濃度に依存するので、応答電流の電流値をグルコース濃度に換算することで、グルコース濃度（グルコース値）を測定することができる。

すなわち、実施形態に係るバイオセンサ１０によれば、検体（全血）がバイオセンサ１０の分離膜２０により分離された血漿が貯留部１３の貫通孔１２（液だめ部）で一定量たまってから、流路１４の内面の親水層（親水面９）に触れた後、速やかに流路１４内の反応部位１５に移動する。よって、一定量の検体（血漿）が短時間で反応部位１５に供給されるようになるので、試薬８の溶解時間や溶解状態のばらつきがなくなり、グルコース値の測定精度を向上させることができる。

＜寸法条件＞
分離膜２０の回収率（供給された検体量に対する透過物の割合）が３０％で、血漿０．１μＬ〜２０μＬを確保可能な検体貯留部１１、貯留部１３の貫通孔１２（液だめ部）、及び流路１４の寸法範囲は以下の通りである。下記のＬ１，Ｌ２，Ｌ４〜Ｌ６、φ１及びφ２は図１及び図２に図示してある。
（検体貯留部１１）
高さ（貫通孔の軸方向の長さ）Ｌ１：０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ
孔径（貫通孔の内径）φ１:０．９７ｍｍ〜５３．２１ｍｍ
（貫通孔１２（液だめ部））
高さ（貫通孔１２の軸方向の長さ）Ｌ２：０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ
孔径（貫通孔１２の内径）φ２:０．５ｍｍ〜１５．９６ｍｍ
（流路１４）
流路幅Ｌ６：０．２ｍｍ〜５．０ｍｍ
高さＬ４：０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍ
流路長Ｌ５：０．１０ｍｍ〜１００ｍｍ
なお、上記寸法は、上記に限ったものではなく、分離膜２０による液体成分の回収率や必要血漿量により、適宜設定することができる。

上記した検体貯留部１１、貯留部１３の貫通孔１２、流路１４の寸法は、以下のようにして決められる。上記のように、分離膜２０の回収率が３０％と仮定する。回収する透過物（血漿）の量を０．１μＬ〜２０μＬとする。

ここで、ヘマトクリット値（Ｈｃｔ値）が７０％（Ｈｃｔ値の上限とする）の血液から分離膜２０を用いて血漿０．１μＬを得る場合を考える。上記回収率３０％であるから、
分離膜２０に供給する血漿の量（理論値）は０．３３μＬとなり、分離膜２０に供給する検体量は１．１１μＬとなる。また、分離膜２０を用いて血漿２０μＬを得る場合、回収率３０％であるから、分離膜２０に供給する血漿の量（理論値）は６６．７７μＬとなり、分離膜２０に供給する検体量は２２２．２２μＬとなる。

次に、ヘマトクリット値（Ｈｃｔ値）が１０％（Ｈｃｔ値の下限とする）の血液から分離膜２０を用いて血漿０．１μＬを得る場合を考える。回収率３０％であるから、分離膜２０に供給する血漿の量（理論値）は０．３３μＬとなり、分離膜２０に供給する検体量は０．３７μＬとなる。また、分離膜２０を用いて血漿２０μＬを得る場合、回収率３０％であるから、分離膜２０に供給する血漿の量（理論値）は６６．７７μＬとなり、分離膜２０に供給する検体量は７４．０７μＬとなる。

検体貯留部１１の高さ（貫通孔の軸方向長さ）Ｌ１は、材料の厚さから、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍとする。検体貯留部１１の厚さを０．１ｍｍ（厚さの下限とする）に設定した場合、検体量が０．３７μＬである場合の検体貯留部１１（貫通孔）の内径φ１は２．１７ｍｍとなる。これに対し、検体量が２２２．２２μＬである場合の検体貯留部１１（貫通孔）の内径φ１は５３．２１ｍｍとなる。

検体貯留部１１の高さ（貫通孔の軸方向長さ）Ｌ１を０．５ｍｍ（高さの上限とする）に設定した場合、検体量が０．３７μＬである場合の検体貯留部１１（貫通孔）の内径φ１は０．９７ｍｍとなる。これに対し、検体量が２２２．２２μＬである場合の検体貯留部１１（貫通孔）の内径φ１は２３．７９ｍｍとなる。これより、検体貯留部１１（貫通孔）の高さＬ１及び内径φ１の範囲は、上述したような０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、０．９７ｍｍ〜５３．２１ｍｍとなる。

貫通孔１２のサイズについては、以下の様にして算出される。第１カバー２の厚さを０．１ｍｍ（厚さの下限とする）に設定した場合、検体量（分離膜２０からの透過物量）が０．１μＬである場合の貫通孔１２の内径φ２は１．１３ｍｍとなる。これに対し、検体量（分離膜２０からの透過物量）が２０μＬである場合の貫通孔１２の内径φ２は１５．９６ｍｍとなる。

第１カバー２の厚さを０．５ｍｍ（厚さの上限とする）に設定した場合、検体量（分離膜２０からの透過物量）が０．１μＬである場合の貫通孔１２の内径φ２は０．５０ｍｍとなる。これに対し、検体量（分離膜２０からの透過物量）が２０μＬである場合の貫通孔１２の内径φ２は７．１４ｍｍとなる。これより、貫通孔１２の高さ（軸方向長さ）及び内径φ２の範囲は、上述したような０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、０．５０ｍｍ〜１５．９６ｍｍとなる。

検体量（分離膜２０からの透過物の量）が０．１μＬの場合、流路１４の幅（流路幅）を例えば０．２ｍｍ〜４．０ｍｍ（例えば０．２ｍｍと４．０ｍｍ）に設定する。また、流路１４の高さを例えば０．０２ｍｍ〜０．２５ｍｍ（例えば０．０２ｍｍと０．２５ｍｍ）に設定する。この場合、流路長は、０．１０ｍｍ〜２５ｍｍとなる。

検体量（分離膜２０からの透過物の量）が０．２０μＬの場合、流路１４の幅（流路幅）を例えば０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ（例えば０．５ｍｍと５．０ｍｍ）に設定する。また、流路１４の高さを例えば０．４ｍｍ〜０．５ｍｍ（例えば０．４ｍｍと０．５ｍｍ）に設定する。この場合、流路長は、８．０ｍｍ〜１００ｍｍとなる。これらより、流路１４の寸法は上記した通りとなる。

＜変形例＞
図１及び図２に示したバイオセンサ１０の構成では、貯留部１３は、分離膜２０の下方に設けられた貫通孔１２（液だめ部）と、貫通孔１２（液だめ部）の下方にある領域７Ａ（通路）とを含む。領域７Ａ（通路）の側方には、流路１４が形成され、貫通孔１２（液だめ部）は、領域７Ａ（通路）を介して流路１４に連通している。このような構成によって、貫通孔１２に分離膜２０からの透過物を貯めるようにしている。すなわち、図１及び図２は、貯留部１３が、分離膜２０の下方に設けられた液だめ部（１２）と、液だめ部（１２）の下方に形成されるとともに流路１４と連通する通路（７Ａ）とを含む態様（第１の態様）を一例として示した。

上記のような貯留部１２の態様（第１の態様）の代わりに、貯留部１３が、分離膜２０の下方に設けられた通路（１２）と、通路（１２）の下方に形成されるとともに流路１４と連通する液だめ部（７Ａ）とを含む態様（第２の態様）を適用することもできる。たとえば、貯留部１３は、分離膜２０の下方に設けられた貫通孔１２と、貫通孔１２の下方にある領域７Ａとを含む（図２参照）。但し、第２の態様では、領域７Ａが液だめ部として使用され、貫通孔１２は分離膜２０から出た透過物が領域７Ａに至るまでの通路として使用される。領域７Ａ（液だめ部）の側方に流路１４が形成され、貫通孔１２（通路）、領域７Ａ（液だめ部）及び流路１４は連通している。貫通孔１２の内面の水との接触角度は、第１の態様より低く設定される。

第２の態様では、分離膜２０を透過した透過物は、貫通孔１２（通路）の内面を伝って領域７Ａ（液だめ部）に流れ、領域７Ａに貯まっていく。時間の経過とともに領域７Ａ（液だめ部）に貯まった透過物が親水面９に接触し、親水面９を伝って透過物が流路１４に流れ込む。第２の態様における領域７Ａのサイズに、第１の態様において説明した貫通孔１２のサイズを適用できる。実施形態で説明した構成は適宜組み合わせることができる。

５，６・・・電極
８・・・試薬
９・・・親水面
１０・・・バイオセンサ
１１・・・検体貯留部
１２・・・貫通孔
１３・・・貯留部
１４・・・流路
２０・・・分離膜

Claims

検体内の測定対象成分の測定に用いられるバイオセンサにおいて、
前記検体中の有形成分と液体成分とを分離する分離膜と、
前記分離膜を透過した透過物を貯留する貯留部と、
前記貯留部と連通する前記透過物の流路と、
前記流路を形成する複数の面の一つに配置された電極及び試薬と、
前記複数の面のうち前記電極及び前記試薬が配置された面以外の面に設けられ、前記流路が前記貯留部に隣接する位置から前記試薬と前記透過物との反応部位に亘って設けられた親水面と
を含むバイオセンサ。
前記親水面が前記流路を形成する面のうち前記試薬が配置された面と対向する面に設けられている
請求項１に記載のバイオセンサ。
前記貯留部は、前記流路内で前記試薬と反応させる前記透過物の量に応じた容積を有する
請求項１又は２に記載のバイオセンサ。
前記親水面は、前記貯留部が透過物で満たされた場合に前記透過物と接触するように形成されている
請求項１から３のいずれか１項に記載のバイオセンサ。
前記分離膜の上方に前記検体を貯留する検体貯留部が配置され、
前記分離膜の下方に前記貯留部が配置され、
前記貯留部の側方に前記流路が形成されている
請求項１から４のいずれか１項に記載のバイオセンサ。
前記貯留部は、前記分離膜の下方に設けられた液だめ部と、前記液だめ部の下方に形成されるとともに前記流路と連通する通路とを含む
請求項５に記載のバイオセンサ。
前記貯留部は、前記分離膜の下方に設けられた通路と、前記通路の下方に形成されるとともに前記流路と連通する液だめ部とを含む
請求項５に記載のバイオセンサ。
前記分離膜は、
前記検体中の有形成分と液体成分とを分離する第１の膜と、
前記第１の膜を透過した透過物中の有形成分と液体成分とを分離する第２の膜とを含み、
前記第２の膜を透過した透過物が前記貯留部に貯留される
請求項１から７のいずれか１項に記載のバイオセンサ。
前記第２の膜の有形成分の除去率が前記第１の膜の有形成分の除去率より高い
請求項８に記載のバイオセンサ。
前記第１の膜の下方に前記第２の膜が配置され、
前記第２の膜の下方に前記貯留部が配置される
請求項９に記載のバイオセンサ。
前記検体貯留部の高さが０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであり、
前記検体貯留部の内径が０．９７ｍｍ〜５３．２１ｍｍであり、
前記液だめ部の高さが０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであり、
前記液だめ部の内径が０．５ｍｍ〜１５．９６ｍｍであり、
前記流路の幅が０．２ｍｍ〜５．０ｍｍであり、
前記流路の高さが０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍであり、流路長が０．１０ｍｍ〜１００ｍｍである
請求項６から１０のいずれか１項に記載のバイオセンサ。
前記検体が血液である
請求項１から１１のいずれか１項に記載のバイオセンサ。
前記測定対象成分がグルコースである
請求項１から１２のいずれか１項に記載のバイオセンサ。
検体内の測定対象成分の測定に用いられるバイオセンサにおいて、
前記検体中の有形成分と液体成分とを分離する分離膜と、
前記分離膜を透過した透過物を貯留する貯留部と、
前記貯留部と連通する前記透過物の流路と、
前記流路を形成する面に配置された電極及び試薬と、
前記流路を形成するとともに前記貯留部と接する面に設けられた親水面と
を含むバイオセンサ。