JP7220598B2 - 生体情報測定センサ、生体情報測定装置及び生体情報測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、生体情報測定センサ、生体情報測定装置及び生体情報測定方法に関する。さらに詳しくは、三電極法を用いた生体情報測定センサ、生体情報測定装置及び生体情報測定方法に関する。

作用極、対極、及び参照極の三つの電極（以下、単に「三電極」という場合がある。）とポテンショスタットを用いる三電極法は、電気化学測定の一般的な方法として古くから知られている。ポテンショスタットは、作用極に、参照極に対して一定の電位を与えると共に、作用極と対極との間の電流を測定するものである。

通常三電極法による測定は、三電極を、ビーカーに収容した試料液やフローセルを流れる試料液等に浸漬した状態で行われる。
三電極法は、汗等の生体からの分泌物の分析目的でも使用されている（特許文献１）。
特許文献１では、濾紙や管を用いた汗の収集部を設け、収集した汗に三電極を浸漬して測定していた。

特開２０１８－１３０４０３号公報

しかし、特許文献１のように、一端収集した汗を対象として測定する場合、分泌されてから、測定するまでのタイムラグが生じやすい。リアルタイムでの測定を実現するために、三電極を直接皮膚に接触させることも考えられるが、皮膚表面に汗が存在しない場合は、三電極が互いに絶縁状態となってしまう。その場合、ポテンショスタットから、作用極に対して与える電位が不安定となり、正確な測定が困難となる。

また、生体は、基本的に静止状態にはなく、かつ、どのような動きをするか予測不能である。そのような予測不能な動きがある状態で、三電極の皮膚への接触を維持することも難しい。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、汗等の生体から分泌物をリアルタイムで正確に測定することが可能な生体情報測定センサ及び生体情報測定装置を提供する。

上記の課題を達成するために、請求項１に記載の発明に係る生体情報測定センサ（例えば、実施形態における生体情報測定センサ１）は、絶縁性基材（例えば、実施形態における絶縁性基材１０）と、前記絶縁性基材上に設けられ、測定対象成分との間で電子の授受を行う作用極（例えば、実施形態における作用極２０）と、前記絶縁性基材上に設けられ、前記作用極との間に電流を流すための対極（例えば、実施形態における対極３０）と、前記絶縁性基材上に設けられ、前記作用極の電位の基準となる参照極（例えば、実施形態における参照極４０）と、前記作用極、前記対極、及び前記参照極の総てに接触して、これら３つの電極間の電気的導通を維持するゲル層（例えば、実施形態におけるゲル層５０）と、を備え、前記作用極、前記対極及び前記参照極は、それぞれ、少なくとも、直線部（例えば、実施形態における直線部２１ａ、直線部３１ａ、及び直線部４０ａ）を有し、前記ゲル層は、前記作用極、前記対極及び前記参照極の前記直線部と直角に交叉するように、前記作用極、前記対極及び前記参照極における前記絶縁性基材と反対側に積層されていることを特徴とする。

上記の課題を達成するために、請求項２に記載の発明に係る生体情報測定センサは、前記ゲル層の２５℃における電気伝導度が３～３０ｍＳ／ｍである。

上記の課題を達成するために、請求項３に記載の発明に係る生体情報測定センサは、前記ゲル層が、アガロース、寒天、コラーゲン、及びゼラチンからなる群から選択されるゲル化材料のゲルで構成されている。

上記の課題を達成するために、請求項４に記載の発明に係る生体情報測定センサは、前記ゲル層の表面に絶縁性の保護膜（例えば、実施形態における保護膜５１）が設けられている。

上記の課題を達成するために、請求項５に記載の発明に係る生体情報測定センサは、前記作用極が導電性固体材料（例えば、実施形態における作用極本体２１）と、前記導電性固体材料の表面に付着させた酵素膜（例えば、実施形態における酵素膜２３）を有する。

上記の課題を達成するために、請求項６に記載の発明に係る生体情報測定センサは、前記酵素膜が、ラクテートオキシダーゼ又はグルコースオキシダーゼを含む膜である。

上記の課題を達成するために、請求項７に記載の発明に係る生体情報測定装置は、前記各請求項に記載の発明に係る生体情報測定センサと、前記生体情報測定センサが接続されるポテンショスタット（例えば、実施形態におけるポテンショスタット６０）とを備えることを特徴とする。

上記の課題を達成するために、請求項８に記載の発明に係る生体情報測定方法は、前記請求項８に記載の生体情報測定装置を用い、前記生体情報測定センサを、生体の皮膚表面に密着させ、前記ポテンショスタットから前記生体情報測定センサに定電位を与えた際の前記生体情報測定センサから得られる電流を前記ポテンショスタットによって検出することにより、前記皮膚から分泌される汗中の成分を測定することを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の生体情報測定センサによれば、ゲル層が、三電極の総てに接触して、これら三電極間の電気的導通を維持するので、生体からの分泌物が少なく、三電極を分泌物に充分に接触させることが困難な場合であっても、ポテンショスタットから、作用極に対して安定した定電位を与えることが可能となる。そのため、正確な測定をリアルタイムで継続することができる。
また、弾性のあるゲルを用いることにより、生体に密着しやすく、生体が予測不能な動きをした場合にも測定を継続しやすい。

また、本発明の請求項１に記載の生体情報測定センサによれば、絶縁性基材に作用極、対極、及び参照極が設けられているので、生体により密着しやすい。また、三電極を生体に密着させた際、絶縁性基材によって生体表面が覆われるため、汗等の分泌物が蒸発しにくい。そのため、より安定した測定が可能となる。さらに、絶縁性基材によって三電極を保護することができるため、生体が動いた際に三電極が外部のものに接触して破損することを防止できる。

本発明の請求項２に記載の生体情報測定センサによれば、前記ゲル層の２５℃における電気伝導度が３ｍＳ／ｍ以上であるため、三電極間の電気的導通を充分に確保できる。そのため、生体からの分泌物が少なく、三電極を分泌物に充分に接触させることが困難な場合であっても、ポテンショスタットから、作用極に対して常時安定した定電位を与えることが可能となる。そのため、正確な測定をリアルタイムで継続することができる。
また、前記ゲル層の電気伝導度が３０ｍＳ／ｍ以下であるため、測定対象成分が存在しない状態下における電流出力を、非常に低いレベルに抑えることができる。そのため、測定対象成分の濃度が低い場合であっても、高い精度で測定することができる。

本発明の請求項３に記載の生体情報測定センサによれば、前記ゲル層が、前記ゲル層が、アガロース、寒天、コラーゲン、及びゼラチンからなる群から選択される動植物由来のゲル化材料のゲルで構成されている。そのため、生体に密着させた際の安全性が高い。

本発明の請求項４に記載の生体情報測定センサによれば、前記ゲル層の表面に絶縁性の保護膜が設けられているので、ゲル層が乾燥しにくく、ゲル層の電気伝導度を一定に保ちやすい。

本発明の請求項５に記載の生体情報測定センサによれば、前記作用極が導電性固体材料と、前記導電性固体材料の表面に付着させた酵素膜を有するので、当該酵素によって、酸化還元反応する特定成分の濃度を測定することができる。

本発明の請求項６に記載の生体情報測定センサによれば、前記酵素膜がラクテートオキシダーゼを含む膜の場合は乳酸を測定することができる。また、前記酵素膜がグルコースオキシダーゼを含む膜の場合はグルコースを測定することができる。

本発明の請求項７に記載の生体情報測定装置によれば、本発明に係る生体情報測定センサと、前記生体情報測定センサが接続されるポテンショスタットを備えるため、汗等の生体から分泌物を、三電極法を用いて、リアルタイムで正確に測定することが可能である。

本発明の請求項８に記載の生体情報測定方法によれば、生体の皮膚から分泌される汗中の成分を、三電極法を用いて、リアルタイムで正確に測定することが可能である。

本発明の一実施形態に係る生体情報測定装置の概略構成図である。 図１のII-II’断面図である。 図１のIII-III’断面図である。 図１のIV-IV’断面図である。

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明において参照する図面は、説明の便宜上、厚み方向を強調して記載している。また、各部材の厚みや寸法の比率も正確ではない。
なお、本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は「～」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。

［生体情報測定センサ］
本実施形態の生体情報測定センサ１は、図１に示すように、絶縁性基材１０と絶縁性基材１０上に設けられた作用極２０、対極３０、及び参照極４０と、作用極２０、対極３０、及び参照極４０の三電極の総てに接触して、これら三電極の絶縁性基材１０と反対側に連続して設けられた単一のゲル層５０とゲル層５０の表面を保護する保護膜５１で構成されている。
本実施形態における対極３０と参照極４０は、作用極２０を両側から挟むように、絶縁性基材１０上に設けられている。

絶縁性基材１０は、三電極が短絡しないように絶縁性の材質で構成されている。
絶縁性基材１０は、生体に密着しやすいよう、可撓性の材質で構成されていることが好ましい。また、絶縁性基材１０には、三電極を保持できる強度が求められる。
これらの条件を満たす基材としては、ポリイミドフィルム、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））等の高分子フィルム、紙、マイカ、セラミックス等が挙げられる。

生体からの分泌物として、汗を測定対象とする場合、絶縁性基材１０は、汗の蒸発が防げるよう、透湿性の低い材質であることが好ましい。
汗を測定する場合、絶縁性基材１０としては、高分子フィルムが好ましく、ポリイミドフィルムが特に好ましい。

生体からの分泌物として、尿を測定対象とする場合、絶縁性基材１０は、余剰の尿を透過させられるよう、透水性の材質であることが好ましい。例えば、生体情報測定センサ１を、紙おむつ等に重ねて使用することにより、余剰の尿は、絶縁性基材１０を透過して、紙おむつ等に移行できる。
透水性の絶縁性基材１０としては、紙、布等が好ましい。

絶縁性基材１０の厚みは、２５～１００μｍであることが好ましい。
絶縁性基材１０の厚みが好ましい下限値以上であることにより、三電極を保持できる強度を得やすい。また、汗等の生体からの分泌物の蒸発を防げやすい。
絶縁性基材１０の厚みが好ましい上限値以下であることにより、生体の動きに追従可能な、可撓性を確保しやすい。

絶縁性基材１０は、生体への密着性を高めるため、高分子フィルム、紙等の基材本体と、この基材本体の三電極側の一部または全部に設けられた粘着剤層を有するものであってもよい。
粘着剤層を設ける場合、粘着剤としては、絶縁性を有するものを使用する。また、生体に対して、安全性が高い物が好ましい。
皮膚への刺激の少ない粘着剤を用いた両面テープとしては、例えば、スリーエム社製 ＳＨ１５７７（アクリル系粘着剤）が挙げられる。

作用極２０は、測定対象成分との間で電子の授受を行う電極である。本実施形態では、図１、図２に示すように、作用極本体２１と作用極本体２１と連続する作用極接続部２２と、作用極本体２１上に設けられた酵素膜２３とで構成されている。
本実施形態の作用極本体２１は、直線部２１ａと直線部２１ａの第１の端部に一体的に形成された円形部２１ｂを有している。
直線部２１ａの第２の端部には、作用極接続部２２が同軸状に接続されている。作用極接続部２２は、例えば、銀／塩化銀、銀、銅、白金、金等の抵抗値の低い金属等で構成されている。

作用極本体２１は、導電性固体材料、例えば、カーボン、白金、金等で構成されている。作用極本体２１には、メディエーターとなる成分を含有させてもよい。メディエーターとは、溶存酸素の影響を受けずに測定対象成分の測定を可能とするための成分である。
例えば、酵素膜における酵素と測定対象成分との反応により過酸化水素が発生する場合、プルシアンブルーをメディエーターとして好適に使用できる。
すなわち、プルシアンブルーの還元体は、過酸化水素と反応して、プルシアンブルーの酸化体に変わる。この酸化体が、作用極本体２１の導電性固体材料から電子を受容して還元体に戻るので、酵素と測定対象成分との反応に応じた電流を得ることができる。

酵素膜２３は、作用極本体２１の円形部２１ｂ上に設けられている。酵素膜２３としては、ラクテートオキシダーゼ、又はグルコースオキシダーゼを含む膜が挙げられる。
酵素膜２３がラクテートオキシダーゼを含む場合は、酵素膜２３において乳酸をピルビン酸に変換する反応が生じ、その際に、副生成物として過酸化水素が発生する。
酵素膜２３がグルコースオキシダーゼを含む場合は、酵素膜２３においてグルコースをグルコノラクトンに変換する反応が生じ、その際に、副生成物として過酸化水素が発生する。
酵素膜２３には、酵素以外の成分が含まれていてもよい。例えば、酵素の活性を維持し、所定の期間無剥離しない等の安定性を保持するために、キトサン等の高分子やウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）等を含有させてもよい。

対極３０は、作用極２０との間に電流を流すための電極である。本実施形態では、図１、図３に示すように、対極本体３１と対極本体３１と連続する対極接続部３２とで構成されている。
対極本体３１は、導電性固体材料、例えば、カーボン、白金、金等で構成されている。本実施形態の対極本体３１は、直線部３１ａと直線部３１ａの第１の端部に一体的に形成された円弧部３１ｂを有している。円弧部３１ｂは、作用極本体２１の円形部２１ｂを囲むように、円形部２１ｂからほぼ等距離を保って円弧状に形成されている。また、直線部３１ａの第２の端部には、対極接続部３２が同軸状に接続されている。対極接続部３２は、例えば、銀／塩化銀、銀、銅、白金、金等の抵抗値の低い金属等で構成されている。

参照極４０は、作用極２０の電位の基準となる電極である。参照極４０は、例えば、銀／塩化銀で構成されている。本実施形態の参照極４０は、図１、図４に示すように、直線部４０ａと直線部４０ａの第１の端部に一体的に形成された円弧部４０ｂを有している。円弧部４０ｂは、対極３０の円弧部３１ｂと共に、作用極本体２１の円形部２１ｂを囲むように、円形部２１ｂからほぼ等距離を保って円弧状に形成されている。

作用極本体２１、対極本体３１、及び参照極４０の厚さは、１０～１００μｍであることが好ましい。
これらの部材の厚みが好ましい下限値以上であることにより、生体情報測定センサ１の出力を安定化することができる。また、これらの部材の厚みが好ましい上限値以下であることにより、生体情報測定センサ１の可撓性を確保しやすく、生体情報測定センサ１が生体の動きに追従しやすくなる。

また、作用極本体２１の直線部２１ａ、対極本体３１、及び参照極４０の幅は、０．０５～３ｍｍであることが好ましく、０．３～１．５ｍｍであることがより好ましい。
これらの部材の幅が好ましい下限値以上であることにより、生体情報測定センサ１の出力を安定化しやすい。また、これらの部材の幅が好ましい上限値以下であることにより、生体情報測定センサ１全体を小さく形成することができる。

酵素膜２３を形成する酵素の量は、３．２～２５．６ユニットであることが好ましく、１２．８ユニットであることが特に好ましい。
酵素膜２３を形成する酵素の量が好ましい下限値以上であれば、充分な感度が得られる。酵素膜２３を形成する酵素の量が好ましい上限値以下であれば、コストを低減できる。

作用極本体２１の円形部２１ｂの面積は、１～３０ｍｍ^２であることが好ましく、１．５～２０ｍｍ^２であることがより好ましい。円形部２１ｂの面積が好ましい下限値以上であれば、充分な酵素量の酵素膜２３を形成しやすい。円形部２１ｂの面積が好ましい上限値以下であれば、生体情報測定センサ１全体を小さく形成することができる。

作用極２０と対極３０との離間距離、作用極２０と参照極４０との離間距離は、各々０．５～３ｍｍであることが好ましく、１～２ｍｍであることがより好ましい。
各々の離間距離が好ましい下限値以上であることにより、高い生産効率で生体情報測定センサ１を作製できる。好ましい上限値以下であることにより、生体情報測定センサ１全体の大きさが過大とならない。

ゲル層５０は、作用極２０、対極３０、参照極４０の総てに接触するように、これら３電極の絶縁性基材１０と反対側に積層されている。具体的には、作用極本体２１の直線部２１ａ、対極本体３１の直線部３１ａ、及び参照極４０の直線部４０ａと直角に交叉するように作用極２０、対極３０、参照極４０の絶縁性基材１０と反対側に積層されている。
なお、本実施形態における直線部２１ａ、直線部３１ａ、及び直線部４０ａは互いにほぼ平行に、かつ等間隔に形成されている。

ゲル層５０は、生体に対する安全性の観点から、動植物由来のゲル化材料のゲルで構成されていることが好ましい。中でも、アガロース、寒天、コラーゲン、及びゼラチンからなる群から選択されるゲル化材料のゲルで構成されていることが好ましい。
ゲル層５０を構成するゲルの分散媒としては、水、リン酸緩衝液等のｐＨ緩衝液、生理食塩水が挙げられる。これらは、生体に対する安全性が高いため好ましい。

アガロースはゲル化しやすい中性多糖で、寒天の主要な多糖成分である。具体的には、１→３結合β－Ｄ－ガラクトースと１→４結合３，６－アンヒドロ－α－Ｌ－ガラクトースの交互結合体である。
寒天は、テングサ（天草）、オゴノリなどの紅藻類の粘液質を凍結・乾燥したものである。
コラーゲンは、主に脊椎動物の真皮、靱帯、腱、骨、軟骨などを構成するタンパク質のひとつであり、多細胞動物の細胞外基質（細胞外マトリクス）の主成分である。
ゼラチンは、高温で変性させたコラーゲンである。

ｐＨ緩衝液は、中性付近のｐＨが得られ、生体に対する安全性が高いことから、リン酸緩衝液であることが好ましい。
ｐＨ緩衝液が、リン酸緩衝液である場合、ｐＨ緩衝液由来の成分は、リン酸イオン及びナトリウムイオン、又はリン酸イオン及びカリウムイオンである。

ゲル層５０の電気伝導度は、３～３０ｍＳ／ｍであることが好ましく、５～２０ｍＳ／ｍであることがより好ましく、６～１５ｍＳ／ｍであることがさらに好ましい。
なお、ゲル層５０の電気伝導度は、２５℃における値であり、一定の電圧を印加した際の電流値から求めることができる。

前記ゲル層の電気伝導度が好ましい下限値以上であれば、三電極間の電気的導通を充分に確保できる。そのため、生体からの分泌物が少なく、三電極を分泌物に充分に接触させることが困難な場合であっても、ポテンショスタットから、作用極に対して安定した定電位を与えることが可能となる。そのため、正確な測定をリアルタイムで継続することができる。
また、前記ゲル層の電気伝導度が好ましい上限値以下であれば、測定対象成分が存在しない場合の電流値を非常に低く抑えられるので、測定対象成分の濃度を精度良く測定できる。

ゲル層５０の電気伝導度は、緩衝液由来の成分の濃度、及びゲル層５０のゲル化材料の固形分濃度によって調整できる。ゲル層５０の電気伝導度は、ゲル化材料の種類によっても異なる。
ゲル層５０の電気伝導度は、ゲル層５０の緩衝液由来の成分の濃度が高いほど高い値となる。
ただし、ゲル層５０のゲル化材料の固形分濃度が高過ぎると、もはやゲルとは言えない固体となり、電気伝導性が失われる。

ゲル層５０のゲル化材料の好ましい固形分濃度は、ゲル層５０を構成するゲル化剤の種類によって異なる。
アガロースをゲル化剤とし、水を分散媒としてゲル層５０を構成する場合、ゲル層５０全体に対するアガロースの固形分濃度は２～６Ｗ／Ｖ％であることが好ましく、４Ｗ／Ｖ％であることが好ましい。
アガロースの固形分濃度が好ましい下限値以上であれば、生体に密着した場合にも形状を保ちやすく、三電極に対する接触を維持しやすい。アガロースの固形分濃度が好ましい上限値以下であれば、三電極間の電気的導通を維持しやすい。

ゲル層５０のｐＨ緩衝液由来の成分の好ましい固形分濃度は、０．０５～０．２モル／リットルであることが好ましい。
ｐＨ緩衝液由来の成分の固形分濃度が好ましい下限値以上であれば、三電極間の電気的導通を維持しやすい。三電極間の電気的導通を維持しやすい。上限値以下であれば、ゲル層５０によって生じる電流を低く抑えることができ、測定対象成分の濃度を精度よく測定できる。

ゲル層５０の厚みは、０．５～１ｍｍであることが好ましい。
ゲル層５０の厚みが好ましい下限値以上であることにより、三電極間の電気的導通を維持しやすい。また、好ましい上限値以下であることにより、生体情報測定センサ１の全体を薄く形成することができる。

ゲル層５０の幅（図１の上下方向の幅）は、１～３ｍｍであることが好ましい。
ゲル層５０の幅が好ましい下限値以上であることにより、三電極間の電気的導通を維持しやすい。また、好ましい上限値以下であることにより、生体情報測定センサ１の全体を小さく形成することができる。

保護膜５１は、ゲル層５０の表面全体を覆うように、ゲル層５０の絶縁性基材１０と反対側に設けられている。保護膜５１は絶縁性の膜で、例えば、ゲル層５０を構成するゲル化材料と同じゲル化材料を、電解質を含まない純水を分散媒としてゲル化させることにより構成することができる。
保護膜５１を設けることにより、ゲル層５０を、生体その他との接触から守ることができる。また、ゲル層５０の乾燥を防ぎ、ゲル層５０の安定した電気伝導度を保つことができる。

保護膜５１の厚みは、１ｍｍ以下であることが好ましい。
保護膜５１の厚みが１ｍｍ以下であっても、ゲル層５０を充分に保護できる。また、保護膜５１の厚みが１ｍｍ以下であることにより、生体情報測定センサ１の全体を薄く形成することができる。

［生体情報測定装置］
本実施形態の生体情報測定装置は、図１に示すように、生体情報測定センサ１とポテンショスタット６０と生体情報測定センサ１とポテンショスタット６０とを接続する作用極リード線６２、対極リード線６３。参照極リード線６４で構成されている。
作用極リード線６２は、作用極２０とポテンショスタット６０とを接続するリード線である。対極リード線６３は、対極３０とポテンショスタット６０とを接続するリード線である。参照極リード線６４は、参照極４０とポテンショスタット６０とを接続するリード線である。
ポテンショスタット６０は、作用極２０に、参照極４０に対して一定の電位を与えると共に、作用極２０と対極３０との間の電流を測定するようになっている。

［生体情報測定方法］
本実施形態の生体情報測定方法は、図１の生体情報測定装置を用いる生体情報の測定方法である。すなわち、生体情報測定センサ１を、絶縁性基材１０を外側として生体の皮膚表面に密着させる。その状態で、ポテンショスタット６０から生体情報測定センサ１の作用極２０に参照極４０に対して所定の定電位を与える。そして、その際の生体情報測定センサ１から得られる電流（作用極２０と対極３０の間を流れる電流）をポテンショスタット６０によって検出する。検出した電流は、皮膚から分泌される汗中の測定対象成分と相関するので、検出した電流から、当該測定対象成分の濃度を求めることができる。
例えば、酵素膜２３がラクテートオキシダーゼであれば、皮膚から分泌された汗中の乳酸濃度を測定することができる。

皮膚から充分な汗が分泌されておらず、三電極を汗で覆うことができていない場合も、本実施形態の測定方法の場合は、ゲル層５０の存在により、生体情報測定センサ１の三電極間が絶縁状態とならない。
そのため、汗が充分に存在しない間も、ポテンショスタット６０から生体情報測定センサ１に供給される電位は安定している。その結果、汗が三電極を覆い得る程度に充分な量となった際は、速やかに、測定対象成分の濃度に応じた電流を得ることができる。

酵素膜２３がラクテートオキシダーゼで、皮膚から分泌された汗中の乳酸を測定対象成分とする場合、ゲル層５０の電気伝導度を３０ｍＳ／ｍ以下とすれば、汗が存在しない場合、又は汗中に乳酸が存在しない場合に、ゲル層５０を流れる電流は２００～５００ｎＡ程度となり、非常に小さい。
汗中の乳酸濃度が1ｍＭ程度であっても１μＡ以上の電流が得られるので、1ｍＭ程度の乳酸を充分に測定することができる。
なお、汗中の乳酸濃度は１０ｍＭ程度であると、血中の乳酸濃度に比べて高いと報告されている。

［他の実施形態］
上記実施形態の生体情報測定センサは、絶縁性基材を備える構成としたが、絶縁性基材は必須ではない。絶縁性基材がない場合は、ドレッシングテープ等を用いて、三電極をゲル層と共に、皮膚等に密着させればよい。
また、作用極は、酵素膜を有するものには限定されない。例えば、酸素透過膜を導電性固体材料の表面に付着させたものであってもよい。
また、作用極リード線は、作用極接続部を介さず、直接カーボン等の作用極本体に接続してもよい。同様に、対極リード線は、対極接続部を介さず、直接カーボン等の対極本体に接続してもよい。

また、三電極各々の形状やこれら三電極の相互の位置関係に特に限定はない。絶縁性基材の形状も、三電極各々の形状やこれら三電極の相互の位置関係に対応して、適宜変更することができる。
また、ゲル層は単一の層には限られない。例えば、作用極２０と対極３０の双方に接触する第１のゲル層と作用極２０と参照極４０双方に接触する第２のゲル層を備える構成としてもよい。
また、生体情報測定センサを製造後すぐに使用する場合等は、保護膜５１を省略してもよい。

また、生体情報測定装置におけるポテンショスタットと生体情報測定センサとは、リード線によらず、無線によって接続してもよい。無線接続の場合、例えば、ブルートゥース（登録商標）等の近距離無線通信を利用することができる。
また、本発明の生体情報測定装置は、皮膚から分泌される汗中の成分の測定に限られず、例えば、尿等の排泄物や、舌等の粘膜からの分泌物等の測定に用いることもできる。

［生体情報測定センサの製造］
以下の手順により、図１の生体情報測定センサ１を製造した。
まず、ポリイミドシート（東レ・デュポン（株）製カプトン（登録商標）、厚さ５０μｍ）上に、スクリーンプリンタを用いてsilver/silver chloride (Ag/AgCl) ink (4001, Engineered Conductive Materials, LLC, Delaware, OH)をスクリーン印刷し、作用極接続部２２、対極接続部３２、参照極４０を形成した。また、Prussian blue (PB) conductive carbon ink (C2070424P2, Gwent Group, Pontypool, UK)を、スクリーン印刷し、作用極本体２１、対極本体３１を形成した。

形成した作用極本体２１、作用極接続部２２、対極本体３１、対極接続部３２及び参照極４０の厚みは、いずれも約１００μｍとした。また、作用極本体２１の直線部２１ａ、作用極接続部２２、対極３０、及び参照極４０の幅は、１ｍｍとした。作用極本体２１の円形部２１ｂは、直径３ｍｍとした。
作用極２０と対極３０との離間距離、作用極２０と参照極４０との離間距離は、各々１．５ｍｍとした。

また、０，１Ｍリン酸バッファ（ｐＨ７）中に、アガロースを４ｗ／ｖ％となるように加え、電子レンジで加熱して溶解させ、アガロースゾルを得た。
得られたアガロースゾルを、作用極本体２１、対極本体３１、参照極４０の直線部４０ａを横断するように塗布し、冷却してゲル層５０を形成した。ゲル層５０の厚さは約１０００μｍ、幅は３ｍｍとした。
ゲル層５０の２５℃における電気伝導度は１５ｍＳ／ｍであった。

また、ゲル層５０の上に、純水にアガロースを４ｗ／ｖ％となるように加え、電子レンジで加熱して溶解させたアガロースゾルを塗布し、絶縁性（２５℃における電気伝導度が０．０１μＳ／ｍ）の保護膜５１を形成した。保護膜５１の厚さは、１ｍｍとした。
次に、作用極本体２１の円形部２１ｂに、ラクテートオキシダーゼ(東洋紡)・キトサン・ＢＳＡを混合した水溶液を、ラクテートオキシダーゼ(東洋紡)量として１２．８ユニットを滴下乾燥して酵素膜２３を形成し、最後に、ポリイミドシートを、図１に示す形状（幅１ｃｍ、長さ３ｃｍ）に切り出し、絶縁性基材１０とし、本実施例の生体情報測定センサ１を得た。

［汗中の乳酸測定］
得られた生体情報測定センサ１を被験者の上腕に貼着した。これを、ポテンショスタット６０（Solartron Analytical社製１２８７Ａ）に接続し、作用極２０に－１００ｍＶの定電位をかけた状態で、作用極２０と対極３０との間の電流測定を開始した。
生体情報測定センサ１は、被験者から剥離することはなく、安定して測定を継続できた。また、測定開始後、汗の量が充分でない間も、ポテンショスタットによる電位は安定していた。

1 生体情報測定センサ
１０ 絶縁性基材
２０ 作用極
２１ 作用極本体
２２ 作用極接続部
２３ 酵素膜
３０ 対極
３１ 対極本体
３２ 対極接続部
４０ 参照極
５０ ゲル層
５１ 保護膜
６０ ポテンショスタット

Claims (8)

1. 絶縁性基材と、
   前記絶縁性基材上に設けられ、測定対象成分との間で電子の授受を行う作用極と、
   前記絶縁性基材上に設けられ、前記作用極との間に電流を流すための対極と、
   前記絶縁性基材上に設けられ、前記作用極の電位の基準となる参照極と、
   前記作用極、前記対極、及び前記参照極の総てに接触して、これら３つの電極間の電気的導通を維持するゲル層と、を備え、
   前記作用極、前記対極及び前記参照極は、それぞれ、少なくとも、直線部を有し、
   前記ゲル層は、前記作用極、前記対極及び前記参照極の前記直線部と直角に交叉するように、前記作用極、前記対極及び前記参照極における前記絶縁性基材と反対側に積層されていることを特徴とする生体情報測定センサ。
2. 前記ゲル層の２５℃における電気伝導度が３～３０ｍＳ／ｍである、請求項１に記載の生体情報測定センサ。
3. 前記ゲル層が、アガロース、寒天、コラーゲン、及びゼラチンからなる群から選択されるゲル化材料のゲルで構成されている、請求項１又は２に記載の生体情報測定センサ。
4. 前記ゲル層の表面に絶縁性の保護膜が設けられている、請求項１～３のいずれか一項に記載の生体情報測定センサ。
5. 前記作用極が導電性固体材料と、前記導電性固体材料の表面に付着させた酵素膜を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の生体情報測定センサ。
6. 前記酵素膜が、ラクテートオキシダーゼ又はグルコースオキシダーゼを含む膜である、請求項５に記載の生体情報測定センサ。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の生体情報測定センサと、前記生体情報測定センサが接続されるポテンショスタットとを備えることを特徴とする、生体情報測定装置。
8. 請求項７に記載の生体情報測定装置における前記生体情報測定センサを、生体の皮膚表面に密着させ、前記ポテンショスタットから前記生体情報測定センサに定電位を与えた際の前記生体情報測定センサから得られる電流を前記ポテンショスタットによって検出することにより、前記皮膚から分泌される汗中の成分を測定することを特徴とする生体情報測定方法。

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