JPH0443947A - 保存液収容タンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は保存液収容タンクに関し、さらに詳細にいえ
ば、酵素電極の活性を維持するための保存液を収容する
保存液収容タンクに関する。

〈従来の技術、および発明が解決しようとする課題〉 従来から非常に複雑な有機化合物、蛋白質等を極めて高
感度に、かつ選択的に検知することができるとい−う特
質に着目して、下地電極の表面に生理活性物質を固定化
した固定化酵素膜を付設してなるバイオセンサ（以下、
酵素電極と称する）により上記有機化合物、蛋白質等の
測定を行なうための研究開発が行なわれている。

そして、上記酵素電極を使用して測定対象物質の測定を
行なう場合には、生理活性物質の存在下において測定対
象物質の酸化反応、または還元反応を行なわせ、これら
反応の結果生成され、または消失される物質の量に対応
する電気信号を酵素電極から出力させ、この電気信号に
対して必要な処理を施すことにより測定対象物質の濃度
を得ることになる。さらに、上記酸化反応、または還元
反応は、活性な生理活性物質の存在下においてのみ活発
に行なわれるのであるから、濃度測定が終了した後、次
の濃度測定を行なうまでの間に生理活性物質が失活して
しまわないように酵素電極の表面を保存液に接触させて
おかなければならない。

したがって、従来は、測定終了後に、酵素電極を、容器
に収容した保存液に浸漬するようにしている。しかし、
このような構成を採用した場合には、引き出しリード等
を有する酵素電極を保存液に浸漬する関係上、引き出し
リード等が浸漬されることがないように十分大きな酵素
電極とする必要があるとともに、保存液を収容した容器
もかなり大型でなければならず、全体の構成が著しく大
型化し、到底携帯可能な大きさにすることができないと
いう不都合がある。

本件特許出願人は、このような不都合を解消すべく、著
しく小型の保存液収容タンクの所定位置に開口を形成し
、この開口にスポンジを装着しておいて、測定終了後に
酵素電極の表面をスポンジに圧接する構成を考えた。こ
の構成を採用すれば、保存液収容タンクの大きさを著し
く小さくできるだけでなく、酵素電極をも著しく小さく
でき、全体として濃度測定装置を小形化できるという利
点を有し、しかも、酵素電極の表面をスポンジに圧接す
るだけで所期の目的を達成できるので構成も簡素化でき
るという利点を有している。

しかし、この構成を組み込んだ濃度測定装置を作成し、
被検液中の測定対象物質の濃度測定を行なったところ、
測定値のばらつきが著しく大きく、ＣＶ値が１０％程度
であった。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
全体として小形化できるとともに、常に酵素電極の表面
の生理活性物質の活性を良好に維持することができる保
存液収容タンクを提供することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の保存液収容タ
ンクは、内部に酵素電極の活性を維持するための保存液
を収容する保存液収容タンクが、所定位置に開口を形成
したタンク本体と、開口部に位置するように配置された
多孔質体とで構成されているとともに、タンク本体の開
口部近傍と多孔質体との接触部に外部との連通溝が形成
されている。

く作用〉 以上の構成の保存液収容タンクであれば、濃度測定終了
後に酵素電極を多孔質体に圧接することにより保存液が
多少失なわれ、保存液収容タンクの内圧が外圧よりも多
少低くなるが、酵素電極を多孔質体から離した時点で保
存液収容タンクの内部と外部とが連通溝を介して連通さ
れるので、速やかに内圧と外圧とをバランスさせること
ができる。この結果、多孔質体の表面を常に湿潤状態に
維持でき、酵素電極を多孔質体に圧接する毎に生理活性
物質の活性を良好に維持することができる。

さらに詳細に説明すると、連通溝を形成していない場合
には、多孔質体として空孔度および孔径が大きいものを
使用しても、多孔質体の全体に保存液が含浸されている
関係上、保存液収容タンクの内圧と外圧との差圧が生じ
てもシールされているのと等価な状態であり、差圧が所
定の圧力以上になるまでは差圧を解消するために空気が
保存液収容タンクに侵入することを阻止していた。した
がって、酵素電極を圧接した回数、内外温度差、内外気
圧差等の影響を受けて多孔質体の表面の湿潤状態が大き
く変化し、酵素電極を多孔質体に圧接した場合における
保存液の供給、生理活性物質の活性維持の程度が大きく
変化するのであるから、測定値のばらつきが著しく大き
く、ＣＶ値が１０％程度になっていた。しかし、この発
明においては、多孔質体と接するタンク本体の所定位置
に連通孔を形成しているのであるから、内外の差圧が所
定圧力まで増加するという不都合はなく、多孔質体の表
面の湿潤状態が実質的に変化する前に差圧が解消される
。この結果、酵素電極を多孔質体に圧接した場合におけ
る保存液の供給、生理活性物質の活性維持の程度が一定
に保持でき、測定値のばらつきを著しく小さくできる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第５図はこの発明の保存液収容タンクを組み込んだ濃度
測定装置の構成の一例を示す一部切欠斜視図であり、濃
度測定装置本体（１）の所定位置に、電極駆動機構（３
）により往復動される酵素電極■が設けられているとと
もに、所定位置に保存液収容タンク（４）が取り外し可
能に設けられている。そして、中央部に所定間隔毎に被
検液透過孔（５ａ）が形成されているとともに、各被検
液透過孔（５ａ）を覆うように、大きい粒径の物質の透
過を阻止する機能、ある程度の拡散制限機能、酵素電極
に接触することなく被検液の点着を行なわせる機能等を
有する拡散制限膜（５ｂ）が貼着された長尺フィルム６
が走行可能にケーシング（５ｃ）に収容されているとと
もに、このケーシング（５ｃ）が濃度測定装置本体（１
）の所定位置に取り外し可能に設けられている。

尚、上記拡散制限膜（５ｂ）は、後述するように酵素電
極■に拡散制限膜が装着されている場合に、拡散制限膜
の目詰りを防止できるとともに、測定対象物質の酵素電
極０）への拡散をある程度制限できる。逆に、酵素電極
■に拡散制限膜が装着されていない場合には、測定対象
物質の酵素電極口）への拡散を制限できる。

上記酵素電極口）は、下地電極の表面に、反応生成物質
、または反応消失物質を選択的に透過させる選択透過膜
および固定化酵素膜がこの順に装着されたものであり、
必要に応じて測定対象物質に対する拡散制限効果が高い
拡散制限膜が固定化酵素膜の表面側に装着される。そし
て、酵素電極（２）の少なくとも上部を包囲する包囲部
材（２ａ）が設けられている。

上記電極駆動機構（３）は、モータ（３ａ）、ねじ軸（
３ｂ）、電極支持板（３Ｃ）、係合突部（３ｄ）および
案内溝（３ｅ）等を構成要素とする機構であり、モータ
（３ａ）によりねじ軸（８ｂ）を自転させることにより
電極支持板（３ｃ）を動作させ、しかも係合突部（３ｄ
）と案内溝（３ｅ）との係合により電極支持板（３ｃ）
の動作を規制して、電極支持板（３Ｃ）に支持された酵
素電極口を、保存液収容タンク（４）に接触する位置と
長尺フィルム６）の拡散制限膜（５ｂ）に接触する位置
との間で往復動させる。

上記保存液収容タンク（４）は、薄いタンク本体（４ａ
）の下面所定位置に開口（４ｂ）が形成されているとと
もに、開口（４ｂ）に入り込む状態でスポンジ（４ｃ）
が設けられている。そして、タンク本体（４ａ）の、ス
ポンジ（４ｃ）と接する位置に複数本の連通溝（４ｄ）
が形成されている。

保存液収容タンクを第１図から第４図を参照しながらさ
らに詳細に説明する。

タンク本体（４ａ）に形成した開口（４ｂ）の周縁部は
、そのまま外方に延長されており、しかも外方延長部の
外面にねじ山（４ｅ）が形成されることにより、保存液
の洩れを防止するためのキャップ（４ｒ）を取り外し可
能に装着している。このキャップ（４「）は、保存液収
容タンク（４）を濃度測定装置本体（１）に装着した状
態においては取り外されていなければならない。尚、（
４ｇ）はキャップ（４ｒ）の内面と接触した保存液の洩
れを防止する突条である。また、外方延長部の先端部に
内向きフランジ（４ｈ）が形成されているとともに、内
向きフランジ（４ｈ）よりやや内方寄りにもスポンジ（
４ｃ）の抜は落ちを防止するための内向きフランジ（４
ｊ）が形成されてお、す、両内向きフランジ（４ｈ）　
（４ｊ）の間隙に、上記包囲部材（２ａ）と接触して酵
素電極Ｃ）圧接時に外部への保存液洩れを防止するシー
ル・バッキング（４ｋ）が設けられている。したがって
、内向きフランジ（４ｊ）の上面および内向きフランジ
（４ｊ）よりも内奥側の外方延長部内面に複数本の断面
Ｕ字状の連通溝（４ｄ）が形成される。

上記ケーシング（５Ｃ）は、長尺フィルム（５）の一方
の端部側を巻回状態で収容する供給部（５ｄ）と、長尺
フィルム（５）の他方の端部側を巻き取る巻取部（５ｅ
）と、供給部（５ｄ）および巻取部（５ｅ）を連結する
ブリッジ部（５「）とを有しており、しかもブリッジ部
（５「）の下面所定位置に酵素電極（２）の侵入を許容
する透孔（図示せず）が形成されている。そして、図示
しない長尺フィルム送り機構からの動力が巻取部（５ｅ
）に収容された巻取軸（図示せず）に伝達される。

上記の構成の濃度測定装置の動作は次のとおりである。

濃度測定を行なわない場合には、電極駆動機構Ｇ）によ
り酵素電極０が保存液収容タンク（４）の開口（４ｂ）
を通してスポンジ（４ｃ）に圧接されている（ｊＩＩ６
図（Ａ）参照）。尚、この状態において包囲部材（２ａ
）とシール・バッキング（４ｋ）とが圧接されているの
で、保存液が外部に洩れるという不都合を確実に防止で
きる。

長尺フィルム６）の未使用の被検液透過孔（５ａ）に被
検液を点着し、図示しない測定開始スイッチを操作すれ
ば、長尺フィルム（５）が所定距離だけ走行され、また
、電極駆動機構（３）により酵素電極０が移動されて拡
散制限膜（５ｂ）に圧接される。したがって、被検液中
の測定対象物質が拡散制限膜（５ｂ）を通して酵素電極
０の表面に拡散し、活性な生理活性物質の存在下におい
て酸化反応、または還元反応を行なうので、反応生成物
質、または反応消失物質が選択透過膜を通して下地電極
に導かれ、反応生成物質、または反応消失物質の量に対
応する電気信号が出力される。そして、この電気信号の
ピーク、電気信号を時間微分して得た信号のピーク等に
基づいて被検液中の測定対象物質の濃度を得ることがで
きる。

以上のようにして濃度測定が行なわれた後は、電極駆動
機構（３１により酵素電極（２）を逆方向に移動させ、
再び保存液収容タンク（４）のスポンジ（４ｃ）に圧接
して生理活性物質の活性を維持する。尚、この動作と並
行して長尺フィルム（５）が所定距離だけ走行され、次
の被検液透過孔を点着位置に位置させる。

以下、濃度測定が指示される毎に上記一連の動作を反復
する。

以上の動作を反復すれば、保存液収容タンク（４）の内
部の保存液が少しずつ酵素電極（２）に供給されるので
、内部の保存液が少なくなり、内外の差圧が生じること
になるが、連通溝（４ｃ）により内外が連通されている
のであるから、僅かに差圧が生じた状態で外部から空気
が入り込み（第６図（Ｂ）中矢印参照）、差圧を解消す
ることができる。この結果、保存液がスポンジ（４ｃ）
の表面まで十分に移行し、酵素電極（２）を十分に湿潤
させることができる。この結果、従来ＣＶ−１０％程度
であった測定のばらつきをＣＶ−２〜３％程度にできた
。

但し、上記連通溝（４ｄ）の数、幅、深さ等は空気の流
体抵抗等を考慮して適宜設定すればよく、また、複数本
の連通溝（４ｄ）の内方端部を１カ所にまとめて保存液
収容タンク（４）の所望箇所に空気を導入することもで
きる。さらに、スポンジ以外の多孔質体を用いることが
可能である。

また、以上の実施例においては、タンク本体（４ａ）に
連通溝（４ｄ）を形成しているがスポンジ（４ｂ）に連
通溝を形成するようにしてもよい。但し、加工性および
連通溝（４ｄ）の幅、深さを一定にできること等を考慮
すれば、タンク本体（４ａ）に連通溝（４ｄ）を形成す
ることが好ましい。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、多孔質体とタンク本体の開口
部近傍との接触部に連通溝を形成しているのであるから
、内外の差圧が余り大きくならない状態で保存液収容タ
ンク内に外部の空気を導入でき、多孔質体の表面を常に
湿潤状態に保持でき、ひいては酵素電極の活性維持を良
好に達成できるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は保存液収容タンクの開口部のみを示す斜
視図、 同図（Ｂ）は同上平面図、 第２図は保存液収容タンクの下面図、 第３図は同上縦断面図、 第４図は第１図のＩＶ−ｒＶ線断面図、第５図はこの発
明の保存液収容タンクを組み込んだ濃度測定装置の構成
の一例を示す一部切欠斜視図、 第６図（Ａ）は酵素電極がスポンジに圧接された状態を
示す縦断面図、 第６図（Ｂ）は内外の差圧を解消するための空気流れを
説明する概略図。 ■・・・酵素電極、（４）・・・保存液収容タンク、（
４ａ）・・・タンク本体、（４ｂ）・・・開口、（４ｃ
）・・・多孔質体としてのスポンジ、（４ｄ）・・・連
通溝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部に酵素電極（２）の活性を維持するための保存
   液を収容する保存液収容タンク （４）が、所定位置に開口（４ｂ）を形成したタンク本
   体（４ａ）と、開口部（４ｂ）に位置するように配置さ
   れた多孔質体（４ｃ）とで構成されているとともに、タ
   ンク本体（４ａ）の開口部（４ｂ）近傍と多孔質体（４
   ｃ）との接触部に外部との連通溝（４ｄ）が形成されて
   いることを特徴とする保存液収容タンク。