JPH06288829A - Optical fiber sensor - Google Patents
Optical fiber sensorInfo
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- JPH06288829A JPH06288829A JP7435593A JP7435593A JPH06288829A JP H06288829 A JPH06288829 A JP H06288829A JP 7435593 A JP7435593 A JP 7435593A JP 7435593 A JP7435593 A JP 7435593A JP H06288829 A JPH06288829 A JP H06288829A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、生体の化学的または
物理的パラメーターを光ファイバを用いて検知する光フ
ァイバセンサに関し、より詳細には、医療などの分野
で、生体内の血液中ｐＨ、グルコース濃度、コレステロ
ール濃度、酸素分圧、二酸化炭素分圧、水酸イオン濃度
などを体内で長時間モニタリングすることができる光フ
ァイバセンサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber sensor for detecting a chemical or physical parameter of a living body by using an optical fiber, and more specifically, in a field such as medical treatment, pH in blood in a living body, The present invention relates to an optical fiber sensor capable of monitoring glucose concentration, cholesterol concentration, oxygen partial pressure, carbon dioxide partial pressure, hydroxide ion concentration, etc. in the body for a long time.
【０００２】[0002]
【従来の技術】化学的または物理的パラメーターを光フ
ァイバを用いて検知する光ファイバセンサに関しては、
工業用及び医療用を含めて、従来から種々の提案がなさ
れている。例えば、光ファイバ端に、ｐＨ感受性染料を
備えた半透膜を配置し、検査対象を血管中の血液のｐＨ
とするセンサ（特開昭５４−８５５８８号）、化学／物
理的パラメーター感応発色団が光ファイバのコア表面に
化学結合し、検査対象が工業・医療用の化学物理的パラ
メーター（例えば、ｐＨ）であるセンサ（特開昭５８−
７７６４１）、光ファイバ先端に、疎水気体透過性外包
で被覆された酸素感応染料を固着したセンサであって、
検査対象が血液中の酸素であるもの（特表昭５９−５０
０８９６）、光ファイバ端に、指示化合物を担持する多
孔疎水膜を配置し、検査対象が溶液／気体中の例えば、
ｐＨであるセンサ（特開昭６０−３５２４６）、光ファ
イバ端部のコアに酸素感知蛍光剤を含有し、検査対象が
血管中の血液の酸素であるセンサ（特開昭６１−１７８
６４６）、光ファイバ端又は側面に、酸素感知蛍光剤を
含む膜を塗布し、検査対象が血管中の血液の酸素である
センサ（特開昭６１−１８２５５７）、光ファイバ端に
ランタニド錯体の酸素感知発光剤を配置し、検査対象が
血管中の血液の酸素であるセンサ（特開昭６３−７０１
５１）、光ファイバ端にｐＨ感知蛍光分子をシランカプ
リング剤を介して固定し、検査対象が血液のｐＨである
センサ（特開昭６４−４４８３４）がある。2. Description of the Related Art Regarding an optical fiber sensor for detecting a chemical or physical parameter using an optical fiber,
Various proposals have heretofore been made including those for industrial use and medical use. For example, a semipermeable membrane provided with a pH-sensitive dye is placed at the end of the optical fiber, and the test target is the pH of blood in a blood vessel.
Sensor (JP-A-54-85588), a chemical / physical parameter sensitive chromophore is chemically bonded to the core surface of an optical fiber, and an inspection target is a chemical / physical parameter for industrial / medical use (eg, pH). A sensor (Japanese Patent Laid-Open No. 58-
77641), a sensor in which an oxygen-sensitive dye covered with a hydrophobic gas permeable envelope is fixed to the tip of an optical fiber,
The object to be inspected is oxygen in blood (Table 59-50)
0896), a porous hydrophobic film carrying an indicator compound is arranged at the end of the optical fiber, and the inspection target is in a solution / gas, for example,
A sensor having a pH (Japanese Patent Laid-Open No. 60-35246), a sensor containing an oxygen-sensing fluorescent agent in the core of the end of the optical fiber, and a test target being oxygen of blood in a blood vessel (Japanese Patent Laid-Open No. 61-178).
646), a film containing an oxygen-sensing fluorescent agent is applied to the end or the side of the optical fiber, and the sensor to be inspected is oxygen of blood in the blood vessel (Japanese Patent Laid-Open No. 61-182557), and the oxygen of the lanthanide complex is attached to the end of the optical fiber. A sensor in which a sensitizing luminescent agent is arranged and the test object is oxygen of blood in blood vessels (Japanese Patent Laid-Open No. 63-701
51), there is a sensor (JP-A-64-44834) in which a pH-sensing fluorescent molecule is fixed to the end of an optical fiber via a silane coupling agent, and the test object is blood pH.
【０００３】また、光ファイバ先端に、指示薬を充填し
た気体透過性さやを配置し、検査対象が血管中の血液の
酸素及びグルコースであるセンサ（特開平１−１０７７
３７）、蛍燐光体がタンパク質を介して光ファイバ端に
被着し、検査対象が液体／気体のｐＨであるセンサ（特
開平２−５７９５０）、試薬層が配置された光ファイバ
先端部を曲面に形成し、検査対象が血液の例えば酸素で
あるセンサ（特開平２−１８３１１４５）、光ファイバ
先端に、検知成分を含むマトリックスを配置し、検査対
象が血液の例えばｐＨや水酸イオンであるセンサ（特開
平２−１６４３５）、光ファイバ先端に、指示薬分子が
結合したポリマーからなるマトリックスを配置し、検査
対象が血液の例えばｐＨ、酸素、二酸化炭素，その他イ
オンであるセンサ（特開平２−１６１３３８）、光ファ
イバ先端に、酸素感応蛍光体が化学結合した親水性高分
子マトリックスを配置し、検査対象が血液の酸素である
センサ（特開平２−１９０７４４８）などがある。Further, a gas permeable sheath filled with an indicator is arranged at the tip of the optical fiber, and the sensors to be inspected are oxygen and glucose of blood in blood vessels (JP-A-1-10777).
37), a sensor in which a phosphor is attached to the end of an optical fiber through a protein, and an inspection target is a liquid / gas pH (Japanese Patent Laid-Open No. 2-57950), and a tip of the optical fiber on which a reagent layer is arranged is curved. A sensor in which the test object is blood such as oxygen (Japanese Patent Laid-Open No. 2-1831145), a matrix containing a detection component is arranged at the tip of the optical fiber, and the test object is blood such as pH or hydroxide ion. (JP-A-2-16435), a sensor in which a matrix made of a polymer to which an indicator molecule is bound is arranged at the tip of an optical fiber, and the test object is blood such as pH, oxygen, carbon dioxide, and other ions (JP-A-2-161338). ), A hydrophilic polymer matrix in which an oxygen-sensitive phosphor is chemically bonded is arranged at the tip of the optical fiber, and the sensor to be inspected is oxygen of blood (Japanese Patent Laid-Open No. HEI-2). 1907448), and the like.
【０００４】更に、光ファイバ先端に、内表面に蛍光体
が結合した多孔性ガラスチップを配置し、検査対象が血
管中の血液のｐＨ、酸素、二酸化炭素などであるセンサ
（特開平２−２６５５３１）、光ファイバ先端に、試薬
が内部に固定されたビニルイミダゾールポリマーを配置
し、検査対象が工業医療用のｐＨ、酸素、二酸化炭素、
その他イオンであるセンサ（特開平３−６５６３９）、
光ファイバ先端に、センサ液小胞が全体に分散されたマ
トリックスを配置し、検査対象が工業医療用のｐＨ、酸
素、二酸化炭素、その他イオンであるセンサ（特開平３
−８５４３０）、ファイバ先端に、色素と化学物質感受
物質を含有するセンサ膜を配置し、検査対象が液体／気
体の化学物質であるセンサ（特開平４−７７６５１）な
どがある。Furthermore, a porous glass chip having a phosphor bonded to the inner surface is arranged at the tip of the optical fiber, and the sensor to be inspected is pH, oxygen, carbon dioxide, etc. of blood in a blood vessel (Japanese Patent Laid-Open No. 2-265531). ), The vinyl imidazole polymer having the reagent fixed inside is arranged at the tip of the optical fiber, and the test object is pH, oxygen, carbon dioxide,
Other ion sensors (JP-A-3-65639),
A matrix in which sensor liquid vesicles are dispersed is arranged at the tip of the optical fiber, and the sensor to be inspected is pH, oxygen, carbon dioxide, and other ions for industrial medical use (Japanese Patent Laid-Open No. HEI 3).
-85430), a sensor film containing a dye and a chemical substance sensitive substance is arranged at the tip of the fiber, and the inspection target is a liquid / gas chemical substance (JP-A-4-77651).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
医療用の光ファイバセンサでは、長時間にわたって、体
内、例えば、血管内にこの光ファイバセンサ先端をプロ
ーブとして差し込んでいると、血小板がセンサ表面に粘
着し、この血小板が変性してこれと赤血球とが取り込ま
れて血餅となり凝固を生じるという血栓性を示す。この
発明は、上述の背景に基づきなされたものであり、その
目的とするところは、抗血栓性を示し、医療などの分野
で、生体内の血液中ｐＨ、グルコース濃度、コレステロ
ール濃度、酸素分圧、二酸化炭素分圧、水酸イオン濃度
などを体内で長時間モニタリングすることができる光フ
ァイバセンサを提供することである。However, in the conventional optical fiber sensor for medical use, when the tip of the optical fiber sensor is inserted as a probe into the body, for example, the blood vessel, for a long time, platelets are deposited on the sensor surface. It adheres and exhibits thrombotic properties in which the platelets are denatured and the red blood cells and the red blood cells are taken into the blood clot to cause coagulation. The present invention has been made based on the above-mentioned background, and an object thereof is to exhibit antithrombotic property, and in the fields of medical treatment and the like, pH in blood in vivo, glucose concentration, cholesterol concentration, oxygen partial pressure. Another object of the present invention is to provide an optical fiber sensor capable of monitoring the partial pressure of carbon dioxide, the concentration of hydroxide ion, etc. in the body for a long time.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明による光ファイ
バセンサは、生体の化学的または物理的パラメーターを
光ファイバを用いて検知する光ファイバセンサであっ
て、パラメーターに対する感受性を有する化合物がエチ
レン−ビニルアルコール共重合体に固定化されてなるセ
ンサ膜及び、センサ膜が端部に配置され、前記パラメー
タによるセンサ膜の変化を検出する光ファイバ、好まし
くはプラスチック系光ファイバを備えることを特徴とす
るものである。An optical fiber sensor according to the present invention is an optical fiber sensor for detecting a chemical or physical parameter of a living body by using an optical fiber, and a compound having sensitivity to the parameter is ethylene-vinyl. A sensor film fixed to an alcohol copolymer, and an optical fiber, preferably a plastic optical fiber, having a sensor film disposed at an end and detecting a change in the sensor film due to the above-mentioned parameter. Is.
【０００７】この発明による好ましい態様では、生体の
化学的または物理的パラメーターが、血液中のｐＨ、グ
ルコース濃度、コレステロール濃度、酸素分圧、二酸化
炭素分圧、水酸イオン濃度および、ヘモグロロビン量か
ら選ばれた少なくとも１種のパラメータである。この発
明の好ましい態様において、センサ膜は、光ファイバ端
部の端面若しくは側面に配設されている、若しくは、光
ファイバ端部の端面若しくは側面に多孔質体が配設さ
れ、センサ膜が該多孔質体に担持されている、または、
センサ膜を含む光ファイバ端部が、多孔性分離膜により
被覆されている。In a preferred embodiment according to the present invention, the chemical or physical parameters of the living body are determined from the blood pH, glucose concentration, cholesterol concentration, oxygen partial pressure, carbon dioxide partial pressure, hydroxide ion concentration and hemoglobin concentration. At least one parameter selected. In a preferred embodiment of the present invention, the sensor film is provided on the end face or side face of the optical fiber end, or a porous body is provided on the end face or side face of the optical fiber end, and the sensor film is made of the porous material. Is supported on the body, or
The optical fiber end including the sensor membrane is covered with a porous separation membrane.
【０００８】この発明で用いられる光ファイバは、クラ
ッド（鞘）とコア（芯）とを有するものであり、その構
造としては、屈折率が段階的に変化するステップインデ
ックス型マルチモード光ファイバ、屈折率が段階的に変
化し単一モードからなるステップインデック型シングル
モード光ファイバ、異なるモードを伝搬するグレーデッ
ドインデックス型マルチモード光ファイバがある。コア
（芯）材を構成する素材としては、多成分ガラス、石英
ガラス等の無機材料、或いは、ポリメチルメタクリレー
ト系樹脂（ＰＭＭＡ、本明細書においてメタクリル酸メ
チルの単独重合体及び共重合体を含む）、重水素化ＰＭ
ＭＡ、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン系樹脂、重
水素化ポリスチレン系樹脂、ポリ−４−メチルペンテン
−１、シリコン系重合体などの有機材料を用いることが
できる。The optical fiber used in the present invention has a clad (sheath) and a core (core), and the structure thereof is a step index type multimode optical fiber whose refractive index changes stepwise, There are a step-index type single-mode optical fiber consisting of a single mode and a graded index type multi-mode optical fiber that propagates different modes. Examples of the material forming the core material include inorganic materials such as multi-component glass and quartz glass, or polymethylmethacrylate resin (PMMA, herein, homopolymers and copolymers of methyl methacrylate). ), Deuterated PM
Organic materials such as MA, polycarbonate resin, polystyrene-based resin, deuterated polystyrene-based resin, poly-4-methylpentene-1, and silicon-based polymer can be used.
【０００９】この有機材料の中では、ポリメチルメタク
リレート系樹脂が特に好ましく、ポリメチルメタクリレ
ート、メチルメタクリレート単位を主成分として、好ま
しくは、少くとも７０重量％含有する共重合体、ないし
はこれらを重水素化した樹脂を用いることができる。メ
チルメタクリレートとの共重合成分としては、例えば、
メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルア
クリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシル
アクリレート等のアクリル酸エステル、シクロヘキシル
メタクリレート、ベンジルメタクリレート、エチルメタ
クリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリ
レート等のメタクリル酸エステル等が挙げられる。ポリ
メチルメタクリレート系樹脂としては、例えば、特公昭
５３−４２２６０号公報に示されているような連続塊状
重合方法により得られたものを使用することが好まし
い。Among these organic materials, polymethylmethacrylate resin is particularly preferable, and polymethylmethacrylate, a copolymer containing methylmethacrylate unit as a main component, preferably at least 70% by weight, or deuterium thereof is used. It is possible to use a resin that has been converted into a resin. As the copolymerization component with methyl methacrylate, for example,
Examples thereof include acrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate, and methacrylic acid esters such as cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate and butyl methacrylate. As the polymethylmethacrylate resin, it is preferable to use, for example, a resin obtained by a continuous bulk polymerization method as disclosed in JP-B-53-42260.
【００１０】この発明において用いられるクラッド
（鞘）材としては、コア材より屈折率が小さいものであ
る。芯材としてＰＭＭＡ系樹脂を用いた場合、鞘材とし
ては、例えば、フッ素系重合体、具体的には、フッ化ビ
ニリデン系重合体（本明細書において、共重合体を含
み、例えば、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレ
ン共重合体（例えば、フッ化ビニリデンを５０重量％以
上、好ましくは７０重量％以上９０重量％以下含有する
共重合体）、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共
重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共
重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重
合体、フッ化ビニリデンの３元以上の共重合体などを含
む）、パーフルオロアルキルメタクリレート系重合体、
メタクリル酸エステル系重合体などがある。The clad (sheath) material used in the present invention has a smaller refractive index than the core material. When a PMMA-based resin is used as the core material, the sheath material may be, for example, a fluoropolymer, specifically, a vinylidene fluoride-based polymer (in this specification, including a copolymer, for example, a fluoropolymer). Vinylidene-tetrafluoroethylene copolymer (for example, a copolymer containing 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more and 90% by weight or less of vinylidene fluoride), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, fluorine Vinylidene fluoride-hexafluoroacetone copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride ternary or more copolymers, etc.), perfluoroalkyl methacrylate-based polymer,
There are methacrylic acid ester-based polymers and the like.
【００１１】この発明において用いられるエチレン−ビ
ニルアルコール共重合体は、抗血栓性を有する限り、ラ
ンダム共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体
のいずれでもよい。エチレン含有率は、１％〜８０％、
好ましくは、５％〜７０％、より好ましくは、１５％〜
５０％である。これは、水酸基が多いほど、良好に感応
性化合物に化学修飾されるからである。The ethylene-vinyl alcohol copolymer used in the present invention may be a random copolymer, a graft copolymer or a block copolymer as long as it has antithrombotic properties. Ethylene content is 1% to 80%,
Preferably, 5% to 70%, more preferably 15% to
50%. This is because the more hydroxyl groups, the better the chemical modification of the sensitive compound.
【００１２】[0012]
【作用】上記構成を有するこの発明では、以下のように
動作・作用する。センサ膜のエチレン−ビニルアルコー
ル共重合体に感受性化合物が固定化されている。この化
合物は、生体の化学的または物理的パラメーターに対す
る感受性を有する。生体の被測定対象にセンサ膜が接触
すると、生体の化学的または物理的パラメーターに対す
る感受性を有する化合物が、このパラメーターに応じて
変色する。光ファイバ端部にこのセンサ膜が配置されて
いるので、この光学的変化を光ファイバが他端の計測系
に伝送する。According to the present invention having the above-described structure, the operation and action are as follows. The sensitive compound is immobilized on the ethylene-vinyl alcohol copolymer of the sensor film. This compound is sensitive to the chemical or physical parameters of the organism. When the sensor film comes into contact with an object to be measured of a living body, a compound having sensitivity to a chemical or physical parameter of the living body changes its color according to the parameter. Since this sensor film is arranged at the end of the optical fiber, the optical fiber transmits this optical change to the measuring system at the other end.
【００１３】センサ膜の素材であるエチレン−ビニルア
ルコール共重合体が、血中のアルブミンを中心とする比
較的安定したタンパク質を膜表面に吸着しているため、
種々の血液凝固因子や血小板因子に対して弱い活性しか
持たない。そのために、医療用として光ファイバセンサ
を、長時間にわたって、体内、例えば、血管内にこの光
ファイバセンサ先端をプローブとして差し込んでいて
も、血小板がセンサ表面に粘着・変性してこれと赤血球
とを取り込んで血餅となり凝固を生じるという血栓性を
示さない。Since the ethylene-vinyl alcohol copolymer, which is the material for the sensor film, adsorbs a relatively stable protein centered on blood albumin on the film surface,
It has weak activity against various blood coagulation factors and platelet factors. Therefore, even if the optical fiber sensor for medical use is inserted into the body, for example, a blood vessel for a long time, as a probe, the tip of the optical fiber sensor is attached to the sensor surface by platelets to denature it and red blood cells. It does not show the thrombotic property of being taken up to form a blood clot and causing coagulation.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、実施例を示してこの発明を、具体的に
説明する。 〔実施例１ −ｐＨセンサ膜の調製−〕エチレン含有率
３２％および４４％、膜厚１５μｍおよび５０μｍのラ
ンダム共重合のエチレン−ビニルアルコール共重合体膜
に、コンゴーレッドおよびニュートラルレッドのｐＨ指
示薬を固定化した。この固定化は、エチレン−ビニルア
ルコール共重合体膜をメタノール洗浄した後、ボウ硝を
含むｐＨ指示薬溶液中で攪拌しながら１０分間、高分子
膜に化学修飾して行なった。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. [Example 1-Preparation of pH sensor membrane-] Congo red and neutral red pH indicators were added to a random copolymer ethylene-vinyl alcohol copolymer membrane having ethylene contents of 32% and 44% and film thicknesses of 15 µm and 50 µm. It was fixed. This immobilization was performed by washing the ethylene-vinyl alcohol copolymer membrane with methanol and then chemically modifying the polymer membrane for 10 minutes while stirring in a pH indicator solution containing Glauber's salt.
【００１５】〔実施例２ −ｐＨセンサ膜の評価−〕得
られたセンサ膜について、評価した結果、エチレン含有
率３２％、膜厚１５μｍのエチレン−ビニルアルコール
共重合体膜が良好に化学修飾されていた。また、コンゴ
ーレッドが固定化されたセンサ膜は、ｐＨが１〜５に、
ニュートラルレッドが固定化されたセンサ膜は、ｐＨが
６〜８に感度を持っていた。光ファイバセンサの先端に
装着されるソケット内部にセンサ膜を配置し、２種のｐ
Ｈ緩衝液（ｐＨ１と４）が一定時間を置いて交互に流れ
るフローセル中に、光ファイバセンサを浸漬させて、各
緩衝液によって反射強度が定められた波長において定常
状態となるまでの応答速度、および可逆性を評価した。
その結果、反射強度が一定になるまでの応答時間は、ｐ
Ｈ１からｐＨ４では約５分間、ｐＨ４からｐＨ１では約
２分であり、各繰り返しで一定になった反射強度はほぼ
等しかった。このことから実用に耐える応答速度と、可
逆性を有していた。[Example 2-Evaluation of pH sensor film-] As a result of evaluation of the obtained sensor film, an ethylene-vinyl alcohol copolymer film having an ethylene content of 32% and a film thickness of 15 μm was satisfactorily chemically modified. Was there. Further, the sensor membrane on which Congo Red is immobilized has a pH of 1 to 5,
The sensor membrane having the neutral red immobilized thereon had a sensitivity of pH 6-8. The sensor membrane is placed inside the socket attached to the tip of the optical fiber sensor, and two types of p
The response speed until the optical fiber sensor is immersed in the flow cell in which the H buffer solutions (pH 1 and 4) alternately flow at a certain time, and the reflection intensity reaches a steady state at the wavelength determined by each buffer solution, And reversibility were evaluated.
As a result, the response time until the reflection intensity becomes constant is p
It was about 5 minutes from H1 to pH4 and about 2 minutes from pH4 to pH1, and the reflection intensity that became constant at each repetition was almost equal. From this fact, it has a response speed that can be practically used and reversibility.
【００１６】〔実施例３ −ｐＨセンサ膜の抗血栓性
−〕エチレン含有率３２％、膜厚１５μｍのエチレン−
ビニルアルコール共重合体膜、その膜にコンゴーレッド
を固定化したセンサ膜および、ポリプロピレン膜の３種
に各々、ラット血液の血小板浮遊液を滴下して１時間静
置した。次いで生理食塩水で洗浄し、２．５％グルター
ルアルデヒド生理食塩水中で３時間固定化を行ない、精
製水で洗浄して凍結乾燥した。得られた乾燥膜につい
て、走査型電子顕微鏡で観察して、各々の膜について抗
血栓性を評価した。走査型電子顕微鏡観察により、ポリ
プロピレン膜では、血小板が形態変化を起こし、偽足を
出して粘着が起きていることが分かった。これに対し
て、エチレン−ビニルアルコール共重合体膜とコンゴー
レッド固定化センサ膜とは、僅かに偽足を出している血
小板が観察されたが、殆ど、血小板に形態変化がなく、
抗血栓性があることが分かった。したがって、この抗血
栓性から、医療などの分野で、生体内の血液中ｐＨ、グ
ルコース濃度、コレステロール濃度、酸素分圧、二酸化
炭素分圧、水酸イオン濃度などを体内で長時間モニタリ
ングすることができる。Example 3 Antithrombogenicity of pH Sensor Membrane Ethylene with 32% Ethylene Content and 15 μm Thickness
A platelet suspension of rat blood was added dropwise to each of the vinyl alcohol copolymer membrane, the sensor membrane having Congo red immobilized on the membrane, and the polypropylene membrane, and the mixture was allowed to stand for 1 hour. Then, it was washed with physiological saline, fixed in 2.5% glutaraldehyde physiological saline for 3 hours, washed with purified water, and lyophilized. The obtained dry film was observed with a scanning electron microscope to evaluate the antithrombotic property of each film. By scanning electron microscope observation, it was found that in the polypropylene film, the platelets undergo a morphological change, causing pseudopods and adhesion. On the other hand, in the ethylene-vinyl alcohol copolymer film and the Congo red-immobilized sensor film, platelets with a slight false limb were observed, but there was almost no morphological change in the platelets,
It was found to have antithrombotic properties. Therefore, due to this antithrombotic property, it is possible to monitor in-body blood pH, glucose concentration, cholesterol concentration, oxygen partial pressure, carbon dioxide partial pressure, hydroxyl ion concentration, etc. in the body for a long time in the fields such as medical treatment. it can.
【００１７】〔実施例４ −光ファイバセンサ−〕光フ
ァイバセンサのヘッドの一実施例を、縦断面図の図１に
示す。この例のセンサヘッドは、コア３とクラッド４と
からなるプラスチク系光ファイバ１の先端部の端面に、
センサ膜１を貼着したものである。キセノンランプなど
の光源から光を光ファイバに入射し、コア３内を伝送さ
れた光がセンサ膜で反射し、反射した光が同じ光ファイ
バ内を戻る。この反射光は、例えば、分光光度計などで
計測され、必要に応じて、コンピュータでデータ処理さ
れて種々の用途に供される。この発明は、上記実施例に
限定されず、この発明の範囲内であれば、種々の変形例
が可能である。[Fourth Embodiment-Optical Fiber Sensor] An embodiment of an optical fiber sensor head is shown in FIG. 1 which is a longitudinal sectional view. In the sensor head of this example, the end face of the tip of the plastic optical fiber 1 including the core 3 and the clad 4 is
The sensor film 1 is attached. Light from a light source such as a xenon lamp is incident on the optical fiber, the light transmitted in the core 3 is reflected by the sensor film, and the reflected light returns in the same optical fiber. This reflected light is measured by, for example, a spectrophotometer, and if necessary, data processed by a computer and used for various purposes. The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible within the scope of the present invention.
【００１８】〔実施例５ −光ファイバセンサ−〕光フ
ァイバセンサのヘッドの別の実施例を、縦断面図の図２
に示す。この態様では、センサ膜が、光ファイバの先端
部のクラッド４が削除されたコア３の側面に配置され、
貼着されている。このセンサの使用は、上記例と同様で
ある。[Embodiment 5: Optical Fiber Sensor] Another embodiment of the head of the optical fiber sensor is shown in FIG.
Shown in. In this embodiment, the sensor film is arranged on the side surface of the core 3 in which the cladding 4 at the tip of the optical fiber is removed,
It is attached. The use of this sensor is similar to the above example.
【００１９】〔実施例６ −光ファイバセンサ−〕光フ
ァイバセンサのヘッドの別の実施例を、縦断面図の図３
に示す。この態様では、光ファイバ２の先端部に、ソケ
ット５が冠着され、センサ膜１はこのソケット５の内部
に固定されている。生体の化学的または物理的パラメー
ターに反応したセンサ膜１を、光ファイバ端面からの光
で照射し、反射した光を同じ光ファイバで受光する。[Embodiment 6-Optical Fiber Sensor] Another embodiment of the head of the optical fiber sensor is shown in FIG.
Shown in. In this mode, the socket 5 is capped on the tip of the optical fiber 2, and the sensor film 1 is fixed inside the socket 5. The sensor film 1 that responds to the chemical or physical parameters of the living body is irradiated with the light from the end face of the optical fiber, and the reflected light is received by the same optical fiber.
【００２０】〔実施例７ −光ファイバセンサ−〕光フ
ァイバセンサのヘッドの別の実施例を、縦断面図の図４
に示す。この態様では、２本の光ファイバ２ａと２ｂと
が送光用と受光用とに用いられる。引き揃えられた２本
の光ファイバの先端部に、ソケット５が冠着され、セン
サ膜１はこのソケット５の内部に固定されている。生体
のパラメーターに反応したセンサ膜１を、送光用光ファ
イバ２ａの端面からの光で照射し、反射した光を受光用
光ファイバ２ｂで受光する。[Embodiment 7-Optical fiber sensor] Another embodiment of the head of the optical fiber sensor is shown in FIG.
Shown in. In this aspect, the two optical fibers 2a and 2b are used for transmitting light and receiving light. A socket 5 is capped on the tips of the two aligned optical fibers, and the sensor film 1 is fixed inside the socket 5. The sensor film 1 that has responded to the parameters of the living body is irradiated with the light from the end face of the light transmitting optical fiber 2a, and the reflected light is received by the light receiving optical fiber 2b.
【００２１】〔実施例８ −光ファイバセンサ−〕光フ
ァイバセンサのヘッドの別の実施例を、縦断面図の図５
に示す。この態様の光ファイバセンサは、光ファイバの
端部に多孔質体６が固定され、この多孔質体内部の孔に
この発明によるセンサ膜が配設されている。血液や組織
液など被検査対象液が多孔質体の内部に浸入し、この多
孔質体の内部のセンサ膜と反応する。この変化したセン
サ膜を光ファイバからの光で検知する。[Embodiment 8-Optical Fiber Sensor] Another embodiment of the head of the optical fiber sensor is shown in FIG.
Shown in. In the optical fiber sensor of this aspect, the porous body 6 is fixed to the end portion of the optical fiber, and the sensor film according to the present invention is arranged in the hole inside the porous body. The liquid to be inspected such as blood or tissue fluid enters the inside of the porous body and reacts with the sensor film inside the porous body. The changed sensor film is detected by the light from the optical fiber.
【００２２】〔実施例９ −光ファイバセンサ−〕光フ
ァイバセンサのヘッドの別の実施例を、縦断面図の図６
に示す。この態様の光ファイバセンサは、２本の光ファ
イバ２ａと２ｂとが送光用と受光用とに用いられる。引
き揃えられた２本の光ファイバの先端部を、多孔質分離
膜７で、センサ膜１と共に覆って、センサ膜１を固定し
ている。生体のパラメーターに反応したセンサ膜１を、
送光用光ファイバ２ａの端面からの光で照射し、反射し
た光を受光用光ファイバ２ｂで受光する。[Embodiment 9-Optical Fiber Sensor] Another embodiment of the head of the optical fiber sensor is shown in FIG.
Shown in. In the optical fiber sensor of this aspect, two optical fibers 2a and 2b are used for transmitting light and receiving light. The tip ends of the two aligned optical fibers are covered with the sensor membrane 1 by the porous separation membrane 7 to fix the sensor membrane 1. The sensor membrane 1 that responds to the biological parameters
The light from the end face of the light transmitting optical fiber 2a is emitted, and the reflected light is received by the light receiving optical fiber 2b.
【００２３】[0023]
【発明の効果】この発明による光ファイバセンサは、抗
血栓性を示し、医療などの分野で、生体内の血液中ｐ
Ｈ、グルコース濃度、コレステロール濃度、酸素分圧、
二酸化炭素分圧、水酸イオン濃度などを体内で長時間モ
ニタリングすることができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The optical fiber sensor according to the present invention exhibits antithrombogenicity and is used in blood in vivo in the field of medicine and the like.
H, glucose concentration, cholesterol concentration, oxygen partial pressure,
The carbon dioxide partial pressure and the hydroxide ion concentration can be monitored in the body for a long time.
【図１】図１は、この発明による光ファイバセンサのヘ
ッドの一実施例を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a head of an optical fiber sensor according to the present invention.
【図２】図２は、この発明による光ファイバセンサのヘ
ッドの一実施例を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the head of the optical fiber sensor according to the present invention.
【図３】図３は、この発明による光ファイバセンサのヘ
ッドの一実施例を示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the head of the optical fiber sensor according to the present invention.
【図４】図４は、この発明による光ファイバセンサのヘ
ッドの一実施例を示す縦断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view showing an embodiment of the head of the optical fiber sensor according to the present invention.
【図５】図５は、この発明による光ファイバセンサのヘ
ッドの一実施例を示す縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view showing an embodiment of the head of the optical fiber sensor according to the present invention.
【図６】図６は、この発明による光ファイバセンサのヘ
ッドの一実施例を示す縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the head of the optical fiber sensor according to the present invention.
１・・・ センサ膜 ２・・・ 光ファイバ ３・・・ コア ４・・・ クラッド ５・・・ ソケット ６・・・ 多孔質体 ７・・・ 多孔性分離膜 1 ... Sensor membrane 2 ... Optical fiber 3 ... Core 4 ... Clad 5 ... Socket 6 ... Porous body 7 ... Porous separation membrane
Claims (5)
を光ファイバを用いて検知する光ファイバセンサであっ
て、 該パラメーターに対する感受性を有する化合物がエチレ
ン−ビニルアルコール共重合体に固定化されてなるセン
サ膜及び、 該センサ膜が端部に配置され、該パラメータによるセン
サ膜の変化を検出する光ファイバを備えることを特徴と
する光ファイバセンサ。1. An optical fiber sensor for detecting a chemical or physical parameter of a living body using an optical fiber, wherein a compound having sensitivity to the parameter is immobilized on an ethylene-vinyl alcohol copolymer. An optical fiber sensor comprising a film and an optical fiber having the sensor film disposed at an end thereof and detecting a change in the sensor film due to the parameter.
が、血液中のｐＨ、グルコース濃度、コレステロール濃
度、酸素分圧、二酸化炭素分圧、水酸イオン濃度、ヘモ
グロロビン量から選ばれた少なくとも１種のパラメータ
である請求項１記載の光ファイバセンサ。2. A chemical or physical parameter of a living body is at least one selected from blood pH, glucose concentration, cholesterol concentration, oxygen partial pressure, carbon dioxide partial pressure, hydroxyl ion concentration, and hemoglolobin amount. The optical fiber sensor according to claim 1, which is a parameter of
くは側面に配設されている請求項１記載の光ファイバセ
ンサ。3. The optical fiber sensor according to claim 1, wherein the sensor film is provided on an end surface or a side surface of the end portion of the optical fiber.
孔質体が配設され、センサ膜が該多孔質体に担持されて
いる請求項１記載の光ファイバセンサ。4. The optical fiber sensor according to claim 1, wherein a porous body is provided on an end surface or a side surface of the end portion of the optical fiber, and the sensor film is carried on the porous body.
孔性分離膜により被覆されている請求項１記載の光ファ
イバセンサ。5. The optical fiber sensor according to claim 1, wherein an end portion of the optical fiber including the sensor film is covered with a porous separation film.
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|---|---|---|---|
| JP07435593A JP3305398B2 (en) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Optical fiber sensor |
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|---|---|---|---|
| JP07435593A JP3305398B2 (en) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Optical fiber sensor |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP07435593A Expired - Fee Related JP3305398B2 (en) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Optical fiber sensor |
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| JP (1) | JP3305398B2 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2016211867A (en) * | 2015-04-30 | 2016-12-15 | 学校法人 創価大学 | Optical oxygen sensor and method of manufacturing the same |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP07435593A patent/JP3305398B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US8940237B2 (en) | 2004-07-02 | 2015-01-27 | Bayer Healthcare Llc | Light guide test sensor |
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| Publication number | Publication date |
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