JPH09325134A

JPH09325134A - 生体成分検査装置

Info

Publication number: JPH09325134A
Application number: JP8142499A
Authority: JP
Inventors: Keiko Nakanishi; 圭子中西; Eiichi Tanaka; 栄一田中; Masahiko Matsunaka; 雅彦松中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は生体排泄物中の生体成分の測定に関
するもので、試験紙などの検査手段の検査の都度、検査
手段の点検、供給をする必要がなく、検出精度を向上さ
せる。【解決手段】表面を金属膜により被覆した圧電結晶２
２の一端に入力交差指電極２３、他端に出力交差指電極
２４を設け、これら交差指電極２３，２４の間を生体成
分吸着膜により被覆した弾性表面波センサ１５を用い、
表面弾性波の伝搬速度の変化から生体成分を検査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭での日常生活
環境において、生体排泄物中の生体成分を測定する生体
成分検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】家庭での日常生活環境において、生体排
泄物中の成分を測定することは、成人病疾患などの早期
発見および予防につながり、非常に重要なことになって
きている。

【０００３】従来において、トイレで尿中の尿糖、尿蛋
白、潜血、ウロビリノーゲン等の検尿検査を行う生体成
分検査装置としては、尿を自動的に採取し、試薬を含浸
させた試験紙もしくは液状試薬と尿を反応させ、発色の
度合、すなわち吸光度を測定し、検査結果をＩＣカード
などに記録するものであった。

【０００４】また、一部糖尿病疾患者などが家庭での疾
患管理を目的とした生体成分検査に使用するものとし
て、尿検査用の試験紙が使用されている。健康に不安を
感じてはいるが、病院に行くほどの状態ではないと思っ
ている人が検査する時には、毎日検査を行わないため、
それほど多くの試験紙を使用する必要がなく、また、試
験紙は保管期間に制約があるため、購入した日に検査
し、その後保管期間が過ぎたものは、廃棄する場合が多
かった。その結果として、家庭での検査を継続的に行う
ことが難しくなり、試験紙購入の煩わしさなどが、日常
生活環境における生体成分検査の普及を阻害する原因に
なるという問題点があった。

【０００５】そこで、試験紙などの検査手段を検査の度
ごとに補給をする必要がないように、便器から尿を採取
して再び便器に戻す循環経路に尿中の特定成分の分析を
行うバイオセンサを組み込んだ分析装置を配置した生体
成分検査装置が提案されている（例えば、特開平６−５
８９２９号公報参照）。

【０００６】また、採取した尿サンプルのグルコース成
分の濃度に応じた電気信号を、ポーラログラフ・セルよ
り出力し、演算回路よりグルコース含有量を演算する生
体成分検査装置（例えば、特開平７−１９８６７８号公
報参照）、またグルコース酸化酵素を固定化した電極に
より尿糖濃度を検出する生体成分検査装置（例えば、特
開平６−２３００６号公報参照）などが提案されてい
る。

【０００７】従来の生体成分検査装置の一例を図７に基
づいて以下に説明する。図７において、１は便器、２は
便座、３は便座２に設けた採尿ノズル、４は便蓋、５は
便蓋４に設けた緩衝液タンク、６は採尿ノズル３および
緩衝液タンク５からの液体を、生体成分検査を行うセル
７に搬送する搬送手段、８はセル７に設けた参照電極、
９はセル７に設けたグルコースオキシダーゼ酵素固定化
膜を担持した作用電極、１０はセル７に設けた対極、１
１は参照電極８、作用電極９および対極１０の電位差よ
り尿中のグルコース量を演算する演算手段である。

【０００８】上記構成において、便座２に着座した状態
で生体から排泄された尿や便などの生体排泄物より尿を
採尿ノズル３で回収し、この採尿ノズル３で回収した尿
と、緩衝液タンク５の緩衝液とを搬送手段６によりセル
７に搬送する。

【０００９】セル７に搬送された尿にグルコースが含ま
れていると、グルコースオキシダーゼ酵素固定化膜を担
持した作用電極９の表面で、グルコースがグルコースオ
キシダーゼの作用により酸化され、グルコースの量に応
じて、参照電極８と対極１０との間に電位差が生じる。
グルコースオキシダーゼの作用による電位差から演算手
段１１で尿中のグルコース量を演算するものである。

【００１０】緩衝液としては、蒸留水を主成分とし、リ
ン酸水素カリウムやリン酸水素ナトリウム等のｐＨ調節
剤および塩化カリウムなどの塩素イオン強度調節剤や防
腐剤を添加している。

【００１１】また、物理的検出方式で蛋白濃度を検出す
る尿成分検査装置としては、発光部と受光部を設け、発
光部より、特定波長の光を採取した尿に照射し、受光部
で透過光を測定することにより、尿の吸光度を計測して
尿中の蛋白質濃度を検出するものがある（例えば、特開
平２−２７２６４号公報参照）。

【００１２】また、圧電結晶を伝搬する表面弾性波（以
下ＳＡＷという）については、「電子情報通信学会論文
誌」、Ｃ−ＩＩ、ＶＯＬ．Ｊ７８、ＮＯ．１（１９９
５）に掲載された「すべり弾性表面波センサを用いた液
体試料の識別（塩川、近藤）」に、ＳＡＷセンサによる
液体試料の計測についての報告がなされている。

【００１３】また、ある条件で金属と誘電体の境界面で
励起される電子の疎密波である表面プラズマ共振（以下
ＳＰＲという）については、「ＯＭＥ」８９−２２（１
９８９）に掲載された「ＳＰＲを用いたバンオセンサの
研究（孫ら）」に、ＳＰＲ現象をバイオセンサに応用し
た蛋白質の計測についての報告がなされている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来のグルコース酸化
酵素を固定化した作用電極９を用いる生体成分検査装置
にあっては、酵素反応がｐＨの影響を受けるため、検査
の度に緩衝液を供給する必要があり、また、グルコース
酸化酵素の活性が検出感度に著しく影響するため、ベー
スラインのドリフト、電極応答速度の低下、測定感度の
低下が起こり、定期的に標準溶液を添加して酵素の活性
をチェックしなくてはならないという問題点があった。
また、温度の上昇などによっても酵素が失活するため、
酵素を固定化した作用電極９の保管が困難であり、使用
回数に制限があるという問題点もあった。

【００１５】また、尿の吸光度により尿中の蛋白質濃度
を検出する場合、各成分に対する特異性が低く、測定精
度が悪いという問題点があった。

【００１６】さらに、ＳＰＲを応用して生体排泄物中の
生体成分を計測することは実施されていない。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、生体からの排泄物を収納する検査セ
ルに設けた弾性表面波センサの表面弾性波の伝搬速度の
変化から、排泄物中の生体成分を検出する生体成分検出
手段を備えることとしている。

【００１８】そして、検査セルに収納された生体からの
排泄物中の生体成分を弾性表面波センサによる表面弾性
波の伝搬速度変化から検出することにより、検査精度が
向上し、検査手段などを検査の度毎に点検、供給するこ
とが不要となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明は、生体からの排泄物を収
納する検査セルと、この検査セルに設けた弾性表面波セ
ンサと、この弾性表面波センサの表面弾性波の伝搬速度
変化から排泄物中の生体成分を検出する生体成分検出手
段とを備えたものである。

【００２０】そして、生体からの排泄物を検査セルに収
納し、検査セルに収納された排泄物中の生体成分を、弾
性表面波センサによる表面弾性波の伝搬速度変化によっ
て検出すると、表面波は波の持つエネルギーが、表面か
らその波の波長レベルの範囲に局在しているので、この
波の伝搬には表面上の媒質の変化が強く影響して、表面
弾性波の伝搬速度変化から排泄物中の生体成分濃度を検
出することが出来る。

【００２１】また、弾性表面波センサは、圧電結晶と、
この圧電結晶の表面に蒸着した金属膜と、前記圧電結晶
の一端に設けた入力交差指電極と、この入力交差指電極
と組になるように圧電結晶の他端に設けた出力交差指電
極と、これら入力交差指電極と出力交差指電極間を被覆
し、排泄物中の生体成分を吸着する生体成分吸着膜とを
備えたものである。

【００２２】金属膜を蒸着した圧電結晶の表面を伝搬す
る入力交差指電極による表面弾性波の伝搬は、金属膜に
より入力交差指電極と出力交差指電極とが短絡している
ため、媒質の電気的な影響、すなわち排泄物の導電率や
温度などの影響を受けることがなく、媒質の機械的な影
響のみを受けることになる。そこで入力交差指電極と出
力交差指電極との間に被覆した生体成分吸着膜に排泄物
中の生体成分が吸着されることにより、表面弾性波の伝
搬する領域に機械的変化が起こり、表面弾性波の伝搬速
度が変化するので、生体成分濃度が検出できる。

【００２３】また、弾性表面波センサは、圧電結晶と、
この圧電結晶の表面に蒸着した金属膜と、前記圧電結晶
の一端に設けた２つの入力交差指電極と、前記圧電結晶
の他端に入力交差指電極と組になるよう設けた２つの出
力交差指電極と、一方の組の入力交差指電極と出力交差
指電極との間を被覆した排泄物中の生体成分を吸着する
生体成分吸着膜とを備えたものである。

【００２４】粘性率や粘弾性など排泄物の特性による表
面弾性波の伝搬速度への影響は、入力交差指電極と出力
交差指電極との間を、排泄物中の生体成分を吸着する生
体成分吸着膜により被覆した場合と、金属膜のみの場合
とでは表面弾性波の伝搬速度に差が生ずるため、入力交
差指電極と出力交差指電極との間の表面弾性波の伝搬速
度変化の差分をとることで、粘性率や粘弾性の影響を取
り除いた生体成分濃度を検出することが出来る。

【００２５】また、生体からの排泄物を収納する検査セ
ルと、排泄物中の生体成分を吸着する生体成分吸着膜を
表面に被覆した金属膜を蒸着し、前記検査セルに設けた
プリズムと、前記検査セルおよび前記プリズムを回転さ
せる回転ステージと、前記プリズムに光を照射する発光
部と、前記プリズムに照射された光の反射光を測定する
受光部と、この受光部で測定した反射光と前記プリズム
に照射された光の反射率と回転ステージの回転角度から
排泄物中の生体成分を検出する生体成分検出手段とを備
えたものである。

【００２６】そして、検査セルに収納された排泄物中の
生体成分は、プリズムの金属膜上を被覆した排泄物中の
生体成分を吸着する生体成分吸着膜の表面に吸着され
る。生体成分が吸着することで、金属膜と生体成分吸着
膜の境界面で、表面プラズマ共振を励起するプリズムに
入射する光の入射角度が変化する。表面プラズマ共振が
励起された時、プリズムに入射した光の反射光エネルギ
ーは減衰されるので、回転ステージを回転させ、プリズ
ムに入射した光の反射率が最小になる時の回転角度によ
り、生体成分を検出することが出来る。

【００２７】さらに、生体成分を吸着する生体成分吸着
膜の組成溶液の溶液タンクと、金属膜表面に生体成分を
吸着する生体成分吸着膜を被覆する膜被覆手段とを備え
たものである。

【００２８】そして、膜被覆手段により、溶液タンクの
生体成分を吸着する生体成分吸着膜の組成溶液に金属膜
を含浸させることで金属膜上に生体成分吸着膜を被覆す
ることが出来る。

【００２９】以下、本発明の実施例について図１ないし
図６を参照して説明する。（実施例１）図１は、本発明の実施例１における生体成
分検査装置の概略図を示すものである。

【００３０】図１において、１は便器、２は便座、１３
は生体からの排泄物を回収する排泄物回収手段（図示せ
ず）で回収した排泄物を検査セル１４に搬送する排泄物
搬送手段、１４は成分検査を行う検査セル、１５は生体
排泄物中の生体成分を検出する弾性表面波センサ、１６
は弾性表面波センサ１５でのＳＡＷの伝搬速度の変化か
ら排泄物中の生体成分を検出する生体成分検出手段、１
７は温水洗浄便座本体である。

【００３１】排泄物回収手段は、採尿ノズル１８と、こ
の採尿ノズル１８を前後左右に駆動するモーター１９
と、採尿ノズル１８の先端に設けられた排泄物回収部２
０と、採尿ノズル１８の先端に設けられた赤外線センサ
２１とで構成されている。

【００３２】弾性表面波センサ１５は、圧電結晶２２
と、この圧電結晶２２の表面の一端に設けた入力交差指
電極２３と、他端に設けた出力交差指電極２４とで構成
されている。

【００３３】上記構成により、便座２に着座した状態で
生体から排泄された尿や便などの生体排泄物の温度を赤
外線センサ２１で検出することにより、排泄物の落下位
置を検知する。モーター１９によって採尿ノズル１８を
前後左右に駆動して採尿ノズル１８を尿の落下位置に移
動させ、採尿ノズル１８の先端の排泄物回収部２０に尿
を回収する。排泄物回収部２０に回収された尿は、ポン
プなどの排泄物搬送手段１３によって検査セル１４に搬
送される。

【００３４】検査セル１４に収納された生体排泄物中の
生体成分濃度は、弾性表面波センサ１５の入力交差指電
極２２から印加されたＳＡＷの伝搬速度を出力交差指電
極２３で検出する。ＳＡＷは波の持つエネルギーが、表
面からその波の波長レベルの範囲に局在しているため、
圧電結晶２２の表面に接する生体排泄物の状態がＳＡＷ
の伝搬に強く影響する。ＳＡＷの伝搬速度変化を生体成
分検出手段１６で検出することで生体排泄物中の生体成
分を検出することが出来る。

【００３５】尿中の生体成分として塩分の検出を行う場
合について説明する。排泄物搬送手段１３によって検査
セル１４に塩分である塩素イオンやナトリウムイオンを
含む尿を搬送し、入力交差指電極２３に発振子や発振回
路等からＳＡＷを印加し、出力交差指電極２４からＳＡ
Ｗの伝搬速度を検出する。尿中の塩素イオンやナトリウ
ムイオンの濃度が高くなるほど、圧電結晶２２の表面を
伝搬するＳＡＷの伝搬速度に遅れが生じてくるため、生
体成分検出手段１６でＳＡＷの伝搬速度変化を計測する
ことで尿中の塩素イオンおよびナトリウムイオン濃度を
検出することが出来る。

【００３６】以上のように、この実施例によれば、生体
排泄物中の生体成分は、弾性表面波センサ１５による表
面を伝搬する表面弾性波の伝搬変化から検出するため、
緩衝液や試験紙などを検査の都度供給することが不要と
なる。

【００３７】また、赤外線センサ２１により排泄物の温
度を検知して排泄物の落下位置を検知することで、使用
者に無理な姿勢を強制することなく排泄物の採取をする
ことが出来、使用者の負担を軽減することができる。

【００３８】（実施例２）図２は、本発明の実施例２に
おける生体成分検査装置に用いる弾性表面波センサの概
略図を示すものである。

【００３９】図２において、２２は圧電結晶、２３は圧
電結晶２２の一端に設けた入力交差指電極、２４は圧電
結晶２２の他端に入力交差指電極２３と組になるように
設けた出力交差指電極、２５は圧電結晶２２の表面に蒸
着した金属膜、２６は入力交差指電極２３と出力交差指
電極２４との間を被覆した排泄物中の生体成分を吸着す
る生体成分吸着膜である。

【００４０】上記構成により、金属膜２５を蒸着した圧
電結晶２２の表面を伝搬する入力交差指電極２３による
ＳＡＷの伝搬は、金属膜２５により入力交差指電極２３
と出力交差指電極２４とが短絡されているため、排泄物
の導電率や温度などの影響を受けず、排泄物の機械的な
影響のみを受けることになる。入力交差指電極２３と出
力交差指電極２４との間を被覆した排泄物中の生体成分
を吸着する生体成分吸着膜２６に排泄物中の生体成分が
吸着されることにより、ＳＡＷの伝搬する領域に機械的
変化が起こるため、ＳＡＷの伝搬速度が変化する。ＳＡ
Ｗの伝搬速度の変化を生体成分検出手段で検出すること
で生体排泄物中の生体成分濃度を検出することが出来
る。

【００４１】以上のように、生体成分吸着膜２６には生
体成分が特異的に吸着されるため、特異性を高くするこ
とが出来、測定精度を向上することが出来る。

【００４２】（実施例３）図３は、本発明の実施例３に
おける生体成分検査装置に用いる弾性表面波センサの説
明図を示すものである。

【００４３】図３において、２２は圧電結晶、２３は圧
電結晶２２の一端に設けた２つの入力交差指電極、２４
は圧電結晶２２の他端に入力交差指電極２３と組になる
ように設けた２つの出力交差指電極、２５は圧電結晶２
２の表面に蒸着した金属膜、２６は１組の入力交差指電
極２３と出力交差指電極２４との間を被覆した排泄物中
の生体成分を吸着する生体成分吸着膜である。

【００４４】上記構成により、金属膜２５を蒸着した圧
電結晶２２の表面を伝搬する入力交差指電極２３による
ＳＡＷの伝搬は、金属膜２６により入力交差指電極２３
と出力交差指電極２４とが短絡されているため、排泄物
の導電率や温度などの影響を受けず、排泄物の機械的な
影響のみを受けることになる。また、粘性率や、粘弾性
などによるＳＡＷ伝搬速度への影響は、入力交差指電極
２３と出力交差指電極２４との間を排泄物中の生体成分
を吸着する生体成分吸着膜２６により被覆した一方の交
差指電極間と、生体成分吸着膜２６により被覆しておら
ず、金属膜２５の表面が露出している他方の交差指電極
間との異なるＳＡＷ伝搬速度として現れる。排泄物中の
生体成分を吸着する生体成分吸着膜２６により被覆した
一方の交差指電極間には、排泄物中の生体成分が吸着さ
れることにより、ＳＡＷの伝搬する領域に機械的変化が
起こるため、ＳＡＷの伝搬速度が変化する。よって生体
成分を吸着する生体成分吸着膜２６を被覆した交差指電
極間と、生体成分吸着膜２６により被覆していない交差
指電極間とのＳＡＷ伝搬速度変化の差分をとることで、
粘性率や粘弾性の影響を取り除くことが出来る。

【００４５】以上のように、この実施例によると、圧電
結晶２２の表面に蒸着した金属膜２５を生体成分吸着膜
２６により被覆した交差指電極間と、金属膜２５を生体
成分吸着膜２６により被覆していない交差指電極間との
ＳＡＷの伝搬速度変化を比較することで、排泄物中の粘
性率や粘弾性の影響をなくすことが出来、測定精度を向
上させることが出来る。

【００４６】（実施例４）図４は、本発明の実施例４に
おける生体成分検査装置の概略図を示すものである。

【００４７】図４において、１は便器、２は便座、１３
は生体からの排泄物を回収する排泄物回収手段（図示せ
ず）で回収した排泄物を検査セル１４に搬送する排泄物
搬送手段、１４は成分検査を行う検査セル、１６は受光
部３２で測定した反射光と回転ステージ３０の回転角度
から排泄物中の生体成分を検出する生体成分検出手段、
１７は温水洗浄便座本体、２７は検査セル１４に設けた
プリズムで、排泄物中の生体成分を吸着する生体成分吸
着膜２８を表面に被覆した金、銀もしくは銅などよりな
る金属膜２９を蒸着している。３０は検査セル１４およ
びプリズム２７を回転させる回転ステージ、３１はプリ
ズム２７に光を照射する発光部、３２はプリズム２７に
照射された光の反射光を測定する受光部である。排泄物
回収手段は、実施例１の場合と同様に構成されている。

【００４８】上記構成により、便座２に着座した状態で
生体から排泄された尿や便などの生体排泄物の温度を赤
外線センサ２１で検出することにより排泄物の落下位置
を検知する。モーター１９によって採尿ノズル１８を前
後左右に駆動して採尿ノズル１８を尿の落下位置に移動
させ、採尿ノズル１８の先端の排泄物回収部２０に尿を
回収する。排泄物回収部２０に回収された尿は、ポンプ
などの排泄物搬送手段１３によって検査セル１４に搬送
される。

【００４９】生体排泄物中の生体成分は、プリズム２７
の蒸着した金属膜２９上に被覆した生体成分吸着膜２８
の表面に吸着される。また、発光部３１からプリズム２
７に照射した光は、プリズム２７を通って、プリズム２
７の表面に蒸着した金属膜２９で反射され、反射光を受
光部３２で測定する。

【００５０】金属膜２９と生体成分吸着膜２８の境界面
で電子の疎密波であるＳＰＲを励起する光の入射角度
は、金属膜２９に接する物質の物性及び厚さにより変化
する。よって生体成分吸着膜２８への生体成分の吸着量
によって、ＳＰＲを励起する光の入射角度が変化する。
ＳＰＲが励起される時、入射光のエネルギーが表面プラ
ズマ（以下ＳＰという）に移って、反射光が減衰される
ため、回転ステージ３０を回転され、プリズム２７に入
射した光の反射率が最小になる回転角度を求めること
で、生体成分濃度を検出することが出来る。

【００５１】尿中の生体成分として尿蛋白の検出を行う
場合について図５を用いて説明する。

【００５２】図５において、３３は尿中の蛋白質（以下
アルブミンという）、３４は糖、３５は尿素などの尿成
分で、生体成分吸着膜２８としてはアルブミン抗体３６
を用いている。

【００５３】排泄物搬送手段１３によって検査セル１４
にアルブミン３３や糖３４を含む尿成分３５が搬送され
る前（図５ａ参照）は、プリズム２７に蒸着された金属
膜２９の表面には生体成分吸着膜２８としてのアルブミ
ン抗体３６のみが存在する。

【００５４】排泄物搬送手段１３によって検査セル１４
にアルブミン３３や糖３４を含む尿成分３５が搬送され
た後（図５ｂ参照）は、アルブミン抗体３６からなる生
体成分吸着膜２８にアルブミン３３が特異的に吸着さ
れ、プリズム２７に蒸着された金属膜２９の表面には生
体成分吸着膜２８としてのアルブミン抗体３６と吸着し
たアルブミン３３が存在する。

【００５５】金属膜２９に接する表面の物性の変化によ
り、ＳＰＲを励起する光の入射角度が変化し、回転ステ
ージ３０を回転させながら、プリズム２７に入射した光
の反射率が最小になる回転角度を求めることで、生体成
分濃度を検出することが出来る。

【００５６】なお、その他の糖、潜血、ウロビリノーゲ
ンなどの生体成分を検出する場合、同様に、蛋白、潜
血、ウロビリノーゲンなどの生体成分を特異的に吸着す
る膜をプリズム２７に蒸着した金属膜２９の表面に被覆
し、生体成分の吸着による金属膜２９表面の物性変化に
より、排泄物中の生体成分濃度を検出することが出来
る。

【００５７】以上のように、この実施例によれは、排泄
物中の生体成分濃度をプリズム２７に入射した光の反射
率が最小になる回転角度から検出するため、緩衝液や試
験紙などを検査の度に供給することが不要となる。ま
た、生体成分吸着膜２８には生体成分が特異的に吸着す
るため、特異性を高くすることが出来、測定精度を向上
することが出来る。

【００５８】（実施例５）本発明の実施例５について、
生体成分検査装置の概略を示す図６に基づいて説明す
る。

【００５９】図６において、１は便器、２は便座、１３
は生体からの排泄物を回収する排泄物回収手段（図示せ
ず）で回収した排泄物を検査セル１４に搬送する排泄物
搬送手段、１４は成分検査を行う検査セル、１６は受光
部３２で測定した反射光と回転ステージ３０の回転角度
から排泄物中の生体成分濃度を検出する生体成分検出手
段、１７は温水洗浄便座本体、２７は検査セル１４に設
けたプリズムで、排泄物中の生体成分を吸着する生体成
分吸着膜２８を表面に被覆した金、銀もしくは銅などよ
りなる金属膜２９を蒸着している。３０は検査セル１４
およびプリズム２７を回転させる回転ステージ、３１は
プリズム２７に光を照射する発光部、３２はプリズム２
７に照射された光の反射光を測定する受光部、３７は生
体成分を吸着する生体成分吸着膜２８の組成溶液を貯溜
する溶液タンクを有する膜被覆手段である。

【００６０】排泄物回収手段は実施例１の場合と同様に
構成されている。上記構成により、便座２に着座した状
態で生体から排泄された尿や便などの生体排泄物の温度
を赤外線センサ２１で検出することにより、排泄物の落
下位置を検知する、モータ１９によって採尿ノズル１８
を前後左右に駆動して採尿ノズル１８を尿の落下位置に
移動させ、採尿ノズル１８の先端の排泄物回収部２０に
尿を回収する。排泄物回収部２０に回収された尿は、ポ
ンプなどの排泄物搬送手段１３によって検査セル１４に
搬送される。

【００６１】生体排泄物中の生体成分は、プリズム２７
の蒸着した金属膜２９上に被覆した生体成分吸着膜２８
の表面に吸着される。また、発光部３１からプリズム２
７に照射した光は、プリズム２７を通って、プリズム２
７の表面に蒸着した金属膜２９で反射され、反射光を受
光部３２で測定する。

【００６２】金属膜２９と生体成分吸着膜２８の境界面
で電子の疎密波であるＳＰＲを励起する光の入射角度
は、金属膜２９に接する物質の物性及び厚さにより変化
する。よって生体成分吸着膜２８への生体成分の吸着量
によって、ＳＰＲを励起する光の入射角度が変化する。
ＳＰＲが励起される時、入射光のエネルギーがＳＰに移
って、反射光が減衰されるため、回転ステージ３０を回
転させ、プリズム２７に入射した光の反射率が最小にな
る回転角度を求めることで、生体成分濃度を検出するこ
とが出来る。

【００６３】また、時間が経過して金属膜２９の表面の
生体成分吸着膜２８が剥がれるなどして、プリズム２７
を用いた生体成分検出センサが劣化した時には、膜被覆
手段３７が備えている溶液タンクに貯溜した生体成分吸
着膜２８の組成溶液にプリズム２７を含浸させること
で、金属膜２９の表面に生体成分吸着膜２８を被覆しな
おすことが出来る。

【００６４】尿中の生体成分として尿糖の検出を行う場
合について説明する。この場合は、生体成分吸着膜２８
としてホウ酸膜を用いる。

【００６５】排泄物搬送手段１３によって検査セル１４
にアルブミンや糖を含む尿成分が搬送される前は、プリ
ズム２７に蒸着された金属膜２９の表面には生体成分吸
着膜２８としてのホウ酸膜のみが存在する。

【００６６】排泄物搬送手段１３によって検査セル１４
にアルブミンや糖を含む尿成分が搬送された後は、ホウ
酸膜からなる生体成分吸着膜２８に糖が特異的に吸着
し、プリズム２７に蒸着された金属膜２９の表面には生
体成分吸着膜２８としてのホウ酸膜と吸着した糖とが存
在する。

【００６７】金属膜２９に接する表面の物性の変化によ
り、ＳＰＲを励起する光の入射角度が変化し、回転ステ
ージ３０を回転させながら、プリズム２７に入射した光
の反射率が最小になる回転角度を求めることで、生体成
分濃度を検出することが出来る。

【００６８】なお、その他の蛋白、潜血、ウロビリノー
ゲンなどの生体成分を検出する場合、同様に、蛋白、潜
血、ウロビリノーゲンなどの生体成分を特異的に吸着す
る膜をプリズム２７に蒸着した金属膜２９の表面に被覆
し、生体成分の吸着による金属膜２９表面の物性変化に
より、排泄物中の生体成分を検出することが出来る。

【００６９】なお、その他の生体成分についても、実施
例１の場合と同様である。以上のように、この実施例に
よると、時間が経過して、プリズムに蒸着した金属膜２
９の表面の生体成分吸着膜２８が剥がれるなどしてプリ
ズム２７を用いた生体成分検出センサが劣化した時に、
膜被覆手段３７によって生体成分を特異的に吸着する生
体成分吸着膜２８を被覆し直すため、生体成分検出セン
サの使用回数を増加させることができ、長期にわたる使
用を可能とすることができる。

【００７０】

【発明の効果】本発明の生体成分検査装置は、以上説明
したような形態で実施され、以下に記載されるような効
果を奏する。

【００７１】（１）生体排泄物中の生体成分を、弾性表
面波センサによる表面を伝搬する表面弾性波の伝搬変化
から検出するため、緩衝液や試験紙などを検査の度に供
給することが不要となる。

【００７２】（２）生体成分吸着膜には生体成分が特異
的に吸着するため、特異性を高くすることが出来、測定
精度を向上することが出来る。

【００７３】（３）圧電結晶の表面に蒸着した金属膜の
表面を生体成分吸着膜により被覆した交差指電極間と、
金属膜の表面を生体成分吸着膜により被覆していない交
差指電極間との表面弾性波の伝搬速度変化を比較するこ
とで、排泄物中の粘性率や粘弾性の影響をなくすことが
出来、測定精度を向上させることが出来る。

【００７４】（４）排泄物中の生体成分濃度をプリズム
に入射した光の反射率が最小になる回転角度から検出す
るため、緩衝液や試験紙などの検査の度に供給すること
が不要となる。

【００７５】（５）時間が経過して、金属膜表面の生体
成分吸着膜が剥がれるなどして生体成分検出センサが劣
化した時に、膜被覆手段によって生体成分吸着膜を被覆
し直せるため、生体成分検出センサの使用回数を増加さ
せることができ、長期にわたる使用を可能とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における生体成分検査装置の
概略図

【図２】（ａ）本発明の実施例２における生体成分検査
装置に用いる弾性表面波センサの上面図（ｂ）図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図

【図３】本発明の実施例３における生体成分検査装置に
用いる弾性表面波センサの説明図

【図４】本発明の実施例４における生体成分検査装置の
概略図

【図５】（ａ），（ｂ）は同実施例の動作を説明する模
式図

【図６】本発明の実施例５における生体成分検査装置の
概略図

【図７】従来の生体成分検査装置の概略図

【符号の説明】

１３排泄物搬送手段１４検査セル１５弾性表面波センサ１６生体成分検出手段２２圧電結晶２３入力交差指電極２４出力交差指電極２５，２９金属膜２６，２８生体成分吸着膜２７プリズム３０回転ステージ３１発光部３２受光部３７膜被覆手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生体からの排泄物を収納する検査セルと、
前記検査セルに設けた弾性表面波センサと、前記弾性表
面波センサの表面弾性波の伝搬速度変化から排泄物中の
生体成分を検出する生体成分検出手段とを備えた生体成
分検査装置。
【請求項２】弾性表面波センサが、圧電結晶と、前記圧
電結晶の表面に蒸着した金属膜と、前記圧電結晶の一端
に設けた入力交差指電極と、前記圧電結晶の他端に設け
た出力交差指電極と、これら入力交差指電極と出力交差
指電極との間を被覆した生体成分吸着膜とを備えた請求
項１記載の生体成分検査装置。
【請求項３】弾性表面波センサが、圧電結晶と、前記圧
電結晶の表面に蒸着した金属膜と、前記圧電結晶の一端
に設けた２つの入力交差指電極と、前記圧電結晶の他端
に設けた２つの出力交差指電極と、一方の入力交差指電
極と出力交差指電極との間を被覆した生体成分吸着膜と
を備えた請求項１記載の生体成分検査装置。
【請求項４】生体からの排泄物を収納する検査セルと、
生体成分吸着膜を表面に被覆した金属膜を蒸着し、前記
検査セルに設けたプリズムと、前記検査セルおよび前記
プリズムを回転させる回転ステージと、前記プリズムに
光を照射する発光部と、前記プリズムに照射された光の
反射光を測定する受光部と、受光部で測定した反射光と
前記回転ステージの回転角度から排泄物中の生体成分を
検出する生体成分検出手段とを備えた生体成分検査装
置。
【請求項５】生体成分吸着膜組成溶液を貯溜する溶液タ
ンクと、金属膜表面に生体成分吸着膜を被覆する膜被覆
手段とを備えた請求項１から４のいずれかに記載の生体
成分検査装置。