JPS6125541A - 経皮グルコ−スセンサ - Google Patents
経皮グルコ−スセンサInfo
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- JPS6125541A JPS6125541A JP59145970A JP14597084A JPS6125541A JP S6125541 A JPS6125541 A JP S6125541A JP 59145970 A JP59145970 A JP 59145970A JP 14597084 A JP14597084 A JP 14597084A JP S6125541 A JPS6125541 A JP S6125541A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glucose
- transdermal
- membrane
- sensor
- skin
- Prior art date
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はグルコースセンサにかかわり、特に、グルコー
スを無侵襲に体表面から連続的に測定するグルコース測
定装置、あるいは人工膵臓などの糖尿病治療に好適な経
皮グルコースセンサに関するものである。
スを無侵襲に体表面から連続的に測定するグルコース測
定装置、あるいは人工膵臓などの糖尿病治療に好適な経
皮グルコースセンサに関するものである。
従来の生体内グルコース濃度の連続測定では、グルコー
ス測定装置や人工膵臓のようにセンサを血管内あるいは
組織内に挿入する（特開昭５９−８９３９号公報、特開
昭５９−８９６９号公報、特開昭５９−１４８４３号公
報、特開昭５９−１４８５７号公報）か、血管内へ挿入
したカテーテルから体外へ導いた血液にセンサを接する
（特開昭５２−１３５５９９号公報、特開昭５４−１１
２８８５号公報）かの方法がとられていた。
ス測定装置や人工膵臓のようにセンサを血管内あるいは
組織内に挿入する（特開昭５９−８９３９号公報、特開
昭５９−８９６９号公報、特開昭５９−１４８４３号公
報、特開昭５９−１４８５７号公報）か、血管内へ挿入
したカテーテルから体外へ導いた血液にセンサを接する
（特開昭５２−１３５５９９号公報、特開昭５４−１１
２８８５号公報）かの方法がとられていた。
また、間欠的なグルコース濃度の測定は、採血後センサ
で測定している。
で測定している。
これらの方法は、血液中のグルコース濃度（血糖値）を
知り、糖尿病患者の血糖値を食事療法、運動療法、イン
シュリン療法により正常値に保つのに有効な方法である
。しかし、他方で、感染。
知り、糖尿病患者の血糖値を食事療法、運動療法、イン
シュリン療法により正常値に保つのに有効な方法である
。しかし、他方で、感染。
精神的・肉体的苦痛、血液の減少、生体成分付着の性能
劣化１間欠的測定時の非生理的制御性の問題がある。
劣化１間欠的測定時の非生理的制御性の問題がある。
なお、経皮的な血中ガス分圧の測定としては、特開昭５
０−１４１１８６号公報、特開昭５３−１３７５９０号
公報、特開昭５４−６０７８８号公報などの例がある。
０−１４１１８６号公報、特開昭５３−１３７５９０号
公報、特開昭５４−６０７８８号公報などの例がある。
また、加温機構をもったグルコース電極については、雑
誌 医用電子と生体工学、第２１巻−特別号、５７２〜
５７３（１９８３）における萩原らによる１１汎用酵素
電極の試作と応用″が発表されている。しかし、このグ
ルコース電極は、体外循環時の血糖測定用であり、血液
とセンサの温度差による測定誤差を除くための加温機構
をもつが、グルコース制限透過膜をもたないため、皮膚
上に置いても体内のグルコース濃度を測定できないとい
う問題がある。
誌 医用電子と生体工学、第２１巻−特別号、５７２〜
５７３（１９８３）における萩原らによる１１汎用酵素
電極の試作と応用″が発表されている。しかし、このグ
ルコース電極は、体外循環時の血糖測定用であり、血液
とセンサの温度差による測定誤差を除くための加温機構
をもつが、グルコース制限透過膜をもたないため、皮膚
上に置いても体内のグルコース濃度を測定できないとい
う問題がある。
本発明の目的は、体内のグルコース濃度を体表面から無
侵襲に連続測定することにより、患者に与えるグルコー
ス濃度測定時の負担を少なくし、かつ血糖値を常に測定
することにより、血糖値を適正値にして高血糖による合
併症や低血糖の事故を防げるようなグルコースセンサを
提供することにある。
侵襲に連続測定することにより、患者に与えるグルコー
ス濃度測定時の負担を少なくし、かつ血糖値を常に測定
することにより、血糖値を適正値にして高血糖による合
併症や低血糖の事故を防げるようなグルコースセンサを
提供することにある。
一般に、体内グルコースは体内諸組織、皮膚を通して拡
散してくるが、この拡散してくるグルコースを測定した
グルコース濃度と体内グルコース濃度とが一定の関係を
もつようにすれば１体外で体内グルコース濃度を検知す
ることが可能である。
散してくるが、この拡散してくるグルコースを測定した
グルコース濃度と体内グルコース濃度とが一定の関係を
もつようにすれば１体外で体内グルコース濃度を検知す
ることが可能である。
本発明は、グルコースセンサに、体表面で体内グルコー
ス濃度を測定できるような機能、すなわち、センサ表面
へのグルコース制限透過膜の付加と、皮膚加温用の加温
機構のセンサ内蔵とを行い、体表面装着用の経皮グルコ
ースセンサを構成するもので、以下詳説するような原理
に基づき体内グルコース濃度を無侵襲に連続測定できる
ように図ったものである。
ス濃度を測定できるような機能、すなわち、センサ表面
へのグルコース制限透過膜の付加と、皮膚加温用の加温
機構のセンサ内蔵とを行い、体表面装着用の経皮グルコ
ースセンサを構成するもので、以下詳説するような原理
に基づき体内グルコース濃度を無侵襲に連続測定できる
ように図ったものである。
第３図は、経皮グルコースセンサの一般形の断面図であ
り、酵素センサ、微生物センサ、あるいは燃料電池セン
サなどのグルコースセンサ１と、皮膚を加温してグルコ
ースなどの物質の皮膚透過性を高くするための温度制御
回路を構成するヒータ３およびサーミスタなどの温度セ
ンサ４と、皮膚加温時の皮膚のグルコース透過性よりも
十分低いグルコース透過性をもつグルコース制限透過膜
２が主な構成要素である。アクリルなどの断熱材５は、
大気中への熱伝導を抑え、温度制御回路の電力損失低減
と温度制御の安定性向上に有効である。なお、経皮グル
コースセンサは、リング状両面テープやサージカルテー
プで皮膚６の表面に装着するとよい。
り、酵素センサ、微生物センサ、あるいは燃料電池セン
サなどのグルコースセンサ１と、皮膚を加温してグルコ
ースなどの物質の皮膚透過性を高くするための温度制御
回路を構成するヒータ３およびサーミスタなどの温度セ
ンサ４と、皮膚加温時の皮膚のグルコース透過性よりも
十分低いグルコース透過性をもつグルコース制限透過膜
２が主な構成要素である。アクリルなどの断熱材５は、
大気中への熱伝導を抑え、温度制御回路の電力損失低減
と温度制御の安定性向上に有効である。なお、経皮グル
コースセンサは、リング状両面テープやサージカルテー
プで皮膚６の表面に装着するとよい。
次に、本測定法の原理について説明する。第４図は、経
皮グルコースセンサ装着時の皮膚と経皮グルコースセン
サの簡略化モデルである。図中の太線はグルコース濃度
の分布を示す。領域（ｍ）での濃度の僅かな低下は、後
述する皮膚でのグルコース消費、膜と皮膚でのグルコー
ス拡散抵抗比によるものである。領域（ＩＩ）、 （Ｉ
Ｉ［） （後者は加温時には表皮がこれに相当する）で
グルコースの拡散方程式を立て、定常状態においてこれ
を解くと、次式が得られる。
皮グルコースセンサ装着時の皮膚と経皮グルコースセン
サの簡略化モデルである。図中の太線はグルコース濃度
の分布を示す。領域（ｍ）での濃度の僅かな低下は、後
述する皮膚でのグルコース消費、膜と皮膚でのグルコー
ス拡散抵抗比によるものである。領域（ＩＩ）、 （Ｉ
Ｉ［） （後者は加温時には表皮がこれに相当する）で
グルコースの拡散方程式を立て、定常状態においてこれ
を解くと、次式が得られる。
ただし
ＢＧ：血糖値（血中のグルコース値）
ｔｃＢＧ：経皮グルコース値
ｒ ：皮膚でのグルコース消費量
ＬＬ：血液のない組織の厚さ
ＬＩ１１＝クルコース制限透過膜の厚さＤｔ：血液のな
い組織のグルコース拡散係数 Ｄｗ＋：クルコース制限透過膜のグルコース拡散係数 である。もし、 であるならば ｔｃＢＧ ＝ ＢＧ ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（３）となる。式（２）の仮定は、Ｌ ｔ
／ Ｄ ｔを小さく、Ｌ＋ｗ／Ｄ＋ｍを大きくし、ｒが
小さいときに成立する。
い組織のグルコース拡散係数 Ｄｗ＋：クルコース制限透過膜のグルコース拡散係数 である。もし、 であるならば ｔｃＢＧ ＝ ＢＧ ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（３）となる。式（２）の仮定は、Ｌ ｔ
／ Ｄ ｔを小さく、Ｌ＋ｗ／Ｄ＋ｍを大きくし、ｒが
小さいときに成立する。
表皮での代謝は少ないので、ｒが小さいとの仮定は成立
する。そこで、グルコースの拡散に対する抵抗Ｒを、血
液のない組織とグルコース制限透過膜について、それぞ
れ Ｒｔ＝Ｌｔ／Ｄｔ ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（４）Ｒｍ＝Ｌ１．＋／Ｄｍ ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（５）とすると、 Ｒｍ＞Ｒｈ ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・ （６）であるならば、式（３）は成立し、測
定値ｔｃＢＧがほぼ血糖値ＢＧを示す。一方、測定する
量はグルコースセンサに流入するグルコース流量ｑであ
るが、拡散断面積をＡとすると、Ｆ ｉｃｋの第１法則
から次式が成立する。
する。そこで、グルコースの拡散に対する抵抗Ｒを、血
液のない組織とグルコース制限透過膜について、それぞ
れ Ｒｔ＝Ｌｔ／Ｄｔ ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（４）Ｒｍ＝Ｌ１．＋／Ｄｍ ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（５）とすると、 Ｒｍ＞Ｒｈ ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・ （６）であるならば、式（３）は成立し、測
定値ｔｃＢＧがほぼ血糖値ＢＧを示す。一方、測定する
量はグルコースセンサに流入するグルコース流量ｑであ
るが、拡散断面積をＡとすると、Ｆ ｉｃｋの第１法則
から次式が成立する。
Ｌ１１
Ｒ＋ｗ ／ Ｒｔをより大きくすると、ｔｃＢＧはＢＧ
により近づくが、ｑは小さくなるので、センサ感度への
配慮が必要となる。ここで、１０ ＜ Ｒｍ ／ Ｒｔ
のごとくにＲ，を設計すれば、測定値と血糖値との誤差
は数十％以内となるが、好ましくは １００＜Ｒ，／Ｒｔである。皮膚を加温することは、Ｒ
１を低くでき、Ｒ，も低値にできるので、センサ設計上
有利である。また、本センサを使用してグルコースを測
定するときには、表皮表面の角質層の拡散抵抗が大きい
ので、これを除くとよい。
により近づくが、ｑは小さくなるので、センサ感度への
配慮が必要となる。ここで、１０ ＜ Ｒｍ ／ Ｒｔ
のごとくにＲ，を設計すれば、測定値と血糖値との誤差
は数十％以内となるが、好ましくは １００＜Ｒ，／Ｒｔである。皮膚を加温することは、Ｒ
１を低くでき、Ｒ，も低値にできるので、センサ設計上
有利である。また、本センサを使用してグルコースを測
定するときには、表皮表面の角質層の拡散抵抗が大きい
ので、これを除くとよい。
以上述べた本発明の測定原理は、グルコース消費を無視
して考えれば、内部抵抗Ｒ８をもつ電池の起電力（ＢＧ
に相当）を内部抵抗ＲＶをもつ電圧計で測定するには、
ＲＶ＞Ｒｅであれば測定値（ｔｃＢＧに相当）は正確に
なることに譬えられる。
して考えれば、内部抵抗Ｒ８をもつ電池の起電力（ＢＧ
に相当）を内部抵抗ＲＶをもつ電圧計で測定するには、
ＲＶ＞Ｒｅであれば測定値（ｔｃＢＧに相当）は正確に
なることに譬えられる。
なお、この場合に、Ｒｖの大きさが電圧計の感度の点か
ら制約を受けることは、周知の通りである。
ら制約を受けることは、周知の通りである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳説する。
第１図は本発明による経皮グルコースセンサの実施例の
基本的な構成を示す概略図である。本例では、グルコー
スセンサとして、ポーラログラフィの原理に基づく過酸
化水素電極を用いている。
基本的な構成を示す概略図である。本例では、グルコー
スセンサとして、ポーラログラフィの原理に基づく過酸
化水素電極を用いている。
過酸化水素電極は、白金などからなる陽極７、銀などか
らなる陰極８、およびエポキシ樹脂などの絶縁物質１１
で構成する。また、温度センサ４とヒータ３は、後述の
第２図に示す温度制御回路の一部を構成する。過酸化水
素電極の表面には、皮膚６の側から、グルコース制限透
過膜２）固定化グルコースオキシダーゼｗＡ９、過酸化
水素、酸素、水、塩類は通すが妨害物質である還元性物
質を除去する機能をもつ妨害物質除去ｌｌｌ１１０の３
層の膜が張られている。そして、これら全体を断熱材５
で覆った構造となっている。
らなる陰極８、およびエポキシ樹脂などの絶縁物質１１
で構成する。また、温度センサ４とヒータ３は、後述の
第２図に示す温度制御回路の一部を構成する。過酸化水
素電極の表面には、皮膚６の側から、グルコース制限透
過膜２）固定化グルコースオキシダーゼｗＡ９、過酸化
水素、酸素、水、塩類は通すが妨害物質である還元性物
質を除去する機能をもつ妨害物質除去ｌｌｌ１１０の３
層の膜が張られている。そして、これら全体を断熱材５
で覆った構造となっている。
前述のように、グルコース制限透過膜２は、皮膚６のグ
ルコース拡散抵抗の少なくとも１０倍程度、好ましくは
１００倍以上の値に設計する必要がある。
ルコース拡散抵抗の少なくとも１０倍程度、好ましくは
１００倍以上の値に設計する必要がある。
皮膚のグルコース拡散抵抗Ｒ１は、年齢差、個体差など
があるが、１０’ −１０” ’ （ａｌ−ｓｅｃ ／
ｄ Ｑ ）のオーダーであるので、１０”ＣａＪ−ｓ
ｅｃ／ｄ Ｑ ）以上のオーダー、好ましくは１０”（
ａＪ−ｓｅｃ／ｄ Ｑ ）以上のオーダーのグルコース
拡散抵抗Ｒ１１をもつグルコース制限透過膜であれば十
分であるが、場合によってはもっと低い値でもよい。こ
のグルコース制限透過膜２は、グルコースのほかに酸素
、水、塩類を通し、グルコース拡散抵抗を調節できる人
工高分子膜であればいずれも可能であり、材料としては
、アセチルセルロース、エチルセルロース、プロピオン
酸セルロース、および酪酸セルロース等のセルロース誘
導体などが使用可能である。例えば、アセチルセルロー
スの粉末を、有機溶剤例えばアセトンで溶解し、その溶
液のアセチルセルロース濃度、あるいは作製する膜厚を
変えることで、上記したようなグルコース拡散抵抗Ｒ，
の値をもつグルコース制限透過膜２を得ている。なお、
この膜は、経皮グルコースセンサの応答の面からは、同
じＲつ値であるならば薄い膜の方が応答が早いが、強度
の点から、たかだか５〜１０．程度までしか薄くできな
い。なお、グルコース制限透過膜のグルコース拡散抵抗
Ｒ１を皮膚のＲｔに比べて十分小さくとった場合には、
得られるグルコース流量は大きくなるが、Ｒｔａ＞Ｒｔ
の場合と異なり、採血による較正が必要となったり、生
理的原因による僅かな皮膚特性の変動の影響を大きく受
けることになる。
があるが、１０’ −１０” ’ （ａｌ−ｓｅｃ ／
ｄ Ｑ ）のオーダーであるので、１０”ＣａＪ−ｓ
ｅｃ／ｄ Ｑ ）以上のオーダー、好ましくは１０”（
ａＪ−ｓｅｃ／ｄ Ｑ ）以上のオーダーのグルコース
拡散抵抗Ｒ１１をもつグルコース制限透過膜であれば十
分であるが、場合によってはもっと低い値でもよい。こ
のグルコース制限透過膜２は、グルコースのほかに酸素
、水、塩類を通し、グルコース拡散抵抗を調節できる人
工高分子膜であればいずれも可能であり、材料としては
、アセチルセルロース、エチルセルロース、プロピオン
酸セルロース、および酪酸セルロース等のセルロース誘
導体などが使用可能である。例えば、アセチルセルロー
スの粉末を、有機溶剤例えばアセトンで溶解し、その溶
液のアセチルセルロース濃度、あるいは作製する膜厚を
変えることで、上記したようなグルコース拡散抵抗Ｒ，
の値をもつグルコース制限透過膜２を得ている。なお、
この膜は、経皮グルコースセンサの応答の面からは、同
じＲつ値であるならば薄い膜の方が応答が早いが、強度
の点から、たかだか５〜１０．程度までしか薄くできな
い。なお、グルコース制限透過膜のグルコース拡散抵抗
Ｒ１を皮膚のＲｔに比べて十分小さくとった場合には、
得られるグルコース流量は大きくなるが、Ｒｔａ＞Ｒｔ
の場合と異なり、採血による較正が必要となったり、生
理的原因による僅かな皮膚特性の変動の影響を大きく受
けることになる。
さて、第１図において、皮膚６、グルコース制限透過膜
２を拡散したグルコース（Ｃ！ Ｈｔ□Ｏ，）、酸素、
水は、固定化グルコースオキシダーゼ膜９の中で、酵素
の働きで１次の化学反応により、グ）Ｌｌ ：ｌ ン酸
（ＣＩ Ｈｌｚ Ｏｔ） ト過酸化水素（Ｈｚｏｚ）を
生ずる。
２を拡散したグルコース（Ｃ！ Ｈｔ□Ｏ，）、酸素、
水は、固定化グルコースオキシダーゼ膜９の中で、酵素
の働きで１次の化学反応により、グ）Ｌｌ ：ｌ ン酸
（ＣＩ Ｈｌｚ Ｏｔ） ト過酸化水素（Ｈｚｏｚ）を
生ずる。
Ｃ，Ｈ□、０Ｇ＋０□＋Ｈ，Ｏ→Ｃａ Ｈｚ −Ｏｔ
＋Ｈ２０ｘ ・・・（８）本実施例では、発生した過酸
化水素を測定するが、消費される酸素あるいは生成され
るグルコン酸からグルコース濃度を知ることも可能であ
る。妨害物質除去膜１０は、尿素、アスコルビン酸など
の還元性物質を除去する反面、過酸化水素、酸素、水。
＋Ｈ２０ｘ ・・・（８）本実施例では、発生した過酸
化水素を測定するが、消費される酸素あるいは生成され
るグルコン酸からグルコース濃度を知ることも可能であ
る。妨害物質除去膜１０は、尿素、アスコルビン酸など
の還元性物質を除去する反面、過酸化水素、酸素、水。
塩類を通す。過酸化水素電極の陽極７と陰極８との間に
０．７〜０．８ｖの電圧を印加すると、陽極７上では、
過酸化水素が次式により酸化され、Ｈ！Ｏ，→２Ｈ”十
〇、＋２ｅ−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（９）陰極８上では、酸素が次式により
還元され。
０．７〜０．８ｖの電圧を印加すると、陽極７上では、
過酸化水素が次式により酸化され、Ｈ！Ｏ，→２Ｈ”十
〇、＋２ｅ−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（９）陰極８上では、酸素が次式により
還元され。
４Ｈ”＋Ｏ，→２Ｈ，０−４ｅ−・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（１０）従って、グル
コース濃度に比例した電流が両電極間を流れる。
・・・・・・・・・・・・・・・（１０）従って、グル
コース濃度に比例した電流が両電極間を流れる。
上述の経皮グルコースセンサは、温度センサ４とヒータ
３を含む温度制御回路によって一定温度に保持され、皮
膚は炎症を生じない温度（皮膚表面で約４３℃以下）に
加温されて、グルコースなどの物質の透過性が高くなる
、すなわち皮膚でのこれらの物質の拡散抵抗が下がるよ
うになっている。
３を含む温度制御回路によって一定温度に保持され、皮
膚は炎症を生じない温度（皮膚表面で約４３℃以下）に
加温されて、グルコースなどの物質の透過性が高くなる
、すなわち皮膚でのこれらの物質の拡散抵抗が下がるよ
うになっている。
第２図にその温度制御回路の一例を示す。これは、それ
ぞれが三辺を構成する３個の抵抗２０および他の一辺を
構成する可変抵抗２１、抵抗２２）サーミスタを用いた
温度センサ４からなるブリッジと、そのブリッジが出力
する不平衡電圧を増幅するオペアンプ２８と、該オペア
ンプ２８の出力でヒータ３への供給電力を制御するトラ
ンジスタ２９と、抵抗２３゜２４．２５．２６．２７と
により構成されている。これらのうち、サーミスタを用
いた温度センサ４とヒータ３とが、経皮グルコースセン
サ本体に組み込まれる。抵抗２２はサーミスタの特性を
リニアライズするものであり、可変抵抗２１は経皮グル
コースセンサの加温温度設定用の高精度ポテンショメー
タである。抵抗２３を通してブリッジに印加される電圧
によって生じる不平衡電圧は、ゲイン調整用の、抵抗２
６やその他の抵抗２４．２５、およびオペアンプ２８か
らなる差動増幅器により増幅され、抵抗２７を経てトラ
ンジスタ２９に印加される。この回路は。
ぞれが三辺を構成する３個の抵抗２０および他の一辺を
構成する可変抵抗２１、抵抗２２）サーミスタを用いた
温度センサ４からなるブリッジと、そのブリッジが出力
する不平衡電圧を増幅するオペアンプ２８と、該オペア
ンプ２８の出力でヒータ３への供給電力を制御するトラ
ンジスタ２９と、抵抗２３゜２４．２５．２６．２７と
により構成されている。これらのうち、サーミスタを用
いた温度センサ４とヒータ３とが、経皮グルコースセン
サ本体に組み込まれる。抵抗２２はサーミスタの特性を
リニアライズするものであり、可変抵抗２１は経皮グル
コースセンサの加温温度設定用の高精度ポテンショメー
タである。抵抗２３を通してブリッジに印加される電圧
によって生じる不平衡電圧は、ゲイン調整用の、抵抗２
６やその他の抵抗２４．２５、およびオペアンプ２８か
らなる差動増幅器により増幅され、抵抗２７を経てトラ
ンジスタ２９に印加される。この回路は。
経皮グルコースセンサを設定温度に保持するようにトラ
ンジスタ２９でヒータ３に供給する電力を制御する働き
をする。
ンジスタ２９でヒータ３に供給する電力を制御する働き
をする。
第５図ないし第８図に本発明による経皮グルコースセン
サの実施例を示すが、これらは第１図の経皮グルコース
センサの概略図を具体化したものの例である。
サの実施例を示すが、これらは第１図の経皮グルコース
センサの概略図を具体化したものの例である。
第５図の実施例においては、陽極７、陰極８、絶縁物質
１１からグルコース電極が構成され、その表面に妨害物
質除去膜１０、固定化グルコースオキシダーゼ膜９があ
り、さらにその上にグルコース制限透過膜２がリング状
両面テープ１６により断熱材に装着されている。ヒータ
３と温度センサ４は熱伝導性のよい金属１２に埋め込ま
れ、さらにこれらはセンサに内蔵されており、皮膚６を
有効に加熱するようになっている。１３〜１５はリード
線で、リード線１３はグルコース電極に電圧を印加し、
出力電流を得るためのものであり、リード線１４および
１５は温度制御回路の一部を構成するものである第６図
の実施例は、第５図のリング状両面テープ１６の代りに
Ｏ−リング１７を用いたものであり、断熱材５にはＯ−
リング保持用の溝が刻まれている。
１１からグルコース電極が構成され、その表面に妨害物
質除去膜１０、固定化グルコースオキシダーゼ膜９があ
り、さらにその上にグルコース制限透過膜２がリング状
両面テープ１６により断熱材に装着されている。ヒータ
３と温度センサ４は熱伝導性のよい金属１２に埋め込ま
れ、さらにこれらはセンサに内蔵されており、皮膚６を
有効に加熱するようになっている。１３〜１５はリード
線で、リード線１３はグルコース電極に電圧を印加し、
出力電流を得るためのものであり、リード線１４および
１５は温度制御回路の一部を構成するものである第６図
の実施例は、第５図のリング状両面テープ１６の代りに
Ｏ−リング１７を用いたものであり、断熱材５にはＯ−
リング保持用の溝が刻まれている。
第７図、第８図の実施例は、それぞれ第５図、第６図の
妨害物質除去膜１０と固定化グルコースオキシダーゼ膜
９とを一体化して二重構造とした、妨害物質除去兼固定
化グルコースオキシダーゼ膜１８を用いたものである。
妨害物質除去膜１０と固定化グルコースオキシダーゼ膜
９とを一体化して二重構造とした、妨害物質除去兼固定
化グルコースオキシダーゼ膜１８を用いたものである。
この二重構造の膜の製造方法は、米国特許第４３０７１
９５号に詳しい。
９５号に詳しい。
第９図は、上記経皮グルコース電極のｉｎ ｖｉｔｒ。
での実験例を示したもので、グルコース濃度２００ｍｇ
／ｄｎ＜時間Ｔ□）と１００ｍｇ／ｄＱ（時間Ｔａ ）
で、出力電流はよい比例関係を得ている。なお、時間Ｔ
よでは経皮グルコース電極を一度大気中に置いたため、
出力電流が複雑に変動している。
／ｄｎ＜時間Ｔ□）と１００ｍｇ／ｄＱ（時間Ｔａ ）
で、出力電流はよい比例関係を得ている。なお、時間Ｔ
よでは経皮グルコース電極を一度大気中に置いたため、
出力電流が複雑に変動している。
本発明によれば、簡便な方法により体内のグルコース濃
度を体表面から無侵襲に連続測定できるので、感染、患
者の精神的・肉体的苦痛、血液の消耗を除くことができ
、また、センサに血液や組織の生体成分が付着しないの
で性能劣化が少なく、長期に亘すグルコースを安定に測
定できる。また、グルコース濃度を常に知ることにより
血糖値を生理的に正常な値に保てるので１、高血糖によ
る合併症や低血糖の事故を防ぐことができ、血糖値測定
装置や人工膵臓のセンサとして利用できる。
度を体表面から無侵襲に連続測定できるので、感染、患
者の精神的・肉体的苦痛、血液の消耗を除くことができ
、また、センサに血液や組織の生体成分が付着しないの
で性能劣化が少なく、長期に亘すグルコースを安定に測
定できる。また、グルコース濃度を常に知ることにより
血糖値を生理的に正常な値に保てるので１、高血糖によ
る合併症や低血糖の事故を防ぐことができ、血糖値測定
装置や人工膵臓のセンサとして利用できる。
第１図は過酸化水素電極を用いた本発明による経皮グル
コースセンサの基本的な構成を示す概略断面図、第２図
は該センサに用いる温度制御回路の一例を示す回路図、
第３図は経皮グルコースセンサの一般形の断面図、第４
図は経皮グルコースセンサ装着時の皮膚と経皮グルコー
スセンサの簡略化モデル、第５図ないし第８図はそれぞ
れ本発明による経皮グルコースセンサの実施例を示す断
面図、第９図はｉｎ ｖｉｔｒｏでの実験例を示す図表
である。 符号の説明 １・・・グルコース濃度サ ２・・・グルコース制限透過膜 ３・・・ヒータ ４・・・温度センサ５・・
・断熱材 ６・・・皮膚７・・・陽極
８・・・陰極９・・・固定化グルコースオキシ
ダーゼ膜１０・・・妨害物質除去膜 １１・・・絶縁
物質１６・・・リング状面面テ・プ １７・・・０−リング １８・・・妨害物質除去兼固定化グルコースオキシダー
ゼ膜
コースセンサの基本的な構成を示す概略断面図、第２図
は該センサに用いる温度制御回路の一例を示す回路図、
第３図は経皮グルコースセンサの一般形の断面図、第４
図は経皮グルコースセンサ装着時の皮膚と経皮グルコー
スセンサの簡略化モデル、第５図ないし第８図はそれぞ
れ本発明による経皮グルコースセンサの実施例を示す断
面図、第９図はｉｎ ｖｉｔｒｏでの実験例を示す図表
である。 符号の説明 １・・・グルコース濃度サ ２・・・グルコース制限透過膜 ３・・・ヒータ ４・・・温度センサ５・・
・断熱材 ６・・・皮膚７・・・陽極
８・・・陰極９・・・固定化グルコースオキシ
ダーゼ膜１０・・・妨害物質除去膜 １１・・・絶縁
物質１６・・・リング状面面テ・プ １７・・・０−リング １８・・・妨害物質除去兼固定化グルコースオキシダー
ゼ膜
Claims (5)
- （１）一つの側が皮膚と接する箱状体の中にグルコース
センサ部を具備し、前記皮膚と接する側の表面に、グル
コースの拡散を抑制するグルコース制限透過膜を設ける
とともに、皮膚を加温する加温機構を前記箱状体に内蔵
させ、体内から皮膚および前記グルコース制限透過膜を
通して拡散するグルコースの濃度を前記グルコースセン
サ部にて測定することにより、体内グルコース濃度を検
知することを特徴とする経皮グルコースセンサ。 - （２）特許請求の範囲第１項に記載の経皮グルコースセ
ンサにおいて、グルコースセンサ部が、過酸化水素また
は酸素を測定するポーラログラフィ電極と、固定化グル
コースオキシダーゼ膜とを主な構成要素として構成され
た酵素センサであることを特徴とする経皮グルコースセ
ンサ。 - （３）特許請求の範囲第２項に記載の経皮グルコースセ
ンサにおいて、過酸化水素を測定するポーラログラフィ
電極の表面に、還元性物質除去膜と固定化グルコースオ
キシダーゼ膜の２枚の膜、またはこれら２種の膜の性質
をもたせた２層構造の１枚の膜を有することを特徴とす
る経皮グルコースセンサ。 - （４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
記載の経皮グルコースセンサにおいて、グルコース制限
透過膜のグルコース拡散抵抗Ｒｍと皮膚のグルコース拡
散抵抗Ｒｔとの比Ｒｍ／Ｒｔが、１０≦Ｒｍ／Ｒｔであ
ることを特徴とする経皮グルコースセンサ。 - （５）特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに
記載の経皮グルコースセンサにおいて、グルコース制限
透過膜のグルコース拡散抵抗の値が１０＾１＾１ｃｍ＾
２・ｓｅｃ／ｄｌ以上であることを特徴とする経皮グル
コースセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59145970A JPS6125541A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 経皮グルコ−スセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59145970A JPS6125541A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 経皮グルコ−スセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6125541A true JPS6125541A (ja) | 1986-02-04 |
Family
ID=15397204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59145970A Pending JPS6125541A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 経皮グルコ−スセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6125541A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05162275A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-06-29 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 化粧シート |
| JPH05169607A (ja) * | 1991-12-25 | 1993-07-09 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 化粧複合シートの製造方法 |
| JP2009521705A (ja) * | 2005-12-27 | 2009-06-04 | バイエル・ヘルスケア・エルエルシー | 少なくとも一つの電極を有する基板を用いる電気化学センサーシステム及び同システムの形成方法 |
| US11006866B2 (en) | 2014-07-14 | 2021-05-18 | Universitat Zurich | Device for measuring the concentration of an analyte in the blood or tissue of an animal or a human, particularly a premature infant, in a self-calibrating manner |
-
1984
- 1984-07-16 JP JP59145970A patent/JPS6125541A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05162275A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-06-29 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 化粧シート |
| JPH05169607A (ja) * | 1991-12-25 | 1993-07-09 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 化粧複合シートの製造方法 |
| JP2009521705A (ja) * | 2005-12-27 | 2009-06-04 | バイエル・ヘルスケア・エルエルシー | 少なくとも一つの電極を有する基板を用いる電気化学センサーシステム及び同システムの形成方法 |
| US9668683B2 (en) | 2005-12-27 | 2017-06-06 | Ascensia Diabetes Care Holdings Ag | Electrochemical sensor system using a substrate with at least one aperture and method of making the same |
| US10010279B2 (en) | 2005-12-27 | 2018-07-03 | Ascensia Diabetes Care Holdings Ag | Method of determining an analyte concentration of a fluid |
| US11006866B2 (en) | 2014-07-14 | 2021-05-18 | Universitat Zurich | Device for measuring the concentration of an analyte in the blood or tissue of an animal or a human, particularly a premature infant, in a self-calibrating manner |
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