JPS62139629A - 経皮センサ - Google Patents
経皮センサInfo
- Publication number
- JPS62139629A JPS62139629A JP60278980A JP27898085A JPS62139629A JP S62139629 A JPS62139629 A JP S62139629A JP 60278980 A JP60278980 A JP 60278980A JP 27898085 A JP27898085 A JP 27898085A JP S62139629 A JPS62139629 A JP S62139629A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- glucose
- sensor
- polarographic
- glucose concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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〕
本発明は経皮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は、グルコース
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、血管内に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）かであった、また１間欠的なグルコース濃度の測
定は、採血後にセンサで測定している。
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、血管内に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）かであった、また１間欠的なグルコース濃度の測
定は、採血後にセンサで測定している。
これら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である。しかし、他方
で感染、精神的および肉体的苦痛、失血、生体成分付着
によるセンサの性能劣化、間欠的測定による情報不足な
どの問題がある。
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である。しかし、他方
で感染、精神的および肉体的苦痛、失血、生体成分付着
によるセンサの性能劣化、間欠的測定による情報不足な
どの問題がある。
血中ガス分圧については体表面から無侵襲、すなわち経
皮的に測定できる（特開昭５０−１４１１８６号公報、
特開昭５３−１３７５９０号公報、特開昭５４−６０７
８８号公報など）。しかし、これらの経皮的に測定する
ものは対象が酸素や炭酸ガスなどのガスのみである不具
合を有していた。
皮的に測定できる（特開昭５０−１４１１８６号公報、
特開昭５３−１３７５９０号公報、特開昭５４−６０７
８８号公報など）。しかし、これらの経皮的に測定する
ものは対象が酸素や炭酸ガスなどのガスのみである不具
合を有していた。
本発明は以上の点に鑑、みなされたものであり。
体内のグルコースセンサを体表面から無侵襲に測定する
ことを可能とした経皮センサを提供することを目的とす
るものである。
ことを可能とした経皮センサを提供することを目的とす
るものである。
すなわち本発明は体表面に装着可能に形成され、かつ酸
素あるいは過酸化水素を測定するポーラログラフｆｆ１
ｆ４、固定化グルコースオキシダーゼ膜、還元性物質除
去膜を備え、前記ポーラログラフ電極は陰陽極に形成自
在な白金電極、銀電極およびこれら両者間を絶縁する絶
縁物から構成されている経皮センサにおいて、前記ポー
ラログラフ電極をその所定の電極面内に複数個設けてな
ることを特徴とするものであり、これによって広範囲に
採取したグルコースを高効率で電流に変換できるように
なる。
素あるいは過酸化水素を測定するポーラログラフｆｆ１
ｆ４、固定化グルコースオキシダーゼ膜、還元性物質除
去膜を備え、前記ポーラログラフ電極は陰陽極に形成自
在な白金電極、銀電極およびこれら両者間を絶縁する絶
縁物から構成されている経皮センサにおいて、前記ポー
ラログラフ電極をその所定の電極面内に複数個設けてな
ることを特徴とするものであり、これによって広範囲に
採取したグルコースを高効率で電流に変換できるように
なる。
発明者はどのようにすれば無侵襲、すなわち採血を行な
わずに血糖値が測定できるかを検討した。
わずに血糖値が測定できるかを検討した。
空腹時に経口糖負荷試験を行なうと血糖値が上昇し、そ
の後肝臓から分泌されるインシュリンの作用で血糖値は
低下する。発汗時に経口糖負荷試験を行なったところ、
肘静脈の血糖値と汗のグルコ−入濃度とは上昇・下降と
も類似の経時変化を示したが、汗のグルコース濃度は血
糖値の約千分の３の値であった。すなわち汗のグルコー
スは健康人では空腹時に０．２から０．３ｍｇ／ｄ１２
．糖負荷６０分後で０．４５ｍｇ／ｄｕに上昇し、２時
間後にほぼ空腹時の値に回復する。これは糖負荷試験時
の汗のグルコース変化と題し、雑誌糖尿病、第２８巻第
１１号（１９８５）に掲載の発明者の論文に詳述しであ
る。このように汗のグルコース濃度と血糖値とは類似の
経時変化を示すので、汗のグルコース濃度を測定すれば
体内のグルコース濃度すなわち血糖値を経皮的に測定で
きる。
の後肝臓から分泌されるインシュリンの作用で血糖値は
低下する。発汗時に経口糖負荷試験を行なったところ、
肘静脈の血糖値と汗のグルコ−入濃度とは上昇・下降と
も類似の経時変化を示したが、汗のグルコース濃度は血
糖値の約千分の３の値であった。すなわち汗のグルコー
スは健康人では空腹時に０．２から０．３ｍｇ／ｄ１２
．糖負荷６０分後で０．４５ｍｇ／ｄｕに上昇し、２時
間後にほぼ空腹時の値に回復する。これは糖負荷試験時
の汗のグルコース変化と題し、雑誌糖尿病、第２８巻第
１１号（１９８５）に掲載の発明者の論文に詳述しであ
る。このように汗のグルコース濃度と血糖値とは類似の
経時変化を示すので、汗のグルコース濃度を測定すれば
体内のグルコース濃度すなわち血糖値を経皮的に測定で
きる。
第２図にはこのグルコース濃度を経皮的に測定する経皮
センサの構成を示す一例が示されている。
センサの構成を示す一例が示されている。
グルコースを例にとって経皮センサの動作を説明すると
１次のようになる。
１次のようになる。
経皮グルコースセンサは白金電極１、銀電極２、絶縁物
３、多孔質物質４．固定化グルコースオキシダーゼ膜５
．還元性物質除去膜６、電解液７゜温度センサ８、ヒー
タ９．熱の良導体１０．断熱材１１、リード線１２，１
３．１４から構成され、皮膚１５の上に装着される。サ
ーミスタなどの温度センサ８、ヒータ９．熱の良導体１
０、リード線１３．１４は皮膚１５の加温機構を構成し
て発汗を生じさせるが、全身加温や運動などによる全身
の温熱性発汗時にはこれらは不要である。浸出する汗を
多孔質物質４に吸収・還流させ、常に新しい汗をグルコ
ースセンサ表面に維持することができる。この結果、血
糖値と対応して変化する汗のグルコース濃度を体表面上
のグルコースセンサで測定し、無侵襲に血糖値を知るこ
とができる。
３、多孔質物質４．固定化グルコースオキシダーゼ膜５
．還元性物質除去膜６、電解液７゜温度センサ８、ヒー
タ９．熱の良導体１０．断熱材１１、リード線１２，１
３．１４から構成され、皮膚１５の上に装着される。サ
ーミスタなどの温度センサ８、ヒータ９．熱の良導体１
０、リード線１３．１４は皮膚１５の加温機構を構成し
て発汗を生じさせるが、全身加温や運動などによる全身
の温熱性発汗時にはこれらは不要である。浸出する汗を
多孔質物質４に吸収・還流させ、常に新しい汗をグルコ
ースセンサ表面に維持することができる。この結果、血
糖値と対応して変化する汗のグルコース濃度を体表面上
のグルコースセンサで測定し、無侵襲に血糖値を知るこ
とができる。
このように構成されたグルコースセンサで１次に述べる
手順によりグルコースが電流に変換される。まず、多孔
質物質４に含有される汀のグルコース（ｃ６Ｈ２０６）
、酸素、水は固定化グルコースオキシダーゼ膜５の中
で、酸素の働きで次の化学反応により、グルコン酸（Ｃ
６Ｈ２０７）と過酸化水Ｊ３ （Ｈ２０２）とを生じる
。
手順によりグルコースが電流に変換される。まず、多孔
質物質４に含有される汀のグルコース（ｃ６Ｈ２０６）
、酸素、水は固定化グルコースオキシダーゼ膜５の中
で、酸素の働きで次の化学反応により、グルコン酸（Ｃ
６Ｈ２０７）と過酸化水Ｊ３ （Ｈ２０２）とを生じる
。
Ｃ６Ｈ２０Ｇ ＋０２＋Ｈ２０→Ｃ６Ｈ２０７＋Ｈ２Ｏ
２（１）白金電極、銀電極２および絶縁物３よりなるポ
ーラログラフ電極１６では発生する過酸化水素か。
２（１）白金電極、銀電極２および絶縁物３よりなるポ
ーラログラフ電極１６では発生する過酸化水素か。
消費される酸素を測定することで、グルコース濃度を知
ることができる。還元性物質除去膜６は尿素、アスコル
ビン酸などの妨害物質を除去する反面、測定対象となる
物質を通す。
ることができる。還元性物質除去膜６は尿素、アスコル
ビン酸などの妨害物質を除去する反面、測定対象となる
物質を通す。
過酸化水素電極として働かせるには白金電極１を陽極と
し、銀電極２を陰極として両極間に０．６から０．８ｖ
の電圧を印加する。陽極上では過酸化水素が次式により
酸化され、 ２Ｈ２０２−）４Ｈ◆＋２０．、＋４ ｅ−（２）とな
り、陰極上では酸素が次式により還元され、４ Ｈ”
＋ ０２ →２ Ｈ２０−４ｅ−（３）となる。
し、銀電極２を陰極として両極間に０．６から０．８ｖ
の電圧を印加する。陽極上では過酸化水素が次式により
酸化され、 ２Ｈ２０２−）４Ｈ◆＋２０．、＋４ ｅ−（２）とな
り、陰極上では酸素が次式により還元され、４ Ｈ”
＋ ０２ →２ Ｈ２０−４ｅ−（３）となる。
酸素電極として働かせるには白金電極１を陰極とし、銀
電極２を陽極として両極間に０．６から０．８ｖの電圧
を印加する。陽極上では銀が次式により酸化され、 ４Ａｇ＋４Ｃｕ−−＋４ＡｇＣＱ＋４ ｅ−（４）とな
り、陰極上では酸素が次式により還元され、０２ ＋４
８”−）２Ｈ２０−４Ｅ！−（酸性）（５）Ｏ２＋２Ｈ
２０→４０Ｈ−−４ｅ−（アルカル性）（６）これによ
り過酸化水素型のグルコースセンサでも、酸素型のグル
コースセンサでも汗のグルコース濃度に比例した電流値
が得られる。なお、酸素型のグルコースセンサでは生体
内の酸素分圧の変動が誤差を与えるので、これを除去す
る必要がある。また、グルコース以外の有機物、すなわ
ち乳酸、ピルビン酸、尿酸なども汗の値と血液の値とが
対応して変化することが考えられるので、グルコースと
同様に経皮的に測定することができる。
電極２を陽極として両極間に０．６から０．８ｖの電圧
を印加する。陽極上では銀が次式により酸化され、 ４Ａｇ＋４Ｃｕ−−＋４ＡｇＣＱ＋４ ｅ−（４）とな
り、陰極上では酸素が次式により還元され、０２ ＋４
８”−）２Ｈ２０−４Ｅ！−（酸性）（５）Ｏ２＋２Ｈ
２０→４０Ｈ−−４ｅ−（アルカル性）（６）これによ
り過酸化水素型のグルコースセンサでも、酸素型のグル
コースセンサでも汗のグルコース濃度に比例した電流値
が得られる。なお、酸素型のグルコースセンサでは生体
内の酸素分圧の変動が誤差を与えるので、これを除去す
る必要がある。また、グルコース以外の有機物、すなわ
ち乳酸、ピルビン酸、尿酸なども汗の値と血液の値とが
対応して変化することが考えられるので、グルコースと
同様に経皮的に測定することができる。
このように汗のグルコース濃度を測定すれば体内のグル
コース濃度を経皮的に測定できるが、汗のグルコース濃
度は血糖と比べると極めて低い。
コース濃度を経皮的に測定できるが、汗のグルコース濃
度は血糖と比べると極めて低い。
従って従来のグルコース電極を体表面に装着できるよう
にしただけでは、血糖値の約千分の３のグルコース濃度
を検出できない。血糖値の約千分の３のグルコース濃度
を検出するには、次に述べるようにすればよいことが判
った。発汗により排出されるグルコースを広範囲にわた
って採取し、高効率に電流に変換するために電極の反応
面を体表面に装着できる範囲内でできる限り広面積化す
る。
にしただけでは、血糖値の約千分の３のグルコース濃度
を検出できない。血糖値の約千分の３のグルコース濃度
を検出するには、次に述べるようにすればよいことが判
った。発汗により排出されるグルコースを広範囲にわた
って採取し、高効率に電流に変換するために電極の反応
面を体表面に装着できる範囲内でできる限り広面積化す
る。
ポーラログラフ電極１６を複数個設置して物質を消費す
る電極、すなわち酸素電極では陰極、過酸化水素電極で
は陽極を多数設置する。そして陰極あるいは陽極の総面
積に比例する暗電流による雑音を少なくし、信号と雑音
との比すなわちＳ／Ｎ比を向上するために陰極あるいは
陽極を小面化して反応面に分散する。
る電極、すなわち酸素電極では陰極、過酸化水素電極で
は陽極を多数設置する。そして陰極あるいは陽極の総面
積に比例する暗電流による雑音を少なくし、信号と雑音
との比すなわちＳ／Ｎ比を向上するために陰極あるいは
陽極を小面化して反応面に分散する。
そこで本発明ではポーラログラフ電極１６をその所定の
電極面内に複数個設けた。このようにすることにより体
内のグルコース濃度を体表面から無侵襲に測定すること
を可能とした経皮センサを得ることを可能したものであ
る。
電極面内に複数個設けた。このようにすることにより体
内のグルコース濃度を体表面から無侵襲に測定すること
を可能とした経皮センサを得ることを可能したものであ
る。
以下１図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図には本発明の一実施例が示されている。なお従来と
同じ部品には同じ符号を付したので説明を省略する０本
実施例ではポーラログラフ電極１６ａをその所定の電極
面１７に複数個設けた。このようにすることによりポー
ラログラフ電極１６ａはその所定の電極面に複数個設け
られるようになって、広範囲に採取したグルコースを高
効率で電流に変換できるようになり、体内のグルコース
濃度を体表面から無侵襲に測定することを可能とした経
皮センサを得ることができる。
１図には本発明の一実施例が示されている。なお従来と
同じ部品には同じ符号を付したので説明を省略する０本
実施例ではポーラログラフ電極１６ａをその所定の電極
面１７に複数個設けた。このようにすることによりポー
ラログラフ電極１６ａはその所定の電極面に複数個設け
られるようになって、広範囲に採取したグルコースを高
効率で電流に変換できるようになり、体内のグルコース
濃度を体表面から無侵襲に測定することを可能とした経
皮センサを得ることができる。
すなわち体表面に装着できる範囲内で、できる限り広面
積化した所定の電極面１７にポーラログラフ電極！極１
６ａを複数個設けた。このようにすることにより電極面
１７に皮膚側から到達した消費される物質はポーラログ
ラフ電極１６ａが過酸化水素型であろうが、酸素型であ
ろうが白金電極１で消費されるが白金電極１を銀電極２
と組み合わせて電極面１７の広範囲に分散させたので、
高効率に測定対象物質を電流に変換できる。
積化した所定の電極面１７にポーラログラフ電極！極１
６ａを複数個設けた。このようにすることにより電極面
１７に皮膚側から到達した消費される物質はポーラログ
ラフ電極１６ａが過酸化水素型であろうが、酸素型であ
ろうが白金電極１で消費されるが白金電極１を銀電極２
と組み合わせて電極面１７の広範囲に分散させたので、
高効率に測定対象物質を電流に変換できる。
このように本実施例によれば簡便に体内のグルコース濃
度を体表面から無侵襲に測定できるようになったので、
感染、患者の精神的・肉体的苦痛、失血を除くことがで
きるのみらず、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、長期にわたリグルコースを
安定に測定することができる。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持で
きるので、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ＩＩｌ！ｆｉＩＩＩＪ定装置や人工肝臓の
センサとして利用することができる。
度を体表面から無侵襲に測定できるようになったので、
感染、患者の精神的・肉体的苦痛、失血を除くことがで
きるのみらず、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、長期にわたリグルコースを
安定に測定することができる。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持で
きるので、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ＩＩｌ！ｆｉＩＩＩＪ定装置や人工肝臓の
センサとして利用することができる。
なお白金電極１の材質は白金に限らず金、イリジウムで
もよいし、形状も円形に限るものではない。また、生化
学センサの種類もグルコース以外の有機物、すなわち乳
酸、ピルビン酸、尿酸などを測定対象とするものでもよ
い。更に生化学センサの数も１個のみならず複数個を集
積化して一つの経皮センサに内蔵することもできる。
もよいし、形状も円形に限るものではない。また、生化
学センサの種類もグルコース以外の有機物、すなわち乳
酸、ピルビン酸、尿酸などを測定対象とするものでもよ
い。更に生化学センサの数も１個のみならず複数個を集
積化して一つの経皮センサに内蔵することもできる。
上述のように本発明は体内のグルコース濃度を体表面か
ら無侵襲に測定することができるようになって、体内の
グルコース濃度を体表面から無侵襲に３１１１定するこ
とを可能とした経皮センサを得ることができる。
ら無侵襲に測定することができるようになって、体内の
グルコース濃度を体表面から無侵襲に３１１１定するこ
とを可能とした経皮センサを得ることができる。
第１図は本発明の経皮センサの一実施例のボーラログラ
フ電極の従断側面図、第２図は従来の経皮センサの従断
側面図である。 １・・・白金電極、２・・・銀電極、３・・・絶縁物、
５・・・固定化グルコースオキシターゼ膜、６・・・還
元性物質除去膜、１５・・・皮膚、１６ａ・・・ポーラ
ログラフ電極、１７・・・電極面。
フ電極の従断側面図、第２図は従来の経皮センサの従断
側面図である。 １・・・白金電極、２・・・銀電極、３・・・絶縁物、
５・・・固定化グルコースオキシターゼ膜、６・・・還
元性物質除去膜、１５・・・皮膚、１６ａ・・・ポーラ
ログラフ電極、１７・・・電極面。
Claims (1)
- １、体表面に装着可能に形成され、かつ酸素あるいは過
酸化水素を測定するポーラログラフ電極、固定化グルコ
ースオキシダーゼ膜、還元性物質除去膜を備え、前記ポ
ーラログラフ電極は陰陽極に形成自在な白金電極、銀電
極およびこれら両者間を絶縁する絶縁物から構成されて
いる経皮センサにおいて、前記ポーラログラフ電極をそ
の所定の電極面内に複数個設けてなることを特徴とする
経皮センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60278980A JPS62139629A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 経皮センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60278980A JPS62139629A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 経皮センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62139629A true JPS62139629A (ja) | 1987-06-23 |
Family
ID=17604747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60278980A Pending JPS62139629A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 経皮センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62139629A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9234863B2 (en) | 1998-10-08 | 2016-01-12 | Abbott Diabetes Care Inc. | Small volume in vitro analyte sensor |
| US9234864B2 (en) | 1997-02-06 | 2016-01-12 | Abbott Diabetes Care Inc. | Small volume in vitro analyte sensor |
-
1985
- 1985-12-13 JP JP60278980A patent/JPS62139629A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9234864B2 (en) | 1997-02-06 | 2016-01-12 | Abbott Diabetes Care Inc. | Small volume in vitro analyte sensor |
| US9234863B2 (en) | 1998-10-08 | 2016-01-12 | Abbott Diabetes Care Inc. | Small volume in vitro analyte sensor |
| US9291592B2 (en) | 1998-10-08 | 2016-03-22 | Abbott Diabetes Care Inc. | Small volume in vitro analyte sensor |
| US9316609B2 (en) | 1998-10-08 | 2016-04-19 | Abbott Diabetes Care Inc. | Small volume in vitro analyte sensor |
| US9341591B2 (en) | 1998-10-08 | 2016-05-17 | Abbott Diabetes Care Inc. | Small volume in vitro analyte sensor |
| US9891185B2 (en) | 1998-10-08 | 2018-02-13 | Abbott Diabetes Care Inc. | Small volume in vitro analyte sensor |
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