JPS62250355A - 生体液成分分析器 - 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） 本発明は、生体液成分分析器に係り、特に医療分野にお
ける生体液成分の分析を迅速に、かつ、簡単な操作で行
うのに好適な生体液成分分析器に関する。

〔従来の技術〕

最近、医療特に臨床検査の分野から血液成分分析装置の
小型化、分析の迅速化、多機能化ならびに操作の容易化
などが求められている。この要求に答えるため、センサ
部の設計および測定方法の検討が重要になっている。

センサ部に半導体生化学センサを用いると上記の要求の
いくつかが満足されるが、従来のセンサ部はアナリテイ
カ・ケミ力・アクタ（ＡｎａｌｇｙｔｉｃａＣｈｉｍｌ
ｃａ　Ａｃｔａ）　１５９　（１９８４）第４７〜６２
頁において論じられているように、半導体生化学センサ
チップをフローセル中に装着したものであり、試料液を
フローセル中に流すことによって分析を行う測定方式で
あった。この方式では、半導体生化学センサは長期間の
複数回の副室に使用されるため、長寿命で出力電圧の経
時変化の小さい半導体生化学センサの開発が必要である
。

一方、特公昭６０−２０７００号公報に記載のように、
センサ部をフィルム状に形成し、使い捨てとする方式も
開発されているが、この方式の血液成分分掛装置は、１
回の測定で１項目の成分分析しかできない点が問題であ
った。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の半導体生化学センサは長期の複数回の測定に使用
することを目的としているので、センサの寿命が短かい
点、センサの出力のドリフトがある点が問題であった。

また、フローセル型の測定方式では、パイプ、バルブ、
ポンプ等を必要とし、流路系が複雑になり、装置全体の
小型化が困難であるという問題があった。

本発明の目的は、微盆の試料で多項目の分析を迅速に行
うことができ、しかも、コンパクトで。

操作が簡単な生体液成分分析器を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、複数回の試料液を保持するとともにそれに
対応した複数個の半導体生化学センサを収容したセンシ
ング部および上記各センサと測定器間の電気的接続端子
とを板状のセンサカートリッジに任意の間隔をおいて配
置した構成の生体液成分分析用器として達成するように
した。

〔作用〕

半導体生化学センサは１回の測定にだけ使用するように
できるので、センサの寿命や出力電圧のドリフトが問題
にならず、センサカートリッジは使い捨てとするので、
操作がａ車である。また、センシング部には複数個の半
導体化学センサが収容してあるので、１回の測定で多項
目の成分分析を行うことができる。

〔実施例〕

以下本発明を第１図、第２図、第５図〜第７図に示した
実施例および第３図、第４図を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の生体液成分分析器の一実施例を示す平
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ’線断面図である。第１
図、第２図において、円形の板（センサカートリッジ）
１上の円周に沿って等間隔に半導体生化学センサチップ
２とチップ２の複数個の測定項目の異なる各種半導体生
化学センサと外部回路との電気的接続部３とを配置して
あり、円形の板１の中心部に穴をあけてあり、この円形
の板１を可動機構例えば回転させる機構に着適可能とす
るため、上記穴内に４個の突起部４を設けである。

なお、上記生体液成分分析センサの半導体生化学センサ
は使い捨てにするので１円形の板１の材料は、低価格で
加工性の良好なものを選んである。

また、円形の板１は、半導体生化学センサチップ２、ボ
ンディングワイヤあるいは試料液と直接接触するので、
ｆｆ１ｉ的な絶縁性に優れ、かつ、耐水性が良好な材料
であることが好ましい。さらに、試料液は直接半導体生
化学センサチップ２上に滴下するので、半導体生化学セ
ンサチップ２上に形成するｔｔ！極部５および電極部５
と外部回路との接続部３を結ぶワイヤ６が直接試料液と
接触しないように、滴下部の構造を工夫する必要がある
。上記問題を解決するために、第２図に示すように、各
試料収容室においては半４体生化学センサチップ２の半
導体生化学センサの検出部を囲むように壁７を設け、検
出部のみが露出し、半導体生化学センサチップ２上のｆ
ｆｌｌｉ部５およびワイヤ６が試料液に直接接触しない
ようにしてある。壁７の材料は円形の板１と同じもので
あってもよく、また、電気的絶縁性、耐水性、加工性が
良好であれば他の材料であってもよい、また、壁７によ
って半導体生化学センサの検出部に形成される試料収容
室２０の深さは、室の底を形成する検出部の面積、滴下
する試料液の量などを十分考慮して設計する。

半導体生化学センサの検出部の大きさが２膓角程度であ
り、滴下する試料液の址が１μＱである場合、試料収容
室の深さは１ｒｒｎ程度であることが望ましい。

半導体生化学センサが安定に動作し、信頼性の高い分析
結果を得るためには、半導体生化学センサの検出部の表
面が溶液と平衡状態にあることが望ましい。したがって
１本発明に係る生体液成分分析用センサにおいては、上
記収容室の中に１２壮の標準液８を入れておき、標準液
８と検出部との間で平衡状態を維持するようにしてある
。この場合、試料液は標準液８上に滴下されるので、所
定の倍率で希釈される。また、標準液８の蒸発および漏
れを防ぐために、収容室２０の開口部を構造物９で閉じ
るようにした。構造物例えばシール９は、水分子を透過
させることがなく、しかも、比較的剥離しやすい材料で
構成し、試料液を滴下するときはシール９を剥離する。

第１図、第２図の実施例の生体液成分分析用セルを用い
て血液成分の分析を行った結果を第３図。

第４図に示す。第１図において、円形の板１を厚さ２Ｉ
ＩＩ１１のポリ塩化ビニルで形成し、半導体生化学セン
サチップ２としてＮａ＋およびに＋イオン検出用の電界
効果トランジスタ型イオンセンサを１個ずつ集積化した
チップを用い、また、第２図において、試料収容室２０
の大きさは２ｍ角で深さ１ｍｍとし、標準液８としては
１μΩのｐＨ７，０，０，１Ｍのリン酸緩衝液を使用し
、試料液は１μΩ滴下した。また、他の開口部をふさぐ
構造物９は粘着性テープを用いて形成した。第３図は本
発明に係る生体液成分分析用センサを用いて血液中のＮ
ａ＋を分析した結果と尖先光度計を用いて分析した結果
を比較した線図で、試料数３０個に対して相関係数は０
．９８５であった。また、第４図はに＋イオン濃度の分
析結果について本発明に係るセンサの結果と尖先光度計
を用いた結果とを比較したもので、試料数３０個に対し
て相関係数０．９９３を得た。

以上述べたように、本発明に係る生体液成分分析用セン
サによれば、１回の測定で多項目の成分分析を行うこと
ができ、操作が簡単で使い捨てができる。

第５図は本発明の他の実施例を示す第１図に相当する平
面図である。第５図においては、第１図の円形の板１を
輪形にしてあり、その上に半４体生化学センサチップ２
を第１図と同様に配ｈｆｆ　Ｉ、である、試料液の滴下
部の構造は第２図と同様である。また１回転機ｔｉｔへ
の着脱が可能なように、穴内の突起部４と輪形の円形の
板１′とは細い棒１０で接続してある。このようなＷ造
にすることにより、軽量な生体液成分分析用センサを提
供できるという効果を生ずる。

また、半導体生化学センサと外部回路との接続部３の設
定位置は、生体液（血液）成分分析装置の構成により変
えることができる。第６図は本発明のさらに他の実施例
を示す第２図に相当する断面図で、本実施例では、外部
回路との接続部３は、回転機構に着脱するための穴内の
突起部４に沿って設けである。このように、外部回路と
の接続部３と半導体化学センサチップ２とを離して配置
すると、試料液が外部回路との接続部３に接触するのを
防ぐことができ、さらに、信頼性の高い分析が可能にな
る６ 第７図は本発明のさらに他の実施例を示す第２図に相当
する断面図で、第７図においては、外部回路との接続部
３は１円形の板１の半導体生化学センサチップ２が配置
されている面と反対側の面に設置してある。このような
構造にすると、試料液が外部回路との接続部３に接触す
ることをさらによく防ぐことができる。

なお、第６図、第７図に示した実施例は、第５図に示し
た構造の生体液成分分析用センサにも応用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、半導体生化学セ
ンサを１回の測定にだけ使用して使い捨てにできるので
、センサの寿命や出力電圧のドリフトが問題にならない
、また、微量の試料液を半導体生化学センサチップに滴
下するだけで成分分析を行うことができ、迅速で操作が
簡単な生体液成分分析装置を構成することができる。さ
らにまた、ポンプ、バルブ、チューブ等は必要ないので
。

分析装置の小型化をはかることができる。それに、半導
体生化学センサチップには、各種の成分を検出可能な複
数の半導体生化学センサを集積化することができので、
１１の測定で多項目の成分分析を行うことができ、従来
の使い捨てフィルム型センサの特性を大幅に改善できる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の生体液成分分析センサの−実流側を示
す平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ’線断面図、第３図
は第１図、第２図に示す生体液成分分析用センサを用い
て血液中のＮａ＋を分析した結果と尖先光度計を用いて
分析した結果を比較した線図、第４図は同じくに＋イオ
ン濃度の分析結果について比較した線図、第５図は本発
明の他の実施例を示す第１図に相当する平面図、第６図
。 第７図はそれぞり本発明のさらに他の実施例を示す第２
図に相当する断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体生化学センサを用いた生体液成分分析器にお
   いて、複数個の試料液収容室を有し、こり収容室の壁の
   一部を形成する半導体生化学センサを備えたカートリッ
   ジ部からなり、前記センサに接続された電気的接続端子
   を前記カートリッジ部に配置してなることを特徴とする
   生体液成分分析器。 ２、前記カートリッジ部が円板状であり、該円板の円周
   に沿つて前記センサが設置してあり、各センサに対応す
   る前記電気的接続端子が同一半径上に設置してある特許
   請求の範囲第１項記載の生体液成分分析器。