JPS63101744A

JPS63101744A - 液中成分定量装置

Info

Publication number: JPS63101744A
Application number: JP61247839A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Kawamura; 川村　俊教; Toyokatsu Okamoto; 豊勝岡本; Akiyoshi Miyawaki; 宮脇　明宜; Yoshihiro Sakurai; 桜井　義弘
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-10-18
Filing date: 1986-10-18
Publication date: 1988-05-06

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】〔技術分野〕この発明は、たとえば、体液などの液中成分を測定する
装置に関する。

〔背景技術〕

従来、試料液中の被測定物質の量を、測定用電極によっ
て構成されるセンサを用いて測定する方法が行われてい
る。たとえば、グルコースオキシダーゼ、ウリカーゼ等
の酵素を電極表面に固定したバイオセンサを用いて、血
液中のグルコースや尿酸などを測定することが行われて
いる。

このような測定を行う液中成分測定装置には、たとえば
、第５図にみるように、フロ一式のものがある。この装
置は、必要に応じてポンプ５８を駆動させることにより
、ｐＨ緩衝液５６が流路５７を一定速度で流れるように
なっている。図中、流路５７の矢印は、ｐＨ緩衝液５６
の流れをあられす。この流路５７の途中に被測定液注入
口６０およびセンサ（たとえば、酵素センサ等）５９が
備えられていて、被測定液内に含まれている被測定物質
の量を測定するようになっている。

このフロ一式液中成分測定装置は、病院等での使用にお
いては、実用化が進んでいるが、ｐＨ緩衝液の流速およ
びその量を制御するための弁（図示省略）とポンプを必
要とするため、患者が自己管理するには、非常に高価で
あるという問題がある。

さらに、第６図にみるように、流路５７の途中に異なる
成分に反応するセンサ５９′を備えて同一サンプルで複
数の被測定物質を同時に測定する装置が提案されている
。しかし、この装置も上記の装置と同様に、構造的に複
雑となるので、患者が家庭で使用するには高価になりす
ぎるという問題点を有している。

〔発明の目的〕

この発明は、上記の問題点に鑑みてｕＸされたものであ
り、安定した測定が期待できるか、または、複数の被測
定物質を同時に測定することができ、しかも、安価な液
中成分定量装置を提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

この発明は、上記の目的を達成するために、生理活性物
質が固定化されている作用極と対極とを備え、前記対極
と作用極とが一体となって支持されていて、これらが反
応槽に溜められた試料液中に浸漬されることによりこの
液中の被測定物質の検出を行うようになっている液中成
分定量装置において、前記作用極が複数個設けられてい
ることを特徴とする液中成分定量装置を要旨とする。

以下に、この発明の詳細な説明する。

上記対極としては、特に限定はないが、たとえば、銀・
塩化銀電極などが用いられる。

上記生理活性物質が固定化されている作用極としては、
特に限定はないが、たとえば、白金、炭素、チタン、金
等の電極材料に生理活性物質を固定化したものが用いら
れる０作用極は、複数段けられ、２個以上であれば数に
限定はない。

上記生理活性物質としては、特に限定はなく、被測定物
質に応じて適宜選択すれば良い。たとえば、被測定物質
が、血液中のグルコースであればグルコースオキシダー
ゼ、血液中のコレステロールであればコレステロールオ
キシダーゼ、コレステロールエステラーゼ、血液中の尿
酸であればウリカーゼなどが用いられるが、これらに限
定されない。前記生理活性物質としては、酵素がよく用
いられるが、これに限定されるものではない。また、酵
素等の生理活性物質を産生じたり含んだりする微生物や
オルガネラ等をも含める。

この発明にかかる液中成分定量装置では、作用極が複数
個設けられているので、各作用極に同じ種類の生理活性
物質を固定化しておくと、つぎのような利点がある。す
なわち、酵素等の生理活性物質を固定化した電極（作用
極）の出力は、バラツキが大きいうえに、再現性を良く
することが難しいが、複数の作用極に同じ生理活性物質
を固定化しておくことにより、複乾の電極の出力値を平
均したり、あるいは、最大値と最小値をキャンセルして
中央のデータを採用したりして、安定した電極出力を得
ることが期待できる。なお、上記同じ種類の生理活性物
質とは、全く同じものだけでなく、同じ種類の被測定物
質に反応するものをも含めることにする。

また、複数個の作用極に異なる種類の生理活性物質を固
定化しておくと、つぎのような利点がある。すなわち、
同じ試料液中の複数の被測定物質を一度に計測すること
が可能である。なお、上記異なる種類の生理活性物質と
は、異なる種類の被測定物質に反応するものを指す。

対極と作用極とを一体となって支持するには、たとえば
、対極と作用極とを１つのセンサ基板などに形成し、こ
の基板を支持固定する方法、対極と作用極とを別々のセ
ンサ基板などに形成し、これらの基板を一体になるよう
に支持する方法などがあるが、特に限定はない。対極と
作用極とを一体とすることにより、取り扱いやすくする
ことができる。なお、対極と作用極とが一体とは、使用
時のことであり、非使用時には必ずしも一体でなくても
よい。

対極および作用極、特に作用極が着脱自在に支持される
ようになっていると、不良になった電極（対極、作用極
）を良品と容易に交換することが可能になる。また、被
測定物質に応じて作用極を任意に交換することが可能に
なる。着脱自在に支持する手段としては、特に限定はな
く、たとえば、一方が他方に嵌めこまれたり、挟まれた
り、あるいは、ねじ等で止められたりすることがあげら
れる。

作用極および対極での、電位および／または電流などの
出力は、そのままその数値として表示されることもある
が、演算処理などが施されて、被測定物質（被測定成分
）の量として表示されるようにすることもできる。

なお、この発明にかかる液中成分定量装置は、必要に応
じて、本体回路ブロックなどを含む演算処理部、演算処
理結果を表示する表示部または出力部などを適宜備える
ことがある。

以下、この発明の実施例をあられす図面を参照しながら
さらに詳しく説明する。

第１図（ａ）、　（ｂ）および（Ｃ）は、この発明の液
中成分定量装置の１実施例をあられす０図（ａ）にみる
ように、作用極１〜３は、それぞれ、１つのセンサ基板
４上に白金等の電極材料５〜７が複数個（この実施例で
は３個）、圧着等の手段により形成されてなっている。

センサ基板は適宜の絶縁材料で形成されている。これら
の電極材料５〜７の各一端部５ａ〜７ａは広がっていて
コネクタとして利用されるようになっており、各他端部
５ｂ〜７ｂは広がっていて酵素等の生理活性物質が固定
化されている。図（ｂｌにみるように、センサ基板４の
裏面には、銀・塩化銀等の電極材料８が上記と同様の手
段で構成されて対極９となっており、同様に一端部８ａ
が広がっていてコネクタとして利用されるようになって
いる。この実施例では、電極材料５〜８の各一端部５ａ
〜８ａがセンサ基板４の同端部側にあるように配置され
ている。

図（Ｃ）は、これらの作用極１〜３および対極９をケー
ス１０に収納したときの状態を示す。作用極１〜３およ
び対極９は、センサ基板４ごとケース１０内部のコネク
タ１１に挿入されて固定支持され、それぞれ、リード線
１２〜１５により本体回路ブロック（図示されず）に接
続されている。

ケース１０は、たとえば、第２図にみるように、基台本
体２１の上部に形成された支持アーム２２で支持される
ようになっている。このとき、作用極１〜３および対極
９が、容器２３に溜められた緩衝液２４に浸されるよう
になっている。この緩衝液２４中に測定試料（たとえば
、血液など）を必要量注入する。緩衝液２４中にスター
ク２５を入れて、マグネット２６などを回転させること
によりスターク２５を回転させ、緩衝液を攪拌する。マ
グネット２６は、たとえば、基台本体２１内部などに取
りつけられたモータ２７の回転と連動して回転するよう
になっている。緩衝液２４に浸された作用極１〜３およ
び対極９の、電位および／または電流などにより被測定
物質の測定を行う。

作用極１〜３および対極９は、コネクタ１１により着脱
自在に接続されているので、いずれかの電極が不良とな
った場合には、コネクタ１１からはずして良品と交換す
ることが容易に行える。

また、センサ基板４上に構成された複数の作用極１〜３
に、それぞれ、異なる種類の液中成分（たとえば、グル
コース、コレステロール、尿酸等）に反応する酵素など
の生理活性物質を固定化しておけば、一度に複数の測定
項目を計測することが可能である。

第３図は、対極および複数個の作用極を１つのセンサ基
板に設けないで、それぞれ別々のセンサ基板ブロックに
分けて設けた場合の１実施例をあられす。図にみるよう
に、たとえば、ブロック３１の電極３１ａを対極とし、
他のブロック３２〜３５の電極３２ａ〜３５ａを酵素な
どの生理活性物質を固定化した作用極とするのである。

各ブロック３１〜３５はコネクタケース３６内のコネク
タ３７〜４１にそれぞれ挿入されて支持され、一体とな
っている。各電極３１ａ〜３５ａはそれぞれリード線４
２〜４６により本体回路ブロック（図示されず）に接続
されている。このように、センサ基板を複数個のブロッ
クに分割して各ブロックにそれぞれ１つの電極（作用極
または対極）があるようにしておくと、必要な測定項目
の生理活性物質が固定化された電極を任意に選択するこ
とが可能となる。また、コネクタなどにより着脱自在に
しておけば、各ブロックの着脱も非常に容易である。測
定は上記の実施例と同様の方法で行うことができる。

第４図は、フレキシブルなセンサ基板上に電極４８〜５
１を形成した１実施例をあられす。センサ基板４７がフ
レキシブルなので、測定容器５２の形状に合わせたセン
サ形状とすることが可能であり、攪拌する際にスターク
の動作の邪魔にならないような形状を選択できる。たと
えば、測定容器５２が円筒形である場合には、その内壁
面に沿うようセンサ基板４７を曲げて浸漬することがで
きる。電極４８〜５１のうちいずれか（たとえば電極４
８）が対極であり、残りは生理活性物質が固定化された
作用極である。

なお、この発明は、以上の実施例に限定されない。セン
サ基板の上に電極材料を形成する方法は圧着以外の方法
、たとえば、プリント配線の方法、アディティブ法など
でも良い。また、電極材料はセンサ基板の上に形成され
る必要はない。

〔発明の効果〕

この発明にかかる液中成分定量装置は、以上にみてきた
ように、対極と作用極とが一体となって支持されていて
、これらが反応槽に溜められた試料液中に浸漬されるこ
とによりこの液中の被測定物質の検出を行うようになっ
ているので、試料液を流すためのポンプ、試料液の流速
および量を制御するための弁が不要であり、形状が簡単
なものとなり、低価格のものとすることができる。また
、生理活性物質を固定化した作用極が複数個あるので、
異なる種類のものを固定化した場合には、複数の液中成
分を測定することができ、同じ種類のものを固定化した
場合には、作用極が１つである場合よりも安定した測定
が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明の１実施例の作用極をあられす
斜視図、第１図（ｂ）はその対極をあられす斜視図、第
１図（Ｃ）はその作用極および対極を取りつけた状態の
１例をあられす斜視図、第２図は測定状態の１例をあら
れす側断面図、第３図は他の実施例の作用極をあられす
斜視図、第４図はさらに別の実施例の作用極をあられす
斜視図、第５図はフロ一式の液中成分定量装置をあられ
す模式図、第６図はフロ一式の別の液中成分定量装置を
あられす模式図である。１．２．３．３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ、４９，
５０．５１・・・作用極　９．　３１ａ、　　４８・・
・対極　２３・・・反応槽たる容器　５２・・・反応槽
たる測定容器　２４・・・試料液たる、測定試料が入れ
られた緩衝液代理人　弁理士　　松　本　武　彦第２図＄３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）生理活性物質が固定化されている作用極と対極と
を備え、前記対極と作用極とが一体となって支持されて
いて、これらが反応槽に溜められた試料液中に浸漬され
ることによりこの液中の被測定物質の検出を行うように
なっている液中成分定量装置において、前記作用極が複
数個設けられていることを特徴とする液中成分定量装置
。
（２）複数の作用極が、それぞれ、互いに異なった被測
定物質に反応する生理活性物質を固定化している特許請
求の範囲第１項記載の液中成分定量装置。
（３）対極および作用極が、着脱自在となるように支持
されている特許請求の範囲第１項または第２項記載の液
中成分定量装置。