JPS63171353A - Sensor for analyzing component of living body fluids - Google Patents

Sensor for analyzing component of living body fluids

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JPS63171353A
JPS63171353A JP62001675A JP167587A JPS63171353A JP S63171353 A JPS63171353 A JP S63171353A JP 62001675 A JP62001675 A JP 62001675A JP 167587 A JP167587 A JP 167587A JP S63171353 A JPS63171353 A JP S63171353A
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JP
Japan
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sensor
tape
biological fluid
biochemical
semiconductor
Prior art date
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Pending
Application number
JP62001675A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Miyahara
裕二 宮原
Keiji Tsukada
啓二 塚田
Hiroyuki Miyagi
宮城 宏行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEITAI KINOU RIYOU KAGAKUHIN SHINSEIZOU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
SEITAI KINOU RIYOU KAGAKUHIN SHINSEIZOU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To rapidly analyze many items of components using a very small amount of a specimen, by winding a flexible tape around a tape take-up mechanism and providing a plurality of sensors for analyzing the components of living body fluids and the electrical connection terminals between measuring devices on said tape. CONSTITUTION:A flexible tape 2 is wound around a tape take-up mechanism 1, and semiconductive biochemical sensor chips 3 and the electrical connection parts 4 of said chips 3 and an external circuit (measuring device) are arranged on said tape at equal intervals to form a tape like sensor cartridge. A liquid specimen is directly dripped on the chips 3 and analyzed by the measuring device through the electrode parts formed on the chips 3 and the connection parts 4. Therefore, many items of components can be rapidly analyzed using a very small amount of the specimen.

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用センサに係り、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用センサに関するもの
である。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a sensor for analyzing biological fluid components, and is particularly suitable for quickly and easily analyzing biological fluid components in the medical field. The present invention relates to a sensor for analyzing biological fluid components.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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9分析の迅速化、多機能化、操作の容易化など
が求められている。この要求に応えるために、センサ部
の設定及び測定方法の検討が重要な研究テーマの1つに
なっている。
BACKGROUND ART Recently, there has been a demand for blood component analyzers to be smaller in size, faster in analysis, multifunctional, and easier to operate in the field of medicine, especially clinical testing. In order to meet this demand, consideration of sensor configuration and measurement methods has become one of the important research themes.

センサ部に半導体生化学センサを用いると、上記の要求
のいくつかを満足させることができるが。
If a semiconductor biochemical sensor is used in the sensor section, some of the above requirements can be satisfied.

従来のセンサ部は、アナリテイカ モミ力 アクタ15
9 (1984年)第47頁から第62頁(Anal、
 Chin、 Actal 59 (1984) pp
47〜62)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測定に使用されるため、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。
The conventional sensor part is Analytica fir force Acta 15
9 (1984) pp. 47-62 (Anal,
Chin, Actal 59 (1984) pp.
As discussed in 47-62), a semiconductor biochemical sensor chip was mounted in a flow cell, and the measurement method was to perform analysis by flowing a sample liquid into the flow cell. In this method, the semiconductor biochemical sensor is used for multiple measurements over a long period of time, so it is necessary to develop a semiconductor biochemical sensor with a long life and a small change in output voltage over time.

一方、特公昭60−20700号公報に記載のように。On the other hand, as described in Japanese Patent Publication No. 60-20700.

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。この方式の血液成分分析装置は、既に
実用化されているものもあるが、1回の測定で一項目の
成分分析しかできない点が問題であった。
A method has also been developed in which the sensor section is formed into a film and is disposable. Although some blood component analyzers of this type have already been put into practical use, the problem is that only one component can be analyzed in one measurement.

〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の従来の半導体生化学センサは、長期の複数回の測
定の使用することを目的としているので。
[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned conventional semiconductor biochemical sensors are intended to be used for multiple measurements over a long period of time.

センサの寿命が短かいことやセンサ出力のドリフトが問
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。
Problems were the short lifespan of the sensor and the drift of the sensor output. Further, the flow cell type measurement method requires pipes, valves, pumps, etc., making the flow path system complicated, and there is a problem in that it is difficult to miniaturize the entire device.

一方、使い捨てのフィルム型センサは、1回の測定で1
項目の成分の分析しかできないという問題があった。
On the other hand, disposable film-type sensors provide 1 measurement per measurement.
There was a problem in that it was only possible to analyze the components of items.

本発明の目的は、微量の試料で多項目の成分分析を迅速
に行うことができ、操作が簡単で、かつ。
The purpose of the present invention is to be able to quickly perform multi-item component analysis using a small amount of sample, and to be easy to operate.

小型化が可能な生体液成分分析用センサを提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a sensor for analyzing biological fluid components that can be miniaturized.

[問題点を解決するための手段] 上記目的は、試料液を保持する生化学センサを収容した
複数個のセンシング部と、このセンシング部と測定器用
の電気的接続端子とをテープ状のセンサカートリッジに
任意の間隔で配置し、このテープ状のセンサカートリッ
ジを巻き取る機構を設けた構成として達成するようにし
た。
[Means for Solving the Problems] The above object is to connect a plurality of sensing sections containing biochemical sensors that hold a sample liquid, and electrical connection terminals for the sensing sections and a measuring device to a tape-shaped sensor cartridge. The sensor cartridges are arranged at arbitrary intervals, and a mechanism is provided for winding up the tape-shaped sensor cartridges.

〔作用〕[Effect]

本発明では、生化学センサを1回の測定にだけ使用して
使い捨てとしたので、センサの寿命や出力電圧のトリッ
トは問題にならず、カートリッジとしてのテープは使い
捨てにしているので、操作が簡単であり、また、生化学
センサは複数のセンサが集積化してあるので、1回の測
定で多項目の成分分析を行うことができる。
In the present invention, the biochemical sensor is used only for one measurement and is disposable, so the lifespan of the sensor and output voltage trit are not a problem, and the tape serving as the cartridge is disposable, making operation easy. Moreover, since a plurality of biochemical sensors are integrated, it is possible to perform multi-item component analysis in one measurement.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を第11i1.第2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。
Hereinafter, the present invention will be described in Section 11i1. This will be explained in detail using the embodiment shown in FIG. 2 and FIGS. 3 and 4.

第1図は本発明の生体液成分分析用センサの一実施例を
示す斜視図である。第1図において、テープ巻き取り機
構1に可撓性のテープ2が巻かれており、このテープ2
上に等間隔に半導体生化学センサチップ3及び半導体生
化学センサチップ3と外部回路(m定器)との電気的接
続部4を配置してテープ状のセンサカートリッジとして
ある。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the sensor for analyzing biological fluid components of the present invention. In FIG. 1, a flexible tape 2 is wound around a tape winding mechanism 1.
The semiconductor biochemical sensor chip 3 and the electrical connection part 4 between the semiconductor biochemical sensor chip 3 and an external circuit (meter) are arranged on the top at equal intervals to form a tape-shaped sensor cartridge.

本発明では、生体液成分分析用センサは使い捨てにする
ので、テープ巻き取り機構1及びテープ2は、低価格で
加工性の良い材料を選んで構成する必要がある。また、
テープ2は、半導体チップやボン、ディンクワイヤーあ
るいは試料液と直接接触するので、電気的絶縁性に優れ
、耐水性が良好な材料であることが好ましい、試料液は
直接半導体生化学センサチップ3上に滴下されるので、
半導体チップ上に形成した電極部及び電極と外部回路と
の接続部4を結ぶワイヤーが直接試料液と接触しないよ
うに1滴下部の構造を工夫する必要がある。
In the present invention, since the biological fluid component analysis sensor is disposable, the tape winding mechanism 1 and the tape 2 need to be made of materials that are inexpensive and have good workability. Also,
Since the tape 2 comes into direct contact with the semiconductor chip, bond, dink wire, or sample liquid, it is preferably made of a material with excellent electrical insulation and water resistance.The sample liquid is directly applied onto the semiconductor biochemical sensor chip 3. Because it is dripped into
It is necessary to devise a structure for the droplet so that the electrode portion formed on the semiconductor chip and the wire connecting the electrode and the connection portion 4 with the external circuit do not come into direct contact with the sample liquid.

第2図は第1図のテープ2のA−A線断面図である。半
導体生化学センサチップ3の検出部を囲んで壁5を設け
、検出部のみが露出して半導体生化学センサチップ3上
の電極部6及びワイヤー7は試料液に直接接触しないよ
うにしてある。J!!5の材料は、テープ2の材料と同
じかあるいは低価格で良好な加工性、電気的絶縁性、耐
水性を有するものであることが望ましい、また、壁5に
よって半導体生化学センサチップ3の検出部に形成され
る池の深さは、検出部の面積9滴下する試料液の量など
を十分考慮して設計する必要がある。半導体生化学セン
サチップ3の検出部の出きさが2■角程度であり、滴下
する試料液量が1μQである場合、池の深さは1++s
程度であることが望まし塾1゜ 半導体生化学センサチップ3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チッ
プ3の検出部の表面は、溶液と平衡状態にあることが望
ましい、したがって、本発明の生体液成分分析用センサ
では、池の中に微量の標準液8を入れておき、標準液8
と検出部との間で平衝状態を維持するようにした。試料
液は°標準液8上に滴下されるので、所定の倍率に希釈
される。また、標準液8の蒸発及び漏れを防ぐために、
池の開口部をふさぐ構造体9を設けた。構造体9は、水
分子を透過させることがなく、比較的剥離しやすい材料
であることが好ましく、試料液を滴下する前に構造体9
を剥離する。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line A--A of the tape 2 shown in FIG. A wall 5 is provided surrounding the detection section of the semiconductor biochemical sensor chip 3 so that only the detection section is exposed and the electrode sections 6 and wires 7 on the semiconductor biochemical sensor chip 3 are prevented from coming into direct contact with the sample liquid. J! ! It is preferable that the material of tape 5 is the same as the material of tape 2 or has good processability, electrical insulation, and water resistance at a low price. The depth of the pond formed in the detection part needs to be designed with due consideration to the area of the detection part and the amount of sample liquid to be dropped. When the detection part of the semiconductor biochemical sensor chip 3 has a protrusion of about 2 square inches and the amount of sample liquid to be dropped is 1 μQ, the depth of the pond is 1++ s.
In order for the semiconductor biochemical sensor chip 3 to operate stably and obtain reliable analysis results, the surface of the detection part of the semiconductor biochemical sensor chip 3 must be in equilibrium with the solution. Therefore, in the biological fluid component analysis sensor of the present invention, a small amount of standard solution 8 is placed in the pond, and the standard solution 8 is
An equilibrium state is maintained between the sensor and the detector. Since the sample solution is dropped onto the standard solution 8, it is diluted to a predetermined ratio. In addition, in order to prevent evaporation and leakage of the standard solution 8,
A structure 9 is provided to close the opening of the pond. The structure 9 is preferably made of a material that does not allow water molecules to pass through and is relatively easily peeled off.
Peel off.

上記した実施例の生体液成分分析用センサを用いて生体
液成分の分析を行った結果を第3図、第4図に示す、た
だし、第1図において、テープ巻き取り機構1はポリ塩
化ビニルで製作し、可撓性のテープ2及び第2図の壁5
はポリイミドを材料として形成し、半導体生化学センサ
チップ3はNa十及びに+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個ずつ集積したものを用い
た。また、第2図において、池の大きさは2瞳角で、深
さは1■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1μQ滴下
した。また、池の開口部をふさぐ構造体9は、粘着性テ
ープを用いて形成した。
The results of analyzing biological fluid components using the biological fluid component analysis sensor of the above-described embodiment are shown in FIGS. 3 and 4. However, in FIG. 1, the tape winding mechanism 1 is made of polyvinyl chloride. The flexible tape 2 and the wall 5 in FIG.
The semiconductor biochemical sensor chip 3 was made of polyimide, and the semiconductor biochemical sensor chip 3 was an integrated field effect transistor type ion sensor for detecting Na + and + ions. In addition, in Figure 2, the size of the pond is 2 pupil angles, the depth is 1 inch, and the standard solution 8 is 1 μΩ pH 7.0,
A 0.1 M phosphate buffer was used, and 1 μQ of the sample solution was added dropwise. Furthermore, the structure 9 that blocks the opening of the pond was formed using adhesive tape.

第3図は血液中のNa+を分析した結果を炎光光度計を
用いて分析した結果と比較して示してあり、試料30個
に対して相関係数は0.985 であった。
FIG. 3 shows a comparison of the results of analyzing Na+ in blood with the results of analyzing using a flame photometer, and the correlation coefficient was 0.985 for 30 samples.

また、第4図はに+イオン濃度の分析結果について本発
明の実施例による結果と炎光光度計を用いた結果を比較
して示してあり、試料30個に対して相関係数0.99
3を得た。
In addition, Fig. 4 shows a comparison of the analysis results of the + ion concentration according to the example of the present invention and the results using a flame photometer, with a correlation coefficient of 0.99 for 30 samples.
I got 3.

以上説明したように1本発明の生体液成分分析用センサ
の実施例によれば、1回の測定で多項目の成分分析を行
うことができ、しかも、使い捨てができるからセンサの
寿命や出力電圧のトリットは問題とならず、また、微量
の試料液を半導体生化学センサチップ3に滴下するだけ
で成分分析を行うことができ、操作が簡単で、迅速に成
分分析を行うこζができる。さらに、ポンプ、バルブ。
As explained above, according to the embodiment of the sensor for biological fluid component analysis of the present invention, it is possible to perform multiple component analysis in one measurement, and since it is disposable, the life span of the sensor and the output voltage can be improved. Trits do not pose a problem, and component analysis can be performed simply by dropping a small amount of sample liquid onto the semiconductor biochemical sensor chip 3, making it easy to operate and quickly performing component analysis. Plus pumps and valves.

チューブ等は必要としないから、分析装置を小形化でき
る。
Since tubes and the like are not required, the analyzer can be made smaller.

なお、半導体生化学センサチップ3には、各種の成分を
検出できるように複数のセンサを集積することができる
ので、1回の測定で多項目の成分分析を行うことができ
るほか、テープ2の長さを長くし、テープ2上に半導体
生化学センサチップ3を多数製作することにより、1回
の測定毎にセンサ部を交換する必要はなく、従来の使い
捨てフィルム型センサより使い勝手を大幅に改善するこ
とができる。
Note that the semiconductor biochemical sensor chip 3 can integrate multiple sensors to detect various components, so it is possible to analyze multiple components in one measurement. By increasing the length and manufacturing a large number of semiconductor biochemical sensor chips 3 on the tape 2, there is no need to replace the sensor part for each measurement, greatly improving usability compared to conventional disposable film type sensors. can do.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、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、迅速
に成分分析を行うことができ、かつ、使い勝手を大幅に
改善することができ、分析装置を小型化できるという効
果がある。
As explained above, according to the present invention, multi-item component analysis can be performed in one measurement, operation is simple, component analysis can be performed quickly, and usability has been greatly improved. This has the effect of reducing the size of the analyzer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の生体液成分分析用センサの一実施例を
示す斜視図、第2図は第1図のテープのA−A線断面図
、第3図、第4図はそれぞれ本発明の詳細な説明するた
めの炎光光度計を用いた場合の結果との比較を示す線図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the biological fluid component analysis sensor of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A of the tape in FIG. 1, and FIGS. FIG. 2 is a diagram showing a comparison with results obtained using a flame photometer for detailed explanation of the results.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、試料液を保持する生化学センサを収容した複数個の
センシング部と、該センシング部と測定器間の電気的接
続端子とをテープ状のセンサカートリッジに任意の間隔
で配置し、該テープ状のセンサカートリッジを巻き取る
機構を設けたことを特徴とする生体液成分分析用センサ
。 2、前記センサカートリッジの個々のセンシング部には
複数個の半導体生化学センサが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用センサ。 3、前記テープ状のセンサカートリッジは、可撓性を有
する物質より構成してある特許請求の範囲第1項または
第2項記載の生体液成分分析用センサ。 4、前記半導体生化学センサは、複数項目の感応部を同
一基板上に設置した集積化生化学センサである特許請求
の範囲第2項記載の生体液成分分析用センサ。 5、前記半導体生化学センサは、単結晶シリコンまたは
アモルファスシリコンを用いて形成してある特許請求の
範囲第2項または第4項記載の生体液成分分析用センサ
[Claims] 1. A plurality of sensing sections containing biochemical sensors that hold a sample liquid and electrical connection terminals between the sensing sections and a measuring device are arranged in a tape-like sensor cartridge at arbitrary intervals. A sensor for analyzing biological fluid components, comprising a mechanism for winding up the tape-shaped sensor cartridge. 2. The sensor for analyzing biological fluid components according to claim 1, wherein a plurality of semiconductor biochemical sensors are installed in each sensing section of the sensor cartridge. 3. The sensor for biological fluid component analysis according to claim 1 or 2, wherein the tape-shaped sensor cartridge is made of a flexible material. 4. The sensor for analyzing biological fluid components according to claim 2, wherein the semiconductor biochemical sensor is an integrated biochemical sensor in which a plurality of sensitive parts are installed on the same substrate. 5. The sensor for analyzing biological fluid components according to claim 2 or 4, wherein the semiconductor biochemical sensor is formed using single crystal silicon or amorphous silicon.
JP62001675A 1987-01-09 1987-01-09 Sensor for analyzing component of living body fluids Pending JPS63171353A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06222035A (en) * 1992-03-28 1994-08-12 Japan Vilene Co Ltd Detecting region carrying tape, detecting element, detector and detecting system
WO2005022140A1 (en) * 2003-08-27 2005-03-10 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Biosensor with adhesive and peelable protective film

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