JPWO2012081695A1

JPWO2012081695A1 - 被検液分析用チップ

Info

Publication number: JPWO2012081695A1
Application number: JP2012506838A
Authority: JP
Inventors: 知之村田
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2014-05-22
Also published as: US20130266491A1; WO2012081695A1

Abstract

本発明は、測定機器の内部の汚染を防ぐものであり、被検液が接触するとともに、接触した血液をチップ内部に導くために外表面に形成された接触口２と、接触口２の開口縁２ａの少なくとも一部と実質的に接触するとともに、外表面において接触口２からチップ挿入側に形成された第１の疎水性領域Ａ１と、第１の疎水性領域Ａ１に隣接するとともに、外表面において第１の疎水性領域Ａ１からチップ挿入側に形成された第１の親水性領域Ｂ１とを具備する。

Description

本発明は、測定機器内に挿入されて、当該測定機器によって被検液を分析するための被検液分析用チップに関するものである。

従来の被検液分析用チップは、特許文献１に示すように、一部側面に突起形状を有する平面視概略長尺形状をなし、被検液である血液が接触する接触口と、血液を分析するための分析部と、前記接触口及び前記分析部を連通して、毛細管現象により血液を分析部に移送する移送路とを備えている。

この被検液分析用チップを構成する各基板は、移送路内面を親水性にするため基板全体に親水性処理が施してある。このように構成した被検液分析用チップを用いて血液を導入する場合、接触口の周囲が親水性を有すると、接触した血液が接触口だけでなく、その周囲に広がり易くなるため、接触口への血液の導入をスムーズに行うことが難しい。このため、従来は、チップ外表面において接触口の周囲を疎水性処理を施すことによって、接触口への血液の導入をスムーズにする工夫がなされている。疎水性処理としては、例えばチップ外表面において接触口の周囲に疎水性のテープを貼付することによって行っている。

しかしながら、接触口の周囲に疎水性処理を施したものでは、一旦疎水性領域に付着した血液の液滴は、液滴のまま移動し易い。このため、被検液分析用チップを測定機器に挿入させる場合に、挿入側が下方となるように傾けた場合には、液滴が測定機器内に入ってしまい、測定機器内部を汚染してしまうという問題がある。

特開２００９−１７５１１８号公報

そこで本発明は、接触口への被検液の導入をスムーズにしながらも、接触口付近に付着した血液がチップ外表面を伝って挿入側に流れて測定機器の内部が汚染されることを防止することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る被検液分析用チップは、測定機器内に挿入されて、被検液を分析するための被検液分析用チップであって、被検液が接触するとともに、接触した被検液をチップ内部に導くために外表面に形成された接触口と、前記接触口の開口縁と実質的に接触するとともに、外表面において前記接触口からチップ挿入側に形成された第１の疎水性領域と、前記第１の疎水性領域に隣接するとともに、外表面において前記第１の疎水性領域からチップ挿入側に形成された第１の親水性領域とを具備することを特徴とする。ここで第１の疎水性領域が接触口の開口縁に実質的に接触するとは、第１の疎水性領域が開口縁に接触することの他、若干の隙間を開けて接触することを含む概念である。

このようなものであれば、接触口の開口縁と実質的に接触するように第１の疎水性領域を形成しているので、接触口への被検液の導入をスムーズにすることができる。また、接触口からチップ挿入側に第１の疎水性領域及び第１の親水性領域をこの順で形成しているので、被検液が液滴のまま移動することを防止することができ、測定機器内が被検液によって汚染されることを防止することができる。

また本発明に係る被検液分析用チップは、前記第１の親水性領域に隣接するとともに、外表面において前記第１の親水性領域からチップ挿入側に形成された第２の疎水性領域をさらに具備することが望ましい。これならば、接触口からチップ挿入側に第１の疎水性領域、第１の親水性領域及び第２の疎水性領域をこの順で形成しているので、第１の疎水性領域から第１の親水性領域に移動した被検液は第２の疎水性領域に移動しにくく第１の親水性領域に留めることができる。これにより、被検液分析用チップを測定機器に挿入する際に、第１の疎水性領域に付着した被検液がチップ挿入側に移動しても途中で留めることができ、測定機器内が被検液によって汚染されることを防止することができる。

この効果を顕著にして測定機器内が被検液により汚染されることを一層防止するためには、前記測定機器内に挿入された状態で、前記第１の親水性領域及び前記第２の疎水性領域の境界が、前記測定機器外に位置することが望ましい。

ユーザが被検液分析用チップを持った状態で、ユーザの手が被検液によって汚染されないようにするためには、チップ挿入側とは反対側に設けられて、前記測定機器内に挿入される際に把持される把持部と、前記第１の疎水性領域に隣接するとともに、外表面において前記第１の疎水性領域から把持部側に形成された第２の親水性領域と、前記第２の親水性領域に隣接するとともに、外表面において前記第２の親水性領域から把持部側に形成された第３の疎水性領域とを具備することが望ましい。

接触口の具体的な実施の態様とともに、その際に被検液による測定機器の汚染を好適に防止するためには、前記接触口が、チップ側面からチップ裏面にわたって開口するものであり、前記第１の疎水性領域、前記第１の親水性領域及び前記第２の疎水性領域が、チップ裏面に形成されていることが望ましい。同様にして、前記第２の親水性領域及び前記第３の疎水性領域が、チップ裏面に形成されていることが望ましい。このように構成することによって、チップ裏面はユーザの目につきにくく、接触口付近に余分な被検液が付着したことに気付かない場合であっても、汚染を好適に防止することができる。

このように構成した本発明によれば、接触口への被検液の導入をスムーズにしながらも、接触口付近に付着した血液がチップ外表面を伝って挿入側に流れて測定機器の内部が汚染されることを防止することを防ぐことができる。

図１は本実施形態の被検液分析用チップ及び濃度測定装置を示す図である。図２は同実施形態の被検液分析用チップの斜視図である。図３は同実施形態の被検液分析用チップの平面図である。図４は被検液分析用チップの内部構成を示す模式的断面図である。図５は同実施形態の被検液分析用チップの底面図である。図６は同実施形態の被検液分析用チップの多面取りシートの底面図である。図７は変形実施形態の被検液分析用チップの底面図である。

１００・・・被検液分析用チップ
Ｚ・・・濃度測定装置（測定機器）
１ｂ・・・チップ裏面
２・・・接触口
２ａ・・・開口縁
６・・・把持部
Ａ１・・・第１の疎水性領域
Ｂ１・・・第１の親水性領域
Ａ２・・・第２の疎水性領域
Ｂ２・・・第２の親水性領域
Ａ３・・・第３の疎水性領域

本実施形態に係る被検液分析用チップ１００は、電極センサＺ３を用いた濃度測定装置Ｚに用いられるものである。

濃度測定装置Ｚは、例えば血液中の血糖値を測定するものであり、図１に示すように、被検液分析用チップ１００が挿入される挿入口Ｚ１と、当該挿入口Ｚ１に挿入された被検液分析用チップ１００の位置決めを行う位置決め機構Ｚ２と、位置決めされた被検液分析用チップ１００に対して進退移動する酵素電極センサＺ３と、当該酵素電極センサＺ３に対して測定用電圧を印加する測定用電源Ｚ４と、酵素電極センサＺ３から出力される電流を検出する電流検出部Ｚ５と、前記測定用電源Ｚ４を制御するとともに、検出電流を微分演算し、その微分値の最大値を検出して被検液中の測定対象物質の濃度を算出する演算部Ｚ６とを備えている。酵素電極センサＺ３は、先端部に白金（Ｐｔ）電極を備え、その表面にグルコースオキシターゼ（ＧＯＤ）固定化膜が被膜されている。

具体的に被検液分析用チップ１００は、図２及び図３に示すように、一部側面に突起形状を有する平面視概略長尺形状をなすものであり、被検液提供部位（血液提供部位、例えば指など）にある血液に接触する接触口２と、血液を分析するための分析部３と、前記接触口２と前記分析部３とを連通して、毛細管現象により血液を分析部３に移送する移送路４とを具備する。なお、被検液分析用チップ１００は、濃度測定装置Ｚへの位置決め時に、位置決め機構Ｚ２のピン等が挿入される位置決め孔５を備えている。

接触口２は、平面視外側に突出した突起部１０１に形成されており、具体的に平面視において突起部１０１の最頂部（最外部）近傍において、チップ側面１ａからチップ裏面（下面）１ｂにわたって形成されている。この接触口２は、濃度測定装置Ｚの挿入口Ｚ１に挿入された状態において、その接触口２が、濃度測定装置Ｚの外部（挿入口Ｚ１の外）に位置するように形成されている。

分析部３は、図３及び図４に示すように、移送路４により移送された血液中から血球以外の血漿及び血清等の非血球成分を酵素電極センサＺ３に接触させるためのものであり、移送路４における空気孔７の上流側に設けられ、流路幅が拡開する被検液貯留部３１と、この被検液貯留部３１を形成する側壁において、外部と連通する分析用開口部３２と、当該分析用開口部３２に設けられ、血液中から測定対象物質である血漿及び血清を分離して分析用開口部３２を通過させる分離膜３３とを備えている。なお、空気孔７は、血液の導入に伴う空気の排出を行うものである。

分析用開口部３２は、図４に示すように、空気孔７が形成された面（上面１ｃ）とは反対側の面（下面１ｂ）に形成されている。そして、分析用開口部３２には、酵素電極センサＺ３が接触する。

分離膜３３は、血液中から血球以外の血漿及び血清等の非血球成分を通過させる微小孔を多数有する、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）膜である。なお、分離膜３３としてその他、ポリカーボネート膜等を用いても良い。

移送路４は、図３及び図４に示すように、接触口２及び分析部３を連通するとともに、分析部３の下流側に延びており、当該分析部３の下流側において空気孔７が形成されている。具体的に移送路４は、接触口２から長手方向先端部に向かって延出して形成されている。この移送路４は、流路内面が親水性処理が施されている。具体的には、移送路４を構成する少なくとも下基板及び上基板に親水性処理が施されている。なお、本実施形態では、ＰＥＴ、アクリル等の樹脂製シートの表面に親水コーティングを行うことにより構成している。なお、プラズマ処理により親水性を付加したものでも良い。

また、測定機器である濃度測定装置Ｚに挿入される長手方向先端部（挿入側端部）とは反対側の長手方向後端部（反挿入側端部）には、当該被検液分析用チップ１００を濃度測定装置Ｚ内に挿入する際に、作業者によって把持される把持部６が形成されている。この把持部６は、反挿入側端部の上面（表面１ｃ）及び下面（裏面１ｂ）を含む。ここで、挿入側端部とは、図３中において、挿入方向の先端部である。また反挿入側端部とは、図３中において、挿入方向の後端部である。そして、把持部６は、被検液分析用チップ１００が濃度測定装置Ｚの挿入口Ｚ１に挿入された状態において、濃度測定装置Ｚの外部（挿入口Ｚ１の外）に位置する。

しかして本実施形態の被検液分析用チップ１００は、図５に示すように、チップ裏面１ｂにおいて接触口２の下面側開口縁２ａから、挿入側に向かって疎水性（撥水性）領域、親水性領域及び疎水性（撥水性）領域が交互にこの順で形成され、反挿入側に向かって疎水性（撥水性）領域、親水性領域及び疎水性（撥水性）領域がこの順に形成されている。

具体的に被検液分析用チップ１００は、接触口２の下面側開口縁２ａと接触するとともに、チップ裏面１ｂにおいて接触口２からチップ挿入側に形成された第１の疎水性領域Ａ１と、第１の疎水性領域Ａ１に隣接するとともに、チップ裏面１ｂにおいて第１の疎水性領域Ａ１からチップ挿入側に形成された第１の親水性領域Ｂ１と、第１の親水性領域Ｂ１に隣接するとともに、チップ裏面１ｂにおいて第１の親水性領域Ｂ１からチップ挿入側に形成された第２の疎水性領域Ａ２とを有する。

また、被検液分析用チップ１００は、第１の疎水性領域Ａ１に隣接するとともに、チップ裏面１ｂにおいて第１の疎水性領域Ａ１から把持部６側（反挿入側）に形成された第２の親水性領域Ｂ２と、この第２の親水性領域Ｂ２に隣接するとともに、チップ裏面１ｂにおいて第２の親水性領域Ｂ２から把持部６側に形成された第３の疎水性領域Ａ３とを有する。

第１の疎水性領域Ａ１は、チップ裏面１ｂにおいて、接触口２を含むように長手方向を横切って形成されている。つまり、チップ裏面１ｂにおいて、一方の側辺部１００ｍから他方の側辺部１００ｎにわたって形成されている。この第１の疎水性領域Ａ１の長手方向寸法は、例えば接触口２を長手方向の中心として挿入側に３ｍｍ及び反挿入側に３ｍｍの計６ｍｍ程度である。

第１の親水性領域Ｂ１は、チップ裏面１ｂにおいて、第１の疎水性領域Ａ１の挿入側端辺Ａ１１から所定範囲に形成されている。具体的に第１の親水性領域Ｂ１は、一方の端辺部１００ｍから他方の端辺部１００ｎにわたって形成されており、その長手方向寸法は、例えば２ｍｍ程度である。

第２の疎水性領域Ａ２は、チップ裏面１ｂにおいて、第１の親水性領域Ｂ１の挿入側端辺Ｂ１１から所定範囲に形成されている。具体的に第２の疎水性領域Ａ２は、一方の端辺部１００ｍから他方の端辺部１００ｎにわたって形成されており、その長手方向寸法は、例えば４ｍｍ程度である。

第２の親水性領域Ｂ２は、チップ裏面１ｂにおいて、第１の疎水性領域Ａ１の反挿入側端辺Ａ１２から所定範囲に形成されている。また第２の親水性領域Ｂ２は、把持部６よりも挿入側に形成されている。具体的に第２の疎水性領域Ａ２は、一方の端辺部１００ｍから他方の端辺部１００ｎにわたって形成されており、その長手方向寸法は、例えば２ｍｍ程度である。

第３の疎水性領域Ａ３は、チップ裏面１ｂにおいて、第２の親水性領域Ｂ２の反挿入側端辺Ｂ２１から所定範囲にわたって形成されている。具体的に第３の疎水性領域Ａ３は、一方の端辺部１００ｍから他方の端辺部１００ｎにわたって形成されており、その長手方向寸法は、例えば４ｍｍ程度である。

そして、このように形成された疎水性領域Ａ１〜Ａ３及び親水性領域Ｂ１、Ｂ２において、被検液分析用チップ１００を測定機器Ｚ内に挿入した状態で、第１の親水性領域Ｂ１及び第２の疎水性領域Ａ２の境界（第１の親水性領域Ｂ１の挿入側端辺Ｂ１１）が、濃度測定装置Ｚの外部（挿入口Ｚ１の外）に位置するように形成されている。

次にこのように構成した被検液分析用チップ１００の製造方法について簡単に説明する。

本実施形態の被検液分析用チップ１００は、図４に示すように、下基板１００ａ、中間基板１００ｂ及び上基板１００ｃの三層積層構造により構成されている。なお、下基板１００ａ及び中間基板１００ｂ、中間基板１００ｂ及び上基板１００ｃがそれぞれ接着される。

そして、この被検液分析用チップ１００は、下基板１００ａを形成する下基板シート、中間基板１００ｂを形成する中間基板シート及び上基板１００ｃを形成する上基板シートを積層してなる多面取りシートＳ（図６参照）を打ち抜きなどの抜き加工によって切り取ることによって作成される。

ここで多面取りシートＳの裏面（下基板シートの裏面）全体は親水性処理が施されており、この状態のシートの裏面に、図６に示すように、疎水性塗料を印刷する。

ここで、疎水性塗料のうち中間に印刷された第１の疎水性塗料Ｓａ１は、各被検液分析用チップ１００の接触口２を被覆するように印刷され、各被検液分析用チップ１００の第１の疎水性領域Ａ１を形成するものである。第１の疎水性塗料Ｓａ１の挿入側に印刷された第２の疎水性塗料Ｓａ２は、各被検液分析用チップ１００の第２の疎水性領域Ａ２を形成するものである。また、第１の疎水性塗料Ｓａ１及び第２の疎水性塗料Ｓａ２の間の領域が第１の親水性領域Ｂ１となる。一方、第１の疎水性塗料Ｓａ１の反挿入側に印刷された第３の疎水性塗料Ｓａ３は、各被検液分析用チップ１００の第３の疎水性領域Ａ３を形成するものである。また、第１の疎水性塗料Ｓａ１及び第３の疎水性塗料Ｓａ３の間の領域が第２の親水性領域Ｂ２となる。

このように疎水性塗料Ｓａ１〜Ｓａ３が裏面に印刷された多面取りシートＳを、被検液分析用チップ１００の平面視形状の刃型を有する金型を用いて打ち抜く。これにより、チップ裏面に疎水性領域Ａ１〜Ａ３及び親水性領域Ｂ１、Ｂ２が形成された被検液分析用チップ１００が作成される。

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る被検液分析用チップ１００によれば、接触口２の下面側開口縁２ａと接触するように第１の疎水性領域Ａ１を形成しているので、接触口２への被検液の導入をスムーズにすることができる。また、接触口２から挿入側に第１の疎水性領域Ａ１、第１の親水性領域Ｂ１及び第２の疎水性領域Ａ２をこの順で形成しているので、第１の疎水性領域Ａ１から第１の親水性領域Ｂ１に移動した被検液は第２の疎水性領域Ａ２に移動しにくく第１の親水性領域Ｂ１に留めることができる。これにより、被検液分析用チップ１００を測定機器Ｚに挿入する際に、第１の疎水性領域Ａ１に付着した被検液がチップ挿入側に移動しても途中で留めることができ、測定機器Ｚ内が被検液によって汚染されることを防止することができる。

また、接触口２から反挿入側に第１の疎水性領域Ａ１、第２の親水性領域Ｂ２及び第３の疎水性領域Ａ３をこの順で形成しているので、第１の疎水性領域Ａ１から第２の親水性領域Ｂ２に移動した被検液は第３の疎水性領域Ａ３に移動しにくく第２の親水性領域Ｂ２に留めることができる。これにより、被検液分析用チップ１００を操作する際に、第１の疎水性領域Ａ１に付着した被検液が反挿入側に移動しても途中で留めることができ、チップ１００を持つ手が被検液によって汚染されることを防止することができる。

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態では被検液分析用チップの裏面のみに疎水性領域及び親水性領域を交互に形成するようにしているが、裏面と同じ態様で、チップ表面にも疎水性領域及び親水性領域を形成するようにしても良い。これにより、チップ表面に被検液が付着した場合にも同様の効果を得ることができる。

また、前記実施形態では、反挿入側に第２の親水性領域及び第３の疎水性領域を形成するものであったが、これらを形成しないものであっても良い。

さらに、前記実施形態では、接触口がチップ側面及びチップ裏面にわたって開口するものであったが、チップ側面にのみ開口するものであっても良いし、チップ裏面及びチップ表面にわたって開口するものであっても良い。

その上、第１の疎水性領域、第１の親水性領域、第２の疎水性領域、第２の親水性領域及び第３の疎水性領域の長手方向寸法は、適宜設定可能である。例えば、第２の疎水性領域は、第１の親水性領域の挿入側端辺から挿入側先端部にわたって形成しても良いし、分析部に至るまで形成するものであっても良い。

また、第３の疎水性領域は、第２の親水性領域の反挿入側端辺から把持部全部にわたって形成しても良い。これにより被検液を手に付きにくくすることができる。

加えて、前記実施形態では、各疎水性領域及び各親水性領域は、チップの一方の端辺部から他方の端辺部にわたって形成されたものであったが、例えば、図７に示すように、各領域の境界が接触口に対して略同心円状となるように、第１の疎水性領域Ａ１を部分円形状をなす領域とし、第１の親水性領域Ｂ１を部分円環形状とし、第２の疎水性領域Ａ２を部分円環形状として構成しても良い。つまり、接触口から挿入側又は反挿入側に向かって疎水性領域、親水性領域及び疎水性領域がこの順で配置されるように構成すれば良い。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

本発明により、接触口への被検液の導入をスムーズにしながらも、接触口付近に付着した血液がチップ外表面を伝って挿入側に流れて測定機器の内部が汚染されることを防止することができる。

Claims

測定機器内に挿入されて、被検液を分析するための被検液分析用チップであって、
被検液が接触するとともに、接触した被検液をチップ内部に導くために外表面に形成された接触口と、
前記接触口の開口縁と実質的に接触するとともに、外表面において前記接触口からチップ挿入側に形成された第１の疎水性領域と、
前記第１の疎水性領域に隣接するとともに、外表面において前記第１の疎水性領域からチップ挿入側に形成された第１の親水性領域とを具備する被検液分析用チップ。
前記第１の親水性領域に隣接するとともに、外表面において前記第１の親水性領域からチップ挿入側に形成された第２の疎水性領域をさらに具備する請求項１記載の被検液分析用チップ。
チップ挿入側とは反対側に設けられて、前記測定機器内に挿入される際に把持される把持部と、
前記第１の疎水性領域に隣接するとともに、外表面において前記第１の疎水性領域から把持部側に形成された第２の親水性領域と、
前記第２の親水性領域に隣接するとともに、外表面において前記第２の親水性領域から把持部側に形成された第３の疎水性領域とを具備する請求項１記載の被検液分析用チップ。
前記測定機器内に挿入された状態で、前記第１の親水性領域及び前記第２の疎水性領域の境界が、前記測定機器外に位置する請求項２記載の被検液分析用チップ。
前記接触口が、チップ側面からチップ裏面にわたって開口するものであり、
前記第１の疎水性領域及び前記第１の親水性領域がチップ裏面に形成されている請求項１記載の被検液分析用チップ。