WO2004040288A1 - 分析用具 - Google Patents

Abstract

　本発明は、液導入口(51)から導入された試料液を移動させるためのキャピラリ(5)と、測定に必要な量の試料液がキャピラリ(5)に供給されたことを確認するための窓部(43)と、を備えた分析用具(1)に関する。分析用具(1)では、液導入口(51)と窓部(43)との間に、不透明領域(45)が設定されている。分析用具(1)は、たとえば基板(2)と、基板(2)とともにキャピラリ(5)を構成するカバー(4)と、キャピラリ(5)の内部に臨む露出部(21ａ,22ａ)を有する作用極(21)および対極(22)と、を備えている。窓部(43)は、少なくとも一部が露出部(21ａ,22ａ)の直上を避けた領域に形成するのが好ましい。

Description

明 細 書 分析用具 技術分野

本発明は、血液や尿などの試料液に含まれる特定成分 (たとえばグルコースある いはコレステロール)を分析する際に用いられる分析用具に関する。 背景技術

血液に含まれるグルコースを分析する際には、 キヤビラリ方式を採用したバイ ォセンサが使用されている。 図 9および図 10に示したように、 バイオセンサ 6と しては、 キヤビラリ 60の内部に試料液が供給されたことを #¾、するための窓部 61 が形成されたものがある（たとえば日本国特表 2001- 526388号公報参照)。

キヤビラリ 60は、 基板 62、 スぺーサ 63、 およびカバー 64によって構成されてい る。 基板 62上には、 作用極 65および対極 66が形成されている。 作用極 65および対 極 66は、両端部 65 a , 65 b , 66 a , 66 bが露出するようにして絶縁膜 67により覆われ ており、作用極 65および対極 66の端部 65 a， 66 aの間力 S試薬部 68により繋げられて いる。

窓部 61は、 カバー 64の一部に光 ¾i性の高！/ヽ領域を設けることにより形成され ている。 この窓部 61は、 作用極 65および対極 66の端部 65 a，66 aの直上を含んで、 試料液導入口 69 a力 ^排気口 69 bの間に一連に延びるように形成されている。 このパイォセンサ 6では、 試料液導入口 69 a力も導入された試料液は、 毛細管 現象により、 キヤビラリ 60の内部を排気口 69 bに向けて移動する。 このような試 料液の移動は、 バイォセンサ 6に形成された窓部 61によって、 目視によつて■、 することができる。

しかしながら、 バイォセンサ 6では、 微量な試料を分析するように構成される 場合にはキヤビラリ 60の幅寸法が小さくなり、 また窓部 61が試料液導入口 69 aか ら排気口 69 bの間に一連に延びるように形成されている。 そのため、 バイオセン サ 6では、 試料液がキヤビラリ 60のどの部位にまで達しているかを確認、するのが 困難なこともあり、 試料液がキヤビラリ 60における目的部位に到達したことを、 使用者が目視によって ¾ ^するのは必ずしも容易ではなレ、。 し力も、 作用極 65や 対極 66を覆っている絶縁膜 67が着色されている^^には、 絶縁膜 67の色彩力試料 液の色彩を不明瞭にすることもあり、 このような ^にも、 目視による がよ り困難となる。また、窓部 61が作用極 65および対極 66の端部 65 a , 66 aの直上に形 成されていれば、 使用前の状態において、 作用極 65や対極 66などのバイオセンサ 6の内部構成が見えてしまレ、、 体裁が悪レ、。 発明の開示

本発明は、 分析用具の体裁を損ねることなく、 キヤビラリにおける目的部位に 試料液が到達した力否かを、 目視によって容易力つ確実に ½ ^できるようにする ことを目的としている。

本発明においては、 試料液導入口と、 この試料液導入口から導入された試料液 を移動させるためのキヤビラリと、 測定に必要な量の試料液が上記キヤビラリの 内部に供給されたことを石德忍するための窓部と、 を備えた分析用具であって、 上 記試料液導入口と上記窓部との間に、 不透明領域が設定されている、 分析用具が i f共される。

上記分析用具は、 たとえば基板と、 この基板に接合され、 力つ基板とともにキ ャビラリを構成するカバーと、 ¾s上に形成され、 力、つキヤビラリの内部に臨む 露出部を有する作用極および対極と、を備えたものとして構成される。 この:^、 窓部は、 少なくとも一部が露出部の直上を避けた領域に形成される。 窓部は、 全 体が露出部の直上を避けた領域に形成するのが好ましレ、。

本発明の分析用具は、 キヤビラリの内部の気体を排出するための排気口を備え たものとして構成することができる。 この 、 窓部は、 排気口と、 試料液の流 れ方向の最下流に位置する露出部と、 の間に設けられる。

窓部における最上流点は、 最下流に位置する露出部の最下流点に対して、 基板 の厚み方向において、 一致または略一致させるのが好ましレ、。

上記分析用具が上記凝反および上記カバーを備えている:^におレ、ては、 窓部 は、 たとえばカバーの一部に透明部を設けるとともに、 上記透明部の周りに不透 00 明部を設けることにより形成される。

カバーは、 たとえば透明材の表面に、 開口部が形成された不透明層を積層した 形態を有するものとして形成され、 その:^には、 窓部が開口部によって規定さ れたものとされる。 .

不透明層は、 透明材の表面に直接成膜することができる。 不透明層を直接成膜 する方法としては、 たとえばグラビア印刷、 スクリーン印刷、 蒸着、 スパッタリ ング、 CVD法が挙げられ、本発明においては、 グラビア印刷あるいはスクリーン印 刷により直接成膜するのが好ましい。 不透明層は、 透明材の表面に貼着された薄 膜として形成することもできる。 このような不透明層は、 たとえば開口部が形成 された色付きフィルムをカバーに貼着することにより形成することができる。 力パーは、開口部が形成された不透明要素と、開口部に埋設された透明要素と、 を有するものとして形成することもでき、 その # ^には、 窓部が透明要素によつ て形成される。

カバーにおける不透明部は、 試料液、 たとえば血液や尿の色に対してコントラ ストの髙レ、色に形成するのが好ましレ、。

本発明の分析用具は、 たとえばキヤビラリの内部への試料被の導入開台を確認 するための i ¾tiの窓部を有するものとして構成される。 上記分析用具は、 基板上 に形成され、 力、つキヤビラリの内部に臨んだ露出部を有する作用極および対極を さらに備えたものとして構成することができる。 この^、 追力！]の窓部は、 少な くとも一部が露出部の直上を避けた領域に形成される。

ϋ¾ιの窓部は、 全体が露出部の直上を避けた領域に形成するのが好ましく、 た とえば激口の窓部は、 試料液導入口と、 試料液の流れ方向の最上流に位置する露 出部と、 の間に設けられる。 この:^、 追加の窓部は、 たとえば試料液導入口に 隣接するように設けられる。

追加の窓部は、 窓部と同様な手法により形成することができる。

なお、 本発明でレ、う「透明」とは、 キヤビラリに雜する試料液を、 窓部の目的 が達成できる程度に ¾mできる光透過性を有する ¾ ^をさし、 必ずしも可視光に 対する ¾ϋ率力 00%あるレ、はそれに近レ、透過率を有する には限らなレ、。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の第 1の実施の形態に係るバイオセンサを示す全体斜視図であ る。

図 2は、 図 1に示したバイォセンサの 余 図である。

図 3は、 図 1の m— m線に沿う断面図である。

図 4は、 図 1に示したバイオセンサの平面図である。

図 5 Aおよぴ図 5 Bは、 図 1に示したバイオセンサのキヤビラリに試料液が導 入されていく様子を示す平面図である。

図 6 A〜図 6 Dは、 本発明に係るバイオセンサの他の例を示す平面図である。 図 7は、 本発明の第 2の実施の形態に係るバイオセンサを示す全体 # 見図であ る。

図 8は、 図 7の vm— 線に沿う断面図である。

図 9は、 従来のバイォセンサの一例を示す分解斜視図である。

図 10は、 図 9に示したバイオセンサの断面図である。 発明を実施するための最良の形態 ■ 以下にぉレ、ては、 本発明の第 1および第 2の実施の形態につ！/、て、 図面を参照 しつつ具体的に説明する。

まず、 本発明の第 1の実施の形態について、 図 1〜図 5を参照して説明する。 図 1〜図 4に示したバイォセンサ 1は、 電気化学的手法によつて血液や尿など の試料液に含まれる特定成分を分析するために使用されるものである。 ノ ィォセ ンサ 1は、 基板 2、 スぺーサ 3、 およびカバー 4を有しており、 これらによって キヤビラリ 5が構成されている。 このキヤビラリ 5は、 試料液導入口 51から排気 口 41に向けて試料液を移動させるためのものである。

図 2およぴ図 3に良く表れているように、 基板 2の上面には、 作用極 21および 対極 22が形成されている。 これらの電極 21， 22は、 両端部 21 a， 21 b , 22 a , 22 bが 露出するようにして絶縁膜 23により覆われている。 作用極 21および対極 22の端部 21 a , 22 aの間は、試薬部 24により繋げられている。試薬部 24は、たとえば 化還 元酵素および電子伝達物質を含んだ固体状に形成されている。 酸化還元酵素ゃ電 子伝達物質の種類は、 測定練成分の種類などに応じて選択され、 たとえばダル コース濃度を測定する には、 酸化還元酵素としてグルコースデヒドロゲナー ゼゃグルコースォキシダーゼが使用され、 電子伝達物質としてフエリシアン化力 リゥムが使用される。

スぺーサ 3は、 キヤビラリ 5の内部の高さ寸法を規定するためのものである。 このスぺーサ 3には、 先端部が開放したスリット 31が形成されている。 スリット 31は、 キヤビラリ 5内部の幅寸法を規定するためのものであり、 スリツト 31にお ける先端の開放部は、 キヤビラリ 5内に試料液を導入するための試料液導入口 51 を構成している。

カバー 4は、図 1ないし図 3に示したように、お気口 41および 2つの窓部 42， 43 を有している。 排気口 41は、 キヤビラリ 5の内部の気体を外部に排気するための ものであり、 キヤビラリ 5の内部と連通している。 窓部 42は、 試料液がキヤビラ リ 5に対する試料液の導入が開始された力否かを ¾|gするためのものであり、 試 料液導入口 51を介して試料液を導入する際の目印ともなるものである。 一方、 窓 部 43は、キヤビラリ 5内における試料液の移動状態を ¾mするためのものであり、 排気口 41よりも試料液導入口 51よりの部位に設けられている。これらの窓部 42， 43 は、 .図 3および図 4に良く表れているように作用極 21および対極 22の直上部分を 避けた領域に形成されており、 窓部 43における上流側の縁は対極 22の端部 22 aに おける下流側の縁に対して、 基板 2の厚み方向において略一致させられている。 カバー 4は、 透明材 44の上面に、 不透明層 45を積層した形態を有している。 透 明材 44は、 排気口 41を構成する貫通孔 46を有しており、 全体が透明樹脂などによ り形成されている。

不透明層 45は、 3つの開口部 47 a〜47 cを有している。 開口部 47 aは、 窓部 42 を構成するものであり、 試料液導入口 51に近接した部位に形成されている。 開口 部 47 bは、 窓部 43を構成するものであり、 キヤビラリ 5の直上にぉレ、て、 開口部 47 c (排気口 41)と、作用極 21および対極 22の端部 21 a , 22 aの間に設けられている。 開口部 47 cは、 排気口 41を構成するものであり、 透明材 44における貫通孔 46に対 応した部位に設けられている。

不透明層 45は、 たとえば透明材 44の上面に直接成膜されている。 不透明層 45を 成膜する方法としては、 グラビア印刷、 スクリーン印刷、 蒸着、 スパッタリング、

CVD法などの手法が挙げられる力 製造コストなどを考慮した 、 グラビア印刷 やスクリーン印刷により形成するのが好ましレ、。 グラビア印刷ゃスクリーン印刷 では、 不透明層 45は、 たとえば顔料を含むインクや塗料などを透明材 44の上面に 塗布した後に、 これを乾燥させることにより形成される。 顔料としては、 試料液 の色彩とのコントラストの高い色彩のものを使用するのが好ましレ、。 不透明層 45 は、 色つきのフィルムを透明材の上面に貼着することにより形成することもでき る。

バイオセンサ 1では、 試料液導入口 51から試料液を導入すれば、 毛細管現象に より排気口 41に向けて試科液が移動する。 試料液の導入は、 窓部 42を目印として 容易力つ確実に行うことができる。 また、 図 5 Aにクロスハッチングで示したよ うに、 窓部 42を介して ¾ ^される色彩が変ィ匕したかにより、 キヤビラリ 5に試料 液が導入された力否かを判断することができる。 一方、 キヤビラリ 5の内部に測 定に必要な量の試料液が供給されたか否か、 たとえば作用極 21および対極 22の表 面力試料液により濡らされた力否かは、 図 5 Bにクロスハッチングで示したよう に、 窓部 43を介して ¾Μされる色彩が変化したかにより判断することができる。 試料液の移動過程においては、 試薬部 24は試料液により溶解させられる。 これ により、キヤビラリ 5内に液相反応系力 S構築される。 この液相反応系においては、 酸化還元反応が生じ、 測定対象成分の量に相関した反応生成物が得られる。 この 反応生成物の量は、 作用極 21および対極 22を利用して液相反応系に電圧を印加す ることによって、たとえば反応生成物の量に応じた応答電流値として把握される。 したがって、応答電流値に基づいて、測定対象成分の量を演算することができる。 バイオセンサ 1では、窓部 42， 43を介して β、される色彩の変ィ匕により、 目視に よって、 キヤビラリ 5に対する試料液の導入が開始されたこと、 あるいは測定に 必要な量の試料液がキヤビラリ 5の内部に供給されたことを容易力つ確実に ¾^ することができる。 とくに、窓部 42, 43の周りの色彩と試料液の色彩のコントラス トが著しく異なるものとすれば、 試料液がキヤビラリ 5に導入されたこと、 およ ひ試料液が目的部位に到達していることを、 さらに容易かつ確実に判断すること ができる。窓部 42， 43は、作用極 21および対極 22の直上を避けた部分に形成され、 力つカバー 4の表面において、窓部 42， 43が形成されている部分が占める割合が比 較的に少なくされているため、窓部 42， 43を介して外部から されるバイオセン サ 1の内部領域が少なく、 しかもカバー 4を介して作用極 21や対極 22が見えるこ とがないため、 バイ才センサ 1の体裁を改善することができる。

バイォセンサに形成すべき窓部は、 たとえば図 6 A〜図 6 Dに示したような構 成とすることができる。図 6 Aには、窓部 43が排気口 41に繋がった形態を示した。 図 6 Bには、 窓部 42を省略した形態を示した。 図 6 Cには、 窓部 42が作用極 21の 直上まで広がつた形態のものを示した。 図 6 Dには、 窓部 43が対極 22の直上まで 広がった形態のものを示した。 これらの図に示した例においても、 窓部 43に隣接 した試料液導入口 51よりの部分が不透明に形成され、 作用極 21および対極 22のう ちの少なくとも一方の直上部位を避けた領域に窓部 42， 43が形成されている。した がって、 先に説明したバイオセンサ 1と同様な効果を享受することができる。 次に、 本発明の第 2の実施の形態に係るバイオセンサについて、 図 7および図 8を参照しつつ説明する。 これらの図においては、 先に説明したバイオセンサ 1 と同様な要素には同一の符号を付してあり、 重複説明は省略する。

バイオセンサ 1 ' では、 カバー 4' 力 2つの部材を組み合わせて構成されて レ、る。 このカバー 4' は、 開口部 48 a , 48 bが設けられた不透明要素 48と、 開口部 48 a , 48 bに埋設された透明要素 49 a， 49 bと、 を有している。 透明要素 49 a， 49 bは、 窓部 49 A, 49 Bを構成するものである。

このようなバイオセンサ 1 ' においても、窓部 49 A, 49 Bを介して ¾|gされる色 彩の変ィ匕により、 キヤビラリ 5に対する試料液の導入が開始されたこと、 あるい は測定に必要な量の試料液がキヤビラリ 5に供給された力否力を容易力つ確実に ½|§、することができ、 バイオセンサー の内部構成が見えにくく、 体裁が良いも のとされている。

バイオセンサ は、 バイオセンサ 1について図 6 Α〜図 6 Dを参照して先に 説明したのと同様に、 窓部 49A, 49 Bの形態について種々の変更が可能である。 本発明は、上述した各実施の形態には限定されず、種々に設計変更可能である。 たとえば、 各本実施の形態では、 キヤビラリが基板とスぺーサおよびカバーによ り形成されている分析用具を例にとって説明した力 本発明は、 凹部が形成され た基板と力パーとによってキヤビラリが構成された分析用具に対しても適用可能 である。 本発明はさらに、 電気化学的手法により分析を行うための分析用具に限 らず、 光学的手法により分析を行うように構成された分析用具に対しても適用可 能である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 試料液導入口と、 この試料液導入ロカ ら導入された試料 ί夜を移動させるため のキヤビラリと、 測定に必要な量の試料液が上記キヤビラリの内部に供給された ことを するための窓部と、 を備えた分析用具であって、

上記試料液導入口と上記窓部との間に、 不透明領域が設定されている、 分析 用具。

2 . 基板と、 この纖に接合され、 力 上記基板とともに上記キヤビラリを構成 するカバーと、 上記 上に形成され、 力つ上記キヤビラリの内部に臨む露出部 を有する作用極および 極と、 を備え、 かつ、

上記窓部は、 少なくとも一部が上記露出部の直上を避けた領域に形成されて いる、 請求項 1に記載の分析用具。

3 . 上記窓部は、 全体が上記露出部の直上を避けた領域に形成されている、 請求 項 2に記載の分析用具。

4. 上記キヤビラリの内部の気体を排出するための排気口を備えており、

上記窓部は、 試料液の流れ方向の最下流に位置する露出部と、 上記排気口と の間に設けられている、 請求項 3に記載の分析用具。

5 . 上記窓部における最上流点は、最下流に位置する露出部の最下流点に対して、 上記基板の厚み方向において、 一致または略一致している、 請求項 4に記載の分 析用具。

6 . 基板と、 この基板に接合され、 力 上記凝反とともに上記キヤビラリを構成 するカバーと、 を備えており、

_t記窓部は、 カバーの一部に透明部を設けるとともに、 上記透明部の周りに 不透明部を設けることにより形成されている、 請求項 1に記載の分析用具。

7 . 上記カバーは、 透明材の表面に、 開口部が形成された不透明層を積層した形 態を有しており、

上記窓部は、 上記開口部によつて規定されている、 請求項 6に記載の分析用 具。

8 . 上記不透明層は、 上記透明材の表面に直接成膜されたものである、 請求項 7 に記載の分析用具。

9 . 上記不透明層は、 上記透明材の表面に貼着された薄膜である、 請求項 7に記 載の分析用具。

10. 上記カバーは、 開口部が形成された不透明要素と、 上記開口部に埋設された 透明要素と、 を有しており、

上記窓部は、 上記透明要素によって形成されている、 請求項 6に記載の分析 用具。

11. 上記不透明領域は、 試料液の色に対してコントラストの高レヽ色に形成されて いる、 請求項 1に記載の分析用具。

12. 上記試料液は、 血液または尿である、 請求項 11に記載の分析用具。

13. 上記キヤビラリの内部への試料液の導入開始を確認するための追加の窓部を 有している、 請求項 1に記載の分析用具。

14. 上記基板上に形成され、 カゝっ上記キヤビラリの内部に臨んだ露出部を有する 作用極および対極をさらに備え、

上記追加の窓部は、 少なくとも一部が上記露出部の直上を避けた領域に形成 されている、 請求項 13に記載の分析用具。

15.上記 ϋ¾口の窓部は、全体が上記露出部の直上を避けた領域に形成されている、 請求項 14に記載の分析用具。

16. 上記追加の窓部は、 上記試料液導入口と、 試料液の流れ方向の最上流に位置 する露出部と、 の間に設けられている、 請求項 15に記載の分析用具。

17. 上記追加の窓部は、 上記試料液導入口に隣接している、 請求項 16に記載の分 析用具。