WO2006137549A1

WO2006137549A1 - バイオセンサ

Info

Publication number: WO2006137549A1
Application number: PCT/JP2006/312665
Authority: WO
Inventors: Eriko Yamanishi; Hiroyuki Tokunaga; Akihisa Higashihara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2006-12-28
Also published as: US20100078322A1; JP2007003361A; US20110036713A1; CA2613254C; US8007645B2; KR20080020636A; JP4501793B2; CN101208598A; CA2613254A1; KR100951741B1; EP1903334B1; CN101208598B; EP1903334A1; US8038860B2; EP1903334A4

Abstract

試料液の供給を、正確に、且つ容易に、行うことのできる優れたバイオセンサを提供する。　試料液を採取しうるキャピラリ（７）を具備し、試料液中の特定物質を測定するバイオセンサであって、空気孔（９）以外に少なくとも２つの供給口である、検体供給口（１３）と，補助検体供給口（１４）とを具備し、いずれの供給口（１３），（１４）からでも検体供給が行うことができるようにした。一方の検体供給口（１３）が指先などで塞がれ、試料液の供給が止まった場合でも、もう一方の補助検体供給口（１４）から速やかに検体を供給することができる。

Description

明細書

バイオセンサ

技術分野

[0001] 本発明は、試料液中の特定の成分を分析するバイオセンサに関し、特に、微小量の試料液を毛細管現象にて小型の試験片に採取して分析するバイオセンサに関する。

背景技術

[0002] バイオセンサとは、微生物、酵素、抗体、 DNA、 RNA等の生物材料の分子認識能を利用し、生物材料を分子識別素子として応用した、試料液中の基質含有量の定量をするセンサである。即ち、生物材料が目的の基質を認識したときに起こる反応、例えば、微生物の呼吸による酸素の消費、酵素反応、発光等、を利用して、試料液中に含まれる基質を定量するのである。そして、各種バイオセンサの中でも酵素センサの実用化は進んでおり、例えば、グルコース、乳酸、コレステロール、アミノ酸用のバィォセンサである酵素センサは、医療計測や食品工業に利用されている。この酵素センサは、例えば検体である試料液に含まれる基質と、酵素などとの反応により生成する電子によって電子伝達体を還元し、測定装置が、その電子伝達体の還元量を電気化学的に計測することにより、検体の定量分析を行うようになっている。

[0003] このようなバイオセンサの構造にっ、て、様々な形態のものが提案されて、る。例えば、簡易に血糖値を測定できるようにしたものとして、一対の電極と、試薬層とを形成した第 1の絶縁性基板上に、スぺーサを挟んで第 2の絶縁性基板を貼りあわせ、この両絶縁性基板の間に、試料液を採取しうるキヤビラリを構成したバイオセンサがある。そのキヤビラリには、両基板の端面に開口する検体供給口から、人体を穿刺して得られる血液が毛細管現象にて導入されるよう構成されている。

[0004] このようなバイオセンサにおいては、血液を検体供給口に点着させるときのバイオセンサの角度によっては、うまく血がキヤビラリに導入されないことがあり、誤って、絶縁性基板の外表面に血液が付着したりすることがある。このような場合、再度、血液を供給しょうとしても、外表面に付着した血液が邪魔をし、血液のキヤビラリ内への供給力 Sうまくできず、測定ミスや、測定誤差を、誘発するという問題があった。

[0005] この問題を解決するために、本件発明者らは、検体供給口を構成する両基板の端部を、その平面視において互いに異なる形状にし、血液を点着するときのバイオセンサの角度に左右されず、いつでも、キヤビラリ内に血液をうまく導入できるようにしたバィォセンサを提案した (特許文献 1参照)。

[0006] この特許文献 1におけるノィォセンサの分解斜視図、及び断面図を、図 8に示す。

図 8において、 1は第 1の絶縁性基板であり、この第 1の絶縁性基板 1上には、電気伝導性物質からなる測定電極 2、対極 3、ならびに検知電極 4が形成されている。

この従来のバイオセンサ 800は、第 1の絶縁基板 1、スぺーサ 6、および第 2の絶縁基板 8を、貼り合わせて形成されており、かつ、スぺーサ 6に切り欠きが存在することで、キヤビラリ 7が形成されている。このキヤビラリ 7は、貼り合わせによって形成された検体供給口 13と、絶縁基板 1に設けられた空気孔 9とによって、キヤビラリ 7の前端側から、内部に検体試料が導入される。

また、前記キヤビラリ 7内部には、第 1の絶縁基板 1上に形成された測定電極 2、対電極 3、検知電極 4が露出しており、これらの電極に重なる位置に、試薬層 5が形成されている。

このバイオセンサは、血液の導入前に、電極のリード 10, 11, 12と接続する端子を持つ測定機（図示せず）にこれを挿入し、血液導入後に、測定電極 2と、対極 3間で、血液と試薬間で反応することによる電気的特性の変化を検知することで、グルコース濃度を測定するものである。

特許文献 1 :特開 2002— 168821号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] ところで、近年の血糖測定にぉヽては、糖尿病患者の痛みを少しでも軽減するために、血液の採取量をより微量にすることが望まれている。このため、血液を採取するキャビラリの大きさや、検体供給口の大きさを、より小さくしたバイオセンサの開発が進められている。

[0008] し力しながら、上記従来のバイオセンサにぉ、て、より小型化を進めると、指先のような変形可能な物体を押し付けると、容易に検体供給口が塞がってしまう、という問題かあつた。

[0009] 図 9は、従来のバイオセンサにおいて血液が吸引される状態を示す。

ここで、図 9(a)に示すように、指先で検体供給口 13が塞がると、血液の供給は遮断され、血液がキヤビラリ 7に完全に満たされず、途中で止まる。そうなると、検体量不足となり、測定不能となったり、誤った結果を表示したりしてしまう。また、一旦、指で検体供給口 13を塞いでしまった後に、図 9(b)に示すように指を軽く離してキヤビラリ内に血液を完全に満たしたとしても、最初に導入された血液による試薬層の溶解の差が生じ、測定バラツキが生じるため、正確に測定することができない、という問題があつた o

[0010] ここで、第 1の絶縁性基板と、第 2の絶縁性基板との形状の差を、さらに大きくし、指先が検体供給口を塞がな、ようにすることも考えられるが、これは現実的ではな、。なぜならば、形状の差を大きくし過ぎると、キヤビラリの内部だけでなぐキヤビラリの外に保持される血液も増え、逆に多くの血液が必要になってしまうからである。

この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであり、少ない試料液でも、これを確実にキヤビラリに採取することのできる構造を持つバイオセンサを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0011] 前記従来の課題を解決するために、本発明にかかるバイオセンサは、第 1の絶縁性基板と、第 2の絶縁性基板とを貼り合せてなり、該両絶縁性基板の貼り合わせを行うことにより形成される、前記両基板の一方端面にて開口し試料液が点着される検体供給口と、前記検体供給口と連通し前記点着された試料液が毛細管現象によって導入されるキヤビラリと、前記キヤビラリの他方端部に位置する該キヤビラリの外気と連通する空気孔とを有するバイオセンサであって、前記キヤビラリと連通し前記検体供給口に点着された試料液が前記キヤビラリへ導入されるのを補助する補助検体供給口力前記検体供給口の近傍に、少なくとも 1つ以上設けられている、ことを特徴とするものである。

[0012] また、前記補助検体供給口は、前記検体供給口との間に、前記絶縁性基板の一部を残すようにして貫通する貫通孔が、前記第 1の絶縁性基板または第 2の絶縁性基板に形成されてなる、ことを特徴とするものである。

[0013] また、前記第 1の絶縁性基板と、前記第 2の絶縁性基板との間に、前記検体供給口、補助検体供給口、及び前記キヤビラリのそれぞれとなる切り欠き溝がそれぞれ形成されたスぺーサを配置し、前記補助検体供給口が、前記両基板の端面に形成されてなる、ことを特徴とするものである。

発明の効果

[0014] 本発明にかかるバイオセンサによれば、特にキヤビラリ構造を持ち、微少検体量にて測定を行うバイオセンサにおいて、上記のような構成としたことにより、被験者の指先や、上腕部、あるいは腹部などの弾力のある皮膚によって検体供給口が塞がれたとしても、補助検体供給ロカゝらキヤビラリ内への試料液の確実な吸引を行うことが出来る。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態 1によるバイオセンサ 100の分解斜視図、及び断面図である。

[図 2]図 2は、上記実施の形態 1の他の例によるバイオセンサ 200の分解斜視図、及び断面図である。

[図 3]図 3は、上記実施の形態 1のさらに他の例によるバイオセンサ 300の分解斜視図、及び断面図である。

[図 4]図 4は、上記実施の形態 1のさらなる他の例によるバイオセンサ 400の分解斜視図、及び断面図である。

[図 5]図 5は、本発明の実施の形態 2によるバイオセンサ 500の分解斜視図、及び断面図である。

[図 6]図 6は、本発明の実施の形態 3によるバイオセンサ 600の分解斜視図、及び断面図である。

[図 7]図 7は、本発明の比較例を示すバイオセンサ 700の分解斜視図、及び断面図である。

[図 8]図 8は、従来のバイオセンサ 800の分解斜視図、及び断面図である。 [図 9]図 9は、従来のバイオセンサ 800において血液が吸引される状態を示す断面図である。

〇

[図 10〇]図 10は、本発明の実施の形態 1のバイオセンサ 100にお!、て血液が吸引される状態を示す断面図である。

符号の説明

バイオセンサ

200 バイオセンサ

300 バイオセンサ

400 バイオセンサ

500 バイオセンサ

600 バイオセンサ

700 バイオセンサ

800 バイオセンサ

1 第 1の絶縁性基板

2 測定電極

3 対電極

4 検知電極

5 試薬層

6 スぺーサ

7 キヤビラリ

8 第 2の絶縁性基板

9 空気孔

10 リード部

11 リード部

12 リード部

13 検体供給口

14 補助検体供給口 17 指先

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下に、本発明に力かるバイオセンサの実施の形態を、血糖値センサを例にあげ、図面とともに詳細に説明する。

[0018] (実施の形態 1)

図 1は、本発明の実施の形態 1によるバイオセンサ 100の分解斜視図、及び断面図である。

図 1に示される本実施の形態 1のバイオセンサ 100において、 1は前端付近がほぼ半円形状に形成され、これにつづき後端に至るまでは長方形状に形成されている第 1の絶縁性基板であり、この第 1の絶縁性基板 1上には、電気伝導性物質からなる測定電極 2、対極 3、ならびに検知電極 4が形成されている。また、 8は上記第 1の絶縁性基板 1と同様の形状に形成された第 2の絶縁性基板、 6は前記第 1の絶縁性基板 1 と、前記第 2の絶縁性基板 8との間に配置される、該両絶縁性基板とほぼ同様の形状のスぺーサ、 7は該スぺーサの前端付近に該スぺ一サの長手方向に、ほぼ長方形凹部を形成するよう形成されたキヤビラリである。

[0019] そして、本バイオセンサ 100は、第 1の絶縁基板 1、スぺーサ 6、および第 2の絶縁基板 8を、貼り合わせて形成されており、スぺーサ 6に上記したような切り欠きが存在することで、キヤビラリ 7が形成されている。このキヤビラリ 7は、貼り合わせによって形成された検体供給口 13と、前記第 1の絶縁性基板 1に前記キヤビラリ 7の後端付近に対応する位置に設けられた空気孔 9とによって、内部に検体試料が導入される。

[0020] また、 10, 11, 12は前記第 1の絶縁性基板 1上に形成された前記測定電極 2、対極 3、検知電極 4の前記第 1の絶縁性基板 1の後端付近部分である該各電極 2, 3, 4 のリードであり、 13は前記スぺーサ 6のキヤビラリ 7の前部空間部分力上下の前記第 1、第 2の絶縁性基板 1, 8によりはさまれて形成される検体供給口である。

[0021] また、前記キヤビラリ 7の内部には、第 1の絶縁基板 1上に形成された測定電極 2、対電極 3、検知電極 4が露出しており、これらの電極に重なる位置に、試薬層 5が形成されている。 [0022] 本実施の形態 1によるノィォセンサ 100により測定を行う際は、上記各電極 2, 3, 4 のリード 10, 11, 12と接続する端子を持つ測定機（図示せず）に対し、該ノィォセンサ 100を挿入した状態で、前記測定電極 2と、前記対極 3間の電気的特性の変化を検知し、これより、検体試料の特性を分析するものである。

なお、ここでいぅ検知電極 4は、検体量の不足を検知するための電極として機能するものであるが、参照電極、あるいは対電極の一部として用いることも可能である。

[0023] また、図 1では、第 1の絶縁性基板 1上に、前記各電極 2, 3, 4が配置されたものを示しているが、これらの電極は、第 1の絶縁性基板 1上だけではなぐ対向する第 2の絶縁性基板 8上に分割して配置されて、ても良、。

[0024] ここで、好適な第 1の絶縁性基板 1、スぺーサ 6、並びに第 2の絶縁性基板 8の材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミドなどがある。基板の厚みは、第 1の絶縁性基板、第 2の絶縁性基板ともに、例えば、 0. 1〜5. Ommのものを用いることができる。

[0025] また、各電極 2, 3, 4を構成する電気伝導性物質としては、金、白金、ノラジウムなどの貴金属や、カーボンなどの単体材料、あるいはカーボンペーストや、貴金属べ一ストなどの複合材料があげられる。前者の場合は、スパッタリング法などで、また後者の場合は、スクリーン印刷法などを用いて、容易に電気伝導性層を、第 1の絶縁性基板 1あるいは第 2の絶縁性基板 8上に形成することができる。

[0026] また、各電極の形成においては、上述したスパッタリング法やスクリーン印刷法などにより、第 1の絶縁性基板 1あるいは第 2の絶縁性基板 8の全面もしくは一部に、電気伝導性層を形成した後、レーザーなどを用いてスリットを設けることにより、電極を分割形成することができる。また、あらかじめ電極パターンの形成された印刷版や、マスク版を用いたスクリーン印刷法や、スパッタリング法などでも、同様に電極を形成することが可能である。

[0027] このようにして形成された電極 2, 3, 4上には、酵素、電子伝達体、及び親水性高分子などを含む試薬層 5が形成されている。ここで、酵素としては、グルコースォキシダーゼ、ラタテートォキシダーゼ、コレステローノレオキシダーゼ、コレステロ一ノレエステラーゼ、ゥリカーゼ、ァスコルビン酸ォキシダーゼ、ビリルビンォキシダーゼ、ダルコ一スデヒドロゲナーゼ、ラタテートデヒドロゲナーゼなどを、電子伝達体としては、フエリシアンィ匕カリウム以外にも、 P—べンゾキノン及びその誘導体、フエナジンメトサルフエ一ト、メチレンブルー、フエ口セン、及びその誘導体などを、用いることができる。

[0028] また、親水性高分子としては、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシェチルセル口ース、ヒドロキシプロピノレセノレロース、メチノレセノレロース、ェチノレセノレロース、ェチノレヒドロキシェチルセルロース、カルボキシメチルェチルセルロース、ポリビュルアルコール、ポリビュルピロリドン、ポリリジン等のポリアミノ酸、ポリスチレンスルホン酸、ゼラチン及びその誘導体、アクリル酸及びその塩、ァガロースゲルおよびその誘導体などを、用いることができる。

[0029] 次に、第 1の絶縁性基板 1と、第 2の絶縁性基板 8を、スぺーサ 6を挟んで貼り合わせることにより、血液が供給されるキヤビラリ 7を形成する。キヤビラリ 7の血液が供給される検体供給口 13は、第 1の絶縁性基板 1と、第 2の絶縁性基板 8の端面に、開口する。

[0030] 本実施の形態 1では、スぺーサ 6の厚みは、 0. 025〜0. 5mm、キヤビラリ 7の幅は、 0. 1〜： LOmmとすることができ、キヤビラリ 7の体積は、 0. 1〜5 レとすることができる。

[0031] ここで、本実施の形態 1での特徴的な構成は、キヤビラリ 7上の第 2の絶縁性基板 8 を貫通する補助検体供給口 14を設けたことである。この補助検体供給口 14を、第 2 の絶縁性基板 8に形成した後に、該第 2の絶縁性基板 8の、上述の第 1の絶縁性基板 1、およびスぺーサ 6との貼り合わせを行い、バイオセンサを完成する。

[0032] この補助検体供給口 14を設けることで、血液の点着時に指先で検体供給口 13が塞がり、検体供給口 13からの血液の供給が遮断された場合でも、図 10に示すよう〖こ、第 2の絶縁性基板 8上に設けた補助検体供給口 14から、血液をキヤビラリ 7に導入することが可能になり、キヤビラリ 7内を血液で完全に満たすことができる。

[0033] この補助検体供給口 14は、試料液供給の際に、試料液が!/ヽつも付着する位置に設けることが望ましい。以下、補助検体供給口 14を設ける位置、大きさ、形状、個数などについて、以下説明する。

[0034] 検体供給口 13と、補助検体供給口 14との間の距離、すなわち、図 1の断面図で示す Aの大きさは、少なくとも 0. 05-5. Ommが、望ましい。前記距離が、 0. 05mm以下の場合、二つの供給口が繋がり、補助検体供給口としての効果が薄れる可能性があり、好ましくない。また、血液量をより微量ィ匕することを望まれている近年のバイオセンサにおいては、 5. Omm以上の場合、検体供給時に検体が、検体供給口 13と、補助検体供給口 14に、同時に付着することが困難になるため、好ましくない。

[0035] この補助検体供給口 14の面積は、 0. 01-3. Omm²であることが望ましい。 0. 01 mm²以下の面積の場合、補助検体供給口として試料液を吸引するための能力が不足し、供給スピードが遅くなつたり、途中で止まったりする恐れがあり、好ましくない。 3 . Omm²以上の場合、キヤビラリを大きく設定する必要があり、検体量の増加に繋がり、現実的ではない。

[0036] また、補助検体供給口 14の加工は、レーザーでカ卩ェすることが好ま、。供給口を加工するためには、プレスカット、ダイカット、トムソンカット等も考えられる力中でも微細加工が可能であるため、レーザー加工の方法が好まし!/、。

[0037] この補助検体供給口 14は、第 2の絶縁性基板 8上に設けているが、複数個設けても良好な効果を得ることができる。また、その形状も、円、楕円、線、長方形、三角形など、上記条件を満足できれば、形は限定されるものではない。

また、この補助検体供給口 14は、第 2の絶縁性基板 8上に設けているが、第 1の絶縁性基板 1上に設けてもよい。なおこのときの補助検体供給口 14の位置、形状、大きさは上述の説明に従う。

[0038] また、図 1に示される実施の形態 1のバイオセンサ 100の形状に限らず、図 2、図 3 のような実施の形態 1の他の例、実施の形態 1のさらに他の例の形状でも、同様な効果を得ることができる。

すなわち、図 2の実施の形態 1の他の例のバイオセンサ 200は、複数の補助検体供給口 14a, 14bを、有するものである。

また、図 3の実施の形態 1のさらに他の例のバイオセンサ 300は、形状が長方形である補助検体供給口 14を、有するものである。

[0039] さらに、図 4は、本発明の実施の形態 1のさらなる他の例によるバイオセンサ 400を示すものであり、このバイオセンサ 400は、キヤビラリ 7を形成する第 1の絶縁性基板 1 と、第 2の絶縁性基板 8とが、その平面視で見た端部が、互いに異なる位置に位置するよう、ずらして貼り合わされているものである。

すなわち、図 4では、第 2の絶縁性基板 8と、スぺーサ 6とを、第 1の絶縁性基板 1に対して、入口方向に、 0. 1〜1. Omm突出させている。

これら、図 2、図 3、図 4のノィ才センサ 200, 300, 400【こお!ヽても、上記図 1の実施の形態 1のバイオセンサ 100と、同様の効果が得られるものである。

[0040] また、キヤビラリ 7内部に、試料液中の特定物質を電気化学的に分析するための電極 2, 3, 4と、試薬層 5とが、設けられている場合、図 4に示すように、これらの電極 2, 3, 4と、試薬層 5とは、前記第 1の絶縁性基板 1の、前記補助検体供給口 14の真下にあたる位置には、設けられてヽな、ことが望まし!/、。

この補助検体供給口 14が、上記各電極 2, 3, 4上にあった場合には、電極上の試料液がばらつきやすぐこれは、応答値のばらつきにつながり、好ましくないからである。

[0041] また、上述したすべてのノィォセンサ 100, 200, 300, 400【こお!ヽて、キヤビラリ 7 内壁の全体、または一部に、界面活性処理が施されていることが望ましい。界面活性処理が施されていることで、検体供給口の面積が小さい場合でも、試料液を、速やかに吸引することができる。

[0042] また、補助検体供給口 14の内側、キヤビラリ内壁全体、もしくはキヤビラリ内壁における補助検体供給口の周辺に、界面活性処理を施してヽることが望ま Uヽ。

補助検体供給口 14の内側、もしくはキヤビラリ内壁に界面活性処理を施すことで、試料液が補助検体供給口 14に触れるやいなや、速やかに試料液の吸引が開始されるので、指先などで供給口が塞がれる前に、キヤビラリ内に試料液が満たされやすくなる。

ここで、界面活性処理は、非イオン系、カチオン系、ァ-オン系、両イオン系の界面活性剤の塗工、コロナ放電処理、物理的に表面に微細な凹凸を設けること等で、効果を得ることができる。 [0043] 以上のように、本実施の形態 1によるバイオセンサによれば、試料液を供給中に、検体供給口 13が塞がった場合でも、補助検体供給口 14から試料液が速やかに供給され、正確、且つ容易に、キヤビラリ 7内に試料液を吸引させることができる。

[0044] (実施の形態 2)

図 5は、本発明の実施の形態 2によるバイオセンサ 500の分解斜視図、及び断面図である。

図 5に示される本発明の実施の形態 2のバイオセンサ 500では、補助検体供給口 1 4は、第 1の絶縁性基板 1と、第 2の絶縁性基板 8の両方に設けられている。

このように、 2つの絶縁性基板 1, 8のそれぞれに、補助検体供給口 14を設けることで、検体が偏った角度から点着された場合でも、確実に検体をスぺーサ 6内部に吸引することが可能である。

なお、補助検体供給口 14は、実施の形態 1と同様、それぞれ複数個設けても、良好な効果を得ることができる。

また、その形状も、円、楕円、線、長方形、三角形などが可能であり、限定されるものではない。

[0045] (実施の形態 3)

図 6は、本発明の実施の形態 3によるバイオセンサ 600の分解斜視図、及び断面図である。

図 6に示される実施の形態 3のバイオセンサ 600では、キヤビラリ 7が、先端付近で Y字状に分岐し、その一方が検体供給口 13と、その他方が補助検体供給口 14と、なつている。

本実施の形態 3では、スぺーサ 6に、検体供給口を 2つ設けることで、実施の形態 1 、および実施の形態 2と同様の効果が得られ、さらに、検体供給口 13、補助検体供給口 14を、一度にスぺーサ 6にカ卩ェできることから、センサ作製の際の加工数を減少させることが可會である。

[0046] 本発明のより具体的な実施例について、詳細に説明する。

以下の構成力もなるバイオセンサを一例として用いた。

ポリエチレンテレフタレートからなる第 1の絶縁性基板上に、スパッタリング法により、絶縁性基板の表面全面に、約 8nmの厚みのパラジウム薄膜を形成した後、 YAGレ一ザ一により、前記薄膜の一部にスリットを設けることにより、測定電極、対電極、及び検知電極に、電極を分割形成した。

[0047] その上に、酵素として、グルコースデヒドロゲナーゼ、電子伝達体として、フェリシアン化カリウム、などを含んだ水溶液を、前記測定電極を中心にして、対電極、ならびに検知電極の一部を覆うように円状に滴下し、乾燥させることで、試薬層を形成した。

[0048] さらに、その上力もポリエチレンテレフタレートからなるスぺーサと、同じくポリエチレンテレフタレートからなる第 2の絶縁性基板とを、貼りあわせる。

第 2の絶縁性基板には、予め検体供給口側の面に界面活性処理を施し、空気孔を形成するとともに、検体供給口との距離が、 0. 2mmの位置に、補助検体供給ロを設けてある。

以上のものを、貼り合わせることで、血液が導かれる毛細管となるキヤビラリを有する、図 1に示すものと同様の構成のノィォセンサを形成した。

[0049] なお、本発明の効果を確認するため、

図 8に示される従来のバイオセンサ 800等（（1) )、

図 1に示される本実施の形態 1のバイオセンサ 100であって、補助検体供給口 14 の開口面積力それぞれ、 0. 005mm² , 0. 010mm², 0. 030mm² , 0. 100mm²、のもの（(2)、（3)、（4)、（5) )、

図 2に示される本実施の形態 1の他のバイオセンサ 200であって、補助検体供給口 14の個数力それぞれ 2個（面積は、 0. 003mm²)、 2個（面積は、 0. 050mm²)、 4 個（面積は、 0. 01mm²)、 9個（面積は、 0. 01mm²)、のもの（（6)、 (7)、 (8)、 (9) ) 図 3に示される実施の形態 1のさらに他の例のバイオセンサ 300である、補助検体吸引口 14の形力長方形のもの（（10) )、

図 5に示される実施の形態 2のバイオセンサ 500である、第 1の絶縁性基板 1、第 2 の絶縁性基板 8の両方に、補助検体供給口 14を設けたもの（（11) )、

第 1の絶縁性基板上に、補助検体供給口を設けたもの（（12) )、

図 6に示される実施の形態 3のバイオセンサ 600である、キヤビラリ 7が Y字型のもの ( (13) )、

図 7に示される比較用センサとしてのノィォセンサ 700である、第 2の絶縁性基板 8 の先端に、溝状のスリット 15を形成しており、検体供給口 13と、該スリット 15により形成される補助検体供給口とが繋がって、るもの（（14) )、

の計 14種類のセンサを作製した。

[0050] そして、指先上に、本実施例のバイオセンサの検体供給口を完全に満たすのに充分な量 2 μ Lの血液を出し、検体供給口に指を押し付け、検体供給口が塞がった場合の、血液の吸引状態を確認した。

(表 1)は、その試験結果を示すものである。

[0051] [表 1]

補助補助結果

サンプル供給口供給口

の面積の数 1 2 3 4 5 従来センサ (1) ― 0 X X X X X

(2) 0. 005mm² 1 Δ △ X Δ 〇

〇△ X

(3) 0. 010匪² 1 〇〇〇〇〇

(4) 0. 030mm² 1 〇〇〇〇 0

(5) 0. 100mm² 1 〇〇〇〇〇第 2の絶縁基板に

補助供給口

(6) 0. 003mm² 2 Δ Δ X Δ 厶

(7) 0. 05mm² 2 〇〇〇〇〇本発明

センサ

(8) 0. 01mm² 4 〇〇〇〇〇

(9) 0. 01mm² 9 〇〇〇〇〇補助供給口が長方形

(10) 0. 01mm² 1

(図 3) 〇〇〇〇〇両絶縁性基板に

捕助供給口（図 5) (11) 0. 01mm² 2 〇〇〇〇〇第 1の絶縁性基板に

(12) 0. 01mm² 1 〇〇

補助供給口 o 〇〇キヤビラリが Y字型

(13) 0. 15mm² 1 〇〇〇 O 〇 (図 6)

比較例主検体供給口と補助

(14) 0. 010mm² 0 X X X Δ Δ センサ供給口が短絡 (図 7)

指を押し付けても速やかに正確に吸引する

指を押し付けると吸引が遅くなる、もしくは途中で止まる指を押し付けると吸引が止まる

(表 1)力も明らかなように、補助検体供給口を持たない従来のバイオセンサは、検体供給口に指を押し付けると、全ての結果で、吸引が止まった。これは、指先のような柔らかいものを押し付けることで、検体供給口が塞がり、試料液を供給できなくなったためである。

また、補助検体口の面積が、 0. 005mm²の場合は、検体供給口に指を押し付けると吸引が遅くなつた。これは、補助検体供給口の面積力、さぐ血液をキヤビラリに導入するためには、不十分であると推測される。

[0053] 補助検体供給口の面積が、 0. Olmm²以上の場合は、指を供給口に押し付けても、速やかに吸引された。これは、検体供給口が塞がり、試料液の供給が律速になっても、補助検体供給口から、試料液が速やかに供給されたため、と推測される。

[0054] また、補助検体供給口を、複数設けた場合でも、供給口の面積の合計が、 0. Olm m²以上あれば、同様の効果を得ることができた。

[0055] また、図 7のように、主検体供給口と、補助検体供給口とを繋げ、第 2の絶縁性基板の先端に溝状のスリットを形成した場合は、主検体供給口に指を押し付けると、溝が 0. Olmm²の面積であっても、吸引が止まったり、遅くなつたりした。これは、検体供給口と、補助検体供給口とが繋がった場合、検体供給口に指を押し付けようとすると、補助検体供給口の中まで指先が密着してしまうため、補助検体供給口の役目を果たさなくなった、ものと推測される。

[0056] また、補助検体吸引口の形が、長方形のもの（図 3に示す)、絶縁基板 1、絶縁基板 2の両方の上に、補助検体供給口を設けたもの（図 5に示す)、絶縁基板 1上に、補助検体供給口を設けたもの、キヤビラリが、 Y字型のもの（図 6に示す）については、良好な結果を得ることができた。

[0057] なお、本実施例のように、微量検体で測定する場合、検体供給口と、補助検体供給口とが 5mm以上離れていると、同時に検体を触れさせることは困難であり、効果を得ることができなかった。

また、補助検体供給口の面積が、 3mm²以上の場合も、同じ理由から、補助検体供給口全体に、検体を触れさせることが困難であり、補助検体供給口の役割を果たさなかった。

産業上の利用可能性

[0058] 本発明に力かるバイオセンサは、微小量の試料液を、キヤビラリ内に採取して分析を行う、血糖センサのほか、コレステロールセンサ、乳酸センサ、アルコールセンサ、アミノ酸センサ、フルクトースセンサ、スクロースセンサなどのバイオセンサに有用である。また、分析に用いる試料としては、血液以外にも、尿、汗、唾液などのほか、飲料水、汚水など液体試料を用いることが出来る。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1の絶縁性基板と、第 2の絶縁性基板とを貼り合せてなり、該両絶縁性基板の貼り合わせを行うことにより形成される、前記両基板の一方端面にて開口し試料液が点着される検体供給口と、前記検体供給口と連通し前記点着された試料液が毛細管現象によって導入されるキヤビラリと、前記キヤビラリの他方端部に位置する前記キヤビラリの外気と連通する空気孔とを有するバイオセンサであって、

前記キヤビラリと連通し前記点着された試料液が前記キヤビラリへ導入される補助検体供給口が、前記検体供給口の近傍に、少なくとも 1つ以上設けられている、ことを特徴とするバイオセンサ。

[2] 請求項 1記載のバイオセンサにおいて、

前記補助検体供給口は、前記検体供給口との間に、前記絶縁性基板の一部を残すようにして貫通する貫通孔が、前記第 1の絶縁性基板または第 2の絶縁性基板に形成されてなるものである、

ことを特徴とするバイオセンサ。

[3] 請求項 2に記載のバイオセンサにおいて、

前記補助検体供給口は、第 1の絶縁性基板および第 2の絶縁性基板の双方に形成されている、

ことを特徴とするバイオセンサ。

[4] 請求項 1記載のバイオセンサにおいて、

前記第 1の絶縁性基板と、前記第 2の絶縁性基板との間に、前記検体供給口、前記補助検体供給口、及び前記キヤビラリのそれぞれとなる切り欠き溝がそれぞれ形成されたスぺーサを配置し、

前記補助検体供給口が、前記両基板の端面に形成されてなる、

ことを特徴とするバイオセンサ。

[5] 請求項 1に記載のバイオセンサにおいて、

前記 1つ以上の補助検体供給口の開口面積の合計が、 0. 01mm²〜3mm²以下である、

ことを特徴とするバイオセンサ。

[6] 請求項 1に記載のバイオセンサにおいて、

前記検体供給口と、前記補助検体供給口との間の距離が、 0. 05〜5mmである、ことを特徴とするバイオセンサ。

[7] 請求項 2に記載のバイオセンサにおいて、

前記補助検体供給口のための貫通孔が、レーザーを用いて作製されて、る、ことを特徴とするバイオセンサ。

[8] 請求項 1に記載のバイオセンサにおいて、

前記キヤビラリに面する、前記第 1の絶縁性基板または第 2の絶縁性基板の表面の少なくとも一部に、界面活性処理が施されている、

ことを特徴とするバイオセンサ。

[9] 請求項 1に記載のバイオセンサにおいて、

前記キヤビラリに面する前記第 1の絶縁性基板または前記第 2の絶縁性基板の表面に、試料液中の特定物質を電気化学的に分析するための電極および試薬層を設けられている、

ことを特徴とするバイオセンサ。

[10] 請求項 9に記載のバイオセンサにおいて、

前記検体供給口が形成された該バイオセンサの端部の位置にぉ、て、前記第 1の絶縁性基板と、前記第 2の絶縁性基板とは、異なる形状となっている、

ことを特徴とするバイオセンサ。

[11] 請求項 10に記載のバイオセンサにおいて、

前記補助検体供給口に対向する前記第 1または第 2の絶縁性基板上には、電極、あるいは試薬層力形成されていない、

ことを特徴とするバイオセンサ。

[12] 請求項 1に記載のバイオセンサにおいて、

前記補助検体供給口の内壁に、界面活性処理が施されて！/ヽる、

ことを特徴とするバイオセンサ。