JP2004151016A - 分析用具 - Google Patents

Abstract

【課題】分析用具の体裁を損ねることなく、キャピラリにおける目的部位に試料液が到達したか否かを、目視によって容易かつ確実に確認できるようにする。
【解決手段】試料液導入口５１を有し、かつこの試料液導入口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と、キャピラリにおける目的部位に試料液が到達したか否かを確認するための窓部４３と、を備えた分析用具１において、試料液導入口５１と窓部４３との間に、光学的に不透明な領域を設定した。
目的部位は、たとえばキャピラリにおいて、測定に必要な量の試料液が供給されたことを確認することができる部位に設定される。分析用具１は、たとえば基板２と、この基板２に接合されたカバー４と、を備えたものとして構成される。この場合、窓部４３は、目的部位の直上において、カバー４の一部に光学的に透明な領域を設けるとともに、透明な領域の周りに不透明な領域を設けることにより形成されるのが好ましい。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液や尿などの試料液に含まれる特定成分を分析する際に用いられる分析用具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試料液（たとえば血液や尿）に含まれる特定成分（たとえばグルコースやコレステロール）を分析する際には、キャピラリ方式を採用したバイオ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、キャピラリ６０の内部に試料液が供給されたことを確認するための窓部６１が形成されたものがある（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
キャピラリ６０は、基板６２、スペーサ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６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂ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６５ａ，６６ａの間が試薬部６８により繋げられている。
【０００４】
窓部６１は、カバー６４の一部に透明または半透明領域を設けることにより形成されている。より具体的には、窓部６１は、作用極６５および対極６６の端部６５ａ，６６ａの直上を含んで、試料液導入口６９ａから排気口６９ｂの間に一連に延びるように形成されている。
【０００５】
このバイオセンサ６では、試料液導入口６９ａから導入された試料液は、毛細管現象により、キャピラリ６０の内部を排気口６９ｂに向けて移動する。このような試料液の移動は、バイオセンサ６に形成された窓部６１によって、目視によって確認することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特表２００１−５２６３８８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、バイオセンサ６では、キャピラリ６０の内部を移動する試料液が微量であり、また窓部６１が試料液導入口６９ａから排気口６９ｂの間に一連に延びるように形成されているため、試料液がキャピラリ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確認するのが容易ではない。しかも、作用極６５や対極６６を覆っている絶縁膜６７が着色されていれば、絶縁膜６７の色彩が試料液の色彩を不明瞭にすることもあり、このような場合には、目視による確認がより困難となる。また、窓部６１が作用極６５および対極６６の端部６５ａ，６６ａの直上に形成されていれば、作用極６５や対極６６などのバイセンサ６の内部構成が見えてしまい、体裁が悪い。
【０００８】
本発明は、分析用具の体裁を損ねることなく、キャピラリにおける目的部位に試料液が到達したか否かを、目視によって容易かつ確実に確認できるようにすることを課題としている。
【０００９】
【発明の開示】
上記した課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。すなわち、本発明により提供される分析用具は、試料液導入口を有し、かつ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ャピラリと、上記キャピラリにおける目的部位に試料液が到達したか否かを確認するための窓部と、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、光学的に不透明な領域が設定されていることを特徴としている。
【００１０】
目的部位は、たとえばキャピラリの内部において、測定に必要な量の試料液が供給されたことを確認することができる部位に設定されている。
【００１１】
本発明の分析用具は、基板と、この基板に接合されたカバーと、を備えたものとして構成される。この場合、キャピラリは、基板およびカバーによって構成される。一方、窓部は、たとえば目的部位の直上において、カバーの一部に光学的に透明な領域を設けるとともに、透明な領域の周りに不透明な領域を設けることにより形成される。
【００１２】
窓部は、たとえばカバーを、光学的に透明な透明材の表面に、開口部が形成された光学的に光不透過層を積層した構成とすることにより形成されている。
【００１３】
光不透過層は、たとえば透明材の表面に直接成膜することにより形成することができる。光不透過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。光不透過層は、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。このような光不透過層は、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。
【００１４】
窓部は、カバーを、開口部が形成された光不透過部と、開口部に埋設された光透過部と、を有するものとして構成することにより形成してもよい。
【００１５】
本発明の分析用具は、たとえば基板上に形成され、かつキャピラリの内部に臨んだ露出部を有する複数の電極をさらに備えたものとして構成される。この場合、目的部位は、露出部における試料液の移動方向の最下流に位置する部分、または当該部分よりも下流位置に設定するのが好ましい。
【００１６】
好ましい実施の形態においては、試料液導入口から試料液が導入されたことを確認するための追加の窓部が形成されている。追加の窓部は、複数の電極のうちの少なくとも一つの電極の直上を避けた部位に形成するのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１８】
図１ないし図４には、本発明の第１の実施の形態に係るバイオセンサを示した。このバイオセンサ１は、電気化学的手法によっ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。バイオセンサ１は、基板２、スペーサ３、およびカバー４を有しており、これらによってキャピラリ５が構成されている。
【００１９】
図２および図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２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ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２１ａ、２２ａの間は、試薬部２４により繋げられている。試薬部２４は、たとえば酸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。酸化還元酵素や電子伝達物質の種類は、測定対象成分の種類などに応じて選択され、たとえばグルコース濃度を測定する場合には、酸化還元酵素としてグルコースデヒドロゲナーゼやグルコースオキシダーゼが使用され、電子伝達物質としてフェリシアン化カリウムが使用される。
【００２０】
スペーサ３は、キャピラリ５の内部の高さ寸法を規定するためのものである。
このスペーサ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、キャピラリ５内部の幅寸法を規定するためのものであり、スリット３１における先端の開放部は、キャピラリ５内に試料液を導入するための試料液導入口５１を構成するためのものである。
【００２１】
カバー４は、図１ないし図３に示したように、排気口４１および２つの窓部４２，４３を有している。排気口４１は、キャピラリ５の内部の気体を外部に排気するためのものであり、キャピラリ５の内部と連通している。窓部４２は、試料液がキャピラリ５の内部に導入されたか否かを確認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、キャピラリ５内における試料液の移動状態を確認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２２ａにおける下流側の縁と略一致させられている。
【００２２】
カバー４は、透明材４４の上面に、光不透過層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、透明樹脂などにより形成されている。
【００２３】
光不透過層４５は、３つの開口部４７ａ〜４７ｃを有している。開口部４７ａ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４７ｂは、窓部４３を構成するものであり、キャピラリ５の直上において、開口部４７ｃ（排気口４１）と、作用極２１および対極２２の端部２１ａ、２２ａの間に設けられている。開口部４７ｃ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。
【００２４】
光不透過層４５は、たとえば透明材４４の上面に直接成膜されている。光不透過層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が、製造コストなどを考慮した場合、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い。グラビア印刷やスクリーン印刷では、光不透過層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い。光不透過層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。
【００２５】
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に向けて試料液が移動する。試料液の導入は、窓部４２を目印として容易か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を介して確認される色彩が変化したかにより、キャピラリ５に試料液が導入されたか否かを判断することができる。一方、キャピラリ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の表面が試料液により濡らされたか否かは、図５（ｂ）にクロスハッチングで示したように、窓部４３を介して確認される色彩が変化したかにより判断することができる。
【００２６】
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、キャピラリ５内に液相反応系が構築される。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。
【００２７】
バイオセンサ１では、窓部４２，４３を介して確認される色彩の変化により、目視によって、試料液がキャピラリ５に導入されたこと、あるいは試料液がキャピラリ５の内部に設定された目的部位に到達したことを容易かつ確実に確認することができる。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、試料液がキャピラリ５に導入されたこと、および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、かつカバー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を介して外部から確認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、バイオセンサ１の体裁を改善することができる。
【００２８】
バイオセンサに形成すべき窓部は、たとえば図６（ａ）〜（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の直上まで広がっ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。
【００２９】
図７および図８には、本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサ１′を示した。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る。
【００３０】
バイオセンサ１′では、カバー４′が、２つの部材を組み合わせて構成されている。このカバー４′は、開口部４８ａ，４８ｂが設けられた光不透過部４８と、開口部４８ａ，４８ｂに埋設された光透過部４９ａ，４９ｂと、を有している。光透過部４９ａ，４９ｂは、バイオセンサ１（図１ないし図４参照）における窓部４２，４３に対応している。
【００３１】
このようなバイオセンサ１′においても、光透過部（窓部）４９ａ，４９ｂを介して確認される色彩の変化により、試料液がキャピラリ５の内部に導入されたこと、あるいは試料液が目的部位に到達したか否かを容易かつ確実に確認することができ、バイオセンサ１′の内部構成が見えにくく、体裁が良いものとされている。
【００３２】
バイオセンサ１′は、バイオセンサ１について図６（ａ）〜（ｄ）を参照して先に説明したのと同様に、光透過部（窓部）について種々の変更が可能である。
【００３３】
本発明は、上述した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、先に説明した本実施の形態では、キャピラリが基板とスペ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が、本発明は、凹部が形成された基板とカバーとによってキャピ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、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】図１に示したバイオセンサの分解斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図１に示したバイオセンサの平面図である。
【図５】図１に示したバイオセンサのキャピ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】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】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斜視図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】従来のバイオセンサの一例を示す分解斜視図である。
【図１０】図９に示したバイオセンサの断面図である。
【符号の説明】
１，１′ バイオセンサ（分析用具）
２ 基板
４，４′ カバー
４２ （追加の）窓部
４３ 窓部
４４ 透明材
４５ 光不透過層
４８ 光不透過部
４９ａ，４９ｂ 光透過部
５ キャピラリ

Claims (10)

1. 試料液導入口を有し、かつ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ャピラリと、上記キャピラリにおける目的部位に試料液が到達したか否かを確認するための窓部と、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、光学的に不透明な領域が設定されていることを特徴とする、分析用具。
2. 上記窓部は、測定に必要な量の試料液が供給されたことを確認することができる部位に設定されている、請求項１に記載の分析用具。
3. 基板と、この基板に接合され、かつ上記基板とともに上記キャピラリを構成するカバーと、を備えており、
   上記窓部は、上記目的部位の直上において、カバーの一部に光学的に透明な領域を設けるとともに、上記透明な領域の周りに不透明な領域を設けることにより形成されている、請求項１または２に記載の分析用具。
4. 上記窓部は、上記カバーを、光学的に透明な透明材の表面に、開口部が形成された光不透過層を積層した構成とすることにより形成されている、請求項３に記載の分析用具。
5. 上記光不透過層は、上記透明材の表面に直接成膜されたものである、請求項４に記載の分析用具。
6. 上記光不透過層は、上記透明材の表面に貼着された薄膜である、請求項４に記載の分析用具。
7. 上記窓部は、上記カバーを、開口部が形成された光不透過部と、上記開口部に埋設された光透過部と、を有するものとして構成することにより形成されている、請求項３に記載の分析用具。
8. 上記基板上に形成され、かつ上記キャピラリの内部に臨んだ露出部を有する複数の電極をさらに備え、
   上記目的部位は、上記露出部における上記試料液の移動方向の最下流に位置する部分、または当該部分よりも下流位置に設定されている、請求項３ないし７のいずれかに記載の分析用具。
9. 上記試料液導入口から試料液が導入されたことを確認するための追加の窓部が形成されている、請求項８に記載の分析用具。
10. 上記追加の窓部は、上記複数の電極のうちの少なくとも一つの電極の直上を避けた部位に形成されている、請求項９に記載の分析用具。

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