JP2007282863A - バイオセンサチップ - Google Patents

Abstract

【課題】 測定装置の先端の保護キャップを外すことなく容易に交換することができるバイオセンサチップを提供する。
【解決手段】 チップ本体１１に設けられている突起１３が測定装置３１の先端に設けられている保護キャップ３３のスリット３３ａから突出しているので、測定装置３１の保護キャップ３３を外すことなく、バイオセンサチップ１０を容易に測定装置３１に着脱することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バイオセンサチップに関し、例えばチップの中空反応部に収容した試薬を用いて化学物質の測定や分析を行うバイオセンサチップに関するものである。

従来より、バイオセンサチップとランセットを一体化したバイオセンサが開示されている（例えば特許文献１参照）。
図５（Ａ）は特許文献１に記載されているセンサの斜視図、図５（Ｂ）はセンサの分解斜視図である。図５に示すように、ランセット一体型のセンサ１００は、チップ本体１０１、ランセット１０３、保護カバー１０５を有している。チップ本体１０１は、カバー１０１ａと基板１０１ｂとを開閉可能に有しており、カバー１０１ａの内面には内部空間１０２が形成されている。内部空間１０２は、ランセット１０３を移動可能に収納できる形状をしている。

ランセット１０３の先端に設けられている針１０４は、ランセット１０３の移動に伴ってチップ本体１０１の内部空間１０２の前端部に形成されている開口部１０２ａから出没可能となっている。内部空間１０１ａの形状は、突起１０３ａが位置する端部において、その幅がランセット１０３より若干狭くなるよう湾曲しており、互いの押圧力や摩擦力によってランセット１０３がチップ本体１０１に係止されるようになっている。保護カバー１０５は針１０４を挿嵌する管部１０５ａを有しており、針１０４の移動に伴って管部１０５ａもチップ本体１０１の内部に収納可能となっている。従って、使用前の状態では、保護カバー１０５を針１０４に被せて、針１０４を保護するとともに誤って使用者を傷付けないようにしている。なお、基板１０１ｂには、一対の電極端子１０６が設けられており、測定装置（図示省略）に電気的に接続できるようになっている。

使用時には、保護カバー１０５を外して、ランセット１０３を押して針１０４をチップ本体１０１から突出させる。この状態で被検体を穿刺した後、針１０４をチップ本体１０１内部に収納し、チップ本体１０１の前端に設けられている開口部１０２ａを穿刺口に近づけて、流出した血液を採取する。
ＷＯ０２−０５６７６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のランセット一体型センサ１００では、穿刺口から流出した血液を開口部１０２ａから吸収する構造となっているが、構造が複雑である。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定装置の先端の保護キャップを外すことなく容易に交換することができるバイオセンサチップを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明にかかる第１の特徴であるバイオセンサチップは、測定装置において、穿刺器具を駆動させて、試料を採取するバイオセンサチップであって、前記測定装置の先端に取り付けられている保護キャップのスリットから外に突出するとともに移動可能な突起が設けられているものである。

このように構成されたバイオセンサチップにおいては、チップ本体に設けられている突起が測定装置の先端に設けられている保護キャップのスリットから突出しているので、使用者は指で突起を把持することにより、測定装置の保護キャップを外すことなく、バイオセンサチップを容易に測定装置に着脱することができる。

また、本発明にかかる第２の特徴であるバイオセンサチップは、上記本発明の第１の特徴において、前記突起が、前記チップ本体に一体的に設けられているものである。

このように構成されたバイオセンサチップにおいては、バイオセンサチップのチップ本体を樹脂成型する際に、同時に突起を一体成形することにより、容易に突起を設けることができる。

また、本発明にかかる第３の特徴であるバイオセンサチップは、上記本発明の第１または第２の特徴において、前記チップ本体の先端部に、前記穿刺器具の周囲を覆う弾性体を有するものである。

このように構成されたバイオセンサチップにおいては、チップ本体の先端部に弾性体を設けたので、弾性体が有する空間を介して、穿刺後の試料吸引を行うことができ、試料の量が少なくても、試料吸引をスムーズに行うことが可能である。また、チップ本体の先端部から突出している穿刺器具を保護するとともに、使用者を保護することができる。また、測定装置の駆動手段によりバイオセンサチップを駆動した際には、弾性体の復元力によって針が被検体から抜き出され、穿刺口から流出した試料を弾性体を介して確実に採取することができる。また、使用後の廃棄の際にも、針が弾性体の先端面から突出しないように覆うので、安全且つ適正に処分することができる。

また、本発明にかかる第４の特徴であるバイオセンサチップは、上記本発明の第３の特徴において、前記チップ本体の先端部の形状が、前記弾性体のチップ先端部との接触面の形状に対応しているものである。

このように構成されたバイオセンサチップにおいては、チップ本体の先端部に設けられている弾性体のチップ先端部との接触面の形状が、チップ本体の先端部の形状と対応しているので、弾性体を確実に取り付けることができるとともに、弾性体に押圧力が作用した際に、外れたり、ずれたりするのを防止することができる。

また、本発明にかかる第５の特徴であるバイオセンサシステムは、上記本発明の第１から第４のいずれかの特徴に記載のバイオセンサチップと、前記バイオセンサチップを交換自在に取り付ける測定装置とを有し、前記測定装置が、測定装置の先端に設けられて前記バイオセンサチップの突起が移動可能なスリットを有するとともに前記穿刺器具を保護する保護キャップと、前記チップ本体を駆動して検体を穿刺する駆動手段とを有するものである。

このように構成されたバイオセンサシステムにおいては、測定装置の先端に設けられている保護キャップを外すことなく、バイオセンサチップの突起を把持してバイオセンサチップを容易に着脱することができる。また、前述したバイオセンサチップを駆動手段に取り付け、駆動手段によってバイオセンサチップを駆動して穿刺し、試料を採取して試料の情報を検知電極を介して測定装置に伝達することにより、短時間且つ容易に測定することができるので、被検体の負担を軽減することができる。

本発明によれば、チップ本体に設けられている突起が測定装置の先端に設けられている保護キャップのスリットから突出しているので、この突起を把持することにより測定装置の保護キャップを外すことなく、バイオセンサチップを容易に測定装置に着脱することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（Ａ）は本発明の第１実施形態に係るバイオセンサチップを測定装置に装着した状態を示す正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）中Ｂ方向から見た側面図、図２（Ａ）はバイオセンサチップの断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）中Ｂ方向から見たバイオセンサチップの端面図、図３はバイオセンサシステムの構成図である。

図１および図３に示すように、本発明の第１実施形態であるバイオセンサチップ１０は、測定装置３１の駆動手段３２（図３参照）に取り付けられて駆動されることによりチップ本体１１の先端部１１ａに突出して設けられている穿刺器具である穿刺針１２で検体を穿刺して、試料である例えば血液を採取するものである。そして、チップ本体１１に、測定装置３１の先端に取り付けられている保護キャップ３３のスリット３３ａから外に突出するとともに移動可能な突起１３が設けられている。

本発明の穿刺用器具とは、針、ランセット針、カニューレ等を総称する。穿刺針１２としては、生分解性のものが好ましい。

図２（Ａ）および（Ｂ）には、バイオセンサチップ１０の一例が示されている。このバイオセンサチップ１０では、チップ本体１１が、互いに対向する２枚の基板１４ａ、１４ｂと、この２枚の基板１４ａ、１４ｂ間に挟装されるスペーサ層１５を有している。２枚の基板１４ａ、１４ｂの少なくとも１枚の基板１４ａのスペーサ層１５側の表面には、検知用電極１６ａ、１６ｂが設けられており、先端部（図２（Ａ）において下端部）は互いに対向する方向へＬ字状に曲げられて、所定間隔を保持している。チップ本体１１の先端部１１ａから、２つの検知用電極１６ａ、１６ｂが対向している部分にかけて、２枚の基板１４ａ、１４ｂ及びスペーサ層１５により中空反応部１７が形成されている。この中空反応部１７の先端に、検体に穿刺針１２を穿刺して採取した試料としての血液を中空反応部１７に導入する試料採取口１７ａが設けられている。中空反応部１７においては、検知用電極１６ａ、１６ｂは露出しており、中空反応部１７における検知用電極１６ａ、１６ｂの直上或いは近傍に、例えば酵素とメディエータを固定化し血液中のグルコースと反応して電流を発生する試薬１８が設けられている。従って、中空反応部１７は、試料採取口１７ａから採取入された例えば血液等の血液が、試薬１８と生化学反応する部分となる。

基板１４ａおよび１４ｂ、スペーサ層１５の材質としては、絶縁性材料のフィルムが選ばれ、絶縁性材料としては、セラミックス、ガラス、紙、生分解性材料（例えば、ポリ乳酸微生物生産ポリエステル等）、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂、ＵＶ硬化樹脂等のプラスチック材料を例示することができる。機械的強度、柔軟性、及びチップの作製や加工の容易さ等から、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料が好ましい。代表的なＰＥＴ樹脂としては、メリネックスやテトロン（以上、商品名、帝人デュポンフィルム株式会社製）、ルミラー（商品名、東レ株式会社製）等が挙げられる。

試薬１８としては、例えばグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）が挙げられる。

なお、検体の採血負担を考慮すると、中空反応部１７の容積は１μＬ（マイクロリットル）以下が好ましく、特に３００ｎＬ（ナノリットル）以下であることが好ましい。このような微小な中空反応部１７であると、穿刺針１２の直径は小さくても検体の充分な血液量が採取可能である。好ましくは、直径が１０００μｍ以下である。

また、チップ本体１１を形成する基板１４ａ、１４ｂの少なくとも一方（例えば、基板１４ａ）には、幅方向に突出した突起１３が設けられている。この突起１３は、基板１４ａと一体的に設けるのが望ましい。すなわち、基板１４ａを樹脂で成型する際に、突起１３を一体的に設けるのがよい。この突起１３は、後述する測定装置３１の先端に取り付けられている保護キャップ３３の外形よりも大きく、スリット３３ａから外側に突出する大きさとなっている。なお、突起１３の先端面１３ａに凹部１３ｂを設けて、使用者が指により把持した際に滑るのを防止するのが望ましい。
チップ本体１１の基板１４ａを樹脂成型する際に、同時に突起１３を一体成形することにより、容易に突起１３を設けることができる。なお、突起１３を基板１４ｂに設けることもできる。あるいは、両基板１４ａ、１４ｂに設けることも可能である。

以上、前述したバイオセンサチップ１０によれば、チップ本体１１に設けられている突起１３が測定装置３１の先端に設けられている保護キャップ３３のスリット３３ａから突出しているので、使用者は突起１３の先端１３ａ（凹部１３ｂ）を指で把持することにより、測定装置３１の保護キャップ３３を外すことなく、バイオセンサチップ１０を容易に測定装置３１に着脱することができる。これにより、使用者の負担を軽減することができる。

次に、本発明に係るバイオセンサシステムについて説明する。図３には、上述したバイオセンサチップ１０を用いたバイオセンサシステム３０の構成が示されている。
図３に示すように、バイオセンサシステム３０は、前述したバイオセンサチップ１０と、このバイオセンサチップ１０の検知用電極１６ａ、１６ｂに接続して採取された血液の情報を得る測定装置３１とを有している。なお、バイオセンサチップ１０の構成については上述したとおりであり、前述したバイオセンサチップ１０と共通する部位には同じ符号を付すこととして、その説明はここでは省略する。

測定装置３１は電源３４、制御装置３５、表示部３６を備え、これらが互いに接続されている。チップ本体１１の後端部１１ｂを挿入して固定するとともに、検知用電極１６ａ、１６ｂを制御装置３５等に電気的に接続するための端子挿入部３７は、駆動手段３２の先端に設けられており、バイオセンサチップ１０を取り付けた状態で、例えばスプリング３８によって前方（図３において左方）に駆動されるようになっている。また、測定装置３１の先端に設けられている保護キャップ３３は、中心部にバイオセンサチップ１０が移動可能な内部空間（図示省略）を有しており、この内部空間から外に向かってスリット３３ａが設けられている。
このバイオセンサシステム３０は、小型であり、例えば、被検体が片手で持つことが可能なハンディタイプとなっているので、使用者が自分で使用できるようになっている。

以上、前述したバイオセンサシステム３０によれば、測定装置３１の先端に設けられている保護キャップ３３を外すことなく、バイオセンサチップ１０の突起１３を把持してバイオセンサチップ１０を容易に着脱することができる。また、前述したバイオセンサチップ１０を駆動手段３２に取り付け、駆動手段３２によってバイオセンサチップ１０を駆動して穿刺し、試料を採取して試料の情報を検知電極１６ａ、１６ｂを介して測定装置３１に伝達することにより、短時間且つ容易に測定することができるので、被検体の負担を軽減することができる。

穿刺用器具を被検体に穿刺する手段としては、バネ、モーター等が挙げられる。これらの駆動機構を用いることで、穿刺に要する時間を短縮することができ、穿刺の際の痛みを軽減することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係るバイオセンサチップについて説明する。図４（Ａ）はバイオセンサチップの先端部に弾性体を取り付けた状態を示す断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）中Ｂ方向から見たバイオセンサチップの端面図である。なお、すでに前述した部位と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
このバイオセンサチップ１０Ｂにおいては、チップ本体１１の先端部１１ａに、穿刺器具である穿刺針１２の周囲を覆う弾性体２０を有するものである。

弾性体２０は、例えば中央部に密閉空間を形成するための貫通穴２１を有する円筒形状のものが例示できる。貫通穴２１は、針１２が挿通されるため、針１２の外径よりは大きいものである。また、弾性体２０の厚さは、針１２の先端まで確実に覆うことができる厚さとする。なお、弾性体２０の材質としては、弾性を有するものであれば特に限定されないが、シリコーン、ウレタン、アクリル、エチレン、スチレン等のポリマー単体若しくは共重合したポリマーからなるゴム若しくはスポンジ、ポリエチレン、及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルコキシエチレンとポリフルオロエチレンの共重合体であるPFA等のフッ素樹脂などを利用できる。
ゴム弾性体については、中実であっても良いし、中空であっても良い。

なお、チップ本体１１の先端部１１ａの形状は、弾性体２０の接着面２２の形状に対応しているものであり、先端部が面状となっていることが好ましい。例えば、図４に示すように、チップ本体１１の断面形状が扁平である場合には、チップ本体１１の先端面１１ａに拡幅部（図示省略）を設けて、弾性体２０の前面が接着されるようにするのがよい。
このように構成されたバイオセンサチップ１０Ｂにおいては、チップ本体の先端部に設けられている弾性体２０のチップ先端部１１ａとの接触面２２の形状が、チップ本体１１の先端部１１ａの形状と対応しているので、弾性体２０を確実に取り付けることができるとともに、弾性体２０に押圧力が作用した際に、外れたり、ずれたりするのを防止することができる。

なお、弾性体２０の被検体に接する面である先端面２２は、粘着剤でコーティングされるか、又は、粘着性を有するシリコーン、シリコーンのゲル等の材料で構成されていることが望ましい。これにより、弾性体２０と被検体との密着性を向上させることができる。また、貫通穴２１の内周面は、親水性の材料を用いるか、若しくは、少なくとも内周面を親水処理することが望ましい。また、このバイオセンサチップ１０Ｂを測定装置３１に取り付けて使用する際には、測定装置３１の保護キャップ３３の内部空間（図示省略）の大きさを、弾性体２０がスムーズに移動できる大きさにする必要がある。

このように構成されたバイオセンサチップ１０Ｂにおいては、チップ本体１１の先端部１１ａに弾性体２０を設けたので、チップ本体１１の先端部１１ａから突出している穿刺針１２を保護するとともに、使用者を保護することができる。また、測定装置３１の駆動手段３２によりバイオセンサチップ１０Ｂを駆動した際には、弾性体２０の復元力によって穿刺針１２が被検体から抜き出され、穿刺口から流出した試料を弾性体２０を介して確実に採取することができる。また、使用後の廃棄の際にも、穿刺針１２が弾性体２０の先端面から突出しないように覆うので、安全且つ適正に処分することができる。

なお、本発明のバイオセンサチップは、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。

以上のように、本発明に係るバイオセンサチップは、チップ本体に設けられている突起が測定装置の先端に設けられている保護キャップのスリットから突出しているので、この突起を把持することにより測定装置の保護キャップを外すことなく、バイオセンサチップを容易に測定装置に着脱することができる。

（Ａ）は本発明の第１実施形態に係るバイオセンサチップを測定装置に装着した状態を示す正面図である。（Ｂ）は図１（Ａ）中Ｂ方向から見た側面図である。 （Ａ）は第１実施形態に係るバイオセンサチップの断面図である。（Ｂ）は図２（Ａ）中Ｂ方向から見たバイオセンサチップの端面である。 バイオセンサシステムの構成図である。 （Ａ）は第２実施形態に係るバイオセンサチップの断面図である。（Ｂ）は図２（Ａ）中Ｂ方向から見たバイオセンサチップの端面である。 （Ａ）は従来のバイオセンサチップを示す斜視図である。（Ｂ）は従来のバイオセンサチップを示す分解斜視図である。

符号の説明

１０ バイオセンサチップ
１１ チップ本体
１１ａ 先端部
１２ 穿刺針（穿刺器具）
１３ 突起
１６ａ、１６ｂ 検知用電極
２０ 弾性体
２２ 接着面
３０ バイオセンサシステム
３１ 測定装置
３２ 駆動手段
３３ 保護キャップ
３３ａ スリット

Claims (5)

1. 測定装置において穿刺器具を駆動させて、試料を採取するバイオセンサチップであって、
   前記測定装置の先端に取り付けられている保護キャップのスリットから外に突出するとともに移動可能な突起が設けられていることを特徴とするバイオセンサチップ。
2. 前記突起が、前記チップ本体に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバイオセンサチップ。
3. 前記チップ本体の先端部に、前記穿刺器具の周囲を覆う弾性体を有することを特徴とする請求項１または２に記載のバイオセンサチップ。
4. 前記チップ本体の先端部の形状が、前記弾性体のチップ先端部との接触面の形状に対応していることを特徴とする請求項３に記載のバイオセンサチップ。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のバイオセンサチップと、前記バイオセンサチップを交換自在に取り付ける測定装置とを有し、
   前記測定装置が、該測定装置の先端に設けられて前記バイオセンサチップの突起が移動可能なスリットを有するとともに前記穿刺器具を保護する保護キャップと、前記チップ本体を駆動して検体を穿刺する駆動手段と、を有することを特徴とするバイオセンサシステム。

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