JP2009014394A - Biosensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検体中の基質成分量を測定することによって定量分析できるバイオセンサに関する。 The present invention relates to a biosensor capable of quantitative analysis by measuring the amount of a substrate component in a specimen.
従来から、検体の血糖値等を測定するバイオセンサが案出されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。このバイオセンサによれば、供給口から導入された血液等に反応部が反応した時の作用電極及び対向電極間の電流値を測定することによって、血糖値等を測定できる。 Conventionally, biosensors have been devised for measuring blood sugar levels and the like of specimens (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). According to this biosensor, the blood glucose level or the like can be measured by measuring the current value between the working electrode and the counter electrode when the reaction part reacts with blood or the like introduced from the supply port.
バイオセンサによる血糖値等の測定時には、バイオセンサが計測表示器のセンサ取り付け開口部に挿入されることとなるが、バイオセンサは消耗品であるため、測定後には、計測表示器から取り外されて、廃棄処分される。 When measuring a blood glucose level, etc., using a biosensor, the biosensor is inserted into the sensor mounting opening of the measurement display. However, since the biosensor is a consumable item, it is removed from the measurement display after measurement. To be disposed of.
ここで、測定後にバイオセンサを計測表示器から取り外す作業は、人の手によってバイオセンサを把持しながら行われていたため、バイオセンサに付着した血液からC型肝炎やヒト免疫不全症候群等に感染する恐れがあり、バイオセンサの取り外し作業は、手袋をして行う等、細心の注意を払って行われていた。 Here, since the operation of removing the biosensor from the measurement display after measurement was performed while holding the biosensor by a human hand, the blood adhering to the biosensor is infected with hepatitis C, human immunodeficiency syndrome, or the like. There is a risk, and the removal work of the biosensor has been performed with great care, such as wearing gloves.
また、近年の技術開発によって小型化が進んだバイオセンサでは、バイオセンサに付着した血液等が手に付着する危険性が一段と高まったのに加え、バイオセンサの計測表示器への取り付けや取り外しといった作業性、取扱性も悪化している。特に、高齢者や指先での細かい作業を苦手とする人にとっては、小型のバイオセンサを計測表示器に取り付ける作業や、手に血液等が付着することなくバイオセンサを取り外す作業は、非常に困難を極める。 In addition, with biosensors that have been downsized due to recent technological developments, there has been a further increase in the risk of blood adhering to the biosensor adhering to the hand, as well as the attachment and removal of biosensors from measurement displays. Workability and handling are also getting worse. Especially for elderly people and those who are not good at fingertips, it is very difficult to attach a small biosensor to a measurement display or to remove a biosensor without attaching blood etc. to the hand. To master.
そこで本願発明者は、上記の問題点に鑑み、計測表示器への取り付け及び取り外し作業を容易に行うことができ、また、取り外し作業の際には、バイオセンサに付着した血液等が手に付着し難いバイオセンサを提供するべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に至ったのである。 In view of the above problems, the inventor of the present application can easily perform attachment and detachment work to and from the measurement display, and blood and the like attached to the biosensor adhere to the hand during the detachment work. As a result of intensive studies to provide a biosensor that is difficult to perform, the present invention has been achieved.
即ち、本発明は、検体中の基質成分量を測定するバイオセンサであって、絶縁体から成る基板、該基板上に設けられた作用電極、該作用電極と一定間隔を空けて設けられた対向電極、該作用電極及び該対向電極上に設けられた反応部、及び検体を該反応部まで導入する供給口、を備えるセンサ部と、絶縁体から成る支持基板、絶縁体から成り、該支持基板に延設された延設基板、該支持基板上に、該支持基板と該延設基板との境界部から該支持基板縁部まで延びる支持部側作用電極、及び該支持部側作用電極と一定間隔を空けて、該境界部から該支持基板縁部まで延びる支持部側対向電極、を備える支持部と、を含んで構成され、前記作用電極及び前記対向電極が、前記支持部側作用電極及び前記支持部側対向電極に各々接続され、且つ少なくとも前記供給口が前記支持基板から突出した状態で、前記センサ部が前記支持部に装着されたことを特徴とする。 That is, the present invention is a biosensor for measuring the amount of a substrate component in a specimen, comprising a substrate made of an insulator, a working electrode provided on the substrate, and a counter electrode provided at a predetermined interval from the working electrode. A sensor unit including an electrode, a reaction unit provided on the working electrode and the counter electrode, and a supply port for introducing a specimen to the reaction unit; a support substrate made of an insulator; and the support substrate. An extension substrate extending to the support substrate, a support portion side working electrode extending from a boundary portion between the support substrate and the extension substrate to an edge portion of the support substrate, and a constant with the support portion side working electrode. A support portion-side counter electrode extending from the boundary portion to the support substrate edge portion with a space therebetween, and the working electrode and the counter electrode include the support portion-side working electrode and Each connected to the support portion side counter electrode, and a small amount Both in the state in which the supply port is protruded from the supporting substrate, wherein the sensor section is attached to the supporting part.
また、かかるバイオセンサにおいて、前記センサ部を横断する位置に前記境界部が設けられ、前記延設基板を該境界部で折り曲げた際に、前記供給口が前記支持基板から突出することを特徴とする。 Further, in the biosensor, the boundary portion is provided at a position crossing the sensor portion, and the supply port protrudes from the support substrate when the extended substrate is bent at the boundary portion. To do.
本発明のバイオセンサによると、検体中の基質成分量の測定時には、支持部が備える延設基板を支持基板側へ折り曲げることによって、センサ部が備える供給口が、支持基板から突出した状態となるため、支持基板及び延設基板が測定作業の妨げとなることはなく、供給口への血液等の点着を容易に行い得る。一方、測定後は、供給口を含むセンサ部が延設基板で覆われるため、バイオセンサを計測表示器から取り外す際、センサ部に付着した血液等の手への付着を防止し得る。従って、バイオセンサに付着した血液からウイルス性肝炎やヒト免疫不全症候群等に感染することを予防できる。更には、使用済みのバイオセンサを廃棄する際、センサ部に付着した血液等が延設基板で覆われて視認できなくなるため、廃棄時の不快感を解消することができる。 According to the biosensor of the present invention, at the time of measuring the amount of the substrate component in the specimen, the supply port provided in the sensor unit protrudes from the support substrate by bending the extended substrate provided in the support unit to the support substrate side. Therefore, the support substrate and the extended substrate do not hinder measurement work, and it is possible to easily spot blood or the like on the supply port. On the other hand, after the measurement, since the sensor unit including the supply port is covered with the extended substrate, when the biosensor is removed from the measurement display, it is possible to prevent adhesion of blood or the like adhering to the sensor unit to the hand. Therefore, it is possible to prevent infection from blood adhering to the biosensor to viral hepatitis, human immunodeficiency syndrome, and the like. Furthermore, when discarding a used biosensor, blood or the like attached to the sensor unit is covered with the extended substrate and cannot be visually recognized, so that discomfort at the time of disposal can be eliminated.
また、本発明のバイオセンサは、その構造上、容易に血液等の手への付着、感染症の予防等が図られるため、医療現場等における測定作業の効率化、バイオセンサの取扱性向上等も図られる。 In addition, the biosensor of the present invention can easily adhere to the hand of blood, prevent infection, etc. due to its structure, so that the efficiency of measurement work in the medical field and the like, improvement in handling of the biosensor, etc. Is also planned.
更に、本発明のバイオセンサは、小型のセンサ部が支持部に装着されて構成されているため、バイオセンサの計測表示器への取り付け及び取り外し作業を容易に行うことができ、特に高齢者や指先での細かい作業を苦手とする人等にとって、取扱性や測定作業の作業性等を向上することができる。 Furthermore, since the biosensor of the present invention is configured by mounting a small sensor unit on the support unit, the biosensor can be easily attached to and detached from the measurement display, especially for elderly people. For a person who is not good at fine work at the fingertips, the handleability and workability of the measurement work can be improved.
また更に、本発明のバイオセンサにおいて、センサ部を横断する位置に境界部を設け、この境界部で延設基板を折り曲げることによって、延設基板を所定の位置で容易、且つ確実に折り曲げることができるため、基質成分量の測定時、供給口を支持基板の外周縁部から容易、且つ確実に突出させることができる。 Furthermore, in the biosensor of the present invention, a boundary portion is provided at a position crossing the sensor portion, and the extended substrate is bent at the boundary portion, whereby the extended substrate can be easily and reliably bent at a predetermined position. Therefore, when measuring the amount of the substrate component, the supply port can be easily and reliably projected from the outer peripheral edge of the support substrate.
以下、本発明のバイオセンサの実施形態について、図面に基づき説明する。図1(a)及び(b)に示した本実施の形態に係るバイオセンサ10は、検体中の基質成分量を測定するバイオセンサであって、センサ部12と支持部14とを含んで構成されている。
Hereinafter, embodiments of the biosensor of the present invention will be described with reference to the drawings. A
センサ部12は、絶縁体から成る基板16、基板16上に設けられた作用電極18、同じく基板16上に、作用電極18と一定間隔を空けて設けられた対向電極20、作用電極18及び対向電極20上に設けられた反応部22、及び血液等の検体を反応部22まで導入する供給口24、を備えており、反応部22が供給口24から導入された検体に反応することによって、検体中の基質成分量(例えば、血糖値等。)を測定することができる。
The
支持部14は、絶縁体から成る支持基板26、同じく絶縁体から成り、支持基板26に延設された延設基板28、支持基板26上に、支持基板26と延設基板28との境界部27から支持基板26の縁部(=支持基板縁部26a)まで延びる支持部側作用電極30、及び同じく支持基板26上に、支持部側作用電極30と一定間隔を空けて、境界部27から支持基板縁部26aまで延びる支持部側対向電極32、を備えている。なお、境界部27は、延設基板28を支持基板26側へ折り曲げるための折り曲げ部であって、本実施形態では、図4に示したように、境界部27において、支持部14における延設基板28を支持基板26側へ折り曲げることができる。境界部27の作用効果については後述する。
The
基板16、支持基板26及び延設基板28を構成する絶縁体は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、脂肪族ユニット及び芳香族ユニットから成る生分解性ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂シート、より耐熱性、耐薬品性、強度等に優れるポリアミドイミドシート、ポリイミドフィルムシート等のプラスチックシート、セラミック等の無機系基板等である。
The insulator constituting the
作用電極18、対向電極20、支持部側作用電極30、及び支持部側対向電極32は、各々帯状をなし、作用電極18及び対向電極20は基板16上において、また支持部側作用電極30及び支持部側対向電極32は支持基板26上において、各々一定間隔を空けて並行に配置されている。作用電極18等は、基板16又は支持基板26上に、例えば白金、金、パラジウム、インジウム−スズ酸化物等の良電導体によって形成される。形成方法としては、ホットスタンピングが考えられる。真空蒸着又はスパッタリングによる方が微細な電極パターンを精度良く形成できるので好ましい。スパッタリングの場合は、電極形成外をマスキングすることで一挙に形成できる。
The working
反応部22は、酸化還元酵素及び電子受容体を含んで構成される。例えば、酸化還元酵素及び電子受容体を含む液体状の材料を塗布して乾燥させることにより構成される。酸化還元酵素は、例えば、グルコースを測定する場合には、グルコースオキシダーゼが挙げられる。グルコースオキシダーゼは、グルコースと反応して、グルコン酸及び過酸化水素が生成する。また、アルコール値を測定する場合には、アルコールオキシダーゼ又はアルコールデヒドロゲナーゼを使用する。また、乳酸を測定する場合には、乳酸オキシダーゼ又は乳酸デヒドロゲナーゼを使用する。また、尿酸を測定する場合には、ウリカーゼを使用する。一般には酵素の酸化還元を促進させる無機又は有機の微細粉末状化合物である。例えば、フェリシアン化アルカリ金属塩(特にフェリシアン化カリウム金属塩が好ましい。)、フェロセン又はそのアルキル置換体、p−ベンゾキノン、メチレンブルー、β−ナフトキノン−4−スルホン酸カリウム、フェナジンメトサルフェート、2、6−ジクロロフェノール−インドフェノール等が挙げられる。フェリシアン化アルカリ金属塩、フェロセン系が、電子移動媒体としての働きが安定しており、水、アルコール類、又はこれら混合溶媒等の水性溶媒に良く溶けるため、電子受容体として有効に作用する。
The
供給口24は、図1(b)及び図2に示したように、基板16上にスペーサ34を介して設けられたカバー36の先端縁36aと、基板16の先端縁16aとによって形成される。即ち、スペーサ34によって先端縁36aと先端縁16aとの間に生じた隙間により供給口24が形成される。供給口24から導入された血液等の検体は、十分な量であれば、毛細管現象によってスペーサ34の先端縁34aまで到達することが可能である。
As shown in FIGS. 1B and 2, the
本実施形態のバイオセンサ10において、センサ部12は、図3(a)に示したように、基板16上に一定間隔を空けて作用電極18及び対向電極20を設け、図3(b)に示したように、作用電極18及び対向電極20上に反応部22を塗布して、スペーサ34を介してカバー36で覆うことにより形成される。支持部14は、図1に示したように、支持基板26と延設基板28とが一体を成した状態で構成され、境界部27には延設基板28を折り曲げ容易とするための切り込みが形成される。そして、支持基板26上に、境界部27から支持基板縁部26aまで延びる支持部側作用電極30及び支持部側対向電極32を、一定間隔を空けて設けることにより形成される。そして、センサ部12が備える作用電極18及び対向電極20を、支持部14が備える支持部側作用電極30及び支持部側対向電極32に各々接続すると共に、供給口24を支持基板26から突出させた状態、より具体的には、供給口24を境界部27より延設基板28側へ突出させた状態で、センサ部12を支持部14に装着することによって、本実施形態のバイオセンサ10が形成される。
In the
以上の構成から成る本実施形態のバイオセンサ10は、血糖値等の基質成分量を測定する際、不図示の計測表示器が備えるセンサ取り付け開口部に挿入される。以下に、このバイオセンサ10を使用して血糖値を測定する場合の作用について説明する。
The
血糖値の測定者は、まず、バイオセンサ10における支持部14の支持基板縁部26a側を、計測表示器(不図示)のセンサ取り付け開口部に挿入する。次に、支持基板26と延設基板28とが一体を成す支持部14を、境界部27で折り曲げて、図4に示したように、センサ部12における供給口24を支持基板26から突出させる。具体的には、延設基板28における境界部27と反対側の縁部、即ち延設基板28の先端部29側を、境界部27で支持基板縁部26a側に折り曲げる。供給口24は支持基板26から突出しているため、境界部27で延設基板28を支持基板26側へ折り曲げることによって、境界部27より延設基板28側へ突出していた供給口24は、支持基板26の外周縁部から突出した状態となる。
The blood glucose level measurer first inserts the support
上記のようにして、センサ部12の供給口24を支持基板26から突出させた状態で、針等を指先に突刺して出た血液を供給口24に点着する。供給口24に点着した血液は、基板16とカバー36との隙間を毛細管現象によって、作用電極18及び対向電極20に沿ってスペーサ34の先端縁34aに向って流動する。そして、反応部22において酵素反応させ、その際の電気化学変化を作用電極18及び対向電極20で検出することによって血糖値が測定され、測定結果が計測表示器に表示される。
In the state where the
血糖値の測定後は、境界部27で折り曲げていた延設基板28の先端部29側を元の状態に戻す。そして、元に戻された延設基板28の先端部29側を把持して、バイオセンサ10を計測表示器のセンサ取り付け開口部から取り外すことによって、一連の血糖値測定作業が終了する。
After the blood sugar level is measured, the
以上のように、本実施形態のバイオセンサ10によると、血糖値等の基質成分量の測定時には、供給口24が支持基板26から突出した状態となるため、支持基板26及び延設基板28が測定作業の妨げとなることはなく、従来のバイオセンサと同様、供給口24への血液等の点着を容易に行い得る。一方、測定後は、供給口24を含むセンサ部12が延設基板28で覆われるため、バイオセンサ10を計測表示器から取り外す際、バイオセンサ10に付着した血液等の手への付着を防止し得る。従って、バイオセンサ10に付着した血液からウイルス性肝炎やヒト免疫不全症候群等に感染することを予防できる。
As described above, according to the
また、センサ部12におけるカバー36は、供給口24からスペーサ34の先端縁34aに向って流動する血液等を視認できるように透明なものが採用されるが、使用済みのバイオセンサ10を廃棄する際、センサ部12に付着した血液等が延設基板28で覆われて視認できなくなるため、廃棄時の不快感を解消することができる。
The
更に、バイオセンサ10の構造上、従来のバイオセンサに比べて、容易に血液等の手への付着、感染症の予防等が図られるため、医療現場等における測定作業の効率化、バイオセンサ10の取扱性向上等も図られる。
Furthermore, because of the structure of the
また、本実施形態のバイオセンサ10は、小型のセンサ部12が支持部14に装着されて構成されているため、バイオセンサ10の計測表示器への取り付け及び取り外し作業を容易に行うことができ、特に高齢者や指先での細かい作業を苦手とする人等にとって、従来のバイオセンサに比較して、取扱性や測定作業の作業性等を向上することができる。
In addition, since the
以上に例示した本発明の実施形態に係るバイオセンサ10は、本発明の技術的思想を実質的に限定するものと解してはならない。例えば、境界部27が設けられる位置は、図1及び図4に示した位置に限定されない。上述の通り、本発明における境界部は、延設基板を支持基板側へ折り曲げるための折り曲げ部である。従って、図5(a)に示した境界部27aのように、センサ部12を横断する方向に設けられていれば、支持部14の長手方向に対して斜め方向に形成されてもよい。この境界部27aによって支持部14における延設基板28を支持基板26側へ折り曲げた場合も、センサ部12の供給口24が支持基板26の外周縁部から突出した状態となり、基質成分量の測定時、供給口24への血液等の点着が支持基板26や延設基板28によって妨げられることはない。
The
また、上記の実施形態において、境界部27、27aには、延設基板28を所定の位置で容易に折り曲げ可能とするための切り込みを予め形成したが、本発明のバイオセンサは、図5(b)(c)に示したバイオセンサ10a、10bのように、敢えて境界部に切り込みを設けずとも、所定の位置で折り曲げ容易とした支持部を備える態様であってもよい。図5(b)に示したバイオセンサ10aが備える支持部14aにおいて、センサ部12を横断する方向に設けられた支持基板40と延設基板42との境界部41が位置する支持部14aの側縁部43、43’に、各々凹み44、44’が設けられている。従って、延設基板42を境界部41で折り曲げようとした際には、支持部14aの側縁部43、43’に設けられた凹み44、44’を結ぶ折り曲げ部が誘発されることとなり、結果として、支持基板40から突出したセンサ部12を横断する位置で延設基板42が折り曲げられ、供給口24を支持基板40の外周縁部から突出させることができる。
Further, in the above-described embodiment, the
図5(c)に示したバイオセンサ10bが備える支持部14bは、四角形状の支持基板46に略円形状の延設基板48が延設されており、センサ部12の供給口24を支持基板46から突出させ、支持基板46と延設基板48との境界部47より延設基板48側へ位置させている。従って、延設基板48を折り曲げようとした際には、境界部47において折り曲げ部が誘発されることとなり、結果として、支持基板46から突出したセンサ部12を横断する位置で延設基板48が折り曲げられ、供給口24を支持基板46の外周縁部から突出させることができる。
In the
以上に例示した本発明の実施形態に係るバイオセンサ10、10a、10bは、本発明の技術的思想を実質的に限定するものと解してはならない。例えば、支持部の正面視形状は、バイオセンサ10、10aのような四角形状に限定されず、バイオセンサ10bにおける支持基板46と延設基板48のように、四角形と円形とを組み合わせた形状、四角形と楕円形、扇形、その他の多角形とを組み合わせた形状等、何れであってもよい。更には、図6に示したバイオセンサ10cにおける支持部14cのように、支持基板50の長手方向に対して、延設基板52が垂直方向に延設されてもよく、或いは斜め横方向に延設されてもよい。
The
また、センサ部12における作用電極18及び対向電極20の形状、電極数等も特に限定されず、支持部14へのセンサ部12の装着方法も、溶着、接着、粘着等、特に限定されない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、当業者の創意と工夫により、適宜に改良、変更又は追加をしながら実施できる。
Further, the shape and the number of electrodes of the working
10、10a〜10c:バイオセンサ
12:センサ部
14、14a〜14c:支持部
16:基板
18:作用電極
20:対向電極
22:反応部
24:供給口
26、40、46、50:支持基板
26a:支持基板縁部
27、27a、41、47:境界部
28、42、48、52:延設基板
30:支持部側作用電極
32:支持部側対向電極
10, 10a to 10c: Biosensor 12:
Claims (2)
絶縁体から成る基板、該基板上に設けられた作用電極、該作用電極と一定間隔を空けて設けられた対向電極、該作用電極及び該対向電極上に設けられた反応部、及び検体を該反応部まで導入する供給口、を備えるセンサ部と、
絶縁体から成る支持基板、絶縁体から成り、該支持基板に延設された延設基板、該支持基板上に、該支持基板と該延設基板との境界部から該支持基板縁部まで延びる支持部側作用電極、及び該支持部側作用電極と一定間隔を空けて、該境界部から該支持基板縁部まで延びる支持部側対向電極、を備える支持部と、
を含んで構成され、
前記作用電極及び前記対向電極が、前記支持部側作用電極及び前記支持部側対向電極に各々接続され、且つ少なくとも前記供給口が前記支持基板から突出した状態で、前記センサ部が前記支持部に装着されたことを特徴とするバイオセンサ。 A biosensor for measuring the amount of a substrate component in a specimen,
A substrate made of an insulator, a working electrode provided on the substrate, a counter electrode provided at a certain distance from the working electrode, the working electrode and a reaction part provided on the counter electrode, and a specimen A sensor unit comprising a supply port for introduction to the reaction unit;
A support substrate made of an insulator, an extension substrate made of an insulator and extending on the support substrate, and extending from the boundary between the support substrate and the extension substrate to the edge of the support substrate on the support substrate A support unit comprising: a support unit side working electrode; and a support unit side counter electrode extending from the boundary portion to the support substrate edge with a certain distance from the support unit side working electrode;
Comprising
The sensor unit is connected to the support unit in a state where the working electrode and the counter electrode are connected to the support unit side working electrode and the support unit side counter electrode, respectively, and at least the supply port protrudes from the support substrate. A biosensor characterized by being mounted.
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