JP2630005B2 - 液体成分測定装置および測定方法 - Google Patents

液体成分測定装置および測定方法

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体成分を測定する装置およびその測定方
法に関し、特に、微量な体液を利用してその成分を測定
する液体成分測定装置および測定方法に関する。
［従来の技術］ 従来、血液や角質層が取り除かれた皮膚を減圧吸引す
ることにより得られる浸出液などの体液を利用してその
成分を分析するためには、測定のために体液を採取し、
それを分析機器にかけて体液成分の測定を行っていた。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、この方法では測定のたびに血液や浸出液を採
取する必要があり、また、分析機器にまでサンプルを運
ぶ必要があるため、測定が面倒になったり、測定に必要
以上の量の体液を採取するなどの欠点を生じていた。特
に、体液成分の時間変化をモニターする場合、上記の欠
点は被測定者に苦痛および消耗を与えるなど大きな問題
となっていた。
本発明は、このような課題に鑑みて創案されたもの
で、微量な測定試料を用いてその液体成分を測定でき、
体液成分の連続的なモニターを実現する液体成分測定装
置および測定方法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］ 本発明は、被測定液体の採取経路上に設置されたバル
ブと、該バルブの通孔により構成される所定量の液体成
分を貯留する貯留室と、前記バルブの回動により、前記
貯留室に連通し得るセルとを備え、該セルは前記貯留室
を介して希釈液導入口に連結可能で、かつ内部には液体
成分を検出するセンサと撹拌子が配設されていることを
特徴とする液体成分測定装置、および被測定液体の採取
経路上に設置されたバルブの通孔を、希釈液導入口とセ
ルで結ぶ経路に接続して該セル内を希釈液で満たす工程
と、バルブを回動させ、該バルブの通孔を被測定液体の
採取経路に接続して前記通孔内を被測定液体で充填する
工程と、バルブを回動させ、該バルブの通孔を前記希釈
液導入口と前記セルを結ぶ経路に接続して、希釈液でバ
ルブの通孔内の被測定液体を前記セル内部へ押し出す工
程と、前記セル内で希釈された被測定液体を撹拌しつつ
液体成分検出センサにより液体成分の濃度を測定する工
程と、前記セル内に希釈液を流して被測定液体をセル外
部に排出する工程とを備え、上記工程を順次繰り返して
なることを特徴とする液体成分測定方法である。
［作用］ 本発明によれば、血液や角質層が取り除かれた皮膚を
減圧吸引することによって得られる浸出液などの体液の
成分、例えば尿素やグルコース（ぶとう糖）を測定する
装置が得られる。
この装置は、体液の採取経路上にバルブを設け、この
バルブの通孔を体液の貯留室として用いる。バルブの回
転により一定量の体液が軽量採取される。次いでバルブ
をセルに連通させると、pHおよびpH緩衝能が一定で酸素
を十分含む希釈液が上記貯留室に導入され、それと共に
貯留室内の一定量の体液は希釈液と共にセル内に導入さ
れる。このセルは、内壁に尿素やグルコースなどの体液
成分を検出するセンサを備え、かつ内部に撹拌子を備え
ているので、このセル内で撹拌することにより、バルブ
の通孔の体積と上記セルの実効体積の比によって決まる
一定の希釈率で希釈された体液の成分濃度が上記セルの
内壁に設けられた所定のセンサにより精度よく測定され
る。
本発明の液体成分測定装置では、酸素を十分含む一定
のpH、pH緩衝能、イオン強度を持つ希釈液を用いること
により、希釈された被測定液体の酸素濃度、pH、pH緩衝
能を制御でき、センサとしてグルコースオキシダーゼが
固定化された膜とpH変化を検出するイオン感応性電界効
果トランジスタ（Ion Sensitive Field Effect Transis
tor;ISFETと略す。）が組み合わされたグルコースセン
サを用いた場合、グルコースオキシダーゼによるグルコ
ースの酸化がすみやかに行われ、グルコース濃度に応じ
たpH変化をISFETで検出することができ、測定の精度の
向上することが可能である。
また、上記の測定方法に述べたような工程を繰り返す
ことにより、体液成分を半連続的に測定でき、少量の体
液でその成分のモニターが可能になる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。
第１図は本発明による液体成分測定装置の一実施例の
断面図で、同図において、被測定体液採取口７から被測
定液体吸引口８に続く液体成分の採取経過上にはバルブ
２が設置されている。バルブ２には液体成分の貯留室を
兼ねる通孔３が形成されており、この通孔３はバルブ２
の回動により希釈液導入口９とセル４に連結する。セル
４の内部には、撹拌子６およびセンサ５が設けられてお
り、排出口10を備えている。
第２図は、上記実施例の動作手順を示す説明図であ
る。以下、実施例の装置を用いて体液、例えば浸出液の
グルコース濃度を測定するための手順を示す。第２図で
は図示を明瞭にするために、体液と希釈液および希釈さ
れた体液だけをハッチングしている。
まず、第２図（ａ）において、前記バルブは通孔３が
水平であるような位置になっていて、希釈液導入口９か
ら希釈液11、例えば20mM、pH7.5のHEPES緩衝液を導入
し、バルブの通孔３およびセル４の内部を満たす。
次に第２図（ｂ）に示すように、バルブを90゜回転
し、バルブの通孔３を被測定液体採取口７と被測定液体
吸引口８を結ぶ液体成分の採取経過上に位置させて通孔
３を体液12で満たす。
更に、第２図（ｃ）に示すように、バルブを90゜回転
し、希釈液導入口９から希釈液11を送り、この希釈液11
により、通孔３内の体液12をセル４の内部に押し出す。
セル４の内部に押し出された体液12は撹拌子６により撹
拌、希釈され、セルの内壁に設けられたグルコースセン
サにより、グルコース濃度が測定される（第２図
（ｄ））。
この時、体液の希釈率はバルブの通孔３の体積とセル
４の実効体積の比で正確に決定され、精度の良い希釈が
可能にある。また、体液のpHやpH緩衝能は一般に一定で
はないが、pHおよびpH緩衝能、イオン強度が一定で、か
つ酸素濃度が十分なpH緩衝液を希釈液に使用することよ
り、被測定試料のpHおよびpH緩衝能、イオン濃度、酸素
濃度を制御でき、精度の良い測定が可能になる。
例えば、被測定液体採取口７に角質層が取り除かれた
皮膚を減圧吸引することにより得られる浸出液を集める
ため内径3cmの吸引セルを接続した場合、被測定液体吸
引口を吸引ポンプに繋ぎ、約400Torrに保つと、毎分１
μ以上の浸出液が採取され、通孔３の体積を５μに
することにより、ほぼ５分で浸出液のグルコース濃度を
測定することができた。
また、セル４に洗浄用希釈液を流す口を更に取り付け
ることにより、バルブの通孔に被測定液を満たす間に、
セルを洗浄することができ、測定間隔を短縮することが
できる。上記の浸出液の例では約５分毎にグルコース濃
度の測定を繰り返すことができた。
第３図の曲線１は、本発明による液体成分測定装置を
用いて浸出液のグルコース濃度のモニターを行った結果
で、経口糖負荷テスト時のグルコース濃度の変化の様子
を表わしている。曲線２は、測定中に血液を採取して測
定した血糖値（黒点）を結んだものである。測定開始か
ら１時間後に75gのグルコースを採取した。同図からわ
かるように、浸出液を用いて測定した場合、血液に比べ
約10分の遅れがあるが、非常に良い相関が得られた。
以上に示した実施例の他に、セル４に既知の成分を持
つ液体を導入できる口を更に儲けることにより、センサ
の校正を行うことも可能である。また、測定対象の液体
も浸出液や血液に限らず、種々な液体に適用でき、セン
サの種類も測定対象に合わせて選ぶことも可能である。
［発明の効果］ 以上、説明したとおり、本発明によれば、微量な液体
の成分濃度を精度よく測定でき、連続的なモニターを実
現する液体成分測定装置および測定方法を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による液体成分測定装置の一実施例の段
面図、第２図は第１図実施例の装置を用いて浸出液を採
取、測定する手順を示す説明図、第３図は本発明による
液体成分測定装置を使用した血糖値の連続測定を示す図
である。 １……ハウジング、２……バルブ ３……通孔、４……セル ５……センサ、６……撹拌子 ７……被測定液体採取口 ８……被測定液体吸引口 ９……希釈液導入口、10……排出口 11……希釈液、12……体液 13……希釈された体液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 27/416 Ｇ０１Ｎ 27/46 ３６１Ａ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被測定液体の採取経路上に設置されたバル
    ブと、該バルブの通孔により構成される所定量の液体成
    分を貯留する貯留室と、前記バルブの回動により、前記
    貯留室に連通し得るセルとを備え、該セルは前記貯留室
    を介して希釈液導入口に連結可能で、かつ内部には液体
    成分を検出するセンサと撹拌子が配設されていることを
    特徴とする液体成分測定装置。
  2. 【請求項２】被測定液体の採取経路上に設置されたバル
    ブの通孔を、希釈液導入口とセルを結ぶ経路に接続して
    該セル内を希釈液で満たす工程と、バルブを回動させ、
    該バルブの通孔を被測定液体の採取経路に接続して前記
    通孔内を被測定液体で充填する工程と、バルブを回動さ
    せ、該バルブの通孔を前記希釈液導入口と前記セルを結
    ぶ経路に接続して、希釈液でバルブの通孔内の被測定液
    体を前記セル内部へ押し出す工程と、前記セル内で希釈
    された被測定液体を撹拌しつつ液体成分検出センサによ
    り液体成分の濃度を測定する工程と、前記セル内に希釈
    液を流して被測定液体をセル外部に排出する工程とを備
    え、上記工程を順次繰り返してなることを特徴とする液
    体成分測定方法。
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