JP4545515B2 - 液中濃度検出ユニット及びこれを用いた液中濃度測定装置並びに液中濃度測定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、液中の特定成分を電気化学的に検出する液中濃度検出ユニットに関する。また、これを用いて液中の特定成分の濃度を測定する液中濃度検出ユニットを用いた液中濃度測定装置に関する。更に、液中の特定成分を電気化学的に検出してその濃度を測定する液中濃度測定装置に関する。
図６乃至図１２を用いて背景技術について説明する。液中の特定成分を電気化学的に検出し、その濃度を測定する液中濃度測定装置１０１は、容器１０９に入っている被検液に浸漬することによって測定する場合（図６参照）やトイレ１０８で尿をかけることによって測定する場合（図７参照）などに示すように、測定するときの態様が、液中の特定成分を電気化学的に検出する電極群１０２を下側に、操作や表示や保持をする部分１０３を上側にして用いられるような形態を成す（図８参照）。
このような液中濃度測定装置１０１において、図９及び図１０に示すように、電極群１０２（作用電極１０２ａ、対照電極１０２ｂ、参照電極１０２ｃ）を有した電子基板１０８とこの電極群１０２より大きく開口した外体１０４の開口部１０５とが隣接し、液中の特定成分の濃度に対応して反応する作用電極１０２ａからの配線パターン１０６ａがこの開口部１０５の上部となるように配置した液中濃度センサー部を有したものは、上述した浸漬している被検液から引上げた後や尿をかけ終わった後に、被検液や尿が開口部１０５の上部に滴や気泡（点線部分）となって付着して残る場合がある。ちなみに、図１１に示すように、電子基板１０８は、電極群１０２を形成したガラス基板１０７を配置するものである。
そして、この付着した滴や気泡による特定成分を作用電極１０２ａからの配線パターン１０６ａが検出してしまうため、液中の特定成分の濃度として正確な測定値を得ることができない場合があった。例えば、図１２に示すように、気泡の付着が無いのときと比較して気泡の付着が有るときには、グルコース濃度（液中の特定成分の濃度）よりも許容範囲を超えた低い表示値（測定値）を示すようになる。
このような場合に対処する従来の方策としては、例えば、電極の感応させたい部分以外の部分を絶縁性保護膜で被覆したり（特許文献１参照）、液中濃度センサー部を親水性樹脂を被覆したりして、滴や気泡の付着を防止することが考えられた。
しかしながら、従来の被覆による方策では、絶縁性保護膜や親水性樹脂のコーティング材及びその被覆処理工程を要することから、滴や気泡の付着防止を対処するのためにコストアップになってしまうという問題があった。また、絶縁性保護膜や親水性樹脂のコーティング材は、長期の使用により素材が劣化し、目的とする被覆効果が得られなくなるといった問題があった。
そこで、本発明は、このような従来の被覆による方策での問題点を解決することを目的とするもので、滴や気泡の付着防止の対処によってコストアップや長期使用による耐久性の低下につながらずに正確な測定をし得る液中濃度検出ユニット及びこれを用いた液中濃度測定装置並びに液中濃度測定装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の液中濃度検出ユニットは、液中の特定成分の濃度に対応して反応する作用電極を含む電極群及び前記電極群からの配線パターンを有した基板と、前記電極群より大きく開口した開口部を有した外体とから成り、前記基板と前記外体とが前記開口部の開口した内に前記電極群を配置しつつ隣接した液中濃度センサー部に、前記電極群につながるユニット側接続部を備え、前記電極群を下側とした態様で用いられる液中濃度検出ユニットにおいて、前記態様の際に、前記開口部の最上部となるところから少なくとも０．２ｍｍを超えて離れた範囲のところに前記作用電極からの配線パターンを配置したことを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明の液中濃度検出ユニットを用いた液中濃度測定装置は、液中の特定成分の濃度に対応して反応する作用電極を含む電極群及び前記電極群からの配線パターンを有した基板と、前記電極群より大きく開口した開口部を有した外体とから成り、前記基板と前記外体とが前記開口部の開口した内に前記電極群を配置しつつ隣接した液中濃度センサー部に、前記電極群につながるユニット側接続部を備え、前記電極群を下側とした態様で用いられる液中濃度検出ユニットと、前記液中濃度検出ユニットとは別体を成し、前記ユニット側接続部と接続するための本体側接続部及び前記作用電極による液中の特定成分の濃度に対応しての反応に基づいて前記液中の特定成分の濃度を測定する測定部を含む本体と、を備えた液中濃度検出ユニットを用いた液中濃度測定装置において、前記態様の際に、前記開口部の最上部となるところから少なくとも０．２ｍｍを超えて離れた範囲のところに前記作用電極からの配線パターンを配置したことを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明の液中濃度測定装置は、液中の特定成分の濃度に対応して反応する作用電極を含む電極群及び前記電極群からの配線パターンを有した基板と、前記電極群より大きく開口した開口部を有した外体とから成り、前記基板と前記外体とが前記開口部の開口した内に前記電極群を配置しつつ隣接した液中濃度センサー部と、前記作用電極による液中の特定成分の濃度に対応しての反応に基づいて前記液中の特定成分の濃度を測定する測定部とを備え、前記電極群を下側とした態様で用いられる液中濃度測定装置において、前記態様の際に、前記開口部の最上部となるところから少なくとも０．２ｍｍを超えて離れた範囲のところに前記作用電極からの配線パターンを配置したことを特徴とする。
本発明の液中濃度検出ユニット、これを用いた液中濃度測定装置、液中濃度測定装置は、電極群を下側とした態様で用いられた際に、滴や気泡は開口部の上部に付着が残るため、開口部の上部となるところから離れた範囲のところ配置する作用電極からの配線パターンがこの滴や気泡を検出することがなく、また、従来技術の被覆による方策のように特段の処理を経て構成されるものでない。したがって、コストアップや長期使用による耐久性の低下ににつながらずに正確な測定をし得る。
また、作用電極からの配線パターンが、滴や気泡の付着が残ることがない範囲のところ、すなわち、開口部の上部となるところから少なくとも０.２mmを超えて離れた範囲のところに配置するので、より正確な測定をし得る。
本発明は、液中の特定成分を電気化学的に検出する液中濃度検出ユニット、これを用いて液中の特定成分の濃度を測定する液中濃度検出ユニットを用いた液中濃度測定装置、及び液中の特定成分を電気化学的に検出してその濃度を測定する液中濃度測定装置に係わるものである。以下、これら３つの実施形態について説明する。
第１の実施形態として、液中濃度検出ユニットは、液中の特定成分の濃度に対応して反応する作用電極を含む電極群及びこの電極群からの配線パターンを有した基板と、この電極群より大きく開口した開口部を有した外体とから成り、この基板とこの外体とがこの開口部の開口した内にこの電極群を配置しつつ隣接した液中濃度センサー部に、電極群につながるユニット側接続部を備え、この電極群を下側とした態様で用いられるものであって、この態様の際に、この開口部の上部となるところから離れた範囲のところにこの作用電極からの配線パターンを配置したことにより構成する。
第２の実施形態として、液中濃度検出ユニットを用いた液中濃度測定装置は、液中の特定成分の濃度に対応して反応する作用電極を含む電極群及びこの電極群からの配線パターンを有した基板と、この電極群より大きく開口した開口部を有した外体とから成り、この基板とこの外体とがこの開口部の開口した内にこの電極群を配置しつつ隣接した液中濃度センサー部に、この電極群につながるユニット側接続部を備え、この電極群を下側とした態様で用いられる液中濃度検出ユニットと、この液中濃度検出ユニットとは別体を成し、このユニット側接続部と接続するための本体側接続部及びこの作用電極による液中の特定成分の濃度に対応しての反応に基づいてこの液中の特定成分の濃度を測定する測定部を含む本体とを備えるものであって、この態様の際に、この開口部の上部となるところから離れた範囲のところにこの作用電極からの配線パターンを配置したことにより構成する。
第３の実施形態として、液中濃度測定装置は、第１の実施形態で説明した液中濃度センサー部と、この液中濃度センサー部に備えた作用電極による液中の特定成分の濃度に対応しての反応に基づいてこの液中の特定成分の濃度を測定する測定部とを備え、この液中濃度センサー部に備えた電極群を下側とした態様で用いられるものであって、この態様の際に、液中濃度センサー部に備えた開口部の上部となるところから離れた範囲のところにこの作用電極からの配線パターンを配置したことにより構成する。
これら３つの実施形態のように構成した本発明に係わる液中濃度検出ユニット及びこれを用いた液中濃度測定装置並びに液中濃度測定装置によると、電極群を下側とした態様で用いられた際に、滴や気泡は開口部の上部に付着が残るため、開口部の上部となるところから離れた範囲のところ配置する作用電極からの配線パターンがこの滴や気泡を検出することがない。また、従来技術の被覆による方策のように特段の処理を経て構成されるものでない。したがって、コストアップや長期使用による耐久性の低下ににつながらずに正確な測定をし得る。
なお、これら３つの実施形態において、作用電極からの配線パターンは、開口部の上部となるところから少なくとも０.２mmを超えて離れた範囲のところに配置して構成することが特に有効である。滴や気泡は、開口部の上部から０.２mm内の範囲のところに付着が残るからである。
以下、上述した形態について、液中濃度として尿中糖分（グルコース）濃度についてを測定する尿糖計を実施例として具体的に説明する。
まず、図１に示す外観図、図２に示す検出部分の拡大図、図３に示す検出部分の内部の電極群及び配線パターンを表す基板図、図９に示す検出部分の側面の断面拡大図を用いて、尿中糖分濃度検出ユニット及びこれを用いた尿糖計の構成について詳述する。
尿中糖分濃度検出ユニットを用いた尿糖計１は、尿中糖分を電気化学的に検出する尿中糖分濃度検出ユニット２と、尿中糖分濃度検出ユニット２による検出に基づいて尿中糖分濃度の測定・表示を行いかつ測定の際に保持をする部分となる本体２１と、によって全体を大略構成する。
尿中糖分濃度検出ユニット２は、尿中糖分濃度センサー部にユニット側接続部３を備え、本体２１が保持して使用された際に、本体２１よりも電極群４が下側となるように形成するものである。
そして、尿中糖分濃度センサー部は、尿中糖分濃度に対応して反応する作用電極４ａ（径２.６mm、酵素層その他の有機層を積層したもの）を含む電極群４（作用電極４ａ、対照電極４ｂ、参照電極４ｃ）及びこの電極群４の配線パターン５を形成したガラス基板６を設けた電子回路基板７と、この電極群４より大きく開口した開口部８を有した外体９とから成り、電子回路基板７（ガラス基板６）と外体９とが開口部８（径３mm、段差５mm）の開口した内に電極群４を配置しつつ隣接し、尿中糖分濃度に対応して反応する作用電極４ａからの配線パターン５ａが、開口部８の最上部となるところから０.２mmを超えて離れた範囲のところに配置する。また、ユニット側接続部３は、外体９及び電子回路基板７の端部が本体２１（本体側接続部２２）と接続して測定可能なような形状を成す。
本体２１は、外体２３の表面に、表示器２４及び入力部２５を備え、一方、外体２３の内部に、電子回路基板上に形成した測定部及び電源部を備えるものである。ここで、外体２３及び電子回路基板の端部がユニット側接続部３と接続して測定可能なような形状を成すことによって本体側接続部２２を構成する。
そして、測定部は、定電圧印加回路、増幅回路、演算回路等から成り、作用電極４ａからの尿中糖分濃度に対応しての反応による出力に基づいて尿中糖分濃度を測定する。また、入力部２５は、電源部からの電力供給を開始するためのものである。電源部は、本装置の電気系統各部に電力を供給する。表示器２４は、測定部により測定された尿中糖分濃度の結果等の情報を表示する。なお、作用電極４ａの反応が温度により影響されることから、尿中糖分濃度センサー部には温度センサー１０が設けられ、測定部では測定の際の温度による影響を受けた分の補正をする。
上述した尿中糖分濃度検出ユニット及びこれを用いた尿糖計は、従来の被覆による付着防止の方策のように特段の処理を経て構成されるものでなく、開口部８の最上部となるところから０.２mmを超えて離れた範囲のところに作用電極４ａからの配線パターン５ａを配置している。一方、図７に示すように、尿糖計１を保持し、尿中糖分濃度センサー部にトイレ１０８で尿をかけることによって測定された場合、気泡は開口部８の上部から０.２mm内の範囲にしか付着が残らない。したがって、作用電極４ａからの配線パターン５ａが気泡を検出することがなく、コストアップや長期使用による耐久性の低下につながらずに正確な測定をし得る。
ちなみに、尿中糖分（グルコース）濃度１０００mm／dlの被験液を５０個のサンプルについて測定した場合には、背景技術で説明した作用電極１０２ａからの配線パターン１０６ａが開口部１０５の上部となるように配置したものは、尿中糖分（グルコース）濃度８００〜１２００mm／dlの許容範囲に対して２個が許容範囲外であったが、本実施例で説明した作用電極４ａからの配線パターン５ａが開口部８の最上部となるところから０.２mmを超えて離れた範囲のところに配置したものは、尿中糖分（グルコース）濃度８００〜１２００mm／dlの許容範囲に対して全てが許容範囲内であった。
なお、上述した実施例においては、作用電極４ａからの配線パターン５ａは、開口部８が円形状であることから、開口部８の最上部となるところから０.２mmを超えて離れた範囲のところに配置したが、図４に示すように開口部３１が正方形状である場合には、開口部３１の上部となる辺及び隅から０.２mmを超えて離れた範囲のところに、また、図５に示すように開口部４１が多角形状である場合には、開口部４１の最上部となる隅から０.２mmを超えて離れた範囲のところに、作用電極からの配線パターンを配置すればよい。
また、上述した実施例においては、尿中糖分濃度検出ユニット２と本体２１とが独立して体を成し、尿中糖分濃度検出ユニット２の交換が可能とするものであるが、図８に示すように、尿中糖分濃度検出ユニットと本体とが一体とするものであっても良い。すなわち、尿糖計は、保持して使用された際に、電極群が下側となるように形成し、開口部の最上部となるところから０.２mmを超えて離れた範囲のところに配置する尿中糖分濃度センサー部と作用電極からの尿中糖分濃度に対応しての反応による出力に基づいて尿中糖分濃度に測定する測定部とを外体の内部に備えて成るものであっても同様に実施可能である。
１、１０１ 尿中糖分濃度検出ユニットを用いた尿糖計
２ 尿中糖分濃度検出ユニット
３ ユニット側接続部
４、１０２ 電極群
４ａ、１０２ａ 作用電極
４ｂ、１０２ｂ 対照電極
４ｃ、１０２ｃ 参照電極
５ 配線パターン
５ａ、１０６ａ 作用電極からの配線パターン
５ｂ 対照電極からの配線パターン
５ｃ 参照電極からの配線パターン
６、１０７ ガラス基板
７、１０８ 電子回路基板
８、３１、４１、１０５ 開口部
９、２３、１０４ 外体
１０ 温度センサー
２１ 本体
２２ 本体側接続部
２４ 表示器
２５ 入力部
１０３ 保持する部分
１０８ トイレ
１０９ 容器
２ 尿中糖分濃度検出ユニット
３ ユニット側接続部
４、１０２ 電極群
４ａ、１０２ａ 作用電極
４ｂ、１０２ｂ 対照電極
４ｃ、１０２ｃ 参照電極
５ 配線パターン
５ａ、１０６ａ 作用電極からの配線パターン
５ｂ 対照電極からの配線パターン
５ｃ 参照電極からの配線パターン
６、１０７ ガラス基板
７、１０８ 電子回路基板
８、３１、４１、１０５ 開口部
９、２３、１０４ 外体
１０ 温度センサー
２１ 本体
２２ 本体側接続部
２４ 表示器
２５ 入力部
１０３ 保持する部分
１０８ トイレ
１０９ 容器
Claims (3)
- 液中の特定成分の濃度に対応して反応する作用電極を含む電極群及び前記電極群からの配線パターンを有した基板と、前記電極群より大きく開口した開口部を有した外体とから成り、前記基板と前記外体とが前記開口部の開口した内に前記電極群を配置しつつ隣接した液中濃度センサー部に、前記電極群につながるユニット側接続部を備え、前記電極群を下側とした態様で用いられる液中濃度検出ユニットにおいて、前記態様の際に、前記開口部の最上部となるところから少なくとも０．２ｍｍを超えて離れた範囲のところに前記作用電極からの配線パターンを配置したことを特徴とする液中濃度検出ユニット。
- 液中の特定成分の濃度に対応して反応する作用電極を含む電極群及び前記電極群からの配線パターンを有した基板と、前記電極群より大きく開口した開口部を有した外体とから成り、前記基板と前記外体とが前記開口部の開口した内に前記電極群を配置しつつ隣接した液中濃度センサー部に、前記電極群につながるユニット側接続部を備え、前記電極群を下側とした態様で用いられる液中濃度検出ユニットと、
前記液中濃度検出ユニットとは別体を成し、前記ユニット側接続部と接続するための本体側接続部及び前記作用電極による液中の特定成分の濃度に対応しての反応に基づいて前記液中の特定成分の濃度を測定する測定部を含む本体と、
を備えた液中濃度検出ユニットを用いた液中濃度測定装置において、
前記態様の際に、前記開口部の最上部となるところから少なくとも０．２ｍｍを超えて離れた範囲のところに前記作用電極からの配線パターンを配置したことを特徴とする液中濃度検出ユニットを用いた液中濃度測定装置。 - 液中の特定成分の濃度に対応して反応する作用電極を含む電極群及び前記電極群からの配線パターンを有した基板と、前記電極群より大きく開口した開口部を有した外体とから成り、前記基板と前記外体とが前記開口部の開口した内に前記電極群を配置しつつ隣接した液中濃度センサー部と、前記作用電極による液中の特定成分の濃度に対応しての反応に基づいて前記液中の特定成分の濃度を測定する測定部とを備え、前記電極群を下側とした態様で用いられる液中濃度測定装置において、前記態様の際に、前記開口部の最上部となるところから少なくとも０．２ｍｍを超えて離れた範囲のところに前記作用電極からの配線パターンを配置したことを特徴とする液中濃度測定装置。
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