JP5724497B2 - 物質成分検出装置 - Google Patents
物質成分検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5724497B2 JP5724497B2 JP2011061226A JP2011061226A JP5724497B2 JP 5724497 B2 JP5724497 B2 JP 5724497B2 JP 2011061226 A JP2011061226 A JP 2011061226A JP 2011061226 A JP2011061226 A JP 2011061226A JP 5724497 B2 JP5724497 B2 JP 5724497B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- opening
- closed space
- skin
- sensor substrate
- component detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/65—Raman scattering
- G01N21/658—Raman scattering enhancement Raman, e.g. surface plasmons
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0075—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
この特許文献1に記載のアルコール濃度測定装置(物質成分検出装置)は、皮膚に密着したカプセルにより、皮膚から分泌された分泌物を採取し、採取した分泌物を、ガスクロマトグラフを用いて分析している。
本発明に係る第二の適用例の物質成分検出装置は、少なくとも1つの開口部と、前記開口部に対向する底面部と、前記底面部に交差する側壁部と、を有し、前記開口部が測定対象の皮膚により閉塞されることで内部が閉空間となる閉空間構成部と、複数の金属突起を有する突起群を備え、前記閉空間構成部の前記閉空間内において前記開口部の開口端縁を含む面である開口面に対して交差する角度に設けられたセンサー基板と、前記側壁部に設けられ、前記突起群に向かって光を射出する入射光学系と、前記側壁部に設けられ、前記突起群で発生したラマン散乱光を検出する受光部と、を備えたことを特徴とする。
本発明に係る第三の適用例の物質成分検出装置は、少なくとも1つの開口部と、前記開口部に対向する底面部と、を有し、前記開口部が測定対象の皮膚により閉塞されることで内部が閉空間となる閉空間構成部と、複数の金属突起を有し前記底面部に対向する突起群を備え、当該突起群が前記底面部に対向するように、かつ、前記底面部との間に前記皮膚から発散された皮膚ガスが通過可能なギャップを介して、前記閉空間構成部の前記閉空間内に前記開口部の開口端縁を含む面である開口面に対して平行に設けられたセンサー基板と、前記底面部に設けられ、前記突起群に向かって光を射出する入射光学系と、前記底面部に設けられ、前記突起群で発生したラマン散乱光を検出する受光部と、を備えたことを特徴とする。
本発明に係る第四の適用例の物質成分検出装置は、両端部に開口部が設けられて筒状内周面を有する貫通孔を備え、前記両端部の開口部が測定対象の皮膚により閉塞されることで内部が閉空間となる閉空間構成部と、前記閉空間構成部の前記閉空間内に設けられ、複数の金属突起を有する突起群を備えたセンサー基板と、前記筒状内周面に設けられ、前記突起群に向かって光を射出する入射光学系と、前記筒状内周面に設けられ、前記突起群で発生したラマン散乱光を検出する受光部と、を備えたことを特徴とする。
このような物質成分検出装置では、例えば従来のクロマトグラフ等の大型装置に比べて、小さいセンサーチップにより構成することができ、装置の小型化を図ることができる。また、測定対象の皮膚に閉空間構成部の開口部を直接接触させる構成であるため、例えば導入管等により皮膚ガスを検出装置に送る必要がなく、また、バッグ等により別途皮膚ガスを採取する必要もなく、例えば物質成分検出装置を測定対象の皮膚に直接装着したままで、皮膚ガスの成分分析を実施することができる。
この適用例では、前記密閉部材は、弾性部材により構成されている。このような弾性部材により密閉部材を構成する場合、皮膚を密着させた際、弾性部材が皮膚の凹凸に応じて変形する。したがって、例えば掌等、皺がある部分に開口部を押し当てる場合であっても、皺による隙間を弾性部材により閉塞することができ、確実に閉空間を密閉することができる。
この適用例では、センサー基板は、開口面に対して交差する角度に設けられている。
このような構成では、センサー基板に対して入射光学系から入射される光の入射方向を、センサー基板の基板面の法線方向に近づけることができる。
つまり、センサー基板が開口面に対して平行に設けられており、突起群が開口部に対向する場合、入射光学系や受光部を、センサー基板の突起群に対向する面に設けることができないので、センサー基板の側方から斜めに入射光学系からの光を入射させる必要がある。このような構成では、センサー基板に対する入射光学系からの光の入射角度が小さく、光量損失が大きくなってしまい、増強電場の強さも弱まり、信号強度の強いラマン散乱光が得られない場合がある。
これに対して、本適用例のように、センサー基板が開口面に対して交差する角度に設けられる場合では、入射光学系からセンサー基板に入射する光の入射角度を大きくでき、光損失を抑制することができる。したがって、強度の高いラマン散乱光を取得することができる。
センサー基板の突起群に対して入射させる光源部から光の入射角度としては、90度であることが好ましい。これは、上記のように、光量損失を少なくすることで、増強電場の強さが入射光の強度により強くなるためであり、光の入射角度が90度である場合、光量損失を最小にすることができる。
しかしながら、センサー基板が、開口面に対して0度以上45度未満である場合は、光源部の光をセンサー基板に対して90度に光を入射させることが困難となる。別途ミラー等の光学部材を用いることで、センサー基板に対して直交する方向から光を入射させることはできるが、この場合、光学部材を設ける必要があり、構成が複雑化し、装置も大型化してしまう。
これに対して、本適用例では、センサー基板が、開口面に対して45度以上90度以下に形成されている。このため、ミラー等の光学部材を用いることなく、容易にセンサー基板に対して直交する角度から入射光学系からの光を入射させることができ、光量損失を抑えることができ、増強電場を強めることができる。
なお、ここで述べる直交とは、センサー基板の法線方向に対して、光の入射角度が僅かに傾斜している場合も含むものである。この傾斜角度の範囲としては、入射光学系の光の光量損失が、予め設定された規定値以下となるものであればよい。
この適用例では、センサー基板は、開口面に対して平行に設けられている。このような構成では、閉空間構成部における開口部からの深さ寸法を小さくでき、物質成分検出装置をより小型にすることができる。
この適用例では、開口部に対してセンサー基板の突出部が対向して設けられ、かつ前述のように、センサー基板が開口部の開口面に平行に設けられている。このような構成では、開口部を閉塞した皮膚と、センサー基板の突起群とが近接し、かつ、皮膚と、突起群を構成する各金属突起との距離が一様となる。したがって、皮膚から発散された皮膚ガスが突起群の各金属突起間に入り込み易くなり、かつ、突起群の各金属突起間に形成された各増強電場に対して、一様に皮膚ガスを入り込ませることができる。これにより、皮膚ガス中の標的物質の検出精度をより向上させることができる。
以下、本発明に係る第一実施形態の物質成分検出装置について、図面に基づいて説明する。
〔1.物質成分検出装置の全体構成〕
図1は、本発明に係る第一実施形態の物質成分検出装置1を示す概略図である。
この物質成分検出装置1は、測定対象の指に装着されることで、指の皮膚表面から発散された皮膚ガスから、皮膚ガスに含まれる標的物質を検出する装置であり、例えば、医療機器や、飲酒検知装置として用いることができる。
なお、本実施形態において、指に対して装着可能な物質成分検出装置1を例示するがこれに限定されず、例えば、掌や腕等、人体のその他の部位に装着するものであってもよい。また、人体に限らず、ペットや家畜等の動物の皮膚に装着して、動物の皮膚から発散された皮膚ガス中の成分を検出する装置としても適用できる。
また、位置決め凹部12の底面12Aのうち、測定対象者が位置決め凹部12に対して指を載置した際、指の腹部分が接触する領域に、センサー本体20が設けられている。
なお、バンド12Bとしては、弾性を有するゴムバンドに限られず、例えばマジックテープ(登録商標)等の着脱部を備え、指をセンサー本体20側に押圧して締め付ける構成としてもよい。さらには、例えばクリップ等により指を挟んでセンサー本体20側に押圧するものであってもよい。
図2は、第一実施形態のセンサー本体20の概略構成を示す断面図であり、図3は、センサー本体のセンサー基板22近傍を拡大した拡大図である。
センサー本体20は、図2に示すように、凹溝21(本発明の閉空間構成部を構成)と、凹溝21の内部に設けられたセンサー基板22と、センサー基板22に対してレーザー光を射出する光源部23(本発明の入射光学系を構成)と、センサー基板22で発生した散乱光を受光する受光部24と、凹溝21の底面21Aに設けられた圧力センサー25(図1、図4参照)と、を備えている。
なお、パッキン部材211に不揮発性のジェル等を塗布することで、指紋や皺等の隙間をより確実に埋める構成としてもよい。
また、光源部23から発振させるレーザー光の波長としては、後述する金属微粒子222Bの種類により適宜設定することができ、例えば金属微粒子222Bが金(Au)である場合、レーザー光の波長としては、例えば633nmに設定することができ、金属微粒子222Bが銀(Ag)である場合は、レーザー光の波長として、例えば514nmに設定することができる。また、検出対象である標的物質以外の不純物の蛍光を抑制するために、レーザー光の波長を例えば780nm程度に設定してもよい。
分光フィルター241は、センサー基板22で発生したラマン散乱光以外の光(例えばレイリー散乱光)をカットし、ラマン散乱光を透過させるフィルターである。このような分光フィルター241としては、例えば、エタロン素子等が例示できる。特に、分光フィルター241において、透過波長を変化させ、受光素子242で各波長におけるスペクトルを取得する場合では、分光フィルター241として、透過させる波長を選択可能な波長可変型エタロン素子を用いることが好ましい。
受光素子242は、分光フィルター241を透過した光を受光し、受光量に応じた信号を制御部30に出力する。
このセンサー基板22のスリット溝221の一部を更に拡大すると、図3に示すように、センサー基板22の表面には、複数の突起222(金属突起)により構成された金属ナノ構造の突起群223が形成されている。これらの突起222は、センサー基板22の表面に設けられた凸部222A上に金属微粒子222B(例えば、金、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、およびプラチナ等)をコーティングすることで構成されている。また、これらの突起222における金属微粒子222B間のピッチは、1nmからスリット溝221の格子ピッチの半分程度までのサイズで適宜設定されている。
このセンサー本体20は、局在プラズモン共鳴を利用した物質成分検出センサーであり、以下に示す原理により標的物質を検出する。
すなわち、センサー本体20に設けられる各金属微粒子222Bは、光源部23から射出されるレーザー光の波長よりも小さく形成されている。このような金属微粒子222Bに対してレーザー光を照射すると、金属微粒子222Bの表面に存在する自由電子に作用し、共鳴を引き起こす。これにより、自由電子による電気双極子が金属微粒子222B内に励起され、図3に示すように、金属微粒子222B間に入射したレーザー光の電場よりも強い増強電場224が形成される。この現象は、レーザー光の波長よりも小さな金属ナノ構造体に特有の現象である。
また、スリット溝221間の互いに対向する面間にも突起222を形成する構成としてもよい。この場合、突起222の高さとしては、スリット溝221の幅寸法間で、互いに対向する突起222の金属微粒子222B間が、上述のようなギャップとなるように、適宜設定することで、より強い増強電場を形成することが可能となる。
図4は、第一実施形態の物質成分検出装置1の概略構成を示すブロック図である。
物質成分検出装置1の制御部30は、図4に示すように、光源部23を制御する光源制御回路31と、分光フィルター241を制御するフィルター制御回路32と、外部機器と接続可能な端子部33と、演算処理部34と、を備えている。
フィルター制御回路32は、演算処理部34から入力されたフィルター制御指令に基づいて、分光フィルター241を制御する。例えば、分光フィルター241が、電圧印加により一対のミラー間のギャップを変動させて透過波長を設定する波長可変型エタロン素子である場合、取得したいラマン散乱光の波長に応じた電圧を分光フィルター241に印加する。
なお、本実施形態では、標的物質設定手段343は、分光フィルター241を制御して標的物質に対応したラマン散乱光のみを透過させる制御をしたが、例えば、皮膚ガスにおける検出対象である標的物質が1つである場合、標的物質設定手段343による標的物質の設定処理を省略してもよい。
上記第一実施形態の物質成分検出装置1では、基部10の位置決め凹部12の底面12Aに、開口部21Bを有する凹溝21が設けられ、この凹溝21内に、センサー基板22と、センサー基板22にレーザー光を射出する光源部23、およびセンサー基板22で発生したラマン散乱光を受光する受光部24が設けられている。また、センサー基板22は、金属微粒子222Bをコーティングした複数の突起222により構成される突起群223を備えている。
このような物質成分検出装置1では、開口部を指で閉塞することで、凹溝21内部が閉空間となり、指から発散された皮膚ガスがこの閉空間内に放出されて充満する。そして、光源部23からセンサー基板22の突起群223にレーザー光が照射されると、金属微粒子222B間に増強電場224が形成される。このようなセンサーでは、皮膚ガス中の標的物質が増強電場224内に入り込むと、レーザー光照射により生じる標的物質のラマン散乱光が増強され、表面増強ラマン散乱光となる。そして、物質成分検出装置1は、このような表面増強ラマン散乱光を受光部24で検出することで、標的物質に対応したラマン散乱光の強度を取得することができる。
ここで、センサー基板22は、1辺が5mmの正方形状に形成され、センサー基板22に形成される突起群223は、1nmから数十nm程度の微小形状を有するものである。また、凹溝21は、指の腹部分により閉塞される程度の大きさに形成されている。すなわち、本実施形態の物質成分検出装置1は、例えばクロマトグラフ等の他の分析装置に比べて極めて小型化に形成することができ、その構成も簡素であるため、装置の製造コストも安価にできる。
また、皮膚に対して直接装置を固定して、標的物質の検出を行うため、例えば、皮膚ガスを採集した後に分析装置で分析するなどといった煩雑な操作が不要であり、容易に皮膚ガス中の標的物質の検出を行うことができる。
ここで、本発明の密閉部材として、弾性部材であるゴム製のパッキン部材211が用いられている。密閉部材として、例えば弾性を有さないものを用いる場合、皮膚の皺部分に隙間が生じる場合があり、この場合皮膚ガスが閉空間から漏出することが考えられる。また、密閉部材として液状またはゲル状物質を塗布する構成でもよいが、この場合、液状またゲル状物質の気化ガスが閉空間内に入り込み、正確な標的物質の検出が実施できないおそれがある。また、測定毎に液状またはゲル状の密閉部材を塗布する必要があるため操作が煩雑となることも考えられる。これに対して、弾性部材により密閉部材を構成する場合では、塗布等の操作が不要であり、密閉部材からの気化ガス等もなく、良好に閉空間を密閉空間とすることができる。
また、上述したように、不揮発性のジェル等をパッキン部材211に塗布してもよい。この場合、塗布作業を実施する分、検出時の操作が煩雑となるが、皮膚とパッキン部材211との間の隙間をより確実になくすことができ、閉空間をより確実に密閉することができる。
このため、指と開口部21Bとの隙間をより確実になくすことができ、閉空間に隙間が生じて皮膚ガスが漏出してしまう不都合を防止できる。また、皮膚ガスの漏出を防止するために、指をセンサー本体側に押し付けるなどの操作が不要であり、より容易に皮膚ガス中の標的物質の検出処理を実施できる。
このような構成では、凹溝21の深さ寸法を小さくでき、物質成分検出装置1の厚み寸法の増大を抑えることができる。また、突起群223が開口部21Bに対向しているため、指から発散された皮膚ガスの標的物質が突起群223の各突起222間に入り込みやすくなり、標的物質の検出効率を向上させることができる。さらに、突起群223の各突起222と指との距離が一様となるため、突起群223内で、標的物質の存在位置に片寄が生じにくくなる。
このため、指がパッキン部材211に密着し、かつ、閉空間が密封されているが否かを容易に判定することができ、皮膚ガスが漏出している状態での標的物質の検出処理を防止し、正確な検出処理を実施することができる。
次に本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
図5は、第二実施形態のセンサー本体20Aの概略断面図である。なお、以降の実施形態の説明にあたり、第一実施形態と同一の構成については同符号を付し、その説明を省略、または簡略する。
また、センサー基板22が配設された内周側面21Cに対向する内周側面21Dには、光源部23および受光部24が設けられている。
このような構成では、光源部23から射出されたレーザー光は、センサー基板22の突起群223に対して直交、または直交に極めて近い入射角度で入射される。このように、突起群223が設けられたセンサー基板22に対して、略直交する角度からレーザー光を入射させることで、レーザー光の光量損失量を抑制することができる。
特に、ラマン散乱光から標的物質の濃度を算出する場合、ラマン散乱光の発生位置の数や面積等に応じて算出されることが好ましい。つまり、1つの増強電場224において発生するラマン散乱光の強度は、その増強電場224内に標的物質の位置等によっても変化するため、必ずしも標的物質の濃度とラマン散乱光の強度とが比例関係になるとは限らない。これに対して、標的物質の濃度と、ラマン散乱光の発生位置の数または面積とは、ほぼ比例関係となる。したがって、上記のように、センサー基板22の突起群223が設けられる面に対向し、かつ各突起222からの距離がほぼ均一となる位置に受光部24を設けることで、面内において発生するラマン散乱光の発生位置(ラマン散乱光の発生位置の分布)を好適に取得することができ、標的物質の濃度を検出することができる。
次に、本発明の第三実施形態の物質成分検出装置について説明する。
図6は、第三実施形態のセンサー本体の概略を示す断面図である。
上記第二実施形態の物質成分検出装置1では、センサー本体20Aは、凹溝21の内周側面21Cに沿って、開口部21Bの開口面21B1に対して直交するようにセンサー基板22が設けられた。これに対して、図6に示すセンサー本体20Bのように、センサー基板22を開口部21Bの開口面21B1に対して傾斜させて載置してもよい。
上記第三実施形態では、センサー基板22が、開口部21Bの開口面21B1に対して、45度以上90度未満の角度となるように設置されている。
このため、センサー基板22の突起群223に対して直交、または直交に極めて近い入射角度でレーザー光を入射されることができ、レーザー光の光量損失量を抑制することができ、増強電場224を強くすることができる。
また、受光部24を各突起222までの距離が均一となる位置に設けることで、突起群223内の各増強電場におけるラマン散乱光の強度を正確に検出することができ、面内において発生するラマン散乱光の発生位置の分布を好適に取得することができ、標的物質の濃度を精度よく検出することができる。
さらに、第二実施形態に比べて、凹溝21の深さ寸法を小さく形成することができるので、物質成分検出装置の小型化を促進することができる。
次に、本発明の第四実施形態について、図面に基づいて説明する。
図7は、第四実施形態のセンサー本体の概略を示す断面図である。
上記第一実施形態では、センサー基板22は、突起群223が設けられる面が開口部21Bの開口面21B1に対向するように配置されたが、第四実施形態では、図7に示すように、センサー基板22の突起群223(図3参照)が凹溝21の底面21Aに対向するように配置されている。
この第四実施形態では、センサー基板22が開口部21Bの開口面21B1に対して平行に配設されているため、上記第一実施形態と同様に、凹溝21の深さ寸法を小さくでき、物質成分検出装置の厚み寸法を小さくでき、装置の小型化を促進できる。
また、光源部23および受光部24が底面21Aに設けられ、センサー基板22の突起群223に対して対向しているため、第二実施形態および第三実施形態と同様、センサー基板22に対して直交する入射角度でレーザー光を照射させることができ、増強電場224をより強くできる。また、受光部24では、突起群223の面内のラマン散乱光の分布を精度よく検出することができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
物質成分検出装置としては、人の皮膚ガスが検出される部位であれば特に限定されず、例えば掌、腕、足等、どのような測定部位に対して接触させるものであってもよい。これらのうちでも、指や掌は、通常皮膚が露出している部分であり、測定対象者が容易に測定を実施できる場所であるので、特に好ましい。
また、入射光学系として、凹溝21の側面に、レーザー光を射出する光源部23を直接設ける構成としたが、これに限定されず、凹溝21の側面に設けられた窓部から、センサー基板22に対してレーザー光を導く光学系であればよい。受光部24においても同様であり、凹溝21の側面に設けられた窓に入射したラマン散乱光を受光素子に導く光学系を備えるものであってもよい。
また、凸部222Aに金属微粒子222Bをコーティングすることで、突起222を構成したが、例えば、球状の金属微粒子222Bのみにより突起222が構成される構成としてもよい。この場合、例えば、センサー基板22の表面に金属微粒子222Bの直径よりも小さいスリットを、レーザー発振波長未満の間隔で配置し、スリット上に金属微粒子222Bを保持させる構成とすることが考えられる。
例えば、図8に示すように、基部40に筒状内周面を有する貫通孔41が形成され、この貫通孔41が本発明の閉空間構成部を構成してもよい。この場合、図8に示すように、貫通孔41の両端部の開口部41Aの開口縁に沿って、密着部材であるパッキン部材411を設け、貫通孔41の内部にセンサー基板22、光源部23、および受光部24を設ける。
このような構成の物質成分検出装置1Aでは、貫通孔41の両端の開口部41Aを指で挟むことで、貫通孔41の内部が密閉された閉空間となる。この場合、貫通孔41の両端の開口部41Aが皮膚で閉塞されることとなり、閉空間内部に放出される皮膚ガスも多くなるので、皮膚ガス中に含まれる標的物質の検出精度も向上させることができる。
Claims (8)
- 少なくとも1つの開口部と、前記開口部に対向する底面部と、前記底面部に交差し、かつ互いに対向する一対の側壁部と、を有し、前記開口部が測定対象の皮膚により閉塞されることで内部が閉空間となる閉空間構成部と、
前記閉空間構成部の前記閉空間内に設けられ、複数の金属突起を有する突起群を備え、当該突起群が前記開口部の開口端縁を含む面である開口面に対向するように、前記閉空間構成部の前記閉空間内に前記開口面に平行に設けられたセンサー基板と、
前記一対の側壁部の一方に設けられ、前記突起群に向かって光を射出する入射光学系と、
前記一対の側壁部の他方に設けられ、前記突起群で発生したラマン散乱光を検出する受光部と、を備えた
ことを特徴とした物質成分検出装置。 - 少なくとも1つの開口部と、前記開口部に対向する底面部と、前記底面部に交差する側壁部と、を有し、前記開口部が測定対象の皮膚により閉塞されることで内部が閉空間となる閉空間構成部と、
複数の金属突起を有する突起群を備え、前記閉空間構成部の前記閉空間内において前記開口部の開口端縁を含む面である開口面に対して交差する角度に設けられたセンサー基板と、
前記側壁部に設けられ、前記突起群に向かって光を射出する入射光学系と、
前記側壁部に設けられ、前記突起群で発生したラマン散乱光を検出する受光部と、を備えた
ことを特徴とした物質成分検出装置。 - 請求項2に記載の物質成分検出装置において、
前記センサー基板は、前記開口面に対して45度以上90度以下の角度で設けられた
ことを特徴とする物質成分検出装置。 - 少なくとも1つの開口部と、前記開口部に対向する底面部と、を有し、前記開口部が測定対象の皮膚により閉塞されることで内部が閉空間となる閉空間構成部と、
複数の金属突起を有し前記底面部に対向する突起群を備え、当該突起群が前記底面部に対向するように、かつ、前記底面部との間に前記皮膚から発散された皮膚ガスが通過可能なギャップを介して、前記閉空間構成部の前記閉空間内に前記開口部の開口端縁を含む面である開口面に対して平行に設けられたセンサー基板と、
前記底面部に設けられ、前記突起群に向かって光を射出する入射光学系と、
前記底面部に設けられ、前記突起群で発生したラマン散乱光を検出する受光部と、を備えた
ことを特徴とした物質成分検出装置。 - 両端部に開口部が設けられて筒状内周面を有する貫通孔を備え、前記両端部の開口部が測定対象の皮膚により閉塞されることで内部が閉空間となる閉空間構成部と、
前記閉空間構成部の前記閉空間内に設けられ、複数の金属突起を有する突起群を備えたセンサー基板と、
前記筒状内周面に設けられ、前記突起群に向かって光を射出する入射光学系と、
前記筒状内周面に設けられ、前記突起群で発生したラマン散乱光を検出する受光部と、を備えた
ことを特徴とした物質成分検出装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の物質成分検出装置において、
前記閉空間構成部は、前記開口部に沿って、前記皮膚と密着して前記閉空間を密閉する密閉部材を備えた
ことを特徴とした物質成分検出装置。 - 請求項6に記載の物質成分検出装置において、
前記密閉部材は、弾性部材である
ことを特徴とした物質成分検出装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の物質成分検出装置において、
前記皮膚を前記閉空間側に押圧する押圧手段を備えた
ことを特徴とした物質成分検出装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011061226A JP5724497B2 (ja) | 2011-03-18 | 2011-03-18 | 物質成分検出装置 |
CN2012100331895A CN102680449A (zh) | 2011-03-18 | 2012-02-14 | 物质成分检测装置 |
US13/416,179 US8855733B2 (en) | 2011-03-18 | 2012-03-09 | Substance component detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011061226A JP5724497B2 (ja) | 2011-03-18 | 2011-03-18 | 物質成分検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012198060A JP2012198060A (ja) | 2012-10-18 |
JP5724497B2 true JP5724497B2 (ja) | 2015-05-27 |
Family
ID=46812710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011061226A Expired - Fee Related JP5724497B2 (ja) | 2011-03-18 | 2011-03-18 | 物質成分検出装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8855733B2 (ja) |
JP (1) | JP5724497B2 (ja) |
CN (1) | CN102680449A (ja) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014010046A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Seiko Epson Corp | 物質検出装置、腕時計型体脂肪燃焼測定装置 |
EP3048983B1 (en) | 2013-09-26 | 2020-11-25 | 3M Innovative Properties Company | Vapor sensor suitable for detecting alcoholic residue at a skin site |
JP6326828B2 (ja) * | 2014-01-27 | 2018-05-23 | セイコーエプソン株式会社 | センサーユニット複合体、ラマン分光装置、及び電子機器 |
JP6368516B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2018-08-01 | 学校法人 東洋大学 | ラマン分光測定法 |
CN103884705B (zh) * | 2014-04-08 | 2016-08-10 | 苏州优谱德精密仪器科技有限公司 | 原浆酒检测分装装置 |
JP2015215178A (ja) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | セイコーエプソン株式会社 | 電場増強素子、分析装置及び電子機器 |
GB201415671D0 (en) * | 2014-09-04 | 2014-10-22 | Systems Rsp As | Method and apparatus for transdermal in vivo measurement by raman spectroscopy |
CN104224198A (zh) * | 2014-10-07 | 2014-12-24 | 复旦大学 | 基于拉曼散射的多功能无创便携医疗检测装置及检测方法 |
JP6070747B2 (ja) | 2015-03-26 | 2017-02-01 | セイコーエプソン株式会社 | 分光測定装置、画像形成装置、及び分光測定方法 |
GB201510909D0 (en) * | 2015-06-22 | 2015-08-05 | Surescreen Diagnostics Ltd | Detection apparatus |
US10959651B1 (en) * | 2015-08-24 | 2021-03-30 | Better Life Technologies Group, Inc. | Human gas sensing glucose monitoring and ketone fluctuation detection device |
DK3377877T3 (da) * | 2015-11-18 | 2020-03-23 | Radiometer Medical Aps | Porefyldt spejl til optisk detektering af en analyt i en fluid |
CN105445978A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-03-30 | 武汉华星光电技术有限公司 | Tft阵列基板检测方法 |
EP3315069A1 (en) | 2016-10-25 | 2018-05-02 | Roche Diabetes Care GmbH | Method for determination of an analyte concentration in a body fluid and analyte concentration measurement device |
JP7063568B2 (ja) * | 2017-10-11 | 2022-05-09 | Nissha株式会社 | 皮膚ガス測定装置及び体重計 |
KR102197549B1 (ko) * | 2018-07-16 | 2021-01-07 | 한국재료연구원 | 표면증강라만산란 패치 및 이를 이용한 부착형 센서 |
DE102018118110B4 (de) * | 2018-07-26 | 2023-01-05 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Sensorvorrichtung und verfahren zur herstellung einer sensorvorrichtung |
CN111879751A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-11-03 | 上海化工院检测有限公司 | 一种增强拉曼光谱信号的微量样品检测装置 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4041932A (en) * | 1975-02-06 | 1977-08-16 | Fostick Moshe A | Method for monitoring blood gas tension and pH from outside the body |
JPH10239309A (ja) * | 1997-02-27 | 1998-09-11 | Takao Tsuda | 皮膚透過分泌物中のアルコール濃度測定装置 |
JP2004016609A (ja) * | 2002-06-19 | 2004-01-22 | Omron Healthcare Co Ltd | 体液成分濃度測定方法及び体液成分濃度測定装置 |
GB2418017A (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-15 | Univ Southampton | Raman spectroscopy |
JP4654045B2 (ja) | 2005-02-01 | 2011-03-16 | 学校法人東海大学 | 皮膚ガス捕集装置 |
JP5099345B2 (ja) | 2008-01-25 | 2012-12-19 | 有限会社ピコデバイス | 皮膚ガスを用いた飲用したアルコールのセンシング方法及び装置 |
JP5292851B2 (ja) | 2008-02-27 | 2013-09-18 | 日産自動車株式会社 | 飲酒運転防止装置及び飲酒運転要因物質採取方法 |
US20110118570A1 (en) * | 2008-03-31 | 2011-05-19 | P & V Consulting GmbH & Co. KG | Optic sensor device with sers |
JP2010107414A (ja) | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Sonac Kk | 経皮ガスの採取方法、採取装置および測定方法 |
JP5665305B2 (ja) | 2008-12-25 | 2015-02-04 | キヤノン株式会社 | 分析装置 |
JP2010148692A (ja) | 2008-12-25 | 2010-07-08 | National Cardiovascular Center | 表面ガス検知法および検知装置 |
JP5143088B2 (ja) * | 2009-06-04 | 2013-02-13 | 株式会社豊田中央研究所 | 皮膚ガス検出装置 |
US8223331B2 (en) * | 2009-06-19 | 2012-07-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Signal-amplification device for surface enhanced raman spectroscopy |
JP5716471B2 (ja) * | 2011-03-18 | 2015-05-13 | セイコーエプソン株式会社 | アルコール検出装置、および駆動システム |
-
2011
- 2011-03-18 JP JP2011061226A patent/JP5724497B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-02-14 CN CN2012100331895A patent/CN102680449A/zh active Pending
- 2012-03-09 US US13/416,179 patent/US8855733B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120238840A1 (en) | 2012-09-20 |
JP2012198060A (ja) | 2012-10-18 |
CN102680449A (zh) | 2012-09-19 |
US8855733B2 (en) | 2014-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5724497B2 (ja) | 物質成分検出装置 | |
US10088363B2 (en) | Biometric sensor and biometric analysis system including the same | |
KR102526757B1 (ko) | 분광기용 집광 광학계 및 이를 포함하는 라만 분광 시스템 | |
EP3145390B1 (en) | Blood glucose meter illuminated test strip | |
KR20230121041A (ko) | 라만 프로브 및 피분석물 존재 또는 농도의 비-침습적 생체 내 측정을 위한 장치 및 방법 | |
US11530948B2 (en) | Compact Raman sensor and apparatus for estimating bio-component | |
JP2006081893A (ja) | 生体情報測定用光学部材、生体情報算出装置、生体情報算出方法、プログラム、および記録媒体 | |
JP2013176436A (ja) | 生体成分濃度測定装置 | |
JPWO2016047701A1 (ja) | 濃度測定用セル | |
US10060794B2 (en) | Spectrometer and apparatus for monitoring light-shielded state | |
JP2005127748A (ja) | 光熱変換測定装置及びその方法 | |
JP2005331614A (ja) | 導波路型光センサ | |
US20140233880A1 (en) | Head for an evanescent-wave fibre-optic sensor | |
JP4543121B1 (ja) | 光学測定装置 | |
JPS5946839A (ja) | 液体用光音響分析装置 | |
JP4047904B2 (ja) | 生体情報測定用光学素子およびそれを用いた生体情報測定装置 | |
US10775307B2 (en) | Optical fiber fluorescence detection device | |
JP6441172B2 (ja) | 表面増強ラマン散乱ユニット | |
JP6946707B2 (ja) | 検出装置および生体情報測定装置 | |
WO2024101108A1 (ja) | 測定装置及び測定方法 | |
TWI823559B (zh) | 離散分光式檢測裝置 | |
JP2005337940A (ja) | 表面プラズモン共鳴装置 | |
WO2016002356A1 (ja) | 測定装置 | |
EP3949839A1 (en) | Blood pressure measurement device and method therefor | |
JP2015217008A (ja) | 測定台及び分析装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140910 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141014 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141210 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150303 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150316 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5724497 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |