JP6048109B2 - 生体成分測定用の試験片およびその製造方法 - Google Patents
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Description
i) 機械加工、レーザ加工やエッチング処理のための設備費が高く、その結果、試験片の製造コストが高くつく、
ii) 特に機械加工、レーザ加工を行う場合は、断線候補部位を削ることにより削り滓が発生し、それが試験片に再付着して試験片が汚れる、また、加工の際に発生する熱によって試薬部(センサ部)の特性が影響を受ける、などの品質が損なわれる、
という問題がある。
被験者の体液中の特定成分の濃度を測定するために、測定装置本体に装着されるとともに、上記体液が付着される生体成分測定用の試験片であって、
基板を備え、
上記基板上に、
互いに離間して一方向に延在する作用極と対極との対と、
上記一方向に関して一方の端部の側で上記作用極と上記対極との間にまたがって形成され、被験者の体液によって電気化学反応を起こして電気特性の変化を生ずるセンサ部と、
上記一方向に関して両方の端部の間で、かつ上記作用極と対極との対の間の領域に形成され、この試験片の感度を含む属性情報を表す電気抵抗をもつ抵抗部と、
上記抵抗部の両端につながる配線の対と
を備え、
上記作用極と対極との対と、上記配線の対とがそれぞれ、上記一方向に関して上記一方の端部と反対の他方の端部の側で上記測定装置本体に設けられた接点に接触すべき第1対の電極端子、第2対の電極端子を含み、
上記抵抗部は、
それぞれ或る抵抗率をもち互いに離間して設けられた複数の細長パターンを有し、各細長パターンの端部は別の細長パターンの端部と接近しており、
上記細長パターンの接近した端部同士の上に重なって設けられ、それらの端部同士を導通させる実質的に円形の円形パターンを有し、
上記基板上に、さらに実質的に平板状のスペーサと、平坦なカバーとが設けられ、
上記基板上で上記センサ部に接する体液の量を規定するように、上記一方向に関して上記一方の端部の側で、上記スペーサが上記センサ部の両側に互いに対向する側壁を形成するとともに、上記カバーが上記スペーサの上記互いに対向する側壁の間にまたがって上記センサ部を覆い、
上記一方向に関して上記他方の端部の側で、上記第1対、第2対の電極端子が上記スペーサおよび上記カバーから露出し、
上記スペーサおよび上記カバーは、上記一方向に関して上記両方の端部の間の上記抵抗部に対応する領域に、上記抵抗部を露出させる開口を有する。
上記複数の細長パターンは実質的に正方格子の各辺をなすように配列され、
上記正方格子の格子点では、上記細長パターンの接近した端部同士の間に隙間があることを特徴とする。
上記複数の細長パターンの配列は、上記基板の長手方向に沿って1列に並ぶ複数の辺をなし、かつ、その1列の両側に、それぞれ対応する上記辺を含んで上記長手方向に沿って交互に1つずつ並ぶ単位格子をなし、
上記1列に並ぶ辺の全体としての両端が上記配線の対に導通されていることを特徴とする。
となる。したがって、上記抵抗部全体としての抵抗値は(m−1/4)Raとなる。
上記基板上に、上記作用極と上記対極との対と、上記配線の対とを形成し、
上記基板上に、スクリーン印刷法によって上記抵抗部の上記細長パターンを形成し、
上記作用極と上記対極との間にまたがって上記センサ部を形成した後、
上記基板上に、上記スペーサと上記カバーとをこの順に設け、これにより、上記基板上で上記センサ部に接する体液の量を規定するように、上記一方向に関して上記一方の端部の側で、上記スペーサが上記センサ部の両側に互いに対向する側壁を形成するとともに、上記カバーが上記スペーサの上記互いに対向する側壁の間にまたがって上記センサ部を覆い、上記一方向に関して上記他方の端部の側で、上記第1対、第2対の電極端子が上記スペーサおよび上記カバーから露出し、かつ、上記一方向に関して上記両方の端部の間の領域で、上記スペーサおよび上記カバーの上記開口を通して上記抵抗部が露出し、
上記センサ部を動作させて、この試験片の感度を含む属性情報として上記抵抗部がもつべき電気抵抗を求め、
上記抵抗部が全体として上記求められた電気抵抗をもつように上記細長パターンの接近した端部同士を選択して、ポッティング法により、その選択された上記端部同士の上に重ねて上記円形パターンを形成する。
また、第3の局面では、この発明の試験片は、
被験者の体液中の特定成分の濃度を測定するために、測定装置本体に装着されるとともに、上記体液が付着される生体成分測定用の試験片であって、
基板を備え、
上記基板上に、
互いに離間して延在する作用極と対極との対と、
上記作用極と上記対極との間にまたがって形成され、被験者の体液によって電気化学反応を起こして電気特性の変化を生ずるセンサ部と、
この試験片の感度を含む属性情報を表す電気抵抗をもつ抵抗部と、
上記抵抗部の両端につながる配線の対と
を備え、
上記作用極と対極との対と、上記配線の対とがそれぞれ上記測定装置本体に設けられた接点に接触すべき第1対の電極端子、第2対の電極端子を含み、
上記抵抗部は、
それぞれ或る抵抗率をもち互いに離間して設けられた複数の細長パターンを有し、各細長パターンの端部は別の細長パターンの端部と接近しており、
上記細長パターンの接近した端部同士の上に重なって設けられ、それらの端部同士を導通させる実質的に円形の円形パターンを有し、
上記細長パターンのうち上記端部以外の有効部分を覆うとともに上記円形パターンの境界を定める円形の貫通孔を有する絶縁層を備える。
また、第4の局面では、この発明の試験片の製造方法は、上記第3の局面の試験片を製造する試験片の製造方法であって、
上記基板上に、上記作用極と上記対極との対と、上記配線の対とを形成し、
上記基板上に、スクリーン印刷法によって、上記抵抗部の上記細長パターンと、上記細長パターンのうち上記端部以外の有効部分を覆うとともに上記円形の貫通孔を有する上記絶縁層とを、この順に形成し、
上記作用極と上記対極との間にまたがって上記センサ部を形成した後、
上記センサ部を動作させて、この試験片の感度を含む属性情報として上記抵抗部がもつべき電気抵抗を求め、
上記抵抗部が全体として上記求められた電気抵抗をもつように上記細長パターンの接近した端部同士を選択して、ポッティング法により、その選択された上記端部同士の上に重ねて、上記絶縁層の上記円形の貫通孔を境界として上記円形パターンを形成する。
試験片10は、図2(分解状態を示す。)によって良く分かるように、基板11と、絶縁層としてのレジスト層48と、スペーサ16と、カバーシート18とを含んでいる。なお、図2中には、XYZ直交座標を併せて示している。
(表1)
図8は、試験片10を製造するための一実施形態の製造方法のフローを示している。このフローに基づいて、図9から図13の平面図を参照しながら、試験片10の製造方法を説明する。
Ra=ρ×L/(w×h)≒143kΩ
となる。
抵抗部14の電気抵抗Rcは、図14(A),(B),…,(P)に示すようにして可変して設定される。なお、図14において、円形パターン71で導通された格子点Gは●印が付されている一方、非導通の格子点Gには●印が付されていない(後述の図17でも同様。)。
となる。したがって、抵抗部14全体としての抵抗値は(3/4)Ra+14Ra=14.75Raとなる。
このようにして、図14(C),…,(P)に示すように、この抵抗部14において導通させる単位格子の数を順次増加させてゆく。
図1中に示すように、本体50は、ユーザ(典型的には、被験者)が片手で持つことができるような略直方体状のケーシング50Mを備えている。ケーシング50Mの前面(図1における上面)に、報知部として働く表示部55と、ユーザが操作するための操作部56とが設けられている。
第1対の接点62,63と第2対の接点64,65とを切り換えるためのスイッチSW1,SW2とを含んでいる。試験片10の対極13からの出力電流が、試験片10の出力として、オペアンプ68の反転入力端子(−)に入力される。オペアンプ68の非反転入力端子(+)は接地されている。この構成により、出力検出部51は、試験片10の出力(出力電流)に応じた出力電圧Voutを出力する。
Vout=−(R2/R1)×Vin …(1)
として表される。
次に、図7の処理フローを用いて、この生体成分測定装置1による血液中の血糖値の測定方法を説明する。
Vout=−(R2/Rc)×Vin …(2)
となり、実質的にゼロでない値を示す。CPU53は、この出力電圧Voutの変化に基づいて、コネクタ部61に試験片10が装着されたか否かを判断する(R2、Vinの値、Rcの値の範囲は、既知であるものとする。)。
この電気抵抗Rcが表す、血糖値とセンサ部15の起電流との対応関係は、既述のメモリ54(図4参照)に検量線として記憶されている。
図15は、既述の試験片10の抵抗部14のレイアウトを変形した変形例の製造途中(ポッティング直前)の状態を示している。
10,10′ 試験片
11 基板
12 作用極
13 対極
12f,13f 第1対の電極端子
14,14′ 抵抗部
42,43,42′ 配線
42f,43f 第2対の電極端子
44,45,46,47 細長パターン
50 本体
55 表示部
61 コネクタ部
62,63,64,65 接点
71 円形パターン
G 格子点
U1,U2,…,U16;U1−1,U1−2;U2−1,U2−2;…;U8−1,U8−2 単位格子
Claims (22)
- 被験者の体液中の特定成分の濃度を測定するために、測定装置本体に装着されるとともに、上記体液が付着される生体成分測定用の試験片であって、
基板を備え、
上記基板上に、
互いに離間して一方向に延在する作用極と対極との対と、
上記一方向に関して一方の端部の側で上記作用極と上記対極との間にまたがって形成され、被験者の体液によって電気化学反応を起こして電気特性の変化を生ずるセンサ部と、
上記一方向に関して両方の端部の間で、かつ上記作用極と対極との対の間の領域に形成され、この試験片の感度を含む属性情報を表す電気抵抗をもつ抵抗部と、
上記抵抗部の両端につながる配線の対と
を備え、
上記作用極と対極との対と、上記配線の対とがそれぞれ、上記一方向に関して上記一方の端部と反対の他方の端部の側で上記測定装置本体に設けられた接点に接触すべき第1対の電極端子、第2対の電極端子を含み、
上記抵抗部は、
それぞれ或る抵抗率をもち互いに離間して設けられた複数の細長パターンを有し、各細長パターンの端部は別の細長パターンの端部と接近しており、
上記細長パターンの接近した端部同士の上に重なって設けられ、それらの端部同士を導通させる実質的に円形の円形パターンを有し、
上記基板上に、さらに実質的に平板状のスペーサと、平坦なカバーとが設けられ、
上記基板上で上記センサ部に接する体液の量を規定するように、上記一方向に関して上記一方の端部の側で、上記スペーサが上記センサ部の両側に互いに対向する側壁を形成するとともに、上記カバーが上記スペーサの上記互いに対向する側壁の間にまたがって上記センサ部を覆い、
上記一方向に関して上記他方の端部の側で、上記第1対、第2対の電極端子が上記スペーサおよび上記カバーから露出し、
上記スペーサおよび上記カバーは、上記一方向に関して上記両方の端部の間の上記抵抗部に対応する領域に、上記抵抗部を露出させる開口を有する試験片。 - 請求項1に記載の試験片において、
上記細長パターンのうち上記端部以外の有効部分を覆うとともに上記円形パターンの境界を定める円形の貫通孔を有する絶縁層を備えたことを特徴とする試験片。 - 請求項1または2に記載の試験片において、
上記抵抗部の上記円形パターンは、ポッティング法により形成されて上記基板に対して反対の側に凸に湾曲した表面を有していることを特徴とする試験片。 - 請求項1から3までのいずれか一つに記載の試験片において、
上記複数の細長パターンの上記端部以外の有効部分の長さと断面積が同一であることを特徴とする試験片。 - 請求項1から4までのいずれか一つに記載の試験片において、
上記複数の細長パターンは実質的に正方格子の各辺をなすように配列され、
上記正方格子の格子点では、上記細長パターンの接近した端部同士の間に隙間があることを特徴とする試験片。 - 請求項5に記載の試験片において、
上記細長パターンの接近した端部同士の上記隙間は、上記細長パターンの長手方向に対して交差する幅方向に関して一定寸法の隙間であることを特徴とする試験片。 - 請求項5または6に記載の試験片において、
上記複数の細長パターンの配列は、上記基板の長手方向に沿って1列に並ぶ複数の辺をなし、かつ、その1列の両側に、それぞれ対応する上記辺を含んで上記長手方向に沿って交互に1つずつ並ぶ単位格子をなし、
上記1列に並ぶ辺の全体としての両端が上記配線の対に導通されていることを特徴とする試験片。 - 請求項7に記載の試験片において、
上記複数の細長パターンの配列は、各々の上記単位格子の上記1列に並ぶ辺とは反対の側に接して、もう1つの単位格子を有することを特徴とする試験片。 - 請求項1から8までのいずれか一つに記載の試験片において、
上記第1対の電極端子の一方と上記第2対の電極端子の一方とが共通に構成されていることを特徴とする試験片。 - 請求項1に記載の試験片を製造する試験片の製造方法であって、
上記基板上に、上記作用極と上記対極との対と、上記配線の対とを形成し、
上記基板上に、スクリーン印刷法によって上記抵抗部の上記細長パターンを形成し、
上記作用極と上記対極との間にまたがって上記センサ部を形成した後、
上記基板上に、上記スペーサと上記カバーとをこの順に設け、これにより、上記基板上で上記センサ部に接する体液の量を規定するように、上記一方向に関して上記一方の端部の側で、上記スペーサが上記センサ部の両側に互いに対向する側壁を形成するとともに、上記カバーが上記スペーサの上記互いに対向する側壁の間にまたがって上記センサ部を覆い、上記一方向に関して上記他方の端部の側で、上記第1対、第2対の電極端子が上記スペーサおよび上記カバーから露出し、かつ、上記一方向に関して上記両方の端部の間の領域で、上記スペーサおよび上記カバーの上記開口を通して上記抵抗部が露出し、
上記センサ部を動作させて、この試験片の感度を含む属性情報として上記抵抗部がもつべき電気抵抗を求め、
上記抵抗部が全体として上記求められた電気抵抗をもつように上記細長パターンの接近した端部同士を選択して、ポッティング法により、その選択された上記端部同士の上に重ねて上記円形パターンを形成する試験片の製造方法。 - 請求項10に記載の試験片の製造方法において、
上記抵抗部の上記細長パターンを形成した後、上記センサ部を形成する前に、上記細長パターンのうち上記端部以外の有効部分を覆うとともに上記円形パターンの境界を定める円形の貫通孔を有する絶縁層を形成することを特徴とする試験片の製造方法。 - 被験者の体液中の特定成分の濃度を測定するために、測定装置本体に装着されるとともに、上記体液が付着される生体成分測定用の試験片であって、
基板を備え、
上記基板上に、
互いに離間して延在する作用極と対極との対と、
上記作用極と上記対極との間にまたがって形成され、被験者の体液によって電気化学反応を起こして電気特性の変化を生ずるセンサ部と、
この試験片の感度を含む属性情報を表す電気抵抗をもつ抵抗部と、
上記抵抗部の両端につながる配線の対と
を備え、
上記作用極と対極との対と、上記配線の対とがそれぞれ上記測定装置本体に設けられた接点に接触すべき第1対の電極端子、第2対の電極端子を含み、
上記抵抗部は、
それぞれ或る抵抗率をもち互いに離間して設けられた複数の細長パターンを有し、各細長パターンの端部は別の細長パターンの端部と接近しており、
上記細長パターンの接近した端部同士の上に重なって設けられ、それらの端部同士を導通させる実質的に円形の円形パターンを有し、
上記細長パターンのうち上記端部以外の有効部分を覆うとともに上記円形パターンの境界を定める円形の貫通孔を有する絶縁層を備えた試験片。 - 請求項12に記載の試験片において、
上記基板上で上記センサ部に接する体液の量を規定するように、上記基板上に、互いに対向する側壁を形成するスペーサと、上記スペーサの上記互いに対向する側壁の間にまたがって上記センサ部を覆う平坦なカバーとが設けられる一方、
上記基板上で上記第1対、第2対の電極端子および上記抵抗部が上記スペーサおよび上記カバーから露出している試験片。 - 請求項12または13に記載の試験片において、
上記抵抗部の上記円形パターンは、ポッティング法により形成されて上記基板に対して反対の側に凸に湾曲した表面を有していることを特徴とする試験片。 - 請求項12から14までのいずれか一つに記載の試験片において、
上記複数の細長パターンの上記端部以外の有効部分の長さと断面積が同一であることを特徴とする試験片。 - 請求項12から15までのいずれか一つに記載の試験片において、
上記複数の細長パターンは実質的に正方格子の各辺をなすように配列され、
上記正方格子の格子点では、上記細長パターンの接近した端部同士の間に隙間があることを特徴とする試験片。 - 請求項16に記載の試験片において、
上記細長パターンの接近した端部同士の上記隙間は、上記細長パターンの長手方向に対して交差する幅方向に関して一定寸法の隙間であることを特徴とする試験片。 - 請求項16または17に記載の試験片において、
上記複数の細長パターンの配列は、上記基板の長手方向に沿って1列に並ぶ複数の辺をなし、かつ、その1列の両側に、それぞれ対応する上記辺を含んで上記長手方向に沿って交互に1つずつ並ぶ単位格子をなし、
上記1列に並ぶ辺の全体としての両端が上記配線の対に導通されていることを特徴とする試験片。 - 請求項18に記載の試験片において、
上記複数の細長パターンの配列は、各々の上記単位格子の上記1列に並ぶ辺とは反対の側に接して、もう1つの単位格子を有することを特徴とする試験片。 - 請求項12から19までのいずれか一つに記載の試験片において、
上記第1対の電極端子の一方と上記第2対の電極端子の一方とが共通に構成されていることを特徴とする試験片。 - 請求項12に記載の試験片を製造する試験片の製造方法であって、
上記基板上に、上記作用極と上記対極との対と、上記配線の対とを形成し、
上記基板上に、スクリーン印刷法によって、上記抵抗部の上記細長パターンと、上記細長パターンのうち上記端部以外の有効部分を覆うとともに上記円形の貫通孔を有する上記絶縁層とを、この順に形成し、
上記作用極と上記対極との間にまたがって上記センサ部を形成した後、
上記センサ部を動作させて、この試験片の感度を含む属性情報として上記抵抗部がもつべき電気抵抗を求め、
上記抵抗部が全体として上記求められた電気抵抗をもつように上記細長パターンの接近した端部同士を選択して、ポッティング法により、その選択された上記端部同士の上に重ねて、上記絶縁層の上記円形の貫通孔を境界として上記円形パターンを形成する試験片の製造方法。 - 請求項21に記載の試験片の製造方法において、
上記センサ部を形成した後、上記抵抗部がもつべき電気抵抗を求める前に、
上記基板上で上記センサ部に接する体液の量を規定するように、上記基板上に、互いに対向する側壁を形成するスペーサと、上記スペーサの上記互いに対向する側壁の間にまたがって上記センサ部を覆う平坦なカバーとを設ける一方、
上記基板上で上記第1対、第2対の電極端子および上記抵抗部を上記スペーサおよび上記カバーから露出させることを特徴とする試験片の製造方法。
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