JPS6378043A

JPS6378043A - 液中成分測定装置

Info

Publication number: JPS6378043A
Application number: JP61223271A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Sakurai; 桜井　義弘; Toshinori Kawamura; 川村　俊教; Toyokatsu Okamoto; 豊勝岡本; Akiyoshi Miyawaki; 宮脇　明宜
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1988-04-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、たとえば、体液などの液中成分を測定する
装置に関する。

〔背景技術〕

従来、試料液中の被測定物質（たとえば、血液中のグル
コースや尿酸など）中の成分を測定用電極によって構成
されるセンサ（たとえば、グルコースオキシダーゼ等の
酵素を電極表面に固定したバイオセンサ）を用いて測定
する液中成分測定装置として、バッチ式およびフロ一式
の液中成分測定装置がある。

フロ一式液中成分測定装置においては、第１０図にみる
ように、ｐＨ緩衝液６が流路７を一定速度で流れるよう
になっている。図中、矢印は、ｐＨ緩衝液６の流れをあ
られす。この際、通常は、ポンプ８を駆動する。流路７
の途中に被測定液注入口１０およびセンサ（たとえば、
酵素センサ等）９が備えられていて、被測定液内に含ま
れている被測定成分の量を測定するようになっている。

このフロ一式液中成分測定装置は、病院等での使用にお
いては、実用化が進んでいるが、ｐＨ１１１衝液の流速
およびその量を制御するための弁（図示省略）とポンプ
を必要とするため、患者が自己管理するには、非常に高
価であるという問題があった。

一方、バッチ式液中成分測定装置においては、第１１図
にみるように、セル（反応槽）２中にｐＨ緩衝液１が溜
められ、セル周壁内を恒温水が循環する（図中、矢印は
、恒温水の循環経路をあられす）ことにより、ｐＨ緩衝
液１が一定温度に保たれている。セル２中にはｐＨ緩衝
液１を攪拌する攪拌子３を有している。攪拌子３は、セ
ル２の下方に配置されている攪拌装置４によって回転す
るようになっている。攪拌装置４は、攪拌子３に対応す
る位置に配設されている磁石（図示省略）と、この磁石
を回転させるモータ（図示省略）を存している。つまり
、磁石の磁力による吸引反発によって撹拌子３が回転し
、ｐＨ緩衝液ｌを攪拌するようになっているのである。

セル２内には、適当な電圧が印加されたセンサ５が収め
られており、ｐＨ緩衝液１に浸されている。このセル２
内に被測定物質（たとえば、血液などの体液）を注入す
ることによって、ｐＨｆｆ１街液ｌ内で電極反応が発生
する。

この電極反応による生成物（たとえば、過酸化水素等）
や消費物（たとえば、酸素等）を電流出力として取り出
し、その出力の量に応じて被測定液中の被測定物質の測
定をするものである。したがって、小型で、フロ一式の
ものに比べて安価であり家庭用として用いることができ
るのであるが、注入する被測定物質の定量性でその精度
が非常に左右される。そこで、定量性を得るために分注
ピペットを用いられるようになっているのであるが、こ
の分注ピペフトは、非常に高価なものであり、家庭用と
して用いるのに適さない。

この問題を解決するために、この発明者らは、第１２図
にみるようなスポイトを発明した。このスポイトは、円
筒状のホルダー１２をボディとして備えていて、その両
端が開口している。このホルダー１２の基部側となる一
端には、一端が開口した中空状の操作受片１３がその開
口側がホルダー１２の外周に被せられるようにして取り
付けられている。この操作受片１３はゴム袋からなって
いて、人為操作により収縮しそのもつ弾性により膨張し
て復元するようになっている。操作受片１３にはつまみ
部１３ａが設けられていて、つまみ部Ｌ３ａに開閉小孔
１６が形成されている。ホルダー１２の先端となる他端
には、円柱形のゴムピースからなっている差込キャンプ
１４がそのもつ弾性によって嵌入されている。この差込
キャップの中央には挿入孔１４ａが貫通して形成されて
いて、この挿入孔１４ａを介して毛細管１１の基部側の
一端が着脱自在に差し込まれるようになっている。ホル
ダー１２の前記一端内部には、ゴム材料からなる円柱形
の仕切ピース１５がそのもつ弾性を利用して嵌入されて
いる。この仕切ピース１５の中央に針状孔１５ａが貫通
するように形成されていて、この針状孔１５ａが絞り手
段とされているものである。針状孔１５ａは、操作受片
１３に内圧がかからない状態で仕切ピース１５のもつ弾
性によって軽く閉じられるようになっているとともに、
開閉小孔１６を指で塞ぎつつ矢印方向に操作受片１３が
つままれてその内部に圧力がかかると針状孔１５ａの操
作受片１３側に形成された伝達孔１５ｂを通して圧力が
作用して次第に開かれるようになっている。これにより
、毛細管１１内にはごく低い圧力をもってごく微量の排
出用空気しか流れ込まないようになっている。

このスポイトは、さきに述べた分注ピペットに比べ安価
であるが、使用時に何度も持ち替えなければならず操作
性が良くない、しかも、測定装置本体と別体なっており
紛失しやすいなどの問題があった。

〔発明の目的〕

この発明は、このような事情に鑑みて、被測定液注入手
段が安価で、操作性がよく、かつ、紛失しない被測定物
質注入手段を有する液中成分測定装置を提供することを
目的としている。

〔発明の開示〕

この発明は、このような目的を達成するために、緩衝液
および被測定液で構成される試料液を入れるセルと、こ
のセルに浸漬されセル中の前記被測定液に含まれる被測
定成分を検出するセンサと、これらが装着される装置本
体とを備える液中成分測定装置であって、前記装置本体
には、前記被測定液を管内に保持した毛細管が装着され
るようになっているとともに、この毛細管の一端から圧
を掛けその内部の被測定液を前記セル内に注入するよう
にする被測定液注入手段が設けられていることを特徴と
する液中成分測定装置を要旨としている。

以下に、この発明を、その実施例をあられす図面を参照
しつつ詳しく説明する。

第１図および第２図は、この発明にかかる液中成分測定
装置の第１の実施例をあられす０図にみるように、この
液中成分測定装置は、測定部２１と表示部２２とが装置
本体２０として一体に組み込まれている。測定部２１は
、被測定物質の量に応じた電気信号を表示部２２に送る
。表示部２２は、演算回路（図示せず）、表示器２３．
操作スイッチ２４．２４を備える表示パネル２５と電源
スィッチ２６を備え前記電気信号に基づき演算を行い、
結果を表示器２３で表示する。

測定部２１は、被測定液とｐＨ緩衝液からなる試料液を
溜めるセル（反応槽）２７と、被測定液中の被測定物質
を検出するセンサ２８と、セル２７内の試料液３０を攪
拌する回転体２９とを備えている０回転体２９およびセ
ンサ２８は、装置本体２０にヒンジ３１を介して回動し
、装置本体２０に装着されたセル２８上部を開放自在に
覆う蓋状部材３２に取り付けられていて、蓋状部材３２
が閉状態にある場合、その先端部がそれぞれセル２８内
に臨むようになっている。

センサ２９は、第３図にみるように、センサキャップ８
２にねじなどを用いて固定されている。

このセンサキャップ８２は、蓋状部材３２の長穴状のセ
ンサ挿入口（図示せず）、および、コネクタ８６等を支
持する支持板８４の切欠８５に差し込まれ、センサ挿入
口の長大に沿ってスライドさせることにより、蓋状部材
に取り付けられるようになっているとともに、コネクタ
２６に電気的に接続されるようになっている。なお、セ
ンサキャップ８２は、第１図および第２図では上にセン
サ保護カバー３３が被せられているのであられれていな
い、上記のようにしてコネクタ２６に接続されることに
より、センサ２８から発せられる被測定物質量に応じた
電気出力が演算回路に送られ、演算回路で演算されて表
示器２３に被測定物質量として表示されるようになって
いる。

回転体２９は、攪拌部２９ａと軸部２９’、ｂとで構成
されている。攪拌部２９ａは、横断面十字形状をしてい
て、内部に磁石２９ｃが埋め込まれているとともに、セ
ル２７の試料液３０に浸漬されるようになっている。軸
部２９ｂは円柱状をしていて、蓋状部材３２に形成され
た支持部の軸穴に挿通されて回転自在となっているとと
もに、係止部２９ｄによって抜は落ちないようになって
いる。装置本体２０には、この回転体２９との間にセル
２７を介して磁石３４が配置されている。この磁石３４
は、モータ３５の回転軸に固定されていて、モータ３５
の回転に伴って水平方向に回転するようになっている。

磁石３４が回転すると、攪拌部２９内の磁石２９ｃとの
間に反発吸引が生じて回転体２９が回転し、試料液３０
を撹拌するようになっている。

蓋状部材３２には、被測定液注入手段（以下に、「注入
手段」とのみ記す）４０が取りつけられている。この注
入手段４０は、シリンダ部材４１、加圧手段としての加
圧部材４２および毛細管保持部材４３から構成されてい
る。シリンダ部材４１は、蓋状部材３２が閉状態におい
てセル２７に臨む位置となるように、蓋状部材３２に一
体化されシリンダ４１ａを備えている。シリンダ部材４
１のセル２７に対向する端部には、ゴムなどの弾性部材
からなる毛細管保持部材４３が嵌め込まれるようにして
装着されるようになっている。毛細管保持部材４３には
、毛細管挿入孔４３ａとなる貫通孔が設けられていて、
一定量の被測定液を保持した毛細管１１の一端がシリン
ダ４１ａ内に達するまで挿入されるようになっている。

挿入された毛細管１１は、毛細管保持部材４１の弾性力
によってそのままの状態に保持されるようになっている
。加圧部材４２は、ゴムなどの弾性材で形成されたキャ
ップ状のものであって、先端の押圧部（操作受部）４６
とシリンダ４１ａの一部を構成するシリンダ部４４を備
え、シリンダ部４４の先端部がシリンダ部材４１に外か
ら覆うように装着されるようになっている。押圧部４６
とシリンダ部４４の間には、針状孔（流量調整用微細孔
）を有する隔壁４５が形成されていて、押圧部４６を押
圧してもシリンダ４１ａ内の圧が急激に上昇することが
なく、毛細管１１内に保持された被測定液が毛細管１１
の壁面に残るようなことなくゆっくりと確実にセル２７
内に注入することができるようになっている。押圧部４
６の先端部には吸気孔（開閉小孔）４６ａが形成されて
いて、シリンダ４１ａ内を加圧する際には、この吸気孔
４３ａを指で塞ぐようにして押圧するようになっている
。シリンダ部４４のシリンダ４１ａの一部を構成する部
分の外壁は厚肉になっていて、押圧部４６の押圧などの
外力が加わってシリンダ部４４が曲がりシリンダ４１ａ
内置く深くまで挿入された毛細管１１が破損するという
ことがないようになっている。

なお、セル２７は、第４図にみるように、あらかじめ一
定量のｐＨ緩衝液４９が充填されていて、その開口部が
樹脂やアルミ製のシール４８で密封されている使い捨て
のものを用いることができる。シール４８は、セル２７
の周縁に形成された鍔部４７に熱溶着などによって固着
されている。。

この液中成分測定装置の使用方法は、以下のようである
。

セル２７のシール４８を剥がし、測定部２１に形成され
た凹部２１ａに載置して蓋状部材３２を閉じる。このと
き、加圧部材４２は、シリンダ部材４１から取り外して
おく。つぎに、電源スィッチ２６をＯＮの状態にし、表
示器２３の初期表示を確認する。確認後、操作スイッチ
２４を操作して回転体２９を回転させ、セル２７内のｐ
Ｈ緩衝液を攪拌する。そののち、較正液を毛細管１１で
採液し、この毛細管を毛細管保持部材４３の毛細管挿入
孔４３ａに挿入し毛細管１１の先端をセル２７内に臨ま
せその上から加圧部材４２を装着する。装着後、加圧部
材４２の先端部の吸気孔４６ａを塞ぎつつ押圧部４６を
指で押圧し、較正液をセル２７内に注入して較正を行う
。そののちに、加圧部材４２を取り除き較正液が入って
いた使用済の毛細管１１を取り除く。つぎに、較正液の
場合と同様にして血液などのサンプル液をセル２７内に
注入してサンプル液中の被測定物質量を測定し表示部２
１の表示器２３にその値が表示されるよになっている。

測定終了後、蓋状部材３２を開けてセル２７を取り出し
、これを廃棄する。連続して液中の成分を測定するので
あれば、その都度、新しいセル２７を測定部２１に装着
して上記と同様の操作で測定を行う。測定が終了すると
、電源スィッチ２６を切る。このようにして、被測定液
に含まれる被測定物質の量を測定するようになっている
のである。

なお、病院などのように、多数の被測定液を測定しなけ
ればならないようなところにおいては、使用済のセルを
廃棄せず、適当な数量単位でまとめて洗浄し、再利用す
れば経済的である。

第５図および第６図（ａｌ、　（ｂ）は、この発明にか
かる液中成分測定装置の第２の実施例をあられす。

図にみるように、この実施例の液中成分測定装置は、注
入手段以外の構造は、第１の実施例と同様である。注入
手段は、シリンダ部材５１が、蓋状部材３２が閉状態に
おいてシリンダ５１ａの軸が水平となるように蓋状部材
３２の内壁面に沿って形成されている。シリンダ部材５
１のセル２７側の端部には、毛細管保持部材５３が嵌め
込まれている。毛細管保持部材５３は、ゴムなどの弾性
材料から形成されていて、貫通状の毛細管挿入孔５３ａ
を備えている。この毛細管挿入孔５３ａは、蓋状部材３
２が閉状態においてシリンダ５１ａ側からセル２７側に
向かって下がるように傾斜していて、挿入された毛細管
１１の先端がセル２７内に臨むようになっている。加圧
部材５５は、シリンダ５１ａ内を摺動するピストン５７
と、このピストン５７を操作する操作レバー６０とを備
えている。操作レバー６０は、裏面に対向する一対の係
止爪６１，６１と、ピストン５７の後端部の周方向に形
成された溝５８に嵌まり込む両側から係止する係止爪６
３，６３を有する係止片６２を備えている。蓋状部材３
２の表面には、シリンダ部材５１を挟むように平行に形
成されたガイド溝６４．６４、および、シリンダ５１ａ
の一端が開口する凹部６５が形成されていて、ガイド溝
６４゜６４には操作レバー６０の係止爪６１，６１が、
凹部６５には係止片６２が、それぞれ嵌め込まれるよう
になっている。ピストン５７は、前述したように操作レ
バー６０の係止片６２の係止爪６３．６３が溝５８に嵌
まり込んでいるので、操作レバー６０をシリンダ５１ａ
方向に摺動させることにより、シリンダ５１ａ内に入り
込んで、シリンダ５１ａ内を加圧するようになっている
。なお、ピストン５７の先端部（シリンダ側）がゴム状
のシーリング材５６で形成されていて、シリンダ５１ａ
内の空気が後方へ漏れないようになっている。第５図お
よび第６図（ｂｌ中、５９は復帰ばね、６８はピストン
５７のストッパである。復帰ばね５９は、通常ピストン
５７および操作レバー６０を常にシリンダ５１ａとは逆
の方向に付勢して、無負荷の状態では、ピストン５７の
後端が凹部６５の壁面に当接するようにしている。スト
ッパ６８は、シリンダ５１ａの内壁面に形成された突起
であって、ピストン５７がシリンダ５１ａの奥まで入り
込みすぎて、毛細管１１を破損しないようにしている。

この実施例の液中成分測定装置の操作方法は、較正液あ
るいは被測定液を保持した毛細管１１を水平にして毛細
管保持部材５３の前方（セル側）から毛細管挿入孔５３
ａに挿入すくようにする以外は、第１の実施例と同様に
して行う。なお、挿入後、手を放すと、毛細管挿入孔５
３ａが傾斜しているので、毛細管１１は、その先端がｐ
ｎ緩衝液３０に接するぐらいに傾斜するようになってい
る第７図および第８図（ａ）、　（ｂｌは、この発明に
かかる液中成分測定装置の第３の実施例をあられす。

図にみるように、この実施例の液中成分測定装置は、加
圧部材８２およびシリンダ部材８１以外の構造は、第２
の実施例と同様である。シリンダ部材８１は、第２の実
施例同様に、蓋状部材３２が閉状態においてシリンダ８
１ａの軸が水平となるように蓋状部材３２の内壁面に沿
って形成されている。蓋状部材３２表面には、凹部８８
が形成されていて、シリンダ８１ａがこの凹部８８に開
口している。この凹部８８に加圧部材８２が嵌め込まれ
るようにして取り付けられるようになっている。加圧部
材８２は、ゴムやプラスチックの弾性を有する材料で形
成されていて、上下が蓋で覆われた筒状のものである。

この加圧部材８２が凹部８８に隙間なく嵌め込まれるよ
うになっている。

この加圧部材８２の蓋状部材３２からの突出部上面８４
は、薄肉になっていて、その中央には吸気孔８４ａが形
成されている。一方、凹部８８に嵌まり込む部分のシリ
ンダ８１ａに向かう側面には、シリンダ８１ａに嵌まり
こむ凸部８３が形成されていて、その中央に針状孔８３
ａが形成されている。この液中成分測定装置は、吸気孔
８４ａを指で塞ぎつつ加圧部材８２の上面の押圧部８４
を押圧するようにすれば、シリンダ８１ａ内が加圧され
、毛細管１１内の被測定液がセル２７内に注入されるよ
うになっている。なお、針状孔８３が形成されているの
で、加圧部材８２による加圧が緩衝されてシリンダ８１
ａ内に急激な加圧が行われないようになっている。第７
図中８１ｂは、毛細管１１がシリンダ８１ａ内に入り過
ぎないようにするためのストッパである。また、加圧部
材は、第９図にみるようなものでもよい。この加圧部材
９２は、押圧部９４が蛇腹状になっている。

この発明にかかる液中成分測定装置は、上記実施例に限
定されない。実施例では、回転体、センサが、蓋状部材
に取り付けられていたが、別体であっても構わない。蓋
状部材の形状も実施例のものに限定されない。蓋状部材
がなくても構わない。被測定液注入手段が装置本体に一
体化されていればよい。

〔発明の効果〕

この発明にかかる液中成分測定装置は、以上のように、
緩衝液および被測定液で構成される試料液を入れるセル
と、このセルに浸漬されセル中の前記被測定液に含まれ
る被測定成分を検出するセンサと、これらが装着される
装置本体とを備える液中成分測定装置であって、前記装
置本体には、一定量の前記被測定液を管内に保持した毛
細管が装着されるようになっているとともに、この毛細
管の一端から圧を掛は前記毛細管内の被測定液を前記セ
ル内に滴下するようにする被測定液注入手段が設けられ
ているので、被測定液注入手段が安価で、操作性がよく
、かつ、紛失しない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる液中成分測定装置の第１の実
施例をあられす斜視図、第２図はその操作部の横断面図
、第３図はそのセンサ部の断面図、第４図はそのセルの
１実施例をあられす断面図、第５図はこの発明にかかる
液中成分測定装置の第２の実施例をあられす操作部横断
面図、第６図（ａｌ、　（ｂ）はその斜視図、第７図は
この発明にかかる液中成分測定装置の第３の実施例をあ
られす操作部横断面図、第８図（ａ）、　（ｂ）はその
斜視図、第９図はその加圧部材の別の実施例をあられす
斜視図、第１０図および第１１図は従来の液中成分測定
装置をあられす説明図、第１２図は従来の被測定液注入
手段たるスポイトの断面図である。１１・・・毛細管　２０・・・装置本体　２７・・・セ
ル２８・・・センサ　３１・・・ヒンジ　３２・・・蓋
状部材４０．５０・・・被測定液注入手段　４１．５１
．８１・・・シリンダ部材　４１ａ、５１ａ、８１ａ・
・・シリンダ　４３．５３・・・毛細管保持部材　４３
ａ。５３ａ・・・毛細管挿入孔　４５・・・隔壁　４５ａ、
８３ａ・・・針状孔　４５ａ、８４ａ・・・吸気孔　５
７・・・ピストン　６０・・・操作レバー代理人　弁理士　　松　本　武　彦第３図第４図（ａ）第６図（ｂ）第８図第１０図第１１図第１２図円β糸六ネ４１正書（自発） ■用旧６１年１０月２７日３、補正をする者事件との列系　　　　　特許出願大佐　　　所　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地名
　称（５８３）松下電工株式会社代表者　　（懺耕役藤井貞　夫４、代理人５、補正により増加する発明の数６、補正の対象明細書７、補正の内容ｆｌｌ　　明細書第１２頁第９行の「なっている。」と
「挿入され」の間に、下記文言を挿入する。 −記一「図では、毛細管１１の他端は、蓋状部材３２が閉じら
れたときにセル２７の底部に付くようになっている。」（２）明細書第１２頁第１０行に「毛細管保持部材４１
Ｊとあるを、「毛細管保持部材４３」と訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）緩衝液および被測定液で構成される試料液を入れ
るセルと、このセルに浸漬されセル中の前記被測定液に
含まれる被測定成分を検出するセンサと、これらが装着
される装置本体とを備える液中成分測定装置であって、
前記装置本体には、前記被測定液を管内に保持した毛細
管が装着されるようになっているとともに、この毛細管
の一端から圧を掛けその内部の被測定液を前記セル内に
注入するようにする被測定液注入手段が設けられている
ことを特徴とする液中成分測定装置。
（２）装置本体には、ヒンジを介して回動し、セル上部
を開放自在に覆う蓋状部材が設けられていて、この蓋状
部材に被測定液注入手段が設けられている特許請求の範
囲第１項記載の液中成分測定装置。
（３）被測定液注入手段が、シリンダが形成されたシリ
ンダ部材と、このシリンダ部材の一端に装着され前記シ
リンダまで貫通する毛細管挿入孔を有する毛細管保持部
材と、前記シリンダ部材の他端に装着され人為操作によ
りシリンダ内部を加圧する加圧手段とから構成されてい
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の液中成分測
定装置。
（４）加圧手段が、シリンダ部材を外から覆うように装
着されるキャップ状の中空弾性材で構成されていて、こ
の中空弾性材の先端部が押圧されることによりシリンダ
内が加圧されるようになっているとともに、前記先端部
と前記シリンダ内に臨む毛細管の端部との間には、前記
押圧によって前記シリンダ内の圧力が急激に変化しない
ようにする針状孔が形成された隔壁が設けられている特
許請求の範囲第３項記載の液中成分測定装置。
（５）中空弾性材の先端部には、吸気孔が形成されてい
て、加圧は、この吸気孔を塞ぎつつ前記先端部を押圧す
ることにより行われるようになっている特許請求の範囲
第４項記載の液中成分測定装置。
（６）加圧手段がシリンダに挿入されるピストンと、こ
のピストンを操作して前記シリンダ内を加圧する操作レ
バーとから構成されている特許請求の範囲第３項記載の
液中成分測定装置。
（７）シリンダが蓋状部材裏面に沿って形成されていて
、毛細管保持部材の毛細管挿入孔が前記蓋状部材が閉状
態において斜め下方に傾斜するように形成されている特
許請求の範囲第３項ないし第６項のいずれかに記載の液
中成分測定装置。