JPH04194660A - 血中成分濃度測定器 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、酵素電極を用いて血中の成分濃度を測定す
る測定器に関し、更に詳しく言えば、採血後ただちに血
中の生化学物質濃度が測定できる血中成分濃度測定器に
関する。

（ロ）従来の技術 従来の酵素電極を用いた血中成分濃度測定器としては、
所謂ディスクリート方式或いはフロ一方式と呼ばれる構
成の臨床検査装置が知られている。

これらの装置は、試料の希釈、測定、装置の校正及び洗
浄がほぼ自動化されているか、装置が大型で高価であり
ランニングコストも高い。また、測定には長時間を要し
、多量の試料や緩衝液が必要である許かりでなく、装置
の取扱いには熟練を要し、装置の保守管理も煩雑であっ
た。

そこで、近年、第６図に示すような簡易に測定できる血
中成分の濃度測定器が提案されている。

この血中成分の濃度測定器は、ケース体５１に表示器５
２及び操作部５３を設けると共に、脱着可能なカートリ
ッジ５４を設けている。このカートリッジ５４には、固
定化酵素膜５５が支持されている。カートリッジ５４を
ケース体５１に装着することにより、このカートリッジ
５４の下部に露出している下地電極（図示せず）に、酵
素膜５５が密着されて酵素電極を構成するようになって
いる。

血中成分の濃度の測定は、ランセットと称する突刺針（
図示せず）で、指先を突き刺し、−滴の静脈血を出血さ
せ、この一滴５６を酵素膜５５上に滴下する。そして、
酵素電極が濃度を測定した後に、血清５６を拭き取る。

この時、標準液（校正用液）、緩衝液（洗浄用液）も同
様に滴下し拭き取る。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記、近年提案されている血中成分濃度測定器では、小
型、且つ廉価であり、メンテナンスも不要である反面、
以下に列挙する問題点を有している。

■測定器本体と、この本体とは別体のランセットとを揃
えて用意しなければならない。また、血中成分の濃度測
定器を測定可能状態にセットした後に、ランセットで採
血しなけれはならず、操作手順が繁雑である。

■ランセントで採血後、測定器本体まで指を移動する際
に、血液の落下を防止しなければならない。

また、必ず酵素膜部分に一滴の血液を滴下しなければな
らない等、取扱いに細心の注意が必要である。

■血液を酵素膜上に滴下する位置、及び滴下速度によっ
て測定値が異なる。また、酵素膜の全域を充分に満たす
にたる量の血液を滴下する必要があり、測定に細心の任
意が必要である。

■測定後或いは校正後の洗浄は、酵素膜に洗浄用緩衝液
を滴下し拭き取る操作を、繰り返し行うため煩雑であり
時間がかかる。また、下地電極表面に直接触れて拭き取
るため、下地電極表面に傷がつき破損しやすい。逆に、
拭き取りが不充分であると酵素膜上に液滴が残り、次の
測定に悪影響を与える。所謂、キャリーオーバーになり
、測定精度が劣化する。

■下地電極と酵素膜とが分離しているため、下地電極と
酵素膜との密着の程度が測定結果に反映し、測定精度の
劣化を招く。そこで、酵素膜を下地電極に装着する時に
、高い密着度を得ようとして、酵素膜の破損が頻発する
。また、下地電極表面は、酵素膜との密着性を高めるた
めに、凸面に加工しなければならず、製造コストが極め
て高い。■酵素膜の交換時には、下地電極表面に液を滴
下する等の繁雑な作業か必要である。また、この滴下液
量が測定結果に影響を与える。更に、交換後は暫く電極
出力が安定せず、測定可能になるまで時間がかかる。

■下地電極破損の場合、下地電極がケース体に一体とな
っているため、交換が不可能であるう等の幾多の不利が
あった。

この発明は、以上のような問題点に着目してなされたも
ので、測定器本体とランセット（突刺針）とを一体化す
ると共に、突刺針用キャップ体内に酵素電極を配備する
ことで、測定準備が簡便で取扱いが容易であり、測定精
度が高く安価な血中成分濃度測定器を提供することを目
的とする。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この目的を達
成させるために、この発明の血中成分濃度測定器では、
次のような構成としている。

血中成分濃度測定器は、測定器本体と、この測定器本体
の適所に脱着可能に取付けられた突刺針と、上記測定器
本体に対し脱着可能に嵌着され、前記突刺針をカバーす
る突刺針用キャップ体と、この突刺針用キャップ体に内
装配備され、外部に引き出された接続端部が上記測定器
本体のコネクタに接続される酵素電極とから成ることを
特徴としている。

このような構成を有する血中成分濃度測定器では、丸棒
状測定器本体の先端に突刺針が突設しである。一方、突
刺針用キャップ体はマイクロピペットのチップにもなる
円筒状ケースであり、このケース（キャップ体）の先端
部付近の内面には、接続端部を有する膜状の酵素電極が
配備しである。

そして、この酵素電極の接続端部を、測定器本体のコネ
クタに差し込むようになっている。突刺針は、測定器本
体のプランジャにより突刺針用キャップ体の先端側から
外方向へ突出可能になっている。従って、突出させた状
態で指先を突き刺す時、指先の血液は突刺針用キャンプ
体の内面の酵素電極に付着し、血中成分濃度が測定され
る。つまり、この測定器では突刺針と酵素電極と測定器
本体とが一体化している。従って、測定準備が簡便であ
り、マイクロピペットの操作により測定でき取扱いが容
易である。また、血清が付着した指を移動させることが
ないため、採血した試料を必ず測定に供することができ
る。更に、測定器本体のプランジャの操作で、標準液、
洗浄用緩衝液を供給、排出させるようにすることで、拭
き取り操作時に酵素電極に触れることがなく、酵素膜の
破損および下地電極の傷付きを防止できる。また、酵素
電極の交換は突刺針用キャンプ体の脱着により実行でき
籠便である。

（ホ）実施例 第１図は、この発明δこ係る血中成分濃度測定器の具体
的な一実施例を示す斜視図である。

血中成分濃度測定器は、測定器本体１と、この測定器本
体１の適所に脱着可能に取付けられた突刺針３と、上記
測定器本体１に対し脱着可能に嵌着され、前記突刺針３
をカバーする突刺針用キャップ体２と、この突刺針用キ
ャンプ体２に内装配備され、接続端部が上記測定器本体
１のコネクタ１４に接続される酵素電極４とから構成さ
れる。

測定器本体１は、丸棒状のベンタイプに形成され、内部
に図示はしないが血中成分定量手段（酵素電極の出力に
より血中成分の濃度を定量する手段）を備えると共に、
外部適所に表示器（液晶表示器）Ｉｔと操作部１２を配
備している。また、後端部にはプランジャ１３が配備し
である。更に、第３図で示すように、測定器本体１の先
端側には、後述する酵素電極４の接続端部４１ａが挿し
こまれ、定量手段と接続するためのコ茅りタ１４が設け
である。

上記突刺針（ランセント〕３は、第３図で示すように、
測定器本体ｌの先端部に保持部１５を介して脱着可能に
突出状に取付けられている。この突刺針３は、ハネ機構
等の進退手段（図示せず）を介して上記プランジャ１３
に連繋され、プランジャ１３の操作で後述する突刺針用
キャップ体２の先端側より外方へ突出可能に配備されて
いる。

前記突刺針用キャップ体２は、第２図で示すように、測
定器本体１の先端部に脱着可能に嵌着するケース体で、
マイクロピペットのチップにもなる円筒状ケースである
。この突刺針用キャップ体２は、両端が開口しており、
先端側間口２２か上記突刺針３の出没用孔部となってい
る。また、上記プランジャ１３には、図示はしないが、
このマイクロピペットの千ノブでもある円筒状ケース（
キャンプ体）２に対し、血液、標準液、洗浄用緩衝液を
供給　排出させる機能を有するように設定しである。つ
まり、２段階で出没するプランジャ１３は、第１段階の
押し操作で突刺針３が突出し、第２段階の押し操作で標
準液、洗浄用緩衝液が供給・排出されるように構成しで
ある（図示せず）。

上記酵素電極４は、第４図及び第５図で示すように、突
刺針用キャンプ体２の内面適所に配備されている。この
酵素電極４は、電極支持基板４１と、作用電極４２及び
対照電極４３（この画電極４２．４３で下地電極が構成
される）と、絶縁性保護膜４４と、固定化酵素膜４５と
から成る。電極支持基板４１は、プラスチックフィルム
等の絶縁材で、この電極支持基板４１上に作用電極４２
、対照電極４３が形成される。この下地電極は、スパン
クリング、真空蒸着、イオンブレーティング等の手段を
適用して、白金を膜形成したものである。尚、下地電極
の電極材料としては、白金に限定されるものではなく、
形成手段もメンキ箔の貼着等適宜変更可能である。更に
、この電極支持基板４１上には、接続端部４１ａを除い
て絶縁保護膜４４が形成されると共に、作用電極４２、
対照電極４３が、それぞれ感応部４２ｂ、４３ｂ、接続
部４２ａ、４３ａを除いて被覆される。絶縁保護膜４４
は、感光性ポリイミド樹脂を用い、ホトリソグラフィー
を利用して感応部を規定する。また、この絶縁保護膜４
４上には、固定化酵素膜４５が形成される。この固定化
酵素Ｉｆ！Ｊ４５は、ナフィオン層４５ａ１酵素層４５
ｂ、ナフィオン層４５Ｃを積層した三層構造である。ナ
フィオンは、アメリカ・デュポン社の商品名で、正しく
はＰ。

１ｙｐｅｒｆｌｕｏｒｏｓｕｌｆｕｒｉｃ　　ａｃｉｄ
で、陽イオン交換性の高分子である。このナフィオンは
、５％溶液（溶媒はエチルアルコール）が市販されてお
り、膜形成は容易である。実施例では、デイツプコーテ
ィングにより膜形成している。酵素層４５ｂは、酵素液
よりデイツプコーティングして膜形成している。酵素液
は、０．１モルのリン酸緩衝液（ｐＨ６，０）に、グル
コースオキシダーゼ（ＣＯＤ）１０％、牛血清アルブミ
ン（ＢＳＡ）７．５％及びグリタルアルデヒド０．５％
の濃度になるように調整したものである。このような構
成の酵素電極４は、突刺針キャンプ体２内周面に接着剤
等で貼着される。この際、接続端部４１ａが突刺針用キ
ャップ体２外部に露出し、作用電極４２、対照電極４３
の接続端部４２ａ、４３ａが、測定器本体１のコネクタ
１４に接続し得るようなっている（第３図参照）。

このような構成を有する血中成分濃度測定器により、血
中成分の濃度を測定する場合は、突刺針用キャップ体２
が装着された測定器本体１を、突刺針用キャップ体２の
端面２ａが指先表面に密着するように押し付ける。そし
て、２段操作になっているプランジャ１３の第１段を押
すことにより、突刺針３が突刺針用キャップ体（開口孔
２２）２先端より突出し、皮膚面を出血させる。この血
液が、突刺針用キャップ体２内面の酵素電極４に接する
ことで測定が可能となる。酵素電極４の酵素膜４５に血
液が接すると、酵素膜４５内で酵素グルコースオキシダ
ーゼ（ＣＯＤ）による次式の反応が生しる。

この時、生成した過酸化水素（Ｈ２０□）は、作用電極
４２ａの惑応部４２ｂで酸化され、この酸化電流が電極
出力となる。この電極出力から化学量論的に、血液中の
グルコース濃度を知ることができる。測定が終了したら
、プランジャ１３の第２段を押して血液を排出し、プラ
ンジャ１３の操作により洗浄用緩衝液を供・排出し、酵
素電極４を洗浄する。また、突刺針３の交換は測定器本
体１より突刺針用キャップ体２を外して行う（第３回参
照）。

上記実施例では、酵素としてＣＯＤを固定化し、血液中
のグリコース濃度を定量する構成としているが、他の酵
素を用いてグルコース以外の血液成分の濃度を定量する
ことも可能であり、適宜設計変更可能である。

（へ）発明の効果 この発明では、以上のような構成としたから、次に列挙
するような効果を有する。

■ランセットと酵素電極が一本の測定器に共に設けられ
ているので測定準備が簡便であり、マイクロピペットの
操作で測定できるから取扱いが容易である。

■また、血的が付着した指を移動させることかないため
、採血した試料を必ず測定に供することができる。

■拭き取り操作などで酵素電極に触れることがないので
、酵素膜の破損は皆無であり、下地電極を傷つけること
がない。

■酵素電極は構造が簡単で量産でき、低価格で提供でき
るから使い捨て使用ができる。

■洗浄用緩衝液等の排出は、マイクロピペットの排出動
作により行うため、酵素電極上に液滴が残存しない。従
って、キャリーオーバが防止でき高い測定精度が達成で
きる。

■酵素膜か下地電極に一体に被覆されているため、酵素
膜と下地電極との密着度が一定しており、再現性に優れ
た測定を行うことができる。

■また、酵素膜のみの交換は不要であり、下地電極の拭
き取り等、細心の注意を要する作業が解消される。

■酵素電極の交換は、突刺針用キャンプ体の脱着により
行え、交換作業が容易である。

■血液の他には、小量の洗浄用緩衝液と標準液が必要な
だけであり、拭き取り用具も不要でランニングコストも
軽減される。

等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例血中成分濃度測定器を示す斜視図、第
２図は、実施例血中成分濃度測定器の突刺針用キャップ
体の断面図、第３図は、実施例血中成分濃度測定器の突
刺針用キャップ体を外した状態を示す斜視図、第４図は
、実施例血中成分濃度測定器の酵素電極を示す要部縦断
面図、第５図は、実施例血中成分濃度測定器の酵素電極
を示す要部横断面図、第６図は、従来の血中成分濃度測
定器を示す斜視図である。 １；測定器本体、　　２：突刺針用キヤ、７プ体、３：
突刺針、　　　４：酵素電極、 １４：コネクタ、　　４１ａ：接続端部。 特許出願人　　　　　　　　オムロン株式会社代理人　
　　　弁理士　　　中　村　茂　信第１図 ／ 第２図 第４図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定器本体と、この測定器本体の適所に脱着可能
   に取付けられた突刺針と、上記測定器本体に対し脱着可
   能に嵌着され、前記突刺針をカバーする突刺針用キャッ
   プ体と、この突刺針用キャップ体に内装配備され、外部
   に引き出された接続端部が上記測定器本体のコネクタに
   接続される酵素電極とから成る血中成分濃度測定器。