JPH04215056A - 生化学物質測定器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、酵素電極を用いた生
化学物質測定器に関し、更に詳しく言えば、測定精度が
高く取扱いの便宜な生化学物質測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の生化学物質測定器を示
す斜視図である。この測定器は、小型ケース体６１の上
面に表示器６２と電源スイッチ６３を設けると共に、カ
ートリッジ装着部６５に対しカートリッジ６４を脱着可
能に配備している。このカートリッジ６４には、固定化
酵素膜６６が支持されており、カートリッジ６４をカー
トリッジ装着部６５に装着した時、カートリッジ装着部
６５に露出している下地電極６７に酵素膜６６が密着す
るようになっている。この生化学物質測定器を用いて、
例えば血中の生化学物質の濃度を測定する場合は、ラン
セット（図示せず）で指先を突き刺し、一滴の静脈血を
出血させる。そして、この血滴を酵素膜６６上に滴下し
て測定する。

【０００３】しかしながら、この生化学物質測定器は小
型で廉価であり、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。■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、測定精度や再現性の劣化をもたら
す。このため、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、酵素膜の破損という事故が頻発
する。■また、酵素膜の交換時には、下地電極表面に液
を滴下するなど煩雑な作用が必要であり、この滴下液量
が測定結果に影響を与える許かりでなく、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
不便がある。■下地電極の表面は、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。■下地電極表面に直接触れて拭き取る
操作があり、下地電極表面に傷がついて破損しやすい。 また、下地電極が破損すると下地電極がケース体と一体
になっているため交換が不可能である等、幾多の不利が
あった。

【０００４】そこで、本願出願人は、先に、上記問題点
を解決した生化学物質測定器を提案した（特願平２−３
６６４８号）。この測定器は、図１１に示すように、ケ
ース体７１に表示器７２と電源スイッチ７３を設けると
共に、脱着自在な保持部材７４を配備している。この保
持部材７４内には、プレーナ型の酵素電極７５が内蔵さ
れている。酵素電極７５は、電極支持基板７６上に膜状
の作用電極７７と対照電極７８を形成し、その感応部７
７ａ、７８ａを酵素膜７９で一体に被覆している。保持
部材７４には、開口部７４ａが設けられ酵素膜７９の感
応部７７ａ、７８ａに相当する部分が外部に露出する。 保持部材７４をケース体７１に装着した時、ケース体７
１内のコネクタ（図示せず）が、前記作用電極７７と対
照電極７８に接し、酵素電極７６とケース体７１内部の
検出回路との導通がとられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記、本願出願人が先
に提案した図１１に示す生化学物質測定器では、下地電
極に酵素膜が一体に被覆されており、下地電極と酵素膜
との密着度が一定しているため、測定精度が劣化するこ
とがなく、酵素電極交換から測定可能になるまでの時間
が短い。更に、酵素電極全体が交換されるので、酵素膜
のみを交換する事による酵素膜の破損、下地電極の傷つ
きが皆無となる。また、酵素電極は保持部材ごとに交換
するため、交換作業も極めて簡単に短時間で実行できる
。加えて、このプレーナ型酵素電極では、特に下地電極
の製造が簡単で量産できるため、コストダウンが可能と
なる。

【０００６】しかしながら、この生化学物質測定器では
次のような問題点のある事が判明した。■酵素電極を装
着するためのケース内のコネクタに、試料や標準液が流
入・付着し、検出回路の短絡、破損が生じやすい。■ケ
ース内のコネクタと酵素電極側の連結部は、保持部材の
外部に下地電極が露出しており、この露出部に液滴やゴ
ミ等が付着して測定不能或いは測定精度の劣化をもたら
す虞れがある。■酵素電極の交換時に、保持部材の開口
部より露出している酵素膜部を傷つけたり、液を付着さ
せたりする事故が起こりやすい。■酵素電極以外に保持
部材が必要であり、コストダウンの妨げになっている。 ■酵素電極を保持部材に内蔵させる製造工程が、非常に
複雑で時間を要し、また歩留り劣化の大きな原因となっ
ている。■交換用の保持部材内の酵素電極を保存、管理
するのに注意が必要である等の幾多の不利がある。

【０００７】この発明は、以上のような問題点を解消さ
せ、製造が簡単で測定精度が良く、取扱いが簡便で安価
な生化学物質測定器を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに、この発明の生化学物質測定器では、次のような構
成としている。生化学物質測定器は、酵素電極と、この
酵素電極の出力により生化学物質の濃度を定量する検出
手段と、この定量結果を表示する表示手段とを備えてな
る生化学物質測定器であって、試料滴下用開口部を有す
る測定器本体と、この測定器本体内に装脱可能に配備さ
れ、面内に複数の酵素電極を並列配備する電極支持基板
と、この電極支持基板を移送させ、上記各酵素電極を順
次、前記試料滴下用開口部に対応位置させる移送手段と
から成ることを特徴としている。

【０００９】このような構成を有する生化学物質測定器
では、一枚の電極支持基板上に作用電極と対照電極とを
一対とした複数組の酵素電極を並列状に配備してある。 そして、この電極支持基板は一端を回動自由な円筒軸に
止着して巻回配備し、他端を回動可能な巻取り軸に止着
してある。常態において、この電極支持基板はケース本
体内に収容され、この収容状態において酵素電極はケー
ス体内のコネクタ（検出回路）と圧接している。また、
ケース本体の試料注入用開口部に対し、巻取り軸側に位
置する酵素電極の酵素膜の一部が対応位置している。開
口部より試料を注入し、生化学物質の測定が終了した際
、巻取り軸を回動させ電極支持基板を巻取り軸側に移動
させる。つまり、測定を終了した酵素電極を巻取り軸に
巻き取る。これにより、未使用の酵素電極が開口部に対
応位置し、直ちに再測定状態を確保できる。

【００１０】この結果、酵素電極と検出回路との連結部
であるコネクタが、完全にケース内部に内蔵でき、コネ
クタへの液滴の流入やゴミの付着が皆無となり、測定精
度の劣化や測定不能がなくなる。また、複数の酵素電極
がケース内部に保持されているため、酵素電極の交換に
伴うトラブルを完全に回避でき、交換作業も極めて簡単
で取扱いが容易である。

【００１１】

【実施例】図１は、この発明に係る生化学物質測定器の
具体的な一実施例を示す斜視図である。

【００１２】生化学物質測定器は、試料滴下用開口部１
１を有する測定器本体１と、この測定器本体１内に装脱
可能に配備され、面内に複数の酵素電極２を並列配備す
る電極支持基板３と、この電極支持基板３を移送させ、
上記各酵素電極２を順次、前記試料滴下用開口部１１に
対応位置させる移送手段４とから成る。

【００１３】測定器本体１は、中空状ケース体１２であ
って、この中空ケース体１２の上面一端部側には定量結
果表示手段（液晶表示器）１３を、上面他端部側には凹
み状の操作部１４を配備すると共に、この操作部１４に
対しスライドして操作部１４を開閉する電源スイッチ兼
用スライドカバー１５を設けている。また、この中空ケ
ース体１２の上半体は、長さ中央で底板に対し起伏可能
に設定され、操作部（スライドカバー１５を含む）１４
に対応するケース体１２の内部が開放できるようになっ
ている。そして、この開放されるケース体１２の内部に
後述する移送手段（酵素電極２を備えた電極支持基板３
を取付けた移送手段）４を収容するようになっている。 更に、この中空ケース体（測定器本体１）１２の表示器
１３側内部には、検出回路（生化学物質の定量手段）と
、後述するコネクタ１６とが内蔵されている。

【００１４】上記酵素電極２は、図２で示すように、作
用電極２１と対照電極２２とを一対として、複数組（実
施例では１２組）が並列状に構成され、この複数組の酵
素電極２が、電極支持基板３の上に形成されている。図
４及び図５で示すように、電極支持基板３は矩形状の絶
縁性プラスチックフィルムが使用され、図６及び図７で
示すように、この電極支持基板３上にスパッタリング、
真空蒸着、イオンプレーティング等の手段を適用して白
金を膜形成し、下地電極を構成する作用電極２１、対照
電極２２を形成している。そして、図８及び図９で示す
ように、電極支持基板３の接続部（下地電極の接続部２
１ａ、２２ａ）３ａを除いて酵素膜２３が被覆される。 図３及び図９で示すように、酵素膜２３は下層であるナ
フィオン層２３ａ、中間層である酵素層２３ｂ、表層で
あるナフィオン層２３ｃを積層した三層構造としてある
。ナフィオンは、アメリカ・デュポン社の商品名で、正
しくはＰｏｌｙｐｅｒｆｌｕｏｒｓｕｌｆｕｒｉｃ　　
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、ディッ
プコーティングにより膜形成している。また、酵素層２
３ｂは酵素液よりディッ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、酵素グルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）１０
％、牛血清アルブミン（ＢＳＡ）７．５　％およびグル
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。

【００１５】この複数の酵素電極２を備えた電極支持基
板３は、適当な大きさに切断され、図２で示すように、
移送手段４に取付けられる。移送手段４は、ケース体１
２の軸受け部に対し回転可能に軸支される円筒軸４１と
、端面にドライバ挿し込み用の溝部４２ａを備え、回転
可能に配備される巻取り軸４２とから成る。上記電極支
持基板３の一端が円筒軸４１に巻回配備され、他端が巻
取り軸４２に止着される。移送手段４に取付けられた電
極支持基板（酵素電極２）３は、この状態でケース本体
１２の内部に装着される。この装着状態において、図３
で示すように、ケース体１２に配備された凸面状の支承
板１８により、酵素電極（電極支持基板３を含む）２が
開口部（操作部１４）１１側へ押圧され、開口部１１と
酵素膜２３との間には、試料などが残存する隙間がなく
なる。更に、図３で示すように、この装着状態において
、巻取り軸４２側に位置する酵素電極２の作用電極２１
及び対照電極２２の各接続部２１ａ、２２ａが、ケース
本体１２内のコネクタ１６の圧着金具１７に接触し、且
つ巻取り軸４２側に位置する酵素電極２の作用電極２１
及び対照電極２２の感応部が開口部１１に対応位置する
。

【００１６】このような構成を有する生化学物質測定器
では、常態において、巻取り軸４２側に位置する酵素電
極２の作用電極２１及び対照電極２２の各接続部２１ａ
、２２ａが、ケース本体１２内のコネクタ１６の圧着金
具１７に接触し、且つ巻取り軸４２側に位置する酵素電
極２の作用電極２１及び対照電極２２の各感応部が開口
部１１に対応位置している。血液中の生化学物質の測定
に際しては、スライドカバー１５をスライド移動させ、
操作部（開口部１１）１４を露出させる。そして、指先
をランセット（突刺針）で突き刺して一滴出血させ、こ
の血液を開口部１１より酵素膜２３に滴下し測定する。 酵素電極２の酵素膜２３に血液が接すると、酵素膜２３
内で酵素グルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）による次式
の反応が生じる。

【００１７】 この時、生成した過酸化水素（Ｈ２　Ｏ２　）は、作用
電極２１の表面で酸化され、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
ース濃度が定量できる。

【００１８】上記、実施例では酵素としてＧＯＤを固定
化し、血液中のグル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生化学物質の
濃度を定量することも可能である。

【００１９】かくして、測定が終了すると、ケース体１
２の端面より臨出する巻取り軸４２の溝部４２ａに対し
ドライバの先を挿入し、巻取り軸４２を回動させ電極支
持基板３を巻取り軸４２側に移動させる。つまり、測定
を終了した酵素電極２を巻取り軸４２側に巻き取る。こ
れにより、未使用の酵素電極２が開口部１１に対応位置
し、直ちに再測定状態を確保できる。また、スライドカ
バー１５により操作部１４を閉成することで、複数の酵
素電極２が完全に保護される。

【００２０】この結果、酵素電極２と検出回路との連結
部であるコネクタ１６が、完全にケース体１２内部に内
蔵でき、コネクタ１６への液滴の流入やゴミの付着が皆
無となり、測定精度の劣化や測定不能がなくなる。また
、複数の酵素電極２がケース内部に保持されているため
、酵素電極の交換に伴うトラブルを完全に回避でき、交
換作業も極めて簡単で取扱いが容易である。

【００２１】

【発明の効果】この発明では、以上のように、試料滴下
用開口部を有する測定器本体内に、面内に複数の酵素電
極を並列配備する電極支持基板を移送手段に取付けた状
態で内装し、この移送手段により各酵素電極を順次、前
記試料滴下用開口部に対応位置させることとしたから、
以下に列記する効果が得られる。■酵素電極と検出回路
との連結部であるコネクタが、完全にケース内部に内蔵
できるため、コネクタへの残滴の流入や、ゴミの付着が
皆無であり、測定精度の劣化や測定不能がない。■予備
の酵素電極もケース内部に保持されているため、酵素電
極の交換に伴うトラブルを完全に回避することができる
だけでなく、交換作業も極めて簡単である。また、未使
用の酵素電極の保守管理も不要である。■保持部材が不
要であるため、酵素電極の製造に際して、大幅なコスト
ダウンが可能である。■酵素電極を保持部材に内蔵させ
る製造工程がなく、また電極支持基板より一個の酵素電
極にする工程もないことから、製造工程が簡単で極めて
高い歩留りで製造できる。等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例生化学物質測定器を示す斜視図である。

【図２】電極支持基板を移送手段に取付けた状態を示す
斜視図である。

【図３】実施例生化学物質測定器を示す要部断面図であ
る。

【図４】電極支持基板を示す斜視図である。

【図５】電極支持基板を示す断面図である。

【図６】電極支持基板上に下地電極を形成した状態を示
す斜視図である。

【図７】電極支持基板上に下地電極を形成した状態を示
す断面図である。

【図８】下地電極上に酵素膜を被覆した状態を示す斜視
図である。

【図９】下地電極上に酵素膜を被覆した状態を示す断面
図である。

【図１０】従来の生化学物質測定器を示す斜視図である
。

【図１１】本願出願人が先に提案した生化学物質測定器
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１　　測定器本体 ２　　酵素電極 ３　　電極支持基板 ４　　移送手段 １１　　開口部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　酵素電極と、この酵素電極の出力によ
   り生化学物質の濃度を定量する検出手段と、この定量結
   果を表示する表示手段とを備える生化学物質測定器にお
   いて、試料滴下用開口部を有する測定器本体と、この測
   定器本体内に装脱可能に配備され、面内に複数の酵素電
   極を並列配備する電極支持基板と、この電極支持基板を
   移送させ、上記各酵素電極を順次、前記試料滴下用開口
   部に対応位置させる移送手段とから成ることを特徴とす
   る生化学物質測定器。