JPH04248457A

JPH04248457A - 生化学測定器及び酵素センサ

Info

Publication number: JPH04248457A
Application number: JP3013198A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nakajima; 聡中嶋; Koichi Takizawa; 滝澤　耕一; Hideki Endo; 英樹遠藤; Masato Arai; 真人荒井
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1992-09-03

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、さらに詳しく言えば、その取扱
いを容易にした生化学物質の濃度を定量する生化学物質
測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、酵素電極を用いた従来の生化学
物質測定器を示す斜視図である。この生化学物質測定器
は、ケース本体５１に表示器５２及び電源スイッチ５３
を設けると共に、脱着が可能なカートリッジ５６を設け
ている。このカートリッジ５６には、固定化酵素膜５７
が支持されており、カートリッジ５６をケース本体５１
のカートリッジ装着部５４に装着した時、カートリッジ
装着部５４に露出している下地電極５５に酵素膜５７が
密着する。

【０００３】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には、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、
この血滴を酵素膜上に滴下して測定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】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
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。また、酵素膜との密着性を高めるために、下地
電極表面を凸面に加工することを要し、高価となる許か
りでなく、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を招く虞れがある。■酵
素膜の交換時には、下地電極表面に液を滴下する等、煩
雑な作業が必要な許かりでなく、この滴下液量が測定結
果に影響を与える。また、酵素膜の交換後は、しばらく
電極出力が安定せず測定可能になるまで時間がかかる。 ■下地電極表面に直接触れてふき取る操作があり、下地
電極表面に傷がつき易く破損しやすい。下地電極破損の
場合、下地電極がケースと一体になっているため、交換
が不可能である等、不利があった。

【０００５】そこで、本願出願人は、以前、図９に示す
ような生化学物質測定器を提案した。この生化学物質測
定器は、ケース本体６１に表示器６２、電源スイッチを
兼ねたスライドカバー６３を設けると共に、このスライ
ドカバー６３により保護される脱着自在な保持部材６４
を配備している。この保持部材６４内には、電極支持基
板上に膜状の下地電極を形成し、この下地電極上に酵素
膜を一体に被覆してなるプレーナ型酵素電極が内蔵され
ている。そして、保持部材６４には開口部６４ａが設け
られ、酵素膜の一部が外部に露出している。保持部材６
４をケース本体６１に装着した時、ケース本体６１内の
コネクタ（図示せず）が、前記下地電極に接し、酵素電
極とケース本体内部の検出回路とが導通する。この生化
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なく、良好な再現生で測定
できる。また、酵素電極の交換から測定可能になまるで
の時間が短い。更に、酵素電極全体が交換できるので、
酵素膜の破損の虞れが解消できる。また、酵素電極は保
持部材ごと交換するので、交換作業が簡便に短時間で実
行し得る。加えて、このプレーナ型酵素電極は、下地電
極の製造方法が簡単で量産できるため、大幅なコストダ
ウンが可能である。

【０００６】しかし、この生化学物質測定器は、次のよ
うな問題点のあることが判明した。■血中の生化学物質
の測定において、ランセットで指先に出血させ、その血
滴が指先から脱落しないように指先を開口部へ移動させ
る作業に、細心の注意を必要とし煩雑である。■指先に
付着している血滴を、保持部材に設けられている開口部
にはずれることなく確実に滴下する操作が、高度な熟練
を有し難しい作業となる。また、滴下すべき血滴の液量
が少ないと正確な測定が出来ない等、測定に必要な血滴
の量を常に把握しなければならない。■測定後の洗浄は
、洗浄液を開口部に滴下して拭き取る作業を、数回繰り
返すため、煩わしく時間がかかる。更に、洗浄が不十分
で血滴が残留していると、次の測定に悪影響を与えるだ
けでなく、酵素膜中の酵素活性の劣化の原因となる。 ■測定時において、ケース本体内のコネクタに試料や標
準液などが流入・付着し、検出回路の短絡、破損する事
故が発生する虞れがある。

【０００７】この発明では、以上のような課題を解消さ
せ、試料量の過不足なく酵素電極へ確実に試料を供給で
き、測定操作が簡便であり、酵素膜の破損のない正確で
清潔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及び作用】この目的を達成
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基づいて生化学物質の濃度を
測定する生化学物質測定器であって、適所にポリスポイ
ト装着用筒部と、このポリスポイト装着用筒部の基端に
連通する液吸排用ゴム球とを配備し、このポリスポイト
装着用筒部の近傍にコネクタを配備した測定器本体と、
この測定器本体のポリスポイト装着用筒部に嵌着され、
先端部内面にプレーナ型酵素電極を配備し、このプレー
ナ型酵素電極の下地電極延長部を外部へ導出し、この下
地電極導出部の先端が前記コネクタに接続するようにし
た小型駒込ピペット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、内部に検出回路部を備えた測定器本体の一側壁に
取付片を突設し、この取付片にポリスポイト装着用筒部
を貫通突設し、この装着用筒部の基端側に液吸排用ゴム
球を連通配備している。また、ポリスポイト装着用筒部
の先端側に対応する位置にコネクタが取付けてある。そ
して、小型駒込ピペット（ポリスポイト）の先端内面に
はプレーナ型酵素電極を配備し、このプレーナ型酵素電
極を構成する下地電極の一端部を延長し、この延長部を
ポリスポイトの内部から外方へ導出させ、この下地電極
の導出部をポリスポイトの基端側に設けた保持部材を貫
通させて配備してある。従って、ポリスポイトをポリス
ポイト装着筒部に嵌着する時、ポリスポイトと液吸排用
ゴム球とが連通すると共に、下地電極の導出部先端がコ
ネクタと接続する。例えば指先の血滴にポリスポイトの
先端をあて、ゴム球を操作（ゴム球を圧縮・開放操作）
することで、血液がポリスポイトの内部、つまりプレー
ナ型酵素電極上に供給することができ測定し得る。また
、測定が終了した際は、ポリスポイトの先端部を洗浄液
に浸し、ゴム球を操作することでポリスポイトの内部が
完全に洗浄できる。

【００１０】これにより、以下の作用効果が得られる。 ■血液中の生化学成分の定量において、血滴にポリスポ
イトの先端を合致させれば良いので、血液滴をのせた指
の移動によるトラブルが解消できる。■酵素電極部への
試料、洗浄液、標準液の供給・排出は、液吸排用ゴム球
の操作で実行するから、測定操作及び洗浄が簡便正確に
行える。■プレーナ型酵素電極へ供給する試料量は、液
吸排用ゴム球の容積で設定できるから、試料量の過不足
がなく、酵素電極へ適正に試料を供給できる。■プレー
ナ型酵素電極と測定器本体のコネクタ部とは、完全に分
離されているため、コネクタへの液滴の流入がなく測定
精度の劣化や測定不能がない。■酵素膜が外部に露出し
ていないので、酵素膜破損の虞れがない。

【００１１】

【実施例】図２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、測定器本体１と、こ
の測定器本体１に配備される液吸排用ゴム球２及びゴム
球２に連通状に設けられるポリスポイト装着用筒部１５
と、このポリスポイト装着用筒部１５に対し脱着可能に
取付けられる小型駒込ピペット（ポリスポイト）３とか
ら成る。

【００１３】測定器本体１は、小型ケース１１の上面に
、液晶表示器１２と、電源スイッチ１３ａ、操作スイッ
チ１３ｂ、更正スイッチ１３ｃから成る操作部１３が配
備してある。また、小型ケース１１の一側面には、取付
片１４を直角状に外方へ突設し、この取付片１４にポリ
スポイト装着用筒部１５を貫通固定し、このポリスポイ
ト装着用筒部１５の基端側に上記液吸排用ゴム球２が連
通状に取付けてある。更に、図３で示すように、この取
付片１４にはポリスポイト装着用筒部１５の近傍位置に
、後述する酵素電極４と導通するコネクタ１６が突出状
に配備してある。この小型ケース１１には、図２で示す
ようにカバー体１７が脱着可能に配備してあり、上記液
吸排用ゴム球２、ポリスポイト装着用筒部１５、コネク
タ１６、及び後述するポリスポイト３を保護するように
なっている。

【００１４】前記ポリスポイト３は、図１及び図４で示
すように、先端が先細のプラスチック製筒体で、先細先
端部の内面には、図４で示すようにプレーナ型酵素電極
４が配備してある。また、図６で示すように、このプレ
ーナ型酵素電極４の一部（プレーナ酵素電極４を構成す
る下地電極の延長部）は先細先端部から外部へ導出され
、ポリスポイト３基端側に設けた支持部材３１を貫通す
る状態で保持固定されている。ポリスポイト３が、ポリ
スポイト装着用筒部１５の先端に嵌着した時、この下地
電極の導出部先端が上記コネクタ１６に接続するように
なっている。

【００１５】このプレーナ型酵素電極４は、図５及び図
６で示すように、プラスチックフィルム等の絶縁材より
なる電極支持基板４４上に、下地電極（作用電極４１と
対照電極４２を平行して帯び状に形成してなる）４３が
形成してある。この下地電極４３は、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、
例えば白金を膜形成したものである。更に、この下地電
極４３上には、感応部４１ａ、４２ａを除いて絶縁保護
膜４６が形成してある。この絶縁保護膜４６は、実施例
では感光性ポリイミド膜を用いフォトリソグラフィで製
膜している。そして、この絶縁保護膜４６の上に酵素膜
４５が形成されている。この酵素膜４５は、ナフィオン
層４５ａ、酵素層４５ｂ、ナフィオン層４５ｃを積層し
た三層構造で形成されている。ナフィオンは、アメリカ
・デュポン社の商品名で、正しくはＰｏｌｙーｐｅｒｆ
ｌｕｏｒｏｓｕｌｆｕｒｉｃ　　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、膜形成が
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。酵素層４５ｂも、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（ＢＳ
Ａ）７．５％及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。このようにして製造し
たプレーナ型酵素電極４を、ポリスポイト３にあけられ
た細孔３２より、内部へ一部を入れ接着する。そして、
ポリスポイト３の外部に残った電極支持基板（下地電極
４３）４４、つまり延長部である電極支持基板（その上
に形成されている下地電極４３）４４を、ポリスポイト
３の外面に接着し、導出先端部４ａを支持部材３１に貫
通突設させる（図４参照）。そして、ポリスポイト３の
基端をポリスポイト装着用筒部１５先端に外嵌させた時
、この電極支持基板（下地電極４３）４４の導出先端部
４ａが、コネクタ１６内に侵入し、且つコネクタ１６内
の圧着金具１６ａと連結し、導通するように設定してあ
る（図６参照）。

【００１６】このプレーナ型酵素電極４の酵素膜４５に
試料である血液が接すると、酵素層４５ｂ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。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　ＧＯＤ　　　　　　　　グルコース＋Ｏ２　──
─────→グルコン酸＋Ｈ２　Ｏ２　　　この時、生
成した過酸化水素は、作用電極４１の感応部４１ａの表
面で酸化され、この酸化電流が電極出力となる。図７は
、いくつかのグルコース濃度と電極出力との関係をプロ
ットしたものである。このプロットした点を結んで検量
線とし、血液中のグルコース濃度を知ることができる。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。

【００１７】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、図１及び図６で示すように、ポリ
スポイト３がポリスポイト装着用筒部１５に嵌着して液
吸排用ゴム球２と連通しており、且つ支持部材３１より
突出する電極支持基板（下地電極４３）４４の導出先端
部４ａがコネクタ１６と導通している。測定に際しては
、まず、電源スイッチ１３ａを入れ、測定スイッチ（較
正ならば較正スイッチ１３ｃ）１３ｂを押す。そして、
液吸排用ゴム球２に指先をあてながら、測定器本体（ケ
ース体１１）１を片手で保持し、ランセットで出血させ
た指先の血滴にポリスポイト３の先端を接し、ゴム球２
の圧縮・開放操作により血液をポリスポイト３内に流入
させ、プレーナ型酵素電極４に血液を供給し測定する。較正の場合も、標準液を用いる他は測定と同様である。測定が終了すると、ポリスポイト３の先端部を洗浄液に
浸し、ゴム球２の操作により洗浄液の流入・排出を数回
繰り返して洗浄を実行する。この時、試料や洗浄液或い
は標準液の流入量は、ゴム球２の容積によって設定され
ているから常に一定である。また、プレーナ酵素電極４
の交換は、ポリスポイト３全体を交換して行う。

【００１８】

【発明の効果】この発明では、以上のように、測定器本
体に液吸排用ゴム球とこのゴム球に連通するポリスポイ
ト装着用筒部及びコネクタとを配備し、先端内部にプレ
ーナ型酵素電極を配備した小型駒込ピペットを上記ポリ
スポイト装着用筒部に脱着可能に嵌着させ、この嵌着状
態においてプレーナ型酵素電極の下地電極の一部がコネ
クタに接続するようにしたから、以下の効果を発揮する
。■血液中の生化学成分の定量において、ランセットで
出血させた指先は固定しておき、その指に測定器を移動
させ、血滴にポリスポイトの先端を合致させれば良いの
で、血液滴をのせた指の移動によるトラブルが解消でき
る。■酵素電極部への試料、洗浄液、標準液の供給・排
出は、液吸排用ゴム球の操作により実行するから、測定
操作及び洗浄が簡便に短時間で行える。■血液中の生化
学成分の定量において、血液試料に触れることがなく安
全で清潔である。■プレーナ型酵素電極へ供給する試料
量は、ゴム球の容積で定められるので、試料量の過不足
がなく、酵素電極に対し適正確実に試料を供給できる。 ■ポリスポイトと測定器本体のコネクタとは、完全に分
離されているため、コネクタへの液滴の流入がなく測定
精度の劣化や測定不能の虞れが解消できる。■酵素膜が
外部に露出していないので、酵素膜破損の虞れがない。 ■測定終了した試料を、再使用、例えばグルコース以外
の測定に利用することができ、特に小児より採血した場
合など、試料が微量な場合に便利である等、発明目的を
達成した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分解斜視図であ
る。

【図２】実施例生化学物質測定器を示す斜視図である。

【図３】測定本体よりポリスポイトを取り外した状態を
示す斜視図である。

【図４】ポリスポイトを示す斜視図である。

【図５】ポリスポイトの要部を示す拡大説明図である。

【図６】ポリスポイトを測定本体に取付けた場合の要部
拡大断面図である。

【図７】グルコース濃度と電極出力との関係をプロット
した説明図である。

【図８】従来の生化学物質測定器を示す斜視図である。

【図９】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　　液吸排用ゴム球３　　小型駒込ピペット４　　プレーナ型酵素電極１５　　ポリスポイト装着用筒部１６　　コネクタ４３　　下地電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酵素電極と、この酵素電極の出力に基づい
て生化学物質の濃度を測定する生化学物質測定器におい
て、適所にポリスポイト装着用筒部と、このポリスポイ
ト装着用筒部の基端に連通する液吸排用ゴム球とを配備
し、このポリスポイト装着用筒部の近傍にコネクタを配
備した測定器本体と、この測定器本体のポリスポイト装
着用筒部に嵌着され、先端部内面にプレーナ型酵素電極
を配備し、このプレーナ型酵素電極の下地電極延長部を
外部へ導出し、この下地電極導出部の先端が前記コネク
タに接続するようにした小型駒込ピペットとから成るこ
とを特徴とする生化学物質測定器。