JPH0514911U - 化学センサープレート及び化学センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕検体液測定電極、基準電極一対一組からなるイ
オン検出用素子の複数組を有する化学センサープレート
において、それぞれの電極に検体液、基準液を互いに混
じり合わないように供給するとともに、各組のイオン検
出用素子間に表面リーク電流が流れないようにする。 〔構成〕検体液測定電極、基準電極のそれぞれに専用の
液供給用の流通路を設ける。イオン検出用素子相互間に
溝又は突条を設ける。 〔効果〕検体液、基準液はそれぞれの専用流通路より溢
れないので、互いに混じり合うことがない。そのため、
専用のピペット等の専用機器を必要とすることなく、注
射器より直接検体液等を供給することができる。イオン
検出用素子相互間には溝又は突条により表面リーク電流
が流れず、測定電位のドリフト、測定値誤差を少なくで
きる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、血液等を検査する、特に使い捨て型の簡易型化学センサープレート 及びこれを利用した化学センサーに関する。

【０００２】

【従来の技術】

使い捨て型の簡易型検査用化学センサーとしては、従来いくつかの化学センサ ーが知られている。 例えば図６に示すように、基板３１上にイオン感応膜を設けた基準電極３２と 検体液測定電極３３を一対にして３組設け、 これらの電極の先端側に窓部を形 成するように絶縁膜３４で覆い、これらの窓部に基準液、検体液を滴下し、それ ぞれの電極を測定回路に接続して検体液の３種のイオン濃度を同時に測定しよう とするものが知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記タイプの構造は平板状構造のため、滴下できる液量は１０ μｌ〜５０μｌと限定されていた。それ以上の量滴下した場合には、検体液や基 準液がこぼれたり、混じり合って正確な検体液のイオン濃度を測定できない。

【０００４】 この不都合を回避するには、図６に示す専用ピペット３５を用い、その一方の 先端ピペット３５ａに基準液、他方の先端ピペット３５ｂに検体液を目盛を見な がら規定量吸い取り、これを小さな窓をめがけて滴下する必要があった。 そのため、検査しようとして注射器で採血された血液は上記の専用ピペットが 利用できる専用試験管に移さざるを得なかった。このように、専用ピペットを用 いたり、専用試験管を用いるのは面倒であり、緊急を要する場合などには大変な 手間となっていた。

【０００５】 また、上記の専用ピペットを用いても、基準液に対する検体液の電位差を求め る差動式構造の化学センサーでは、その原理や精度上、基準液と検体液を同時に 吸い上げて上記窓部に供給する必要があり、これも面倒であり、緊急を要する場 合には利用できないという問題があった。

【０００６】 そこで、先の実用新案登録出願により、図５に示すセンサープレートを提案し た。すなわち、基板４１上に３組の銀メッキした電極４２、４３を設け、それぞ れの相対する先端側に塩化銀層を形成し、この塩化銀層に窓部４４ａ、４４ｂを 形成するように樹脂膜（図示省略）を設け、さらにその上にこれら窓部を臨ませ る細長孔４５ａを３個有する堤体４５を重ねる。ついで、これらの細長孔より３ 種のそれぞれ異なる、たとえばＮａ、Ｋ、Ｃｌのイオン感応膜用溶液を滴下し、 それぞれのイオン感応膜を上記のそれぞれ相対する電極の窓部内の塩化銀層上に 形成し、それぞれのイオン検出素子を形成する。さらに、上記イオン感応膜の感 応部位（窓部４４ａ、４４ｂに対応する）上に液供給孔４６ａ、４６ｂを有する スペーサー４６を重ね、センサープレート本体を形成する。

【０００７】 このセンサープレート本体を透明樹脂からなる下部外装セル４７の凹窪部４７ ａに填め込んで収容し、さらにその上に上部外装セル４８を設けてセンサープレ ート本体を覆い、これらのセルによりセンサープレート本体を内装する。 上部外装セル４８は仕切り壁４８ａにより検体液流通路４８ｂと基準液流通路 ４８ｃを有し、さらにそれぞれの一端にそれぞれに連通し互いに仕切られた検体 液貯溜部４９ａ、基準液貯溜部４９ｂを有し、それぞれの貯溜部から投入された 液はそれぞれの流通路を通して上記液供給孔４６ａ、４６ｂに供給されるように なっている。なお、仕切り壁の先端には液絡孔が設けられ、検体液流通路４８ａ と基準液流通路４８ｂの液は接触できるようになっている。５０ａ、５０ｂは上 記電極に接続される検出回路の外部端子を挿入する挿入孔である。 なお、検体液流通路４８ａと基準液流通路４８ｂの先端には通気孔が設けられ 図示省略した貼着シートにより閉じられており、一方、検体液貯溜部４９ａ、基 準液貯溜部４９ｂは後者に基準液を入れた状態で樹脂膜を裏打ちしたアルミ箔等 の封止シートで封止されており、使用時に貼着シートを剥がして基準液を流通さ せるとともに、注射器の針を検体液貯溜部４９ａの封止シートに刺し込んで検体 液を注入することにより検体液を流通させることもできる。

【０００８】 しかしながら、このセンサープレートは、それぞれのイオン検出素子間が樹脂 膜で覆われているとはいうものの、検体液の上記３種のイオンを同時に測定する ときは各イオン検出素子間において表面リーク電流が流れることがあり、その場 合には次の問題を生じる。 測定電位にドリフトが発生し、測定値が一定しない。そのドリフトはイオン 検出素子が単独の場合に０．５ｍＶ／分以下であるのに比べ、上記の如くこの素 子が３つの場合には１０ｍＶ／分以上となる。 測定誤差がイオン検出素子が単独の場合に±２．５％以内であるのに比べ、 上記の如くこの素子が３つの場合には±５．０％以上となる。 その結果として、信頼性のない測定値なる。

【０００９】 本考案の目的は、専用ピペット等を用いることなく、検体液及び基準液を所定 電極に互いに液が混じり合うようなことがないように供給し、かつドリフトや測 定誤差の少ない信頼性の高い測定値が得られる化学センサープレート及びこれを 利用した化学センサーを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題を解決するために、検体液が滴下される化学感応膜を被覆 した検体液測定電極と、基準液を滴下される基準電極を一対一組にした物質濃度 検出用素子を複数組設けかつ各組の物質濃度検出用素子の間に溝又は突条を設け たセンサープレート本体を有し、かつ検体液測定電極に検体液を供給する流通路 と、基準電極に基準液を供給する流通路をそれぞれ上記センサープレート本体上 に形成し、それぞれの流通路に連通する検体液投入部、基準液投入部を有し、か つ検体液測定電極と基準電極とをイオン移動により導電可能とした上部外装セル を備え、この上部外装セルで上記センサープレート本体の少なくとも検体液及び 基準液の滴下される部分を覆った構造を有する化学センサープレートを提供する ものである。

【００１１】 この際、物質濃度検出用素子は一体にかつ各組別体に形成され、その複数組が 外装セルのそれぞれの凹窪部に収容されることによりセンサープレート本体が形 成され、各組の物質濃度検出用素子とこの凹窪部内壁との間の空隙が溝を形成し ても良い。

【００１２】 また、各組の物質濃度検出用素子は同一基板に形成され、かつ各組の物質濃度 検出用素子は基板に形成された溝又は基板に設けた突条を介して並設されること によりセンサープレート本体が形成されていても良い。この際、センサープレー ト本体は下部外装セルの凹窪部に収容されてもよい。

【００１３】 また、本考案は上記化学センサープレートを用いて複数のイオン濃度を同時又 は順次に測定できる化学センサーを提供するものである。

【００１４】

【作用】

検体液感応電極、基準電極のいずれにも専用の流通路を介して投入部よりそれ ぞれ検体液、基準液を供給されるので、それぞれの電極部から他の電極部にこぼ れたりすることがない。また、検体液感応電極と基準電極を一対一組に構成した 物質濃度検出用素子を複数組設け、各組の物質濃度検出用素子の間に溝又は突条 を設けたので、各素子間の絶縁がより良く行われ、表面リーク電流の発生を阻止 することができる。

【００１５】

【実施例】

次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 まず、図１に示すように、イオン検出用素子１、２、３を作製する。これらの イオン検出用素子は、図２に示すように紙ポリエステル基板４上に所定形状の銅 電極（図示省略）が相対して一対形成され、それぞれの銅電極には銀メッキ層４ ａ、４ｂが形成され、それぞれの銀メッキ層４ａ、４ｂの相対する端部側には塩 化銀層（図示省略）が形成されている。これらの塩化銀層には窓部４ｃ、４ｄが 形成されるように樹脂膜（図示省略）が設けられ、さらにこれらの窓部４ｃ、４ ｄが臨ませられる細長孔４ｅを有する堤体４ｆが設けられている。 次にイオン検出用素子１、２、３のそれぞれの窓部４ｃ、４ｄに上記細長孔４ ｅを介して順にＮａ、Ｋ、Ｃｌのイオン感応膜用溶液を滴下し、それぞれのイオ ン感応膜を形成する。 このようにして作製されたイオン検出用素子１、２、３は、アクリル系又はス チロール系樹脂の好ましくは透明樹脂からなる下部外装セル５の３つの並設され た凹窪部５ａ、５ｂ、５ｃに填め込まれて収容され、センサープレート本体が作 製される。この下部外装セルに収容されたイオン検出用素子１、２、３のそれぞ れの窓部、すなわち感応部位に液を供給する液供給孔６ａ、６ｂを３組有するス ペーサー６を設け、さらに上部外装セル７をこれらのイオン検出用素子１、２、 ３を覆って上記下部外装セル５上に設け、センサープレートを作製する。なお、 スペーサー６は、検体液と基準液の分離供給、センサープレート本体を上部外装 セルと下部外装セルの間に固定するのを確実にする、下部外装セルとセンサープ レート本体の間に液が侵入することを防止する機能も有する。 上部外装セル７は、上記下部外装セルと同様の材質からなり、仕切り壁７ａに より仕切られた検体液流通路７ｂ、基準液流通路７ｃを有し、これらの流通路は 下面が開口しているとともにその一端にそれぞれ検体液貯溜部７ｄ、基準液貯溜 部７ｅを有し、これらは上記仕切り壁を延長拡大することにより相互に仕切られ ている。また、これらの流通路は仕切り壁先端に設けた液絡孔により連通されて いる。７ｇは上記電極の銀メッキ層４ａ、４ｂに接触させる検出回路の外部端子 挿入孔である。なお、検体液流通路７ｂ、基準液流通路７ｃの先端には通気孔が 設けられている。 なお、上部外装セル７は両面テープ又は粘着剤（アクリル系等）により上記下 部外装セル５に取り付けても良い。

【００１６】 このような構造において、使用時は検体液貯溜部７ｄ、基準液貯溜部７ｅに検 体液、基準液を注入すると、それぞれの液は検体液流通路７ｂ、基準液流通路７ ｃを流れ、基端側の液供給孔６ａ、６ｂから順次先端側の液供給孔６ａ、６ｂに 液が供給され、それぞれの液供給孔からイオン検出用素子１、２、３のそれぞれ の窓部に供給され、それぞれのイオン感応膜に接触する。 この状態で図示省略した検出回路の一対一組の３組の外部端子を対応する３組 の外部端子挿入孔７ｇのそれぞれに挿入し、各素子の電極の銀メッキ層４ａ、４ ｂに接続することにより上記３種のイオン濃度が同時に測定できる。

【００１７】 上記センサープレート作製に当たっては、まず、２００×２５０ｍｍの基板３ 枚にそれぞれ５×２５ｍｍの大きさのＮａ、Ｋ、Ｃｌの各イオンのイオン検出素 子を１６１個上記のようにして作製し、ついで小型プレス（２トン）により各素 子を個別に分離した。この分離した素子について一次検査を行い、良品を選別し た。この歩留まりはＮａイオン検出素子８５％、Ｃｌイオン検出素子９５％、Ｋ イオン素子８０％であった。これらの良品を用いて上記したセンサープレートを 作製すると、総合歩留まりは８０％になる。このような良品の選別を行わないで 上記のセンサープレートを作製すると、総合歩留まりは８５％×９５％×８０％ ≒６５％となり、本実施例のものが顕著に優れていることがわかる。

【００１８】 実施例２ 図３に示すように、基板１０に上記と同様のイオン検出素子１１、１２、１３ を形成し、さらにこれらの素子の間に溝１４、１４を設けることによりセンサー プレート本体を作製する。１５は上記基板１０を填め込み収容する凹窪部１５ａ を有する下部外装セルであり。１６は上記スペーサー６と同様のスペーサーであ り、それぞれの素子のイオン感応部位に検体液、基準液を供給する供給孔１６ａ 、１６ｂを有する。１７は上記上部外装セルと同様の上部外装セルであり、同一 符号部は同一部分を表す。これらの部品も上記と同様に組み立てられてセンサー プレートができあがる。

【００１９】 実施例３ 図４に示すように、基板２０に凹部２０ａ、２０ａ、２０ａを突条２０ｂ、２ ０ｂが形成されるように設け、ここに上記実施例１と同様のイオン検出素子２１ 、２２、２３を設けてセンサープレート本体を作製する。このセンサープレート 本体を上記実施例２と同様に下部外装セル２４の凹窪部２４ａに填め込んで収容 し、さらに実施例２と同様に液供給孔２５ａ、２５ｂを有するスペーサー２５を 上記センサープレート本体に重ね、さらに上記上部外装セル１７と同様の上部外 装セル２６を下部外装セル上に設ける。

【００２０】 上記上部外装セルは検体液貯溜部、基準液貯溜部は開放したが、これを樹脂膜 を裏打ちしたアルミ箔等の封止シートで後者に基準液を入れた状態で密封し、一 方検体液流通路、基準液流通路の先端に設けた通気孔を不使用時は貼着シートで 封鎖しておく。使用時は貼着シートを剥がし、通気させて基準液を基準液流通路 に流通させ、この状態で採血した血液の入っている注射器の針を検体液貯溜部上 面の封止シートに刺しこんで血液を注入し、血液を検体液流通路に流通させるよ うにしても良い。

【００２１】 なお、上記はイオン濃度の測定について述べたが他の化学物質でもこれに薬品 を加えることによりイオン化できるものは同様に測定できる。また、上記は複数 のイオンを同時に測定したが、検出回路の電極を順次差し込んで順次測定しても 良い。また、各素子の電極の接続端子は露出していても良い。

【００２２】

【考案の効果】

本考案によれば、検体液測定電極及び基準電極に対してそれぞれれ専用の流通 路を設け、この流通路を介して検体液、基準液を供給するようにしたので、それ ぞれの電極にそれぞれ所定の検体液、基準液を供給し、それぞれが電極から溢れ て互いに混じり合う等のことを避けることができる。 このように専用の流通路を設けて検体液、基準液を供給すると、専用のピペッ トや試験管を必要とすることなく、例えば採血した注射器よりこれらの液をそれ ぞれが混じらないように供給でき、極めて作業が簡単になる。

【００２３】 また、複数の物質濃度検出用素子を設けて同時又は順次に複数の物質濃度を測 定する場合にも、各素子間に溝又は突条を設けたので、各素子間の絶縁をより確 実に行うことができるので、表面リーク電流の発生を阻止し、ドリフトの発生や 測定誤差の拡大を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例の化学センサプレートの
分解斜視図である。

【図２】上記実施例の一部の拡大斜視図である。

【図３】本考案の第２の実施例の化学センサプレートの
分解斜視図である。

【図４】本考案の第３の実施例の化学センサプレートの
分解斜視図である。

【図５】参考例の化学センサプレートの分解斜視図であ
る。

【図６】従来の化学センサーの使用状態を示す一部の斜
視図である。

【符号の説明】

１〜３、１１〜１３、２１〜２３ 物質濃度検出用素子
としてのイオン検出用素子 １、１０、２０ 基板 ４ａ 検体液測定電極としての銀メッキ層 ４ｂ 基準電極としての銀メッキ層 ５ａ〜５ｃ 物質濃度検出素子の収容される凹窪部 ７ｂ 検体液流通路 ７ｃ 基準液流通路 ７ｄ 検体液貯溜部 ７ｅ 基準液貯溜部 １４ 溝 １５ａ、２４ａ 下部外装セルの凹窪部 ２０ｂ 突条

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 検体液が滴下される化学感応膜を被覆し
   た検体液測定電極と、 基準液を滴下される基準電極を一対一組にした物質濃度
   検出用素子を複数組設けかつ各組の物質濃度検出用素子
   の間に溝又は突条を設けたセンサープレート本体を有
   し、かつ検体液測定電極に検体液を供給する流通路と、
   基準電極に基準液を供給する流通路をそれぞれ上記セン
   サープレート本体上に形成し、それぞれの流通路に連通
   する検体液投入部、基準液投入部を有し、かつ検体液測
   定電極と基準電極とをイオン移動により導電可能とした
   上部外装セルを備え、この上部外装セルで上記センサー
   プレート本体の少なくとも検体液及び基準液の滴下され
   る部分を覆った構造を有する化学センサープレート。
2. 【請求項２】 物質濃度検出用素子は一体にかつ各組別
   体に形成され、その複数組が下部外装セルのそれぞれの
   凹窪部に収容されることによりセンサープレート本体が
   形成され、各組の物質濃度検出用素子とこの凹窪部内壁
   との間の空隙が溝を形成する請求項１記載の化学センサ
   ープレート。
3. 【請求項３】 各組の物質濃度検出用素子は同一基板に
   形成され、かつ各組の物質濃度検出用素子は基板に形成
   された溝又は基板に設けた突条を介して並設されている
   ことによりセンサープレート本体が形成されている請求
   項１記載の化学センサープレート。
4. 【請求項４】 センサープレート本体は下部外装セルの
   凹窪部に収容されている請求項３記載の化学センサープ
   レート。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４いずれかに記載した化
   学センサープレートを用いて複数の物質濃度を同時又は
   順次測定できる化学センサー。