JPH07198663A - 化学センサプレート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】検体液と基準液の液絡を液絡材を用いることな
く簡単かつ液漏れや過度の両液の混合がなく行える構造
の化学センサプレートを提供すること。 【構成】両液を隔てる上部セルの隔壁と化学センサプレ
ート本体上に設ける堤体との間を非接合部分として上部
セル下部セルを両面接着テープや超音波で接合する。 【効果】非接合部分に微細空隙が確率的に生じ、これを
液絡に利用するので専用の液絡材を設けることなく、簡
単に生産でき、しかも液漏れや過度の両液の混合もな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血液等を検査する化学
センサに用いられる、特に使い捨ての簡易型化学センサ
プレートに関する。

【０００２】

【従来の技術】使い捨ての簡易型検査用化学センサプレ
ートとしては、従来いくつかの化学センサプレートが提
案されている。その一つとして以前に本願出願人により
提案された化学センサプレートは、図７に示すように、
基板２１上に一対の基準電極２２ａ、検体液測定電極２
２ｂを一組にして５組設け、それぞれの電極の相対する
端部の円形部分とそれぞれの電極の互いに遠ざかる側の
端部を残して絶縁膜２３で覆い、前者を窓部２４ａ、２
４ｂとし、後者を外部電極としたセンサプレート本体２
５ａを設け、さらに各組の窓部２４ａ、２４ｂに連通す
る一対の透孔２６ａ〜２６ｅと、上記各組の電極２２
ａ、２２ｂのそれぞれの外部電極に連通するそれぞれの
貫通孔２８ａ、２８ｂを有する堤体２９ａをこのセンサ
プレート本体２５ａに接合する。上記各一対の透孔２６
ａ〜２６ｅ中に異なる５種のイオン感応樹脂溶液を滴下
し乾燥することにより各一対の電極の相対する端部に予
め設けておいた塩化銀層上にイオン感応膜が形成され、
イオン感応性電極が形成される。このセンサプレート本
体２５ａと堤体２９ａの接合体を透明なアクリル樹脂板
からなる下部セル３０の凹部３０ａ、３０ｂに填め込
み、透明アクリル樹脂からなる上部セル３２を上記下部
セル３０に接合する。上部セル３２は、透明板の裏面に
上記透孔２６ａ〜２６ｅに連通する凹溝からなる流通路
３３、３４を隔壁により二分して設け、それぞれの流通
路の一端には基準液投入部３５、検体液投入部３６を設
けるとともに他端には空気抜き孔３７、３７・・を設
け、さらに上記各組の基準電極２２ａ、検体液測定電極
２２ｂの露出した端部の外部電極に対応して図示省略し
た測定器の端子を挿入する端子挿入孔３８ａ、３８ｂを
設けたものである。

【０００３】このような構造のセンサプレートを使用す
るときは、基準液投入部３５、検体液投入部３６にそれ
ぞれ基準液、検体液を注射器等により注入すると、流通
路３３、３４にそれぞれ供給された液が、その流通する
過程で各組一対の透孔２６ａ〜２６ｅを介してそれぞれ
のイオン感応性電極に供給される。この状態で両液が液
絡するように工夫される。そして、その状態で測定器の
端子を端子挿入孔３８ａ、３８ｂに挿入してその電極に
接触させることにより検体液のイオン濃度が測定され、
各組の異なるイオン感応膜を被覆した電極毎に異なるイ
オン濃度が合計５種類測定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記液絡を行うには、
堤体２９ａの先端に液連絡孔２７ｂ、２７ｃを設けると
ともに、センサプレート本体２５ａのこれら液連絡孔に
対応する位置に凹溝を設けてこれに液絡材ペースト（水
９ｇ、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）１ｇに、シリカ
ゲル６０Ｈ ４．５ｇあるいは焼石膏（硫酸カルシウム
０．５水塩）１０ｇを混練りしたペースト）を減圧下に
脱泡してから充填し、乾燥させて液絡材２３ａを設ける
提案を本出願人は以前に行った。しかしながら、液絡材
をディスペンサー等を使用して充填すると乾燥後の充填
量が不十分であったり、乾燥体の表面が凹凸になり上部
セルと液絡材との間に隙間が発生し、そこから液が流出
したり、検体液と基準液が導電程度をはるかに越えて混
合するという問題があった。また、専用の液絡材を設け
ること、その設置工程が増える等の生産上の問題もあ
り、その改善が望まれていた。

【０００５】本発明の第１目的は、製造工程が簡単であ
り、低コストで製造できる化学センサプレートを提供す
ることにある。本発明の第２の目的は、専用の液絡材を
特に設けることなく簡単に液絡部を形成することができ
る化学センサプレートを提供することにある。本発明の
第３の目的は、検体液、基準液の流出がなく、しかも両
者が過度に混合しない液絡が可能な化学センサプレート
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、化学感応膜の被覆膜を有する検体液測定
電極と基準電極を一対にして少なくとも１組を基板上に
設けた化学センサプレート本体と、該化学センサプレー
ト本体を支持する下部セルと、上記検体液測定電極に検
体液を供給する閉じた流通路と上記基準電極に基準液を
供給する閉じた流通路をそれぞれ上記基板面上に形成
し、それぞれの流通路に連通する検体液投入部、基準液
投入部を有する上部セルとを少なくとも有し、上記化学
センサープレート本体を上記上部セルと下部セルの間に
内装し、かつ上記それぞれの流通路の間に対応する上部
セルと化学センサプレート本体との間に非接合部を設け
てこの非接合部を除いて該上部セルと該下部セルを接合
し、該非接合部の微細空隙を介して上記それぞれの流通
路に供給された検体液、基準液を液絡する化学センサプ
レートを提供するものである。この際、上部セルと下部
セルの接合は超音波接合であり、微細空隙は上部セルと
化学センサプレート本体との間の超音波接合されてない
部分からなることも好ましい。また、本発明は、化学感
応膜の被覆膜を有する検体液測定電極と基準電極を一対
にして少なくとも１組を基板上に設けた化学センサプレ
ート本体と、該化学センサプレート本体に重ねて設けら
れ上記それぞの電極に対応して開口するシート状の堤体
と、上記化学センサプレート及び堤体を支持する下部セ
ルと、上記堤体の開口を介して検体液測定電極に検体液
を供給する閉じた流通路と上記基準電極に基準液を供給
する閉じた流通路をそれぞれ上記堤体面上に形成し、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
を有する上部セルとを少なくとも有し、上記上部セルと
下部セルを少なくとも上記検体液投入部、基準液投入部
及び各流通路に対応する部分を開口した両面接着テープ
により接着し、上記それぞれの流通路の間に対応する上
記堤体と該両面接着テープを介した上部セルの間の接合
部の微細空隙を介して上記それぞれ流通路に供給された
検体液、基準液を液絡する化学センサプレートを提供す
るものである。この際、微細空隙が得られる両面接着テ
ープと上部セルの接合部における該上部セルの接合面を
粗面にすることも好ましい。

【０００７】

【作用】両面接着テープと例えば上部セルとの接合はあ
る長さにわたって行われているので、それぞれの表面状
態や接合の操作の仕方で確率的に微細空隙の生じること
は避けられず、その微細空隙を液絡用に用いることがで
きる。上部セルのその接合面を粗面にすることにより、
この微細空隙の発生確率はさらに高められる。また、上
部セルと下部セルを超音波接合するとき、基準液流通
路、検体液流通路の間の隔壁の下面についてはその接合
をしないことにより、その下面の例えば堤体との接触面
に確率的に微細空隙が生じる。両面接着テープの使用に
よる接合、超音波による接合のいずれも、簡単な操作で
その接合を行うことができる。

【０００８】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 実施例１ 図１中、１はマルチセンサプレート本体であって、エポ
キシ複合材からなる基板１ａには一対一組の基準電極２
ａ、検体液測定電極２ｂが５組設けられ、さらにそれぞ
れの電極の相対する端部の円形部分とそれぞれの電極の
互いに遠ざかる側の端部を残してエポキシ樹脂等の樹脂
膜からなる絶縁膜３が被覆され、前者が窓部４ａ、４ｂ
とされ、後者が外部電極とされる。これらの電極は銅電
極に銀メッキが施され、さらに上記窓部４ａ、４ｂの下
部の各組一対の相対する端部には塩化銀層が形成されて
いる。５は上記マルチセンサプレート本体に重ねられる
ポリエステルフィルム等からなる堤体であって、上記各
組の窓部４ａ、４ｂのそれぞれに対応する透孔６ａ〜６
ｅ、７ａ〜７ｅが設けられているとともに、上記基準電
極２ａ、２ａ・・・の外部電極に対応してそれぞれ外部
電極露出用孔８ａ、８ａ・・・が設けられ、上記検体液
測定電極２ｂ、２ｂ・・・の外部電極に対応してそれぞ
れ外部電極露出用孔８ｂ、８ｂ・・・が設けられてい
る。この堤体５をマルチセンサプレート本体１に上記各
孔が塞がれないように切り抜き加工した両面接着テープ
により接合し、その状態で各組一対の透孔（６ａ、７
ａ）、（６ｂ、７ｂ）・・・のそれぞれに異なる５種の
イオン感応物質を含有する樹脂溶液を滴下し、乾燥する
ことにより上記塩化銀層上にそれぞれのイオン感応膜が
形成され、それぞれのイオン感応性電極ができあがる。
ここで、両面接着テープとは、プラスチックテープの両
面に接着剤を塗布したテープあるいは不織布等の基材に
接着剤を含浸させたテープからなり、不使用時にはその
接着剤表面に離型紙がはられているが、使用時にこの離
型紙を剥がされ、他の物をその両面に接着できるテープ
をいう。接着剤は粘着剤でも良いし、常温では非粘着性
であるが加熱することにより溶融する、いわゆるホット
メルト型のものでも良いし、両者を併用したものでも良
い。プラスチックテープ自体が溶融するものでも良い。
このマルチセンサプレート本体１と堤体５の接合体をア
クリル系、スチロール系等の樹脂その他の透明材料から
なる下部セル９の凹部９ａに堤体５、凹部９ｂにマルチ
センサプレート本体１を填め込み、堤体の上面と下部セ
ルの上面を同一平面状に位置させる。そしてこの下部セ
ル９を後述する上記両面接着テープと同様な両面接着テ
ープ１０を介してこの下部セルと同様な材料からなる上
部セル１１と接合し、上記堤体とマルチセンサプレート
本体との接合体を内装する。なお、凹部９ｂはその底部
の中央部が開口され、前後両側の突片９ｄが上記堤体を
支持する。９ｅは開口部である。

【０００９】上記上部セルは１１は、図１、２に示すよ
うに、アクリル系、スチロール系等の樹脂その他の透明
材料からなる透明板の裏面に上記透孔６ａ〜６ｅ、７ａ
〜７ｅに連通する凹溝からなる基準液流通路１２ａ、検
体液流通路１３ａが図３に示す下面を梨地状の粗面１４
ａに形成した隔壁１４により二分して設けられ、それぞ
れの流通路の一端には基準液投入部１２ｂ、検体液投入
部１３ｂが設けられているとともに、それぞれの流通路
の他端にはこれに連通する細幅の凹溝からなる空気抜き
溝１２ｃ、１３ｃがそれぞれＬ字状に配設され、さらに
上記各組の検体液測定電極２ａ、基準電極２ｂの露出し
た端部、すなわちそれぞれの外部電極に対応して図示省
略した測定器の端子を挿入する端子挿入孔１５ａ、１５
ｂが表面側に貫通して設けられている。上記基準液投入
部１２ｂ、検体液投入部１３ｂは、その上部が一体に連
続されて上記透明板の表面に突出する横長ボックス状に
形成され、その下面が開口されて上記隔壁１４を長さ方
向及び高さ方向に延長することにより内部が二分され、
その上面には投入孔１２ｂ─１、１３ｂ─１が形成され
ているとともに、それぞれの投入孔とは反対側寄りに突
壁１２ｂ─３、１３ｂ─３が設けられ、投入された液の
拡散が邪魔されるようになっている。また、これらの基
準液投入部１２ｂ、検体液投入部１３ｂの前壁には半円
柱状の膨出部が設けられ、それぞれの縦孔１２ｄ、１３
ｄに上記空気抜き溝１２ｃ、１３ｃのそれぞれが連通さ
れている。上記流通路１２ａ、１３ａには上記シリカゲ
ルや焼石膏を用いたペーストを水で希釈した塗料、その
他親水性の界面活性剤、ＰＶＡ等の親水性樹脂等を塗布
し、検体液、基準液を導き易くすることも好ましい。

【００１０】上記両面接着テープ１０は、中央部に間隔
を置いて矩形状にくり抜いた透孔用貫通枠部１０ａ、１
０ａ及びそれぞれの外側に同様の外部電極用貫通枠部１
０ｂ、１０ｂを有し、前者のそれぞれに上記透孔６ａ〜
６ｅ、７ａ〜７ｅ、後者のそれぞれに外部電極露出用孔
８ａ、８ａ・・・、８ｂ、８ｂ・・・が臨ませられ、か
つ前者にはそれぞれ上記基準液流通路１２ａ、検体液流
通路１３ａ、後者にはそれぞれ各組の端子挿入孔１５
ａ、１５ｂが連通され、基準液投入部１２ｂと検体液投
入部１３ｂの開口部及びその間に対応する部分は穴が開
いておらず接着テープ面のままである。このように両面
接着テープ１０により上部セル１１は下部セル９とそれ
ぞれの周辺部で接合されるとともに、堤体５の透孔６ａ
〜６ｅと透孔７ａ〜７ｅの間及びその延長部の板面に接
合され、これにより基準液投入部１２ｂ、検体液投入部
１３ｂの開口部は両面接着テープ１０の表面により閉塞
されて液の貯溜ができ、また、基準液流通路１２ａ、検
体液流通路１３ａはその開口部が堤体５及びその透孔の
下のマルチセンサプレート本体５のイオン感応膜により
閉じられ、それぞれの閉じた流通路が形成され、さらに
図３に示すように空気抜き溝１２ｃ、１３ｃの開口部も
両面接着テープ１０により閉塞され、上記閉じた流通路
に連通されることになり、一方各組の端子挿入孔１５
ａ、１５ｂはマルチセンサプレート本体１の基準電極２
ａ、２ａ・・・の外部電極、検体液測定電極２ｂ、２ｂ
・・・の外部電極に連通し、測定用端子がこれら外部電
極に接触されるようになる。

【００１１】１６ａ、１６ｂは上記基準液投入部１２
ｂ、検体液投入部１３ｂの外側面両側の上端に設けられ
た把持用突起、１１ｂ、１０ｃ、９ｆは測定器に装着す
るときの誤挿入防止用切欠部てあり、１７ａ〜１７ｄ、
１８ａ〜１８ｄ、１９ａ〜１９ｄはそれぞれ上部セル１
１、両面接着テープ１０、下部セル９に設けられた位置
決め用の突起、切欠部、挿入孔であり、これらが組立て
られるときの位置決めをするものである。

【００１２】このようにして得られたマルチセンサプレ
ートを使用するときは、基準液投入部１２ｂ、検体液投
入部１３ｂにそれぞれ基準液、検体液を注射器等により
注入すると、流通路１２ａ、１３ａ及び堤体５等により
形成された閉じた流通部にそれぞれの液が流通され、そ
れぞれの液が透孔４ａ〜４ｅ、５ａ〜５ｅのそれぞれの
イオン感応性電極上に供給されるとともに、流通路１２
ａ、１３ａを隔てている隔壁１４と両面接着テープ１０
の接合部や両面接着テープと堤体５との接合部の特に前
者に生じた微細空隙に毛細管現象等により浸透して検体
液と基準液は接触し、電気的導通をなし得る状態にな
る。この状態で測定器の端子を各端子挿入孔１５ａ、１
５ｂに挿入してその電極に接触させることにより検体液
に含まれる異なるイオンの濃度が測定され、合計５種類
のイオン成分が検体液、基準液の１回の投入操作で測定
される。

【００１３】上記実施例は隔壁１４の下面を粗面にした
が粗面加工しなくても確率的に微細空隙は生じるのでこ
れを利用することもできる。上記実施例において隔壁１
４を粗面にしなかった以外は同様にして作成したマルチ
センサプレートと図７に示すセンサプレートとをそれぞ
れ２０個作成し、それぞれについて、同じ基準液を用い
て電位を測定したところ、以下のとおりであった。 そのセンサプレート 電位平均値 −３．１５
ｍＶ 標準偏差 ０．２９３ 図７のセンサプレート 電位平均値 −３．６６
ｍＶ 標準偏差 ０．４１３ この結果から、本実施例のマルチセンサプレートは液絡
が図７のものと同程度に行われていることがわかる。

【００１４】上記実施例は両面接着テープを使用して上
部セルと下部セルを接合したが、図１、２と同一符号部
分は同一構成部分を示す図４に示すように、上部セル１
１の下面の隔壁１４の下面を除く部分に超音波融着体１
１ａを設けるとともに、下部セル９の上面の全面に超音
波融着体９ｃを設け、上記実施例と同様のマルチセンサ
プレートと堤体の接合体を下部セル９に嵌め込んで支持
した後、上記上部セルと下部セルを重ね合わせ、それか
ら超音波をその重ね合わせたものに照射して両者を接合
しても良い。ここで超音波融着体とは、超音波の作用を
受けて軟化融着する性質のものをいう。このようにする
と、隔壁１４の下面は堤体と接合されていないので、微
細空隙が生じる確率が高くこれを液絡に用いることがで
きる。また、図示省略したが、上記上部セル１１、上記
下部セル９を溶剤による溶解性の例えばアクリル樹脂等
の樹脂成形体とし、これらを上記と同様に重ね合わせた
後、その重ね合わせ面に溶剤を滲み込ませて接合するよ
うにしても良い。溶剤を滲み込ませるにはその重ね合わ
せ面の少なくとも一方を粗面にする方法、溝を設ける方
法等が例示される。上記のようにして微細空隙を介して
液絡を行うと、検体液、基準液の漏れもなく、両者が過
度に混合することもない。

【００１５】上記各実施例において、図１、２と同一符
号部は同一構成部分を示す図５に示すように、上部セル
１１と下部セル９のそれぞれの先端面を帯状連結片２０
ａ、２０ａで連結した構造となるように樹脂により一体
成形し、上部セル１１と下部セル９の両者を接合する操
作を容易にするようにしても良い。この場合、図６に示
すように、上部セル１１と下部セル９のそれぞれの側面
を帯状連結片２０ｂ、２０ｂで連結した構造に樹脂によ
り一体成形しても良い。図中、２０ｃは基準液投入部１
２ｂ及び検体液投入部１３ｂの上面周辺に突設された周
壁であり、基準液、検体液が溢れないようにするもので
あり、２０ｄは検体液投入部を示すマークである。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、基準液流通路と検体液
流通路の間を非接合部にして上部セルと下部セルの接合
を行い、この接合を例えば両面接着テープや超音波によ
り行うようにしたので、その生産性が良く、コストを低
減できるのみならず、非接合部には微細空隙が生じるの
でこれを液絡用に用いることにより、検体液や基準液の
漏れや両者の過度の混合を避けることができ、しかも専
用の液絡材を設ける必要がないから生産工程が簡単であ
り、この面からも生産性を高め、コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のマルチセンサープレー
トの分解斜視図である。

【図２】その上部セルの裏側を示す斜視図である。

【図３】その上部セルと両面接着テープの接合状態を示
す第１図の先端側を見た断面図である。

【図４】本発明の第２の実施例のマルチセンサープレー
トの上部セルと下部セルを示す分解斜視図である。

【図５】本発明の第３の実施例のマルチセンサープレー
トの上部セルと下部セルを示す平面図である。

【図６】本発明の第４の実施例のマルチセンサープレー
トの上部セルと下部セルを示す平面図である。

【図７】以前の出願で提案されたものを主な構成とした
マルチセンサープレートの分解斜視図である。

【符号の説明】

１ マルチセンサープレート本体 ２ａ 基準液測定電極 ２ｂ 検体液測定電極 ５ 堤体 ９ 下部セル １０ 両面接着テープ １１ 上部セル ９ｃ、１１ａ 超音波融着体 １２ａ 基準液流通路 １３ａ 検体液流通路 １２ｂ 基準液投入部 １３ｂ 検体液投入部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化学感応膜の被覆膜を有する検体液測定
   電極と基準電極を一対にして少なくとも１組を基板上に
   設けた化学センサプレート本体と、該化学センサプレー
   ト本体を支持する下部セルと、上記検体液測定電極に検
   体液を供給する閉じた流通路と上記基準電極に基準液を
   供給する閉じた流通路をそれぞれ上記基板面上に形成
   し、それぞれの流通路に連通する検体液投入部、基準液
   投入部を有する上部セルとを少なくとも有し、上記化学
   センサープレート本体を上記上部セルと下部セルの間に
   内装し、かつ上記それぞれの流通路の間に対応する上部
   セルと化学センサプレート本体との間に非接合部を設け
   てこの非接合部を除いて該上部セルと該下部セルを接合
   し、該非接合部の微細空隙を介して上記それぞれの流通
   路に供給された検体液、基準液を液絡する化学センサプ
   レート。
2. 【請求項２】 上部セルと下部セルの接合は超音波接合
   である請求項１記載の化学センサープレート。
3. 【請求項３】 上部セルと下部セルは溶剤に溶解性の樹
   脂により成形され、両者の接合はその接合面の溶解接合
   である請求項１記載の化学センサプレート。
4. 【請求項４】 化学感応膜の被覆膜を有する検体液測定
   電極と基準電極を一対にして少なくとも１組を基板上に
   設けた化学センサプレート本体と、該化学センサプレー
   ト本体に重ねて設けられ上記それぞの電極に対応して開
   口するシート状の堤体と、上記化学センサプレート本体
   及び堤体を支持する下部セルと、上記堤体の開口を介し
   て検体液測定電極に検体液を供給する閉じた流通路と上
   記基準電極に基準液を供給する閉じた流通路をそれぞれ
   上記堤体面上に形成し、それぞれの流通路に連通する検
   体液投入部、基準液投入部を有する上部セルとを少なく
   とも有し、上記上部セルと下部セルを少なくとも上記各
   流通路に対応する部分を開口した両面接着テープにより
   接着し、上記それぞれの流通路の間に対応する上記堤体
   と該両面接着テープを介した上部セルの間の接合部の微
   細空隙を介して上記それぞれ流通路に供給された検体
   液、基準液を液絡する化学センサプレート。
5. 【請求項５】 微細空隙が得られる両面接着テープと上
   部セルの接合部における該上部セルの接合面を粗面にし
   た請求項４記載の化学センサプレート。
6. 【請求項６】 上部セルと下部セルは連結片により連結
   されて一体成形され、該連結片を折り曲げることにより
   接合できる位置に重ねられる請求項１ないし５のいずれ
   かに記載の化学センサプレート。