JPH0816661B2 - 濃度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は濃度測定装置に関し、さらに詳細にいえ
ば、長尺フィルムの所定位置に所定間隔で被検液透過孔
を形成するとともに、拡散制限膜で各被検液透過孔を覆
っておき、被検液透過孔に被検液を点着した後、長尺フ
ィルムを走行させることにより拡散制限膜に測定電極を
接触させ得るようにした濃度測定装置に関する。

＜従来の技術、および発明が解決しようとする課題＞ 従来から非常に複雑な有機化合物、蛋白質等を極めて
高感度に、かつ選択的に検知することができるという特
質に着目して、下地電極の表面に生理活性物質を固定化
した固定化酵素膜を付設してなるバイオセンサ（以下、
酵素電極と称する）により上記有機化合物、蛋白質等の
測定を行なうための研究開発が行なわれている。

そして、上記酵素電極を使用して測定対象物質の測定
を行なう場合には、生理活性物質の存在下において測定
対象物質の酸化反応、または還元反応を行なわせ、これ
ら反応の結果生成され、または消失される物質の量に対
応する電気信号を酵素電極から出力させ、この電気信号
に対して必要な処理を施すことにより測定対象物質の濃
度を得ることになる。しかし、上記酸化反応、または還
元反応は、測定対象物質の量のみに依存して行なわれる
のではなく、これら反応を行なうために必要な物質の量
にも依存するのであり、反応に必要な物質が不足してい
る場合には、測定対象物質の量に対応する量の物質を生
成し、または消失させることができなくなる。この結
果、測定対象物質の濃度測定結果が不正確になってしま
う。

このような不都合を解消するために、本件発明者らは
酵素電極の表面の固定化酵素膜を覆うように、測定対象
物質の拡散を制限する拡散制限膜を装着することにより
反応に必要な物質の量を少なくして良好な測定結果を得
られるようにするとともに、上記拡散制限膜の目詰りを
ひきおこす物質を分離する機能、上記拡散制限膜よりも
低い拡散制限機能、酵素電極に接触することなく被検液
の点着を行なわせる機能等を有する拡散制限膜を取り外
し可能に装着する構成を考えた。このような構成を採用
すれば、被検液中の測定対象物質の濃度が高くても、生
理活性物質の存在下において酸化反応、または還元反応
を行なう測定対象物質の量を制限でき、これら反応を行
なうために必要な物質の量を少なくできる。また、取り
外し可能な拡散制限膜は、妨害物質を多く含む被検液中
の測定対象物質の濃度を測定する場合には、１回測定を
行なう毎に交換できることが好ましいので、本件発明者
らは長尺フィルムに多数の被検液透過孔を形成し、各被
検液透過孔を妨害物質分離効果を主眼とする拡散制限膜
で覆うことを考えた。但し、長尺フィルムが走行する場
合に酵素電極の表面と摺擦することを避けて酵素電極の
寿命を長くするために酵素電極を昇降可能な構成としな
ければならない。

この場合において、長尺フィルムに点着された被検液
は全てが濃度測定のために使用されるのではなく、点着
された被検液の一部のみを使用して濃度測定が行なわれ
るのであるから、そのままであれば、被検液が残留した
ままの状態で長尺フィルム巻取部に巻き取られることに
なる。しかし、巻き取られた部分に残留する被検液は測
定後の時間経過に伴なって乾燥し、粉末状になるので、
粉末が飛散して濃度測定装置の内部を汚染するという不
都合があるのみならず、被検液が体液である場合には感
染事故が発生する可能性があるという不都合がある。ま
た、このような不都合を解消するために長尺フィルム巻
取部の内部に、長尺フィルムと接する被検液拭き取りロ
ーラを設けることが考えられるが、長尺フィルム自体の
長さを長くし、または被検液透過孔同士の間隔を小さく
して被検液透過孔の数を増加させた場合、被検液の点着
量が多い場合等には被検液拭き取りローラの能力を越え
てしまい、被検液を完全には拭き取れなくなってしまう
可能性があり、完全には拭き取れなければ、上記と同様
の不都合が生じることになる。さらに、被検液を完全に
拭き取れたとしても、被検液拭き取りローラが常時長尺
フィルムと接触しているのであるから、被検液の種類に
よっては、凝固時に長尺フィルムの移動を阻害すること
になってしまい、長尺フィルムを移動させるために必要
な力が大きくなってしまうという不都合もある。

＜発明の目的＞ この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであ
り、簡単な構成で、長尺フィルムに残留する被検液を確
実に吸着でき、しかも被検液の状態に拘らず小さい力で
長尺フィルムをスムーズに移動させることができる濃度
測定装置を提供することを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための、この発明の濃度測定装
置は、濃度測定装置本体の所定位置に酵素電極を昇降可
能に設けているとともに、所定間隔毎に形成した被検液
透過孔を拡散制限膜で覆った長尺フィルムを所定方向に
走行可能に収容したカートリッジを取り外し可能に設け
ており、カートリッジの長尺フィルム巻取部の上面に残
留被検液吸着用のシートを設けているとともに、長尺フ
ィルム巻取部の長尺フィルム導入部に、長尺フィルムの
側縁寄り部と接触して長尺フィルムをシートのやや下方
に案内するための規制部を有している。

＜作用＞ 以上の構成の濃度測定装置であれば、濃度測定装置本
体の所定位置にケーシングを設けておき、酵素電極を下
降させた状態でケーシングに収容され、かつ被検液が点
着された長尺フィルムを所定距離だけ走行させ、次いで
酵素電極を上昇させれば、長尺フィルムが長尺フィルム
押え片により規制されて酵素電極と拡散制限膜との良好
な密着を達成できる。したがって、この状態において拡
散制限膜を通して酵素電極に拡散する測定対象物質の量
に基づいて濃度を測定することができる。そして、濃度
測定後には、酵素電極を長尺フィルムから離した状態で
長尺フィルムを所定方向に移動させ、未使用の被検液透
過孔を点着位置まで移動させて次の測定に備える。この
場合に、既に測定が行なわれた被検液は、長尺フィルム
と共に長尺フィルム巻取部に巻き取られるのであるが、
長尺フィルムの側縁寄り部が規制部によりシートのやや
下方に案内されるので、長尺フィルム上に盛り上った状
態で残留している被検液がシートに吸着される。この結
果、被検液が乾燥した場合における粉末の飛散が確実に
防止され、しかも被検液がシートに吸着された後は長尺
フィルムとシートとが接触しないので、被検液の凝固等
に拘らず小さな力で長尺フィルムをスムーズに移動させ
ることができる。また、シートにより被検液を吸着する
ようにしているのであるから、被検液を吸着し得る限界
量を簡単に増加させることができる。

＜実施例＞ 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明す
る。

第５図はこの発明が適用された濃度測定装置の一例を
示す一部切欠斜視図、第６図な縦断面図であり、ケーシ
ング（２）の所定位置にカートリッジ（11）に収容され
た長尺フィルム（１）を収容するための空間が形成され
ている。そして、長尺フィルム（１）の走行路の上流寄
り所定位置に点着用の開口（20）が形成されているとと
もに、下流寄り所定位置に、酵素電極（22）の拡散制限
膜（16）への密着を可能とする測定位置（21a）が形成
されている。また、長尺フィルム（１）の走行路から水
平方向に所定距離だけ離れた位置に、走行路よりも上方
に位置するように、保存液収容タンク（21）が配置され
ている。そして、酵素電極（22）を長尺フィルム（１）
に密着する位置および保存液収容タンク（21）に密着す
る位置まで往復動させるための電極駆動機構（３）が配
置されているとともに、長尺フィルム（１）を往動させ
るためのフィルム駆動機構（図示せず）が配置されてい
る。

第４図は長尺フィルムの斜視図であり、所定幅の長尺
フィルム（１）の中央部に所定間隔毎に被検液透過孔
（15）が形成されているとともに、各被検液透過孔（1
5）を覆うように長尺フィルム（１）の下面に拡散制限
膜（16）が貼着されている。そして、終端の被検液透過
孔（15）を除く全ての被検液透過孔（15）に対して所定
の位置関係で短寸の透孔（13a）および長尺の透孔（13
b）が形成されているとともに、終端の被検液透過孔（1
5）に対して所定の位置関係で長尺の透孔（13c）および
短寸の透孔（13d）が形成されている。したがって、こ
れら透孔を光センサ（図示せず）等により検出すること
により長尺フィルムを正確に位置決めできる。尚、上記
長尺フィルム（１）は被検液に耐性を有する材質であれ
ばよい。また、上記拡散制限膜（16）は血球等の物質の
分離機能、ある程度の拡散制限機能、酵素電極（22）に
接触することなく被検液の点着を行なわせる機能等を有
するもの、例えば微小孔を多数有するポリカーボネート
膜等であり、後述する酵素電極（22）に測定対象物質の
透過を制限する拡散制限膜が装着されている場合に、酵
素電極（22）に装着された拡散制限膜の目詰りを阻止す
ることができる。但し、上記拡散制限膜（16）として測
定対象物質の透過を制限し得るものを使用し、酵素電極
（22）には拡散制限膜を装着しない構成を採用すること
もできるが、妨害物質による目詰りに起因する測定精度
の低下を排除するためには、血球等の物質の分離を主機
能とする拡散制限膜（16）を長尺フィルム（１）に貼着
し、測定対象物質の透過を制限する拡散制限膜を酵素電
極（22）に装着することが好ましい。

第１図は上記長尺フィルムをカートリッジに収容した
状態を示す一部切欠斜視図、第２図は第１図のII−II線
断面図、第３図は第１図のIII−III線断面図であり、長
尺フィルム（１）の一方の端部側を巻回状態で収容する
供給部（17）と、長尺フィルム（１）の他方の端部側を
ロール状に巻き取る巻取部（18）と、供給部（17）およ
び巻取部（18）を一体的に連結するブリッジ部（19）と
を有している。そして、巻取部（18）に設けられた巻取
軸（18a）はカートリッジ（11）の外部に突出させられ
ており、モータ（27）により選択的に回転力が伝達され
る。また、巻取部（18）の上面板下面に被検液を吸着す
るための所定形状のシート（18b）が設けられており、
巻取部（18）の長尺フィルム導入部に、長尺フィルム
（１）の両側縁寄り部と接して長尺フィルム（１）をシ
ート（18b）のやや下方に案内する規制部（18c）が設け
られている。上記シート（18b）の形状は巻取部（18）
の形状等に合せて適宜設定することができるのであり、
例えば、円形、方形、隅角部が切除された方形等の形状
が列挙される。

上記の構成の濃度測定装置の作用は次のとおりであ
る。

未使用の拡散制限膜（16）で覆われた被検液透過孔
（15）が点着用の開口（20）と正対した状態で開口（2
0）を通して被検液透過孔を点着し、次いで、被検液が
点着された被検液透過孔（15）が測定位置（21a）と正
対するまで長尺フィルム（１）を走行させ、この状態に
おいて電極駆動機構（３）により酵素電極（22）を移動
させて被検液が点着された被検液透過孔（15）を覆う拡
散制限膜（16）と密着させる。

このように、酵素電極（22）と拡散制限膜（16）とが
密着されれば、被検液に含まれる測定対象物質が拡散制
限膜（16）を通して酵素電極（22）に拡散し、測定対象
物質の拡散量に対応する電気信号が酵素電極（22）から
出力される。したがって、この電気信号に基づいて被検
液中の測定対象物質の濃度を得ることができる。

以上のようにして被検液中の測定対象物質の濃度測定
を行なった後は、次の被検液透過孔（15）が点着用の開
口（20）と正対するまで長尺フィルム（１）を走行させ
ることにより次の測定に備える。この場合には、被検液
が点着されて既に濃度測定が終了した被検液透過孔（1
5）が巻取部（18）に導かれる。そして、巻取部（18）
への導入初期に規制部（18c）により長尺フィルム
（１）がやや下方に案内され、シート（18b）と直接接
触しないように走行経路が規制されるが、長尺フィルム
（１）に残留する被検液は表面張力等により盛り上った
状態であるから、被検液はシート（18b）と確実に接触
し、シート（18b）に吸い込まれる。この結果、被検液
が乾燥してもシート（18b）の内部に粉末が保持され、
粉末が飛散することによる濃度測定装置内部の汚染、被
検液が体液である場合の感染事故の発明を確実に防止で
きる。さらに、被検液の凝固等によっては長尺フィルム
（１）は全く影響を受けず、スムーズな走行を確保でき
る。

＜実施例２＞ 第７図はこの発明の濃度測定装置の他の実施例を示す
要部縦断面図であり、上記実施例と異なる点は、シート
（18b）の下流側端縁部を下方に向かって少しだけ突出
させた点のみである。

したがって、この実施例を場合には、シート（18b）
の殆どの部分において長尺フィルム（１）が離れている
が、下方突出部において長尺フィルム（１）と著しく接
近し、または軽く接触するのであるから、被検液の点着
量が少なく、したがって、長尺フィルム（１）に残留す
る被検液の量が少ない場合にも、残留被検液を確実に吸
い込むことができる。

＜発明の効果＞ 以上のようにこの発明は、長尺フィルムに残留する被
検液をシートで吸い込むようにしているので、シートを
大型化するだけで吸い込み限界量を簡単に増加させるこ
とができ、しかも被検液の凝固等に拘らず小さい力で長
尺フィルムをスムーズに移動させることができるという
特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は長尺フィルムをカートリッジに収容した状態を
示す一部切欠斜視図、 第２図は第１図のII−II線断面図、 第３図は第１図のIII−III線断面図、 第４図は長尺フィルムの斜視図、 第５図はこの発明が適用された濃度測定装置の一例を示
す一部切欠斜視図、 第６図は縦断面図、 第７図はこの発明の濃度測定装置の他の実施例を示す要
部縦断面図。 （１）……長尺フィルム、（11）……カートリッジ、 （15）……被検液透過孔、（16）……拡散制限膜、 （18）……長尺フィルム巻取部、（18b）……シート、 （18c）……規制部、（19）……ブリッジ部、 （22）……酵素電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】濃度測定装置本体の所定位置に酵素電極
   （22）を昇降可能に設けているとともに、所定間隔毎に
   形成した被検液透過孔（15）を拡散制限膜（16）で覆っ
   た長尺フィルム（１）を所定方向に走行可能に収容した
   カートリッジ（11）（19）を取り外し可能に設けてお
   り、カートリッジ（19）の長尺フィルム巻取部（18）の
   上面に残留被検液吸着用のシート（18b）を設けている
   とともに、長尺フィルム巻取部（18）の長尺フィルム導
   入部に、長尺フィルム（１）の側縁寄り部と接触して長
   尺フィルム（１）をシート（18b）のやや下方に案内す
   るための規制部（18c）を有していることを特徴とする
   濃度測定装置。