JPH0816662B2 - 保存液収容タンク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は保存液収容タンクに関し、さらに詳細にい
えば、酵素電極の活性を維持するための保存液を収容す
る保存液収容タンクに関する。

＜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。さらに、上記酸化反応、または還
元反応は、活性な生理活性物質の存在下においてのみ活
発に行なわれるのであるから、濃度測定が終了した後、
次の濃度測定を行なうまでの間に生理活性物質が失活し
てしまわないように酵素電極の表面を保存液に接触させ
ておかなければならない。

したがって、従来は、測定終了後に、酵素電極を、容
器に収容した保存液に浸漬するようにしている。しか
し、このような構成を採用した場合には、引き出しリー
ド等を有する酵素電極を保存液に浸漬する関係上、引き
出しリード等が浸漬されることがないように十分大きな
酵素電極とする必要があるとともに、保存液を収容した
容器もかなり大型でなければならず、全体の構成が著し
く大型化し、到底携帯可能な大きさにすることができな
いという不都合がある。

本件特許出願人は、このような不都合を解消すべく、
著しく小型の保存液収容タンクの所定位置に開口を形成
し、この開口にスポンジを装着しておいて、測定終了後
に酵素電極の表面をスポンジに圧接する構成を考えた。
この構成を採用すれば、保存液収容タンクの大きさを著
しく小さくできるだけでなく、酵素電極をも著しく小さ
くでき、全体として濃度測定装置を小形化できるという
利点を有し、しかも、酵素電極の表面をスポンジに圧接
するだけで所期の目的を達成できるので構成も簡素化で
きるという利点を有している。

しかし、この構成を組み込んだ濃度測定装置を作成
し、被検液中の測定対象物質の濃度測定を行なったとこ
ろ、測定値のばらつきが著しく大きく、CV値が10％程度
であった。

＜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、全体として小形化できるとともに、常に酵素電極の
表面の生理活性物質の活性を良好に維持することができ
る保存液収容タンク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、この発明の保存液収容
タンクは、内部に酵素電極の活性を維持するための保存
液を収容する保存液収容タンクが、所定位置に開口を形
成したタンク本体と、開口部に位置するように配置され
た多孔質体とで構成されているとともに、タンク本体の
開口部近傍と多孔質体との接触部に外部との連通溝が形
成されている。

＜作用＞ 以上の構成の保存液収容タンクであれば、濃度測定終
了後に酵素電極を多孔質体に圧接することにより保存液
が多少失なわれ、保存液収容タンクの内圧が外圧よりも
多少低くなるが、酵素電極を多孔質体から離した時点で
保存液収容タンクの内部と外部とが連通溝を介して連通
されるので、速やかに内圧と外圧とをバランスさせるこ
とができる。この結果、多孔質体の表面を常に湿潤状態
に維持でき、酵素電極を多孔質体に圧接する毎に生理活
性物質の活性を良好に維持することができる。

さらに詳細に説明すると、連通溝を形成していない場
合には、多孔質体として空孔度および孔径が大きいもの
を使用しても、多孔質体の全体に保存液が含浸されてい
る関係上、保存液収容タンクの内圧と外圧との差圧が生
じてもシールされているのと等価な状態であり、差圧が
所定の圧力以上になるまでは差圧を解消するために空気
が保存液収容タンクに侵入することを阻止していた。し
たがって、酵素電極を圧接した回数、内外温度差、内外
気圧差等の影響を受けて多孔質体の表面の湿潤状態が大
きく変化し、酵素電極を多孔質体に圧接した場合におけ
る保存液の供給、生理活性物質の活性維持の程度が大き
く変化するのであるから、測定値のばらつきが著しく大
きく、CV値が10％程度になっていた。しかし、この発明
においては、多孔質体と接するタンク本体の所定位置に
連通孔を形成しているのであるから、内外の差圧が所定
圧力まで増加するという不都合はなく、多孔質体の表面
の湿潤状態が実質的に変化する前に差圧が解消される。
この結果、酵素電極を多孔質体に圧接した場合における
保存液の供給、生理活性物質の活性維持の程度が一定に
保持でき、測定値のばらつきを著しく小さくできる。

＜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図はこの発明の保存液収容タンクを組み込んだ濃
度測定装置の構成の一例を示す一部切欠斜視図であり、
濃度測定装置本体（１）の所定位置に、電極駆動機構
（３）により往復動される酵素電極（２）が設けられて
いるとともに、所定位置に保存液収容タンク（４）が取
り外し可能に設けられている。そして、中央部に所定間
隔毎に被検液透過孔（5a）が形成されているとともに、
各被検液透過孔（5a）を覆うように、大きい粒径の物質
の透過を阻止する機能、ある程度の拡散制限機能、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（5b）が貼着された長尺フィルム
（５）が走行可能にケーシング（5c）に収容されている
とともに、このケーシング（5c）が濃度測定装置本体
（１）の所定位置に取り外し可能に設けられている。
尚、上記拡散制限膜（5b）は、後述するように酵素電極
（２）に拡散制限膜が装着されている場合に、拡散制限
膜の目詰りを防止できるとともに、測定対象物質の酵素
電極（２）への拡散をある程度制限できる。逆に、酵素
電極（２）に拡散制限膜が装着されていない場合には、
測定対象物質の酵素電極（２）への拡散を制限できる。

上記酵素電極（２）は、下地電極の表面に、反応生成
物質、または反応消失物質を選択的に透過させる選択透
過膜および固定化酵素膜がこの順に装着されたものであ
り、必要に応じて測定対象物質に対する拡散制限効果が
高い拡散制限膜が固定化酵素膜の表面側に装着される。
そして、酵素電極（２）の少なくとも上部を包囲する包
囲部材（2a）が設けられている。

上記電極駆動機構（３）は、モータ（3a）、ねじ軸
（3b）、電極支持板（3c）、係合突部（3d）および案内
溝（3e）等を構成要素とする機構であり、モータ（3a）
によりねじ軸（3b）を自転させることにより電極支持板
（3c）を動作させ、しかも係合突部（3d）と案内溝（3
e）との係合により電極支持板（3c）の動作を規制し
て、電極支持板（3c）に支持された酵素電極（２）を、
保存液収容タンク（４）に接触する位置と長尺フィルム
（５）の拡散制限膜（5b）に接触する位置との間で往復
動させる。

上記保存液収容タンク（４）は、薄いタンク本体（4
a）の下面所定位置に開口（4b）が形成されているとと
もに、開口（4b）に入り込む状態でスポンジ（4c）が設
けられている。そして、タンク本体（4a）の、スポンジ
（4c）と接する位置に複数本の連通溝（4d）が形成され
ている。

保存液収容タンクを第１図から第４図を参照しながら
さらに詳細に説明する。

タンク本体（4a）に形成した開口（4b）の周縁部は、
そのまま外方に延長されており、しかも外方延長部の外
面にねじ山（4e）が形成されることにより、保存液の洩
れを防止するためのキャップ（4f）を取り外し可能に装
着している。このキャップ（4f）は、保存液収容タンク
（４）を濃度測定装置本体（１）に装着した状態におい
ては取り外されていなければならない。尚、（4g）はキ
ャップ（4f）の内面と接触した保存液の洩れを防止する
突条である。また、外方延長部の先端部に内向きフラン
ジ（4h）が形成されているとともに、内向きフランジ
（4h）よりやや内方寄りにもスポンジ（4c）の抜け落ち
を防止するための内向きフランジ（4j）が形成されてお
り、両内向きフランジ（4h）（4j）の間隙に、上記包囲
部材（2a）と接触して酵素電極（２）圧接時に外部への
保存液洩れを防止するシール・パッキング（4k）が設け
られている。したがって、内向きフランジ（4j）の上面
および内向きフランジ（4j）よりも内奥側の外方延長部
内面に複数本の断面Ｕ字状の連通溝（4d）が形成され
る。

上記ケーシング（5c）は、長尺フィルム（５）の一方
の端部側を巻回状態で収容する供給部（5d）と、長尺フ
ィルム（５）の他方の端部側を巻き取る巻取部（5e）
と、供給部（5d）および巻取部（5e）を連結するブリッ
ジ部（5f）とを有しており、しかもブリッジ部（5f）の
下面所定位置に酵素電極（２）の侵入を許容する透孔
（図示せず）が形成されている。そして、図示しない長
尺フィルム送り機構からの動力が巻取部（5e）に収容さ
れた巻取軸（図示せず）に伝達される。

上記の構成の濃度測定装置の動作は次のとおりであ
る。

濃度測定を行なわない場合には、電極駆動機構（３）
により酵素電極（２）が保存液収容タンク（４）の開口
（4b）を通してスポンジ（4c）に圧接されている（第６
図（Ａ）参照）。尚、この状態において包囲部材（2a）
とシール・パッキング（4k）とが圧接されているので、
保存液が外部に洩れるという不都合を確実に防止でき
る。

長尺フィルム（５）の未使用の被検液透過孔（5a）に
被検液を点着し、図示しない測定開始スイッチを操作す
れば、長尺フィルム（５）が所定距離だけ走行され、ま
た、電極駆動機構（３）により酵素電極（２）が移動さ
れて拡散制限膜（5b）に圧接される。したがって、被検
液中の測定対象物質が拡散制限膜（5b）を通して酵素電
極（２）の表面に拡散し、活性な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ので、反応
生成物質、または反応消失物質が選択透過膜を通して下
地電極に導かれ、反応生成物質、または反応消失物質の
量に対応する電気信号が出力される。そして、この電気
信号のピーク、電気信号を時間微分して得た信号のピー
ク等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。

以上のようにして濃度測定が行なわれた後は、電極駆
動機構（３）により酵素電極（２）を逆方向に移動さ
せ、再び保存液収容タンク（４）のスポンジ（4c）に圧
接して生理活性物質の活性を維持する。尚、この動作と
並行して長尺フィルム（５）が所定距離だけ走行され、
次の被検液透過孔を点着位置に位置させる。

以下、濃度測定が指示される毎に上記一連の動作を反
復する。

以上の動作を反復すれば、保存液収容タンク（４）の
内部の保存液が少しずつ酵素電極（２）に供給されるの
で、内部の保存液が少なくなり、内外の差圧が生じるこ
とになるが、連通溝（4c）により内外が連通されている
のであるから、僅かに差圧が生じた状態で外部から空気
が入り込み（第６図（Ｂ）中矢印参照）、差圧を解消す
ることができる。この結果、保存液がスポンジ（4c）の
表面まで十分に移行し、酵素電極（２）を十分に湿潤さ
せることができる。この結果、従来CV＝10％程度であっ
た測定のばらつきをCV＝２〜３％程度にできた。

但し、上記連通溝（4d）の数、幅、深さ等は空気の流
体抵抗等を考慮して適宜設定すればよく、また、複数本
の連通溝（4d）の内方端部を１カ所にまとめて保存液収
容タンク（４）の所望箇所に空気を導入することもでき
る。さらに、スポンジ以外の多孔質体を用いることが可
能である。

また、以上の実施例においては、タンク本体（4a）に
連通溝（4d）を形成しているがスポンジ（4b）に連通溝
を形成するようにしてもよい。但し、加工性および連通
溝（4d）の幅、深さを一定にできること等を考慮すれ
ば、タンク本体（4a）に連通溝（4d）を形成することが
好ましい。

＜発明の効果＞ 以上のようにこの発明は、多孔質体とタンク本体の開
口部近傍との接触部に連通溝を形成しているのであるか
ら、内外の差圧が余り大きくならない状態で保存液収容
タンク内に外部の空気を導入でき、多孔質体の表面を常
に湿潤状態に保持でき、ひいては酵素電極の活性維持を
良好に達成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（Ａ）は保存液収容タンクの開口部のみを示す斜
視図、 同図（Ｂ）は同上平面図、 第２図は保存液収容タンクの下面図、 第３図は同上縦断面図、 第４図は第１図のIV−IV線断面図、 第５図はこの発明の保存液収容タンクを組み込んだ濃度
測定装置の構成の一例を示す一部切欠斜視図、 第６図（Ａ）は酵素電極がスポンジに圧接された状態を
示す縦断面図、 第６図（Ｂ）は内外の差圧を解消するための空気流れを
説明する概略図。 （２）……酵素電極、（４）……保存液収容タンク、 （4a）……タンク本体、（4b）……開口、 （4c）……多孔質体としてのスポンジ、 （4d）……連通溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に酵素電極（２）の活性を維持するた
   めの保存液を収容する保存液収容タンク（４）が、所定
   位置に開口（4b）を形成したタンク本体（4a）と、開口
   部（4b）に位置するように配置された多孔質体（4c）と
   で構成されているとともに、タンク本体（4a）の開口部
   （4b）近傍と多孔質体（4c）との接触部に外部との連通
   溝（4d）が形成されていることを特徴とする保存液収容
   タンク。