JPH0972900A

JPH0972900A - 生化学物質測定装置及びそれに適用する唾液収集方法

Info

Publication number: JPH0972900A
Application number: JP22804595A
Authority: JP
Inventors: Masaki Yamaguchi; 昌樹山口
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1995-09-05
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】非侵襲式で小型・軽量化が可能で測定精度を
向上可能な生化学物質測定装置及びそれに適用する唾液
収集方法を提供すること。【解決手段】収集部３０は、唾液採取部材３１、フィ
ルタ３２、及び唾液収集部材３３から構成されている。
また、演算部５０は、少なくともＣＰＵ５１と記憶装置
５２から構成されている。収集部３０で被測定物質であ
る唾液を収集し、酵素センサ４０において該唾液中にお
ける所定の生化学物質の濃度に比例した電流値Ｉ₀を得
る。予め記憶装置５２に記憶しておいた唾液中のグルコ
ース濃度と血糖値の相関関係から血液中の該生化学物質
の濃度を算出する。唾液採取部材３１による唾液採取に
先だって、洗浄液が口腔中に散布され、口腔内が洗浄さ
れる。この後洗浄液が口腔内から除去される。このた
め、収集される唾液には血糖値の測定を妨げる阻害物質
が混入しないので測定精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生化学物質測定装置
及びそれに適用する唾液収集方法に関し、特に非観血式
で小型化でき測定精度の向上が可能な生化学物質測定装
置及びそれに適用する唾液収集方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、酵素の持つ厳密な分子識別機
能を巧みに利用したバイオセンサが種々考案され、生体
の生理活性物質（生化学物質）の分析に応用が進んでい
る。たとえば、糖尿病治療においてはバイオセンサが血
糖計測技術に大きな変革をもたらしている。１９７０年
代には、高分子にブドウ糖酸化還元酵素であるグルコー
スオキシダーゼを固定化した酵素膜を用いた血糖センサ
ーが開発され、それまで数十分から１時間以上も必要で
あった血糖測定が数分で測定できるようになった。

【０００３】しかし、これらのバイオセンサは被測定物
質として血液を用いていたので、患者は測定の度に採血
する必要があり、以下の問題点が未解決のまま残されて
いた。

【０００４】即ち、採血時の肉体的苦痛や、血液を媒体
とするウイルス、例えばＢ型肝炎やＡＩＤＳへの感染の
恐れがあり、患者や看護者に常に精神的な不安感を与え
る等の問題がそれである。

【０００５】これらの解決を図るために、光学的手法を
用いた非侵襲型の生理活性物質計測法が提案されてお
り、例えば七里元亮らの「血糖値の非侵襲的計測法―光
学的ブドウ糖センサの開発―、ＢＭＥ，Vol.５，No.
８，pp.１６-２１，１９９１」等が報告されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の光学的手法を用
いた血糖計測法では、ブドウ糖の吸光度をもとに血糖値
を推定するものであるが、ブドウ糖の吸収光の波長が９
〜１１μｍであり、生体内の他の物質、例えば赤血球や
酵素などの吸光特性と似ていることから、計測装置の高
精度化が困難であった。また、ブドウ糖の吸収光の波長
が９〜１１μｍと長いために、その光源として赤外線が
必要であが、現状の赤外線の光源、例えば赤外線レーザ
は非常に大型であり冷却装置までも必要とすることか
ら、計測装置の小型化・携帯化が困難であった。

【０００７】この問題点を解決すべく、本出願人は先に
特願平７−１５７４２３号で生化学物質測定装置を出願
中である。この生化学物質測定装置は、口腔中に分泌さ
れる唾液を収集する収集手段と、その収集手段により収
集された唾液に含まれる前記所定の生化学物質の濃度に
関連する情報を検出するセンサと、前記所定の生化学物
質に関して前記唾液中の濃度に関連する情報と血液中の
濃度との対応情報を記憶する記憶手段と、前記センサに
より検出された前記生化学物質の濃度に関連する情報と
前記記憶手段に記憶された対応情報とに基づき、血液中
の前記生化学物質の濃度を算出する算出手段と、その算
出手段により算出された血液中の生化学物質の濃度を出
力する出力手段とを備えたものであり、収集した唾液に
含まれる生化学物質（例えばブドウ糖）の濃度を検出し
て血液中の生化学物質の濃度（血糖値）を算出するもの
である。

【０００８】この構成とすることにより、悲観血式で小
型の生化学物質測定装置を提供することが可能になった
が、次のような問題点が見いだされた。即ち、口腔内に
種々の有機物が存在するので、収集した唾液中に生化学
物質の測定を阻害する物質が混入して測定精度が低下す
る虞がある。

【０００９】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的は、従来のように採血
する必要がなく、小型化・携帯化が可能であり、しかも
測定精度を向上可能な生化学物質測定装置及びそれに適
用する唾液収集方法を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
請求項１に記載の生化学物質測定装置は、除去手段が口
腔の洗浄のために口腔中に散布された洗浄液を除去した
後、収集手段が口腔内に分泌された唾液を収集する。検
出手段は収集された唾液に含まれる所定の生化学物質の
濃度に関連する情報を検出する。記憶手段には前記所定
の生化学物質に関して前記唾液中の濃度に関連する情報
と血液中の濃度との対応情報が記憶されており、算出手
段が前記検出手段により検出された前記生化学物質の濃
度に関連する情報と前記記憶手段に記憶された対応情報
とに基づき、血液中の前記生化学物質の濃度を算出し、
出力手段が前記算出手段により算出された血液中の生化
学物質の濃度を出力する。このため、収集手段により収
集される唾液中には生化学物質の測定を阻害する物質が
混入することがない。使用者の食物摂取などの影響を受
けることなく、また洗浄液の水分が収集された唾液に混
入することにより濃度が変化してしまうことが防止でき
るので、測定精度を向上することができるのである。

【００１１】また、請求項２に記載の生化学物質測定装
置は、前記洗浄液には、前記所定の生化学物質が含有さ
れない。洗浄液の影響を除外することが出来るのであ
る。

【００１２】また、請求項３に記載の生化学物質測定装
置は、前記検出手段が、前記生化学物質を反応させる少
なくとも１種類の酵素と、前記反応により生成される生
成物の増減を検出するための電極とを備えたセンサであ
る。このため、電極により酵素により生成される生成物
の増減が検出され、唾液中の生化学物質の濃度に比例す
る電流値が検出され、濃度の検出が容易になる。

【００１３】また、請求項４に記載の生化学物質測定装
置は、前記収集手段が口腔中に収容可能且つ前記検出手
段に対して着脱可能に構成されている。このため、収集
手段のみを口腔中に収容可能となるため、検出手段に生
体に対する有害物質が使用されていたとしても生体への
影響が排除される。

【００１４】また、請求項５に記載の生化学物質測定装
置は、収集手段が、口腔中において分泌された唾液を毛
細管現象により吸収し、不純物を除去する多孔質体から
構成されている。多孔質体が不純物を除去すると共に容
易に唾液の採取が可能となるのである。

【００１５】また、請求項６に記載の生化学物質測定装
置は、前記酵素は少なくともグルコースオキシダーゼを
含み、前記検出手段により検出される生化学物質の濃度
はブドウ糖の濃度である。悲観血式で血糖値が容易に測
定可能となる。

【００１６】一方、前記目的を達成するための請求項７
に記載の唾液収集方法は、口腔中に分泌された唾液を収
集する収集手段と、その収集手段により収集された唾液
に含まれる前記所定の生化学物質の濃度に関連する情報
を検出する検出手段と、前記所定の生化学物質に関して
前記唾液中の濃度に関連する情報と血液中の濃度との対
応情報を記憶する記憶手段と、前記検出手段により検出
された前記生化学物質の濃度に関連する情報と前記記憶
手段に記憶された対応情報とに基づき、血液中の前記生
化学物質の濃度を算出する算出手段と、その算出手段に
より算出された血液中の生化学物質の濃度を出力する出
力手段とを備えた生化学物質測定装置に適用される唾液
の収集方法であって、前記収集手段による唾液収集の前
に洗浄液を口腔中に散布し、その散布した洗浄液を除去
することである。このため、唾液収集前に口腔内に含ま
れる阻害物質を除去でき、生化学物質の測定精度を高め
ることができるのである。また，洗浄液の水分が収集さ
れた唾液に混入することにより濃度が変化してしまうこ
とが防止できるのである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を唾液中のグルコー
ス濃度を測定して血糖値を表示する非観血式（非侵襲
式）の血糖値測定器に具体化した一実施形態を、図１乃
至図９を参照して説明する。

【００１８】図１は生化学物質測定装置（血糖値測定
器）１の電気的構成を示すブロック図である。生化学物
質測定装置１は、唾液の収集部（収集手段）３０、酵素
センサ（検出手段）４０、演算部５０及び表示装置（出
力手段）６０から構成されている。該収集部３０は後述
するように、唾液採取部材３１、フィルタ３２、及び唾
液収集部材３３から構成されている。また演算部５０
は、ＣＰＵ（算出手段）５１と、後述の情報が記憶され
たＲＯＭ，演算結果を一時記憶するためのＲＡＭ等の記
憶装置５２と、前記酵素センサ４０と表示装置６０との
間の入出力ポートとから構成されている。この入出力ポ
ートには、更に、後述の圧縮ポンプ１２と真空ポンプ２
２とが駆動回路を介して接続され、入力手段としてのキ
ーボード５３が接続されている。

【００１９】前記ＲＯＭには制御プログラムや図６に示
す唾液のグルコース濃度と血糖値との対応関係を示す情
報が記憶されている。また、センサからの検出電流値Ｉ
₀と唾液中のグルコース濃度との対応関係もまたＲＯＭ
に記憶されている。また、前記ＣＰＵ５１にはアナログ
−デジタル変換回路を内蔵するものであり、後述のよう
に酵素センサ４０からのアナログ電流値はデジタル値に
変換されて所定の演算処理が行われる。

【００２０】図２は前記生化学物質測定装置１の概略構
成を示す。酵素センサ４０は装置本体Ｐに対して着脱可
能に構成されており、センサの耐久性に応じて１〜数十
回の使用毎に使い捨てとする事も可能である。本装置の
使用においては、同図中矢印A 方向に酵素センサ４０を
挿入して行うものである。本装置のセンサ取り付け部の
右方には、収集部（収集手段）３０が設けられている。

【００２１】前記本体Ｐのセンサ４０の右方には唾液収
集部材３３が着脱可能に設けられており、この液収集部
材３３には、図３に示すように、円筒形の唾液採取部材
３１を外部から着脱可能に収納する収納室３３１と、収
納室３３１の底面３３２から前記本体に装着されたセン
サ４０の測定部に連通する唾液通路３３３とが形成され
ており、この唾液通路３３３にはフィルタ３２が挿入さ
れている。このフィルタ３２は後述するように唾液中に
含まれている血糖測定を阻害する物質、例えば細菌や酵
素などの高分子物質を濾過するためのものでり、必要に
応じて交換可能である。また、前記唾液収集部材３３の
収納室３３１は、平面視矩形状の開口３３４を有し、そ
の開口３３４よりも若干小さく形成された蓋部材３４が
開口３３４を介して収納室に侵入可能である。

【００２２】前記唾液採取部材３１は、綿などの多孔質
材料により円筒形に形成されており、これを被検者の口
腔に挿入すると多孔質材料の毛細管現象により唾液が吸
収され、この唾液採取部材３１を前記唾液収集部材３３
の収納室３３１に収納して前記蓋部材３４により唾液採
取部材３１を押しつぶすと吸収した唾液を吐出するもの
である。本実施例においては唾液採取部材３１の唾液吸
収量は１００μｌに設定されている。この唾液採取部材
３１，フィルタ３２，唾液収集部材３３から前記収集部
３０が構成される。尚、この蓋部材３４は唾液採取部材
３１を押しつぶして唾液を吐出させる押圧部材であり、
他の態様も可能である。例えば、蓋部材の替わりに一対
のローラを準備し、このローラ間に唾液採取部材３１を
挟んでローラを回転させて押しつぶすようにしてもよい
のである。

【００２３】また、装置本体Ｐには、液晶表示式の表示
装置６０の表示窓Ｐ３が設けられ、電源スイッチＰ１，
測定開始スイッチＰ２が設けられている。

【００２４】図４（ａ）乃至（ｃ）に、唾液収集方法を
示した。同図において，８１は上顎，８２は舌，８３は
顎下腺，８４は舌下腺，及び８５は顎下腺管の開口部を
表している。

【００２５】図４（ａ）に示すように、前記圧縮ポンプ
１２は洗浄液タンク１３から洗浄液を洗浄液排出チュー
ブ１１に吐出させるものであって、その洗浄液排出チュ
ーブ１１の吐出口を口腔に挿入してポンプ１２を作動さ
せることにより洗浄液１４が口腔中にくまなく散布され
る。この圧縮ポンプ１２は前記ＣＰＵ５１によって制御
される。この圧縮ポンプ１２，洗浄液タンク１３，洗浄
液排出チューブ１１により洗浄手段１０が構成される。
この洗浄液の散布により食物摂取などにより口腔内に残
留した蛋白質，脂質，糖質や，細菌及び酵素などの測定
阻害物質を洗浄するのである。

【００２６】図４（ｂ）に示すように、前記真空ポンプ
２２は口腔中に散布された洗浄液を回収チューブ２１を
介して廃液タンク２３に回収するものであって、その回
収チューブ２１の回収口を口腔に挿入して真空ポンプ２
２を作動させることにより種々の測定阻害物質を含む洗
浄液が回収除去される。この真空ポンプ２２は前記ＣＰ
Ｕ５１によって制御される。この真空ポンプ２２，廃液
タンク２３，回収チューブ２１により除去手段が構成さ
れる。

【００２７】洗浄液を口腔中に散布しそれを回収除去し
た後で、図４（ｃ）に示すように前記唾液採取部材３１
を口腔内の所定の位置、例えば唾液腺の開口部８５上に
配置させ唾液を採取する。唾液は前記唾液採取部材３１
の毛細管現象によって吸収される。被検者は、この唾液
採取部材３１を舌８２の下に入れておくだけで唾液は自
動的に唾液採取部材３１に吸収され、収集されることに
なる。このため、容易に口腔内の阻害物質を除去でき、
生化学物質の測定精度を高めることができるのであるだ
けでなく、洗浄液の水分が収集された唾液に混入するこ
とにより濃度が変化してしまうことが防止できるのであ
る。

【００２８】尚、洗浄液の口腔中への散布としては、本
実施態様のものに替えてスプレーや噴霧器等を用いて散
布することができ、また洗浄液だけを用いてうがい等で
代用しても良い。洗浄液の除去については平板状・円筒
状或いは膜状など種々の形状の高分子の吸収材を用いて
口腔内の水分を吸収して除去することも可能である。さ
らに、唾液の採取方法も上述の方法に限定されるもので
はなく、真空ポンプを使用して唾液を吸引することも可
能である。

【００２９】このようにして唾液が唾液採取部材３１に
吸収された後、唾液採取部材３１を口腔から取り出して
前記本体Ｐに装着された唾液収集部材３３の収納室３３
１にこれを収納し、前記蓋部材３４で唾液採取部材３１
を押しつぶせば、唾液採取部材３１からは吸収された唾
液が吐出され、吐出された唾液は、前記唾液通路３３３
のフィルタ３２を通過して酵素センサ４０の測定部に到
達するのである。この間に、唾液に含まれる不純物（血
糖測定を阻害する物質、例えば細菌や酵素などの高分子
物質）が濾過され、正確な測定が可能となるのである。

【００３０】尚、唾液中の不純物の除去にフィルタ３２
を使用する替わりに、多孔質材料より形成された前記唾
液採取部材３１にこの濾過機能を具備させれば、さらに
部品点数を減らし構造を簡単にすることも可能である。
また、本実施形態のように収集部３０の唾液採取部材３
１は口腔からの唾液採取時には単独で口腔に入れられる
ので、被検者に違和感を与えることがなく、しかも、セ
ンサ４０が口腔に触れないので、センサの化学物質によ
る被検者への悪影響も防止できるのである。

【００３１】次に、唾液のグルコース濃度（唾液糖濃
度）から血糖値を推定する方法を図５を参照しつつ説明
する。

【００３２】まず、唾液中のグルコース濃度と血糖値と
の相関関係を下記実験により確かめた。

【００３３】歯槽膿漏が認められない健常な成人男子
（３２歳）を被検者として経口糖負荷試験（Oral Gluco
se Tolerance Test,OGTT）をおこない、血液と唾液を１
０分間隔で２時間にわたって採取した。経口糖負荷試験
では、６時間絶食した被検者に７５ｇのぶどう糖液（ト
レーランＧ、武田薬品工業株式会社）を服用させ、うが
いにより口腔内の残留物を洗浄した。試験中は安静に保
ち、副作用は認められなかった。血液の採取のために、
３方活栓を接続したサーフロリューチシン（太さ：２０
ゲージ）を静脈に挿入し、血栓で閉塞しないようにヘパ
リン２ｃｃを含む生理食塩水を２５ｃｃ／ｈで静脈内点
滴した。血液の採取はこの３方活栓により行い、毎回リ
ューチシン内の血液２ｃｃを排出した後に採血するよう
にした。唾液の採取は、舌下にロールワッテ（歯科用
綿）を挿入して主に顎下腺液・舌下腺液の混合唾液を毎
回５分間採取した。このロールワッテをディスポーザブ
ルのシリンジで圧縮して採取した唾液は、細菌や酵素を
除くために分画分子量５０００の加圧式限外漉過器（日
本ミリポア株式会社、モルカット２- LCC）で３０分か
けて漉過し、室温（約２５℃）で保存した。

【００３４】血糖は、生化学自動分析装置（日立製作
所、7170）により採血の度にその都度測定した。唾液糖
は、グルコース測定用の酵素法試薬（和光純薬工業株式
会社、グルコースＣ２-テストワコー）を用いて行っ
た。酵素法試薬３．０ｍｌに唾液１００μｌを混合・攪
拌し、３７℃で５分間加温することによって発色させ
た。そして、分光光度計（日立製作所、U-3200 形）で
波長５０５ｎｍの吸光度を測定し、予め求めておいた検
量線（グルコース濃度＝吸光度／０．０１２９）によっ
てグルコース濃度に換算した。本酵素法試薬の測定精度
は、１００ｍｇ／ｄｌ以上の高濃度では±２％、１〜１
０ｍｇ／ｄｌの低濃度では±１０％である。

【００３５】図５には、経口糖負荷試験における血糖と
唾液糖の経時変化を測定した結果を示した。空腹時の血
糖と唾液糖は各々９２ｍｇ／ｄｌ、１．１６ｍｇ／ｄｌ
であり、いずれも９０分後には初期値に復帰した。ま
た、血糖と唾液糖の最大値は各々１４２ｍｇ／ｄｌ、
５．９５ｍｇ／ｄｌであり、血糖に対する唾液糖の時間
遅れは４０分と認められた。本試験の結果は、血糖と唾
液糖との相関が認められるものであり、血糖の変動５０
ｍｇ／ｄｌが唾液糖の変化で判別できるものであった。
すなわち、唾液のグルコース濃度は血糖と相関を有して
いることが判る。従って、被検者は血糖値の測定のため
唾液採取の略１時間は絶飲絶食することになる。

【００３６】尚、唾液中のグルコース濃度と血糖値の相
関関係に関しては、以下に列挙するように今までにいく
つかの研究も散見されている。

【００３７】１）C.O.Reuterving:Pilocarpine-stimula
ted salivary flow rate andsalivary glucose concent
ration in alloxan diabetic rats. Influenceof sever
ity and duration of diabetes, Acta Physiol Scand,
126,pp.511-515,1986. ２）L.N.Forbat, R.E.Collins, G.K.Maskell, P.H.Sonk
sen:Glucoseconcentrations in parotid fluid and ven
ous blood of patientsattending a diabetic clinic,
Journal of the Royal Society ofMedicine, 74,pp.725
-728, 1981. 上記の実験にて得られた唾液中のグルコース濃度とその
時の血糖値との相関関係は、唾液糖の時間遅れを除いた
形では図６のようにまとめられる。この対応情報は前記
記憶装置４２のＲＯＭに対応関数として記憶されてい
る。この対応関数が本発明の対応情報に相当するもので
ある。また、このＲＯＭには前記酵素センサ４０により
検出された検出電流値と、その時の唾液中のグルコース
濃度との対応関係もまた格納されているのである。この
検出電流値Ｉ₀は、唾液中のグルコース濃度に比例する
ものである。

【００３８】唾液の収集部（収集手段）３０により収集
された唾液が酵素センサ４０に送られると、酵素センサ
４０は唾液中のグルコース濃度に比例した電流値Ｉ₀を
出力する。検出電流値Ｉ₀はＣＰＵ５１においてまず唾
液中のグルコース濃度に換算され、次に記憶装置５２の
ＲＯＭに記憶された前記対応関数に基づき血糖値が算出
される。この値は表示装置６０に表示され、視覚的に確
認することが出来る。ここで、表示装置６０に表示する
替わりに、印字装置に血糖値を印字することも可能であ
り、要するに、被検者に血糖値が出力されればよいので
ある。

【００３９】次に、本実施形態の酵素センサ（バイオセ
ンサともいう）４０について図７，８を使用して説明す
る。

【００４０】酵素センサ４０は、基材４１に高導電性材
料より成る電極４２が着設され、その上に耐水性材料よ
り成る保護電極４３が着設されている。前記電極４２の
材質としては、金，銀，白金，プラチナ等の貴金属や、
銅，アルミニウムなどの金属材料が考えられる。また、
この電極４２に水分が付着して腐食するのを防止するた
めに設けられる保護電極４３は、それ自身が化学反応に
寄与しないことが望ましく、材質としてはカーボン等が
考えられる。ただし、この酵素センサを使い捨て式のセ
ンサとして用いる場合には、低コスト化のためにあえて
保護電極４３を設ける必要はない。また、電極４２に保
護電極４３が着設されていない部位には、高分子などよ
り成る保護膜４４が設けられている。さらに、前記保護
電極４３上には、酵素膜４５が設けられている。そし
て、この酵素膜４５の経時変化を防止するために、該酵
素膜４５は分離膜４６で覆われている。該分離膜４６
も、低コスト化のために省略することが出来る。この酵
素膜４５に唾液が付着することによりグルコース濃度の
検出が行われるのであり、酵素膜４５の部分がセンサの
測定部となるのである。

【００４１】ここで、前記酵素センサ４０の２次元形状
の一例を図８に示す。図８においては、前記電極４２及
び保護電極４３の形状を明確にするために、前記酵素膜
４５及び分離膜４６を省いた状態を示している。また、
電極４２及び保護電極４３は、各々陽極４２ａ，４３
ａ、陰極４２ｂ，４３ｂの２つの部分から構成されてい
る。そして、点線Ｂで示した部分の内側に、前記酵素膜
４５が形成される。そして、前記陽極４２ａ，陰極４２
ｂはリード線により前記電流測定部に接続されており、
所定の電圧が印加されるのである。陽極端子と陰極端子
に所定の電圧が印加されると、後述の化学反応による生
成物（Ｈ₂Ｏ₂）の電気分解が行われるのである。

【００４２】これら電極４２、保護電極４３及び保護膜
４４の作成方法としては、例えばスクリーン印刷，エッ
チング，溶射等の方法によって形成することができる。
また、前記基材４１，酵素膜４５の母材，及び分離膜４
６の材質としては、例えば図９の表に挙げたものが考え
られる。

【００４３】次に、前記酵素膜４５及び分離膜４６の作
成方法を以下に順を追って説明する。

【００４４】１. 電極の前準備１）純水１［Ｌ］に１［ｇ］のカルボキシメチルセルロ
ース（以下、ＣＭＣと略す）を少量ずつ加えながら１〜
２時間攪拌した後に一晩放置し、０.１重量％のＣＭＣ
溶液を作成する。

【００４５】２）保護電極４３上に単位面積当たり０.
８［μＬ／ｍｍ²］のＣＭＣを塗布する。

【００４６】３）電極の劣化を防止するために、出来る
だけ低い温度、例えば４０℃で１時間乾燥し、ＣＭＣ層
を作成する。

【００４７】２.酵素の溶解例えば血糖センサを作成する場合には、１０［ｍｇ］の
グルコースオキシダーゼを６７［ｍＬ］の純水に混合
し、１０［μＭ］の酵素溶液を作成する。このとき、酵
素の失活を防止するために、マグネチックスターラは使
用せず、手でゆっくりと攪拌するのが望ましい。

【００４８】３.酵素の固定１）１６．４６３［ｇ］のフェリシアン化カリウム（ヘ
キサシアノ鉄（３）カリウム、Ｋ₃［Ｆe（ＣＮ）₆］）
を１［Ｌ］の純水に混合し、５０［ｍＭ］のフェリシア
ン化カリウム溶液を作成する。

【００４９】２）ＣＭＣ溶液、酵素溶液及びフェリシア
ン化カリウム溶液各々１０［ｍＬ］を１：１：１で加え
た混合水溶液を作成する。

【００５０】３）混合水溶液を前記ＣＭＣ層の上に単位
面積当たり１.０［μＬ／ｍｍ²］滴下した後４０℃で１
時間乾燥し、酵素膜４５を作成する。

【００５１】４.分離膜の作成（必要に応じて行う）１）１［ｇ］のポリビニルピロリドン（以下、ＰＶＰと
略す）を１００［ｇ］のエタノールに混合し、約１時間
攪拌して、１重量％のＰＶＰ溶液を作成する。

【００５２】２）ＰＶＰ溶液を酵素膜４５上に単位面積
当たり０.４［μＬ／ｍｍ²］展開し、４０℃で２０分間
乾燥させて分離膜４６を形成する。

【００５３】このように酵素膜４５を構成する化学物質
は固体状態で保存されているので、経時的な変化の少な
い酵素膜を得ることが出来る。本実施形態の酵素膜に固
定される酵素は前記グルコースオキシダーゼに限定させ
るものではなく、酸化還元酵素、加水分解酵素をはじめ
として種々の酵素を用いることが可能で、その結果グル
コース以外の生体生化学物質、例えばエタノール、乳
酸，尿酸，尿素，中性脂肪，総コレストロール，或いは
ピルビン酸などを測定するセンサを実現することが出来
る。

【００５４】また、酵素の固定化方法は物理的吸着法を
例にとって説明したが、これに限定されるものではな
く、例えば鈴木周一編：イオン電極と酵素電極，講談社
サイエンティフィック，１９８１年１１月に開示されて
いるように、イオン結合法、共有結合法などの担体結合
法や、架橋法、包括法等を用いても良い。その他、本発
明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が考えられる。

【００５５】本実施形態の酵素膜に用いられて電気分解
に寄与する化学物質であるフェリシアン化カリウムは、
一般にメディエーターとも呼ばれているが、このフェリ
シアン化カリウムに限定させるものではなく、種々のイ
オン化物質、すなわち金属や錯体を用いることが可能で
ある。例えば、David L W, Alfred R D Jr, Alexander
Kらの文献「Electrochemical-Enzymatic Analysis of B
lood Glucose and Lactate，Analytical Chemistry，Vo
l.42，No.1，pp.118-121，1970」に提案されているよう
に、フェロシアン化カリウムやベンゾキノン及びその誘
導体を用いても良い。

【００５６】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００５７】上述したようにして、唾液収集に当たっ
て、前記圧縮ポンプ１２を作動させて洗浄液を口腔中に
散布し、その散布後に前記真空ポンプ２２を作動させて
口腔中に散布された洗浄液を口腔中から除去し、その後
に前記唾液採取部材３１を口腔の舌８２の下に挿入する
と分泌された唾液が自動的に唾液採取部材３１に吸収さ
れる。本体Ｐの測定開始スイッチＰ２をオンして唾液採
取部材３１を前述のようにして押しつぶすと、唾液採取
部材３１から唾液が吐出され、その吐出された唾液が酵
素センサ４０の測定部に付着する。

【００５８】この結果、唾液が電解質となり、前記酵素
膜４５に固定された酵素例えばグルコースオキシダーゼ
が唾液中に溶け出すこととなる。その結果、酵素が触媒
となって以下に示される化学反応が行われる。

【００５９】

【数１】

【００６０】この時、前記電極４２の陽極４２ａ及び陰
極４２ｂの間には電源（図示せず）から所定電圧が印加
されており、上記化学反応で生成されたＨ₂０₂（生成
物）をもとに電気分解が発生する。以下の化学反応が行
われるのである。

【００６１】

【数２】

【００６２】このとき、前記陽極４２ａと陰極４２ｂの
間に流れる電流は、電流計により計測され、前記Ｈ₂Ｏ₂
の発生量に比例した値となる。即ち、Ｈ₂Ｏ₂の発生量が
検出されるのである。式（１）から推測されるように、
このＨ₂Ｏ₂の量は前記β-D-グルコース、すなわちブド
ウ糖の量に比例しているので、この電流値Ｉ₀は前記唾
液に含まれるブドウ糖の量に比例することが判る。尚、
この電流計の出力がＣＰＵ５１に検出電流値Ｉ₀として
入力されるのである。

【００６３】一方、酵素センサ４０の測定部に付着され
る唾液量は、前記唾液採取部材３１の唾液吸収量（１０
０μｌ）にほぼ等しいので、検出された電流値Ｉ₀と、
唾液量に基づいて唾液中のグルコース濃度が算出可能で
ある。前記記憶装置５２のＲＯＭには、この電流値Ｉ₀
と唾液中のグルコース濃度との対応関係が記憶されてい
るので、検出電流値Ｉ₀に基づいて唾液中のグルコース
濃度が算出されることになる。

【００６４】以上詳述したように本実施形態において
は、前記酵素センサ４０により検出された前記電流値Ｉ
₀は、ＣＰＵ５１の演算処理により、前記ＲＯＭの対応
情報に基づいて、唾液中のグルコース濃度に換算され、
更に、血糖値が算出され、表示装置６０に表示される。
ここで、出力手段として表示装置６０への表示に替えて
印字装置により用紙に印字することも可能である。ここ
で、本実施形態では検出電流値Ｉ₀を一旦唾液中のグル
コース濃度に換算し、それを更に血糖値に換算している
が、前記ＲＯＭに検出電流値Ｉ₀（唾液中のグルコース
量）と血糖値との対応関係をそのまま記憶させておき、
直接血糖値を算出することも可能である。これは、採取
部材により採取される唾液量が略一定であるため、検出
されたグルコース量がその濃度と等価になるためであ
る。

【００６５】尚、本発明は上述の実施形態の血糖値測定
器にのみ限定されるものではなく、前述したように酵素
センサ４０には酸化還元酵素、加水分解酵素をはじめと
して種々の酵素を用いることが可能で、その結果グルコ
ース以外の生体生化学物質、例えばエタノール，乳酸，
尿酸，尿素，中性脂肪，総コレストロール，或いはピル
ビン酸などを測定する生化学物質測定装置を実現するこ
とも出来る。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
請求項１に記載の生化学物質測定装置によれば、非観血
式で容易に血液中の生化学物質の濃度を検出することが
でき、しかも、唾液採取前に口腔内が洗浄液で洗浄さ
れ、その洗浄液が除去されるため、収集された唾液に生
化学物質の測定を阻害する物質が混入する事態が防止さ
れ、使用者の食物摂取などの影響を受けることなく、ま
た洗浄液の水分が収集された唾液に混入することにより
濃度が変化してしまうことが防止できるので、測定精度
を向上することができる。

【００６７】また、請求項２に記載の生化学物質測定装
置によれば、洗浄液には前記所定の生化学物質が含有さ
れないので洗浄液の影響を除外することができる。

【００６８】また、請求項３に記載の生化学物質測定装
置によれば、前記検出手段が、前記生化学物質を反応さ
せる少なくとも１種類の酵素と、前記反応により生成さ
れる生成物の増減を検出するための電極とを備えたセン
サである。このため、電極により酵素により生成される
生成物の増減が検出され、唾液中の生化学物質の濃度に
比例する電流値が検出され、濃度の検出が容易になる。

【００６９】また、請求項４に記載の生化学物質測定装
置によれば、前記収集手段が口腔中に収容可能且つ前記
検出手段に対して着脱可能に構成されている。このた
め、収集手段のみを口腔中に収容可能となるため、検出
手段に生体に対する有害物質が使用されていたとしても
生体への影響が排除される。

【００７０】また、請求項５に記載の生化学物質測定装
置によれば、収集手段が、口腔中において分泌された唾
液を毛細管現象により吸収し、不純物を除去する多孔質
体から構成されている。多孔質体が不純物を除去すると
共に唾液の採取が容易にできる。

【００７１】また、請求項６に記載の生化学物質測定装
置によれば、前記酵素は少なくともグルコースオキシダ
ーゼを含み、前記検出手段により検出される生化学物質
の濃度はブドウ糖の濃度である。悲観血式で血糖値が容
易に測定可能となる。

【００７２】一方、請求項７に記載の唾液収集方法によ
れば、唾液収集前に口腔内に含まれる阻害物質を除去で
き、生化学物質の測定精度を高めることができるのであ
る。また，洗浄液の水分が収集された唾液に混入するこ
とにより濃度が変化してしまうことが防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の血糖値測定器の電気的構
成を示すブロック図である。

【図２】血糖値測定器の概観を示す図である。

【図３】唾液収集部３０の説明図である。

【図４】（ａ）は洗浄液の散布を示す説明図である。
（ｂ）は洗浄液の除去を示す説明図である。（ｃ）は唾
液の収集を示す説明図である。

【図５】唾液糖と血糖値との相関関係を説明する図であ
る。

【図６】唾液糖と血糖値との相関関係を説明する図であ
る。

【図７】酵素センサ４０の概略構成を示す図である。

【図８】酵素センサ４０の要部平面図である。

【図９】酵素センサの基材，酵素膜，分離膜の材質表を
示す図である。

【符号の説明】

１生化学物質測定装置（血糖値測定器）１０洗浄手段１２圧縮ポンプ１４洗浄液２０除去手段２２真空ポンプ３０収集部３１唾液採取部材４０酵素センサ４２電極４５酵素膜５１ＣＰＵ５２記憶装置６０表示装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】口腔の洗浄のために口腔中に散布された
洗浄液を除去する除去手段と、口腔内に分泌された唾液を収集する収集手段と，その収
集手段により収集された唾液に含まれる所定の生化学物
質の濃度に関連する情報を検出する検出手段と、前記所定の生化学物質に関して前記唾液中の濃度に関連
する情報と血液中の濃度との対応情報を記憶する記憶手
段と、前記検出手段により検出された前記生化学物質の濃度に
関連する情報と前記記憶手段に記憶された対応情報とに
基づき、血液中の前記生化学物質の濃度を算出する算出
手段と、その算出手段により算出された血液中の生化学物質の濃
度を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする生化
学物質測定装置。
【請求項２】前記洗浄液は、前記所定の生化学物質を
含有しないことを特徴とする請求項１に記載の生化学物
質測定装置。
【請求項３】前記検出手段は、前記生化学物質を反応
させる少なくとも１種類の酵素と、前記反応により生成
される生成物の増減を検出するための電極とを備えたセ
ンサであることを特徴とする請求項１または２に記載の
生化学物質測定装置。
【請求項４】前記収集手段は、口腔中に収容可能且つ
前記検出手段に対して着脱可能に構成されていることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の生化学物
質測定装置。
【請求項５】前記収集手段は、口腔中において分泌さ
れた唾液を毛細管現象により吸収し、不純物を除去する
多孔質体から構成されていることを特徴とする請求項４
に記載の生化学物質測定装置。
【請求項６】前記酵素は少なくともグルコースオキシ
ダーゼを含み、前記検出手段により検出される生化学物
質の濃度はブドウ糖の濃度であることを特徴とする請求
項１乃至５のいずれかに記載の生化学物質測定装置。
【請求項７】口腔中に分泌された唾液を収集する収集
手段と、その収集手段により収集された唾液に含まれる
前記所定の生化学物質の濃度に関連する情報を検出する
検出手段と、前記所定の生化学物質に関して前記唾液中
の濃度に関連する情報と血液中の濃度との対応情報を記
憶する記憶手段と、前記検出手段により検出された前記
生化学物質の濃度に関連する情報と前記記憶手段に記憶
された対応情報とに基づき、血液中の前記生化学物質の
濃度を算出する算出手段と、その算出手段により算出さ
れた血液中の生化学物質の濃度を出力する出力手段とを
備えた生化学物質測定装置に適用される唾液の収集方法
であって、前記収集手段による唾液収集の前に洗浄液を口腔中に散
布し、その散布した洗浄液を除去することを特徴とする
唾液の収集方法。