JPS63300953A - センサユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明はセンサユニットに関し、さらに詳細にいえば
、ユニット本体の表面に設けた固定化酵素膜により生成
され、或は消失される物質に対応する電気信号を生成す
るセンサユニットに関する。

〈従来の技術〉 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、電極を設けた支持体の表面に生理活性物質
を固定してなる酵素電極により上記有機化合物、蛋白質
等のａＰｊ定を行なうための研究開発が行なわれている
。

上記酵素電極による測定対象物質の検知は次のようにし
て行なわれる。即ち、生理活性物質を固定した固定化酵
素膜において行なわれる酵素反応の結果、酵素、および
測定対象物質の種類に基いて定まる特定の物質が新たに
生成され、或は消失されるのであるから、上記生成物質
、或は消失物質の量に基いて定まる電気信号が生成され
、信号処理部に供給されることになる。したがって、信
号処理部において処理された結果に基いて測定対象物質
の濃度等を示す信号を得ることができる。

以上の説明から明らかなように、酵素電極を用いて測定
を行なう場合には、支持体に設けられた電極の表面を活
性状態に保持しておかなければならず、活性状態が不十
分であれば、上記生成物質、或は消失物質が存在してい
ても、感度よく検知して電気信号を生成することが不可
能になってしまい、最悪の場合には、全く測定を行なう
ことができなくなってしまうことがある。

したがって、１１１１ｊ定時のみならず、非測定時にお
いても、信号処理部側に設けられた電源により上記電極
の間に常時通電させておくことにより、十分な活性状態
を保持させ続け、正確な測定を行なうことができるよう
にしている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の構成の測定装置においては、電極、および固定化
酵素膜を有する支持体を、信号処理部と電源部とを有す
る測定装置本体に対して常時電気的に接続しておくこと
が必要であり、支持体のみを単独で運搬することは不可
能であるという問題がある。さらに詳細に説明すると、
通常は、測定装置本体の大きさが支持体に比較して著し
く大きく、全体として簡単に運搬できる大きさではない
。

したがって、２つ以上の測定装置本体において支持体を
共有することは不可能であり、各測定装置毎に支持体を
接続しておくことが必要になる。また、ｎ１定装置本体
において、２種類以上の支持体に対応する信号処理を行
なうことができる構成を採用することにより、比較的簡
単に２種類以上の測定対象物質の測定を行なうことがで
きるようにすることも考えられるが、支持体に対するバ
ックアップ電圧の印加を遮断すると、電極表面に酸化膜
等が生成されてしまい、測定感度等の特性が劣化してし
まうのであるから、必要数の支持体を測定装置本体に対
して常時接続しておかなければならず、全体としての大
きさが一層著しくなり、非常に運搬しにくくなってしま
うのである。

勿論、支持体のみを保存しておく場合にも、バックアッ
プ電圧を印加しなければならず、測定のための装置と別
にバックアップのための装置が必要になるのみならず、
測定装置とバックアップ装置との間での運搬を行なう間
にも支持体の特性が劣化してしまうことになる。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたちのであり、
固定化酵素膜、および電極を設けた部分のみを、特性を
劣化させることな（運搬することができるセンサユニッ
トを提供することを目的としている。

く問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明のセンサユニッ
トは、ユニット本体の一側面に、互に対向する電極が設
けてあるとともに、電極を蔽う状態で固定化酵素膜を設
けてあり、ユニット本体の他側面に、上記電極とそれぞ
れ接続されるとともに、測定装置本体と接続される接続
端子が設けてあり、さらに、ユニット本体の内部に、上
記電極間にバックアップ電圧を供給するバックアップ電
源部が設けである。

但し、上記バックアップ電源部としては、接続端子のｎ
１定装置本体に対する接続が遮断された状態に応答して
電極間にバックアップ電圧を供給するものであればよく
、この場合において、バックアップ電源部としては、接
続遮断状態を電気的に検出するものであってもよく、或
は、接続遮断状態を機械的に検出するものであってもよ
い。

そして、上記バックアップ電源部としては、電池により
バックアップ電源を供給するものであってもよく、或は
、コンデンサによりバックアップ電源を供給するもので
あってもよい。

く作用〉 以上の構成のセンサユニットであれば、測定動作を行な
わせる場合には、接続端子を測定装置本体と接続した状
態になるので、互に対向する電極間に所定の測定動作用
電圧を印加することができる。したがって、この状態に
おいて測定対象溶液が固定化酵素膜において酵素反応を
行ない、酵素反応の結果、所定の物質を生成し、或は、
消失させる。そして、この生成物質、或は消失物質の量
に対応する電気信号が上記接続端子を通して＃１１１定
装置本体側に導かれる。

逆に、測定動作を行なわせない場合、例えば、測定装置
本体からの電圧印加が遮断された場合、或は、接続端子
の測定装置本体に対する接続が遮断された場合等には、
バックアップ電源部により上記互に対向する電極間に所
定のバックアップ電圧を印加することができ、電極表面
における酸化膜等の生成を確実に防止し、ひいては特性
の劣化を確実に防止することができる。

したがって、センサユニットを測定装置本体から自由に
取外すことができ、比較的小さいセンサユニットのみの
運搬を行なうことができる。

そして、上記バックアップ電源部が、接続端子の測定装
置本体に対する接続が遮断された状態に応答して電極間
にバックアップ電圧を供給するものである場合には、測
定動作時における印加電圧とバックアップ電圧との干渉
を排除し、正確な測定動作の確保、および確実な電極特
性の確保を達成することができる。また、この場合にお
いて、バックアップ電源部が、接続遮断状態を電気的に
検出するものであっても、或は、接続遮断状態を機械的
に検出するものであっても、上記と同様の作用を達成す
ることができる。

さらに、上記バックアップ電源部が、電池によりバック
アップ電源を供給するものである場合にも、或は、コン
デンサによりバックアップ電源を供給するものである場
合にも、上記と同様の作用を達成することができる。

〈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７図はこの発明のセンサユニットを含むｎ１定装置の
構成を示す概略図であり、測定装置本体（１）の所定位
置に設けたプラグ部（２）に、センサユニット（３）を
取外し可能に設けている。

第１図はこの発明のセンサユニットの一実施例を示す概
略周断面図であり、ユニット本体（４）の一方の側面を
凸面に形成しであるとともに、凸面の所定位置に、互に
対向する電極（５）　（６）を設けている。

そして、上記凸面と反対側の側面に１対の接続端子（７
）　（８）が突出状に設けられており、上記電極（５）
　（６）と接続端子（７）　（８）とがそれぞれ接続さ
れているとともに、上記電極（５）　（６）の間にバッ
クアップ電圧を印加するためのバックアップ電源部（９
）が設けられている。さらに、上記凸面を蔽う状態でキ
ャップ等適宜手段により固定化酵素膜００）が設けられ
ている。

尚、上記電極（６）はリング状であり、電極（６）の中
央部に電極（５）が位置している。

第２図はバックアップ電源部（９）を詳細に示す図であ
り、バックアップ用電池（１１）とダイオード（１２）
とを直列接続した構成を採用している。

したがって、この実施例の場合には、測定動作時に、ダ
イオード（１２）が逆バイアス状態になるように接続端
子間に動作電圧を印加すれば、バックアップ用電池（１
１）による影響を全く排除した状態で電極間に動作電圧
を印加することができる。そして、この状態において固
定化酵素膜００）に測定対象溶液を接触させれば、酵素
反応が行なわれる結果、特定の物質が生成され、或は、
消失される。

そして、生成され、或は消失される物質の量に対応する
電気信号が生成され、接続端子（７）　（８）を通して
測定装置本体（１）に供給されるので、測定装置本体（
１）において必要な処理、例えば微分処理等を行なうこ
とにより、測定対象物質の濃度等を示す信号を生成する
ことができる。

逆に、接続端子間における電圧の印加を遮断すれば、ダ
イオード（１２）の逆バイアス状態が解除されるので、
バックアップ用電池（１１）により、電極間に所定のバ
ックアップ電圧を印加することができる。尚、この動作
は、センサユニット（３）が測定装置本体（１）に接続
された状態で電圧の印加が遮断された場合であっても、
或は、センサユニット（３）が測定装置本体（１）から
取外されることにより電圧の印加が遮断された場合であ
っても、同様に行なわれるのであるから、センサユニッ
ト（３）のみを測定装置本体（１）から取外した状態で
簡単に運搬することができ、この間における酸化膜等の
発、生を確実に防止して、電極特性を良好に維持するこ
とができる。

第３図はバックアップ電源部（９）の他の実施例を示す
図であり、バックアップ用コンデンサ（１３）とダイオ
ード（１４）とを直列接続しているとともに、ダイオー
ド（１４）と並列に抵抗（１５）を接続している。

したがって、この実施例の場合には、センサユニット（
３）の接続端子（７）　（８）がＩＮＩＪ定装置水装置
本体と接続され、動作電圧が印加されている場合に、ダ
イオード（１４）によりバックアップ用コンデンサ（１
３）の影響を排除すると同時に、抵抗（１５）を通して
バックアップ用コンデンサ（１３）への充電を行なうの
で、何ら不都合なく測定対象溶液の測定を行なうことが
できる。

逆に、接続端子（７）　（８）に対する動作電圧の印加
が遮断されると、ダイオード（１４）の逆バイアス状態
が解除されるので、バックアップ用コンデンサ（１３）
の端子間電圧がダイオード（１４）を通して電極（５）
　（６）の間に印加され、自動的にバックアップ状態に
移行する。したがって、センサユニット（３）のみを測
定装置本体（１）から取外した状態で簡単に運搬するこ
とができ、この間における酸化膜等の発生を確実に防止
して、電極特性を良好に維持することができる。

第４図はバックアップ電源部（９）のさらに他の実施例
を示す図であり、電極（５）　（６）の間にダイオード
（１６）、およびバックアップ用電池（１７）を直列接
続しているとともに、電極（５）と接続端子（７）との
間にスイッチングトランジスタ（１８）を接続している
。

そして、接続端子（７）　（８）に印加される電圧を分
圧する抵抗（１９）　（２０）を有しているとともに、
抵抗（１９）（２０）により得られる分圧電圧をベース
バイアスとするトランジスタ（２１）のコレクタ端子を
抵抗（２２）を介して上記スイッチングトランジスタ（
１８）のベース端子に接続しているとともに、トランジ
スタ（２１）のコレクタ端子とスイッチングトランジス
タ（１８）のコレクタ端子との間にバイアス抵抗（２３
）を接続している。

したがって、この実施例の場合には、接続端子（７）　
（８）の間に動作電圧を印加した状態であれば、トラン
ジスタ（２１）が導通させられる結果、スイッチングト
ランジスタ（１８）も導通させられ、電極（５）　（６
）の間に動作電圧を印加することができる。そして、ダ
イオード（１６）は逆バイアス状態になり、バックアッ
プ用電池（１７）による影響を確実に排除することがで
きる。

逆に、接続端子（７）　（８）の間に動作電圧が印加さ
れない状態になれば、トランジスタ（２１）が遮断させ
られる結果、スイッチングトランジスタ（１８）も遮断
状態になり、接続端子（７）と電極（５）との間が完全
に遮断されてしまう。したがって、ダイオード（１６）
の逆バイアス状態が排除され、バックアップ用電池（１
７）により電極（５）　（６）の間にバックアップ電圧
が印加される。この状態においては、センサユニット（
３）のみを測定装置本体（１）から取外した状態で簡単
に運搬することができ、この間における酸化膜等の発生
を確実に防止して、電極特性を良好に維持することがで
きる。さらに、この実施例においては、バックアップ用
電池（１７）により電極（５）（６）の間に印加されて
いるバックアップ電圧が接続端子（７）　（８）を通し
ては外部に出力されないので、接続端子（７）　（８）
を短絡させても、バックアップ用電池（１７）、電極（
５）　（６）に悪影響を及ぼすことは全くなく、運搬時
に接続端子（７）　（８）を短絡から保護する必要がな
くなる。

尚、第４図の実施例において、バックアップ用電池（１
７）に代えてバックアップ用コンデンサを使用し、ダイ
オード（１６）と並列に抵抗を接続する溝成を採用する
ことも可能であり、上記同様にセンサユニット（３）の
みの運搬を簡単に行なうことができる。

第５図はセンサユニットのさらに他の実施例を示す概略
縦断面図であり、上記実施例と異なる点は、センサユニ
ット（３）のΔＩｌｊ定装置水装置本体に対する装む時
に開成され、取外し時に閉成されるスイッチ（２４）を
バックアップ用電池（２５）と直列接続している。

したがって、この実施例においては、センサユニット（
３）が物理的に測定装置本体（１）に接続されている状
態において、スイッチ（２４）が開成されるので、電極
（５）　（６）に対する動作電圧の印加状態を確保し、
逆に、センサユニット（３）が物理的に測定装置本体（
１）から分離された状態においてスイッチ（２４）が閉
成されるので、バックアップ用電池（２５）によりによ
り電極（５）　（６）に対するバックアップ電圧の印加
を自動的に行なうことができる。

第６図はセンサユニットのさらに他の実施例を示す概略
縦断面図であり、第５図の実施例と異なる点は、接続端
子を３端子とした点、電極（５）に接続されている接続
端子（７）と他の接続端子（２６）との間にバックアッ
プ用コンデンサ（２７）を接続した点、および電極（６
）と接続されている接続端子（８）と上記接続端子（２
６）との間に、上記スイッチ（２４）と同じ動作を行な
うスイッチ（２８）を接続した点のみである。

したがって、この実施例の場合には、測定装置本体（１
）に対する物理的接続状態において接続端子（万（２Ｂ
）を通してバックアップ用コンデンサ（２７）の充電を
行なうことができ、物理的分離状態においてスイッチ（
２８）が閉成されることにより、バックアップ用コンデ
ンサ（２７）により電極（５）　（６）に対してバック
アップ用電圧を印加することができる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではな（
、例えばダイオードに代えてスイッチング素子を使用す
ることが可能である他、この発明の要旨を変更しない範
囲内において種々の設計変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、測定装置本体に対して取外し
可能に装着されるセンサユニットにバックアップ電源部
を内蔵させているので、電極特性を劣化させる酸化膜等
の生成を確実に防止した状態でのセンサユニットの運搬
を行なうことができるという特許の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のセンサユニットの一実施例を示す概
略周断面図、 第２図はバックアップ電源部を詳細に示す図、第３図は
バックアップ電源部の他の実施例を示す図、　。 第４図はバックアップ電源部のさらに他の実施例を示す
図、 第５図、および第６図は、それぞれセンサユニットのさ
らに他の実施例を示す概略縦断面図、第７図はこの発明
のセンサユニットを含む測定装置の構成を示す概略図。 （１）・・・測定装置本体、（３）・・・センサユニッ
ト、（４）・・・ユニット本体、（５）　（６）・・・
電極、（７）　（８）・・・接続端子、（９）・・・バ
ックアップ電源部、（１１）（１７）　（２５）・・・
バックアップ用電池、（１２）　（１４）　（１Ｂ）・
・・ダイオード、（１３）　（２７）・・・バックアッ
プ用コンデンサ、（１８）・・・スイッチングトランジ
スタ、（２４）　（２ｇ）・・・スイッチ 特許出願人　　ダイキン工業株式会社 雫■−−−１□−−−−一 （ほか３名） 第１図 第３図 第２図 第４図 接続端子　　　　　　　汝杭漬を 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ユニット本体の一側面に、互に対向す る電極が設けてあるとともに、電極を蔽 う状態で固定化酵素膜を設けてあり、ユ ニット本体の他側面に、上記電極とそれ ぞれ接続されるとともに、測定装置本体 と接続される接続端子が設けてあり、さ らに、ユニット本体の内部に、上記電極 間にバックアップ電圧を供給するバック アップ電源部が設けてあることを特徴と するセンサユニット。 ２、バックアップ電源部が、接続端子の測 定装置本体に対する接続が遮断された状 態に応答して電極間にバックアップ電圧 を供給するものである上記特許請求の範 囲第１項記載のセンサユニット。 ３、バックアップ電源部が、接続遮断状態 を電気的に検出するものである上記特許 請求の範囲第２項記載のセンサユニット。 ４、バックアップ電源部が、接続遮断状態 を機械的に検出するものである上記特許 請求の範囲第２項記載のセンサユニット。 ５、バックアップ電源部が、電池によりバ ックアップ電源を供給するものである上 記特許請求の範囲第２項記載のセンサユ ニット。 ６、バックアップ電源部が、コンデンサに よりバックアップ電源を供給するもので ある上記特許請求の範囲第２項記載のセ ンサユニット。