JP2004245735A - Disposable sensor card for measuring blood component - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液中の特定成分を測定するために用いられる使捨センサカードの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、血液等の生体試料液中の特定成分を迅速かつ簡便に定量するためのセンサは様々なものが提案されている。
具体的には、基板上に測定すべき特定成分と反応する反応層を含む一つの空間部を設け、この空間部に試料液の導入口と、空間部の気体を排出する排出口とを設けたバイオセンサが提案されている(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】特公平06−58338号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のバイオセンサは、試料液導入口に試料液を接触させると、試料液が毛細管現象により空間部の内部に導かれ、試料液が空間部の空気を排出口から排出しながら電極上に至るので、電極上に気泡が残ることなく、電極面を一様に試料液で濡らすことができるという効果を奏する。
ところで、血液中の測定すべき成分には多くの種類があり、その成分毎に測定前に必要な前処理も異なる。具体的には、例えば、特許文献1のようにグルコースを測定する場合には、患者から採血した血液をそのまま測定に用いることができるが、コレステロールや中性脂肪を測定する場合には、血液中の赤血球に含まれるカタラーゼが測定を阻害するために予め血液から血球を除去しておく必要があり、また、HDLを測定する場合には、血球に加えて、さらに非HDL成分も除去しておく必要がある。さらに、測定成分によっては、血球を除去した血漿からさらにフィブリノーゲンを取り除いた血清を用いなければならない成分もある。
しかし、上記したように従来のバイオセンサは、試料液導入口も、測定すべき電極を配置した空間も一つしかないため、前処理の異なる成分を同時に測定することができない。このため測定対象項目が著しく制限されるという問題がある。
本発明は、上記した従来の問題点を解決し、前処理の違い等に制限されることなく、一つのセンサで少なくとも二種類の任意の成分の測定を行うことができる血液成分測定用使捨センサカードを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る血液成分測定用使捨センサカードは、血液中の測定すべき測定成分に対する反応試薬が設けられた測定部と、別体の測定装置に接続可能な端子とを有する電極系が少なくとも2組形成された基板を備え、少なくとも各電極系の測定部位上を通過する2本以上の独立した流路と、全ての流路の上流端と繋がる一つの血液導入保持部とを有し、前記各流路の下流端に各々吸引用開口を設けたことを特徴とする。
前記血液導入保持部には、好ましくは、血液の凝集を阻害する物質、例えば、ヘパリン、クエン酸、シュウ酸、EDTA、又はアンチトロンビンIII等が付与され得る。このヘパリン等の血液凝集阻害剤は、センサ製造時に予め血液導入保持部の壁面に塗布する等して付与され得る。
好ましくは、各流路における吸引開口と電極の測定部位との間の位置には、気体透過性と液体不透過性との両方の性質を具備する封止部材が設けられ得る。
また、必要に応じて、少なくとも一つの流路における測定部と血液保持部との間に、血球分離フィルタを設けることができる。この場合、好ましくは、少なくとも流路における前記フィルタを配置した部分をセンサ平面に対して垂直に構成し、前記血球分離フィルタは、ガラス繊維フィルタと多孔性フィルタとを順次積層することにより構成され得る。また、この場合、前記ガラス繊維不織布には、予めレクチン等の血球分離促進剤を保持しておいてもよい。
さらに、必要に応じて、少なくとも一つの流路における測定部と血液保持部との間に、血球及び非HDL成分除去フィルタを設けてもよい。この場合、好ましくは、少なくとも流路における前記フィルタを配置した部分をセンサ平面に対して垂直に構成し、前記血球及び非HDL成分除去フィルタは、非HDL沈殿剤を保持したガラス繊維不織布と多孔性フィルタとを順次積層することで構成され得る。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示した一実施例を参照して本発明に係る血液成分測定用使捨センサカード(以下、単にセンサカードと称する。)の実施の形態について説明する。
【0007】
図1は、本発明に係るセンサカードの一実施例の展開斜視図である。
このセンサカードは、血液中のコレステロール、中性脂肪及びHDLを測定できるように構成されている。
図面に示すように、このセンサカードは、
試料液の流路を形成する8枚のフィルム1〜8と、
3つのフィルタ9〜11と、
電極及び端子が形成された1枚の基板12と
から構成されている。
【0008】
最も上方に位置するフィルム1は、0.125mmの厚みを有するポリエチレン・テレフタレートフィルム(以下、PETフィルム)である。
2番目に位置するフィルム2は上面に接着面を有する厚さ0.15mmの片面粘着テープから成り、その一端部に、血液導入保持部Aを形成するための切欠き2aと、後述するフィルム3の切欠き3aと連通する二つの独立した開口2b及び2cとが各々形成されている。
3番目に位置するフィルム3は、両面に接着面を有する厚さ0.3mmの両面粘着テープから成り、その一端部に、上記フィルム2の切欠き2aと共に、血液導入保持部を形成する切欠き3aが形成されている。この切欠き3aは、前記フィルム2の開口2b及び2cと、後述するフィルム4の開口4a及び4bと連通するように前記フィルム2の切欠き2aより内側に広く切欠かれている。
4番目に位置するフィルム4は、0.125mmの厚みを有するPETフィルムからなり、第1流路を形成する開口4aと第2流路を形成する開口4bとが各々形成されている。
5番目に位置するフィルム5は、両面に接着面を有する厚さ0.725mmの両面粘着テープから成り、その一端部には、前記フィルム4の開口4aと連通する開口5aと、前記フィルム4の開口4bと連通する開口5bとが各々形成されている。
【0009】
前記開口5aには、ガラス繊維不織布9が嵌め込まれる。このガラス繊維不織布9は、フィルム5と同じ厚みで、1〜10μmの孔径を有し、かつ横断面形状が開口5aと同形同寸に形成され、血漿に比べて血球の進行速度を遅らせる血球進行遅延フィルタとして機能する。また、このガラス繊維不織布9には、予め血球分離促進剤としてレクチンが乾燥保持されており、このレクチンとの反応により血球の進行速度の遅延効果を増大させている。
また、前記開口5bにも同様に、ガラス繊維不織布10がはめ込まれている。このガラス繊維不織布10は、フィルム5と同じ厚みで、1〜10μmの孔径を有し、かつ横断面形状が開口5bと同形同寸に形成されている。また、このガラス繊維不織布10には、予め非HDL沈殿剤が乾燥保持されており、これにより、このガラス繊維不織布10は、血球の進行を遅らせると共に、非HDL成分をトラップする血球進行遅延兼非HDL成分除去フィルタとして機能する。
フィルム5(即ち、上記した二つの独立したフィルタ9及び10)と後述するフィルム6との間には、多孔性ポリエステルメンブレン11が設けられている。この多孔性ポリエステルメンブレン11には、垂直方向(即ち、流路の進行方向)に沿って伸びる孔径0.5〜4μmの範囲の孔が多数形成されており、前記ガラス繊維不織布9及び10の作用で血漿の後に通ることになる血球をトラップする血球除去フィルタとして機能する。
【0010】
6番目に位置するフィルム6は、両面に接着面を有する厚さ0.06mmの両面粘着テープから成り、その一端部には、前記開口5a及び5bに嵌めこまれた前記ガラス繊維不織布9及び10と前記多孔性ポリスチレンメンブレン11とを介して、フィルム4の開口4a及び4bと各々連通する独立した開口6a及び6bが形成されている。
7番目に位置するフィルム7は、厚さ0.125mmのPETフィルムからなり、前記フィルム6の開口6a及び6bと各々連通する独立した開口7a及び7bが形成されている。
8番目に位置するフィルム8は、両面に接着面を有する厚さ0.1mmの両面粘着テープからなる。
このフィルム8には、
一端が前記開口7aと連通し、後述する基板12の第1測定部Bの上面を通過して、同基板12に形成された吸引用開口Dまでフィルムの長手方向に沿って伸びる細長い開口8aと、
一端が前記開口7bと連通し、後述する基板12の第2測定部Cの上面を通過して、同基板12に形成された吸引用開口Eまでフィルムの長手方向に沿って伸びる細長い開口8bと
が各々形成されている。
前記細長い開口8a及び8bは、後述する基板12の測定部B及びCに対応する部分が幅広に形成され、この幅広部分から下流に向けて細くなった後、後述する基板12の吸引用開口D及びEに対応する部分で再び幅広になるように形成されている。
細長い開口8aにおける測定部Bに対応する幅広部分と吸引開口Cに対応する幅広部分との間の細い流路部分には、気体透過性と液体不透過性との両方の性質を具備する封止部材13aが設けられている。
同様に、細長い開口8bにおける測定部Cに対応する幅広部分と吸引開口Eに対応する幅広部分との間の細い流路部分には、気体透過性と液体不透過性との両方の性質を具備する封止部材13bが設けられている。
これらの封止部材13a及び13bは、例えば、吸水性ポリマーから成る繊維や疎水性ポリマーから成る繊維を用いて形成されたものが用いられる。具体的には、封止部材13a及び13bは、例えば、適当な芯材に前記繊維をコーティングする等して形成され得る。吸水性ポリマーを用いると、血液が接触した時に、吸水性ポリマーが血液を吸収して膨潤し、それ以上血液を通さなくなり、また、疎水性ポリマーを用いると表面張力により血液を通さなくなる。
前記吸水性ポリマーとしては、例えば、多糖及び/又はその誘導体、アクリル系高分子、ポリビニルアルコール、ゼラチン、コラーゲン又は無水マレイン酸を含むブロックコポリマー等が用いら得る。
前記疎水性ポリマーとしては、例えば、ポリエステル、シリコン、フッ素樹脂、又はポリエチレン等が用いられ得る。
【0011】
最後に、基板12について図1及び図2を参照して説明する。
図2は、図1における基板12の拡大図である。
基板12にはポリエステルフィルムからなり、第1測定部Bと第2測定部Cとが形成されている。
第1測定部Bは、コレステロール測定用の一対の電極B1及びB2と、中性脂肪測定用の一対の電極B3及びB4と、対極B5とからなる。
第2測定部Cは、HDL測定用の一対の電極C1及びC2と、対極C3とから成る。
前記コレステロール測定用の一対の電極B1及びB2のうちの一方の電極B1の測定部位上には、コレステロール測定試薬としてコレステロールエステラーゼ、コレステロールオキシダーゼ、電子受容体が滴下乾燥により保持されており、他方の電極B2の測定部位上には、コレステロールエステラーゼ、電子受容体が保持されている。
前記中性脂肪測定用の一対の電極B3及びB4のうちの一方の電極B3の測定部位上には、中性脂肪測定試薬としてリパーゼ、グリセロールキナーゼ、グリセロリン酸オキシダーゼ、電子受容体が保持されており、他方の電極B4の測定部位上には、グリセロールキナーゼ、グリセロリン酸オキシダーゼ、電子受容体が保持されている。
前記HDL測定用の一対の電極C1及びC2のうちの一方の電極C1の測定部位上には、HDL測定のためにコレステロールエステラーゼ、コレステロールオキシダーゼ、電子受容体が滴下乾燥により保持されており、他方の電極C2の測定部位上には、コレステロールエステラーゼ、電子受容体が保持されている。
上記したように、各測定項目に対して各々一対の電極を設け、一方の電極に測定に必要な全ての試薬を保持し、他方の電極に測定に必要な全ての試薬から一つを除いたものを保持することにより、測定装置で両電極で得られる反応値の差から、コレステロール、中性脂肪、HDL成分を測定することができるように構成されている。
HDL成分については、予めガラス繊維不織布10により非HDL成分を除去すると共に、ガラス繊維不織布10と多孔性ポリエステルメンブレン111との組み合わせで予め血球を除去しておくことにより、コレステロール測定試薬を用いてHDL成分の測定をすることを可能にしている。
前記した各電極は、基板上に銅箔を接着した後、フォトリソグラフィ法により所望のパターンを形成して成る。
測定用電極B1、B2、B3、B4、C1及びC2の測定部位表面には金メッキ又は白金メッキが施されている。また、対極B5およびC3には、パターン上に、さらに銀粉末と塩化銀粉末とを含有した導電性ペーストからなる導電層がスクリーン印刷により形成されている。
また、電極上にフォトリソグラフィ法により測定部位及び端子部位のみが露出するようにUV硬化型ポリエステル樹脂からなる絶縁レジストを形成した。本実施例では、絶縁性レジストの形成にフォトリソグラフィ法を用いることにより、各測定部位の露出部分の径を0.6φにすることができた。このように、測定部位の露出部分を小さくすることにより、測定に必要な血液の量を大幅に減らすことができ、患者の負担も軽くすることができるという効果を奏する。
【0012】
上記フィルム1〜8と3つのフィルタ9〜11は、全て、基板12上に積層される。
上記したようにフィルムとフィルムの間又はフィルムと基板の間に挟まれるフィルム2、3、5、6及び8は、それ自体が片面テープ又は両面テープで構成されているため単に位置を合わせて積重ねるだけで各フィルムが基板上に液密及び気密に接着されてセンサカードが簡単に製造できる。
全てのフィルム1〜8とフィルタ9〜11とを基板12上に積層すると、フィルム1、フィルム2の切欠き2a、フィルム3の切欠き3a及びフィルム4によって血液導入保持部Aが形成される。フィルム1及びフィルム4における、この血液導入保持部Aに対応する部分には、予めヘパリン等の血液の凝集を阻害する物質が塗布されており、これにより、血液導入保持部Aにある程度の時間、血液を保持しておくことを可能にしてある。
また、全てのフィルム1〜8とフィルタ9〜11とを基板12上に積層すると、開口4a、開口5a内に嵌めこまれたガラス繊維不織布9、多孔性ポリエステルメンブレン11、開口6a、開口7a、細長い開口8a及び吸引用開口Dが全て連通して、第1流路Fが形成される。この第1流路Fは、その上流端が前記血液導入保持部Aに連通し、基板12に形成された第1測定部Bの上面を通過して吸引用開口Dに至る。
また、同時に、開口4b、開口5bに嵌めこまれたガラス繊維不織布10、多孔性ポリエステルメンブレン11、開口6b、開口7b、細長い開口8b及び吸引用開口Eが全て連通して、第2流路Gが形成される。この第2流路Gは、その上流端が前記血液導入保持部Aに連通し、基板12に形成された第2測定部Cの上面を通過して吸引用開口Eに至る。
前記第1流路F及び第2流路Gは、図1に示すように、共に、血液導入保持部Aから第1測定部B及び第2測定部Cと同一平面上に至るまでは基板12に対して垂直であり、そこから基板12に対して水平になり、さらに、吸引用開口D及びEを介して基板12に対して垂直方向に開口している。そして、フィルタとして機能するガラス繊維不織布9及び10並びに多孔性ポリエステルメンブレン11は、全て、流路F及びGの、基板に垂直な部分に配置されている。
【0013】
以下に、上記したように構成されたセンサカードの使用例について簡単に説明していく。
このセンサカードは、端子を接続可能な入力部と、二つの吸引開口を介して二つの流路内の試液を各々独立して吸引することができるように構成されたポンプを有する測定装置にセットして使用される。
使用者は、センサカードを測定装置にセットした後、一方が外部に開放された血液導入保持部Aに血液を導入する。
導入直後の血液は、表面張力により第1流路F及び第2流路Gへは流れずに血液導入保持部Aに保持される。
ここで、始めに、血液導入保持部Aの中にある血液が、その表面張力に抗して第2流路Gに流れ、フィルタ10に接触するまで第2流路G側の吸引開口Eを介してポンプで吸引する。血液が接触するとフィルタ10は、その容量を満たすまで血液を自ら吸収する。
次いで、血液導入保持部Aにある血液が、その表面張力に抗して第1流路Fに流れ、フィルタ9に接触するまで第1流路F側の吸引開口Dを介してポンプで吸引する。血液が接触するとフィルタ9は、その容量を満たすまで血液を自ら吸収する。
この状態で、フィルタ9における血球分離促進剤と血液とが十分に反応するまで待機し、十分な反応時間経過後、再び、フィルタ9中の血液がフィルタ11を介して開口6a、7a及び8aの順に流れ、基板12の第1測定部Bを通って開口8aの封止部材13aに達するまで第1流路F側の吸引開口Dを介してポンプで吸引する。
これにより、フィルタ11の作用で血球が除去された血漿だけが第1流路Fにおけるフィルタ11の下流から封止部材13aまでの間に満たされる。尚、この時、フィルタ9の独自の血球進行遅延作用に加えて、血球分離促進剤との反応により、フィルタ9において血球の進行が血漿に進行に対して十分に遅らせられるので、血漿が、第1測定部Bの上方を通って封止部材13aに達する前にフィルタ11が血球で詰まってしまうことはない。
次いで、非HDL沈殿剤と血液との十分な反応時間経過後、再び、フィルタ10中の血液がフィルタ11を介して開口6b、7b及び8bの順に流れ、基板12の第2測定部C上を通って開口8bの封止部材13bに達するまで第2流路G側の吸引開口Eを介して測定装置のポンプで吸引する。
これにより、フィルタ10で非HDL成分が除去されると共に、フィルタ11で血球が除去され、血球及び非HDL成分が除去された血漿だけが第2流路Gにおけるフィルタ11の下流から封止部材13bまでの間に満たされる。
上記したように、このセンサカードは、測定すべき血漿(又は非HDL成分が除去された血漿)が、第1測定部B及び第2測定部C上を通って封止部材13a,13bまで満たされるように構成されているため、各電極の電極面の濡れに関わらず、一定量の血漿を、行き過ぎの心配なく、電極上に導くことができるので測定が非常に安定する。
【0014】
上記したように、本実施例に係るセンサカードは、血液導入保持部に血液凝集阻害剤として予めヘパリンを塗布する例を挙げているが、血液凝集阻害剤は本実施例に限定されることなく、血液の凝集を阻害することができる物質であれば任意の物質でよく、例えばクエン酸、シュウ酸、EDTA、アンチトロンビン■等でもよい。
また、上記した実施例では、一つの血液導入保持部に繋がる2本の流路F及びGを有するセンサカードを例に挙げて説明しているが、流路の数は本実施例に限定されることなく、2本以上であれば任意の数でよい。
さらに、上記した実施例では、一方の流路に血球除去フィルタ9及び11を設け、他方の流路に血球及び非HDL成分除去フィルタ10及び11を設けているが、これらフィルタの有無及び種類は、本実施例に限定されることなく、測定すべき成分に応じて任意に決めることができる。具体的には、例えば、LDLコレステロールを測定する場合には、非LDL成分を除去するフィルタまたはLDLを除去するフィルタが設けられ、また酵素アイソザイムを測定する場合には、特定のアイソザイムを除去するフィルタまたは特定のアイソザイム以外の酵素を除去するフィルタが設けられ得る。
また、上記した実施例では、非HDL成分を除去することによって、HDLを測定するように構成されているが、これは本実施例に限定されることなく、例えば、フィルタを設けない流路と、HDL成分を除去可能なフィルタを有する流路とを設け、両方の流路においてコレステロールを測定し、両者の差に基いてHDL成分を測定するように構成してもよい。
さらに、LDL成分についても、同様に、例えば、フィルタを設けない流路と、LDL成分を除去可能なフィルタを有する流路とを設け、両方の流路における測定値の差に基いてLDL成分を測定するように構成してもよい。
また、フィルタはこれらの例に限定されることなく、試料中のある成分を除去することにより、特定物質の測定が可能になる場合に広く用いることができる。
【0015】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る血液成分測定用使捨センサカードは、血液中の測定すべき測定成分に対する反応試薬が設けられた測定部と、別体の測定装置に接続可能な端子とを有する電極系が少なくとも2組形成された基板を備え、少なくとも各電極系の測定部位上を通過する2本以上の独立した流路と、全ての流路の上流端と繋がる一つの血液導入保持部とを有し、前記各流路の下流端に各々吸引用開口を設けているので、必要に応じて、必要な流路に前処理に必要なフィルタを設けるだけで、簡単に、一つの血液から前処理の異なる複数種類の成分の測定を行うことができる。
また、請求項2における発明によれば、前記血液導入保持部に血液の凝集を阻害する物質を付与しているので、測定すべき成分に応じて異なる前処理時間の調整等のために血液導入保持部に血液を一定時間保持していても、血液が凝集してしまうことがない。
また、請求項3における発明によれば、上記した血液成分測定用使捨センサカードにおいて、各流路における吸引開口と電極の測定部位との間の位置に、気体透過性と液体不透過性との両方の性質を具備する封止部材を設けているので、吸引量の微調整を行うことなく、必要量の血液を電極の測定部位上に供給することができる。
さらに、請求項4における発明によれば、上記した血液成分測定用使捨センサカードにおいて、少なくとも一つの流路における測定部と血液保持部との間に、血球分離フィルタを設けているので、血球の分離が必要な成分、例えば、コレステロールや中性脂肪と、それ以外の成分を同時に測定することが可能になる。
また、請求項5における発明によれば、少なくとも流路における前記フィルタを配置した部分をセンサ平面に対して垂直とし、前記血球分離フィルタを、ガラス繊維不織布と多孔性フィルタとを順次積層して構成しているので、流路における血球分離フィルタ部分の占める距離を短くすることができ、また、ガラス繊維不織布で血球の進行を十分に遅らせた後に多孔性フィルタを血液が通過するので、必要量の血漿が得られる前に多孔性フィルタが血球で詰まってしまうことがない。
さらに、請求項6に係る発明によれば、前記前記ガラス繊維不織布に、血球分離促進剤を保持しているので、ガラス繊維フィルタにおける血球進行遅延作用をより増幅させることができる。
また、請求項7における発明によれば、少なくとも一つの流路における測定部と血液保持部との間に、血球及び非HDL成分除去フィルタを設けているので、HDL成分と、それ以外の成分とを同時に測定することが可能になる。
さらに、請求項8における発明によれば、少なくとも流路における前記フィルタを配置した部分をセンサ平面に対して垂直とし、前記血球及び非HDL成分除去フィルタを、非HDL沈殿剤を保持したガラス繊維不織布と多孔性フィルタとを順次積層して構成しているので、ガラス繊維不織布において非HDL成分をトラップすることができ、かつ、ガラス繊維不織布における血球進行遅延作用により多孔性フィルタに血球が詰まってしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るセンサカードの一実施例の展開斜視図である。
【図2】図1における基板の拡大図である。
本発明に係る
【符号の説明】
A 血液導入保持部
B 第1測定部
B1 コレステロール測定用電極
B2 コレステロール測定用電極
B3 中性脂肪測定用電極
B4 中性脂肪測定用電極
B5 対極
C 第2測定部
C1 HDL測定用電極
C2 HDL測定用電極
C3 対極
D 吸引用開口
E 吸引用開口
F 第1流路
G 第2流路
1 フィルム(PETフィルム)
2 フィルム(片面テープ)
2a 切欠き
2b 開口
2c 開口
3 フィルム(両面テープ)
3a 切欠き
4 フィルム(PETフィルム)
4a 開口
4b 開口
5 フィルム(両面テープ)
5a 開口
5b 開口
6 フィルム(両面テープ)
6a 開口
6b 開口
7 フィルム(PETフィルム)
7a 開口
7b 開口
8 フィルム(両面テープ)
8a 細長い開口
8b 細長い開口
9 ガラス繊維不織布(血球分離促進剤レクチンを保持)
10 ガラス繊維不織布(非HDL沈殿剤を保持)
11 多孔性ポリエステルメンブレン
12 基板
13a 封止部材
13b 封止部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a disposable sensor card used for measuring a specific component in blood.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various sensors have been proposed for quickly and simply quantifying a specific component in a biological sample solution such as blood.
Specifically, one space including a reaction layer reacting with a specific component to be measured is provided on a substrate, and an inlet for a sample liquid and an outlet for discharging gas in the space are provided in this space. A biosensor has been proposed (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Patent Publication No. 06-58338
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional biosensor, when the sample liquid is brought into contact with the sample liquid inlet, the sample liquid is guided into the interior of the space by capillary action, and the sample liquid is discharged onto the electrode while discharging the air in the space from the outlet. Therefore, there is an effect that the electrode surface can be uniformly wetted with the sample solution without bubbles remaining on the electrode.
By the way, there are many types of components to be measured in blood, and pretreatment required before measurement differs for each component. Specifically, for example, when glucose is measured as in Patent Document 1, blood collected from a patient can be directly used for measurement, but when cholesterol and neutral fat are measured, blood It is necessary to remove blood cells from blood in advance in order for catalase contained in red blood cells to inhibit the measurement, and when measuring HDL, further remove non-HDL components in addition to blood cells. There is a need. Further, depending on the measurement component, there is also a component that requires use of serum obtained by further removing fibrinogen from plasma from which blood cells have been removed.
However, as described above, the conventional biosensor has only one sample liquid inlet and one space in which an electrode to be measured is arranged, and therefore cannot simultaneously measure components subjected to different pretreatments. For this reason, there is a problem that the measurement target items are significantly limited.
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and is not limited to a difference in pretreatment and the like, and is capable of measuring at least two types of arbitrary components with one sensor, and is a disposable component for measuring blood components. It is intended to provide a sensor card.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the disposable sensor card for measuring blood components according to the present invention can be connected to a measurement unit provided with a reaction reagent for a measurement component to be measured in blood and a separate measurement device. A substrate having at least two sets of electrode systems having a plurality of terminals, at least two independent flow paths passing over at least a measurement site of each electrode system, and one of the flow paths connected to the upstream ends of all the flow paths. A blood introduction holding section, and a suction opening is provided at a downstream end of each of the flow paths.
A substance that inhibits blood aggregation, such as heparin, citric acid, oxalic acid, EDTA, or antithrombin III, may be preferably applied to the blood introduction holding unit. The blood coagulation inhibitor such as heparin can be applied by, for example, applying the blood coagulation inhibitor to the wall surface of the blood introduction holding unit before manufacturing the sensor.
Preferably, a sealing member having both properties of gas permeability and liquid impermeability may be provided at a position between the suction opening and the measurement site of the electrode in each flow path.
Further, if necessary, a blood cell separation filter can be provided between the measurement unit and the blood holding unit in at least one flow path. In this case, preferably, at least a portion of the flow path where the filter is disposed is configured to be perpendicular to the sensor plane, and the blood cell separation filter can be configured by sequentially stacking a glass fiber filter and a porous filter. . In this case, the glass fiber nonwoven fabric may previously hold a blood cell separation accelerator such as lectin.
Further, if necessary, a blood cell and non-HDL component removal filter may be provided between the measurement unit and the blood holding unit in at least one flow path. In this case, it is preferable that at least a portion of the flow path where the filter is disposed is configured to be perpendicular to the sensor plane, and the blood cell and non-HDL component removal filter are made of a glass fiber nonwoven fabric holding a non-HDL precipitant and a porous material. It can be configured by sequentially laminating filters.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a disposable sensor card for measuring blood components (hereinafter, simply referred to as a sensor card) according to the present invention will be described with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.
[0007]
FIG. 1 is an exploded perspective view of one embodiment of a sensor card according to the present invention.
This sensor card is configured to measure cholesterol, neutral fat and HDL in blood.
As shown in the drawing, this sensor card
Eight films 1 to 8 forming a flow path of the sample liquid;
Three filters 9-11,
It comprises a
[0008]
The uppermost film 1 is a polyethylene terephthalate film (hereinafter, PET film) having a thickness of 0.125 mm.
The
The
The fourth film 4 is made of a PET film having a thickness of 0.125 mm, and has an opening 4a forming the first flow path and an opening 4b forming the second flow path.
The fifth film 5 is made of a double-sided adhesive tape having a thickness of 0.725 mm and having adhesive surfaces on both sides, and has an opening 5a communicating with the opening 4a of the film 4 at one end thereof. An opening 5b communicating with the opening 4b is formed.
[0009]
A glass fiber nonwoven fabric 9 is fitted into the opening 5a. The glass fiber non-woven fabric 9 has the same thickness as the film 5, has a pore diameter of 1 to 10 μm, and has a cross-sectional shape formed to have the same shape and the same size as the opening 5a. Functions as a progress delay filter. In addition, the glass fiber nonwoven fabric 9 previously holds a lectin as a blood cell separation promoting agent in a dry state, and the reaction with the lectin increases the effect of delaying the progress speed of blood cells.
Similarly, the glass fiber
A
[0010]
The sixth film 6 is made of a double-sided pressure-sensitive adhesive tape having a thickness of 0.06 mm and having adhesive surfaces on both sides, and has, at one end thereof, the glass
The seventh film 7 is made of a PET film having a thickness of 0.125 mm, and has independent openings 7a and 7b communicating with the
The eighth film 8 is made of a 0.1 mm thick double-sided pressure-sensitive adhesive tape having adhesive surfaces on both sides.
In this film 8,
One end communicates with the opening 7a, passes through the upper surface of a first measuring section B of the
One end communicates with the opening 7b, passes through the upper surface of a second measuring section C of the
The
A narrow flow path portion between the wide portion corresponding to the measuring portion B and the wide portion corresponding to the suction opening C in the elongated opening 8a has a seal having both gas-permeable and liquid-impermeable properties. A member 13a is provided.
Similarly, the narrow flow path portion between the wide portion corresponding to the measurement portion C and the wide portion corresponding to the suction opening E in the
As the sealing members 13a and 13b, for example, those formed using fibers made of a water-absorbing polymer or fibers made of a hydrophobic polymer are used. Specifically, the sealing members 13a and 13b can be formed by, for example, coating an appropriate core material with the fibers. When the water-absorbing polymer is used, when the blood comes into contact, the water-absorbing polymer absorbs the blood and swells, and does not pass through the blood any more. When the hydrophobic polymer is used, the blood does not pass through due to surface tension.
As the water-absorbing polymer, for example, a polysaccharide and / or a derivative thereof, an acrylic polymer, polyvinyl alcohol, gelatin, a block copolymer containing collagen or maleic anhydride, or the like can be used.
As the hydrophobic polymer, for example, polyester, silicone, fluororesin, polyethylene, or the like can be used.
[0011]
Lastly, the
FIG. 2 is an enlarged view of the
The
The first measurement unit B includes a pair of electrodes B1 and B2 for measuring cholesterol, a pair of electrodes B3 and B4 for measuring neutral fat, and a counter electrode B5.
The second measuring section C includes a pair of electrodes C1 and C2 for HDL measurement and a counter electrode C3.
A cholesterol measuring reagent, cholesterol esterase, cholesterol oxidase, and an electron acceptor are held on the measurement site of one electrode B1 of the pair of electrodes B1 and B2 for measuring cholesterol by drop drying, and the other electrode Cholesterol esterase and an electron acceptor are held on the measurement site of B2.
A lipase, a glycerol kinase, a glycerophosphate oxidase, and an electron acceptor are held as a neutral fat measurement reagent on a measurement site of one electrode B3 of the pair of electrodes B3 and B4 for the neutral fat measurement. On the measurement site of the other electrode B4, glycerol kinase, glycerophosphate oxidase, and an electron acceptor are held.
On the measurement site of one electrode C1 of the pair of electrodes C1 and C2 for HDL measurement, cholesterol esterase, cholesterol oxidase, and an electron acceptor are held by drop drying for HDL measurement, and the other is held. Cholesterol esterase and an electron acceptor are held on the measurement site of the electrode C2.
As described above, a pair of electrodes is provided for each measurement item, one reagent holds all reagents necessary for measurement, and the other electrode removes one reagent from all reagents required for measurement. By holding the sample, the cholesterol, neutral fat, and HDL components can be measured from the difference between the reaction values obtained at both electrodes by the measuring device.
As for the HDL component, the non-HDL component is removed by the glass
Each of the above-mentioned electrodes is formed by bonding a copper foil on a substrate and then forming a desired pattern by a photolithography method.
Gold or platinum plating is applied to the surface of the measurement site of the measurement electrodes B1, B2, B3, B4, C1, and C2. On the counter electrodes B5 and C3, a conductive layer made of a conductive paste containing silver powder and silver chloride powder is further formed on the pattern by screen printing.
Also, an insulating resist made of a UV-curable polyester resin was formed on the electrode by photolithography so that only the measurement site and the terminal site were exposed. In the present example, the diameter of the exposed portion of each measurement site could be reduced to 0.6φ by using the photolithography method for forming the insulating resist. As described above, by reducing the exposed portion of the measurement site, the amount of blood required for measurement can be greatly reduced, and the effect of reducing the burden on the patient can be achieved.
[0012]
The films 1 to 8 and the three filters 9 to 11 are all laminated on the
As described above, the
When all the films 1 to 8 and the filters 9 to 11 are laminated on the
When all the films 1 to 8 and the filters 9 to 11 are laminated on the
At the same time, the opening 4b, the glass
The first flow path F and the second flow path G are, as shown in FIG. 1, the
[0013]
Hereinafter, a usage example of the sensor card configured as described above will be briefly described.
This sensor card is set in a measuring device having an input section to which a terminal can be connected, and a pump configured to be able to independently suction the test liquid in the two flow paths via the two suction openings. Used as
After setting the sensor card in the measuring device, the user introduces blood into the blood introduction holding part A, one of which is open to the outside.
The blood immediately after the introduction is held by the blood introduction holding unit A without flowing to the first flow path F and the second flow path G due to surface tension.
Here, first, the blood in the blood introduction holding section A flows through the second flow path G against the surface tension, and flows through the suction opening E on the second flow path G side until it contacts the
Next, the blood in the blood introduction holding section A flows into the first flow path F against the surface tension, and is sucked by the pump through the suction opening D on the first flow path F side until it contacts the filter 9. . When the blood comes in contact, the filter 9 absorbs the blood by itself until it fills the capacity.
In this state, the apparatus waits until the blood cell separation promoting agent and the blood in the filter 9 sufficiently react with each other, and after a sufficient reaction time has elapsed, the blood in the filter 9 again passes through the filters 6 through the openings 6a, 7a, and 8a. It flows in order and is sucked by the pump through the suction opening D on the first flow path F side until it reaches the sealing member 13a of the opening 8a through the first measuring portion B of the
Thereby, only the plasma from which the blood cells have been removed by the action of the
Next, after a sufficient reaction time between the non-HDL precipitant and the blood has passed, the blood in the
As a result, the
As described above, in this sensor card, the plasma to be measured (or the plasma from which non-HDL components have been removed) is filled over the first measuring unit B and the second measuring unit C to the sealing members 13a and 13b. The configuration is such that a constant amount of plasma can be guided onto the electrodes without worrying about overshoot, regardless of the wetting of the electrode surface of each electrode, so that the measurement is very stable.
[0014]
As described above, the sensor card according to the present embodiment exemplifies application of heparin as a blood coagulation inhibitor to the blood introduction holding unit in advance, but the blood coagulation inhibitor is not limited to this embodiment. Any substance can be used as long as it can inhibit blood aggregation, such as citric acid, oxalic acid, EDTA, and antithrombin II.
In the above-described embodiment, the sensor card having two flow paths F and G connected to one blood introduction holding unit is described as an example. However, the number of flow paths is not limited to this embodiment. Any number may be used as long as the number is two or more.
Further, in the above-described embodiment, the blood cell removal filters 9 and 11 are provided in one of the flow paths, and the blood cell and non-HDL component removal filters 10 and 11 are provided in the other flow path. The present invention is not limited to this example, and can be arbitrarily determined according to the component to be measured. Specifically, for example, a filter for removing non-LDL components or a filter for removing LDL is provided when measuring LDL cholesterol, and a filter for removing a specific isozyme when measuring enzyme isozymes. Alternatively, a filter for removing enzymes other than a specific isozyme may be provided.
Further, in the above-described embodiment, the configuration is such that HDL is measured by removing non-HDL components. However, this is not limited to the present embodiment. , A channel having a filter capable of removing the HDL component may be provided, cholesterol may be measured in both channels, and the HDL component may be measured based on the difference between the two.
Further, for the LDL component, similarly, for example, a flow path without a filter and a flow path with a filter capable of removing the LDL component are provided, and the LDL component is determined based on the difference between the measured values in both flow paths. It may be configured to measure.
Further, the filter is not limited to these examples, and can be widely used when a specific substance can be measured by removing a certain component in a sample.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, the disposable sensor card for measuring a blood component according to the present invention includes a measurement unit provided with a reaction reagent for a measurement component to be measured in blood, and a terminal connectable to a separate measurement device. A substrate having at least two sets of electrode systems each having at least two independent flow paths passing at least over the measurement site of each electrode system, and one blood introduction holding device connected to the upstream ends of all flow paths And a suction opening is provided at the downstream end of each of the flow paths, so that, if necessary, simply providing a filter required for pretreatment in a necessary flow path, simply, A plurality of types of components having different pretreatments can be measured from blood.
According to the second aspect of the present invention, since a substance that inhibits aggregation of blood is provided to the blood introduction holding section, blood introduction is performed for adjustment of a pretreatment time that differs depending on the component to be measured. Even if blood is held in the holding unit for a certain period of time, blood does not aggregate.
According to the invention of
Further, according to the invention of claim 4, in the above-mentioned disposable sensor card for measuring blood components, since the blood cell separation filter is provided between the measurement unit and the blood holding unit in at least one flow path, the blood cells are separated. , Such as cholesterol and neutral fat, and other components can be measured simultaneously.
According to the invention of claim 5, at least a portion of the flow path where the filter is disposed is perpendicular to a sensor plane, and the blood cell separation filter is configured by sequentially laminating a glass fiber nonwoven fabric and a porous filter. Therefore, the distance occupied by the blood cell separation filter portion in the flow path can be shortened, and since the blood passes through the porous filter after sufficiently delaying the progress of blood cells with a glass fiber nonwoven fabric, a necessary amount of blood is reduced. The porous filter does not become clogged with blood cells before plasma is obtained.
Further, according to the invention of claim 6, since the blood cell separation promoting agent is held in the glass fiber nonwoven fabric, the action of delaying blood cell progress in the glass fiber filter can be further amplified.
According to the invention of claim 7, since the blood cell and non-HDL component removal filter is provided between the measurement unit and the blood holding unit in at least one flow path, the HDL component and the other components are removed. Can be measured simultaneously.
Further, according to the invention of claim 8, at least a portion of the flow path where the filter is arranged is perpendicular to a sensor plane, and the blood cell and non-HDL component removing filter is a glass fiber nonwoven fabric holding a non-HDL precipitant. And the porous filter are sequentially laminated, so that non-HDL components can be trapped in the glass fiber non-woven fabric, and blood cells are clogged in the porous filter due to the blood cell progression delay action in the glass fiber non-woven fabric. Nothing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a developed perspective view of one embodiment of a sensor card according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a substrate in FIG.
[Description of References]
A blood introduction holding section B first measurement section B1 cholesterol measurement electrode B2 cholesterol measurement electrode B3 triglyceride measurement electrode B4 triglyceride measurement electrode B5 counter electrode C second measurement section C1 HDL measurement electrode C2 HDL measurement Electrode C3 Counter electrode D Suction opening E Suction opening F First channel G Second channel 1 Film (PET film)
2 Film (single-sided tape)
2a notch 2b opening 2c
3a Notch 4 film (PET film)
4a Opening 4b Opening 5 Film (double-sided tape)
7a opening 7b opening 8 film (double-sided tape)
10 Glass fiber nonwoven fabric (holds non-HDL precipitant)
DESCRIPTION OF
Claims (12)
少なくとも各電極系の測定部位上を通過する2本以上の独立した流路と、
全ての流路の上流端と繋がる一つの血液導入保持部と
を有し、
前記各流路の下流端に各々吸引用開口を設けた
ことを特徴とする血液成分測定用使捨センサカード。A measurement unit provided with a reaction reagent for a measurement component to be measured in blood, and a substrate provided with at least two sets of electrode systems each having a terminal connectable to a separate measurement device,
At least two or more independent flow paths passing over the measurement site of each electrode system,
Having one blood introduction holding unit connected to the upstream ends of all the flow paths,
A disposable sensor card for measuring blood components, wherein a suction opening is provided at a downstream end of each of the flow paths.
ことを特徴とする請求項1に記載の血液成分測定用使捨センサカード。The disposable sensor card for measuring blood components according to claim 1, wherein a substance that inhibits aggregation of blood is provided to the blood introduction holding unit.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の血液成分測定用使捨センサカード。3. A sealing member having both gas permeability and liquid impermeability is provided at a position between a suction opening and a measurement site of an electrode in each flow path. The disposable sensor card for measuring blood components according to 1.
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の血液成分測定用使捨センサカード。The disposable sensor card for measuring blood components according to any one of claims 1 to 3, wherein a blood cell separation filter is provided between the measurement unit and the blood holding unit in at least one flow path.
前記血球分離フィルタが、ガラス繊維不織布と多孔性フィルタとを順次積層してなる
ことを特徴とする請求項4に記載の血液成分測定用使捨センサカード。At least a portion of the flow path where the filter is arranged is perpendicular to the sensor plane,
The disposable sensor card for measuring blood components according to claim 4, wherein the blood cell separation filter is formed by sequentially laminating a glass fiber nonwoven fabric and a porous filter.
ことを特徴とする請求項5に記載の血液成分測定用使捨センサカード。The disposable sensor card for measuring blood components according to claim 5, wherein a blood cell separation promoting agent is held in the glass fiber nonwoven fabric.
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の血液成分測定用使捨センサカード。The blood component measurement use according to any one of claims 1 to 6, wherein a blood cell and non-HDL component removal filter is provided between the measurement unit and the blood holding unit in at least one flow path. Discard sensor card.
前記血球及び非HDL成分除去フィルタが、非HDL沈殿剤を保持したガラス繊維不織布と多孔性フィルタとを順次積層してなる
ことを特徴とする請求項7に記載の血液成分測定用使捨センサカード。At least a portion of the flow path where the filter is arranged is perpendicular to the sensor plane,
The disposable sensor card for blood component measurement according to claim 7, wherein the blood cell and non-HDL component removal filter is formed by sequentially laminating a glass fiber nonwoven fabric holding a non-HDL precipitant and a porous filter. .
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の血液成分測定用使捨センサカード。The blood component measurement use according to any one of claims 1 to 6, wherein a blood cell and non-LDL component removal filter is provided between the measurement unit and the blood holding unit in at least one flow path. Discard sensor card.
前記血球及び非LDL成分除去フィルタが、非LDL沈殿剤を保持したガラス繊維不織布と多孔性フィルタとを順次積層してなる
ことを特徴とする請求項7に記載の血液成分測定用使捨センサカード。At least a portion of the flow path where the filter is arranged is perpendicular to the sensor plane,
8. The disposable sensor card for measuring blood components according to claim 7, wherein the blood cell and non-LDL component removing filter is formed by sequentially laminating a glass fiber nonwoven fabric holding a non-LDL precipitant and a porous filter. .
測定部と血液保持部との間に、HDL成分除去フィルタを設けた流路と
を有する
ことを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の血液成分測定用使捨センサカード。A flow path without a filter,
The disposable sensor card for blood component measurement according to any one of claims 1 to 10, further comprising a flow path provided with an HDL component removal filter between the measurement unit and the blood holding unit.
測定部と血液保持部との間に、LDL成分除去フィルタを設けた流路と
を有する
ことを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の血液成分測定用使捨センサカード。A flow path without a filter,
The disposable sensor card for blood component measurement according to any one of claims 1 to 10, further comprising a flow path provided with an LDL component removal filter between the measurement unit and the blood holding unit.
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