JP3910148B2 - 排気口付き分析用具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料（たとえば血液や尿などの生化学的試料）における特定成分（たとえばグルコース、コレステロールあるいは乳酸）を分析する際に使用される分析用具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血液中のグルコース濃度を測定する場合、簡易な手法として、使い捨てとして構成されたグルコースセンサを利用する方法が採用されている（たとえば特許文献１参照）。グルコースセンサとしては、たとえば本願の図２０、図２１（ａ）および（ｂ）に示したグルコースセンサ９のように、血糖値の演算に必要な応答電流値を、作用極９０および対極９１を利用して測定できるように構成されたものがある。グルコースセンサ９は、基板９２上に、スリット９３ａが形成されたスペーサ９３を介して、カバー９４を積層した構成を有している。基板９２上には、これらの要素９２〜９４により、流路９５が規定されている。流路９５は、毛細管力により血液を移動させるためのものであり、血液を導入するための導入口９５ａと、流路９５の内部を血液が移動する際に流路９５の内部の気体を排出するための排気口９５ｂと、を備えている。
【０００３】
グルコースセンサ９においては、通常、流路９５において適切に血液を移動させるように、カバー９４における流路９５を規定する面に親水処理を施している。一方、基板９２上には、酸化還元酵素および電子伝達物質を含んだ試薬層９６が設けられている。この試薬層９６は、血液が導入された際に流路９５の内部に液相反応系が構築されるように、溶解性の高いものとされている。このため、基板９２の表面についても、試薬層９６によって親水性の高いものとされている。
【０００４】
このように、グルコースセンサ９では、カバー９４に親水処理が施され、基板９２上に溶解性の高い試薬層９６が設けられているため、スペーサ９３における流路９５に臨む部分に比べて、基板９２およびカバー９４における流路９５を臨む部分のほうが血液が進行しやすくなっている。したがって、流路９５に血液を導入した場合には、図２１（ａ）に示したように血液Ｂの移動状態を側方から観察すれば、基板９２の表面およびカバー９４の表面の沿った部分に関しては、中央部分に比べて積極的に血液Ｂが進行する。これに対して、図２１（ｂ）に示したように血液Ｂの移動状態を上方から観察すれば、流路９５における幅方向の中心部に関しては、両端部に比べて積極的に血液Ｂが進行する。血液Ｂの進行は、図２１（ｃ）に示したように血液が排気口９５ｂの縁に到達したときに一応終息する。
【０００５】
流路９５の内部においては、図２１（ａ）から予想されるように、血液の供給により試薬層９６が溶解し、液相反応系が構築される。この液相反応系に対しては、作用極９０および対極９１を利用して電圧を印加することができ、そのときの応答電流値は作用極９０および対極９１を用いて測定することができる。応答電流値は、液相反応系における電子伝達物質と作用極９０との間の電子授受量を反映したものとして得られる。すなわち、応答電流値は、作用極９０の周りに存在し、かつ作用極９０と電子の授受を行える電子伝達物質の量（濃度）に相関している。
【０００６】
図２０に示したように、排気口９５ｂは、一般に、円形状の形態とされている。このような排気口９５ｂにおいては、図２１（ｂ）に示したような形態で血液Ｂが進行すれば、図２１（ｃ）に符号９７で示したように、排気口９５ｂに隣接した部分に血液Ｂが到達できず、流路９５の端部に血液が供給されない空洞部分が生じることがある。この場合、空洞部分９７を埋めるように、経時的に徐々に血液Ｂが移動し、あるいは血液Ｂが突然移動してしまうことがある。このような現象が応答電流値を測定しているときに生じたなら、作用極９０の周りに存在する電子伝達物質の量（濃度）が急激に変わり、測定される応答電流値が本来得られるべき値からずれてしまう。血液Ｂの移動現象は、血糖値を測定する度に生じるわけではなく、また血液Ｂの移動現象が生じるタイミングもグルコースセンサ毎に一様でないため、血液Ｂの移動現象により、応答電流値の測定再現性、ひいては演算される血糖値の再現性が悪くなってしまう。
【０００７】
【特許文献１】
特公平８−１０２０８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとに考え出されたものであって、試料を移動させるための流路を備えた分析用具において、試料分析の再現性を向上させることを課題としている。
【０００９】
【発明の開示】
本発明では、上記した課題を解決するために次の技術的手段を講じている。
【００１０】
すなわち、本発明のバリエーションとしての分析用具は、基板上に、特定方向に沿って試料を移動させるための流路が設定された分析用具であって、上記流路が、上記基板の板厚方向視において上記特定方向に直交する幅方向に特定の寸法を有し、かつ当該流路の内部の気体を排出するための排気口を備えた排気口付き分析用具において、上記排気口の縁は、試料の移動方向の上流側に位置する部分に、上記幅方向または略幅方向に延びる直線状部分を有していることを特徴としている。
【００１１】
流路は、たとえば上記幅方向の中央部分を移動する試料の移動速度が、他の部分よりも大きくなるように構成される。
【００１２】
直線状部分の寸法は、流路における幅方向の寸法と同一または略同一、もしくは流路における幅方向の寸法よりも大きくするのが好ましい。
【００１３】
排気口は、たとえば多角形に形成される。典型的には、排気口は、矩形または三角形に形成される。排気口は、半円など、その他の形状であってもよい。
【００１４】
本発明の第１の側面においては、基板上に、特定方向に沿って試料を移動させるための流路が設定された分析用具であって、上記流路が、上記基板の板厚方向視において上記特定方向に直交する幅方向に特定の寸法を有し、かつ当該流路の内部の気体を排出するための排気口を備えた排気口付き分析用具において、上記流路は、上記幅方向の中央部分を移動する試料の移動速度が、他の部分よりも大きくなるように構成されており、上記排気口の縁は、試料の移動方向の上流側に位置する部分に、中央部分が両端部に比べて試料の移動方向の下流側に向けて凹んだ部分を有していることを特徴とする、排気口付き分析用具が提供される。
【００１５】
排気口の縁は、たとえば試料の移動方向の上流側に位置する部分が、試料の移動方向の下流側に向けて凹んだ円弧状とされる。
【００１６】
本発明の第１の側面に係る分析用具は、たとえば基板に対してカバーを積層した形態とされ、基板およびカバーにより流路が規定される。この場合、カバーには、板厚方向に貫通し、かつ排気口を構成する貫通孔が形成される。
【００１７】
カバーは、たとえばスペーサを介して基板に対して積層される。この場合、スペーサは流路を規定する。流路におけるスペーサにより規定される部分は、流路を規定する他の部分に比べて疎水性が大きくなるように構成される。
【００１８】
本発明の他のバリエーションにおいては、基板上に、特定方向に沿って試料を移動させるための流路が設定された分析用具であって、上記流路が、上記基板の板厚方向視において上記特定方向に直交する幅方向に特定の寸法を有し、かつ当該流路の内部の気体を排出するための排気口を備えた排気口付き分析用具において、上記排気口の縁は、試料の移動方向の上流側に位置する部分が、上記流路の内部を移動する試料の先端縁における上記板厚方向視の形状に対応させられていることを特徴とする、排気口付き分析用具が提供される。
【００１９】
本発明の第１の側面に係る分析用具においては、たとえば流路が、毛細管力により試料を移動させるように構成される。もちろん、ポンプの動力などを利用して流路の内部において試料を移動させるように構成してもよい。
【００２０】
本発明の第２の側面においては、基板上に、特定方向に沿って試料を移動させるための流路が設定された分析用具であって、上記流路が上記基板の板厚方向視において上記特定方向に直交する幅方向に特定の寸法を有するとともに、当該流路の内部の気体を排出するための排気口を備えた排気口付き分析用具において、上記流路は、当該流路における上記幅方向の中央部分を移動する試料の移動速度が、他の部分よりも大きくなるように構成されており、上記排気口は、上記流路における試料の移動方向の下流側に隣接した位置に形成されており、上記流路における上記排気口を含む端部には、上記流路の内部における上記幅方向の両端部を移動する試料の移動を阻止するためのストッパ部が設けられていることを特徴とする、排気口付き分析用具が提供される。
【００２１】
本発明の第２の側面に係る分析用具は、たとえば基板に対して、スリットが形成されたスペーサを介してカバーを積層した形態を有し、かつ基板、スペーサおよびカバーにより流路が規定される。この場合、ストッパ部は、たとえばスリットにおける流路を規定する部分のうち、試料導入口に隣接する部分における幅方向の寸法に比べて、排気口に隣接する部分における幅方向の寸法のほうを小さくすることにより設けられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２３】
まず、本発明の第１の実施の形態に係るグルコースセンサについて、図１ないし図４を参照して説明する。
【００２４】
図１ないし図４に示したグルコースセンサＸ１は、使い捨てとして構成されたものであり、濃度測定装置（図示略）に装着して使用するものである。このグルコースセンサＸ１は、長矩形状の基板１に対して、スペーサ２を介してカバー３を積層した形態を有している。グルコースセンサＸ１においては、各要素１〜３により、基板１の長手方向に延びる流路４が規定されている。流路４は、開口部（導入口）４０から導入された血液を、毛細管現象を利用して基板１の長手方向に移動させ、かつ導入された血液を保持するためのものである。
【００２５】
スペーサ２は、基板１の上面１０からカバー３の下面３０までの距離、すなわち流路４の高さ寸法を規定するためのものである。このスペーサ２には、先端部が開放したスリット２０が形成されている。スリット２０は、流路４の幅寸法を規定するためのものであり、スリット２０における先端の開放部分は、流路４の内部に血液を導入するための導入口４０を構成している。このスペーサ２は、たとえばアクリルエマルジョン系材料を用いて形成されている。
【００２６】
カバー３には、貫通孔３１が形成されている。貫通孔３１は、流路４の内部の気体を外部に排気するためのものであり、四角形に形成されている。貫通孔３１は、縁３１ａが導入口４０側に位置し、かつ当該縁３１ａが流路４の幅方向（基板１の短手方向）に延びるように設けられている。カバー３の表面は、スペーサ２よりも親水性が高いものとされている。カバー３は、たとえばビニロンなどにより形成されて全体が親水性の高いものとされ、あるいは流路４を臨む面に親水処理が施されている。親水処理は、たとえば紫外線を照射することにより、あるいはレシチンなどの界面活性剤を塗布することにより行われる。
【００２７】
図２および図３によく表れているように、基板１の上面１０には、作用極１１、対極１２および試薬部１３が形成されている。作用極１１および対極１２は、全体として基板１の長手方向に延びている。作用極１１および対極１２の端部１１ａ，１２ａは、基板１の短手方向に延び、かつ長手方向に並んでいる。一方、作用極１１および対極１２の端部１１ｂ，１２ｂは、濃度測定装置（図示略）に設けられた端子に接触させるための端子部を構成している。基板１は、作用極１１および対極１２の端部１１ｂ，１２ｂ，１１ａ，１２ａが露出するようにして絶縁膜１４により覆われている。絶縁膜１４は、たとえば撥水剤を含む紫外線硬化樹脂により形成されており、疎水性の高いものとされている。
【００２８】
試薬部１３は、作用極１１および対極１２の端部１１ａ，１２ａどうしを橋渡すようにして設けられており、たとえば電子伝達物質および相対的に少量の酸化還元酵素を含む固体状に形成されている。この試薬部１３は、血液に対して容易に溶解するものとして形成されている。したがって、流路４に血液を導入した場合には、基板１の表面に沿って試料が移動しやすく、また流路４の内部には、電子伝達物質、酸化還元酵素およびグルコースを含む液相反応系が構築される。
【００２９】
酸化還元酵素としては、たとえばＧＯＤやＧＤＨを用いることができ、典型的にはＰＱＱＧＤＨが使用される。電子伝達物質としては、たとえばルテニウム錯体や鉄錯体を使用することができ、典型的には[Ｒｕ(ＮＨ3)6]Ｃｌ3やＫ3[Ｆｅ(ＣＮ)6]を使用することができる。
【００３０】
グルコースセンサＸ１を用いた血糖値の測定は、グルコースセンサＸ１を濃度測定装置（図示略）に装着した上で、グルコースセンサＸ１の導入口４０を介して流路４に血液を供給することにより、濃度測定装置(図示略)において自動的に行われる。
【００３１】
濃度測定装置(図示略)に対してグルコースセンサＸ１を装着した場合、グルコースセンサＸ１の作用極１１および対極１２が濃度測定装置の端子(図示略)に接触する。これにより、血液の導入後に構築される液相反応系に対しては、作用極１１および対極１２を利用して電圧を印加し、あるいは電圧印加時の応答電流値を測定することができる。一方、流路４に血液を供給した場合、流路４において生じる毛細管現象により、血液が導入口４０から貫通孔３１に向けて進行する。血液の進行過程においては、血液により試薬部１３が溶解させられ、流路４の内部に液相反応系が構築される。
【００３２】
グルコースセンサＸ１では、カバー３における流路４を臨む部分の親水性が高くされ、基板１上に溶解性の高い試薬層１３が設けられている。そのため、スペーサ２における流路４に臨む部分に比べて、基板１およびカバー３における流路４を臨む部分のほうが、血液が進行しやすくなっている。したがって、流路４においては、図５に示したように血液Ｂの移動状態を側方から観察すれば、基板１の表面およびカバー３の表面の沿った部分に関しては、中央部分に比べて積極的に血液Ｂが進行する。これに対して、図６に示したように、血液Ｂの移動状態を上方から観察すれば、流路４における幅方向の中心部に関しては、両端部に比べて積極的に血液Ｂが進行する。血液Ｂの進行は、図７に示したように血液が貫通孔３１の縁３１aに到達したときに終息する。
【００３３】
液相反応系においては、たとえば酸化還元酵素が血液中のグルコースと特異的に反応してグルコースから電子が取り出され、その電子が電子伝達物質に供給されて電子伝達物質が還元型とされる。液相反応系に対して作用極１１および対極１２を利用して電圧を印加した場合、還元型とされた電子伝達物質から作用極１１に電子が供給される。したがって、濃度測定装置においては、たとえば作用極１１に対する電子供給量を、応答電流値として測定することができる。濃度測定装置(図示略)では、流路４に対する血液の供給から一定時間が経過したときに測定される応答電流値に基づいて、血糖値が演算される。
【００３４】
グルコースセンサＸ１では、貫通孔３１が四角形とされ、血液の進行を止める貫通孔３１の縁３１aが流路４の幅方向に延びる直線状とされている。そのため、図７と図２１（ｃ）とを比較すれば分かるように、グルコースセンサＸ１では、貫通孔 (排気口９５ｂ)が円形とされている場合に比べて、流路４（９５）の端部において、血液が供給されない空洞部分４７(９７)が生じる可能性が小さくなり、また空洞部分４７が生じたとしてもその容積は小さくなる。したがって、グルコースセンサＸ１では、血液Ｂの移動が一旦終息した後に、空洞部分４７に血液Ｂが移動する可能性が小さく、また血液Ｂの移動が生じたとしても、その移動量は小さなものとなる。その結果、作用極１１の端部１１ａの周りに存在する電子伝達物質の量（濃度）が急激に変化する可能性も低減し、測定される応答電流値が本来得られるべき値により近いものとなる。したがって、グルコースセンサＸ１では、応答電流値の測定再現性、ひいては演算される血糖値の再現性を良好なものとすることができる。
【００３５】
グルコースセンサＸ１においては、カバー３の貫通孔３１が四角形とされているが、上述した効果を得るためには、血液の進行を止める貫通孔の縁が、流路の幅方向に延びる直線状とされていればよい。したがって、図８（ａ）に示したように、貫通孔３１′の形状が三角形、あるいは図８（ｂ）に示したように、貫通孔３１″の形状が半円であってもよく、またその他の形状であってもよい。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るグルコースセンサについて、図９および図１０を参照して説明する。ただし、これらの図においては、先に説明したグルコースセンサＸ１と同一の要素について同一の符号を付してあり、ここでは重複説明を省略するものとする。
【００３７】
図９および図１０に示したグルコースセンサＸ２は、カバー３の貫通孔３１Ａの形態が先に説明した第１の実施の形態に係るグルコースセンサＸ１（図１参照）とは異なっている。貫通孔３１Ａは、血液の進行を止める縁３１Ａａが血液の進行方向に向けて凹んだ円弧状とされている。
【００３８】
上述したように、流路４の内部に血液を供給した場合には、流路４の幅方向の中心部が両端部に比べて積極的に進行し、その結果、血液の進行方向の縁は弧状となる。したがって、貫通孔３１Ａにおける血液Ｂの進行を止める縁３１Ａａの形状を、血液Ｂの進行方向に向けて凹んだ円弧状とすれば、縁３１Ａａの全体において、血液の進行を同時的に止めることができるようになる。その結果、グルコースセンサＸ１のように、貫通孔３１の縁３１ａを直線状とする場合(図７など参照)に比べて、流路４の端部において、血液Ｂが供給されない空洞部分（４７）が生じる可能性をさらに小さくし、また空洞部分 (４７)が生じたとしてもその容積をさらに小さくすることができる。したがって、グルコースセンサＸ２においては、応答電流値の測定再現性、ひいては演算される血糖値の再現性をさらに改善することができる。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施の形態に係るグルコースセンサについて、図１１および図１２を参照して説明する。
【００４０】
図１１および図１２に示したグルコースセンサＸ３は、流路４における血液の進行方向側の端部にストッパ部２２を設けたものである。このストッパ部２２は、スペーサ２に設けられた一対の突起２２Ｃにより構成されている。突起２２Ｃは、流路４における幅方向の内方に向けて突出するものであり、円弧状のストッパ面２２ｃを有している。
【００４１】
ストッパ部２２は、流路４の長手方向の端部において、幅方向の端部に位置している。すなわち、流路４に血液が導入された場合に、空洞部分ができ得る部位(図７参照)に形成されている。したがって、ストッパ部２２を設けることにより、血液の導入後において、流路４に空洞部分が生じてしまうことを抑制することができるようになる。
【００４２】
このような効果を確実に得るためには、ストッパ部２２は、流路４における幅方向の中央部を進行する血液が排気口３１Ｃの縁に接触するよりも先に、もしくは同時的に、流路４における幅方向の端部を進行する血液が接触するように構成するのが好ましい。
【００４３】
ストッパ部２２の構成は、先に説明したものには限定されない。たとえば、図１３（ａ）に示したように、スペーサ２′に段部２２Ｃ′を設けることによりストッパ部２２′を設けてもよく、また図１３（ｂ）に示したようにストッパ部２２″を矩形の突起２２Ｃ″により構成してもよく、その他の構成によりストッパ部を形成してもよい。
【００４４】
本発明は、上述した第１ないし第３の実施の形態に係るグルコースセンサには限定されない。本発明は、たとえば血液以外の試料を用いてグルコースを測定するためのグルコースセンサ、血液中のグルコース以外の成分、あるいは血液以外の試料液を用いてグルコース以外の成分を分析するための分析用具に対しても適用することができる。
【００４５】
【実施例】
以下においては、本発明に係るグルコースセンサが、応答電流値の測定において、再現性が改善されていることについて実証する。
【００４６】
（グルコースセンサの作成）
実施例１〜３および比較例１〜３で使用するグルコースセンサは、基板およびこの基板上に設ける各構成要素（図２参照）については同様な手法により作成した。まず、ＰＥＴ製の基板上に、カーボンインクを用いたスクリーン印刷により作用極および対極を形成した。次いで、作用極および対極の両端部を露出させるようにして、接触角が９５度であるＵＶ硬化樹脂を用いて、基板を絶縁膜により覆った。続いて、電子伝達層および酵素含有層からなる２層構造の試薬部を形成した。電子伝達層は、基板上における作用極および対極が露出する部分に電子伝達物質を含む第１材料液を０．４μＬ塗布した後に第１材料液を送風乾燥（３０℃、１０％Ｒｈ）することにより形成した。酵素含有層は、電子伝達層上に、酸化還元酵素を含む第２材料液を０．３μＬ塗布した後に第２材料液を送風乾燥（３０℃、１０％Ｒｈ）することにより形成した。
【００４７】
第１材料液は、下記表１に▲１▼〜▲４▼で示した材料をその番号通りの順序で混合した混合液を、１〜３日放置した後、この混合液に電子伝達物質を添加することにより調製した。電子伝達物質としては、[Ｒｕ(ＮＨ3)6]Ｃｌ3（同仁化学研究所「ＬＭ７２２」）を使用した。
【００４８】
【表１】
【００４９】
表１などにおいて、ＳＷＮはルーセンタイトＳＷＮの略称であり、ＣＨＡＰＳは3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio] propanesulfonic acidの略称であり、ＡＣＥＳはN-(2-acetamido)-2-aminoethanesulfonic acidの略称である。ＳＷＮとしてはコープケミカル（株）製「３１５０」を使用し、ＣＨＡＰＳとしては同仁化学研究所製「ＫＣ０６２」を使用し、ＡＣＥＳとしては同仁化学研究所製「ＥＤ０６７」を使用した。なお、ＡＣＥＳ溶液はｐＨが７．５となるように調製した。
【００５０】
一方、第２材料液は、酸化還元酵素を０．１％ＣＨＡＰＳに溶解させることにより調製した。酸化還元酵素としては、酵素活性が５００Ｕ／ｍｇであるＰＱＱＧＤＨを使用した。
【００５１】
次いで、試薬部を避けるようにして絶縁膜上にアクリルエマルジョン系粘着剤を塗布した後に、スペーサ、カバーを積層することによりグルコースセンサを作成した。
【００５２】
実施例１
本実施例では、応答電流値のタイムコースに基づいて再現性を評価した。グルコースセンサとしては、表２に示したとおり、四角形の貫通孔（排気口）が形成された厚みが２７０μｍのカバーを採用し、かつスペーサによって流路の長さ寸法を２．８４ｍｍ、幅寸法を１．５ｍｍ、厚み寸法を０．０６ｍｍに設定したものを用いた。応答電流値のタイムコースは、グルコース濃度が４００ｍｇ／ｄＬであり、かつＨｃｔ値の異なる３種類の血液（Ｈｃｔ値が２０％、４３％、および７０％）を用いて、各Ｈｃｔ値の血液毎に３０回測定した。作用極と対極との間への電圧印加は、印加電圧値を２００ｍＶとして血液の供給開始から５秒後に開始し、応答電流値は、電圧印加の開始から、５０ｍｓｅｃ毎に経時的に測定した。タイムコースの測定結果を図１４（ａ）〜（ｃ）に、タイムコースにおける乱れ発生率を表２に示した。
【００５３】
実施例２
本実施例では、表２に示したとおり、グルコースセンサとしてカバーの厚みを２００μｍに設定したものを用いた以外は、実施例１と同様にして応答電流値を測定した。タイムコースの測定結果を図１５（ａ）〜（ｃ）に、タイムコースにおける乱れ発生率を表２に示した。
【００５４】
実施例３
本実施例では、表２に示したとおり、図９および図１０に示したような貫通孔（排気口）を備えたカバーを採用したグルコースセンサを使用した以外は、実施例１と同様にして応答電流値を測定した。貫通孔における血液の進行を止める縁は、血液の進行方向に向けて凹んだ曲率半径が１ｍｍの円弧状の凹縁とした。タイムコースの測定結果を図１６（ａ）〜（ｃ）に、タイムコースにおける乱れ発生率を表２に示した。
【００５５】
比較例１
本比較例では、表２に示したとおり、直径が２ｍｍの円形の貫通孔（排気口）を備えたカバーを採用したグルコースセンサを用いた以外は、実施例１と同様にして応答電流値を測定した。タイムコースの測定結果を図１７（ａ）〜（ｃ）に、タイムコースにおける乱れ発生率を表２に示した。
【００５６】
比較例２
本比較例では、表２に示したとおり、グルコースセンサとして流路の長さ寸法が２．６０ｍｍに設定されたものを用いた以外は、比較例１と同様にして応答電流値を測定した。タイムコースの測定結果を図１８（ａ）〜（ｃ）に、タイムコースにおける乱れ発生率を表２に示した。
【００５７】
比較例３
本比較例では、表２に示したとおり、グルコースセンサとしてカバーの厚みが２００μｍ、流路の長さ寸法が２．６０ｍｍに設定されたものを用いた以外は、比較例１と同様にして応答電流値を測定した。タイムコースの測定結果を図１９（ａ）〜（ｃ）に、タイムコースにおける乱れ発生率を表２に示した。
【００５８】
【表２】
【００５９】
比較例１〜３から分かるように、貫通孔（排気口）の形状を円形とすれば、応答電流値のタイムコースにおいて乱れが生じている。これに対して、実施例１〜３から分かるように、貫通孔（排気口）における上流側の縁を直線あるいは下流側に向けて凹んだ形状とした場合には、応答電流値のタイムコースにおいて乱れが生じていない。したがって、流路における血液の移動を終息させるための排気口の縁を直線あるいは凹縁とすれば、応答電流値の測定において、良好な再現性が得られることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るグルコースセンサの全体斜視図である。
【図２】図１に示したグルコースセンサの分解斜視図である。
【図３】図１のIII‐III線に沿う断面図である。
【図４】図１に示したグルコースセンサの端部を、カバーを取り除いた状態で示した平面図である。
【図５】図１に示したグルコースセンサにおける血液の進行状態を説明するためのものであり、図３に相当する断面図である。
【図６】図１に示したグルコースセンサにおける血液の進行状態を説明するためのものであり、図４に相当する平面図である。
【図７】図１に示したグルコースセンサにおける血液の進行状態を説明するためのものであり、図４に相当する平面図である。
【図８】グルコースセンサの他の例を示す全体斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るグルコースセンサを示す全体斜視図である。
【図１０】図９に示したグルコースセンサにおける血液の移動が終息した状態を示す図４に相当する平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るグルコースセンサを示す全体斜視図である。
【図１２】図１１に示したグルコースセンサにおける端部を、図４に相当する平面図として示したものである。
【図１３】ストッパ部の他の例を説明するためのものであり、グルコースセンサの端部を、図４に相当する平面図として示したものである。
【図１４】実施例１における応答電流値の測定結果を、タイムコースとして示したグラフである。
【図１５】実施例２における応答電流値の測定結果を、タイムコースとして示したグラフである。
【図１６】実施例３における応答電流値の測定結果を、タイムコースとして示したグラフである。
【図１７】比較例１における応答電流値の測定結果を、タイムコースとして示したグラフである。
【図１８】比較例２における応答電流値の測定結果を、タイムコースとして示したグラフである。
【図１９】比較例３における応答電流値の測定結果を、タイムコースとして示したグラフである。
【図２０】従来のグルコースセンサの一例を示す全体斜視図である。
【図２１】図２０に示したグルコースセンサにおける血液の進行状態を説明するためのものであり、（ａ）はグルコースセンサの端部の断面図、（ｂ）および（ｃ）はグルコースセンサの端部を、カバーを取り除いた状態で示した平面図である。
【符号の説明】
Ｘ１〜Ｘ３ グルコースセンサ（分析用具）
１ 基板
２，２′ スペーサ
22，22′,22″ ストッパ部
３ カバー
31，31′,31″,31A，31C （カバーの）貫通孔
31a，31Aa （貫通孔の）縁
４ 流路
Ｂ 血液（試料）
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料（たとえば血液や尿などの生化学的試料）における特定成分（たとえばグルコース、コレステロールあるいは乳酸）を分析する際に使用される分析用具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血液中のグルコース濃度を測定する場合、簡易な手法として、使い捨てとして構成されたグルコースセンサを利用する方法が採用されている（たとえば特許文献１参照）。グルコースセンサとしては、たとえば本願の図２０、図２１（ａ）および（ｂ）に示したグルコースセンサ９のように、血糖値の演算に必要な応答電流値を、作用極９０および対極９１を利用して測定できるように構成されたものがある。グルコースセンサ９は、基板９２上に、スリット９３ａが形成されたスペーサ９３を介して、カバー９４を積層した構成を有している。基板９２上には、これらの要素９２〜９４により、流路９５が規定されている。流路９５は、毛細管力により血液を移動させるためのものであり、血液を導入するための導入口９５ａと、流路９５の内部を血液が移動する際に流路９５の内部の気体を排出するための排気口９５ｂと、を備えている。
【０００３】
グルコースセンサ９においては、通常、流路９５において適切に血液を移動させるように、カバー９４における流路９５を規定する面に親水処理を施している。一方、基板９２上には、酸化還元酵素および電子伝達物質を含んだ試薬層９６が設けられている。この試薬層９６は、血液が導入された際に流路９５の内部に液相反応系が構築されるように、溶解性の高いものとされている。このため、基板９２の表面についても、試薬層９６によって親水性の高いものとされている。
【０００４】
このように、グルコースセンサ９では、カバー９４に親水処理が施され、基板９２上に溶解性の高い試薬層９６が設けられているため、スペーサ９３における流路９５に臨む部分に比べて、基板９２およびカバー９４における流路９５を臨む部分のほうが血液が進行しやすくなっている。したがって、流路９５に血液を導入した場合には、図２１（ａ）に示したように血液Ｂの移動状態を側方から観察すれば、基板９２の表面およびカバー９４の表面の沿った部分に関しては、中央部分に比べて積極的に血液Ｂが進行する。これに対して、図２１（ｂ）に示したように血液Ｂの移動状態を上方から観察すれば、流路９５における幅方向の中心部に関しては、両端部に比べて積極的に血液Ｂが進行する。血液Ｂの進行は、図２１（ｃ）に示したように血液が排気口９５ｂの縁に到達したときに一応終息する。
【０００５】
流路９５の内部においては、図２１（ａ）から予想されるように、血液の供給により試薬層９６が溶解し、液相反応系が構築される。この液相反応系に対しては、作用極９０および対極９１を利用して電圧を印加することができ、そのときの応答電流値は作用極９０および対極９１を用いて測定することができる。応答電流値は、液相反応系における電子伝達物質と作用極９０との間の電子授受量を反映したものとして得られる。すなわち、応答電流値は、作用極９０の周りに存在し、かつ作用極９０と電子の授受を行える電子伝達物質の量（濃度）に相関している。
【０００６】
図２０に示したように、排気口９５ｂは、一般に、円形状の形態とされている。このような排気口９５ｂにおいては、図２１（ｂ）に示したような形態で血液Ｂが進行すれば、図２１（ｃ）に符号９７で示したように、排気口９５ｂに隣接した部分に血液Ｂが到達できず、流路９５の端部に血液が供給されない空洞部分が生じることがある。この場合、空洞部分９７を埋めるように、経時的に徐々に血液Ｂが移動し、あるいは血液Ｂが突然移動してしまうことがある。このような現象が応答電流値を測定しているときに生じたなら、作用極９０の周りに存在する電子伝達物質の量（濃度）が急激に変わり、測定される応答電流値が本来得られるべき値からずれてしまう。血液Ｂの移動現象は、血糖値を測定する度に生じるわけではなく、また血液Ｂの移動現象が生じるタイミングもグルコースセンサ毎に一様でないため、血液Ｂの移動現象により、応答電流値の測定再現性、ひいては演算される血糖値の再現性が悪くなってしまう。
【０００７】
【特許文献１】
特公平８−１０２０８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとに考え出されたものであって、試料を移動させるための流路を備えた分析用具において、試料分析の再現性を向上させることを課題としている。
【０００９】
【発明の開示】
本発明では、上記した課題を解決するために次の技術的手段を講じている。
【００１０】
すなわち、本発明のバリエーションとしての分析用具は、基板上に、特定方向に沿って試料を移動させるための流路が設定された分析用具であって、上記流路が、上記基板の板厚方向視において上記特定方向に直交する幅方向に特定の寸法を有し、かつ当該流路の内部の気体を排出するための排気口を備えた排気口付き分析用具において、上記排気口の縁は、試料の移動方向の上流側に位置する部分に、上記幅方向または略幅方向に延びる直線状部分を有していることを特徴としている。
【００１１】
流路は、たとえば上記幅方向の中央部分を移動する試料の移動速度が、他の部分よりも大きくなるように構成される。
【００１２】
直線状部分の寸法は、流路における幅方向の寸法と同一または略同一、もしくは流路における幅方向の寸法よりも大きくするのが好ましい。
【００１３】
排気口は、たとえば多角形に形成される。典型的には、排気口は、矩形または三角形に形成される。排気口は、半円など、その他の形状であってもよい。
【００１４】
本発明の第１の側面においては、基板上に、特定方向に沿って試料を移動させるための流路が設定された分析用具であって、上記流路が、上記基板の板厚方向視において上記特定方向に直交する幅方向に特定の寸法を有し、かつ当該流路の内部の気体を排出するための排気口を備えた排気口付き分析用具において、上記流路は、上記幅方向の中央部分を移動する試料の移動速度が、他の部分よりも大きくなるように構成されており、上記排気口の縁は、試料の移動方向の上流側に位置する部分に、中央部分が両端部に比べて試料の移動方向の下流側に向けて凹んだ部分を有していることを特徴とする、排気口付き分析用具が提供される。
【００１５】
排気口の縁は、たとえば試料の移動方向の上流側に位置する部分が、試料の移動方向の下流側に向けて凹んだ円弧状とされる。
【００１６】
本発明の第１の側面に係る分析用具は、たとえば基板に対してカバーを積層した形態とされ、基板およびカバーにより流路が規定される。この場合、カバーには、板厚方向に貫通し、かつ排気口を構成する貫通孔が形成される。
【００１７】
カバーは、たとえばスペーサを介して基板に対して積層される。この場合、スペーサは流路を規定する。流路におけるスペーサにより規定される部分は、流路を規定する他の部分に比べて疎水性が大きくなるように構成される。
【００１８】
本発明の他のバリエーションにおいては、基板上に、特定方向に沿って試料を移動させるための流路が設定された分析用具であって、上記流路が、上記基板の板厚方向視において上記特定方向に直交する幅方向に特定の寸法を有し、かつ当該流路の内部の気体を排出するための排気口を備えた排気口付き分析用具において、上記排気口の縁は、試料の移動方向の上流側に位置する部分が、上記流路の内部を移動する試料の先端縁における上記板厚方向視の形状に対応させられていることを特徴とする、排気口付き分析用具が提供される。
【００１９】
本発明の第１の側面に係る分析用具においては、たとえば流路が、毛細管力により試料を移動させるように構成される。もちろん、ポンプの動力などを利用して流路の内部において試料を移動させるように構成してもよい。
【００２０】
本発明の第２の側面においては、基板上に、特定方向に沿って試料を移動させるための流路が設定された分析用具であって、上記流路が上記基板の板厚方向視において上記特定方向に直交する幅方向に特定の寸法を有するとともに、当該流路の内部の気体を排出するための排気口を備えた排気口付き分析用具において、上記流路は、当該流路における上記幅方向の中央部分を移動する試料の移動速度が、他の部分よりも大きくなるように構成されており、上記排気口は、上記流路における試料の移動方向の下流側に隣接した位置に形成されており、上記流路における上記排気口を含む端部には、上記流路の内部における上記幅方向の両端部を移動する試料の移動を阻止するためのストッパ部が設けられていることを特徴とする、排気口付き分析用具が提供される。
【００２１】
本発明の第２の側面に係る分析用具は、たとえば基板に対して、スリットが形成されたスペーサを介してカバーを積層した形態を有し、かつ基板、スペーサおよびカバーにより流路が規定される。この場合、ストッパ部は、たとえばスリットにおける流路を規定する部分のうち、試料導入口に隣接する部分における幅方向の寸法に比べて、排気口に隣接する部分における幅方向の寸法のほうを小さくすることにより設けられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２３】
まず、本発明の第１の実施の形態に係るグルコースセンサについて、図１ないし図４を参照して説明する。
【００２４】
図１ないし図４に示したグルコースセンサＸ１は、使い捨てとして構成されたものであり、濃度測定装置（図示略）に装着して使用するものである。このグルコースセンサＸ１は、長矩形状の基板１に対して、スペーサ２を介してカバー３を積層した形態を有している。グルコースセンサＸ１においては、各要素１〜３により、基板１の長手方向に延びる流路４が規定されている。流路４は、開口部（導入口）４０から導入された血液を、毛細管現象を利用して基板１の長手方向に移動させ、かつ導入された血液を保持するためのものである。
【００２５】
スペーサ２は、基板１の上面１０からカバー３の下面３０までの距離、すなわち流路４の高さ寸法を規定するためのものである。このスペーサ２には、先端部が開放したスリット２０が形成されている。スリット２０は、流路４の幅寸法を規定するためのものであり、スリット２０における先端の開放部分は、流路４の内部に血液を導入するための導入口４０を構成している。このスペーサ２は、たとえばアクリルエマルジョン系材料を用いて形成されている。
【００２６】
カバー３には、貫通孔３１が形成されている。貫通孔３１は、流路４の内部の気体を外部に排気するためのものであり、四角形に形成されている。貫通孔３１は、縁３１ａが導入口４０側に位置し、かつ当該縁３１ａが流路４の幅方向（基板１の短手方向）に延びるように設けられている。カバー３の表面は、スペーサ２よりも親水性が高いものとされている。カバー３は、たとえばビニロンなどにより形成されて全体が親水性の高いものとされ、あるいは流路４を臨む面に親水処理が施されている。親水処理は、たとえば紫外線を照射することにより、あるいはレシチンなどの界面活性剤を塗布することにより行われる。
【００２７】
図２および図３によく表れているように、基板１の上面１０には、作用極１１、対極１２および試薬部１３が形成されている。作用極１１および対極１２は、全体として基板１の長手方向に延びている。作用極１１および対極１２の端部１１ａ，１２ａは、基板１の短手方向に延び、かつ長手方向に並んでいる。一方、作用極１１および対極１２の端部１１ｂ，１２ｂは、濃度測定装置（図示略）に設けられた端子に接触させるための端子部を構成している。基板１は、作用極１１および対極１２の端部１１ｂ，１２ｂ，１１ａ，１２ａが露出するようにして絶縁膜１４により覆われている。絶縁膜１４は、たとえば撥水剤を含む紫外線硬化樹脂により形成されており、疎水性の高いものとされている。
【００２８】
試薬部１３は、作用極１１および対極１２の端部１１ａ，１２ａどうしを橋渡すようにして設けられており、たとえば電子伝達物質および相対的に少量の酸化還元酵素を含む固体状に形成されている。この試薬部１３は、血液に対して容易に溶解するものとして形成されている。したがって、流路４に血液を導入した場合には、基板１の表面に沿って試料が移動しやすく、また流路４の内部には、電子伝達物質、酸化還元酵素およびグルコースを含む液相反応系が構築される。
【００２９】
酸化還元酵素としては、たとえばＧＯＤやＧＤＨを用いることができ、典型的にはＰＱＱＧＤＨが使用される。電子伝達物質としては、たとえばルテニウム錯体や鉄錯体を使用することができ、典型的には[Ｒｕ(ＮＨ3)6]Ｃｌ3やＫ3[Ｆｅ(ＣＮ)6]を使用することができる。
【００３０】
グルコースセンサＸ１を用いた血糖値の測定は、グルコースセンサＸ１を濃度測定装置（図示略）に装着した上で、グルコースセンサＸ１の導入口４０を介して流路４に血液を供給することにより、濃度測定装置(図示略)において自動的に行われる。
【００３１】
濃度測定装置(図示略)に対してグルコースセンサＸ１を装着した場合、グルコースセンサＸ１の作用極１１および対極１２が濃度測定装置の端子(図示略)に接触する。これにより、血液の導入後に構築される液相反応系に対しては、作用極１１および対極１２を利用して電圧を印加し、あるいは電圧印加時の応答電流値を測定することができる。一方、流路４に血液を供給した場合、流路４において生じる毛細管現象により、血液が導入口４０から貫通孔３１に向けて進行する。血液の進行過程においては、血液により試薬部１３が溶解させられ、流路４の内部に液相反応系が構築される。
【００３２】
グルコースセンサＸ１では、カバー３における流路４を臨む部分の親水性が高くされ、基板１上に溶解性の高い試薬層１３が設けられている。そのため、スペーサ２における流路４に臨む部分に比べて、基板１およびカバー３における流路４を臨む部分のほうが、血液が進行しやすくなっている。したがって、流路４においては、図５に示したように血液Ｂの移動状態を側方から観察すれば、基板１の表面およびカバー３の表面の沿った部分に関しては、中央部分に比べて積極的に血液Ｂが進行する。これに対して、図６に示したように、血液Ｂの移動状態を上方から観察すれば、流路４における幅方向の中心部に関しては、両端部に比べて積極的に血液Ｂが進行する。血液Ｂの進行は、図７に示したように血液が貫通孔３１の縁３１aに到達したときに終息する。
【００３３】
液相反応系においては、たとえば酸化還元酵素が血液中のグルコースと特異的に反応してグルコースから電子が取り出され、その電子が電子伝達物質に供給されて電子伝達物質が還元型とされる。液相反応系に対して作用極１１および対極１２を利用して電圧を印加した場合、還元型とされた電子伝達物質から作用極１１に電子が供給される。したがって、濃度測定装置においては、たとえば作用極１１に対する電子供給量を、応答電流値として測定することができる。濃度測定装置(図示略)では、流路４に対する血液の供給から一定時間が経過したときに測定される応答電流値に基づいて、血糖値が演算される。
【００３４】
グルコースセンサＸ１では、貫通孔３１が四角形とされ、血液の進行を止める貫通孔３１の縁３１aが流路４の幅方向に延びる直線状とされている。そのため、図７と図２１（ｃ）とを比較すれば分かるように、グルコースセンサＸ１では、貫通孔 (排気口９５ｂ)が円形とされている場合に比べて、流路４（９５）の端部において、血液が供給されない空洞部分４７(９７)が生じる可能性が小さくなり、また空洞部分４７が生じたとしてもその容積は小さくなる。したがって、グルコースセンサＸ１では、血液Ｂの移動が一旦終息した後に、空洞部分４７に血液Ｂが移動する可能性が小さく、また血液Ｂの移動が生じたとしても、その移動量は小さなものとなる。その結果、作用極１１の端部１１ａの周りに存在する電子伝達物質の量（濃度）が急激に変化する可能性も低減し、測定される応答電流値が本来得られるべき値により近いものとなる。したがって、グルコースセンサＸ１では、応答電流値の測定再現性、ひいては演算される血糖値の再現性を良好なものとすることができる。
【００３５】
グルコースセンサＸ１においては、カバー３の貫通孔３１が四角形とされているが、上述した効果を得るためには、血液の進行を止める貫通孔の縁が、流路の幅方向に延びる直線状とされていればよい。したがって、図８（ａ）に示したように、貫通孔３１′の形状が三角形、あるいは図８（ｂ）に示したように、貫通孔３１″の形状が半円であってもよく、またその他の形状であってもよい。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るグルコースセンサについて、図９および図１０を参照して説明する。ただし、これらの図においては、先に説明したグルコースセンサＸ１と同一の要素について同一の符号を付してあり、ここでは重複説明を省略するものとする。
【００３７】
図９および図１０に示したグルコースセンサＸ２は、カバー３の貫通孔３１Ａの形態が先に説明した第１の実施の形態に係るグルコースセンサＸ１（図１参照）とは異なっている。貫通孔３１Ａは、血液の進行を止める縁３１Ａａが血液の進行方向に向けて凹んだ円弧状とされている。
【００３８】
上述したように、流路４の内部に血液を供給した場合には、流路４の幅方向の中心部が両端部に比べて積極的に進行し、その結果、血液の進行方向の縁は弧状となる。したがって、貫通孔３１Ａにおける血液Ｂの進行を止める縁３１Ａａの形状を、血液Ｂの進行方向に向けて凹んだ円弧状とすれば、縁３１Ａａの全体において、血液の進行を同時的に止めることができるようになる。その結果、グルコースセンサＸ１のように、貫通孔３１の縁３１ａを直線状とする場合(図７など参照)に比べて、流路４の端部において、血液Ｂが供給されない空洞部分（４７）が生じる可能性をさらに小さくし、また空洞部分 (４７)が生じたとしてもその容積をさらに小さくすることができる。したがって、グルコースセンサＸ２においては、応答電流値の測定再現性、ひいては演算される血糖値の再現性をさらに改善することができる。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施の形態に係るグルコースセンサについて、図１１および図１２を参照して説明する。
【００４０】
図１１および図１２に示したグルコースセンサＸ３は、流路４における血液の進行方向側の端部にストッパ部２２を設けたものである。このストッパ部２２は、スペーサ２に設けられた一対の突起２２Ｃにより構成されている。突起２２Ｃは、流路４における幅方向の内方に向けて突出するものであり、円弧状のストッパ面２２ｃを有している。
【００４１】
ストッパ部２２は、流路４の長手方向の端部において、幅方向の端部に位置している。すなわち、流路４に血液が導入された場合に、空洞部分ができ得る部位(図７参照)に形成されている。したがって、ストッパ部２２を設けることにより、血液の導入後において、流路４に空洞部分が生じてしまうことを抑制することができるようになる。
【００４２】
このような効果を確実に得るためには、ストッパ部２２は、流路４における幅方向の中央部を進行する血液が排気口３１Ｃの縁に接触するよりも先に、もしくは同時的に、流路４における幅方向の端部を進行する血液が接触するように構成するのが好ましい。
【００４３】
ストッパ部２２の構成は、先に説明したものには限定されない。たとえば、図１３（ａ）に示したように、スペーサ２′に段部２２Ｃ′を設けることによりストッパ部２２′を設けてもよく、また図１３（ｂ）に示したようにストッパ部２２″を矩形の突起２２Ｃ″により構成してもよく、その他の構成によりストッパ部を形成してもよい。
【００４４】
本発明は、上述した第１ないし第３の実施の形態に係るグルコースセンサには限定されない。本発明は、たとえば血液以外の試料を用いてグルコースを測定するためのグルコースセンサ、血液中のグルコース以外の成分、あるいは血液以外の試料液を用いてグルコース以外の成分を分析するための分析用具に対しても適用することができる。
【００４５】
【実施例】
以下においては、本発明に係るグルコースセンサが、応答電流値の測定において、再現性が改善されていることについて実証する。
【００４６】
（グルコースセンサの作成）
実施例１〜３および比較例１〜３で使用するグルコースセンサは、基板およびこの基板上に設ける各構成要素（図２参照）については同様な手法により作成した。まず、ＰＥＴ製の基板上に、カーボンインクを用いたスクリーン印刷により作用極および対極を形成した。次いで、作用極および対極の両端部を露出させるようにして、接触角が９５度であるＵＶ硬化樹脂を用いて、基板を絶縁膜により覆った。続いて、電子伝達層および酵素含有層からなる２層構造の試薬部を形成した。電子伝達層は、基板上における作用極および対極が露出する部分に電子伝達物質を含む第１材料液を０．４μＬ塗布した後に第１材料液を送風乾燥（３０℃、１０％Ｒｈ）することにより形成した。酵素含有層は、電子伝達層上に、酸化還元酵素を含む第２材料液を０．３μＬ塗布した後に第２材料液を送風乾燥（３０℃、１０％Ｒｈ）することにより形成した。
【００４７】
第１材料液は、下記表１に▲１▼〜▲４▼で示した材料をその番号通りの順序で混合した混合液を、１〜３日放置した後、この混合液に電子伝達物質を添加することにより調製した。電子伝達物質としては、[Ｒｕ(ＮＨ3)6]Ｃｌ3（同仁化学研究所「ＬＭ７２２」）を使用した。
【００４８】
【表１】
表１などにおいて、ＳＷＮはルーセンタイトＳＷＮの略称であり、ＣＨＡＰＳは3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio] propanesulfonic acidの略称であり、ＡＣＥＳはN-(2-acetamido)-2-aminoethanesulfonic acidの略称である。ＳＷＮとしてはコープケミカル（株）製「３１５０」を使用し、ＣＨＡＰＳとしては同仁化学研究所製「ＫＣ０６２」を使用し、ＡＣＥＳとしては同仁化学研究所製「ＥＤ０６７」を使用した。なお、ＡＣＥＳ溶液はｐＨが７．５となるように調製した。
【００５０】
一方、第２材料液は、酸化還元酵素を０．１％ＣＨＡＰＳに溶解させることにより調製した。酸化還元酵素としては、酵素活性が５００Ｕ／ｍｇであるＰＱＱＧＤＨを使用した。
【００５１】
次いで、試薬部を避けるようにして絶縁膜上にアクリルエマルジョン系粘着剤を塗布した後に、スペーサ、カバーを積層することによりグルコースセンサを作成した。
【００５２】
実施例１
本実施例では、応答電流値のタイムコースに基づいて再現性を評価した。グルコースセンサとしては、表２に示したとおり、四角形の貫通孔（排気口）が形成された厚みが２７０μｍのカバーを採用し、かつスペーサによって流路の長さ寸法を２．８４ｍｍ、幅寸法を１．５ｍｍ、厚み寸法を０．０６ｍｍに設定したものを用いた。応答電流値のタイムコースは、グルコース濃度が４００ｍｇ／ｄＬであり、かつＨｃｔ値の異なる３種類の血液（Ｈｃｔ値が２０％、４３％、および７０％）を用いて、各Ｈｃｔ値の血液毎に３０回測定した。作用極と対極との間への電圧印加は、印加電圧値を２００ｍＶとして血液の供給開始から５秒後に開始し、応答電流値は、電圧印加の開始から、５０ｍｓｅｃ毎に経時的に測定した。タイムコースの測定結果を図１４（ａ）〜（ｃ）に、タイムコースにおける乱れ発生率を表２に示した。
【００５３】
実施例２
本実施例では、表２に示したとおり、グルコースセンサとしてカバーの厚みを２００μｍに設定したものを用いた以外は、実施例１と同様にして応答電流値を測定した。タイムコースの測定結果を図１５（ａ）〜（ｃ）に、タイムコースにおける乱れ発生率を表２に示した。
【００５４】
実施例３
本実施例では、表２に示したとおり、図９および図１０に示したような貫通孔（排気口）を備えたカバーを採用したグルコースセンサを使用した以外は、実施例１と同様にして応答電流値を測定した。貫通孔における血液の進行を止める縁は、血液の進行方向に向けて凹んだ曲率半径が１ｍｍの円弧状の凹縁とした。タイムコースの測定結果を図１６（ａ）〜（ｃ）に、タイムコースにおける乱れ発生率を表２に示した。
【００５５】
比較例１
本比較例では、表２に示したとおり、直径が２ｍｍの円形の貫通孔（排気口）を備えたカバーを採用したグルコースセンサを用いた以外は、実施例１と同様にして応答電流値を測定した。タイムコースの測定結果を図１７（ａ）〜（ｃ）に、タイムコースにおける乱れ発生率を表２に示した。
【００５６】
比較例２
本比較例では、表２に示したとおり、グルコースセンサとして流路の長さ寸法が２．６０ｍｍに設定されたものを用いた以外は、比較例１と同様にして応答電流値を測定した。タイムコースの測定結果を図１８（ａ）〜（ｃ）に、タイムコースにおける乱れ発生率を表２に示した。
【００５７】
比較例３
本比較例では、表２に示したとおり、グルコースセンサとしてカバーの厚みが２００μｍ、流路の長さ寸法が２．６０ｍｍに設定されたものを用いた以外は、比較例１と同様にして応答電流値を測定した。タイムコースの測定結果を図１９（ａ）〜（ｃ）に、タイムコースにおける乱れ発生率を表２に示した。
【００５８】
【表２】
比較例１〜３から分かるように、貫通孔（排気口）の形状を円形とすれば、応答電流値のタイムコースにおいて乱れが生じている。これに対して、実施例１〜３から分かるように、貫通孔（排気口）における上流側の縁を直線あるいは下流側に向けて凹んだ形状とした場合には、応答電流値のタイムコースにおいて乱れが生じていない。したがって、流路における血液の移動を終息させるための排気口の縁を直線あるいは凹縁とすれば、応答電流値の測定において、良好な再現性が得られることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るグルコースセンサの全体斜視図である。
【図２】図１に示したグルコースセンサの分解斜視図である。
【図３】図１のIII‐III線に沿う断面図である。
【図４】図１に示したグルコースセンサの端部を、カバーを取り除いた状態で示した平面図である。
【図５】図１に示したグルコースセンサにおける血液の進行状態を説明するためのものであり、図３に相当する断面図である。
【図６】図１に示したグルコースセンサにおける血液の進行状態を説明するためのものであり、図４に相当する平面図である。
【図７】図１に示したグルコースセンサにおける血液の進行状態を説明するためのものであり、図４に相当する平面図である。
【図８】グルコースセンサの他の例を示す全体斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るグルコースセンサを示す全体斜視図である。
【図１０】図９に示したグルコースセンサにおける血液の移動が終息した状態を示す図４に相当する平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るグルコースセンサを示す全体斜視図である。
【図１２】図１１に示したグルコースセンサにおける端部を、図４に相当する平面図として示したものである。
【図１３】ストッパ部の他の例を説明するためのものであり、グルコースセンサの端部を、図４に相当する平面図として示したものである。
【図１４】実施例１における応答電流値の測定結果を、タイムコースとして示したグラフである。
【図１５】実施例２における応答電流値の測定結果を、タイムコースとして示したグラフである。
【図１６】実施例３における応答電流値の測定結果を、タイムコースとして示したグラフである。
【図１７】比較例１における応答電流値の測定結果を、タイムコースとして示したグラフである。
【図１８】比較例２における応答電流値の測定結果を、タイムコースとして示したグラフである。
【図１９】比較例３における応答電流値の測定結果を、タイムコースとして示したグラフである。
【図２０】従来のグルコースセンサの一例を示す全体斜視図である。
【図２１】図２０に示したグルコースセンサにおける血液の進行状態を説明するためのものであり、（ａ）はグルコースセンサの端部の断面図、（ｂ）および（ｃ）はグルコースセンサの端部を、カバーを取り除いた状態で示した平面図である。
【符号の説明】
Ｘ１〜Ｘ３ グルコースセンサ（分析用具）
１ 基板
２，２′ スペーサ
22，22′,22″ ストッパ部
３ カバー
31，31′,31″,31A，31C （カバーの）貫通孔
31a，31Aa （貫通孔の）縁
４ 流路
Ｂ 血液（試料）
Claims (7)
- 基板上に、特定方向に沿って試料を移動させるための流路が設定された分析用具であって、
上記流路が、上記基板の板厚方向視において上記特定方向に直交する幅方向に特定の寸法を有し、かつ当該流路の内部の気体を排出するための排気口を備えた排気口付き分析用具において、
上記流路は、上記幅方向の中央部分を移動する試料の移動速度が、他の部分よりも大きくなるように構成されており、
上記排気口の縁は、試料の移動方向の上流側に位置する部分に、中央部分が両端部に比べて試料の移動方向の下流側に向けて凹んだ部分を有していることを特徴とする、排気口付き分析用具。 - 上記排気口の縁は、試料の移動方向の上流側に位置する部分が、試料の移動方向の下流側に向けて凹んだ円弧状とされている、請求項１に記載の排気口付き分析用具。
- 上記基板に対してカバーを積層した形態とされているとともに、上記基板および上記カバーにより上記流路が規定された分析用具において、
上記カバーには、上記板厚方向に貫通し、かつ上記排気口を構成する貫通孔が形成されている、請求項１または２に記載の排気口付き分析用具。 - 上記カバーは、スペーサを介して上記基板に対して積層されており、かつ、上記スペーサは上記流路を規定するものであり、
上記流路における上記スペーサにより規定される部分は、上記流路を規定する他の部分に比べて疎水性が大きくされている、請求項３に記載の排気口付き分析用具。 - 上記流路は、毛細管力により試料を移動させるように構成されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の排気口付き分析用具。
- 基板上に、特定方向に沿って試料を移動させるための流路が設定された分析用具であって、
上記流路が上記基板の板厚方向視において上記特定方向に直交する幅方向に特定の寸法を有するとともに、当該流路の内部の気体を排出するための排気口を備えた排気口付き分析用具において、
上記流路は、当該流路における上記幅方向の中央部分を移動する試料の移動速度が、他の部分よりも大きくなるように構成されており、
上記排気口は、上記流路における試料の移動方向の下流側に隣接した位置に形成されており、
上記流路における上記排気口を含む端部には、上記流路の内部における上記幅方向の両端部を移動する試料の移動を阻止するためのストッパ部が設けられていることを特徴とする、排気口付き分析用具。 - 上記基板に対して、スリットが形成されたスペーサを介してカバーを積層した形態を有し、かつ上記基板、上記スペーサおよび上記カバーにより上記流路が規定されており、
上記ストッパ部は、上記スリットにおける上記流路を規定する部分のうち、試料導入口に隣接する部分における上記幅方向の寸法に比べて、上記排気口に隣接する部分における上記幅方向の寸法のほうを小さくすることにより設けられている、請求項６に記載の排気口付き分析用具。
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