(57)【要約】【課題】採取された汗から生体成分の濃度測定に用いる汗試料を精度よく定量できる生体成分濃度測定装置を提供する。【解決手段】皮膚に設置された集汗用のタンク１１で収集された汗は採取管１２に発汗作用によって送り出され、センサ１３でその先端が検出されると、センサ位置までの量の汗が試料としてバルブ２３が開いて流路管２１に引き込まれる。その後、バルブ２３が閉塞されてバルブ２４が開放された状態で汗試料が押し出されることで、バルブ２４位置を経て流路管２１内を汗試料が移動し、その先にあるバイオセンサを備えた検出部３０を通過する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端から液体試料の流入を受付けることができる第１の管と、
前記第１の管内に流入した液体試料が前記第１の管の第１の位置に存在することを検出してセンサ信号を出力するための第１のセンサと、
前記第１の管と内空が連続する管内に備えられ、液体試料中の成分濃度に応じた信号を出力するための第２のセンサと、
前記第１の管内の前記液体試料のうち、前記第１の管の、前記第１の位置から第２の位置までの間に存在する液体試料を、前記第１の管および前記第１の管と内空が連続する管を経由して前記第２のセンサに供給するための供給手段と、
前記液体試料中の成分濃度に応じた前記第２のセンサからのセンサ信号に基づいて、前記成分濃度を算出するための第１の算出手段とを備え、
前記第１のセンサは、前記一端から連続的に流入することで、前記第１の管内を他端に向けて移動する前記液体試料の先端が前記第１の位置に到達したことを検出し、
前記第２の位置は、前記第１の位置より前記一端に近い側にあり、
前記供給手段は、前記第１のセンサからのセンサ信号に応じて、前記第１の位置から第２の位置までの間に存在する液体試料を、前記第１の管内の他の位置にある液体試料と分離して前記第２のセンサに供給する、生体成分濃度測定装置。
【請求項２】
前記液体試料は、皮膚上から連続的に採取される汗である、請求項１に記載の生体成分濃度測定装置。
【請求項３】
前記第２のセンサに供給された前記液体試料を、前記第１の管と内空が連続する管外に排出する排出手段をさらに備える、請求項１または２に記載の生体成分濃度測定装置。
【請求項４】
前記供給手段は、前記第１のセンサからセンサ信号が出力されるごとに、前記第１の位置から第２の位置までの間に存在する液体試料を前記第２のセンサに供給する、請求項１〜３のいずれかに記載の生体成分濃度測定装置。
【請求項５】
前記第１のセンサからの第１回目のセンサ信号から、前記第１回目のセンサ信号に応じて前記供給手段で前記液体試料が前記第２のセンサに供給された次の前記第１のセンサからの第２回目のセンサ信号までの時間差を測定する第１の計時手段と、
前記時間差が予め規定された時間よりも長い場合に、警告を出力する出力手段とをさらに備える、請求項４に記載の生体成分濃度測定装置。
【請求項６】
前記供給手段は、前記第１の管および前記第１の管と内空が連続する管内の流路を切替える手段を有し、
前記供給手段は、前記第１のセンサからのセンサ信号に応じて、前記第１の管内を移動する前記液体試料の流路を他の流路に切替えることで、前記第１の位置から第２の位置までの間に存在する液体試料を前記第２のセンサに供給する、請求項１〜５のいずれかに記載の生体成分濃度測定装置。
【請求項７】
前記第１の管と内空が連続する管は、前記第１の管の前記第２の位置で前記第１の管と接合される第２の管であり、
前記第２のセンサは前記第２の管内に備えられ、
前記供給手段は、前記第１のセンサからのセンサ信号に応じて、前記第１の管内の前記液体試料のうちの前記第１の位置から前記第２の位置までの液体試料を前記第２の管内に移動させることで、前記第２のセンサに供給する、請求項１〜６のいずれかに記載の生体成分濃度測定装置。
【請求項８】
前記第１の管は、前記一端の他端が開口し、
前記供給手段は、前記第１のセンサからのセンサ信号に応じて、前記第１の管内の前記液体試料のうちの前記第１の位置から前記第２の位置までの液体試料と、前記開口から流入する所定量の空気とを前記第２の管内に移動させることで、前記第１の管内の前記液体試料のうちの前記第１の位置から前記第２の位置までの液体試料を前記第１の管内の他の位置にある液体試料と分離して前記第２のセンサに供給する、請求項７に記載の生体成分濃度測定装置。
【請求項９】
第２のセンサの備えられる管内に洗浄液を供給して洗浄する洗浄手段をさらに備え、
前記供給手段は、前記空気に次いで前記液体試料を前記第２のセンサに供給する、請求項８に記載の生体成分濃度測定装置。
【請求項１０】
前記第２のセンサは、前記第１の管内であって、前記第１の位置より前記一端に遠い側に備えられ、
前記供給手段は、前記第１の管内の前記第２の位置に前記液体試料以外の流体を供給する手段を含み、
前記供給手段は、前記第１のセンサからのセンサ信号に応じて、前記第２の位置に前記流体を供給することで、前記第１の管内の前記液体試料のうちの前記第１の位置から前記第２の位置までの液体試料を前記第１の管内の他の位置にある液体試料と分離して前記第２のセンサに供給する、請求項１〜６のいずれかに記載の生体成分濃度測定装置。
【請求項１１】
成分濃度のわかっている標準液体を供給する手段を有し、予め記憶されている前記標準液体中の前記成分の濃度と、前記第２のセンサ出力とに基づいて、前記第１の算出手段を補正する補正手段をさらに備える、請求項１〜１０のいずれかに記載の生体成分濃度測定装置。
【請求項１２】
前記第１の管への前記液体試料の流入の開始からの時間経過を測定する第２の計時手段をさらに備え、
前記第１の算出手段は、前記第１の管への前記液体試料の流入の開始から所定時間経過後に、前記第２のセンサからのセンサ信号に基づいて前記成分濃度を算出する、請求項１〜１１のいずれかに記載の生体成分濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は生体成分濃度測定装置に関し、特に、汗を利用して生体成分の濃度を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血糖などの血液中の生体成分の濃度を、血液を採取することなく測定する方法として、汗に含まれる該成分の濃度を測定して換算する方法がある。
【０００３】
ある程度の時間内での生体の発汗量は微量であるため、汗の濃度を検出するためには、微量の液体試料を分析する技術が必要となる。汗中の生体成分の濃度を測定するために用いられ得る、微量の液体試料を分析する装置としては、たとえば、液体クロマトグラフ分析計、ガスクロマトグラフ分析計、質量分析計などがある。
【０００４】
他の、汗中の生体成分の濃度を測定する技術として、たとえば、特開平９−５２９６号公報（以下、特許文献１）は、生体にバイオセンサを当接し、生体からの汗に含まれる生化学物質の量を検出するシステムに関する技術を開示している。バイオセンサを利用した測定システムは、微量の液体成分を、簡易な操作で測定が可能である。また、バイオセンサは小型で、廉価であるため、バイオセンサを利用した測定システムは、微量計測、操作性、選択性（基質特異性）、小型化の点で優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−５２９６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＷＥＳＣＯＲ社のウェブサイト、”Biomedical Product Division:Sweat Testing/Cystic Fibrosis”、[online]、平成２１年１月１３日検索、インターネット＜URL:http://www.wescor.com/biomedical/cysticfibrosis/index.html#＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のような装置を用いて微量の汗から生体成分の濃度を測定するためには、汗である試料の定量精度を確保するために、専用治具や機器が必要となる。たとえば、定量精度を確保する方法として、マイクロシリンジを用いて手技で試料採取を行なって測定系に供給する方法が採用される場合がある。この方法の場合、専用治具と、技術力の高いオペレータとが必要になる、という問題があった。またたとえば、定量精度を確保する方法として、これら装置の測定系に、たとえばフローインジェクション機能を設けることで定量採取機能を付加させたり、オートサンプラを別に設けたりする方法が採用される場合がある。このような機能を付加する場合、高価な機器が必要となる、という問題があった。また、これら装置で分析を行なう際には、分析のたびに試料をサンプリングする必要があり、一度に発汗される汗から連続したサンプリングが困難である、という問題があった。さらには、試料である汗が微量であるために、蒸発によって試料が減少する可能性があり、測定精度が影響を受ける、という問題もあった。
【０００８】
汗を採取する装置としては、たとえば、ＷＥＳＣＯＲ社のウェブサイト（http://www.wescor.com/biomedical/cysticfibrosis/index.html#）では、らせん状の細いチューブを発汗位置に装着してその内部に汗を収集する製品であるＭＡＣＲＯＤＵＣＴが紹介されている。チューブが透明であるため、この製品で採取された汗の量は、チューブ内の汗の先端位置を確認することで推定することができる。しかしながら、先端位置の確認は目視で行なうか、位置確認用の機器を用いるか、する必要がある、という問題があった。また、汗中の成分を測定するためには、チューブを生体から外して試料を取り出す必要があり、その過程で汗の量が減少する、などの問題もあった。
【０００９】
バイオセンサを用いた汗中の生体成分を測定するシステムでは、試料を定量採取する機能と、試料をセンサ部へ供給（送液）する機能とを併せ持つ流路系が必要となる。この流路系は、微量試料の濃度保持が重要な要素となる。
【００１０】
現状のバイオセンサを用いた測定システムには、オートサンプラとフローインジェクション機能とによって微量試料の定量採取を実現するものがある。しかしながら、このようなシステムでは、センシングに必要な量を上回る量の試料（汗）を準備する必要があり、発汗量によっては、適切な測定ができない場合もある、という問題があった。また、予め一度に汗を採取して測定のたびに所定量ずつ供給することができないため、連続した自動測定ができず、測定のたびに汗を採取する必要がある、という問題があった。また、該システムでは定量の汗を採取した後に緩衝液で希釈しながらセンシング部に送液するため、試料の濃度が低下してＳ／Ｎ比が低下してしまう。そのため、該システムでは、高感度のセンサと高精度の測定回路とが必要となる、という問題があった。また、このように希釈されることで、試料の濃度が、送液系の長さや内径や速度の影響でばらつきが生じ易くなり、測定誤差の原因ともなる、という問題があった。
【００１１】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、汗試料が少量であっても、高精度で生体成分の濃度を測定できる生体成分濃度測定装置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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、生体成分濃度測定装置は、一端から液体試料の流入を受付けることができる第１の管と、第１の管内に流入した液体試料が第１の管の第１の位置に存在することを検出してセンサ信号を出力するための第１のセンサと、第１の管と内空が連続する管内に備えられ、液体試料中の成分濃度に応じた信号を出力するための第２のセンサと、第１の管内の液体試料のうち、第１の管の、第１の位置から第２の位置までの間に存在する液体試料を、第１の管および第１の管と内空が連続する管を経由して第２のセンサに供給するための供給手段と、液体試料中の成分濃度に応じた第２のセンサからのセンサ信号に基づいて成分濃度を算出するための第１の算出手段とを備え、第１のセンサは、一端から連続的に流入することで、第１の管内を他端に向けて移動する液体試料の先端が第１の位置に到達したことを検出し、第２の位置は、第１の位置より上記一端に近い側にあり、供給手段は、第１のセンサからのセンサ信号に応じて、第１の位置から第２の位置までの間に存在する液体試料を、第１の管内の他の位置にある液体試料と分離して第２のセンサに供給する。
【００１３】
好ましくは、液体試料は、皮膚上から連続的に採取される汗である。また好ましくは、第１のセンサは光センサである。
【００１４】
好ましくは、生体成分濃度測定装置は、第２のセンサに供給された液体試料を、第１の管と内空が連続する管外に排出する排出手段をさらに備える。
【００１５】
好ましくは、供給手段は、第１のセンサからセンサ信号が出力されるごとに、第１の位置から第２の位置までの間に存在する液体試料を第２のセンサに供給する。
【００１６】
より好ましくは、生体成分濃度測定装置は、第１のセンサからの第１回目のセンサ信号から、第１回目のセンサ信号に応じて供給手段で液体試料が第２のセンサに供給された次の第１のセンサからの第２回目のセンサ信号までの時間差を測定する第１の計時手段と、測定された時間差と、第１の管の第１の位置から第２の位置までの容量とに基づいて、液体試料の第１の管への流入速度を算出する第２の算出手段とをさらに備える。
【００１７】
好ましくは、供給手段は、第１のセンサからの第１回目のセンサ信号から、第１回目のセンサ信号に応じて供給手段で液体試料が第２のセンサに供給された次の第１のセンサからの第２回目のセンサ信号までの時間差を測定する第１の計時手段と、測定された時間差が予め規定された時間よりも長い場合に、警告を出力する出力手段とをさらに備える。
【００１８】
好ましくは、供給手段は、第２のセンサに、第１の位置から第２の位置までの間に存在する液体試料を、一定の供給速度で供給する。
【００１９】
好ましくは、供給手段は、第１の管および第１の管と内空が連続する管内の流路を切替える手段を有し、供給手段は、第１のセンサからのセンサ信号に応じて、第１の管内を移動する液体試料の流路を他の流路に切替えることで、第１の位置から第２の位置までの間に存在する液体試料を第２のセンサに供給する。
【００２０】
好ましくは、第１の管と内空が連続する管は、第１の管の第２の位置で第１の管と接合される第２の管であり、第２のセンサは第２の管内に備えられ、供給手段は、第１のセンサからのセンサ信号に応じて、第１の管内の液体試料のうちの第１の位置から第２の位置までの液体試料を第２の管内に移動させることで、第２のセンサに供給する。
【００２１】
より好ましくは、第１の管は、上記一端の他端が開口し、供給手段は、第１のセンサからのセンサ信号に応じて、第１の管内の液体試料のうちの第１の位置から第２の位置までの液体試料と、開口から流入する所定量の空気とを第２の管内に移動させることで、第１の管内の液体試料のうちの第１の位置から第２の位置までの液体試料を第１の管内の他の位置にある液体試料と分離して第２のセンサに供給する。
【００２２】
より好ましくは、生体成分濃度測定装置は、第２のセンサの備えられる管内に洗浄液を供給して洗浄する洗浄手段をさらに備え、供給手段は、空気に次いで液体試料を第２のセンサに供給する。より好ましくは、洗浄液は界面活性剤を含む。
【００２３】
好ましくは、第２のセンサは、第１の管内であって、第１の位置より上記一端に遠い側に備えられ、供給手段は、第１の管内の第２の位置に液体試料以外の流体を供給する手段を含み、供給手段は、第１のセンサからのセンサ信号に応じて、第２の位置に流体を供給することで、第１の管内の液体試料のうちの第１の位置から第２の位置までの液体試料を第１の管内の他の位置にある液体試料と分離して第２のセンサに供給する。
【００２４】
より好ましくは、生体成分濃度測定装置は、第２のセンサの備えられる管内に洗浄液を供給して洗浄する洗浄手段をさらに備え、供給手段は、流体に次いで液体試料を第２のセンサに供給する。
【００２５】
好ましくは、生体成分濃度測定装置は、予め記憶されている液体試料中の生体成分の濃度と、第１の算出手段で算出された成分濃度とに基づいて、第１の算出手段を補正する補正手段をさらに備える。
【００２６】
好ましくは、生体成分濃度測定装置は、第１の管への液体試料の流入の開始からの時間経過を測定する第２の計時手段をさらに備え、第１の算出手段は、第１の管への液体試料の供給の流入から所定時間経過後に、第２のセンサからのセンサ信号に基づいて成分濃度を算出する。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によると、汗試料が少量であっても正確に定量の汗試料を採取することができ、さらに原液の濃度を希釈せずに検出部まで搬送するため、高精度で生体成分の濃度を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態にかかる生体成分濃度測定装置（以下、測定装置と略する）の構成の具体例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる測定装置に含まれる制御装置の機能構成の具体例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる測定装置の動作の流れを表わすフローチャートである。
【図４】図３の動作中の、準備動作の詳細な流れを表わすフローチャートである。
【図５】図３の動作中の、測定動作の詳細な流れを表わすフローチャートである。
【図６】図５の測定動作に伴って、流路を移動する汗試料を説明するための図である。
【図７】図３の動作中の、演算・表示動作の詳細な流れを表わすフローチャートである。
【図８】測定装置に含まれるバイオセンサからの出力値の時間変化を説明するための図である。
【図９】第１の実施の形態にかかる測定装置に含まれる制御装置の機能構成の、第１の変形例を示すブロック図である。
【図１０】第１の実施の形態にかかる測定装置の構成の、第２の変形例を示す図である。
【図１１】第１の実施の形態にかかる測定装置の構成の、第３の変形例を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態にかかる測定装置の構成の具体例を示す図である。
【図１３】第２の実施の形態にかかる測定装置に含まれる制御装置の機能構成の具体例を示すブロック図である。
【図１４】第３の実施の形態にかかる測定装置に含まれる制御装置の機能構成の具体例を示すブロック図である。
【図１５】第３の実施の形態にかかる測定装置の動作の流れを表わすフローチャートである。
【図１６】第３の実施の形態にかかる測定装置の動作中の演算・表示動作の、他の具体例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。
【００３０】
［第１の実施の形態］
図１を参照して、第１の実施の形態にかかる生体成分濃度測定装置（以下、測定装置と略する）１００Ａは、汗試料採取部１０と、汗試料搬送部２０と、検出部３０と、洗浄液用のタンク４０と、制御装置５０とを含む。
【００３１】
汗試料採取部１０は、さらに、集汗用のタンク１１と、採取管１２と、先端検出部１３とを含む。
【００３２】
タンク１１は生体の皮膚に当接され、汗腺から排出される汗の圧力によって汗がタンク１１内に収集される構成を備える。タンク１１は所定量の汗を収容可能である。
【００３３】
採取管１２は内部が空洞であり、一端がタンク１１に接合され、他端が開口されて開口１２Ａを構成する。これにより、タンク１１に所定量以上の汗が収集されると、該所定量を超えた分の汗が接合された採取管１２内に押し出される。採取管１２内の汗は検出用の試料として用いられる。
【００３４】
先端検出部１３はセンサを含み、採取管１２の途中に配備されて、押し出された汗の先端が該位置に達したことを検出し、その旨を示すセンサ信号を出力する。先端検出部１３の検出方法の一例としては、好ましくは採取管１２が透過性ある部材で構成され、拡散光量の変化や透過された光量の変化に応じて汗の先端が該位置に達したことを検出する方法が挙げられる。他の方法として、誘電率の変化を利用した静電容量センサを採用した方法や、温度変化などを利用した検出方法が挙げられる。
【００３５】
汗試料搬送部２０は、さらに、流路管２１と、送吸引部２２と、バルブ２３，２４，２５，２６とを含む。
【００３６】
流路管２１は内部が空洞であり、断面がかなり細い形状、たとえば直径０．２５mm程度の形状とする。流路管２１は、複数の分岐を有することで複数の端部を有する。複数の端部の内の一端が採取管１２に接合され、採取管１２と流路管２１との間で流体の移動が可能とされる。複数の端部の内の他の一端は、送吸引部２２に接合される。センサを含み、汗試料の先端を検出する先端検出部１３は、採取管１２のうちの、流路管２１との接合よりも開口１２Ａ側に位置する。これにより、先端検出部１３で汗試料の先端が検出された時点で、汗試料は流路管２１との接合位置には存在することになる。
【００３７】
送吸引部２２は図１中の両側矢印に示されるようにピストン動作を行なって、接続される図示しない流路管２１を閉塞する部材を、流路管２１に沿って反復移動させる機構である。
【００３８】
流路管２１は、採取管１２に接合された一端と、送吸引部２２に接合された一端との間に、３つの分岐を有する。３つの分岐の内の１つの分岐は、採取管１２に接合された一端の近傍に位置する。該分岐の先の一端は開口されて開口２１Ａを構成する。３つの分岐の内の他の２つの分岐は、いずれも、上記分岐よりも送吸引部２２側に位置する。好ましくは、図１に表わされるように、送吸引部２２の近傍に位置する。上記２つの分岐は、いずれも、先の一端が開口されて、それぞれ、開口２１Ｂ，２１Ｃを構成する。流路管２１の、開口２１Ｃを有する分岐から先の流路管２１の少なくとも開口２１Ｃ部分は、タンク４０内に配置される。
【００３９】
タンク４０内には、流路管２１の開口２１Ｃの水平位置よりも高い水平位置まで、界面活性剤を含んだ流路管２１内を洗浄するために用いられる洗浄液が満たされている。
【００４０】
以降の説明の簡便のため、流路管２１の、採取管１２に接合された一端から送吸引部２２に接合された一端で構成される流路を「第１流路（Ｐ１）」、流路管２１内から採取管１２に接合された一端の近傍に位置する分岐を経て開口２１Ａで構成される流路を「第２流路（Ｐ２）」、流路管２１内から開口２１Ｃを有する分岐を経て開口２１Ｃで構成される流路を「第３流路（Ｐ３）」、および流路管２１内から開口２１Ｂを有する分岐を経て開口２１Ｂで構成される流路を「第４流路（Ｐ４）」とする（図１参照）。
【００４１】
バルブ２３，２４，２５，２６は、たとえばピンチバルブなどが該当し、開放されることでその前後で流体の移動を可能とし、閉鎖されることでその前後で流体の移動を不可能とする。バルブ２３は、流路管２１の、採取管１２に接合された一端と第２流路への分岐との間に配置される。バルブ２４は、第２流路の、第１流路から第２流路への分岐位置に配置される。バルブ２５は、第３流路の、第１流路から第３流路への分岐位置に配置される。バルブ２６は、第４流路の、第１流路から第４流路への分岐位置に配置される。以降の説明において、バルブ２３，２４，２５，２６は、各々、第１バルブ（Ｖ１）、第２バルブ（Ｂ２）、第３バルブ（Ｖ３）、第４バルブ（Ｖ４）とも称される。
【００４２】
検出部３０は流路管２１（第２流路）内に存在する試料に接する位置に配置される。検出部３０はバイオセンサを含み、該試料中の成分濃度に応じたセンサ信号を出力する。
【００４３】
検出部３０に含まれるバイオセンサは一般的なバイオセンサを採用することができる。従って、その構成は一般的なものであり、たとえば、過酸化水素電極を利用したバイオセンサとすると、図１に示されるように、流路管２１内の試料に接する側から順に、分離膜３１、固定化酵素膜３２、透過制限膜３３、および電極３４を含む構成が挙げられる。
【００４４】
分離膜３１は、試料中の検出対象成分（たとえばグルコース）が一定の割合で固定化酵素膜３２に拡散して到達するように、比較的大きな分子量の物質（たとえば、血液試料であれば血球、たんぱく質等）を分離し、これら成分の固定化酵素膜３２への到達を阻止する。固定化酵素膜３２には、試料や洗浄液で流出しないように酵素が固定されている。酵素としては、検出対象がグルコースであればグルコースオキシターゼ（ＧＯＤ）などが該当する。ＧＯＤが作用している環境下でグルコースは、酸素および水と反応して過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）とグルコン酸とを発生させる。透過制限膜３３は、過酸化水素のみを透過させる小さい穴を有し、アスコルビン酸など他の低分子物質（干渉物質）の電極３４への到達を制限する。電極３５の陽極では過酸化水素が水素イオンおよび酸素に分解され、電子を放出する。バイオセンサは、電気分解で発生した電子の移動による電流に応じたセンサ信号を出力する。
【００４５】
制御装置５０は、汗試料搬送部２０内での汗試料の搬送を制御し、検出部３０からのセンサ信号に基づいて生体成分濃度を算出して出力する。制御装置５０は、装置全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、測定の開始などを指示するためのスイッチ（ＳＷ）５２と、測定結果などを表示するための表示部（ＤＳＰ）５３と、ＣＰＵで実行されるプログラムなどを記憶するためのメモリ（Ｍ）５４と、バルブ２３，２４，２５，２６および送吸引部２２をそれぞれ駆動させるための駆動回路５５−１〜４，５６とを含む。
【００４６】
ＣＰＵ５１は、先端検出部１３および検出部３０の各々に接続され、これらからセンサ信号を受信する。ＣＰＵ５１は、スイッチ５２からの操作信号に従ってメモリ５４からプログラムを読み出して実行し、上記センサ信号を用いて、必要なタイミングで制御信号を駆動回路５５−１〜４，５６に対して出力する。
【００４７】
駆動回路５５−１〜４は、それぞれ、バルブ２３，２４，２５，２６に接続され、ＣＰＵ５１からの制御信号に従って、接続されたバルブを開閉動作させる。
【００４８】
駆動回路５６は送吸引部２２に接続され、ＣＰＵ５１からの制御信号に従って送吸引部２２をピストン動作させる。駆動回路５６によって送吸引部２２が行なう該ピストン動作のうち、送吸引部２２に接続される図示しない流路管２１を閉塞する部材を流路管２１内に押し込む動作を「送出動作」、該部材を流路管２１から引き出す動作を「吸引動作」と称する。
【００４９】
制御装置５０は、図２に示される、指示入力部５０１、バイオセンサ入力部５０２、位置センサ入力部５０３、判断部５０４、出力部５０５、濃度算出部５０６、計時部５０７、速度算出部５０８、および表示処理部５０９の機能を有する。これら機能は、ＣＰＵ５１がメモリ５４からプログラムを読み出して実行することで主にＣＰＵ５１に形成されるものとして図２に表わされているが、少なくとも一部の機能が、ＣＰＵ５１とは異なるハードウェア構成で形成されてもよい。
【００５０】
指示入力部５０１はスイッチ５２からの操作信号を受付ける。バイオセンサ入力部５０２は検出部３０からのセンサ信号を受付ける。位置センサ入力部５０３は先端検出部１３からのセンサ信号を受付ける。これら信号は、判断部５０４に入力される。また、検出部３０からのセンサ信号は濃度算出部５０６に、先端検出部１３からのセンサ信号は計時部５０７に入力される。判断部５０４は、発汗の進み具合を判断するために用いるタイマＡ５０４１を含み、これらセンサ信号に基づいて各駆動回路でバルブ２３，２４，２５，２６および送吸引部２２を駆動させるタイミングを判断する。出力部５０５は上記判断に従った制御信号を出力する。
【００５１】
濃度算出部５０６は予めセンサ信号と濃度との関係式を記憶しておき、検出部３０からのセンサ信号に基づいて汗中の生体成分の濃度（「汗中濃度」と称する）を算出する。さらに、該成分の汗中濃度と血中濃度との関係式を記憶しておき、算出された汗中濃度から該成分の血中濃度を算出する。
【００５２】
計時部５０７は、所定のタイミングから先端検出部１３からのセンサ信号が入力されたタイミングまでの時間を計測する。速度算出部５０８は、予め、採取管１２と流路管２１との接合位置から先端検出部１３までの容積を記憶しておき、計測された時間と該容積とを用いて発汗速度を算出する。
【００５３】
表示処理部５０９は、算出された汗中濃度、血中濃度、発汗速度などを、測定結果として表示部５３で表示するための表示データを生成し、表示部５３に出力する。
【００５４】
なお、図１においては測定装置１００Ａに濃度測定用のセンサであるバイオセンサを含む検出部３０が１つ含まれる構成が示されているが、上記センサは複数備えられてもよい。
【００５５】
図３を用いて、測定装置１００Ａでの動作の流れを説明する。図３に表わされる動作は、制御装置５０のスイッチ５２が操作されて測定開始が指示されると開始され、制御装置５０のＣＰＵ５１がメモリ５４からプログラムを読み出して実行し、各部を動作させる実現する。
【００５６】
測定装置１００Ａでの動作に先だって、生体の被測定部位の発汗が促進される。発汗の促進は、ピロカルピンやアセチルコリンなどの発汗促進剤を被測定部位表面に接触させる装置の装着やこれら薬剤の被測定部位表面への塗布、などで行なわれる。発汗促進の方法については特定の方法に限定されない。発汗促進後にタンク１１を被測定部位表面に図示しない装着機構を用いて装着し、スイッチ５２を操作する。これにより、以下の動作がなされて、汗中から対象の生体成分の濃度が検出される。
【００５７】
図３を参照して、ステップＳ１０で準備動作が行なわれ、その後、ステップＳ１５で判断部５０４のタイマＡ５０４１での計時が開始される。タイマＡ５０４１は、予め発汗の進み具合を判断するための時間（たとえば１５分、または２０分、等）を記憶しておく。先端検出部１３で汗試料の先端が検出されると、すなわち、位置センサ入力部５０３で先端検出部１３からのセンサ信号を受付けると（ステップＳ２０でＹＥＳ）、ステップＳ３０で測定動作が行なわれ、ステップＳ４０で演算・表示動作が行なわれる。その後、ステップＳ５０で洗浄動作が行なわれる。
【００５８】
一方、タイマＡ５０４１での計時が開始されてからタイマＡ５０４１で計時される所定の時間が経過しても汗試料の先端が検出されない場合（ステップＳ２０でＮＯ、かつＳ６０でＹＥＳ）、うまく発汗できなかったものとして、ステップＳ３０以降の動作を行なうことなく測定動作を終了する。制御装置５０に図示しないアラーム機能が含まれる場合、所定時間内に汗試料の先端が検出されない場合にはアラームを発してもよい。または、再度発汗を促すための表示を行なってもよい。
【００５９】
ここでは、スイッチ５２が操作されて測定動作開始時にステップＳ１０の準備動作から一連の動作が行なわれるものとしているが、測定動作とは別のタイミングで準備動作だけ図示しない異なるスイッチの操作によって行なわれてもよい。
【００６０】
上記ステップＳ１０の準備動作について、図４のフローチャートを用いて具体的に説明する。また、その動作の各段階における具体的な状態について、図１を用いて説明する。
【００６１】
図４を参照して、準備動作が開始すると、ステップＳ１０１で判断部５０４は、バルブ２６を開放し、バルブ２３，２４，２５を閉鎖する、と判断し、駆動回路５５−１〜４に対して必要な制御信号を出力する。ステップＳ１０１で各バルブの開閉動作が制御された状態において、ステップＳ１０３で判断部５０４は、送吸引部２２に対して吸引動作を行なわせると判断し、駆動回路５６に送吸引部２２を駆動させるための制御信号を出力する。
【００６２】
ステップＳ１０１の動作によって、バルブ２３，２４，２５，２６のうちのバルブ２６のみが開放されるため、流路管２１は開口２１Ｂのみ開放され、流路管２１内から第４の流路が形成される。ステップＳ１０３の動作によって、その状態で送吸引部２２が吸引動作を行なうため、流路管２１内空のうちのバルブ２３，２４，２５で閉塞された領域に、開口２１Ｂから第４の流路を通って空気が流入し、空気が充満する。
【００６３】
ステップＳ１０３での吸引動作が所定時間なされた後、ステップＳ１０５で判断部５０４は、バルブ２３を開放し、バルブ２４，２５，２６を閉鎖する、と判断し、駆動回路５５−１〜４に対して必要な制御信号を出力する。ステップＳ１０５で各バルブの開閉動作が制御された状態において、ステップＳ１０７で判断部５０４は、送吸引部２２に対して送出動作を行なわせると判断し、駆動回路５６に送吸引部２２を駆動させるための制御信号を出力する。
【００６４】
ステップＳ１０５の動作によって、バルブ２３，２４，２５，２６のうちのバルブ２３のみが開放されるため、流路管２１は採取管１２と内空が接合され、採取管１２の開口１２Ａのみ開放される。ステップＳ１０７の動作によって、その状態で送吸引部２２が送出動作を行なうため、先の動作で流路管２１内に充満している空気が、バルブ２３の開放によって内空が接合された採取管１２に流入し、そのまま送出動作によって空気が開口１２Ａから放出される。そのため、この時点で、流路管２１の内空のうちのバルブ２４から開口２１Ａ側の部分およびバルブ２５から開口２１Ｃ側の部分以外の部分と、採取管１２とに、空気が充満されている。
【００６５】
ステップＳ１０７での送出動作が所定時間なされた後、ステップＳ１０９で判断部５０４は、バルブ２５を開放し、バルブ２３，２４，２６を閉鎖する、と判断し、駆動回路５５−１〜４に対して必要な制御信号を出力する。ステップＳ１０９で各バルブの開閉動作が制御された状態において、ステップＳ１１１で判断部５０４は、送吸引部２２に対して吸引動作を行なわせると判断し、駆動回路５６に送吸引部２２を駆動させるための制御信号を出力する。
【００６６】
ステップＳ１０９の動作によって、バルブ２３，２４，２５，２６のうちのバルブ２５のみが開放されるため、流路管２１は開口２１Ｃのみ開放され、流路管２１内からは第３の流路が形成される。開口２１Ｃは、タンク４０の、洗浄液の水面よりも低い位置に配置されている。ステップＳ１１１の動作によって、その状態で送吸引部２２が吸引動作を行なうため、流路管２１内空のうちのバルブ２３，２４，２６で閉塞された領域に、開口２１Ｃから第３の流路を通って洗浄液が流入する。そのため、この時点で、流路管２１の内空のうちのバルブ２３，２４，２６で閉塞された領域およびバルブ２５から開口２１Ｃ側の部分以外に、洗浄液が充満されている。
【００６７】
ステップＳ１１１での吸引動作が所定時間なされた後、ステップＳ１１３で判断部５０４は、バルブ２４を開放し、バルブ２３，２５，２６を閉鎖する、と判断し、駆動回路５５−１〜４に対して必要な制御信号を出力する。ステップＳ１１３で各バルブの開閉動作が制御された状態において、ステップＳ１１５で判断部５０４は、送吸引部２２に対して送出動作を行なわせると判断し、駆動回路５６に送吸引部２２を駆動させるための制御信号を出力する。
【００６８】
ステップＳ１１３の動作によって、バルブ２３，２４，２５，２６のうちのバルブ２４のみが開放されるため、流路管２１は開口２１Ａのみ開放され、流路管２１内からは第２の流路が形成される。ステップＳ１１５の動作によって、その状態で送吸引部２２が送出動作を行なうため、先の動作で流路管２１内空のうちのバルブ２３〜２６で閉塞された領域に充満している洗浄液が、バルブ２４の開放によって第２の流路を通って流路管２１のバルブ２４から開口２１Ａ側に流入し、送吸引部２２の送出動作によって洗浄液が開口２１Ａから放出される。そのため、この時点で、流路管２１のバルブ２３から開口２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ側のすべての領域を洗浄液が通過したことになり、これら流路管２１内部、特に検出部３０に含まれる、流路管２１内に接しているバイオセンサ表面が洗浄される。
【００６９】
ステップＳ１１５での送出動作が、流路管２１内の洗浄液がほぼ開口２１Ａから排出される程度の時間なされた後、ステップＳ１１７で判断部５０４は、全バルブを閉鎖する、と判断し、駆動回路５５−１〜４に対して必要な制御信号を出力する。
【００７０】
以上で準備動作が終了する。なお、上記ステップＳ１０９〜Ｓ１１５は、上記ステップＳ５０の洗浄動作でもある。
【００７１】
上記ステップＳ３０の測定動作について、図５のフローチャートを用いて具体的に説明する。また、その動作の各段階における具体的な状態について、図６を用いて説明する。
【００７２】
図６（Ａ）に示されるように、タンク１１の容量を超えて収集された汗試料が採取管１２内を図６（Ａ）中矢印Ａ方向に進み、汗試料の先端が先端検出部１３の位置に達すると、上記ステップＳ２０で位置センサ入力部５０３において先端検出部１３からのセンサ信号の入力を受付けることで、汗試料の先端が先端検出部１３の位置に達したことが検出される（ステップＳ２０でＹＥＳ）。すると、図５の測定動作が開始される。図５を参照して、ステップＳ３０１で判断部５０４は、バルブ２３を開放し、バルブ２４，２５，２６を閉鎖する、と判断し、駆動回路５５−１〜４に対して必要な制御信号を出力する。ステップＳ３０１で各バルブの開閉動作が制御された状態において、ステップＳ３０３で判断部５０４は、送吸引部２２に対して吸引動作を行なわせると判断し、駆動回路５６に送吸引部２２を駆動させるための制御信号を出力する。
【００７３】
ステップＳ３０１の動作によって、バルブ２３，２４，２５，２６のうちのバルブ２３（Ｖ１）のみが開放されるため、図６（Ｂ）に示されるように、流路管２１は採取管１２と内空が接合され、流路管２１は、汗試料を挟んで採取管１２の開口１２Ａのみが開放される。そのため、採取管１２から第１の流路が形成される。図６（Ｂ）において、開放されているバルブは点線で表わされ、閉鎖されているバルブは実線で表わされている。以降に用いられる図６（Ｃ）でも同様に表わされている。先述のように、先端検出部１３は流路管２１と採取管１２との接合位置よりも開口１２Ａ側に位置するために、バルブ２３（Ｖ１）が開放されることで、採取管１２内の汗試料が流路管２１側に移動可能となる。
【００７４】
ステップＳ３０３の動作によって、その状態で送吸引部２２が吸引動作を行なうため、図６（Ｂ）に示されるように、採取管１２内の汗試料の内の該接合位置から先端検出部１３位置までの分の所定量の汗試料が、第１の流路を通って流路管２１内に進入する。
【００７５】
ステップＳ３０３での吸引動作は、上記所定量の汗試料と所定量の空気とが、その順で、採取管１２から流路管２１内に第１の流路で進入するのに要する時間として、予め規定された時間行なわれる。その後、ステップＳ３０５で判断部５０４は、バルブ２４を開放し、バルブ２３，２５，２６を閉鎖する、と判断し、駆動回路５５−１〜４に対して必要な制御信号を出力する。ステップＳ３０５で各バルブの開閉動作が制御された状態において、ステップＳ３０７で判断部５０４は、送吸引部２２に対して送出動作を行なわせると判断し、駆動回路５６に送吸引部２２を駆動させるための制御信号を出力する。
【００７６】
ステップＳ３０５の動作によって、上記所定量の汗試料と所定量の空気とが、採取管１２から流路管２１内に第１の流路でその順で進入した状態でバルブ２３（Ｖ１）が閉鎖され、バルブ２３，２４，２５，２６のうちのバルブ２４（Ｖ２）のみが開放される。そのため、流路管２１は、汗試料を挟んで開口２１Ａのみが開放される。これにより、流路管２１内から第２の流路が形成される。
【００７７】
ステップＳ３０７の動作によって、その状態で送吸引部２２が送出動作を行なうため、先の動作で流路管２１内に進入した上記所定量の汗試料と所定量の空気とが、図６（Ｃ）に示されるように、進入とは逆の順で、つまり、所定量の空気に次いで汗試料が、第２の流路を通って、図中の矢印Ｃ方向に開口２１Ａ側へ移動して、開口２１Ａから排出される。すなわち、上記動作によって、バイオセンサを含む検出部３０上を所定量の汗試料が移動する。そのため、好ましくは、ステップＳ３０７で判断部５０４は、汗試料がバイオセンサでの検出に適した一定の速度で検出部３０上を移動するよう汗試料を送出することができるような速度で送吸引部２２に対して送出動作を行なわせるよう、予め記憶している所定の速度で送出動作を行なうよう制御する。
【００７８】
以上で測定動作が終了する。上記ステップＳ３０７の動作によって汗試料が検出部３０上を移動することで、検出部３０では対象の成分が検出される。
【００７９】
上記ステップＳ４０の演算・表示動作について、図７のフローチャートを用いて具体的に説明する。図７を参照して、上記ステップＳ３０７の動作によって汗試料が検出部３０上を移動することで、検出部３０で対象成分が検出されて、バイオセンサ入力部５０２が検出部３０からのセンサ信号の入力を受付けると（ステップＳ４０１でＹＥＳ）、ステップＳ４０３で濃度算出部５０６は、センサ信号を予め記憶している換算式に代入することで汗中の対象成分の濃度を計算する。
【００８０】
計時部５０７は、位置センサ入力部５０３で先の測定動作の際に先端検出部１３からセンサ信号を受付けてから、今回、先端検出部１３からセンサ信号を受付けるまでの時間を計時する。この時間は、被測定部位の発汗作用によって、タンク１１の容量を超過した汗試料が、採取管１２の流路管２１との接合位置から先端検出部１３まで押し出された時間に相当する。速度算出部５０８は、予め採取管１２の管径および流路管２１との接合位置から先端検出部１３までの長さに応じた汗試料の量を記憶しておき、ステップＳ４０５で、該量と計時された時間とから、被測定部位の発汗速度を計算する。
【００８１】
ステップＳ４０７で濃度算出部５０６は、予め記憶している換算式にステップＳ４０３で計算された対象成分の汗中濃度を代入することで、汗中の対象成分の濃度から血中濃度を計算する。
【００８２】
ステップＳ４０９では、表示処理部５０９が、以上の計算の結果を表示部５３に表示するためのデータを生成し、測定結果として、対象成分の汗中濃度、血中濃度、および発汗速度などを表示させる。また、ＣＰＵ５１は、これらの結果をメモリ５４の所定領域に記憶させる。
【００８３】
以上で、演算・算表示動作が終了する。なお、図７に表わされた動作のうち、ステップＳ４０３〜Ｓ４０７の動作順は限定されない。
【００８４】
上の演算・算表示動作の後、ステップＳ５０では、図４のステップＳ１０９〜Ｓ１１５デ表わされる洗浄動作が行なわれる。その後、新たに汗試料が先端検出部１３に達するまで、すなわち、所定量の汗試料が採取管１２に収集されるまで待機し、所定の量の汗試料が収集されると、再び、上記ステップＳ３０以降の動作が繰り返される。
【００８５】
これにより、被測定部位に発汗促進採用を施した後にタンク１１を装着してから発汗される汗を連続的にタンク１１および採取管１２で収集し、収集された汗試料を所定量ずつ連続して対象成分の検出に用いることができる。そのため、測定のつど発汗促進させる必要がない。
【００８６】
上記ステップＳ３０で表わされた測定動作は、タンク１１に収集された汗を、所定量ずつ検出部３０に供給するための動作と言える。収集された汗を定量する機構として、先端検出部１３での汗試料先端の検出のタイミングに応じたＣＰＵ５１から制御信号に従って、駆動回路５５−１〜４が、各々、対応するバルブを駆動させ開閉させ、かつ、その開閉のタイミングに応じて駆動回路５６が送吸引部２２を動作させている。先端検出部１３での汗試料先端の検出のタイミングに応じて測定動作が行なわれることで、タンク１１および採取管１２に収集された汗試料より、採取管１２と流路管２１との接合位置から先端検出部１３までの長さに応じた量が正確に採取される。従って、先端検出部１３は、直接的な汗試料の定量機構とも言える。
【００８７】
駆動回路５５−１〜４の駆動によって、上述のように流路管２１内に第１の流路が形成され、その後、第２の流路が形成される。従って、バルブ２３，２４，２５および駆動回路５５−１〜４は、流路管２１内の流路の切替機構とも言える。駆動回路５６の駆動によって、採取管１２内の汗試料が形成された流路に従って移動し、最終的に検出部３０まで移動している。従って、送吸引部２２および駆動回路５６は、採取管１２および流路管２１内の汗試料の移動機構とも言える。
【００８８】
試料が十分量あり、長い時間、試料とバイオセンサとが接する検査環境の場合、バイオセンサからの出力の変化は、図８（Ａ）において点線で表わされるように、センサ上での試料の拡散速度と、試料の移動速度と、試料中の対象成分の濃度との関係から決まる、平らなピーク部分を形成する。そのため、この場合には、図８（Ａ）の点線で得られたセンサ出力のグラフの平らな部分の高さＰを求めることで、対象成分の濃度が計算される。図８（Ａ）のような、平らなピーク値を形成する出力変化の場合には、センサ上で十分に試料が拡散されていた結果の検出出力である。そのため、該ピーク値Ｐから求められる濃度は試料量には依存しない。
【００８９】
しかしながら、汗試料を用いる場合には試料量が少ないため、試料とバイオセンサとの接している時間が短くなり、汗試料とバイオセンサとが接している時間内にセンサ上で試料が十分拡散されない。すなわち、図８（Ａ）の実線に表わされるように、出力の変化が（十分量のときのような）ピーク値Ｐまで達しないうちにバイオセンサ上を汗試料が通過することになる。この場合、バイオセンサからの出力の変化は、図８（Ａ）に表わされるように、ピーク値Ｐよりも小さな値Ｑのピーク部分を形成する。この場合、出力変化で形成されるピーク値は試料の量によって変化する。また、試料の移動速度によっても変化する。
【００９０】
上記測定動作ではタンク１１および採取管１２に収集された汗試料より、採取管１２と流路管２１との接合位置から先端検出部１３までの長さに応じた量が正確に採取されるため、測定ごとに定量の試料が検出部３０に供給される。そのため、検出部３０からの出力変化において、汗試料が供給されるごとのピーク値の変動を防止することができ、ピーク値から算出される濃度の精度を向上させることができる。
【００９１】
また、上記ステップＳ３０７で、汗試料がバイオセンサでの検出に適した一定の速度で検出部３０上を移動するよう汗試料を送出する、予め記憶している所定の速度で送吸引部２２での送出動作が制御されることで、ピーク値の変動を防止することができ、ピーク値から算出される濃度の精度を向上させることができる。
【００９２】
図３に表わされたように、一連の測定動作においてステップＳ３０で測定動作が行なわれた後に、ステップＳ５０で洗浄動作が行なわれる。洗浄動作においては、上記ステップＳ１１５の動作で洗浄液が検出部３０上を移動することでバイオセンサ面が洗浄され、その後、洗浄液が開口２１Ａから排出される。その際、ある程度の洗浄液は流路管２１内面やセンサ面上に残留する。バイオセンサは一般的には、乾燥状態から急激に液体試料が供給された場合に液の拡散まで時間がかかり不安定な状態となりやすいため、センサ面上に洗浄液を残留させることで試料供給時にバイオセンサ表面が乾燥していない状態となり、好ましい。しかしながら、その状態で流路管２１内を微小量である汗試料が移動すると、汗試料と洗浄液とが混合され、汗試料の希釈が進む。濃度の低い少量の汗試料がセンサ上を移動することで、汗試料とバイオセンサとが接している時間内にセンサ上で試料がより十分拡散されなくなる。そのため、図８（Ｂ）に示されるように、バイオセンサからの出力はなだらかに上昇する。センサ出力がなだらかに上昇することで、平らなピーク部分を形成するためには多くの試料が必要となる。または、試料が少量である場合には、平らなピーク部分を形成するよりも前にバイオセンサ上を汗試料が通過することになる。そのため、汗試料が希釈されると、同じ試料量であれば図８（Ａ）に実線で表わされた少量の場合よりもピークの値Ｑは低くなりバイオセンサでの検出感度が低下することになる。
【００９３】
しかしながら、上記測定動作ではタンク１１および採取管１２に収集された汗試料より、採取管１２と流路管２１との接合位置から先端検出部１３までの長さに応じた量が正確に採取されて測定ごとに定量の試料が検出部３０に供給されるために、たとえ汗試料が洗浄液によって希釈され検出感度が低下した場合であっても、検出部３０からの出力変化において、汗試料が供給されるごとのピーク値の変動を防止することができる。そのため、ピーク値から算出される濃度の精度を確保することができる。
【００９４】
なお、より好ましい構成として、測定動作においては、ステップＳ３０１，Ｓ３０３の動作が行なわれることで、採取管１２内の汗試料のうちの所定量がいったん第１の流路で流路管２１内に移動させられた後、ステップＳ３０５，Ｓ３０７の動作で第２の流路で検出部３０に送出される。その際、上述のように、ステップＳ３０３で、所定量の汗試料と所定量の空気とが採取管１２から流路管２１内に第１の流路で進入するのに要する時間分吸引動作が行なわれる。すなわち、ステップＳ３０１，Ｓ３０３で所定量の汗試料を第１の流路で移動させる際に、上述のように、所定量の汗試料に続けて、所定量の空気も第１の流路で移動させる。そのようにすることで、ステップＳ３０５，Ｓ３０７で汗試料が第２の流路で検出部３０に供給される際に、汗試料に先だって上記空気が第２の流路で流路管２１内を移動する。より好ましくは、これにより、流路管２１内面に付着している洗浄液は空気によって汗試料が通過するよりも以前に押し出され、汗試料への混合、すなわち汗試料の希釈を抑えることができる。従って、バイオセンサでの検出感度を確保することができる。
【００９５】
なお、洗浄液に界面活性剤先を混合することで、流路管２１内の摩擦抵抗を抑えることができる。そのため、先だって空気を供給してその後に続けて汗試料を供給する場合であっても、流路管２１内の段差などの部分に試料が滞留することを防止することができる。そのため、検出部３０に精度よく所定量汗試料を供給することができる。
【００９６】
［第１の変形例］
バイオセンサ上で試料を十分時間滞留させると、図８（Ｃ）に示されるように、バイオセンサからの出力値は、検出開始時は急速に上昇し（Ｔ１期間）、その後は試料の拡散に伴ってゆるやかに上昇し（Ｔ２期間）。その後、出力値はピーク値Ｐを呈し（Ｔ３期間）、反応物である液中溶存酸素濃度が酵素反応によって消費されるに伴って低下し、濃度低下に従って出力値も降下する（Ｔ４期間）。図８（Ｃ）に表わされるように、バイオセンサ上で試料を十分時間滞留させたとしても、出力値がピーク値Ｐを呈するまでには検出開始から所定時間が必要となる。また、ピーク値Ｐは酸素濃度にも依存するため変化しやすい。そのため、好ましくは、濃度算出部５０６は、出力値がピーク値Ｐを呈するまで待機してそのときのセンサ信号を用いて濃度算出を行なうのではなく、上昇速度など、上昇期であるＴ１期間のセンサ信号から得られる情報に基づいて濃度を算出する。
【００９７】
この場合、制御装置５０の主にＣＰＵ５１に形成される機能は、図９に示されるように、判断部５０４にタイマＢ５０４２をさらに含む。判断部５０４は、バイオセンサ入力部５０２で受付けたセンサ信号のうち、タイマＢ５０４２を用いて上記Ｔ１期間のセンサ信号を判断する。濃度算出部５０６は、上記ステップＳ４０１でセンサ信号が受信された場合であって、かつ、判断部５０４で上記Ｔ１期間と判断されたセンサ信号を用いて、ステップＳ４０３で汗中濃度を計算する。
【００９８】
このようにすることで、算出時間を短縮することができると共に、算出される濃度の精度を向上させることができる。
【００９９】
［第２の変形例］
上の例では、図１に示されたように、流路管２１が第２の流路を形成する分岐を含み、採取管１２内の汗試料をいったん第１の流路で流路管２１に移動させた後に、先頭に空気を配置して、検出部３０が配備される上記分岐の先に第２の流路で汗試料を送出することにしている。しかしながら、図１０に表わされた測定装置１００Ａ’のように、流路管２１が第２の流路を形成する分岐を含まず、採取管１２の先端検出部１３よりも先に検出部３０を配置してもよい。
【０１００】
この場合、制御装置５０の判断部５０４は、先端検出部１３に汗試料の先端が到達したタイミングでバルブ２３を開放して送吸引部２２に送出動作を行なわせる。そのようにすることで、採取管１２内の汗試料の、採取管１２と流路管２１との接合位置に、図中矢印Ａに表わされるように、第１の流路で流路管２１内の空気が送吸引部２２により送出動作に応じた量だけ挿入されることになる。
【０１０１】
このように制御することで、図１の構成よりも簡易な構成として、図１の構成の場合と同様に、精度よく汗試料を定量し、検出部３０に供給することができる。
【０１０２】
［第３の変形例］
上の例では、先述のように、駆動回路５５−１〜４でバルブ２３，２４，２５，２６の開閉を駆動することで流路の切替を実現しているが、他の方法で流路の切替を実現してもよい。たとえば、図１１（Ａ），図１１（Ｂ）に表わされた測定装置１００Ａ”の構成とすることができる。
【０１０３】
詳しくは、図１１（Ａ）を参照して、採取管１２と流路管２１との交叉位置に、先端検出部１３を含むサイズの回転バルブが設けられる。回転バルブは図中Ａ方向に回転制御される。流路管２１は採取管１２との交叉位置で回転バルブ内の採取管１２分欠落して、採取管１２と所定の角度で設けられる。回転バルブが図中Ａ方向に上記所定の角度で回転することで、回転バルブ内の採取管１２の両端が流路管２１に接合され、採取管１２と流路管２１との間で流体の移動が可能となる。流路管２１は、送吸引部２２よりも遠い側の端が開口しており、回転バルブと開口との間に検出部３０が配置される。
【０１０４】
この場合、制御装置５０の判断部５０４は、先端検出部１３に汗試料の先端が到達したタイミングで、図１１（Ａ）に矢印Ａで表わされるように回転バルブを上記所定の角度で回転させた後、送吸引部２２に送出動作を行なわせる。そのようにすることで、図１１（Ｂ）に矢印Ｂで表わされるように、回転バルブ内の採取管１２内の汗試料が、接合された流路管２１に押し出され、検出部３０に供給される。
【０１０５】
図１１（Ａ），図１１（Ｂ）のような構成としこのように制御することでも、図１の構成の場合と同様に、精度よく汗試料を定量し、検出部３０に供給することができる。
【０１０６】
［第２の実施の形態］
検出部３０がバイオセンサを利用して汗試料中の対象成分を検出する構成である場合、上述のように、検出部３０からは電気分解で発生した電子の移動による電流に応じたセンサ信号が出力される。しかしながら、電気分解は濃度のみならず、温度や光量などの環境条件でも影響を受ける。そこで、第２の実施の形態にかかる測定装置１００Ｂは、測定時の環境を考慮して、センサ出力値から濃度を換算するための換算式（の係数）を補正する構成を備える。
【０１０７】
詳しくは、図１２を参照して、第２の実施の形態にかかる測定装置１００Ｂは、図１に示された測定装置１００Ａの汗試料採取部１０と、汗試料搬送部２０と、検出部３０と、洗浄液用のタンク４０と、制御装置５０とに加えて、較正液用のタンク６０をさらに含む。ここで「較正液」とは、上述のセンサ出力値から濃度を換算するための換算式（の係数）を補正するために用いられる液体であって、予め対象成分の濃度が規定されている液体を指す。
【０１０８】
測定装置１００Ｂにおいて、汗試料搬送部２０は、さらにバルブ２７を含む。流路管２１は、採取管１２に接合された一端の近傍に位置する分岐よりも送吸引部２２側に位置する分岐をさらに含む。該分岐は先の一端が開口されて、分岐から先の流路管２１の少なくとも開口部分は、タンク６０内に配置される。タンク６０内には、流路管２１の上記開口の水平位置よりも高い水平位置まで較正液が満たされている。以降の説明の簡便のため、流路管２１の、流路管２１内からタンク６０内に配置される開口を有する分岐を経て該開口で構成される流路を「第５流路（Ｐ５）」とする（図１２参照）。バルブ２７は、第５流路の、第１流路から第５流路への分岐位置に配置される。以降の説明において、バルブ２７は、第５バルブ（Ｖ５）とも称される。制御装置５０は、さらに駆動回路５５−５を含む。駆動回路５５−５は、ＣＰＵ５１からの制御信号に従ってバルブ２７を開閉するよう駆動させる。
【０１０９】
測定装置１００Ｂにおいて、制御装置５０の主にＣＰＵ５１に形成される機能は、図１３に示されるように、図２に示された構成に加えて、さらに補正部５１０を含む。
【０１１０】
測定装置１００Ｂの制御装置５０は、上記ステップＳ１０の準備動作において補正動作を行なう。補正動作で制御装置５０は、詳しくは、タンク６０内の較正液を第５の流路で流路管２１内に注入し、第１の流路を経て第２の流路で検出部３０に供給するよう、駆動回路５５−１〜５５−５，５６を制御する。これにより、測定に先だって、検出部３０から較正液内の対象成分の濃度に応じたセンサ信号が制御装置５０に出力される。
【０１１１】
補正部５１０は予め較正液中の対象成分の濃度を記憶しておく。補正部５１０は、バイオセンサ入力部５０２で受付けたセンサ信号から得られる濃度と比較することで、濃度算出部５０６で記憶されている換算式に対する補正量を決定し、該換算式を補正する。
【０１１２】
上の補正動作は準備動作においてなされるものに限定されず、図示しない特定のスイッチ操作によって指示されたタイミングで行なわれもよいし、測定動作中の所定の時間間隔で自動的に行なわれてもよい。
【０１１３】
測定装置１００Ｂで補正動作が行なわれることで、バイオセンサへの環境条件の影響を抑えることができ、測定精度を向上させることができる。
【０１１４】
［第３の実施の形態］
汗中の特定の生体成分（たとえば糖、など）の濃度と血中濃度との間に相関があることは知られ、その相関を利用して濃度算出部５０６は汗中濃度を血中濃度に換算している。しかしながら、発汗の初期には、汗中の生体成分が一時的に変化することが知られている。本願発明者らの実験によっても、強制発汗の初期の汗中成分として、たとえば糖濃度が非常に高くなることが確認されている。また、強制発汗の初期には、血中の糖濃度と汗中の糖濃度とが相関していないことが確認されている。
【０１１５】
そこで、第３の実施の形態では、強制発汗の初期の汗を検出に用いず、その後の汗を用いる構成とする。第３の実施の形態にかかる測定装置の構成は、第１の実施の形態にかかる測定装置１００Ａの構成と同様とすることができる。また、第２の実施の形態にかかる測定装置１００Ｂと同様としてもよい。
【０１１６】
第３の実施の形態においては、制御装置５０の主にＣＰＵ５１に形成される機能は、図１４に示されるように、判断部５０４に、判断部５０４が上述の発汗の初期を判断するために用いるタイマＣ５０４３をさらに含む。タイマＣ５０４３は、予め発汗の初期を判断するための時間（たとえば１０分、等）を記憶しておく。なお、測定装置の構成をまた、第２の実施の形態にかかる測定装置１００Ｂと同様とする場合には、さらに、上述の補正部５１０が含まれてもよい。
【０１１７】
図１５を用いて、第３の実施の形態にかかる動作の流れを説明する。図１５に表わされる動作もまた、制御装置５０のスイッチ５２が操作されて測定開始が指示されると開始され、制御装置５０のＣＰＵ５１がメモリ５４からプログラムを読み出して実行し、各部を動作させる実現する。図１５において、図３に表わされた測定装置１００Ａでの動作と異なる動作については異なるステップ番号が付されており、同じステップ番号が付された動作は、測定装置１００Ａでの動作と同じである。
【０１１８】
図１５を参照して、先述のように一連の測定動作に先だって被測定部位に対して発汗促進作用が施された後にタンク１１が被測定部位表面に装着され、スイッチ５２が操作されると、第３の実施の形態では、ステップＳ５で判断部５０４は、上記ステップＳ１０の準備動作に先だって、スイッチ５２が操作された時点を発汗の開始として、タイマＣ５０４３による計時を開始する。その後、上記ステップＳ１０の準備動作が行なわれる。
【０１１９】
第３の実施の形態にかかる動作では、判断部５０４は、先端検出部１３で汗試料の先端が検出された時点で、タイマＣ５０４３での計時が終了しているか否かを確認する。タイマＣ５０４３での計時が終了していない場合には（ステップＳ２５でＮＯ）、採取された汗が発汗の初期の汗であるとして、以降のステップＳ３０の測定動作、およびステップＳ４０の演算・表示動作をスキップし、ステップＳ５０の洗浄動作が実行される。これにより、発汗初期に採取された汗は測定動作に用いられず、そのまま廃棄（排出）される。
【０１２０】
発汗促進作用が施された直後にのみタイマＣ５０４３による計時が開始されるため、その後の測定動作においては、一度タイマＣ５０４３の測定動作計時が終了すると、その後の２回目以降に採取された汗からは、第１の実施の形態にかかる動作と同様にステップＳ３０の測定動作に用いられる。
【０１２１】
第３の実施の形態において上述のように動作することで、発汗初期に採取された汗は測定動作に用いられないため、汗中濃度から血中濃度を換算する場合に、血中濃度の算出精度を向上させることができる。
【０１２２】
上の例では、採取された汗試料が発汗初期の汗と判断された時点でステップＳ３０の測定動作が行なわれず、すなわち、検出部３０に供給されず採取管１２から流路管２１に移動させる前に廃棄されている。他の動作例として、図１６に示されるように、ステップＳ４０の演算・表示動作中で発汗初期の汗と判断してもよい。すなわち、図１６を参照して、第１の実施の形態のステップＳ３０と同様に採取された汗試料を用いて測定動作がなされて検出部３０に供給された後、ステップＳ４０で、判断部５０４は、検出部３０からのセンサ信号が検出された時点で、つまり、検出部３０に供給された時点でタイマＣ５０４３での計時が終了していない場合に（ステップＳ４０２でＮＯ）発汗初期に採取された汗と判断して、以降のステップＳ４０３〜Ｓ４０９をスキップしてもよい。
【０１２３】
このように動作することでも、発汗初期に採取された汗からは対象成分の汗中濃度や血中濃度がされないため、血中濃度の算出精度を向上させることができる。また、図１６のように動作させることで、発汗初期に採取された汗試料と、その後に採取された汗試料とに対して、流路の切替を変化させることなく、濃度算出部５０６等に対する制御のみを変更させればよいため、制御を容易にすることができる。
【０１２４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２５】
１０  汗試料採取部、１１，４０，６０  タンク、１２  採取管、１２Ａ，２１Ａ〜２１Ｃ  開口、１３  先端検出部、２０  汗試料搬送部、２１  流路管、２２  送吸引部、２３，２４，２５，２６，２７  バルブ、３０  検出部、３１  分離膜、３２  固定化酵素膜、３３  透過制限膜、３４  電極、５０  制御装置、５１  ＣＰＵ、５２  スイッチ、５３  表示部、５４  メモリ、５５−１〜５，５６  駆動回路、５０１  指示入力部、５０２  バイオセンサ入力部、５０３  位置センサ入力部、５０４  判断部、５０５  出力部、５０６  濃度算出部、５０７  計時部、５０８  速度算出部、５０９  表示処理部、５１０  補正部、５０４１〜５０４３  タイマ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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