(57)【要約】【課題】試料測定部に試料が導入される様子が目視で確認可能な手段を提供する。【解決手段】センサ１０は、第１基板１１上に透光性の第１電極１２を有し、かつ当該第１電極１２が配置される位置に透明領域１６が形成されている第１基板１１と、第２電極１４を有し、第２電極１４が透明領域１６に対向して第１電極１２との間に試料測定部２６となる空間を形成するように配置された第２基板１５と、第１基板１１と第２基板１５との間に試料測定部２６を形成して介在されたスペーサ１３と、を具備する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の第１電極を有し、当該第１電極が配置される位置に透明領域が形成された第１基板と、
第２電極を有し、当該第２電極が上記透明領域に対向して上記第１電極との間に試料測定部となる空間を形成するように配置された第２基板と、
上記第１基板と上記第２基板との間に上記試料測定部を形成して介在されたスペーサと、を具備する立体型血液成分測定用センサ。
【請求項２】
上記第１基板の透明領域及び第１電極を透過して視認される視認領域が複数色に色分けされている請求項１に記載の立体型血液成分測定用センサ。
【請求項３】
上記第１基板において、上記試料測定部と外部空間とが連続する開口部分に対応する位置が他の部分と色分けされている請求項２に記載の立体型血液成分測定用センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性を有する電極が用いられた立体型血液成分測定用センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、糖尿病の患者が各国において年々増加している。糖尿病の治療においては、例えば、インスリン療法がある。インスリンは血糖値をコントロールする薬物として知られている。この療法においては、糖尿病の治療薬であるインスリンが糖尿病患者に投与される。インスリンを投与する必要性は、糖尿病患者の血糖値に基づいて判断される。このため、糖尿病患者にとって、血糖値の把握が必須である。血糖値とは、血液中のグルコース濃度である。血糖値は、血液中のグルコース濃度を測定することによって得られる。よって、糖尿病患者が、家庭において簡単に扱える簡易型の自己血糖測定装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
前述されたような簡易型の自己血糖測定装置において、バイオセンサを用いた方法が知られている。バイオセンサには、酵素が利用される。酵素の特異的な反応を利用して、血液中のグルコースが定量される。グルコースの定量法は、グルコースをグルコースオキシターゼ（以下、「ＧＯＤ」と略されることがある。）によってグルコン酸に分解するＧＯＤ法と、グルコースをグルコースデヒドロゲナーゼ（以下、「ＧＤＨ」と略されることがある。）によって、グルコノラクトンに分解するＧＤＨ法と、が知られている。
【０００４】
酵素がグルコースを特異的に分解するときに、電子が発生する。発生した電子は、バイオセンサの電極対の作用極に移動する。この電子の動きにより、バイオセンサの電極対に電流が流される。この電流の大きさから血液中のグルコースの含有量が算出される。つまり、血糖値が得られる。また、電子を運ぶ電子メディエータが存在することにより、安定した測定値が得られる。電子メディエータとして、例えば、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウムやキノン誘導体類等の有機化合物、又は有機−金属錯体などが挙げられる。
【０００５】
バイオセンサとして、２種類のタイプが知られている。ひとつは、同一の基板上に作用極と対極とが配置された平面型のものである。もうひとつは、バイオセンサの厚み方向に空間が隔てられて作用極と対極とが対向して配置された立体型のものである。この立体型のバイオセンサは、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開１９９８−２８７４号公報
【特許文献２】特開１９９９−３５２０９３号公報
【特許文献３】特表２００５−５１３５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
立体型のバイオセンサは、試料測定部となる空間が、作用極と対極とに挟まれて構成されている。したがって、センサの外側から試料測定部を視認することができない。また、糖尿病患者の負担を軽減するために、試料測定部へ導入する試料、つまり血液は微量で足りるよう設計されている。したがって、試料測定部は小型化されている。このため、特に高齢の糖尿病患者にとって、試料測定部に十分な量の血液が導入されたか否かがわかり難いという問題がある。
【０００８】
前述された問題に対して、バイオセンサが装着された血糖測定装置が、十分な量の血液が試料測定部へ導入されると音を発生する手法が知られている。しかし、高齢の糖尿病患者にとって、音によってのみ測定の終了を認識することが難しいこともある。そのため、既に十分な量の血液が試料測定部へ導入されているにも拘わらず、更に血液を試料測定部へ導入させようとする結果、過剰な血液がバイオセンサを伝って血糖測定装置内に進入して、電気部品等の故障が惹起されるおそれがある。
【０００９】
本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、試料測定部に試料が導入される様子が目視で確認可能な手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
(1)  本発明に係る立体型血液成分測定用センサは、透光性の第１電極を有し、当該第１電極が配置される位置に透明領域が形成された第１基板と、第２電極を有し、当該第２電極が上記透明領域に対向して上記第１電極との間に試料測定部となる空間を形成するように配置された第２基板と、上記第１基板と上記第２基板との間に上記試料測定部を形成して介在されたスペーサと、を具備する。
【００１１】
血液成分は、主に血糖が挙げられるが、血糖以外にも例えば、コルチゾール、コレステロール、中性脂肪、ヘモグロビン、ビリルビン並びに銅、亜鉛及び鉄等の微量金属が挙げられる。
【００１２】
立体型血液成分測定用センサは、血液成分測定装置に装着されて使用される。具体的には、試料測定部に試料である血液が導入される。血液成分として血糖、つまり、グルコースを測定する場合、この血液中のグルコースが、例えば第２電極に固定されたＧＯＤ又はＧＨＤなどの酵素によって特異的に分解される。このグルコースの分解に際して電子が発生する。発生した電子の移動によって、第１電極と第２電極との間に電流が生じる。この電流値に基づいて、血液成分測定装置が血液成分の濃度を算出して表示する。
【００１３】
立体型血液成分測定用センサにおいて、第１基板の第１電極が配置される部分に、透光性を有する透明領域が設けられている。よって、透光性を有する第１電極及び第１基板の透明領域は、積層され、かつ透光性を有する。すなわち、センサの外側から第１基板において第１電極が配置された箇所を透過して、試料測定部が視認される。試料測定部に血液が導入されると、センサの外側から第１電極及び透明領域を透過して導入された血液が視認できるので、試料測定部に十分な量の血液が導入されたか否かが目視によって判断可能となる。なお、本発明において「透過」とは、可視光が、概ね反射や吸収されずに物質内部を通り抜けることを意味する。
【００１４】
(2)  上記第１基板の透明領域及び第１電極を透過して視認される視認領域が複数色に色分けされていてもよい。
【００１５】
これにより、上記第１基板の透明領域及び第１電極を透過して視認される視認領域内に存在する試料測定部や後述される開口部分などが、センサの外側から色によって識別可能になる。
【００１６】
(3)  上記第１基板において、上記試料測定部と外部空間とが連続する開口部分に対応する位置が他の部分と色分けされていてもよい。
【００１７】
開口部分が他の部分と色分けされていることによって、試料測定部へ血液を導入させる箇所が、目視によって容易に判別できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第１基板は、第１基板上に透光性の第１電極を有し、かつ当該第１電極が配置される位置に透明領域が形成されているため、センサの外側から第１基板において第１電極が配置された箇所を透過して、試料測定部を視認できる。これにより、試料測定部に試料が導入される様子がセンサの外側から目視で確認可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る立体型血液成分測定用センサ１０の斜視図である。
【図２】図２は、立体型血液成分測定用センサ１０の分解斜視図である。
【図３】図３は、図２における矢視III方向から見た第１基板１１の底面図である。
【図４】図４は、図１における矢視IＶ方向から見た模式図である。
【図５】図５は、試料測定部２６に血液２７が進入する状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、適宜図面が参照されて、本発明の好ましい実施形態が説明される。なお、以下に説明される各実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。
【００２１】
［立体型血液成分測定用センサ１０の概略］
図１及び図２に示されるように、立体型血液成分測定用センサ１０（以下、「センサ１０」と略されることがある。）は、第１基板１１と、第１電極１２と、スペーサ１３と、第２電極１４と、第２基板１５と、を含む。これらは、上側から順に、第１基板１１、第１電極１２、スペーサ１３、第２電極１４、第２基板１５の順序で、上下方向１０１に積層されて一体にされている。但し、第１電極１２及び第２電極１４との間には一部スペーサ１３が存在しない領域（間欠部２０）が存在し、第１電極１２、第２電極１４及び間欠部２０により、後述する試料測定部２６等が形成される。第１電極１２は第１基板１１上に、第２電極１４は第２基板１５上にそれぞれ配置される。この上で第１基板１１は、第２基板１５にスペーサ１３を介して接着されている。なお、本実施形態においては、図１及び図２に示される上下方向が上下方向１０１と称され、センサ１０の長手方向が長手方向１０２と称され、センサ１０の短手方向が短手方向１０３と称される。
【００２２】
［第１基板１１］
第１基板１１には、第１電極１２が配置されている。第１基板１１は、電気絶縁性の材料から構成された平板形状である。電気絶縁性の材料として、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等のポリエステルや、フッ素樹脂及びポリカーボネイト、ガラスなどが挙げられる。第１基板１１の長手方向１０２及び短手方向１０３の寸法は、第２基板１５の長手方向１０２及び短手方向１０３の寸法と同じである。第１基板１１において、第２基板１５と対向する側の面に、すなわち図２においては第１基板１１の下面に、第１電極１２が配置されている。図３に示されるように、第１電極１２は、第１基板１１における長手方向１０２の一端側に配置される。この第１電極１２が配置された側が酵素反応が行われる側となる。一方、この第１電極１２が配置された側の反対側の他端側が、リード線１７を介して血液成分測定装置に装着されて、電気的に接続される側となる。
【００２３】
第１基板１１において、第１電極１２が配置された領域を含んで透明領域１６が形成されている。別の観点から言えば、第１基板１１において、透明領域１６上に第１電極１２が重なって配置されている。この透明領域１６は、第１基板１１の厚み方向（上下方向１０１）に対して透光性を有する。透明領域１６は、例えば、第１基板１１において透明領域１６に相当する部分が切欠されて、その切欠された部分が透光性を有する部材で置き換えられることによって形成されてもよいし、第１基板１１の全体が透光性を有する部材によって構成されることによって形成されてもよい。このような透光性を有する部材の材料として、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等のポリエステル、ポリカーボネイト及びガラスなどが挙げられる。
【００２４】
［第１電極１２］
第１電極１２は、第１基板１１の下面に対して、スクリーン印刷法、インクジェット法、スパッタリング、真空蒸着、ゾルゲル法、クラスタビーム蒸着又はＰＬＤ等の手法により配置されている。図３に示されるように、第１電極１２の一辺３４には、リード線１７の一端が電気的に接続されている。このリード線１７の他端は、前述された血液成分測定装置と接続される側へ延出されて、電気的な接点を形成している。第１電極１２は、上下方向１０１に対して透光性を有するいわゆる透明電極である。したがって、図１に示される矢視ＩＶから第１基板１１を見たときに、透明領域１６及び第１電極１２を透過して、後述する第２電極１４及び／又は第２基板１５の上面側が視認可能である。言い換えれば、透明領域１６及び第１電極１２が、上述の平面型電極における測定窓の役割を果たすのである。
【００２５】
第１電極１２としての透明電極は、材料として、例えば、酸化インジウム酸化スズ混合物や酸化亜鉛、酸化スズ、銀、インジウム亜鉛系混合物、及び酸化チタン系混合物等が挙げられる。このような透明電極は、例えばスクリーン印刷法、インクジェット法、スパッタリング、真空蒸着、ゾルゲル法、クラスタビーム蒸着又はＰＬＤ等の方法によって第１基板１１上に形成され得る。
【００２６】
［第２基板１５］
第２基板１５には、第２電極１４が配置されている。第２基板１５は、電気絶縁性の材料から構成された平板形状である。電気絶縁性の材料として、第１基板１１の材料として前述されたものと同様のものが挙げられる。第２基板１５において、第１基板１１と対向する側の面に、すなわち図２における第２基板１５の上面に、第２電極１４が配置されている。第２電極１４は、第１電極１２と対向するように配置されている。つまり、第２基板１５において、血液成分測定装置に装着される側と反対側に配置されている。このように、第１電極１２と第２電極１４とが上下方向１０１に対向される配置のセンサ１０が、立体型と称される。
【００２７】
［第２電極１４］
第２電極１４は、第２基板１５の上面に対して、スクリーン印刷法、インクジェット法スパッタリング又は蒸着等の手法により配置されている。図２に示されるように、第２電極１４の一辺３５には、リード線１８の一端が電気的に接続されている。このリード線１８の他端は、前述されたリード線１７と同様に、血液成分測定装置と接続される側へ延出されて、電気的な接点を形成している。第２電極１４は、材料として、例えば金や銀、炭素、白金、酸化ルテニウム、パラジウムなどを含む。また、第１電極１２と同材料、つまり、酸化インジウム酸化スズ混合物や酸化亜鉛、酸化スズ、インジウム亜鉛系混合物、酸化チタン系混合物等であってもよい。
【００２８】
第２電極１４には、試料である血液中のグルコースを分解する酵素が固定化されている。この酵素として、ＧＯＤやＧＨＤが挙げられる。また、これらの酵素に加えて、補酵素や電子メディエータが第２電極１４に固定化されていてもよい。このような補酵素として、例えば電子伝達体として働くピロロキノリンキノンやニコチンアミドアデニンジヌクレオチド、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸などが挙げられる。また、電子メディエータとして、例えば、ルテニウムやオスミニウム、モリブデン、タングステン、鉄、コバルト等の遷移金属を含む化合物が挙げられる。これら酵素等の固定化は、酵素等が含まれる溶液が第２電極１４に塗布されて乾燥させることで実現されている。
【００２９】
［スペーサ１３］
スペーサ１３は、電気絶縁性を有する両面テープ又は接着剤等が好適に用いられる。スペーサ１３が第１基板１１と第２基板１５との間に介在されることによって、第１基板１１と第２基板１５とが電気的に絶縁された状態で積層される。これに伴い、第１電極１２と第２電極１４とが電気的に絶縁された状態で積層される。図２に示されるように、スペーサ１３は、第１電極１２及び第２電極１４に対応する位置に、短手方向１０３の両端へ延びる間欠部２０を有する。つまり、スペーサ１３は、長手方向１０２に対して間欠部２０によって分断された２枚の薄膜から構成されている。この間欠部２０によって、第１電極１２と第２電極１４とが、スペーサ１３の厚み分の空間が上下方向１０１に隔てられて直接に対向されている。間欠部２０によって構成される第１電極１２と第２電極１４との空間が、本実施形態において試料測定部２６と称される。間欠部２０の各寸法は特に限定されないが、間欠部２０におけるセンサ１０の短手方向１０３の片側の開口からもう一方の開口へ、毛細管作用によって試料である血液が流れる程度の寸法であることが好適である。
【００３０】
［視認領域２８］
前述されたように構成されたセンサ１０が、矢視ＩＶから見られると、第１基板１１の透明領域１６及び第１電極１２を透過して試料測定部２６及びスペーサ１３の一部分５１が視認される。また、スペーサ１３が透明である場合は、スペーサ１３を透過して第２電極１４が視認される。このように、矢視IVから視認される領域が、本実施形態において視認領域２８と称される。
【００３１】
図４に示されるように、視認領域２８は、複数色に色分けされている。具体的には、視認領域２８において視認されるスペーサ１３の一部分５１は白色に着色されている。これに対し、第２電極１４の上面は青色に着色されており、第２電極１４の上側にスペーサ１３の一部分５１が積層されることによって、スペーサ１３が間欠している試料測定部２６に対応する位置において、第２電極１４の青色が視認領域２８として見ることができる。つまり、視認領域２８において、試料測定部２６と他の領域とが、青色と白色とに色分けされている。これらの色は特に限定されないが、試料測定部２６に導入される試料が血液の赤色であるので、この赤色との対比において視認しやすい明度・彩度・色相を有する色が好適に選択される。
【００３２】
また、図４に示されるように、視認領域２８の外側であって試料測定部２６の開口部２２，２３に対応する第１基板１１の上面の一部分５０は、黒色によって半円形状に着色されている。この着色により、センサ１０の厚み内（上下方向１０１内）において開口する試料測定部２６の開口部２２，２３が、一部分５０によって容易に認識される。
【００３３】
［センサ１０の使用方法］
以下、適宜図面が参照されながらセンサ１０の使用方法が説明される。
【００３４】
図には表されていないが、センサ１０は、長手方向１０２において第１電極１２及び第２電極１４が配置されている側と反対側の端が、血液成分測定装置に挿入される。これにより、センサ１０のリード線１７及びリード線１８を通じて、第１電極１２及び第２電極１４が、血液成分測定装置の内部基板と電気的に接続される。この血液成分測定装置は、第１電極１２と第２電極１４との間に流れる電流値に基づいて、血液中の血液成分の濃度等（血糖を測定する場合は血糖値）を算出して表示するものである。
【００３５】
次に、被験者が、手の平などを針で刺通して血液を滲出させる。この滲出した血液に対して、センサ１０の開口部２２又は開口部２３を接触させる。この操作において、被験者は、センサ１０において黒色に着色された一部分５０を視認することによって、容易に開口部２２又は開口部２３の位置を目視で確認することができる。
【００３６】
血液は、毛細管作用によって、開口部２２又は開口部２３から試料測定部２６に進入する。前述されたように、視認領域２８において試料測定部２６が青色に色分けされることによって目視で認識されている。そして、図５に示されるように、その試料測定部２６に血液２７が進入することによって青色が赤色乃至紫色に変化する。この赤色乃至紫色に変化した部分が血液２７として目視で確認することができる。したがって、被験者は、試料測定部２６が全て赤色乃至紫色に変化するまで、開口部２２又は開口部２３を血液に接触させ、試料測定部２６が全て赤色乃至紫色に変化すると、測定に十分な血液２７が試料測定部２６に進入したと判断する。
【００３７】
試料測定部２６において、血液２７に含まれるグルコースは、第２電極１４に固定されたＧＯＤ又はＧＤＨにより特異的に分解される。このグルコースの分解によって発生した電子が、第１電極１２と第２電極１４との間で移動し、この電流がリード線１７及びリード線１８を通じて血液成分測定装置の基板によって検知されて、血液２７に含まれるグルコース量、すなわち血液成分の濃度等（血糖を測定する場合は血糖値）が算出される。
【００３８】
［本実施形態の作用効果］
前述されたように、本実施形態によれば、第１基板１１は、第１基板１１上に透光性の第１電極１２を有し、かつ当該第１電極１２が配置される位置に透明領域１６が形成されているため、センサ１０の外側からこの第１電極１２及び透明領域１６を透過して、試料測定部２６が視認される。これにより、試料測定部２６に血液２７が導入される様子が目視で確認可能となる。
【００３９】
また、視認領域２８が複数色に色分けされているので、試料測定部２６の青色や血液２７の色が、その周りを囲むスペーサ１３の一部分５１である白色との対比において、容易に視認することができる。
【００４０】
また、試料測定部２６の開口部２２，２３に対応する第１基板１１の上面が黒色に着色されているので、開口部２２，２３の位置が容易に目視確認される。
【００４１】
［変形例］
以下、本発明の変形例について捕捉する。まず、本実施形態において、第１電極１２及び透明領域１６は、完全な透明である必要はなく、センサ１０の外側から第１電極１２及び透明領域１６を透過して試料測定部２６が視認可能な透光性を有すればよい。したがって、透光性のある色彩を有していてもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、リード線１７及び１８として、第１電極１２及び第２電極１４と別部材としているが、リード線１７は第１電極１２と、リード線１８は第２電極１４と一体で形成してもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、第２電極１４上に試料である血液中のグルコースを分解する酵素を固定化しているが、第１電極１２上に固定化していてもよい。但し、第１電極１２の透光性を低下させない観点では、第２電極１４上に固定化した方が好ましい。
【００４４】
また、本実施形態におけるスペーサ１３の一部分５１の白色や、第２電極１４の上面の青色、第１基板１１における開口部２２，２３に対応する一部分５０の黒色は、いずれも一例であり、色相や明度などが変更されてもよいことは言うまでもない。
【００４５】
また、本実施形態における第１基板１１における開口部２２，２３に対応する一部分５０が、黒色で半円形状に着色されているが、この着色形状は一例であり、矢印や三角など開口部２２，２３の位置が確認できるものであれば、着色形状が変更されてもよいことは言うまでもない。
【００４６】
また、本実施形態では、スペーサ１３の一部分５１が着色されているが、一部分５１も透明なスペーサ１３が用いられて、第２電極１４の上面において、試料測定部２６に対応する一部分とその他の部分とが色分けされていてもよい。また、第２電極１４にも透明電極が用いられて、第２基板１５の上面において、試料測定部２６に対応する一部分とその他の部分とが色分けされていてもよい。上述された透明領域１６と同様に、スペーサ１３及び第２電極１４も、完全な透明である必要はなく、センサ１０の外側から第１電極１２及び透明領域１６を透過して試料測定部２６が視認可能な透光性を有すればよい。したがって、透光性のある色彩を有していてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０・・・立体型血液成分測定用センサ
１１・・・第１基板
１２・・・第１電極
１３・・・スペーサ
１４・・・第２電極
１５・・・第２基板
１６・・・透明領域
２０・・・間欠部
２２，２３・・・開口部
２６・・・試料測定部
２８・・・視認領域
５０・・・一部分
【図１】
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【図２】
2010271255.tif 000004
【図３】
2010271255.tif 000005
【図４】
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【図５】
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