(57)【要約】      （修正有）【課題】広い濃度範囲でも測定対象物質の濃度を高精度に測定可能な検出素子および測定装置、信頼性の高い薬剤供給装置、ならびに、前記検出素子を効率よく製造し得る検出素子の製造方法を提供する。【解決手段】測定対象物質と反応する酵素を含有した第１感知層３２０１が設けられた第１作用電極３１１１と、酵素の含有量が第１感知層より多い第２感知層３２０２が設けられた第２作用電極３１１２と、対電極３１２と、を備えることを特徴とする検出素子。また、第２感知層の膜厚は、前記第１感知層の膜厚より厚いことが好ましい。また、第３作用電極３１１３をさらに備えることが好ましく、第３作用電極には、酵素を含有しない無酵素層がさらに設けられていることが好ましい。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物質と反応する酵素を含有した第１感知層が設けられた第１作用電極と、
前記酵素の含有量が前記第１感知層より多い第２感知層が設けられた第２作用電極と、
対電極と、
を備えることを特徴とする検出素子。
【請求項２】
前記第２感知層の膜厚は、前記第１感知層の膜厚より厚い、請求項１に記載の検出素子。
【請求項３】
第３作用電極をさらに備える、請求項１または２に記載の検出素子。
【請求項４】
前記第３作用電極には、前記酵素を含有しない無酵素層がさらに設けられている請求項３に記載の検出素子。
【請求項５】
参照電極をさらに備える、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の検出素子。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の検出素子と、
前記第１作用電極および前記第２作用電極に、それぞれ正電位を印加する電位印加部と、
前記第１作用電極と前記対電極との間の第１電流値、および、前記第２作用電極と前記対電極との間の第２電流値とから、前記測定対象物質の濃度を算出する演算部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項７】
前記演算部は、前記第１電流値および前記第２電流値の少なくとも一方に係る所定の条件に基づき、前記第１電流値から前記測定対象物質の濃度を算出する第１演算パターンと、前記第２電流値から前記測定対象物質の濃度を算出する第２演算パターンと、を含む演算パターン群の中から１つを選択する、請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記測定装置は、前記演算部によって算出された前記測定対象物質の濃度を表示する表示部をさらに備える、請求項６または７に記載の測定装置。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項に記載の測定装置と、
前記測定装置による測定結果に基づき、薬剤を供給する供給部と、
を備えることを特徴とする薬剤供給装置。
【請求項１０】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の検出素子を製造する方法であって、
前記第１感知層および前記第２感知層の少なくとも一方を、インクジェット法を用いて形成することを特徴とする検出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出素子、測定装置、薬剤供給装置および検出素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の健康志向の向上に伴って、特定の個人における血液、間質液、唾液、汗のような体液中における血糖値、乳酸値、抗体量および酵素量等を経時的に測定して、健康管理を実施することが行われている。
【０００３】
例えば糖尿病患者にとって、血糖値の経時的な測定（モニタリング）は特に重要である。
【０００４】
糖尿病患者はその症状によりＩ型とＩＩ型とに分けられるが、ともに膵臓からのインスリン分泌が正常ではないため、体内臓器がブドウ糖（グルコース）を正常に取り込むことが出来なくなり、代謝異常をきたし体重も減少する。さらには、血糖値が高い状態が長期間にわたって保たれていると、「糖尿病性網膜症」、「糖尿病性腎症」「糖尿病性細小血管障害」、「糖尿病性神経障害」等の重篤な合併症が発症してしまうことが知られている。このような重篤な合併症の発症を防止することを目的に、高血糖状態が続く患者はインスリンを注射により投与することで血糖値を正常な範囲内に維持させる治療方法がとられている。
【０００５】
Ｉ型糖尿病の患者は、膵臓疾患によりインスリンの分泌が全く無い為に、一日数回（最低食事前と就寝前の４回）の採血による血糖値測定を行い、インスリン投与をしなければならない。投与のタイミングとしては食後血糖値の過度な上昇を抑えるためには食前の血糖値を測定し、食事量のカロリーを計算した上でインスリンの投与量を決定し、食前に注射投与をおこなっている。また、血糖値の上昇として知られているのは「暁現象」と称される症状で、就寝８〜１０時間後の明け方に血糖値が上昇する。しかしながら、この生理現象に対処するためには夜明け前に一度起きて、採血による血糖値測定を行い、高血糖であればインスリンを投与しなければならない。このように糖尿病患者（特にＩ型糖尿病患者）は一日中血糖値を気にしながらの生活を余儀なくされている。
【０００６】
このような患者および患者を補佐する家族の生活上の負担を軽減するため、すなわち患者および患者の家族のＱＯＬ（Quality of Life）を向上させるために、人工すい臓、または、それに準ずる装置の開発が求められている。そのために、まずは血糖値をより正確に測定／管理されることが必要となる。
【０００７】
例えば、血糖値センサーを体内（皮下組織）に埋め込み、患者の間質液中におけるグルコース濃度を長期に亘って監視する目的のデバイス、いわゆる、連続式グルコースモニター（ＣＧＭ）装置の提案がなされている。このようなモニター装置で用いられているグルコースの定量技術には酵素反応が利用されている。
【０００８】
この酵素反応を用いたグルコース定量測定の基本原理は、グルコース（例えば、グルコースオキシダーゼ）と酸素が酵素近傍に存在するときに生成される過酸化水素を利用する。その生成した過酸化水素を電気分解することで発生した電流量を測定することにより、過酸化水素の量を定量化することができるため、これに基づいてグルコース濃度を算出することが可能となる。
【０００９】
例えば、特許文献１には、過酸化水素電極とその上に積層された過酸化水素選択透過膜および酵素膜とを備えたバイオセンサーが開示されている。このバイオセンサーでは、酵素反応によって発生した過酸化水素の量に応じて過酸化水素電極に発生する電流を測定し、その電流値に基づいてグルコースの量を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１６３３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、過酸化水素電極は、過酸化水素の他に、尿酸やアスコルビン酸等の妨害物質に対しても応答する。その結果、過酸化水素電極には、妨害物質による電流が発生してしまい、グルコースに由来する電流の測定感度が低下するという問題が発生する。
【００１２】
そこで、特許文献１では、妨害物質による電流を抑制する方法として、過酸化水素のみが優先的に透過する選択透過膜を用いている。
【００１３】
しかしながら、このようなモニター装置では、グルコースの濃度幅が広い場合、その広い濃度幅の全域にわたってグルコース濃度を精度よく測定することが難しいという課題がある。すなわち、グルコース濃度が低い場合には正確な測定が可能であっても、グルコース濃度が高い場合では測定精度が低かったり、あるいはその逆に、グルコース濃度が高い場合には正確な測定が可能であっても、グルコース濃度が低い場合では測定精度が低かったりするという課題を抱えている。
【００１４】
本発明の目的の一つは、広い濃度範囲でも測定対象物質の濃度を高精度に測定可能な検出素子および測定装置、信頼性の高い薬剤供給装置、ならびに、前記検出素子を効率よく製造し得る検出素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の検出素子は、測定対象物質と反応する酵素を含有した第１感知層が設けられた第１作用電極と、
前記酵素の含有量が前記第１感知層より多い第２感知層が設けられた第２作用電極と、
対電極と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
これにより、広い濃度範囲でも測定対象物質の濃度を高精度に測定可能な検出素子が得られる。
【００１７】
本発明の検出素子では、前記第２感知層の膜厚は、前記第１感知層の膜厚より厚い、ことが好ましい。
【００１８】
これにより、酵素の濃度を大きく変えることなく、酵素の量を異ならせることができ、製造し易さや酵素反応の速度を担保しつつ、より広い測定対象物質の濃度の範囲において、より高い精度で濃度を求めることができる。
【００１９】
本発明の検出素子では、第３作用電極をさらに備える、ことが好ましい。
これにより、第３作用電極において、例えば第１作用電極や第２作用電極で検出される電流値を補正するための情報を得ることができる。
【００２０】
本発明の検出素子では、前記第３作用電極には、前記酵素を含有しない無酵素層がさらに設けられている、ことが好ましい。
【００２１】
これにより、測定された電流値から妨害物質等に由来する電流値を除去する補正を行うことができ、測定対象物質に由来する電流をより高い精度で測定することができる。
【００２２】
本発明の検出素子では、参照電極をさらに備える、ことが好ましい。
これにより、測定対象物質の濃度をより精度よく求めることができる。
【００２３】
本発明の測定装置は、本発明の検出素子と、
前記第１作用電極および前記第２作用電極に、それぞれ正電位を印加する電位印加部と、
前記第１作用電極と前記対電極との間の第１電流値、および、前記第２作用電極と前記対電極との間の第２電流値とから、前記測定対象物質の濃度を算出する演算部と、
を備えることを特徴とする。
【００２４】
これにより、広い濃度範囲でも測定対象物質の濃度を高精度に測定可能な測定装置が得られる。
【００２５】
本発明の測定装置では、前記演算部は、前記第１電流値および前記第２電流値の少なくとも一方に係る所定の条件に基づき、前記第１電流値から前記測定対象物質の濃度を算出する第１演算パターンと、前記第２電流値から前記測定対象物質の濃度を算出する第２演算パターンと、を含む演算パターン群の中から１つを選択する、ことが好ましい。
【００２６】
これにより、より広い範囲の測定対象物質の濃度について、真の値により近い濃度を求めることができる。
【００２７】
本発明の測定装置では、前記演算部によって算出された前記測定対象物質の濃度を表示する表示部をさらに備える、ことが好ましい。
これにより、装着者に測定対象物質の濃度が容易にかつ連続的に知らされる。
【００２８】
本発明の薬剤供給装置は、本発明の測定装置と、
前記測定装置による測定結果に基づき、薬剤を供給する供給部と、
を備えることを特徴とする。
【００２９】
これにより、演算装置での演算により、測定対象物質の濃度が算出されたとき、それに基づいて、供給部を介して、装着者に薬剤が自動的に投与される。
【００３０】
本発明の検出素子の製造方法は、本発明の検出素子を製造する方法であって、
前記第１感知層および前記第２感知層の少なくとも一方を、インクジェット法を用いて形成することを特徴とする。
【００３１】
これにより、第１作用電極および第２作用電極に対して選択的に酵素を含む溶液を塗布することができる。このため、溶液が意図しない領域に塗布されてしまったり、異なる溶液同士が混じり合ってしまったりするのを防止して、製造される検出素子の性能低下を抑制することができる。また、例えば、第２感知層を第１感知層よりも厚くすることを容易に行える。このため、検出素子を容易に（効率よく）製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の測定装置の第１実施形態を模式的に示す斜視図であり、測定装置が有する検出素子が備える脱着部を本体部に装着した状態を示す。
【図２】本発明の測定装置の第１実施形態を模式的に示す斜視図であり、測定装置が有する検出素子が備える脱着部を本体部から離脱させた状態を示す。
【図３】本発明の測定装置の第１実施形態が有する検出素子を皮膚に装着した状態を示す側面図である。
【図４】図３に示す検出素子が備えるカニューレを拡大して示す断面図である。
【図５】図３に示す検出素子が備える検出部を示す平面図である。
【図６】図５に示す検出部のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】グルコース濃度の異なるグルコース溶液に検出部を浸漬したとき、第１作用電極と対電極との間に流れた電流値とグルコース濃度との関係を表す検量線Ｃ１と、第２作用電極と対電極との間に流れた電流値とグルコース濃度との関係を表す検量線Ｃ２と、を示すグラフである。
【図８】本発明の測定装置を用いて、グルコース値を測定する方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の検出素子の製造方法の実施形態を示す工程図である。
【図１０】本発明の検出素子の製造方法の実施形態を説明するための縦断面図である。
【図１１】本発明の検出素子の製造方法の実施形態を説明するための縦断面図である。
【図１２】本発明の検出素子の製造方法の実施形態を説明するための縦断面図である。
【図１３】本発明の検出素子の製造方法の実施形態を説明するための縦断面図である。
【図１４】本発明の検出素子をインスリン供給装置に装着した状態を模式的に示す斜視図である。
【図１５】本発明の測定装置の第２実施形態が有する検出素子が備える検出部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の検出素子、測定装置、薬剤供給装置および検出素子の製造方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３４】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。
【００３５】
本実施形態では、本発明の測定装置を、間質液中におけるグルコース濃度を長期に亘って連続的に監視する連続式グルコースモニター（ＣＧＭ）装置（グルコース測定装置）に適用した場合を一例に説明する。同様に、本実施形態では、本発明の検出素子を、グルコース測定装置に設けられた検出素子に適用した場合を一例に説明する。
【００３６】
なお、本発明の測定装置および本発明の検出素子は、グルコース濃度を連続的に監視する装置およびそれに設けられた素子に限定されず、体内から取り出した検体を随時測定する装置およびそれに設けられた素子に適用されていてもよい。また、これらの本発明は、間質液以外の液体、例えば唾液、汗のような体液についての測定にも用いられる。さらに、これらの本発明は、グルコース以外の測定対象物質、例えば、マルトース、スクロース、ラクトース、尿素等の測定にも用いられる。
【００３７】
＜測定装置＞
まず、本発明の検出素子が装着された測定装置（本発明の測定装置）について説明する。
【００３８】
図１は、本発明の測定装置の第１実施形態を模式的に示す斜視図であり、測定装置が有する検出素子が備える脱着部を本体部に装着した状態を示し、図２は、本発明の測定装置の第１実施形態を模式的に示す斜視図であり、測定装置が有する検出素子が備える脱着部を本体部から離脱させた状態を示し、図３は、本発明の測定装置の第１実施形態が有する検出素子を皮膚に装着した状態を示す側面図、図４は、図３に示す検出素子が備えるカニューレを拡大して示す断面図、図５は、図３に示す検出素子が備える検出部を示す平面図、図６は、図５に示す検出部のＡ−Ａ線断面図である。なお、以下の説明では、図３、図４および図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図５中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」と言う。
【００３９】
図１、図２に示す測定装置１０１は、検出素子１００と、検出素子１００でグルコース濃度に基づく電流値を得るための回路４００、得られた電流値を解析する処理回路２００を備えた演算装置２１０、および演算装置２１０で演算することで得られた測定値を表示するモニター１５１を備える表示部１５５と、検出素子１００を表示部１５５に装着（接続）するコネクター１３１と、検出素子１００とコネクター１３１とを接続する配線１３２と、を有する。
【００４０】
検出素子１００は、図１〜図４に示すとおり、皮下組織５０２に挿入されるカニューレ１１１を備える本体部１１０と、本体部１１０に対して着脱可能であり、先端側に針部１２１を備える着脱部１２０とを有している。
【００４１】
着脱部１２０は、基端側に位置する把持部１２２と、先端側に位置する針部１２１と、を有しており、針部１２１を本体部１１０が備える貫通孔１１２に挿通させることで本体部１１０に装着され（図１参照）、さらに、把持部１２２を把持した状態で針部１２１を引き抜くことで離脱可能となっている（図２参照）。
【００４２】
針部１２１（挿入針）は、その先端が鋭利であり、全体形状が半円筒状をなしている。着脱部１２０を本体部１１０に装着させた際に、貫通孔１１２を貫通して本体部１１０の下面から突出することで、図４に示すとおり、カニューレ１１１の側面の一部を取り囲み、これにより、カニューレ１１１と嵌合するよう構成されている。したがって、本体部１１０を表皮５０１に装着する際に、針部１２１が表皮５０１を突き刺すこととなるが、このとき、針部１２１に取り囲まれたカニューレ１１１も針部１２１とともに表皮５０１を突き刺し、皮下組織５０２に挿入される。そして、この皮下組織５０２へのカニューレ１１１を伴った針部１２１の挿入の後に、把持部１２２を把持して着脱部１２０を本体部１１０から離脱させることで、カニューレ１１１を皮下組織５０２に挿入（残存）させたまま針部１２１を皮下組織５０２から取り除く（引き抜く）ことができる。このように、着脱部１２０（針部１２１）は、本体部１１０を表皮５０１に装着した際に、本体部１１０から突出するカニューレ１１１を、経皮的に、皮下組織５０２へと配置させるための誘導部材として用いられる。
【００４３】
本体部１１０は、その全体形状がドーム状をなしており、その下面から突出するカニューレ１１１を備えている。この本体部１１０は、下面に粘着層を備えており、この下面を表皮５０１に当接させることで、装着（固定）される。この際、前述した針部１２１の誘導により、カニューレ１１１が皮下組織５０２に配置される。
【００４４】
カニューレ１１１は、全体形状が円筒状をなし、その基端から先端に連通する連通孔（貫通孔）で構成される中空部１１４と、この中空部１１４をカニューレ１１１の外側に開放する窓部１１３とを有する。
【００４５】
また、中空部１１４には、本体部１１０が備える検出部３００が設けられている。この検出部３００に、皮下組織５０２に血管５０３から移行することで含まれる間質液が、窓部１１３を介して接触する。検出部３００には、後述するようにグルコースと反応する酵素が固定化されている。そのため、検出部３００により、間質液中におけるグルコースが検出される。そして、本体部１１０を表皮５０１に装着することで、カニューレ１１１を皮下組織５０２に長期に亘って配置させることができるため、この間質液中におけるグルコースの検出を連続的に行うことができる。すなわち、本体部１１０（検出素子１００）は、間質液中におけるグルコース濃度を連続的に観察するＣＧＭＳ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｇｌｕｃｏｓｅ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）に用いられる。
【００４６】
なお、前述したように、測定装置１０１はグルコース濃度を連続的に監視するものでなくてもよい。その場合には、検出部３００を皮下組織５０２に配置しておく必要はなく、別途取り出した体液に検出部３００を接触させるようにすればよい。
【００４７】
ここで、検出部３００によるグルコースの検出は、以下のような原理を用いて行われる。
【００４８】
すなわち、酵素（例えば、グルコースオキシダーゼ）の存在下でグルコースと酸素とが酵素近傍に存在すると酵素反応により、下記式（１）のようにグルコン酸と過酸化水素とが生成する。そして、その生成した過酸化水素に電圧（例えば６００ｍＶ）を印加して電気分解することで発生した電流量を、作用電極と対電極との間で測定することにより過酸化水素の量を定量化することができる。そのため、この定量化された過酸化水素の量に基づいて、グルコース濃度を算出することができる。
【００４９】
なお、本実施形態の場合、グルコースと反応する酵素としてグルコースオキシダーゼを例示しているが、例えば測定対象物質がマルトースの場合には酵素としてマルターゼが、測定対象物質がスクロースの場合には酵素としてスクラーゼが、測定対象物質がラクトースの場合には酵素としてｂ−ガラクトシダーゼが、測定対象物質が尿素の場合には酵素としてウレアーゼが、それぞれ用いられる。
【００５０】
過酸化水素の電気分解の際には、作用電極（アノード）側では、下記式（２）のように、過酸化水素の電気分解によりプロトン、酸素および電子が生成され、対電極（カソード）側では、下記式（３）のように、作用電極から供給された電子と、電極付近に存在する酸素および水とが反応することにより水酸化物イオンが生成される。
【００５１】
酵素反応：  グルコース＋O２＋H２O  →  グルコン酸＋H２O２  ・・・  （１）
作用電極：  H２O２  →  O２＋２H＋＋２ｅ−                  ・・・  （２）
対電極  ：  O２＋H２O＋４ｅ−  →  ４OH−                  ・・・  （３）
【００５２】
以下、かかる原理を用いてグルコースを検出する検出部３００について詳述する。
検出部３００は、図５および図６に示すとおり、基板３０１と、第１作用電極３１１１と、第２作用電極３１１２と、第３作用電極３１１３と、対電極３１２と、参照電極３１３と、配線３１４と、を有している。なお、以下の説明では、第１作用電極３１１１、第２作用電極３１１２、第３作用電極３１１３、対電極３１２、参照電極３１３および配線３１４をまとめて「導電層３１５」という。
【００５３】
基板３０１は、検出部３００を構成する電極や配線等を支持するものである。
基板３０１の構成材料としては、大気、水および体液に対して化学反応することなく安定したものであれば、特に限定されることなく各種材料を用いることができる。具体的には、ガラス、ＳＵＳのような無機材料、非晶ポリアリレート（ＰＡＲ：Ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）、ポリサルホン（ＰＳＦ：Ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ：Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ：Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ：Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ  ｅｔｈｅｒ  ｋｅｔｏｎｅ  ／  別称：芳香族ポリエーテルケトン）、ポリイミド（ＰＩ：Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ：Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）、フッ素樹脂（Ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ）や、ナイロン、アミドを含むポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリエステル等の樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５４】
導電層３１５は、後述する酵素を含む層で生成した過酸化水素を電気分解することで発生した電子を授受する。
【００５５】
第１作用電極３１１１、第２作用電極３１１２、第３作用電極３１１３、対電極３１２および参照電極３１３は、互いに独立して、配線３１４、配線１３２およびコネクター１３１を介して、回路４００および処理回路２００と電気的に接続されている。これにより、第１作用電極３１１１と対電極３１２との間、第２作用電極３１１２と対電極３１２との間、および第３作用電極３１１３と対電極３１２との間で測定された電流値が、配線３１４、１３２を介して回路４００および処理回路２００に伝達され、処理回路２００を備える演算装置２１０の解析により、間質液中におけるグルコース濃度が測定値として算出される。そして、この測定値（測定対象物質の濃度）がモニター１５１（表示部１５５）に表示される。これにより、装着者にグルコース濃度が容易にかつ連続的に知らされる。
【００５６】
また、導電層３１５の構成材料としては、酵素電極として用いることが可能であれば、特に限定されず、それぞれ、例えば、金、銀、白金またはこれらを含む合金のような金属材料、ＩＴＯのような金属酸化物系材料、カーボン（グラファイト）のような炭素系材料等が挙げられる。
【００５７】
なお、導電層３１５の成膜は、これらの電極を白金、金またはそれらの合金で構成する場合、スパッター法、メッキ法、真空加熱蒸着法等により成膜可能である。また、これらの電極をカーボングラファイトで構成する場合、カーボングラファイトを適当な溶剤に溶かし込んだバインダーに混ぜ込んで塗布することで実現できる。
【００５８】
また、本実施形態に係る第１作用電極３１１１は、第１感知層３２１１、中間層３２２および分析物調整層３２３が第１作用電極３１１１側から順に積層された積層体で覆われている。この積層体を「第１センシング層３２０１」とする。
【００５９】
さらに、本実施形態に係る第２作用電極３１１２は、第２感知層３２１２、中間層３２２および分析物調整層３２３が第２作用電極３１１２側から順に積層された積層体で覆われている。この積層体を「第２センシング層３２０２」とする。
【００６０】
このような第１センシング層３２０１および第２センシング層３２０２のうち、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２は、それぞれ中間層３２２および分析物調整層３２３を介して浸透したグルコースから酵素反応により過酸化水素を生成する。そして、生成された過酸化水素は、第１作用電極３１１１および第２作用電極３１１２に供給され、電流として検出される。この過酸化水素の量は、グルコースから過酸化水素を生成する酵素反応の頻度に対応しているため、間接的にグルコースの量（濃度）を示す指標となり得る。
【００６１】
これらの第１感知層３２１１および第２感知層３２１２は、酵素を含んで構成される層であり、前述の通り検出素子１００は間質液中におけるグルコース（基質）を検出（感知）するものである。このため、この酵素としては、グルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）が好ましく用いられる。グルコースオキシダーゼによれば、前記式（１）で表わされる酵素反応を、優れた活性度で進行させることができるため、Ｏ２およびＨ２Ｏの存在下で、グルコースから過酸化水素を確実に生成させることができる。
【００６２】
また、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２には、酵素の他に、他成分として、酵素を保持することを目的として樹脂材料が含まれる。
【００６３】
樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、メチルセルロース（ＭＣ）、アセチルセルロース（酢酸セルロース）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）およびポリビニルアルコール−ポリ酢酸ビニル共重合体（ＰＶＡ−ＰＶＡｃ）等が好ましく用いられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの樹脂材料を用いることにより、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２中に酵素を保持し、外部に酵素が移動することを抑制することができる。
【００６４】
さらに、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２には、結合剤および硬化剤の他、アルブミン、リン酸緩衝材等が含まれていてもよい。
【００６５】
結合剤および硬化剤としては、例えばアルデヒド、イソシアネート等の官能基を分子内に２つ以上有している材料が挙げられる。このような結合剤および硬化剤の少なくとも一方が第１感知層３２１１および第２感知層３２１２中に含まれることにより、優れた保持率で酵素を保持することができる。
【００６６】
この結合剤および硬化剤としては、具体的には、例えば、グルタルアルデヒド、トルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、ＵＶ硬化性を利用した結合剤および硬化剤としては、例えば、ポリ（ビニルアルコール）−スチリルピリジニウム化合物（ＰＶＡ−ＳｂＱ）等が挙げられる。
【００６７】
なお、このような結合剤および硬化剤を含む第１感知層３２１１および第２感知層３２１２は、結合剤および硬化剤と、これらが備える官能基と結合できる官能基、具体的には水酸基、アミノ基、エポキシ基等を末端に有する樹脂材料と酵素とを混合した樹脂組成物を硬化させることにより得ることができる。
【００６８】
さらに、ＵＶ硬化性を利用した結合剤および硬化剤としては、ポリ（ビニルアルコール）−スチリルピリジニウム化合物（ＰＶＡ−ＳｂＱ）を用いる場合には、官能基を末端に有する樹脂材料の添加を省略し、ＰＶＡ−ＳｂＱと酵素とを含有する樹脂組成物を硬化させることにより得られた硬化物によって第１感知層３２１１および第２感知層３２１２を構成することもできる。この場合、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２は、ＰＶＡ−ＳｂＱで構成される多孔体に酵素が保持されるため、中間層３２２側から浸透してくる間質液を円滑に取り込むことができ、間質液内に含まれるグルコースと酵素との接触機会を増大させることができる。その結果、前記式（１）で表わされる酵素反応を、円滑に進行させることができるため、Ｏ２およびＨ２Ｏの存在下で、グルコースから過酸化水素を確実に生成させることができる。また、ＰＶＡ−ＳｂＱで構成される多孔体に、酵素を強固に保持することができるため、酵素が中間層３２２側に移行するのを的確に抑制または防止することができる。
【００６９】
また、アルブミンとしては、人アルブミン、牛アルブミン等が挙げられる。アルブミンが含まれることにより、酵素の保護・安定化を図ることができる。
【００７０】
このような第１感知層３２１１および第２感知層３２１２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１μｍ以上１０．０μｍ以下程度であるのが好ましく、０．３μｍ以上５．０μｍ以下程度であるのがより好ましい。これにより、中間層３２２側から浸透したグルコースと第１感知層３２１１および第２感知層３２１２に保持された酵素との酵素反応により過酸化水素を円滑に生成することができるとともに、生成した過酸化水素を円滑に導電層３１５側に供給することができる。
【００７１】
分析物調整層３２３は、中間層３２２を介して第１感知層３２１１および第２感知層３２１２の上側に積層されている。この分析物調整層３２３は、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２が測定対象（間質液等）と直接接触することを抑制または防止しつつ、グルコース（基質）を透過させる。これにより、中間層３２２を介して、グルコースを第１感知層３２１１および第２感知層３２１２に円滑に浸透させる機能を発揮する。すなわち、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２への透過を調整する機能を有するものである。さらに、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２に保持されている酵素が、間質液側に漏出するのを防止するブロッキング層としての機能も発揮する。
【００７２】
また、かかる機能を備える分析物調整層３２３は、グルコースよりも酸素をより多く透過（浸透）させ得ることが好ましい。これにより、上記式（１）〜（３）を用いたグルコースの検出において、酸素が不足することに起因して、グルコースの測定値が見かけ上、低下してしまうのを的確に抑制または防止することができる。すなわち、グルコース測定値の検出精度の向上が図られる。
【００７３】
このような分析物調整層３２３としては、特に限定されないが、例えば、イソシアネート化合物等の架橋剤と、末端水酸基を備えるポリマーであるポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、アクリル酸４−ヒドロキシブチル等を単体もしくは混合させたものとを用いて、ウレタン結合を生成させて架橋構造を構築したものが特に好ましく用いられる。これにより、上述した分析物調整層３２３としての機能をより顕著に発揮させることができる。
【００７４】
また、その他、イソシアネートとアミノ基とを用いることで尿素樹脂を形成させた、アミノプロピルポリシロキサン等で構成されるものを用いることができ、さらには、ポリジメチルシロキサンのようなシロキサン樹脂で構成されるものを用いることもできる。
【００７５】
このような分析物調整層３２３の平均厚さは、特に限定されないが、０．１μｍ以上１０．０μｍ以下程度であるのが好ましく、０．３μｍ以上５．０μｍ以下程度であるのがより好ましい。これにより、分析物調整層３２３内にグルコースを円滑に透過させることができるとともに、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２に保持されていた酵素が、間質液側に漏出するのを的確に抑制または防止することができる。
【００７６】
中間層３２２は、酵素を含有しない層であり、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２と分析物調整層３２３との間に位置して、これらを互いに離間させている。これにより、中間層３２２は、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２を被覆して補強する保護層としての機能を発揮する。そのため、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２に外的な負荷が掛かったとしても、物理的な損傷が生じるのを的確に抑制または防止することができる。
【００７７】
また、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２と分析物調整層３２３との間に中間層３２２が位置しているため、中間層３２２は、酵素が分析物調整層３２３側に移行するのを防止するバリア層としての機能を発揮することもできる。
【００７８】
この中間層３２２の構成材料としては、特に限定されないが、ＵＶ硬化性および生体適合性を示し、かつ、優れた親水性を示し円滑にグルコースを透過させ得るものが好ましく用いられ、具体的には、例えば、ポリ（ビニルアルコール）−スチリルピリジニウム化合物（ＰＶＡ−ＳｂＱ）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭＡ／ＰＡＡ−ＨＥＭＡ）、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）、ポリＮイソプロピルアクリルアミド化ポリビニルアルコール（ＰＮＩＰＡＡｍ−ＰＶＡ）等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７９】
このような中間層３２２は、酵素を含まない層であれば、その構成は特に限定されないが、構成材料として第１感知層３２１１および第２感知層３２１２と同一の主成分（すなわち、上述した他成分）を含有することが好ましい。これにより、中間層３２２と第１感知層３２１１および第２感知層３２１２との界面を均一なものとすることができる。そのため、分析物調整層３２３から浸透してきたグルコースにとって、中間層３２２と第１感知層３２１１および第２感知層３２１２との界面が障壁になり難くなる。これにより、この供給されたグルコースと第１感知層３２１１および第２感知層３２１２に保持された酵素との酵素反応により、円滑に過酸化水素を生成させることができる。
【００８０】
なお、このような中間層３２２と第１感知層３２１１および第２感知層３２１２との構成材料の組み合わせとしては、例えば、中間層３２２と第１感知層３２１１の構成材料、および、中間層３２２と第２感知層３２１２の構成材料として、ともに、ポリ（ビニルアルコール）−スチリルピリジニウム化合物（ＰＶＡ−ＳｂＱ）を主成分として含有する組み合わせが好ましい。すなわち、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２は、それぞれ酵素とＰＶＡ−ＳｂＱとを含み、中間層３２２は、酵素を含まないでＰＶＡ−ＳｂＱを含んで形成されていることが好ましい。さらに、中間層３２２は、酵素を含まないＰＶＡ−ＳｂＱで構成される多孔体で構成され、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２は、それぞれＰＶＡ−ＳｂＱで構成される多孔体に酵素が保持された構成となっていることが好ましい。
【００８１】
このように、中間層３２２および第１感知層３２１１および第２感知層３２１２がともに多孔体で構成され、かつ、親水性に優れるＰＶＡ−ＳｂＱを用いることにより、分析物調整層３２３から浸透してくる間質液を、中間層３２２を介して、円滑に第１感知層３２１１および第２感知層３２１２内に取り込ませることができる。そのため、間質液内に含まれるグルコースと酵素との接触機会が増大し、前記式（１）で表わされる酵素反応を円滑に進行させることができる。その結果、Ｏ２およびＨ２Ｏの存在下で、グルコースから過酸化水素を確実に生成させることができる。
【００８２】
また、ＰＶＡ−ＳｂＱで構成される多孔体に、酵素を強固に保持することができるため、酵素が中間層３２２側に移行するのを的確に抑制または防止することができる。
【００８３】
さらに、中間層３２２と第１感知層３２１１および第２感知層３２１２との界面において、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２が中間層３２２と接触することに起因して、酵素が失活するのを的確に抑制または防止することができる。
【００８４】
なお、中間層３２２には、上述した構成材料の他、アルブミン等が含まれていてもよい。また、アルブミンとしては、人アルブミン、牛アルブミン等が挙げられ、アルブミンが含まれることにより、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２の上部界面（上面）における、酵素の保護・安定化を図ることができる。
【００８５】
また、中間層３２２は、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２と分析物調整層３２３との間に位置することで、これら同士を離間するスペーサーとしての機能を発揮する。
【００８６】
ここで、分析物調整層３２３は、特に好ましくはウレタン結合を含む架橋構造を構築したもので構成され、この場合、分析物調整層３２３にはウレタン結合の形成の際に残存したイソシアネート基が含まれる。このようなイソシアネート基は、反応性に優れるため、仮に、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２と分析物調整層３２３とが中間層３２２を介することなく接触している場合、イソシアネート基が酵素に接触することによって、酵素の活性度の低下ひいては酵素の失活を招き、間質液中におけるグルコースの検出（定量）感度に不具合が生じる。
【００８７】
これに対し、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２と分析物調整層３２３との間に中間層３２２を介在させることにより、イソシアネート基と酵素との接触機会を減少させることができる。これにより、酵素の活性度が低下するのを的確に抑制または防止することができる。その結果、間質液中におけるグルコースの検出（定量）感度に不具合が生じることなく、グルコースを検出することができる。
【００８８】
このような中間層３２２の平均厚さは、具体的には、０．１μｍ以上２５μｍ以下程度であるのが好ましく、０．３μｍ以上１２μｍ以下程度であるのがより好ましい。これにより、酵素の活性度の低下を的確に抑制または防止しつつ、優れた検出感度でグルコースの濃度を検出することができる。
【００８９】
なお、第１センシング層３２０１および第２センシング層３２０２のうち、中間層３２２および分析物調整層３２３は必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。また、第１センシング層３２０１および第２センシング層３２０２には、その他の層が設けられていてもよく、このような層としては、例えば第１感知層３２１１および第２感知層３２１２の下側に積層されたノイズ除去層が挙げられる。
【００９０】
このノイズ除去層は、間質液中に含まれる可能性があるアセトアミノフェン、アスコルビン酸、および尿酸等の化合物が第１感知層３２１１および第２感知層３２１２に含まれる成分に反応したり、導電層３１５に到達したりすることに起因した、グルコース測定値の検出感度の低下を阻止する機能を有するものである。
【００９１】
このノイズ除去層の構成材料としては、前記機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、メチルセルロース（ＭＣ）、アセチルセルロース（酢酸セルロース）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルアルコール−ポリ酢酸ビニル共重合体（ＰＶＡ−ＰＶＡｃ）、メタクリル酸ヒドロキシエチル、およびポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート)（ＨＥＭＡ）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００９２】
なお、ノイズ除去層を不溶化させるために、イソシアネートを官能基として用い得るように、イソシアネート系化合物をノイズ除去層に添加してもよいし、ＵＶ硬化性を利用し得るように、ポリ（ビニルアルコール）−スチリルピリジニウム化合物（ＰＶＡ−ＳｂＱ）等をノイズ除去層に添加してもよい。
【００９３】
さらに、ノイズ除去層にアルブミンを含有させてもよい。これにより、ノイズ除去層上に位置する感知層の下部境界面（下面）を保護することができる。
【００９４】
ここで、本実施形態に係る第１感知層３２１１および第２感知層３２１２は、それぞれグルコース（基質）と反応するグルコースオキシダーゼ等の酵素を含んでいる。このうち、第２感知層３２１２は、第１感知層３２１１よりも多い量の酵素を含んでいる。このため、酵素の濃度を大きく変えない場合、酵素の量が多い分、第１感知層３２１１よりも大きな体積（厚さ）を確保する必要がある。その結果、第２感知層３２１２では、間質液からの酸素の供給が不足し易くなる。酸素の供給が不足した場合、酵素反応が進み難くなり、第２作用電極３１１２に流れる電流値が微弱になる。このため、ノイズに対する信号の割合（Ｓ／Ｎ比）が低下し、感度が低下する。
【００９５】
一方、第１感知層３２１１は、酵素の量が少ない分、第２感知層３２１２よりも小さな体積（厚さ）で済む。このため、間質液から十分な量の酸素が供給されるため、第１作用電極３１１１では電流値をより高い確度で測定することが可能になる。しかしながら、グルコース濃度が高い場合には、第１感知層３２１１が含む酵素の量が相対的に少なくなる。このため、グルコースに対する酵素反応が追い付かない状態が生じる。その結果、グルコース濃度が高い場合には、第１作用電極３１１１に本来流れるはずの電流値よりも小さい電流値しか流れなくなるという問題が生じる。
このような酵素の量と電流値との関係を図７に示す。
【００９６】
図７は、グルコース濃度の異なるグルコース溶液に検出部３００を浸漬したとき、第１作用電極３１１１と対電極３１２との間に流れた電流値とグルコース濃度との関係を表す検量線Ｃ１と、第２作用電極３１１２と対電極３１２との間に流れた電流値とグルコース濃度との関係を表す検量線Ｃ２と、を示すグラフである。
【００９７】
図７のうち、検量線Ｃ２では、検量線Ｃ１に比べて直線の傾きが小さい。このため、グルコース濃度が低い領域ＧＬでは、グルコースに由来する電流（信号）が、妨害物質に由来する電流（ノイズ）の影響を受け易くなり、信号の測定感度が低下する。
【００９８】
一方、グルコース濃度が高い領域ＧＨでは、信号の絶対値が大きくなるため、ノイズの影響を受け難くなる。加えて、第１感知層３２１１には相対的に多くの酵素が含まれているため、グルコース濃度が高くなっても酵素反応を継続させることができる。このため、比較的高い感度でグルコースに由来する電流（信号）を測定することができる。
【００９９】
したがって、第２感知層３２１２は、グルコース濃度が高い領域ＧＨの測定に適しているといえる。
【０１００】
これに対し、検量線Ｃ１では、グルコース濃度が低い領域ＧＬにおいて、直線の傾きが検量線Ｃ２よりも大きい。このため、グルコース濃度が低い領域ＧＬでは、比較的高い感度でグルコースに由来する電流（信号）を検出することができる。
【０１０１】
一方、グルコース濃度が高い領域ＧＨでは、グルコース濃度が高くなるにつれて直線の傾きが徐々に小さくなっている。このため、信号の測定感度が低下する。
【０１０２】
したがって、第１感知層３２１１は、グルコース濃度が低い領域ＧＬの測定に適しているといえる。
【０１０３】
以上のことから、第１感知層３２１１と第２感知層３２１２は、それぞれ測定に適したグルコース濃度が互いに異なっている。
【０１０４】
ところで、本実施形態では、検量線Ｃ１と検量線Ｃ２とを同時に取得することが可能である。すなわち、検出素子１００は、測定対象物質と反応する酵素を含有した第１感知層３２１１が設けられた第１作用電極３１１１と、酵素の含有量が第１感知層３２１１より多い第２感知層３２１２が設けられた第２作用電極３１１２と、対電極３１２と、を備えている。このため、２つの検量線の間で、より信頼性の高いグルコース濃度の領域を分担し合うことができる。したがって、２つの検量線を適宜使い分けることにより、グルコース濃度が小さい領域から大きい領域に至るまで、すなわち、広い濃度範囲であっても、グルコース濃度を高精度に測定することが可能になる。
【０１０５】
例えば、間質液中のグルコース濃度が小さい領域（図７では一例としてグルコース濃度が境界ＧＢよりも小さい領域ＧＬ）では、第１作用電極３１１１と対電極３１２との間に流れた電流値を検量線Ｃ１に照らすことにより、グルコース濃度をより正確に求めることができる。
【０１０６】
一方、間質液中のグルコース濃度が大きい領域（図７では一例としてグルコース濃度が境界ＧＢよりも大きい領域ＧＨ）では、第２作用電極３１１２と対電極３１２との間に流れた電流値を検量線Ｃ２に照らすことにより、グルコース濃度を求めることができる。この領域ＧＨでは、検量線Ｃ２がほぼ直線になっており、グルコース濃度が高くても高精度に求めることができる。
【０１０７】
なお、領域ＧＬと領域ＧＨとの境界ＧＢは、適宜設定され、限定されるものではない。一例としては、図７に示す検量線Ｃ１が直線から曲線に変化する領域、すなわち検量線Ｃ１の直線の上端付近に設定される。このような直線の上端付近は、第１感知層３２１１が感度よく電流を測定し得る上限に近いと考えられる。このため、検量線Ｃ１において境界ＧＢに対応する電流値の境界ＡＢは、適用する検量線を検量線Ｃ１と検量線Ｃ２との間で切り替える動作を行うための条件（しきい値）の一例となる。
【０１０８】
以上のように、第１感知層３２１１と第２感知層３２１２との間で含まれる酵素の量を互いに異ならせる（第２感知層３２１２の方が多い）ことにより、高い精度で測定可能なグルコース濃度の範囲についても第１感知層３２１１と第２感知層３２１２との間で互い分担することができる。その結果、広いグルコース濃度の範囲において、より真の値に近いグルコース濃度を求めることができる。
【０１０９】
また、第１作用電極３１１１と対電極３１２との間を流れる電流値と第２作用電極３１１２と対電極３１２との間を流れる電流値の双方を用い、これらに任意の演算を加えて算出された値を用いることにより、さらに真の値に近いグルコース濃度を求めることもできる。例えば、検量線Ｃ１を用いて求めたグルコース濃度と検量線Ｃ２を用いて求めたグルコース濃度の平均値を算出し、これを求めるべきグルコース濃度として採用するようにしてもよい。
【０１１０】
なお、第１感知層３２１１と第２感知層３２１２との間で含まれる酵素の量を互いに異ならせる（第２感知層３２１２の方を多くする）方法としては、例えば、前述したような第１感知層３２１１と第２感知層３２１２との間で厚さを互いに異ならせる方法の他、酵素の密度を互いに異ならせる方法等も挙げられる。このうち、互いに厚さを異ならせる方法が好ましく用いられる。すなわち、第２感知層３２１２の膜厚は、第１感知層３２１１の膜厚より厚い。この方法によれば、酵素の密度を大きく変えることなく、酵素の量を異ならせることができる。酵素の密度は、製造上の理由（溶液における酵素の溶解度に上限がある）や酵素反応への影響といった観点から、その調整幅が限られるという背景もある。このため、それに代わって厚さを異ならせるようにすれば、製造し易さや酵素反応の速度を担保しつつ、より広いグルコース濃度の範囲において、高い精度でグルコース濃度を求めることができる。
【０１１１】
また、互いに厚さを異ならせる方法を採用することにより、第２感知層３２１２の面積を大きくすることなく酵素の量を多くすることができるという利点もある。このため、検出部３００の小型化を図ることができ、例えば皮膚に装着したときの違和感を抑えることができる。
【０１１２】
第１感知層３２１１および第２感知層３２１２の厚さは、前記範囲内において互いに異ならせればよいが、一例として、第１感知層３２１１の平均厚さを１としたとき、第２感知層３２１２の平均厚さを１．０１以上３０以下とするのが好ましく、１．５以上２０以下とするのがより好ましく、２以上１５以下とするのがさらに好ましい。これにより、両者間における酵素量の差が最適化され、第１感知層３２１１と第２感知層３２１２との間でそれぞれ高い精度で測定可能なグルコース濃度の範囲を互いに十分にずらすことができる。その結果、さらに広いグルコース濃度の範囲においても、より真の値に近いグルコース濃度を求めることができる。
【０１１３】
なお、これらの層の平均厚さは、例えば、第１センシング層３２０１や第２センシング層３２０２の断面において、第１作用電極３１１１や第２作用電極３１１２の表面の法線方向における第１感知層３２１１や第２感知層３２１２の長さ、つまり厚さを１０か所以上で測定し、それを平均することによって求められる。
【０１１４】
また、本実施形態は、前述したように、第１作用電極３１１１および第２作用電極３１１２とは別の電極として、第３作用電極３１１３をさらに備えている。そして、第３作用電極３１１３は、無酵素層３３、中間層３２２および分析物調整層３２３が第３作用電極３１１３側から順に積層された積層体で覆われている。この積層体を「第３センシング層３２０３」とする。このような第３作用電極３１１３を設けることにより、例えば後述する無酵素層３３のように、第１作用電極３１１１や第２作用電極３１１２で検出される電流値を補正するための情報を得ることができる。その結果、グルコース濃度の測定精度をより高めることができる。
【０１１５】
このような第３センシング層３２０３のうち、無酵素層３３は、酵素を含まない層である。すなわち、第３作用電極３１１３には、酵素を含有しない無酵素層３３がさらに設けられている。このような無酵素層３３を設けることにより、測定装置１０１において求められるグルコース濃度の値を、さらに真の値に近づけることができる。
【０１１６】
すなわち、無酵素層３３は、酵素を含まないため、第３作用電極３１１３と対電極３１２との間にはグルコースに対する酵素反応に由来する電流がほとんど流れない。その一方、間質液中に、グルコース濃度の測定に影響を及ぼすような妨害物質（例えば、尿酸、アスコルビン酸等）が含まれている場合、この妨害物質は無酵素層３３に含まれる物質や第３作用電極３１１３と反応し、第３作用電極３１１３と対電極３１２との間に電流を流す。したがって、第３作用電極３１１３と対電極３１２との間には、グルコースに由来する電流はほとんど流れない一方、妨害物質に由来する電流は流れることになる。
【０１１７】
加えて、間質液の温度やｐＨ等の環境因子も、電流値に影響を及ぼす。このため、第３作用電極３１１３と対電極３１２との間に流れる電流には、このような環境因子の影響も加味されることとなる。
【０１１８】
ところで、このような妨害物質に由来する電流や環境因子に伴う電流（以下、まとめて「妨害物質等に由来する電流」という。）は、第１作用電極３１１１と対電極３１２との間や第２作用電極３１１２と対電極３１２との間にも流れているはずである。その一方、妨害物質等に由来する電流は、グルコースに由来する電流（信号）にとってノイズとなるため、本来は除去されるべき電流である。特に、グルコースに由来する電流値が小さい場合には、妨害物質等に由来する電流値が相対的に大きくなるため、その影響が顕在化することとなる。
【０１１９】
そこで、演算装置２１０では、第１作用電極３１１１と対電極３１２との間を流れる電流値、または、第２作用電極３１１２と対電極３１２との間を流れる電流値から、第３作用電極３１１３と対電極３１２との間を流れる電流値を差し引く演算を加えるのが好ましい。このような演算を加えることにより、測定された電流値から妨害物質等に由来する電流値（ベースライン）を除去する補正を行うことができ、グルコースに由来する電流をより高い精度で測定することができる。その結果、グルコース濃度をより高い精度で求めることができる。
【０１２０】
また、このような第３センシング層３２０３が有する機能は、前述したノイズ除去層が有する機能の少なくとも一部を代替することができる。例えば、ノイズ除去層は、前述したように、間質液中に含まれる可能性があるアセトアミノフェン、アスコルビン酸、尿酸等の化合物（妨害物質）が第１感知層３２１１および第２感知層３２１２に含まれる成分に反応したり、導電層３１５に到達したりすることを阻止する機能を有するが、第３センシング層３２０３を設けることによって可能となる電流値の補正は、この機能を代替し得るものとなる。よって、第３センシング層３２０３を設けることにより、ノイズ除去層を設けなくてもノイズ除去層が有する機能を実現することができる。そして、ノイズ除去層が有する機能を確保しつつ、ノイズ除去層を設けることによる弊害、例えばグルコースの透過性が低下したり、検出部３００の構成が複雑になったりする弊害を避けることができる。
【０１２１】
このような無酵素層３３の平均厚さは、特に限定されないが、例えば第１感知層３２１１の平均厚さの０．１倍以上１０倍以下であるのが好ましく、０．５倍以上５倍以下であるのがより好ましく、第１感知層３２１１の平均厚さと第２感知層３２１２の平均厚さとの間にあるのがさらに好ましい。これにより、第３作用電極３１１３と対電極３１２との間において、第１作用電極３１１１と対電極３１２との間や第２作用電極３１１２と対電極３１２との間に流れる妨害物質等に由来する電流値により近い値の電流が流れることになる。その結果、このような第３作用電極３１１３と対電極３１２との間に流れる電流値（ベースライン）を差し引く演算を行うことにより、グルコースに由来する電流をさらに高い精度で測定することができ、グルコース濃度をさらに高い精度で求めることができる。
【０１２２】
また、無酵素層３３は、酵素を含まない以外は構成材料として第１感知層３２１１や第２感知層３２１２と同一の主成分を含有することが好ましい。これにより、第３作用電極３１１３と対電極３１２との間に流れる妨害物質等に由来する電流値を、第１作用電極３１１１と対電極３１２との間や第２作用電極３１１２と対電極３１２との間に流れる妨害物質等に由来する電流値により近づけることができる。
【０１２３】
なお、無酵素層３３が酵素を含まないとは、意図的に酵素を含ませないようにして無酵素層３３が形成されていることを指す。したがって、製造過程で意図せず混入した酵素や不純物として混入した酵素、測定しようとする基質（本実施形態ではグルコース）に反応し得る酵素以外の酵素については、無酵素層３３に含有することが許容される。なお、意図せず混入する場合、その酵素の量は、質量比で、第１感知層３２１１における酵素の量の１０分の１以下であるのが好ましく、１００分の１以下であるのがより好ましい。
【０１２４】
また、無酵素層３３上に成膜される中間層３２２および分析物調整層３２３については、前述したものと同様である。
【０１２５】
さらに、中間層３２２と無酵素層３３との関係についても、前述した中間層３２２と第１感知層３２１１および第２感知層３２１２との関係と同様である。
【０１２６】
なお、図６では、検出部３００において、第１センシング層３２０１に含まれた中間層３２２および分析物調整層３２３、第２センシング層３２０２に含まれた中間層３２２および分析物調整層３２３、ならびに、第３センシング層３２０３に含まれた中間層３２２および分析物調整層３２３が互いに繋がっているが、本発明はかかる構成に限定されず、これらが互いに離間していてもよい。
【０１２７】
また、回路４００では、検出部３００を駆動するため、配線３１４、１３２を介して、第１作用電極３１１１と参照電極３１３との間、第２作用電極３１１２と参照電極３１３との間、および、第３作用電極３１１３と参照電極３１３との間に、それぞれ電圧を印加する。このとき、例えば、第１作用電極３１１１、第２作用電極３１１２および第３作用電極３１１３の電位がそれぞれ６００ｍＶの正電位になるように維持される。したがって、回路４００は、第１作用電極３１１１および第２作用電極３１１２にそれぞれ正電位を印加する電位印加部として機能する。これにより、第１センシング層３２０１および第２センシング層３２０２に含まれる過酸化水素が電気分解され、電子が生成される。この電子を、第１作用電極３１１１と対電極３１２との間で、グルコースに由来する電流値（第１電流値）として測定する。同様に、第２作用電極３１１２と対電極３１２との間で、グルコースに由来する電流値（第２電流値）として測定する。また、第３作用電極３１１３と対電極３１２との間では、妨害物質に由来する電流値（第３電流値）として測定する。これらの測定結果に対し、必要な演算、例えばあらかじめ取得しておいた検量線への適用を行うことにより、グルコース濃度を算出し、これがモニター１５１により表示される。すなわち、回路４００は、第１電流値、第２電流値および第３電流値からグルコース濃度を算出する演算部として機能する。
【０１２８】
換言すれば、測定装置１０１は、検出素子１００と、電位印加部と、第１作用電極３１１１と対電極３１２との間の第１電流値および第２作用電極３１１２と対電極３１２との間の第２電流値とから、測定対象物質の濃度を算出する演算部と、を備えている。これにより、広い濃度範囲でも測定対象物質の濃度を高精度に測定可能な測定装置が得られる。
【０１２９】
なお、回路４００では、必要に応じて、電流を測定する回路を切り替えられるようになっていてもよい。具体的には、第１電流値を測定するときには、第２電流値および第３電流値を取得しないようになっていてもよい。同様に、第２電流値を測定するときには、第１電流値および第３電流値を、第３電流値を測定するときには、第１電流値および第２電流値を取得しないようになっていてもよい。すなわち、電流の測定動作は、第１電流値、第２電流値および第３電流値の間で互いに排他的に行われるようになっていてもよい。
【０１３０】
さらに、回路４００では、必要に応じて、第１作用電極３１１１と参照電極３１３との間に電圧を印加するときには、第２作用電極３１１２と参照電極３１３との間、および、第３作用電極３１１３と参照電極３１３との間に電圧を印加しないようになっていてもよい。同様に、第２作用電極３１１２と参照電極３１３との間に電圧を印加するときには、第１作用電極３１１１と参照電極３１３との間、および、第３作用電極３１１３と参照電極３１３との間に電圧を印加しないようになっており、第３作用電極３１１３と参照電極３１３との間に電圧を印加するときには、第１作用電極３１１１と参照電極３１３との間、および、第２作用電極３１１２と参照電極３１３との間に電圧を印加しないようになっていてもよい。すなわち、電圧の印加動作は、互いに排他的に行われるようになっていてもよい。
【０１３１】
なお、参照電極３１３は必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。一方、参照電極３１３をさらに備えることにより、グルコース濃度をより精度よく求めることができるという効果が得られる。
【０１３２】
また、検出素子１００は、対電極３１２を複数備えていてもよい。例えば、検出素子１００が第１作用電極３１１１、第２作用電極３１１２および第３作用電極３１１３の３つを備えている場合、対電極３１２についても同数以上備えていてもよい。これにより、第１電流値、第２電流値および第３電流値を同時に測定することができるので、グルコース濃度をより連続的に監視し続けることができる。
【０１３３】
＜測定方法＞
また、上記の測定装置１０１を用いた、間質液中におけるグルコース濃度の測定は、例えば、以下のようにして行われる。
【０１３４】
図８は、本発明の測定装置を用いて、グルコース値を測定する方法を示すフローチャートである。
【０１３５】
［１］まず、カニューレ１１１を皮下組織５０２に挿入して、検出部３００を間質液に接触させ、安定化させる（Ｓ１）。なお、本工程は必要に応じて行えばよく、省略されてもよい。
【０１３６】
［２］次に、第１作用電極３１１１と参照電極３１３との間、第２作用電極３１１２と参照電極３１３との間、および第３作用電極３１１３と参照電極３１３との間に、それぞれ定電圧を所定の長さで印加する。このとき、第１作用電極３１１１、第２作用電極３１１２および第３作用電極３１１３が、参照電極３１３に対して正電位になるように印加する。これにより、第１作用電極３１１１近傍、第２作用電極３１１２近傍および第３作用電極３１１３近傍をそれぞれ初期設定する（Ｓ２）。
なお、本工程は必要に応じて行えばよく、省略されてもよい。
【０１３７】
［３］次に、一定時間の間隔をあけた後に、第１作用電極３１１１と参照電極３１３との間、第２作用電極３１１２と参照電極３１３との間および第３作用電極３１１３と参照電極３１３との間に、再び定電圧を所定の長さで印加する。これにより、第１作用電極３１１１近傍および第２作用電極３１１２近傍に生じた過酸化水素が前述した式（２）のように電気分解される。そして、それにより生じた電子を、第１作用電極３１１１と対電極３１２との間に流れた電流値（第１電流値）および第２作用電極３１１２と対電極３１２との間に流れた電流値（第２電流値）として測定する。
【０１３８】
また、第３作用電極３１１３と対電極３１２との間に流れた電流値（第３電流値）をベースラインとして取得する（Ｓ３）。
【０１３９】
［４］次に、演算装置２１０により、あらかじめ設定しておいた第１電流値および第２電流値の少なくとも一方に係る所定の条件と比較する（Ｓ４）。この所定の条件としては、例えば、あらかじめ設定された、しきい値となる電流値に対して、第１電流値または第２電流値が上回っているか否か等が挙げられる（図８参照）。なお、この「しきい値」としては、例えば、前述したように第１電流値とグルコース濃度とが良好な比例関係を維持し得るグルコース濃度範囲のうちの上限近傍に設定された電流値が挙げられる。したがって、この「しきい値」よりも電流値が小さいということは、第１電流値とグルコース濃度とが良好な比例関係を維持していることを利用して、第１電流値からグルコース濃度を高い精度で算出し得ることを意味する。これを踏まえると、測定された第１電流値または第２電流値と、この「しきい値」とに基づいて、以下のような演算パターンを採用することができる。すなわち、本工程では、上述した所定の条件に基づき、いくつかの演算パターン（例えば後述する第１演算パターンと第２演算パターン）の中から１つの演算パターンを選択するという演算を行う。
【０１４０】
例えば、第１電流値がしきい値より小さい場合には、すなわち測定された第１電流値が図７の境界ＡＢよりも小さい電流値ＡＬに該当するときには、測定に供された間質液中のグルコース濃度が比較的低いと推察される。したがって、この場合には、演算装置２１０において、グルコース濃度の算出用に第１電流値を選択する（第１演算パターン）（図８のＳ５１）。
【０１４１】
一方、第１電流値がしきい値以上である場合には、すなわち測定された第１電流値が図７の境界ＡＢよりも大きい電流値ＡＨに該当するときには、測定に供された間質液中のグルコース濃度が比較的高いと推察される。したがって、この場合には、演算装置２１０において、グルコース濃度の算出用に第２電流値を選択する（第２演算パターン）（図８のＳ５２）。
【０１４２】
このように、演算装置２１０において、第１演算パターンと第２演算パターンとを含む演算パターン群の中から１つを選択して演算することにより、より広い範囲のグルコース濃度について、真の値により近いグルコース濃度を求めることができる。
【０１４３】
なお、図８には一例としてこれら２つの演算パターンを図示しているが、本工程における演算パターンはこれに限定されず、演算装置２１０では、さらに別の演算パターンが追加された３つ以上の演算パターンを含む演算パターン群の中から１つを選択し得るようになっていてもよい。
【０１４４】
別の演算パターンとしては、例えば、しきい値が一定の幅を持っている場合が挙げられる。この場合、仮に、測定された第１電流値がそのしきい値の電流範囲内に含まれているときには、第１電流値および第２電流値の双方を用いてグルコース濃度を算出するパターンが挙げられる。このときの演算の一例としては、第１電流値から算出されたグルコース濃度と第２電流値から算出されたグルコース濃度の平均をとる演算が挙げられる。
【０１４５】
［５］次に、電流値のベースラインである第３電流値を用いて、［４］で選択した電流値を補正する（Ｓ６）。この補正としては、例えば、［４］で選択した電流値から第３電流値を差し引くことが挙げられる。このような補正は、測定された第１電流値や第２電流値から、グルコース以外の成分（例えば妨害物質）等に由来する影響（ベースライン）を除去することを意味する。したがって、補正後の電流値は、実質的に、グルコース由来の電流のみを含むものになる。その結果、グルコース濃度の算出結果が妨害物質や環境因子等に影響を受けて真の値からずれてしまうのを抑制し、後述する工程においてより真の値に近いグルコース濃度を求めることができる。
【０１４６】
なお、補正の内容はこれに限定されない。また、本工程は必要に応じて行えばよく、省略されてもよい。
【０１４７】
［６］次に、演算装置２１０により、補正した電流値を検量線Ｃ１または検量線Ｃ２に照らしてグルコース濃度を算出する（Ｓ７）。
【０１４８】
以上のようにすれば、グルコース濃度が低くても高くても、最適な演算パターンを選択することによって、真の値により近いグルコース濃度を求めることができる。
【０１４９】
なお、上記検量線Ｃ１および検量線Ｃ２は、例えば既知の濃度でグルコースが含まれたリン酸緩衝液（標準液）を用いてあらかじめ作成される。例えば、グルコース濃度が異なる複数の標準液に検出部３００を浸漬し、作用電極と対電極との間に流れた電流値とグルコース濃度とをプロットエリアにプロットしたとき、得られた近似線が検量線Ｃ１および検量線Ｃ２となる。
【０１５０】
したがって、第１電流値からグルコース濃度を算出する場合には、検出部３００を標準液に接触させたとき、第１作用電極３１１１と対電極３１２との間に流れた電流値を用いて作成された検量線Ｃ１（図７参照）に照らして算出される。
【０１５１】
同様に、第２電流値からグルコース濃度を算出する場合には、検出部３００を標準液に接触させたとき、第２作用電極３１１２と対電極３１２との間に流れた電流値を用いて作成された検量線Ｃ２（図７参照）に照らして算出される。
【０１５２】
また、この工程［３］から工程［６］までは、少なくとも１回行えばよいが、複数回繰り返して行い、その間に測定されたグルコース濃度の平均値を求めるようにしてもよい。これにより、グルコース濃度をより優れた信頼度で求めることができる。
【０１５３】
さらに、以上のような工程［１］〜工程［６］を、所定の間隔を空けて繰り返し行うことにより、間質液中におけるグルコース濃度を連続的に測定することができる。
【０１５４】
＜検出素子の製造方法＞
次に、本発明の検出素子の製造方法の実施形態について説明する。
【０１５５】
図９は、本発明の検出素子の製造方法の実施形態を示す工程図であり、図１０〜図１３は、それぞれ本発明の検出素子の製造方法の実施形態を説明するための縦断面図である。なお、以下の説明では、図１０〜図１３中の上側を「上」、下側を「下」という。
【０１５６】
本実施形態に係る検出素子の製造方法は、図９に示すように、導電層３１５に対し、酵素を含む溶液６１をインクジェット法により塗布した後、得られた液状被膜を固化または硬化させて、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２を得る工程（感知層形成工程）と、中間層３２２の構成材料を含む溶液をインクジェット法により塗布した後、得られた液状被膜を固化または硬化させて、中間層３２２を得る工程（中間層形成工程）と、分析物調整層３２３の構成材料を含む溶液をインクジェット法により塗布した後、得られた液状被膜を固化または硬化させて、分析物調整層３２３を得る工程（分析物調整層形成工程）と、を有する。以下、各工程について順次説明する。
【０１５７】
［１］感知層形成工程（Ｓａ）
まず、図１０に示すように、導電層３１５のうち、第１作用電極３１１１および第２作用電極３１１２に対し、酵素を含む溶液６１をインクジェット法により塗布する。具体的には、インクジェットヘッド６２から酵素を含む溶液６１の液滴を吐出する。これにより、酵素を含む溶液６１からなる液状被膜を得る。このとき、溶液６１における酵素の濃度は、特に限定されないが、０．０１質量％以上１．０質量％以下であるのが好ましい。酵素の濃度を前記範囲内に設定することにより、酵素とグルコースとの接触頻度が最適化される。これにより、広い濃度幅においてグルコース濃度を精度よく測定することができる。
【０１５８】
また、導電層３１５のうち、第３作用電極３１１３に対し、無酵素層３３の構成材料を含む溶液６１’をインクジェット法により塗布する。これにより、液状被膜を得る。
【０１５９】
続いて、得られた液状被膜を固化または硬化させる。これにより、第１感知層３２１１、第２感知層３２１２および無酵素層３３を得る（図１１参照）。
【０１６０】
なお、液状被膜を固化または硬化させるタイミングは任意であり、各液状被膜の形成と固化（硬化）とを個別に行うようにしてもよい。
【０１６１】
［２］中間層形成工程（Ｓｂ）
次に、第１感知層３２１１、第２感知層３２１２および無酵素層３３に対し、中間層３２２の構成材料を含む溶液をインクジェット法により塗布する。これにより、液状被膜を得る。
【０１６２】
続いて、得られた液状被膜を固化または硬化させて、中間層３２２を得る（図１２参照）。
【０１６３】
［３］分析物調整層形成工程（Ｓｃ）
次に、中間層３２２に対し、分析物調整層３２３の構成材料を含む溶液をインクジェット法により塗布する。これにより、液状被膜を得る。
【０１６４】
続いて、得られた液状被膜を固化または硬化させて、分析物調整層３２３を得る（図１３参照）。以上のようにして検出部３００が得られる。そして、この検出部３００とその他の部品とを組み立てることにより、検出素子１００が得られる（図１、図２参照）。
【０１６５】
なお、感知層形成工程では、第１感知層３２１１および第２感知層３２１２の少なくとも一方（本実施形態では双方）を、インクジェット法を用いて形成する。感知層形成工程においてインクジェット法を用いることにより、酵素を含む溶液を、導電層３１５のうち目的とする領域に対して効率よく正確に塗布することができる。具体的には、導電層３１５のうち、第１作用電極３１１１および第２作用電極３１１２に対して選択的に溶液を塗布することができる。このため、溶液が意図しない領域に塗布されてしまったり、異なる溶液同士が混じり合ってしまったりするのを防止して、製造される検出素子１００の性能低下を抑制することができる。
【０１６６】
同様に、中間層形成工程および分析物調整層形成工程においてもインクジェット法を用いることにより、各溶液を目的とする領域に対して効率よく正確に塗布することができる。これにより、製造される検出素子１００の性能低下を抑制することができる。
【０１６７】
また、インクジェット法によれば、例えば、第２作用電極３１１２上に塗布される第２感知層３２１２を、図１１に示すように、第１作用電極３１１１上に塗布される第１感知層３２１１よりも厚くすることを容易に行える。このため、このような構造を含む検出素子１００を容易に（効率よく）製造することができる。
【０１６８】
さらに、インクジェット法によれば、インクジェットヘッドに複数の吐出ノズルを併設することができるので、設備の切り替え作業を伴うことなく、異なる溶液を次々に塗布することができる。このため、第１作用電極３１１１や第２作用電極３１１２の面積が非常に小さい場合であっても、それぞれの電極に必要な厚さの層を効率よく形成することができる。その結果、検出素子１００が非常に小型である場合でも、不良品を多数発生させることなく効率よく製造することができる。
【０１６９】
なお、検出素子１００の製造方法は、上記のものに限定されない。例えば、各溶液の塗布方法は、インクジェット法に限定されず、例えばスピンコート法、ディスペンサー法、印刷法、転写法等であってもよい。また、各工程における塗布方法は、互いに同じであっても異なっていてもよい。
【０１７０】
また、各溶液は、溶媒によって希釈されてもよい。溶媒としては、例えば、水、食塩水の他、各種有機溶剤等が挙げられる。
さらに、各溶剤には、各種添加剤等が含まれていてもよい。
【０１７１】
＜インスリン供給装置＞
また、本発明の検出素子は、上記のように測定装置に装着される他、例えば、インスリン供給装置（本発明の薬剤供給装置）に装着される。
【０１７２】
図１４は、本発明の検出素子をインスリン供給装置に装着した状態を模式的に示す斜視図である。
【０１７３】
図１４に示すインスリン供給装置１７１は、検出素子１００を接続して使用されるものであり、検出素子１００と、検出素子１００で得られた電流値を解析する処理回路２００を備えた演算装置２１０、および演算装置２１０で演算することで得られたグルコース濃度に基づいて皮下組織５０２に薬剤の一種であるインスリンを供給（投与）する針部１７２を備える供給部１７５と、検出素子１００を供給部１７５に装着（接続）するコネクター１３１と、処理回路２００とコネクター１３１とを接続する配線１３２と、を有する。このようなインスリン供給装置１７１では、演算装置２１０での演算により、間質液中のグルコース濃度が算出されたとき、それに基づいて、すなわち算出されたグルコース濃度が設定された濃度よりも高い場合に、針部１７２を介して、装着者にインスリンが自動的に投与される。
なお、供給されるのはインスリンに限定されず、それ以外の薬剤等であってもよい。
【０１７４】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。
【０１７５】
図１５は、本発明の測定装置の第２実施形態が有する検出素子が備える検出部を示す平面図である。なお、以下の説明では、図１５中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」と言う。
【０１７６】
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において前述した第１実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
【０１７７】
本実施形態に係る測定装置および検出素子は、図１５に示すように、第３作用電極３１１３および第３センシング層３２０３が省略されている以外、第１実施形態と同様である。このような本実施形態では、ベースライン（第３電流値）を用いた第１電流値および第２電流値の補正は行えないものの、依然として、広いグルコース濃度の範囲において、高い精度でグルコース濃度が求められるという効果を奏する。
なお、それ以外においても、本実施形態は、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【０１７８】
以上、本発明の検出素子、測定装置、薬剤供給装置および検出素子の製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１７９】
例えば、本発明の検出素子、測定装置および薬剤供給装置における各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明は、前記測定装置および薬剤供給装置のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【０１８０】
また、本発明の検出素子の製造方法は、前記実施形態に任意の工程が付加されたものであってもよい。
また、カニューレを皮下組織に挿入する他、皮内に挿入するようにしてもよい。
【０１８１】
さらに、測定装置および薬剤供給装置において、検出素子で測定された電流値は、配線を介することなく、処理回路に伝達するようにしてもよい。例えば、通信手段を介して無線で、電流値を処理回路に伝達するようにしてもよい。
【０１８２】
また、測定装置において、検出素子と表示部とは配線を介して接続されているものに限らず、これらが一体的に形成されているものであってもよいし、無線通信を介して接続されているものであってもよい。また、薬剤供給装置において、検出素子と供給部とは配線を介して接続されているものに限らず、これらが一体的に形成されているものであってもよいし、無線通信を介して接続されているものであってもよい。
【０１８３】
また、本発明の検出素子は、さらに、第１感知層および第２感知層と酵素の量が異なる別の感知層と、その感知層を支持する別の作用電極と、を１組または２組以上備えていてもよい。これにより、測定対象物質の濃度領域をさらに細かく細分化して、各感知層に分担させることにより、さらに高精度の測定が可能になる。
【０１８４】
また、第１感知層と第２感知層とで酵素の種類が同じであっても、異なっていてもよい。ただし、測定感度等の観点からは同じであるのが好ましい。
【実施例】
【０１８５】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．検出素子の製造
（実施例１）
＜１＞  まず、ポリイミドフィルムを基板３０１として用意した。
＜２＞  次いで、ポリイミドフィルム上に、マスクスパッター法により平均厚さ２００ｎｍのパターニングされた白金膜を、第１作用電極、第２作用電極、第３作用電極、対電極、参照電極および配線を含む導電層として形成した。
【０１８６】
＜３＞  次いで、白金膜が積層された基板をアセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を施した。これらのプラズマ処理は、それぞれ、基板を７０〜９０℃に加温した状態で、プラズマパワー１００Ｗ、ガス流量２０ｓｃｃｍ、処理時間５秒で行った。
【０１８７】
＜４＞  次いで、参照電極に対応する白金電極上に、銀−塩化銀粒子を含んだインクをインクジェット方式により乾燥後膜厚が３μｍになる量を充填し、１２０℃のオーブンで乾燥させることで、銀−塩化銀膜を形成した。これにより、参照電極を得た。
【０１８８】
＜５＞  次いで、ＧＯＤ（グルコースオキシダーゼ  活性度  １５０Ｕ／ｍｇ）５ｍｇを超純水６．１ｇに溶解させてＧＯＤ溶液とし、さらに得られたＧＯＤ溶液を１．２２ｇ秤量し、ＰＶＡ−ＳｂＱ（１３．３％水溶液）１．０ｇと混合させることで、感知層形成用材料を調製した。
【０１８９】
そして、この感知層形成用材料を、第１作用電極および第２作用電極の全面にインクジェット法を用いて塗布することにより、液状被膜を形成した後、５０℃で５分間乾燥させて薄膜を得た。その後、波長３６５ｎｍの紫外線を５分間照射して不溶化膜（硬化膜）を形成した。これにより、第１感知層および第２感知層を得た。
【０１９０】
なお、第１感知層の平均厚さは、０．４μｍ、第２感知層の平均厚さは、０．８μｍであった。
【０１９１】
＜６＞  次いで、ＰＶＡ−ＳｂＱ（１３．３％水溶液）１．０ｇと超純水１．２２ｇとを混合することで、無酵素層形成用材料を調製した。
【０１９２】
そして、この無酵素層形成用材料を、第３作用電極の全面にインクジェット法を用いて塗布することにより、液状被膜を形成した後、自然乾燥させて被膜を得た。その後、波長３６５ｎｍの紫外線を５分間照射して不溶化膜（硬化膜）を形成した。これにより、無酵素層を得た。
なお、無酵素層の平均厚さは、０．４μｍであった。
【０１９３】
＜７＞  次いで、ＰＶＡ−ＳｂＱ（１３．３％水溶液）１．０ｇと超純水１．２２ｇとを混合することで、中間層形成用材料を調製した。
【０１９４】
そして、この中間層形成用材料を、第１感知層、第２感知層および無酵素層に対してスピンコート法を用いて塗布することにより、液状被膜を形成した後、５分間自然乾燥させて薄膜を得た。その後、波長３６５ｎｍの紫外線を５分間照射して不溶化膜（硬化膜）を形成した。これにより、中間層を得た。
なお、中間層の平均厚さは、０．８μｍであった。
【０１９５】
＜８＞  次いで、ＰＰＧ（ポリプロピレングリコール）トリオール型（３００）０．４５ｇ、トルエン０．５ｇ、イソホロンジイソシアネート０．５ｇ、およびジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）１滴を撹拌させながら混合することで、分析物調整層形成用材料を調製した。
【０１９６】
そして、この分析物調整層形成用材料を、中間層に対してスピンコート法を用いて塗布することにより、液状被膜を形成した後、２４時間放置してウレタンを生成させることで、ウレタン結合を含む架橋構造を備え、ウレタン結合の形成の際に残存したイソシアネート基を有する構成をなす分析物調整層を得た。
なお、分析物調整層の平均厚さは、０．８μｍであった。
以上の工程により、図６の構成をなす検出部を作製した。
【０１９７】
（実施例２）
第３作用電極、ならびに、第３作用電極上に成膜した無酵素層、中間層および分析物調整層を省略した以外は、実施例１と同様にして検出部を作製した。すなわち、本実施例の検出部は、第１作用電極、第２作用電極、対電極、参照電極、および、これらの電極上に成膜した各層を有するものとなる。
【０１９８】
（比較例１）
第２作用電極、ならびに、第２作用電極上に成膜した第２感知層、中間層および分析物調整層を省略した以外は、実施例２と同様にして検出部を作製した。すなわち、本比較例１の検出部は、第１作用電極、対電極、参照電極、および、これらの電極上に成膜した各層を有するものとなる。
【０１９９】
（比較例２）
第１作用電極、ならびに、第１作用電極上に成膜した第１感知層、中間層および分析物調整層を省略した以外は、実施例２と同様にして検出部を作製した。すなわち、本比較例２の検出部は、第２作用電極、対電極、参照電極、および、これらの電極上に成膜した各層を有するものとなる。
【０２００】
（参考例１）
第２作用電極、ならびに、第２作用電極上に成膜した第２感知層、中間層および分析物調整層を省略した以外は、実施例１と同様にして検出部を作製した。すなわち、本参考例１の検出部は、第１作用電極、第３作用電極、対電極、参照電極、および、これらの電極上に成膜した各層を有するものとなる。
【０２０１】
（参考例２）
第１作用電極、ならびに、第１作用電極上に成膜した第１感知層、中間層および分析物調整層を省略した以外は、実施例１と同様にして検出部を作製した。すなわち、本参考例２の検出部は、第２作用電極、第３作用電極、対電極、参照電極、および、これらの電極上に成膜した各層を有するものとなる。
【０２０２】
２．評価
２−１．標準液における応答電流の測定および検量線の作成
まず、リン酸緩衝液とグルコースとを混合し、グルコース濃度が０、５０、１００、２００、３００、４００、５００ｍｇ／ｄＬになるようにそれぞれ調製したものを標準液として準備した。
そして、この標準液を３５℃で一定になるように加温した。
【０２０３】
次いで、加温された各標準液に、各実施例および各比較例の検出部を浸漬することで、各電極に対応する位置におけるセンシング層に標準液を含浸させた。
【０２０４】
次いで、標準液が含浸された検出部において、作用電極と参照電極との間に０．６Ｖの電圧を印加し、そのときに作用電極と対電極との間に流れる電流値を測定した。
【０２０５】
そして、各標準液のグルコース濃度とその標準液に検出部を浸漬したときに測定された電流値から検量線を作成した。
【０２０６】
なお、各実施例では、第１作用電極と対電極との間を流れる第１電流値と、第２作用電極と対電極との間を流れる第２電流値の双方から、個別に検量線を作成した。そして、第１作用電極の電流値から得られた検量線を「第１検量線」とし、第２作用電極の電流値から得られた検量線を「第２検量線」とした。
【０２０７】
２−２．グルコース感知精度の評価
まず、リン酸緩衝液と尿酸とアスコルビン酸とグルコースとを混合した。そして、グルコース濃度が１００ｍｇ／ｄＬになるように調製したものを「低濃度評価溶液」とし、グルコース濃度が５００ｍｇ／ｄＬになるように調製したものを「高濃度評価溶液」として、各評価溶液を準備した。
そして、この評価溶液を３５℃で一定になるように加温した。
【０２０８】
次いで、加温された各評価溶液に、各実施例、参考例および比較例の検出部を浸漬することで、各電極に対応する位置におけるセンシング層に評価溶液を含浸させた。
【０２０９】
次いで、評価溶液が含浸された検出部において、作用電極と参照電極との間に０．６Ｖの電圧を印加し、そのときに作用電極と対電極との間に流れる電流値を測定した。
【０２１０】
そして、あらかじめ取得しておいた検量線に基づいて、各評価溶液のグルコース濃度を算出した。
【０２１１】
なお、各実施例の検出部を用いてグルコース濃度を算出する際には、低濃度評価溶液と高濃度評価溶液とで、使用する作用電極を異ならせるようにした。すなわち、低濃度評価溶液のグルコース濃度を算出するときには、第１電流値を採用し、高濃度評価溶液のグルコース濃度を算出するときには、第２電流値を採用するようにした。
【０２１２】
次いで、各評価溶液について測定された電流値（グルコース由来の応答電流値）について、検量線からのずれ量を評価した。
【０２１３】
まず、検量線から、グルコース濃度が１００ｍｇ／ｄＬのときの電流値を求めた。次いで、この電流値を「低濃度時検量線電流値」としたとき、低濃度評価溶液について測定された第１電流値と低濃度時検量線電流値とのずれが、低濃度時検量線電流値に対してどの程度の割合であるかを算出した。そして、このずれの割合を、低濃度における評価指標とし、以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表１に示す。
【０２１４】
また、検量線から、グルコース濃度が５００ｍｇ／ｄＬのときの電流値を求めた。次いで、この電流値を「高濃度時検量線電流値」としたとき、高濃度評価溶液について測定された第２電流値と高濃度時検量線電流値とのずれが、高濃度時検量線電流値に対してどの程度の割合であるかを算出した。そして、このずれの割合を、高濃度における評価指標とし、以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表１に示す。
【０２１５】
一方、各実施例および各参考例のうち、検出部が第３作用電極を有している場合には、低濃度評価溶液について測定された第１電流値から、第３作用電極と対電極との間に流れる第３電流値を差し引く補正を行った。
【０２１６】
そして、上記と同様、低濃度評価溶液について、補正後の電流値と低濃度時検量線電流値とのずれが、低濃度時検量線電流値に対してどの程度の割合であるかを算出した。そして、このずれの割合を、低濃度における評価指標とし、以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表１に示す。
【０２１７】
同様に、各実施例および参考例のうち、検出部が第３作用電極を有している場合には、高濃度評価溶液について測定された第２電流値から、第３作用電極と対電極との間に流れる第３電流値を差し引く補正を行った。
【０２１８】
そして、上記と同様、高濃度評価溶液について、補正後の電流値と高濃度時検量線電流値とのずれが、高濃度時検量線電流値に対してどの程度の割合であるかを算出した。そして、このずれの割合を、高濃度における評価指標とし、以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表１に示す。
【０２１９】
＜ずれの割合の評価基準＞
◎：ずれの割合が５０％未満である
○：ずれの割合が５０％以上１００％未満である
△：ずれの割合が１００％以上１５０％未満である
×：ずれの割合が１５０％以上である
【０２２０】
【表１】
2018019826.tif 000003
【０２２１】
表１に示したように、各実施例の検出部では、評価指標（ずれの程度）が相対的に小さいため、評価溶液のグルコース濃度を比較的高い精度で求められることが明らかとなった。このような結果となった理由の１つは、各実施例の検出部が第１作用電極と第２作用電極の２つを有し、低濃度評価溶液については第１作用電極から得られた第１電流値を用いてグルコース濃度を求め、高濃度評価溶液については第２作用電極から得られた第２電流値を用いてグルコース濃度を求めるようにしたことにあると推察される。すなわち、２つの作用電極のそれぞれが得意としているグルコース濃度の測定を担うように、評価溶液の濃度に応じて作用電極を使い分けることにより、幅広いグルコース濃度を高い精度で測定することが可能になると言える。
【０２２２】
なお、上記のことを裏付けるために、作用電極の選択を上記とは逆にしてグルコース濃度を算出する参考試験を行った。その結果、上記の場合よりも評価指標が悪化した。このことから、２つの作用電極を、評価溶液のグルコース濃度に応じて使い分けることは、幅広いグルコース濃度を高い精度で測定するにあたって有効であることが裏付けられた。
【０２２３】
また、第３電流値を用いて第１電流値や第２電流値の補正を行った場合、補正を行わなかった場合よりも評価指標が改善した。このことから、第３電流値を利用した補正は、例えば尿酸やアスコルビン酸といった成分が含まれる溶液についてグルコース濃度を測定するとき、測定値を真の値に近づけるために有効であると認められる。
【符号の説明】
【０２２４】
３３…無酵素層、６１…溶液、６１’…溶液、６２…インクジェットヘッド、１００…検出素子、１０１…測定装置、１１０…本体部、１１１…カニューレ、１１２…貫通孔、１１３…窓部、１１４…中空部、１２０…着脱部、１２１…針部、１２２…把持部、１３１…コネクター、１３２…配線、１５１…モニター、１５５…表示部、１７１…インスリン供給装置、１７２…針部、１７５…供給部、２００…処理回路、２１０…演算装置、３００…検出部、３０１…基板、３１２…対電極、３１３…参照電極、３１４…配線、３１５…導電層、３２２…中間層、３２３…分析物調整層、４００…回路、５０１…表皮、５０２…皮下組織、５０３…血管、３１１１…第１作用電極、３１１２…第２作用電極、３１１３…第３作用電極、３２０１…第１センシング層、３２０２…第２センシング層、３２０３…第３センシング層、３２１１…第１感知層、３２１２…第２感知層、ＡＢ…境界、ＡＨ…電流値、ＡＬ…電流値、Ｃ１…検量線、Ｃ２…検量線、ＧＢ…境界、ＧＨ…領域、ＧＬ…領域
【図１】
2018019826.tif 000004
【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】
2018019826.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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