(57)【要約】【課題】センサに直接排尿するという簡便な方式により、空気孔を塞ぐことなく確実に一定量の試料を導入することができ、試料中に含まれる２つの成分を正確に定量する測定デバイス及び測定装置を提供する。【解決手段】内壁で囲まれ、試料を収容するための第１の試料収容室（１１６）と、前記第１の試料収容室と連通し、前記第１の試料収容室内に前記試料を導入するための第１の試料導入口（１２６）と、内壁で囲まれ、前記試料を収容するための第２の試料収容室（１２０）と、前記第２の試料収容室と連通し、前記第２の試料収容室内に前記試料を導入するための第２の試料導入口（１３０）と、前記第１の試料収容室と前記第２の試料収容室との間において内壁で囲まれ、前記第１の試料収容室及び前記第２の試料収容室と連通する排気用通路と、前記排気用通路と連通する排気孔（１２８）とを備える測定デバイス。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁で囲まれ、試料を収容するための第１の試料収容室と、
前記第１の試料収容室と連通し、前記第１の試料収容室内に前記試料を導入するための第１の試料導入口と、
内壁で囲まれ、前記試料を収容するための第２の試料収容室と、
前記第２の試料収容室と連通し、前記第２の試料収容室内に前記試料を導入するための第２の試料導入口と、
前記第１の試料収容室と前記第２の試料収容室との間において内壁で囲まれ、前記第１の試料収容室及び前記第２の試料収容室と連通する排気用通路と、
前記排気用通路と連通する排気孔と
を備える測定デバイス。
【請求項２】
第１の基板と、
第１のスリットを有する第１のスペーサと、
第２のスリットを有する第２のスペーサと、
第３のスリットを有する第３のスペーサと、
第２の基板と
を備え、
前記第１の基板、前記第１のスペーサ、前記第３のスペーサ、前記第２のスペーサ及び前記第２の基板が順に、前記第３のスリットと前記第１のスリットの一部とが重なり、かつ前記第２のスリットと前記第３のスリットの一部とが重なるように積層され、
前記第１の基板及び前記第３のスペーサにより挟まれた前記第１のスペーサの前記第１のスリットが前記第１の試料収容室として機能し、
前記第１のスリットの開口部が前記第１の試料導入口として機能し、
前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサにより挟まれた前記第３のスペーサの前記第３のスリットが前記排気用通路として機能し、
前記第３のスリットの開口部が前記排気孔として機能し、
前記第３のスペーサ及び前記第２の基板により挟まれた前記第２のスペーサの前記第２のスリットが前記第２の試料収容室として機能し、
前記第２のスリットの開口部が前記第２の試料導入口として機能し、
前記排気孔が、前記第１の基板及び前記第２の基板により挟まれた位置に設けられている、請求項１に記載の測定デバイス。
【請求項３】
前記第１の試料導入口から、前記第３のスリットと前記第１のスリットとが重なっている部分に向かう方向に垂直な前記第１の試料収容室の断面積、並びに前記第２の試料導入口から、前記第２のスリットと前記第３のスリットとが重なっている部分に向かう方向に垂直な前記第２の試料収容室の断面積に比べて、
前記第３のスリットと前記第１のスリットとが重なっている部分及び前記第２のスリットと前記第３のスリットとが重なっている部分から前記排気孔に向かう方向に垂直な前記排気用通路の断面積が大きい、請求項２に記載の測定デバイス。
【請求項４】
前記第１の試料収容室を囲む内壁の内面、及び前記第２の試料収容室を囲む内壁の内面に比べて、前記排気用通路を囲む内壁の内面の水に対する親和性が低い、請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定デバイス。
【請求項５】
前記第１の試料収容室内に配置されたクレアチニン測定用試薬と、
前記第２の試料収容室内に配置された少なくとも２つの電極と
をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の測定デバイス。
【請求項６】
前記第１の試料収容室内に配置された少なくとも２つの電極をさらに備える、請求項５に記載の測定デバイス。
【請求項７】
前記試料が尿であり、
請求項５に記載の測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部、
前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスの前記第１の試料収容室内におけるクレアチニンと前記クレアチニン測定用試薬との反応の量を電気化学的または光学的に測定する第１の測定部、
前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスの前記第２の試料収容室内における前記尿の電気特性を測定する第２の測定部、及び
前記第１の測定部により測定された前記反応量と前記第２の測定部により測定された前記電気特性とに基づき、前記尿中への塩分の排泄量を反映する値を求める演算部を備える測定装置。
【請求項８】
前記第３のスペーサの外壁面が、前記第１の試料収容室を囲む内壁の内面、及び前記第２の試料収容室を囲む内壁の内面に比べて水に対する親和性が低い、請求項１〜４のいずれか１項に記載の測定デバイス。
【請求項９】
請求項８記載の測定装置において、前記試料を導入する時に前記第１の試料導入口および前記第２の試料導入口が前記排気用通路より下に存在することを特徴とする測定装置。
【請求項１０】
請求項８記載の測定装置において、前記測定デバイス取り付け部が弾力を持った素材からなり、前記デバイスを取り付けた際に前記排気孔と連通する第２の排気孔を具備することを特徴とする測定装置。
【請求項１１】
前記第２の排気孔が、前記測定装置の筐体の内部に連通していることを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中に含まれる複数成分の定量を行うための測定デバイス及び測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料中に含まれる物質の測定は分析化学や臨床化学の分野において重要である。臨床化学の分野においては、生体液である血液や尿などの試料中に含まれる物質の濃度を測定することにより、その濃度の値から被験者の疾病の診断や予防が行われている。上記の生体液の中でも、尿は体を傷付けることなく採取できるため、被験者の体の負担が少なく、測定に供する試料として好都合である。これまで、このような尿を試料として用いる複数種類の物質の濃度測定、いわゆる尿検査が医療分野にて実施されている。
【０００３】
試料中に含まれる複数成分の測定を行うためのセンサとして、毛細管現象により一定量の試料を採取することができる２つの空間部を備えるセンサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、絶縁性の基板の両面上に、電極系及び試薬層を備える空間部をそれぞれ設け、一方の面上に設けられた試薬層にはグルコースオキシダーゼを含み、他方の面上に設けられた試薬層にはフルクトースデヒドロゲナーゼを含むセンサが開示されている。このセンサの各空間部と連通する試料導入口に試料を接触させると、毛細管現象によって両方の空間部内に一定量の試料が導入される。試薬層中に含まれる酵素と試料中の成分との反応量を、各電極系を用いて測定することにより、一方の電極系を用いてグルコースの濃度を測定し、他方の電極系を用いてフルクトースの濃度を測定することができる。このように、試薬層を必要とする２つの項目の濃度を同時に測定するためにはこのような２つの空間部を備えるセンサが有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１９６５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、健康意識の向上から尿検査の有用性は日増しに高くなってきており、可能である限り簡便な方法で尿検査を行うことができることが切望されている。この際、もしセンサに直接排尿するという動作だけで尿を正しくサンプリングし、２つの成分の濃度を測定できれば大変有用である。しかし、もし特許文献１に記載のセンサに直接排尿する形で尿検査を行いセンサ内に試料を導入しようとすると、センサの側面に設けられた排気孔にも誤って尿がかかるおそれがあった。そのため、試料が必要量導入されるより前に排気孔に試料がふれると、排気孔を試料が塞ぐ形となり、試料導入口から必要量の試料を導入することができないので、正確な測定を行うことができなくなるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、センサに直接排尿するという簡便な方式により、空気孔を塞ぐことなく確実に一定量の試料を導入することができ、試料中に含まれる２つの成分を正確に定量することができる測定デバイス及び測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来の問題を解決するために、本発明の測定デバイスは、内壁で囲まれ、試料を収容するための第１の試料収容室と、前記第１の試料収容室と連通し、前記第１の試料収容室内に前記試料を導入するための第１の試料導入口と、内壁で囲まれ、前記試料を収容するための第２の試料収容室と、前記第２の試料収容室と連通し、前記第２の試料収容室内に前記試料を導入するための第２の試料導入口と、前記第１の試料収容室と前記第２の試料収容室との間において内壁で囲まれ、前記第１の試料収容室及び前記第２の試料収容室と連通する排気用通路と、前記排気用通路と連通する排気孔とを備える。
【０００８】
また、本発明の測定装置は、前記試料が尿であり、前記第１の試料収容室内に配置されたクレアチニン測定用試薬と、前記第２の試料収容室内に配置された少なくとも２つの電極とをさらに備える、上記の測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスの前記第１の試料収容室内におけるクレアチニンと前記クレアチニン測定用試薬との反応の量を電気化学的または光学的に測定する第１の測定部、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスの前記第２の試料収容室内における前記尿の電気特性を測定する第２の測定部、及び前記第１の測定部により測定された前記反応量と前記第２の測定部により測定された前記電気特性とに基づき、前記尿中への塩分の排泄量を反映する値を求める演算部を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の測定デバイス及び測定装置によれば、簡易な操作により確実に試料を導入することができ、試料中に含まれる２つの成分を正確に定量することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態における測定デバイスの構成を示す分解斜視図
【図２】同実施の形態における測定装置の外観を示す斜視図
【図３】同測定装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の他の実施の形態における測定デバイスの構成を示す分解斜視図
【図５】同実施の形態における測定装置の外観を示す斜視図
【図６】同測定装置の構成を示すブロック図
【図７】同測定装置の使用する様子を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の測定デバイスは、内壁で囲まれ、試料を収容するための第１の試料収容室と、前記第１の試料収容室と連通し、前記第１の試料収容室内に前記試料を導入するための第１の試料導入口と、内壁で囲まれ、前記試料を収容するための第２の試料収容室と、前記第２の試料収容室と連通し、前記第２の試料収容室内に前記試料を導入するための第２の試料導入口と、前記第１の試料収容室と前記第２の試料収容室との間において内壁で囲まれ、前記第１の試料収容室及び前記第２の試料収容室と連通する排気用通路と、前記排気用通路と連通する排気孔とを備える。本発明の測定デバイスは、２つの試料収容室を備えているので、試料中に含まれる２つの成分の定量を行うことができる。第１の試料導入口及び第２の試料導入口に試料を接触させると、第１の試料導入口及び第２の試料導入口を通して前記第１の試料収容室及び前記第２の試料収容室内に毛細管現象により試料が導入される。このとき、前記第１の試料収容室及び前記第２の試料収容室内の空気は、前記第１の試料収容室及び前記第２の試料収容室と連通する排気用通路を通って、前記排気用通路と連通する排気孔から排気される。排気孔と連通する排気用通路は、前記第１の試料収容室と前記第２の試料収容室との間に設けられているので、使用者が第１の試料導入口及び第２の試料導入口に向けて直接排尿した場合であっても、排気孔に尿がかかる可能性が低くなる。したがって、本発明の測定デバイスによれば、簡易な操作により確実に試料を導入することができ、試料中に含まれる２つの成分を正確に定量することができる。
【００１２】
本発明の測定デバイスは、第１の基板と、第１のスリットを有する第１のスペーサと、第２のスリットを有する第２のスペーサと、第３のスリットを有する第３のスペーサと、第２の基板とを備え、前記第１の基板、前記第１のスペーサ、前記第３のスペーサ、前記第２のスペーサ及び前記第２の基板が順に、前記第３のスリットと前記第１のスリットの一部とが重なり、かつ前記第２のスリットと前記第３のスリットの一部とが重なるように積層され、前記第１の基板及び前記第３のスペーサにより挟まれた前記第１のスペーサの前記第１のスリットが前記第１の試料収容室として機能し、前記第１のスリットの開口部が前記第１の試料導入口として機能し、前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサにより挟まれた前記第３のスペーサの前記第３のスリットが前記排気用通路として機能し、前記第３のスリットの開口部が前記排気孔として機能し、前記第３のスペーサ及び前記第２の基板により挟まれた前記第２のスペーサの前記第２のスリットが前記第２の試料収容室として機能し、前記第２のスリットの開口部が前記第２の試料導入口として機能し、前記排気孔が、前記第１の基板及び前記第２の基板により挟まれた位置に設けられていることが好ましい。このようにすると、前記第１の基板及び前記第２の基板により挟まれた位置に、前記排気用通路と連通する前記排気孔が設けられているので、使用者が第１の試料導入口及び第２の試料導入口に向けて直接排尿した場合に排気孔に尿がかかる可能性をなくすことができる。
【００１３】
本発明の測定デバイスにおいて、前記第１の試料導入口から、前記第３のスリットと前記第１のスリットとが重なっている部分に向かう方向に垂直な前記第１の試料収容室の断面積、並びに前記第２の試料導入口から、前記第２のスリットと前記第３のスリットとが重なっている部分に向かう方向に垂直な前記第２の試料収容室の断面積に比べて、前記第３のスリットと前記第１のスリットとが重なっている部分及び前記第２のスリットと前記第３のスリットとが重なっている部分から前記排気孔に向かう方向に垂直な前記排気用通路の断面積が大きいことが好ましい。このようにすると、第１の試料導入口及び第２の試料導入口を通して前記第１の試料収容室及び前記第２の試料収容室内に毛細管現象により導入された試料の流れが、排気用通路の手前において確実に止まるので、一定量の試料を確実に採取することができる。
【００１４】
本発明の測定デバイスにおいて、前記第１の試料収容室を囲む内壁の内面、及び前記第２の試料収容室を囲む内壁の内面に比べて、前記排気用通路を囲む内壁の内面の水に対する親和性が低くてもよい。このようにすると、第１の試料導入口及び第２の試料導入口を通して前記第１の試料収容室及び前記第２の試料収容室内に毛細管現象により導入された試料の流れが、排気用通路の手前において確実に止まるので、一定量の試料を確実に採取することができる。
また、本発明の測定デバイスにおいて、前記第１の試料収容室を囲む内壁の内面、及び前記第２の試料収容室を囲む内壁の内面に比べて、前記第３のスペーサの外壁面の、少なくとも前記第１の試料導入口と、前記第２の試料導入口との間に存在する外壁面の水に対する親和性が低くてもよい。このようにすると、第１の試料導入口及び第２の試料導入口を外壁を通じて通じることを防止できるため、毛細管現象により導入された第１の試料収容室および第２の試料収容室内の試料が混在することを防ぐことができ、各々の電極系での測定を正確に行うことができる。
【００１５】
本発明の測定デバイスにおいて、前記第１の試料収容室内に配置されたクレアチニン測定用試薬と、前記第２の試料収容室内に配置された少なくとも２つの電極とをさらに備えることが好ましい。このようにすると、第１の試料収容室内において試料中に含まれるクレアチニンを測定することができ、第２の試料収容室内において試料の電気特性を測定することができる。
【００１６】
本発明において、クレアチニン測定用試薬としては、ピクリン酸、クレアチニンと特異的に反応をする酵素、クレアチニンと直接反応するメディエータ等が挙げられる。クレアチニンと特異的に反応をする酵素としては、クレアチニンデイミナーゼ、クレアチニンアミドヒドロラーゼ（クレアチニナーゼ）等が挙げられる。クレアチニンと直接反応するメディエータとしては、ヘキサシアノフェレート、ヘキサシアノルテネート、１−メトキシ−５−メチルフェナジニウムメチルスルフェート（以下、Ｍ−ＰＭＳと略称する）、１，２−ナフトキノン、５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン、［Ｏｓ（ｂｐｙ）（５，５’−ｄｍｂｐｙ）２］２＋／３＋、［Ｏｓ（４，４’−ｄｍｂｐｙ）２（５，５’−ｄｍｂｐｙ）］２＋／３＋、［Ｏｓ（５，５’−ｄｍｂｐｙ）２（ｄｐａ）］２＋／３＋等が挙げられる。
【００１７】
本発明において、クレアチニン測定用試薬としてクレアチニンと直接反応するメディエータを用いることが好ましい。このようにすると、クレアチニンに作用する酵素やピクリン酸がない状態において、クレアチニンとクレアチニン測定用試薬とが直接反応するので、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸などの妨害成分の影響を受けることなく反応が進行する。そのため、尿や血液などの生体試料を用いた場合であっても、精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。
【００１８】
本発明の測定デバイスは、第１の試料収容室内にリン酸系緩衝剤が配置されていることが好ましい。このようにすると、クレアチニンとクレアチニン測定用試薬との直接反応の反応速度が速くなるため、測定時間を短縮することができる。
【００１９】
本発明において用いられるリン酸系緩衝剤としては、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム等が挙げられる。
【００２０】
本発明の測定デバイスにおいて、前記第１の試料収容室内に配置された少なくとも２つの電極をさらに備えてもよい。このようにすると、第１の試料収容室内において電気化学的に試料中に含まれるクレアチニンを測定することができる。
【００２１】
本発明の測定装置は、前記試料が尿であり、前記第１の試料収容室内に配置されたクレアチニン測定用試薬と、前記第２の試料収容室内に配置された少なくとも２つの電極とをさらに備える、上記の測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスの前記第１の試料収容室内におけるクレアチニンと前記クレアチニン測定用試薬との反応の量を電気化学的または光学的に測定する第１の測定部、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスの前記第２の試料収容室内における前記尿の電気特性を測定する第２の測定部、及び前記第１の測定部により測定された前記反応量と前記第２の測定部により測定された前記電気特性とに基づき、前記尿中への塩分の排泄量を反映する値を求める演算部を備える。
【００２２】
尿の電気特性は、尿中に含まれる電解質の濃度を反映している。尿中に含まれる電解質の濃度は、尿中に含まれる塩分の濃度と相関がある。塩分等の成分は、水分摂取、発汗などの影響を受け、濃縮または希釈されて尿中に排泄される。そのため、昼間、夜間を問わず随時に採取された尿である随時尿中に含まれる塩分等の尿中成分の濃度は、尿の濃縮・希釈の影響を受けて変動する。
【００２３】
一方、クレアチニンは筋肉量に依存して産生されることから、単位時間当たりの尿中へのクレアチニンの排泄量は一定であることが知られている。そこで、随時尿を用いた場合であっても、例えば、測定された尿中成分濃度のクレアチニン濃度に対する比（尿中成分／クレアチニン比）を求めることにより、尿の濃縮・希釈の影響を補正することができる。
【００２４】
本発明の測定装置によると、クレアチニン濃度を精度良く反映している、尿中に含まれるクレアチニンとクレアチニン測定用試薬との反応の量と、塩分濃度を反映している尿の電気特性とを用いることにより、尿の濃縮・希釈の影響が精度良く補正されるので、尿中への塩分の排泄量を適切に反映する値を求めることができる。
また、本発明の測定装置によると、大気圧中においても試薬の表面張力により試料収容室内に試料を再現よく保持できるため、縦向きに保持した形で使用することができ、試料が筐体の外壁を伝って手を汚すようなことなく清潔に使用することができる。
【００２５】
ここで、尿の電気特性としては、抵抗、導電率、インピーダンス、入力された電流（または電圧）信号に対して出力される電圧（または電流）信号、入力された交流信号の位相と出力される交流信号の位相との位相差等が挙げられる。
【００２６】
尿中への塩分の排泄量を反映する値としては、クレアチニン単位量当たりの塩分量、単位時間（例えば１日）当たりの尿中塩分排泄量、単位時間（例えば１日）当たりの塩分摂取量等が挙げられる。
【００２７】
試料としては、水溶液の他、血液、血清、血漿、尿、間質液、リンパ液、唾液などの体液が挙げられる。特に、尿は非侵襲的に在宅での日常の健康管理を行うためには非常に有効的な試料である。これらの体液中のイオン種および尿素の濃度は比較的高いので、本発明の効果が非常に高く得られる。
【００２８】
本発明における少なくとも２つの電極の材料としては、金、白金、パラジウムあるいはそれらの合金または混合物、及びカーボンのいずれかを少なくとも含むものが好ましい。これらの材料は化学的、電気化学的に安定であり、安定した測定を実現することができる。第３の電極として、電位の安定した電極、例えばＡｇ／ＡｇＣｌや飽和カロメル電極等の参照電極を、上記２つの電極と組み合わせて使用してもよい。２つの電極のうち一方の電極の電位を第３の電極に対して規制するようにすると、測定のための電位が安定するので好ましい。また、２つの電極のうち他方の電極として、例えばＡｇ／ＡｇＣｌや飽和カロメル電極等を用いても良い。
【００２９】
本発明の測定デバイスにおいては、クレアチニン測定用試薬が乾燥状態で備えられ、試料収容室内に試料が導入されたときに試料に溶解するように配置されていることが好ましい。
【００３０】
例えば、ガラス繊維や濾紙等から構成される多孔性の担体にクレアチニン測定用試薬を含む溶液を含浸させた後、乾燥させることによりクレアチニン測定用試薬を上記担体に担持させ、当該担体を試料と接する部分に設ければよい。また、測定デバイスにおける試料と接する部分の壁面に、クレアチニン測定用試薬を含む溶液を直接塗布した後乾燥することによりクレアチニン測定用試薬を配置してもよい。
【００３１】
上記測定デバイスは着脱可能な状態で測定装置の測定デバイス取付け部に取付けられる。その際、測定デバイス取り付け部が弾力を持った素材からなり、前記デバイスを取り付けた際に密着し、前記排気孔と連通する第２の排気孔を具備する。また、第２の排気孔は測定装置の筐体の内部に連通している。このようにすることにより、測定デバイスの排気孔が使用中に尿の近傍で露出することなく、尿によって塞がれてしまう可能性を減らすことができる。また、特に尿や血液などの生体液を用いる場合には衛生的な観点から、測定デバイスは使い捨てであることが好ましい。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る測定デバイスについて、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態における測定デバイスの構成を示す分解斜視図である。
【００３４】
本実施の形態においては、試料が尿であり、尿中に含まれるクレアチニン、及び尿中に含まれる塩分と相関のある尿の電気特性を測定する場合について説明する。本実施の形態においては、クレアチニン測定用試薬としてフェリシアン化カリウムを用いる。
【００３５】
本実施の形態に係る測定デバイス１００は、試料である尿中に含まれるクレアチニンを電気化学的に測定するとともに尿の電気特性を測定し、これらの測定結果を用いて、１日に排泄される尿中に含まれる塩分の量を推定する方法に用いられる。
【００３６】
本実施の形態に係る測定デバイス１００は、絶縁性の第１の基板１０２と、第１の連通孔１２２を有する第１のカバー１１２とが、第１のスリット１１６を有する第１のスペーサ１０６を挟んで組み合わされることにより構成されるクレアチニン測定部、及び絶縁性の第２の基板１０４と、第２の連通孔１２４を有する第２のカバー１１４とが、第２のスリット１２０を有する第２のスペーサ１１０を挟んで組み合わされることにより構成される電気特性測定部を備えている。さらに、クレアチニン測定部及び電気特性測定部は、第１のカバー１１２と第２のカバー１１４とにより、第３のスリット１１８を有する第３のスペーサ１０８が挟まれるように組み合わされた構造を有している。ここで、第１のスリット１１６及び第３のスリット１１８は第１の連通孔１２２を介して互いに連通しており、第２のスリット１２０及び第３のスリット１１８は第２の連通孔１２４を介して互いに連通している。図のように張り合わせると、第1の試料導入口１２６および第2の試料導入口１３０と排気孔１２８は反対の方向を向いている。また、排気孔１２８は測定デバイス１００の内側に存在する形となる。このような構造にすることにより、尿を直接かける動作により尿検査を行う場合においても排気孔１２８に尿が触れて塞いでしまうことを極力避けることができる。ここで、第1のスリット１１６および第２のスリット１２０の空間の占める容量がそれぞれクレアチニン測定に必要な尿の量および電気特性測定に必要な量であるが、試薬量を節約したい場合など、第1のスリット１１６あるいは第２のスリット１２０の容量を十分少なくしても、第3のスリット１１８の長さを必要に応じて長くすることで測定デバイス１００の全体の長さを自由に長くすることができる。このため、尿が排気孔１２８を塞がない機能を持たせることができるのと同時に、必要最小限の試料のみを使用する測定デバイスを作製することができる。
【００３７】
第１の基板１０２上には、第１の電極１３２、第２の電極１３４、第１の電極１３２と電気的に接続された第１のリード１４２、及び第２の電極１３４と電気的に接続された第２のリード１４４が配置されている。また、第１の電極１３２及び第２の電極１３４上には、クレアチニン測定用試薬を含む試薬層１７０が配置されている。
【００３８】
一方、第２の基板１０４上には、第３の電極１５２、第４の電極１５４、第５の電極１５６、第６の電極１５８、第３の電極１５２と電気的に接続された第３のリード１６２、第４の電極１５４と電気的に接続された第４のリード１６４、第５の電極１５６と電気的に接続された第５のリード１６６、及び第６の電極１５８と電気的に接続された第６のリード１６８が配置されている。第１の基板１０２の寸法は、適宜設定すればよいが、例えば、幅が７ｍｍ程度、長さが３０ｍｍ程度、厚みが０．７ｍｍ程度である。
【００３９】
次に、測定デバイス１００の製造方法について説明する。
【００４０】
まず、ポリエチレンテレフタレート製である第１の基板１０２上に、樹脂製の電極パターンマスクを設置した状態でパラジウムをスパッタリングすることによって、第１の電極１３２、第２の電極１３４、第１のリード１４２、及び第２のリード１４４を形成する。第１の電極１３２及び第２の電極１３４は、それぞれ第１のリード１４２及び第２のリード１４４によって、後述する尿中塩分量測定装置の端子と電気的に接続される。
【００４１】
次に、ポリエチレンテレフタレート製である第２の基板１０４上に、上記の電極パターンマスクとは異なるパターンを有する電極パターンマスクを設置した状態でパラジウムをスパッタリングすることによって、第３の電極１５２、第４の電極１５４、第５の電極１５６、第６の電極１５８、第３のリード１６２、第４のリード１６４、第５のリード１６６、及び第６のリード１６８を形成する。第３の電極１５２、第４の電極１５４、第５の電極１５６、及び第６の電極１５８は、それぞれ第３のリード１６２、第４のリード１６４、第５のリード１６６、及び第６のリード１６８によって、後述する測定装置の端子と電気的に接続されている。
【００４２】
次に、第１の基板１０２上に設けられた第１の電極１３２及び第２の電極１３４上に、クレアチニン測定用試薬であるフェリシアン化カリウム、リン酸二水素カリウム、及びリン酸水素二カリウムを溶解した水溶液を、マイクロシリンジなどを用いて一定量滴下した後、第１の基板１０２を室温〜３０℃程度の環境に静置して乾燥させることにより試薬層１７０を形成する。塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び量は、必要とするデバイスの特性やサイズに応じて選択すればよいが、例えば、試薬を含む水溶液中の３価のヘキサシアノフェレートの濃度が８ｍｇ／ｄＬ程度であり、滴下量が０．７ｍＬ程度である。また、試薬層１７０を形成する領域の面積は、試料に対する試薬の溶解性などを鑑みて適宜選択すればよいが、例えば、その面積を３ｍｍ２程度とする。
【００４３】
次に、図１に示すように、第１の基板１０２、第１のスペーサ１０６、第１のカバー１１２、第３のスペーサ１０８、第２のカバー１１４、第２のスペーサ１１０、及び第２の基板１０４を組み合わせる。各部材はすべてポリエチレンテレフタレート製である。各部材の各接合部分に接着剤を塗布し、これらを張り合わせた後、押圧して静置し接着させる。この方法に代えて、接着剤を塗布せずに組み合わせた後、市販の溶着機を用いて接合部分を熱または超音波によって溶着させてもよい。
【００４４】
第１の基板１０２、第１のスペーサ１０６及び第１のカバー１１２を組み合わせたときに、第１の基板１０２、第１のスペーサ１０６に設けられた第１のスリット１１６及び第１のカバー１１２により形成される空間部が、クレアチニン測定用の第１の試料収容室として機能する。また、第１のスリット１１６の開口部がクレアチニン測定用の第１の試料導入口１２６として機能する。
【００４５】
一方、第２の基板１０４、第２のスペーサ１１０及び第２のカバー１１４を組み合わせたときに、第２の基板１０４、第２のスペーサ１１０に設けられた第２のスリット１２０及び第２のカバー１１４により形成される空間部が、尿の電気特性用の第２の試料収容室として機能する。また、第２のスリット１２０の開口部が尿の電気特性用の第２の試料導入口１３０として機能する。
【００４６】
また、第１のカバー１１２、第３のスペーサ１０８及び第２のカバー１１４を組み合わせたときに、第１のカバー１１２、第３のスペーサ１０８に設けられた第３のスリット１１８及び第２のカバー１１４により形成される空間部が、排気用通路として機能する。また、第３のスリット１１８の開口部が排気孔１２８として機能する。
【００４７】
第３のスペーサ１０８の厚みは、第１のスペーサ１０６及び第２のスペーサ１１０よりも厚くなるように設定されている。これにより、第１の連通孔１２２及び第２の連通孔１２４から排気孔１２８に向かう方向に垂直な排気用通路の断面積は、第１の試料導入口１２６から第１の連通孔１２２に向かう方向に垂直な第１の試料収容室の断面積及び第２の試料導入口１３０から第２の連通孔１２４に向かう方向に垂直な第２の試料収容室の断面積よりも大きい。
【００４８】
次に、本実施の形態に係る測定装置及びそれを用いた尿中塩分量測定方法について、図２及び３を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る測定装置２００の外観を示す斜視図、図３は測定装置２００の構成を示すブロック図である。
【００４９】
まず、測定装置２００の構成について、図２を参照しながら説明する。
【００５０】
測定装置２００の筐体２０２には、測定装置２００に測定デバイス１００を取付けるための測定デバイス取付け部２０８、測定結果等が表示されるディスプレイ２０４、及び測定装置２００によるクレアチニン及び尿の電気特性の測定を開始させるための測定開始ボタン２０６が設けられている。また、測定デバイス取付け部２０８の内部には、測定デバイス取付け部２０８に取り付けられた測定デバイス１００の第１のリード１４２、第２のリード１４４、第３のリード１６２、第４のリード１６４、第５のリード１６６、及び第６のリード１６８とそれぞれ電気的に接続される第１の端子、第２の端子、第３の端子、第４の端子、第５の端子、及び第６の端子が設けられている。ここで、測定デバイス取り付け部２０８は合成ゴムなどの弾力を持った素材で作製され、測定デバイス１００を取り付けた際に、尿が入り込まない程度の密着性を持たせる。また、測定デバイス１００を取り付けた際に排気孔１２８が測定デバイス取り付け部２０８よりも筐体２０２の内部側に食い込むよう設計する。筐体の内部に連通した排気孔１２８は筐体の内部を経由し外部と連通している。これは、たとえば筐体と内部の基板とを固定しているねじ穴の隙間でもよいし、筐体が複数の部材を組み合わせることで作られる場合、その勘合部でもよい。このようにすることにより、尿を直接かける動作により尿検査を行う場合においても少なくとも排気孔１２８に直接尿が触れて塞いでしまうことを避けることができる。
【００５１】
次に、測定装置２００の筐体２０２内部の構成について、図３を参照しながら説明する。
【００５２】
測定装置２００は、筐体２０２内部に、電圧印加部３０２、電気信号検出部３０４、定電流交流電源３１２、電圧検出器３１４、制御部３０６、計時部３０８、及び記憶部３１０を備えている。
【００５３】
電圧印加部３０２は、測定デバイス取付け部２０８に取付けられた測定デバイス１００の第１のリード１４２及び第２のリード１４４とそれぞれ電気的に接続された第１の端子及び第２の端子を介して、測定デバイス１００の第１の電極１３２及び第２の電極１３４に電圧または電位を印加する機能を有する。
【００５４】
電気信号検出部３０４は、第１の電極１３２及び第２の電極１３４からの電気信号を、第１の端子及び第２の端子を介して検出する機能を有する。電気信号検出部３０４は、本発明における検出部に相当する。
【００５５】
定電流交流電源３１２は、測定デバイス取付け部２０８に取付けられた測定デバイス１００の第３のリード１６２及び第６のリード１６８とそれぞれ電気的に接続された第３の端子及び第６の端子を介して、測定デバイス１００の第３の電極１５２と第６の電極１５８との間に一定の交流電流を印加する機能を有する。印加する交流電流は、例えば、周波数が１ｋＨｚ程度、電流値が０．１ｍＡ程度である。
【００５６】
電圧検出器３１４は、第４の端子及び第５の端子を介して、第４の電極１５４と第５の電極１５６との間の電圧（交流電圧の実効値）を検出する機能を有する。
【００５７】
記憶部３１０には、クレアチニンの濃度と電気信号検出部３０４により検出される電気信号との相関を表す第１の検量線に相当する第１の相関データ、塩分の濃度と電圧検出器３１４により検出される電圧との相関を表す第２の検量線に相当する第２の相関データ、及び１日当たりの尿中塩分排泄量とクレアチニン濃度により補正された塩分濃度との相関を表す第３の検量線に相当する第３の相関データが格納されている。記憶部３１０としては、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを用いることができる。
【００５８】
制御部３０６は、第１の相関データを参照して、電気信号検出部３０４により検出された電気信号をクレアチニン濃度に換算する機能、第２の相関データを参照して、電圧検出器３１４により検出された電圧を塩分濃度に換算する機能、得られたクレアチニン濃度を用いて塩分濃度を補正する機能、及び第３の相関データを参照して、補正後の塩分濃度を１日当たりの尿中塩分排泄量に換算する機能を有する。制御部３０６は、本発明における演算部に相当する。制御部３０６としては、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のマイクロコンピュータを用いることができる。
【００５９】
次に、測定デバイス１００及び測定装置２００を用いた、本実施の形態に係る尿中塩分量測定方法について説明する。
【００６０】
まず、使用者が測定デバイス１００のリード側を測定装置２００の測定デバイス取付け部２０８に挿入する。これにより、測定デバイス１００の第１のリード１４２、第２のリード１４４、第３のリード１６２、第４のリード１６４、第５のリード１６６、及び第６のリード１６８と、測定デバイス取付け部２０８内部に設けられている第１の端子、第２の端子、第３の端子、第４の端子、第５の端子、及び第６の端子とがそれぞれ接触することにより電気的に導通する。
【００６１】
測定デバイス取付け部２０８に測定デバイス１００が挿入されると、測定デバイス取付け部２０８内に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチが作動して、制御部３０６に信号を出力する。測定デバイス挿入検知スイッチからの出力信号により制御部３０６が測定デバイス１００の挿入を検知すると、制御部３０６は電圧印加部３０２を制御して、第１の端子及び第２の端子を介して、第１の電極１３２及び第２の電極１３４との間に電圧（例えば０．２Ｖ）が印加される。
【００６２】
次に、使用者が、測定デバイス１００の第１の試料導入口１２６及び第２の試料導入口１３０に向けて直接排尿することにより、試料である尿を接触させる。図１に示すように、測定デバイス１００の排気孔１２８は第１の基板１０２と第２の基板１０４との間に挟まれた位置であって、かつ排気用通路を挟んで第１の試料収容室及び第２の試料収容室から離れた位置に配置されているので、使用者が第１の試料導入口１２６及び第２の試料導入口１３０に向けて直接排尿している際に、排気孔１２８に尿がかかることがない。
【００６３】
尿が第１の試料導入口１２６及び第２の試料導入口１３０に接触すると、第１の試料導入口１２６及び第２の試料導入口１３０を通って測定デバイス１００の２つの試料収容室内に、尿が毛管現象により吸引され、２つの試料収容室内が尿によって充填される。このとき、第１の連通孔１２２及び第２の連通孔１２４から排気孔１２８に向かう方向に垂直な排気用通路の断面積は、第１の試料導入口１２６から第１の連通孔１２２に向かう方向に垂直な第１の試料収容室の断面積及び第２の試料導入口１３０から第２の連通孔１２４に向かう方向に垂直な第２の試料収容室の断面積よりも大きいので、尿の流れは第１の連通孔１２２及び第２の連通孔１２４において止まり、尿は排気用通路内には流れ込まない。
【００６４】
尿が第１の電極１３２及び第２の電極１３４に接触すると、尿を介して第１の電極１３２及び第２の電極１３４間に電流が流れるようになるため、それに起因する電気信号の変化を電気信号検出部３０４が検出する。
【００６５】
電気信号検出部３０４からの出力信号により、試料収容室に尿が導入されたことを制御部３０６が検知すると、制御部３０６は電圧印加部３０２を制御して、電圧印加部３０２による印加電圧を異なる電圧（例えば０Ｖまたは開回路）に切り替える。また、尿導入の検知に伴い、制御部３０６がタイマーである計時部３０８による計時を開始させる。
【００６６】
尿導入の検知に伴い、制御部３０６は定電流交流電源３１２を制御して、第３の端子及び第６の端子を介して、第３の電極１５２及び第６の電極１５８との間に一定の交流電流（例えば、周波数１ｋＨｚ、電流値０．１ｍＡ）を印加する。交流電流の印加から所定時間経過後（例えば５秒後）に、電圧検出器３１４は第４の電極１５４及び第５の電極１５６との間の電圧（交流電流の実効値）を測定する。
【００６７】
制御部３０６は記憶部３１０に格納されている塩分の濃度と電圧検出器３１４により検出される電圧との相関を表す第２の相関データを読み出し、それを参照することにより電圧検出器３１４により検出された電圧を試料中の塩分濃度に換算する。得られた塩分濃度はディスプレイ２０４に表示される。
【００６８】
クレアチニン測定用の第１の試料収容室内に露出している試薬層１７０と尿とが接触すると、試薬層１７０に含まれるクレアチニン測定用試薬中の有効成分であるフェリシアン化カリウムが尿中に溶解する。フェリシアン化カリウムが尿中に溶解することにより生成した３価のヘキサシアノフェレートが尿中に含まれるクレアチニンと直接反応することにより、クレアチニンの酸化物と４価のヘキサシアノフェレートとが生成する。
【００６９】
計時部３０８からの信号によって、所定時間（例えば、６０秒）経過したことを制御部３０６が判断すると、制御部３０６は電圧印加部３０２を制御して、第１の電極１３２及び第２の電極１３４との間に再度異なる電圧を印加する（例えば、第１の電極１３２が第２の電極１３４に比べて＋０．５Ｖとなる電圧）。このように電圧を印加してから一定時間（例えば５秒）後、第１の電極１３２と第２の電極１３４との間で流れる電流等の電気信号を電気信号検出部３０４において測定する。このとき、第１の電極１３２では４価のヘキサシアノフェレートが酸化される。電気信号検出部３０４において測定される電気信号は、尿中に含まれるクレアチニン濃度に依存する。
【００７０】
制御部３０６は記憶部３１０に格納されている電気信号とクレアチニン濃度との相関を表す第１の相関データを読み出し、それを参照することにより電気信号検出部３０４において検出された電気信号を尿中のクレアチニン濃度に換算する。
【００７１】
次に、制御部３０６は得られたクレアチニン濃度を用いて塩分濃度を補正する。続いて、制御部３０６は記憶部３１０に格納されている１日当たりの尿中塩分排泄量とクレアチニン濃度により補正された塩分濃度との相関を表す第３の検量線に相当する第３の相関データを読み出し、それを参照することにより補正後の塩分濃度を１日当たりの尿中塩分排泄量に換算する。
【００７２】
得られたクレアチニン濃度及び１日当たりの尿中塩分排泄量はディスプレイ２０４に表示される。ディスプレイ２０４にクレアチニン濃度及び１日当たりの尿中塩分排泄量が表示されることにより、ユーザは測定が完了したことがわかる。得られたクレアチニン濃度及び１日当たりの尿中塩分排泄量は、計時部３０８により計時された時刻とともに記憶部３１０に保存されることが好ましい。
【００７３】
本実施の形態に係る測定デバイス１００によれば、従来の測定デバイスと異なり、第１の基板１０２と第２の基板１０４との間に挟まれた位置であって、かつ排気用通路を挟んで第１の試料収容室及び第２の試料収容室から離れた位置に排気孔１２８が配置されているので、使用者が第１の試料導入口１２６及び第２の試料導入口１３０に向けて直接排尿しても排気孔１２８に尿がかかることがない。したがって、簡易な操作により確実に一定量の試料を試料収容室内に導入することができるので、正確な定量測定を行うことができる。
【００７４】
また、本実施の形態に係る測定デバイス１００によれば、試料収容室内において、クレアチニンに作用する酵素やピクリン酸がない状態であってもクレアチニンとクレアチニン測定用試薬中の有効成分とが直接反応するので、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸などの妨害成分の影響を受けることなく反応が進行する。そのため、尿や血液などの生体試料を用いた場合であっても、従来の測定デバイスよりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。
【００７５】
また、本実施の形態に係る測定装置２００によれば、高い精度で測定されたクレアチニン濃度により補正された塩分濃度に基づいて、１日当たりの尿中塩分排泄量を算出しているので、１日当たりの尿中塩分排泄量を精度良く求めることができる。
【００７６】
なお、本実施の形態においては、クレアチニン測定用試薬中の有効成分としてヘキサシアノフェレートを用いる例を示したが、これに限定されない。ヘキサシアノフェレートの代わりに、ヘキサシアノルテネート、Ｍ−ＰＭＳ、１，２−ナフトキノン、５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン、［Ｏｓ（ｂｐｙ）（５，５’−ｄｍｂｐｙ）２］２＋／３＋、［Ｏｓ（４，４’−ｄｍｂｐｙ）２（５，５’−ｄｍｂｐｙ）］２＋／３＋、［Ｏｓ（５，５’−ｄｍｂｐｙ）２（ｄｐａ）］２＋／３＋等を用いてもよい。これらを用いる場合にも、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸などの妨害成分の影響を受けることなく、従来の測定デバイスよりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。また、クレアチニン測定用試薬として、ピクリン酸、クレアチニンと特異的に反応をする酵素を用いてもよい。
【００７７】
また、本実施の形態では、測定デバイスが１つの試薬層を備える例を示したこれに限定されない。測定デバイスが、２つの試薬層、例えばクレアチニン測定用試薬を含む第１の試薬層とリン酸系緩衝剤を含む第２の試薬層とを備えていてもよい。
【００７８】
また、本実施の形態において、試料収容室に試料が導入されたことを制御部が検知することにより、電圧印加部による印加電圧が異なる電圧に切り替えられる例について示したがこれに限定されない。クレアチニンの濃度に依存した電流が得られる限り、測定に必要な電圧値（ここでは、上述のように、例えば、第１の電極が第２の電極に比べて＋０．５Ｖとなる電圧）をクレアチニン測定デバイスの挿入検知時から印加しておけば、試料検知後もその電圧値を継続して印加してもよい。
【００７９】
また、本実施の形態では、電気信号を得るための第１の電極への印加電位を第２の電極に対して５００ｍＶとする例を示したが、これに限定されることはない。第１の電極と第２の電極との間の電圧は、クレアチニンとの酸化還元反応により生成したクレアチニン測定用試薬の還元体（本実施の形態では４価のヘキサシアノフェレート）が酸化される電圧であればよい。
【００８０】
また、本実施の形態においては、試料の検知後、電気信号を検出するまでの時間（反応時間）を６０秒とする例を示したが、必ずしもその値である必要はない。クレアチニン濃度の違いに対する電流値の差を有意に検出できる限り、反応時間は上記より小さい値を用いることができる。一方、反応時間をより大きくした場合、クレアチニンと３価のヘキサシアノフェレートとの反応が完了状態あるいは定常状態に達する可能性が高まるため、温度などの環境条件の影響を受けずにクレアチニンの存在量をより正確に定量しやすくなる。
【００８１】
また、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加してから５秒後に電気信号を検出する例を示したが、この時間に限定されない。この時間は、クレアチニン濃度の違いに対する電気信号の差を有意に検出できる時間であればよい。
【００８２】
また、本実施の形態では、記憶部に、クレアチニンの濃度と電気信号検出部３０４により検出される電気信号との相関を表す第１の検量線に相当する第１の相関データ、塩分の濃度と電圧検出器３１４により検出される電圧との相関を表す第２の検量線に相当する第２の相関データ、及び１日当たりの尿中塩分排泄量とクレアチニン濃度により補正された塩分濃度との相関を表す第３の検量線に相当する第３の相関データが格納されている例を示したがこれに限定されない。これに代えて、電気信号検出部により検出される電気信号と電圧検出器により検出される電圧と単位時間当たり（例えば１日）の尿中塩分排泄量との相関を示す相関データが記憶部に格納されていてもよい。この場合は、クレアチニン濃度や塩分濃度を求めなくても、電気信号検出部により検出される電気信号と電圧検出器により検出される電圧とを用いて、単位時間当たりの尿中塩分排泄量を直接求めることができる。
【００８３】
また、本実施の形態では、電極系、リード／端子の一例を示したが、それらの形状、個数、配置等はこれらに限定されない。
【００８４】
また、測定デバイスの試料収容室内への試料の導入をより円滑にするために、レシチンをトルエンまたはその他の有機溶媒に溶解した溶液を、第２の基板及び第３の基板の内壁に塗布して乾燥させることによりレシチン層を形成してもよい。このような構造にすることにより、試料量をより再現性よく一定とすることができるため、より精度良く試料中に含まれるクレアチニン及び塩分を定量することができる。
【００８５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る測定デバイスについて、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態における測定デバイスの構成を示す分解斜視図である。
【００８６】
本実施の形態においては、試料が尿であり、尿中に含まれるクレアチニン、及び尿中に含まれる塩分と相関のある尿の電気特性を測定する場合について説明する。本実施の形態においては、クレアチニン測定用試薬としてフェリシアン化カリウムを用いる。
【００８７】
本実施の形態に係る測定デバイス４００は、試料である尿中に含まれるクレアチニンを光学的に測定するとともに尿の電気特性を測定し、これらの測定結果を用いて、１日に排泄される尿中に含まれる塩分の量を推定する方法に用いられる。
【００８８】
本実施の形態に係る測定デバイス４００は、絶縁性の第１の基板１０２と、第１の連通孔１２２を有する第１のカバー１１２とが、第１のスリット１１６を有する第１のスペーサ１０６を挟んで組み合わされることにより構成されるクレアチニン測定部、及び絶縁性の第２の基板１０４と、第２の連通孔１２４を有する第２のカバー１１４とが、第２のスリット１２０を有する第２のスペーサ１１０を挟んで組み合わされることにより構成される電気特性測定部を備えている。さらに、クレアチニン測定部及び電気特性測定部は、第１のカバー１１２と第２のカバー１１４とにより、第３のスリット１１８を有する第３のスペーサ１０８が挟まれるように組み合わされた構造を有している。ここで、第１のスリット１１６及び第３のスリット１１８は第１の連通孔１２２を介して互いに連通しており、第２のスリット１２０及び第３のスリット１１８は第２の連通孔１２４を介して互いに連通している。
【００８９】
第２の基板１０４上には、第３の電極１５２、第４の電極１５４、第５の電極１５６、第６の電極１５８、第３の電極１５２と電気的に接続された第３のリード１６２、第４の電極１５４と電気的に接続された第４のリード１６４、第５の電極１５６と電気的に接続された第５のリード１６６、及び第６の電極１５８と電気的に接続された第６のリード１６８が配置されている。第２の基板１０４の寸法は、適宜設定すればよいが、例えば、幅が７ｍｍ程度、長さが３０ｍｍ程度、厚みが０．７ｍｍ程度である。
【００９０】
次に、測定デバイス４００の製造方法について説明する。
【００９１】
まず、ポリエチレンテレフタレート製である第２の基板１０４上に、樹脂製の電極パターンマスクを設置した状態でパラジウムをスパッタリングすることによって、第３の電極１５２、第４の電極１５４、第５の電極１５６、第６の電極１５８、第３のリード１６２、第４のリード１６４、第５のリード１６６、及び第６のリード１６８を形成する。第３の電極１５２、第４の電極１５４、第５の電極１５６、及び第６の電極１５８は、それぞれ第３のリード１６２、第４のリード１６４、第５のリード１６６、及び第６のリード１６８によって、後述する測定装置の端子と電気的に接続される。
【００９２】
次に、第１の基板１０２上に、クレアチニン測定用試薬であるフェリシアン化カリウム、リン酸二水素カリウム、及びリン酸水素二カリウムを溶解した水溶液を、マイクロシリンジなどを用いて一定量滴下した後、第１の基板１０２を室温〜３０℃程度の環境に静置して乾燥させることにより試薬層１７０を形成する。塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び量は、必要とするデバイスの特性やサイズに応じて選択すればよいが、例えば、試薬を含む水溶液中の３価のヘキサシアノフェレートの濃度が８ｍｇ／ｄＬ程度であり、滴下量が０．７ｍＬ程度である。また、試薬層１７０を形成する領域の面積は、試料に対する試薬の溶解性などを鑑みて適宜選択すればよいが、例えば、その面積を３ｍｍ２程度とする。
【００９３】
次に、図４に示すように、第１の基板１０２、第１のスペーサ１０６、第１のカバー１１２、第３のスペーサ１０８、第２のカバー１１４、第２のスペーサ１１０、及び第２の基板１０４を組み合わせる。各部材はすべてポリエチレンテレフタレート製である。各部材の各接合部分に接着剤を塗布し、これらを張り合わせた後、押圧して静置し接着させる。この方法に代えて、接着剤を塗布せずに組み合わせた後、市販の溶着機を用いて接合部分を熱または超音波によって溶着させてもよい。
【００９４】
第１の基板１０２、第１のスペーサ１０６及び第１のカバー１１２を組み合わせたときに、第１の基板１０２、第１のスペーサ１０６に設けられた第１のスリット１１６及び第１のカバー１１２により形成される空間部が、クレアチニン測定用の第１の試料収容室として機能する。また、第１のスリット１１６の開口部がクレアチニン測定用の第１の試料導入口１２６として機能する。
【００９５】
一方、第２の基板１０４、第２のスペーサ１１０及び第２のカバー１１４を組み合わせたときに第２の基板１０４、第２のスペーサ１１０に設けられた第２のスリット１２０及び第２のカバー１１４により形成される空間部が、尿の電気特性用の第２の試料収容室として機能する。また、第２のスリット１２０の開口部が尿の電気特性用の第２の試料導入口１３０として機能する。
【００９６】
また、第１のカバー１１２、第３のスペーサ１０８及び第２のカバー１１４を組み合わせたときに、第１のカバー１１２、第３のスペーサ１０８に設けられた第３のスリット１１８及び第２のカバー１１４により形成される空間部が、排気用通路として機能する。また、第３のスリット１１８の開口部が排気孔１２８として機能する。
【００９７】
第３のスペーサ１０８の厚みは、第１のスペーサ１０６及び第２のスペーサ１１０よりも厚くなるように設定されている。これにより、第１の連通孔１２２及び第２の連通孔１２４から排気孔１２８に向かう方向に垂直な排気用通路の断面積は、第１の試料導入口１２６から第１の連通孔１２２に向かう方向に垂直な第１の試料収容室の断面積及び第２の試料導入口１３０から第２の連通孔１２４に向かう方向に垂直な第２の試料収容室の断面積よりも大きい。
【００９８】
次に、本実施の形態に係る測定装置及びそれを用いた尿中塩分量測定方法について、図５及び６を用いて説明する。図５は、本実施の形態に係る測定装置５００の外観を示す斜視図、図６は測定装置５００の構成を示すブロック図である。
【００９９】
まず、測定装置５００の構成について、図５を参照しながら説明する。
【０１００】
測定装置５００の筐体２０２には、測定装置５００に測定デバイス４００を取付けるための測定デバイス取付け部２０８、測定結果等が表示されるディスプレイ２０４、及び測定装置５００によるクレアチニン及び尿の電気特性の測定を開始させるための測定開始ボタン２０６が設けられている。また、測定デバイス取付け部２０８の内部には、測定デバイス取付け部２０８に取り付けられた測定デバイス４００の第３のリード１６２、第４のリード１６４、第５のリード１６６、及び第６のリード１６８とそれぞれ電気的に接続される第３の端子、第４の端子、第５の端子、及び第６の端子が設けられている。
【０１０１】
次に、測定装置５００の筐体２０２内部の構成について、図６を参照しながら説明する。
【０１０２】
測定装置５００は、筐体２０２内部に、光源５０２、受光器５０４、定電流交流電源３１２、電圧検出器３１４、制御部３０６、計時部３０８、及び記憶部３１０を備えている。
【０１０３】
光源５０２は、測定デバイス取付け部２０８に取付けられた測定デバイス４００の第１の試料収容室内に入射する光を出射する機能を有する。光源５０２から出射される光の波長は、クレアチニン測定用試薬中の有効成分とクレアチニンとの反応により吸収強度が変化する波長を選択すればよい。光源５０２としては、例えば、ＬＥＤを用いる。
【０１０４】
受光器５０４は、光源５０２から出射され、測定デバイス取付け部２０８に取付けられた測定デバイス４００の第１の試料収容室内において反射した光を検出する機能を有する。
【０１０５】
定電流交流電源３１２は、測定デバイス取付け部２０８に取付けられた測定デバイス４００の第３のリード１６２及び第６のリード１６８とそれぞれ電気的に接続された第３の端子及び第６の端子を介して、測定デバイス４００の第３の電極１５２と第６の電極１５８との間に一定の交流電流を印加する機能を有する。印加する交流電流は、例えば、周波数が１ｋＨｚ程度、電流値が０．１ｍＡ程度である。
【０１０６】
電圧検出器３１４は、第４の端子及び第５の端子を介して、第４の電極１５４と第５の電極１５６との間の電圧（交流電圧の実効値）を検出する機能を有する。
【０１０７】
記憶部３１０には、クレアチニンの濃度と受光器５０４により検出される反射光の強度との相関を表す第１の検量線に相当する第１の相関データ、塩分の濃度と電圧検出器３１４により検出される電圧との相関を表す第２の検量線に相当する第２の相関データ、及び１日当たりの尿中塩分排泄量とクレアチニン濃度により補正された塩分濃度との相関を表す第３の検量線に相当する第３の相関データが格納されている。記憶部３１０としては、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを用いることができる。
【０１０８】
制御部３０６は、第１の相関データを参照して、受光器５０４により検出された反射光の強度をクレアチニン濃度に換算する機能、第２の相関データを参照して、電圧検出器３１４により検出された電圧を塩分濃度に換算する機能、得られたクレアチニン濃度を用いて塩分濃度を補正する機能、及び第３の相関データを参照して、補正後の塩分濃度を１日当たりの尿中塩分排泄量に換算する機能を有する。制御部３０６は、本発明における演算部に相当する。制御部３０６としては、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のマイクロコンピュータを用いることができる。
【０１０９】
次に、測定デバイス４００及び測定装置５００を用いた、本実施の形態に係る尿中塩分量測定方法について説明する。
【０１１０】
まず、使用者が測定デバイス４００のリード側を測定装置５００の測定デバイス取付け部２０８に挿入する。これにより、測定デバイス４００の第３のリード１６２、第４のリード１６４、第５のリード１６６、及び第６のリード１６８と、測定デバイス取付け部２０８内部に設けられている第３の端子、第４の端子、第５の端子、及び第６の端子とがそれぞれ接触することにより電気的に導通する。
【０１１１】
測定デバイス取付け部２０８に測定デバイス４００が挿入されると、測定デバイス取付け部２０８内に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチが作動して、制御部３０６に信号を出力する。測定デバイス挿入検知スイッチからの出力信号により制御部３０６が測定デバイス４００の挿入を検知すると、制御部３０６は光源５０２を作動させる。これにより、測定デバイス４００の第１の試料収容室に光源５０２からの光が照射される。
【０１１２】
次に本発明の測定デバイスを用いて使用者が実際に測定を行う様子を図７に示す。なお、ここでの使用者は様式便所に腰掛けた姿勢で測定することを想定しているが、男性が立位にて排尿する場合にも基本的には同様な手順にて使用することができる。図７に示すように、まず使用者が測定デバイス４００を片手に持ち、排尿する際の尿線の延長上に測定デバイス４００の第１の試料導入口１２６及び第２の試料導入口が位置するようにする。次に、使用者が排尿を開始したうえで第１の試料導入口１２６及び第２の試料導入口１３０をまんべんなく接触させるように測定デバイス４００を尿線に近づけ、試料である尿を接触させる。このとき、図４に示すように、測定デバイス４００の排気孔１２８は第１の基板１０２と第２の基板１０４との間に挟まれた位置であって、かつ排気用通路を挟んで第１の試料収容室及び第２の試料収容室から離れた位置に配置されており、かつ排気孔１２８が測定デバイス取り付け部２０８よりも筐体２０２の内部側に食い込んでいる位置に存在している。このため、使用者が第１の試料導入口１２６及び第２の試料導入口１３０に向けて直接排尿している際に、排気孔１２８に尿がかかることがなく、正しくサンプリングできる。また、第3のスペーサの外壁面に撥水性を持たせておくことにより、第1の試料導入口１２６と第2の試料導入口が外壁を介して試料でつながってしまい、試薬層１７０から試料内に溶け込んだ試薬が他のスリットに混入することを防ぐことができる。
【０１１３】
尿が第１の試料導入口１２６及び第２の試料導入口１３０に接触すると、第１の試料導入口１２６及び第２の試料導入口１３０を通って測定デバイス４００の２つの試料収容室内に、尿が毛管現象により吸引され、２つの試料収容室内が尿によって充填される。このとき、第１の連通孔１２２及び第２の連通孔１２４から排気孔１２８に向かう方向に垂直な排気用通路の断面積は、第１の試料導入口１２６から第１の連通孔１２２に向かう方向に垂直な第１の試料収容室の断面積及び第２の試料導入口１３０から第２の連通孔１２４に向かう方向に垂直な第２の試料収容室の断面積よりも大きいので、尿の流れは第１の連通孔１２２及び第２の連通孔１２４において止まり、尿は排気用通路内には流れ込まない。
【０１１４】
尿が第１の試料収容室内における光の照射位置に到達すると透過率が変化するため、それに起因して反射光強度の変化を受光器５０４が検出する。
【０１１５】
受光器５０４からの出力信号により、試料収容室に尿が導入されたことを制御部３０６が検知すると、制御部３０６がタイマーである計時部３０８による計時を開始させる。
【０１１６】
また、尿導入の検知に伴い、制御部３０６は定電流交流電源３１２を制御して、第３の端子及び第６の端子を介して、第３の電極１５２及び第６の電極１５８との間に一定の交流電流（例えば、周波数１ｋＨｚ、電流値０．１ｍＡ）を印加する。交流電流の印加から所定時間経過後（例えば５秒後）に、電圧検出器３１４は第４の電極１５４及び第５の電極１５６との間の電圧（交流電流の実効値）を測定する。
【０１１７】
制御部３０６は記憶部３１０に格納されている塩分の濃度と電圧検出器３１４により検出される電圧との相関を表す第２の相関データを読み出し、それを参照することにより電圧検出器３１４により検出された電圧を試料中の塩分濃度に換算する。得られた塩分濃度はディスプレイ２０４に表示される。得られた塩分濃度は、計時部３０８により計時された時刻とともに記憶部３１０に保存されることが好ましい。
【０１１８】
クレアチニン測定用の第１の試料収容室内に露出している試薬層１７０と尿とが接触すると、試薬層１７０に含まれるクレアチニン測定用試薬中の有効成分であるフェリシアン化カリウムが尿中に溶解する。フェリシアン化カリウムが尿中に溶解することにより生成した３価のヘキサシアノフェレートが尿中に含まれるクレアチニンと直接反応することにより、クレアチニンの酸化物と４価のヘキサシアノフェレートとが生成する。３価のヘキサシアノフェレートが４価のヘキサシアノフェレートに変化することにより、尿の吸収スペクトルが変化する。ここで、尿の吸収スペクトルの変化量は、生成した４価のヘキサシアノフェレートの濃度に依存する。
【０１１９】
計時部３０８からの信号によって、所定時間（例えば、６０秒）経過したことを制御部３０６が判断すると、試料収容室内において反射した光の強度を受光器５０４において測定する。このとき、受光器５０４において測定される反射光の強度は、尿中に含まれるクレアチニン濃度に依存する。
【０１２０】
制御部３０６は記憶部３１０に格納されているクレアチニン濃度と受光器５０４により検出される反射光の強度との相関を表す第１の相関データを読み出し、それを参照することにより、受光器５０４において検出された反射光の強度を尿中のクレアチニン濃度に換算する。
【０１２１】
次に、制御部３０６は得られたクレアチニン濃度を用いて塩分濃度を補正する。続いて、制御部３０６は記憶部３１０に格納されている１日当たりの尿中塩分排泄量とクレアチニン濃度により補正された塩分濃度との相関を表す第３の検量線に相当する第３の相関データを読み出し、それを参照することにより補正後の塩分濃度を１日当たりの尿中塩分排泄量に換算する。
【０１２２】
得られたクレアチニン濃度及び１日当たりの尿中塩分排泄量はディスプレイ２０４に表示される。ディスプレイ２０４にクレアチニン濃度及び１日当たりの尿中塩分排泄量が表示されることにより、ユーザは測定が完了したことがわかる。得られたクレアチニン濃度及び１日当たりの尿中塩分排泄量は、計時部３０８により計時された時刻とともに記憶部３１０に保存されることが好ましい。
【０１２３】
本実施の形態に係る測定デバイス４００によれば、従来の測定デバイスと異なり、第１の基板１０２と第２の基板１０４との間に挟まれた位置であって、かつ排気用通路を挟んで第１の試料収容室及び第２の試料収容室から離れた位置に排気孔１２８が配置されているので、使用者が第１の試料導入口１２６及び第２の試料導入口１３０に向けて直接排尿しても排気孔１２８に尿がかかることがない。したがって、簡易な操作により確実に一定量の試料を試料収容室内に導入することができるので、正確な定量測定を行うことができる。
【０１２４】
また、本実施の形態に係る測定デバイス４００によれば、試料収容室内において、クレアチニンに作用する酵素やピクリン酸がない状態であってもクレアチニンとクレアチニン測定用試薬中の有効成分とが直接反応するので、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸などの妨害成分の影響を受けることなく反応が進行する。そのため、尿や血液などの生体試料を用いた場合であっても、従来の測定デバイスよりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。
【０１２５】
また、本実施の形態に係る測定装置５００によれば、高い精度で測定されたクレアチニン濃度により補正された塩分濃度に基づいて、１日当たりの尿中塩分排泄量を算出しているので、１日当たりの尿中塩分排泄量を精度良く求めることができる。
【０１２６】
なお、本実施の形態においては、クレアチニン測定用試薬中の有効成分としてヘキサシアノフェレートを用いる例を示したがこれに限定されない。ヘキサシアノフェレートの代わりに、Ｍ−ＰＭＳ、１，２−ナフトキノン、５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン、［Ｏｓ（ｂｐｙ）（５，５’−ｄｍｂｐｙ）２］２＋／３＋、［Ｏｓ（４，４’−ｄｍｂｐｙ）２（５，５’−ｄｍｂｐｙ）］２＋／３＋、［Ｏｓ（５，５’−ｄｍｂｐｙ）２（ｄｐａ）］２＋／３＋等を用いてもよい。これらを用いる場合にも、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸などの妨害成分の影響を受けることなく、従来の測定デバイスよりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。
【０１２７】
また、本実施の形態では、測定デバイスが１つの試薬層を備える例を示したこれに限定されない。測定デバイスが、２つの試薬層、例えばクレアチニン測定用試薬を含む第１の試薬層とリン酸系緩衝剤を含む第２の試薬層とを備えていてもよい。
【０１２８】
また、本実施の形態においては、試料の検知後、試料収容室内において反射した光の強度を検出するまでの時間（反応時間）を６０秒とする例を示したが、必ずしもその値である必要はない。クレアチニン濃度の違いに対する反射光強度の差を有意に検出できる限り、反応時間は上記より小さい値を用いることができる。一方、反応時間をより大きくした場合、クレアチニンと３価のヘキサシアノフェレートとの反応が完了状態あるいは定常状態に達する可能性が高まるため、温度などの環境条件の影響を受けずにクレアチニンの存在量をより正確に定量しやすくなる。
【０１２９】
また、本実施の形態では、記憶部に、クレアチニンの濃度と受光器５０４により検出される反射光の強度との相関を表す第１の検量線に相当する第１の相関データ、塩分の濃度と電圧検出器３１４により検出される電圧との相関を表す第２の検量線に相当する第２の相関データ、及び１日当たりの尿中塩分排泄量とクレアチニン濃度により補正された塩分濃度との相関を表す第３の検量線に相当する第３の相関データが格納されている例を示したがこれに限定されない。これに代えて、受光器により検出される反射光の強度と電圧検出器により検出される電圧と単位時間当たり（例えば１日）の尿中塩分排泄量との相関を示す相関データが記憶部に格納されていてもよい。この場合は、クレアチニン濃度や塩分濃度を求めなくても、受光器により検出される反射光の強度と電圧検出器により検出される電圧とを用いて、単位時間当たりの尿中塩分排泄量を直接求めることができる。
【０１３０】
また、測定デバイスの試料収容室内への試料の導入をより円滑にするために、レシチンをトルエンまたはその他の有機溶媒に溶解した溶液を、第２の基板及び第３の基板の内壁に塗布して乾燥させることによりレシチン層を形成してもよい。このような構造にすることにより、試料量をより再現性よく一定とすることができるため、より精度良く試料中に含まれるクレアチニン及び塩分を定量することができる。
【０１３１】
また、実施の形態１及び２において、測定装置が、測定結果として得られたクレアチニン濃度、塩分濃度及び１日当たりの尿中塩分排泄量をＳＤカードなどの記憶媒体に記録するための記録部をさらに備えていてもよい。取り外し可能な記憶媒体に保存することにより、測定結果を測定装置から容易に取り出すことができるので、分析関連業者に測定結果の分析を依頼することが容易になる。
【０１３２】
また、測定装置が、測定結果として得られたクレアチニン濃度、塩分濃度及び１日当たりの尿中塩分排泄量を測定装置外に送信するための送信部をさらに備えていてもよい。これにより、測定結果を、病院内の分析関連部門または分析関連業者等に送信し、分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析することができるので、測定から分析までの時間を短縮することができる。
【０１３３】
また、測定装置が、分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析した結果を受信するための受信部をさらに備えていてもよい。これにより、分析結果を迅速に使用者にフィードバックすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明は、試料、特に尿などの生体中に含まれる成分を定量する際に有用である。
【符号の説明】
【０１３５】
１００，４００  測定デバイス
１０２  第１の基板
１０４  第２の基板
１０６  第１のスペーサ
１０８  第３のスペーサ
１１０  第２のスペーサ
１１２  第１のカバー
１１４  第２のカバー
１１６  第１のスリット
１１８  第３のスリット
１２０  第２のスリット
１２２  第１の連通孔
１２４  第２の連通孔
１２６  第１の試料導入口
１２８  排気孔
１３０  第２の試料導入口
１３２  第１の電極
１３４  第２の電極
１４２  第１のリード
１４４  第２のリード
１５２  第３の電極
１５４  第４の電極
１５６  第５の電極
１５８  第６の電極
１６２  第３のリード
１６４  第４のリード
１６６  第５のリード
１６８  第６のリード
１７０  試薬層
２００，５００  測定装置
２０２  筐体
２０４  ディスプレイ
２０６  測定開始ボタン
２０８  測定デバイス取付け部
３０２  電圧印加部
３０４  電気信号検出部
３０６  制御部
３０８  計時部
３１０  記憶部
３１２  定電流交流電源
３１４  電圧検出器
５０２  光源
５０４  受光器
【図１】
2011007717.tif 000003
【図２】
2011007717.tif 000004
【図３】
2011007717.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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