(57)【要約】【課題】検出対象物の検出を正確に行い得る検出素子を提供すること。【解決手段】検出素子１は、平板状の基部２と、基部２に設けられ、検出対象物と検出対象物の検出を阻害する阻害物とを含む被検体液を供給する供給空間３１を備える供給部３と、基部２に設けられ、供給空間３１に連通し、被検体液が通過する流路４と、流路４内に設けられ、被検体液中の阻害物を捕捉し得る固形物５と、基部２に設けられ、流路４に連通し、流路４内を通過した被検体液を貯留する貯留空間６１を備え、貯留空間６１内に貯留された被検体液中の検出対象物を検出する検出部６と、被検体液中の検出対象物が流路４内を通過するのを促進する促進液９を充填する充填空間７１を備える促進液充填部７と、促進液充填部７の充填空間７１に充填された促進液９と、供給空間３１と充填空間６１とを連通する連通路８４と、連通路８４を開閉する仕切り手段８とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の基部と、
該基部に設けられ、検出対象物と、該検出対象物の検出を阻害する阻害物とを含む被検体液を供給する供給空間を備える供給部と、
前記基部に設けられ、前記供給空間に連通し、前記被検体液が通過する流路と、
該流路内に設けられ、前記被検体液中の前記阻害物を捕捉し得る捕捉物と、
前記基部に設けられ、前記流路に連通し、前記流路内を通過した前記被検体液を貯留する貯留空間を備え、該貯留空間内に貯留された前記被検体液中の前記検出対象物を検出する検出部と、
前記被検体液中の前記検出対象物が前記流路内を通過するのを促進する促進液を充填する充填空間を備える促進液充填部と、
該促進液充填部の前記充填空間に充填された前記促進液と、
前記供給空間と前記充填空間とを連通する連通路と、
該連通路を開閉する開閉手段とを有することを特徴とする検出素子。
【請求項２】
前記被検体液は、該披検体液中に分散した固形成分を含み、
当該検出素子は、さらに、前記固形成分を前記被検体液から分離する分離手段を有する請求項１に記載の検出素子。
【請求項３】
当該検出素子は、さらに、前記流路の途中から分岐する分岐流路を有し、
前記分離手段は、前記分岐流路が前記流路から分岐する分岐部に設けられた振動子を有し、該振動子の作動により、前記固形成分を前記分岐流路に誘導する請求項２に記載の検出素子。
【請求項４】
前記分離手段は、前記供給部の前記供給空間を、前記流路側と、前記流路の反対側との２つの空間に仕切るよう設けられ、前記固形成分を分離し得る分離膜を有する請求項２に記載の検出素子。
【請求項５】
前記流路は、前記供給部側から前記検出部側に向かって、その横断面積が減少する部分を有する請求項１ないし４のいずれかに記載の検出素子。
【請求項６】
前記流路は、前記供給部側から前記検出部側に向かって、その横断面積が漸減している請求項５に記載の検出素子。
【請求項７】
前記捕捉物は、粒状の固形物で構成され、前記流路内に充填されている請求項１ないし６のいずれかに記載の検出素子。
【請求項８】
前記固形物の平均粒径は、前記供給部側と前記検出部側とにおいて異なっており、前記供給部側において前記検出部側より大きい請求項７に記載の検出素子。
【請求項９】
前記検出対象物が低分子物質であり、前記捕捉物が多孔質体で構成され、
該多孔質体の空孔率は、前記供給部側と前記検出部側とにおいて異なっており、前記供給部側において前記検出部側より大きい請求項７または８に記載の検出素子。
【請求項１０】
前記検出対象物が親水性を示すものであり、
前記捕捉物の疎水性は、前記供給部側と前記検出部側とにおいて異なっており、前記供給部側において前記検出部側より高い請求項７ないし９のいずれかに記載の検出素子。
【請求項１１】
前記被検体液が全血または血漿であり、前記検出対象物がグルコースであり、前記阻害物がアルコルビン酸であり、
前記捕捉物は、その少なくとも表面が炭化水素で構成されている請求項７ないし１０のいずれかに記載の検出素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１および２には、血液中のグルコース濃度を測定する血糖センサーチップが開示されている。この血糖センサーチップは、血液導入部とセンシング電極部とを備え、血液導入部に充填された試料溶液をセンシング電極部に導入することにより、血液中のグルコース濃度を検出する。
ところが、かかる血糖センサーチップでは、全血等の試料溶液を、そのまま用いると、試料溶液中に存在する干渉物質（検出対象物の検出を阻害する阻害物）や、血球成分等の固形成分等の影響により、血液中のグルコース濃度すなわち検出対象物の正確な検出ができない場合がある。
なお、血液中のグルコース濃度を検出する際、グルコース濃度の検出精度は、阻害物が血液中に存在することにより、影響をより顕著に受けて、より低下することが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０４６５号公報
【特許文献２】特開２００４−６１４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、検出対象物の検出を正確に行い得る検出素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、平板状の基部と、
該基部に設けられ、検出対象物と、該検出対象物の検出を阻害する阻害物とを含む被検体液を供給する供給空間を備える供給部と、
前記基部に設けられ、前記供給空間に連通し、前記被検体液が通過する流路と、
該流路内に設けられ、前記被検体液中の前記阻害物を捕捉し得る捕捉物と、
前記基部に設けられ、前記流路に連通し、前記流路内を通過した前記被検体液を貯留する貯留空間を備え、該貯留空間内に貯留された前記被検体液中の前記検出対象物を検出する検出部と、
前記被検体液中の前記検出対象物が前記流路内を通過するのを促進する促進液を充填する充填空間を備える促進液充填部と、
該促進液充填部の前記充填空間に充填された前記促進液と、
前記供給空間と前記充填空間とを連通する連通路と、
該連通路を開閉する開閉手段とを有することを特徴とする。
これにより、検出部への阻害物の移動を防止または抑制して、検出対象物の検出を正確に行い得る。
【０００６】
本発明の検出素子では、前記被検体液は、該披検体液中に分散した固形成分を含み、
当該検出素子は、さらに、前記固形成分を前記被検体液から分離する分離手段を有することが好ましい。
これにより、固形成分が流路内に詰まることが防止される。その結果、確実な検出対象物の検出を行うことができる。
【０００７】
本発明の検出素子では、当該検出素子は、さらに、前記流路の途中から分岐する分岐流路を有し、
前記分離手段は、前記分岐流路が前記流路から分岐する分岐部に設けられた振動子を有し、該振動子の作動により、前記固形成分を前記分岐流路に誘導することが好ましい。
これにより、固形成分が流路内に詰まることが防止される。その結果、確実な検出対象物の検出を行うことができる。
【０００８】
本発明の検出素子では、前記分離手段は、前記供給部の前記供給空間を、前記流路側と、前記流路の反対側との２つの空間に仕切るよう設けられ、前記固形成分を分離し得る分離膜を有することが好ましい。
これにより、固形成分が流路内に詰まることが防止される。その結果、確実な検出対象物の検出を行うことができる。
【０００９】
本発明の検出素子では、前記流路は、前記供給部側から前記検出部側に向かって、その横断面積が減少する部分を有することが好ましい。
これにより、被検体液に対する毛細管現象が効率よく発揮される。
本発明の検出素子では、前記流路は、前記供給部側から前記検出部側に向かって、その横断面積が漸減していることが好ましい。
これにより、被検体液に対する毛細管現象がより効率よく発揮される。
本発明の検出素子では、前記捕捉物は、粒状の固形物で構成され、前記流路内に充填されていることが好ましい。
これにより、捕捉物と被検体液との接触面積が増大するため、検出対象物と阻害物との分離能が向上する。
【００１０】
本発明の検出素子では、前記固形物の平均粒径は、前記供給部側と前記検出部側とにおいて異なっており、前記供給部側において前記検出部側より大きいことが好ましい。
これにより、供給部側より検出部側の流路内における捕捉物の充填率を高めること、すなわち、流路内の容積（横断面積）を供給部側より検出部側において小さくすることができる。その結果、被検体液に対する毛細管現象をより確実に生じさせることができる。
【００１１】
本発明の検出素子では、前記検出対象物が低分子物質であり、前記捕捉物が多孔質体で構成され、
該多孔質体の空孔率は、前記供給部側と前記検出部側とにおいて異なっており、前記供給部側において前記検出部側より大きいことが好ましい。
これにより、被検体液中の高分子は、捕捉物の空孔内に入り込み、その移動（移送）速度が遅くなり、検出対象物等の低分子と確実に分離することができる。その結果、検出対象物の検出をより確実に行うことができる。
【００１２】
本発明の検出素子では、前記検出対象物が親水性を示すものであり、
前記捕捉物の疎水性は、前記供給部側と前記検出部側とにおいて異なっており、前記供給部側において前記検出部側より高いことが好ましい。
これにより、流路内を移動する検出対象物と阻害物との速度の違いを大きくすることができ、これらの分離を確実に行うことができる。
【００１３】
本発明の検出素子では、前記被検体液が全血または血漿であり、前記検出対象物がグルコースであり、前記阻害物がアルコルビン酸であり、
前記捕捉物は、その少なくとも表面が炭化水素で構成されていることが好ましい。
これにより、検出部へのアスコルビン酸の移動を防止または抑制して、全血または血漿中のグルコースの検出を正確に行い得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の検出素子を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の検出素子の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の検出素子の第１実施形態を示す平面図（一部切り欠いて示す）、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１に示す検出素子を測定装置に接続した状態を示す図である。
図３に示す測定装置１００は、検出素子１を接続して使用されるものであり、検出素子１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と、検出素子１を装着（接続）するコネクタ３００と、処理回路２００とコネクタ３００とを接続する配線３１０とを有する。
【００１５】
検出素子１は、図１および図２に示すように、平板状の基部２と、検出対象物および阻害物を含む被検体液を供給する供給部３と、供給部３に連通する流路４と、この流路４内に設けられ、阻害物を捕捉し得る固形物５と、検出対象物を検出する検出部６と、被検体液の流路４の通過を促進する促進液を充填する促進液充填部７と、促進液充填部７内に充填された促進液９と、供給部３と促進液充填部７とを連通する連通路８４と、連通路８４を開閉する仕切り手段（開閉手段）８とを有している。
【００１６】
本発明において、被検体液から検出すべき検出対象物としては、例えば、グルコース、スクロースのような糖類、トリグリセライド、リン脂質のような脂質、尿素窒素（ＢＵＮ）、尿酸、クレアチンのような含窒素成分、リパーゼ、ＧＯＴ(グルタミン酸オキサロ酢酸トランスアミナーゼ)、ＧＰＴ(グルタミン酸ピルビン酸トランスアミナーゼ)のような酵素、アルブミン、ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）のようなタンパク質等が挙げられるが、本実施形態では、検出対象物がグルコースの場合を代表して説明する。
【００１７】
この場合、被検体液からのグルコースの検出精度は、例えば、被検者の食事やビタミン剤の摂取による影響により、被検体液である全血中にアスコルビン酸がグルコースとともにに含まれることによって大きく影響が及ぼされる（阻害される）。
したがって、本実施形態では、阻害物としてアスコルビン酸が被検体液中に含有される場合を代表に説明する。また、本実施形態では、被検体液として全血（または血漿）を用いる場合を代表に説明する。
【００１８】
基部２は、下基板２１と、この下基板２１上に設けられた配線系２２と、配線系２２を覆うように設けられ、下基板２１に接合された上基板２３とで構成されている。
下基板２１は、検出素子１を構成する各部を支持するものである。
下基板２１の構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）等の各種樹脂材料、石英ガラスのような各種ガラス材料、アルミナ、ジルコニアのような各種セラミックス材料等が挙げられ、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。
【００１９】
配線系２２は、作用電極２２１、対向電極２２２および参照電極２２３と、各電極２２１〜２２３に対応する３つの端子２２４〜２２６と、各電極２２１〜２２３およびこれらに対応する各端子２２４〜２２６を接続する接続線２２７〜２２９とで構成されている。
検出素子１を測定装置１００のコネクタ３００に装着した状態で、各電極２２１〜２２３は、各端子２２４〜２２６と、各接続線２２７〜２２９を介して処理回路２００と電気的に接続される。
【００２０】
各電極２２１〜２２３の構成材料としては、それぞれ、例えば、金、銀、銅、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、グラファイトのような炭素系材料等が挙げられる。
また、各端子２２４〜２２６および各接続線２２７〜２２９の構成材料としては、各電極２２１〜２２３の構成材料と同様のものを用いることができる。
また、作用電極２２１の上面には、グルコースと反応する反応層（感応層）６２が設けられている。本実施形態の反応層６２は、グルコースの酸化還元反応を行うものであり、グルコース（検出対象物）との間で電子（ｅ−）の放出を伴う反応を行う酵素と、この電子の作用電極２２１への伝達を行うメディエーター（電子伝達物質）とを含有する。
【００２１】
メディエーターとしては、例えば、キノン誘導体や、フェリシアン化カリウム、フェロセン誘導体、トリス（ビピリジル）オスニウム錯体のような錯塩、ピクリン酸、３，６−ジニトロフタル酸のような有機酸等が挙げられる。
また、酵素としては、検出対象物の種類に応じて、例えば、各種オキシダーゼや各種デヒドロゲナーゼ等を用いることができる。本実施形態のように、検出対象物をグルコースとする場合、使用可能な酵素としては、例えば、グルコースオキシダーゼおよびグルコースデヒドロゲナーゼ等が挙げられる。
【００２２】
なお、グルコース以外の物質を検出対象とする場合には、オキシダーゼとしては、例えば、ガラクトースオキシダーゼおよびピルビン酸オキシダーゼ等を用いることができる。一方、デヒドロゲナーゼとしては、例えば、アルコールデヒドロゲナーゼおよびグルタミン酸デヒドロゲナーゼ等を用いることができる。
このようなメディエーターを介した作用電極２２１への電子の伝達が行われる際に、全血中にアスコルビン酸が存在すると、この電子の伝達が阻害されることに起因して、全血からのグルコースの検出精度に大きな影響を及ぼすこととなる。
【００２３】
反応層６２は、高分子で構成されたマトリクス（基材）中に、酵素およびメディエーターを含んで（含浸させて）構成されるのが好ましい。これにより、酵素およびメディエーターが他の層や、貯留空間６１内に流出する流出液（溶出液）中に拡散するのを防止することができ、反応層６２においてグルコースと酵素との反応、さらには電子とメディエーターとの反応をより確実に生じさせることができる。
【００２４】
マトリクスを構成する高分子としては、特に限定されないが、例えば、生体関連高分子（動物由来の高分子）や植物由来の高分子のような天然の高分子、合成高分子（合成樹脂）、またはこれらの変性物等が挙げられ、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。中でも、マトリクスを構成する高分子としては、生体由来高分子またはその変性物を主成分とするものが好ましい。これらのものを高分子としてマトリクスを構成することにより、酵素（またはメディエーター）が容易に変性、失活するのを好適に防止することができる。
【００２５】
このような生体関連高分子としては、例えば、変性アルブミン（例えば、ウシ血清アルブミン：ＢＳＡ）、カルボキシメチルセルロースとＢＳＡとの混合ポリマー、ポリビニルピロリドンとＢＳＡとの混合ポリマー、ポリエチレングリコールとＢＳＡとの混合ポリマー等が挙げられる。
また、その変性物としては、前記生体関連高分子の疎水結合、水素結合、イオン結合を破壊する処理を施したもの等が挙げられる。かかる処理としては、例えば、熱処理、加圧処理、ｐＨ調整処理、変性剤による処理等が挙げられる。
【００２６】
また、マトリクスには、架橋構造が形成されているのが好ましい。これにより、メディエーターを当該マトリクスに強固に保持（担持）することができる。また、反応層６２の機械的強度の向上にも寄与する。
マトリクスに架橋構造を形成する架橋剤としては、高分子としてペプチドを主成分とするものを用いる場合には、例えば、グルタルアルデヒド、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド、トリニトロメタン等が挙げられ、これらの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。
この反応層６２中における酵素の含有量は、４５ｗｔ％以上であるのが好ましく、５０〜８０ｗｔ％程度であるのがより好ましい。これにより、グルコースと酵素との間に十分な反応を生じさせることができ、電子を効率よく放出させることができる。
【００２７】
対向電極２２２は、作用電極２２１との間に電圧を印加する電極である。検出部６の貯留空間６１内に、後述する流路４を通過した全血（以下、単に「全血」ということもある。）が貯留された状態で、作用電極２２１と対向電極２２２との間に、作用電極２２１側が高電位となるように電圧を印加すると、全血中に存在するグルコースの量に応じて、反応層６２から電子が放出される。この電子の放出量に応じて、作用電極２２１と対向電極２２２との間に流れる電流量が変化する。すなわち、測定装置１００において、全血中に存在するグルコースの量に応じた電流値が測定される。
また、対向電極２２２の面積は、作用電極２２１の２倍以上であるのが好ましく、１０倍以上であるのがより好ましい。これにより、より高い精度で電流値を測定することができる。
【００２８】
参照電極２２３は、対向電極２２２との間に電圧を印加する電極である。後述する検出部６の貯留空間６１内に全血が貯留された状態で、参照電極２２３と対向電極２２２との間に電圧を印加する。そして、これらの電極間に流れる電流値と、前述の作用電極２２１と対向電極２２２との間に流れる電流値とを比較することにより、全血中のグルコースに基づく電流値の変化を、より高い精度で検出（測定）することができる。
なお、参照電極２２３の構成材料としては、上述した材料の他、例えば、銀−塩化銀、水銀−硫酸水銀等を用いることもできる。
【００２９】
上基板２３には、厚さ方向に貫通する貫通孔２３１と、第１の凹部２３２と、貫通孔２３１と第１の凹部２３２とに連通する第１の溝２３３と、第２の凹部２３４と、第１の凹部２３２と第２の凹部２３４とに連通する第２の溝２３５とが形成されている。
このような上基板２３を下基板２１に接合した状態で、貫通孔２３１の内側に、各電極２２１〜２２３が露出する。当該部分が検出部６を構成し、貫通孔２３１の内側の空間が貯留空間６１を構成する。
また、上基板２３には、第１の溝２３３を覆うように薄板２４が液密に接合されている。この薄板２４と第１の溝２３３とで規定される空間が流路４を構成する。
【００３０】
第１の凹部２３２の縁部には、筒状部２５が設けられており、当該第１の凹部２３２および筒状部２５が供給部３を構成し、第１の凹部２３２および筒状部２５の内側の空間が、全血を供給する供給空間３１を構成する。
供給空間３１内に供給された全血は、毛細管現象により、流路４内を移送され、貯留空間６１内に流出する。
【００３１】
流路４内には、図１および図２に示すように、粒状の固形物（捕捉物）５が充填されている。この固形物５は、全血中に含まれるアスコルビン酸を捕捉する機能を有している。これにより、全血が流路４内を移送される際に、アスコルビン酸が固形物５に捕捉されることとなる。そのため、貯留空間６１内には、流路４内を通過した全血が流出するが、この全血中にはアスコルビン酸が除去された状態となっている。その結果、全血中のグルコースの検出を正確に行い得る。
また、固形物５を粒状のものとすることにより、固形物５と全血との接触面積が増大するため、グルコースとアスコルビン酸との分離能が向上する。
【００３２】
かかる固形物５としては、アスコルビン酸を選択的（特異的）に捕捉し得るものや、アスコルビン酸よりグルコースに対する捕捉能（親和性）が低いものを用いることができるが、後者の固形物５が好適に用いられる。
前者としては、担体の表面に、アスコルビン酸と特異的に結合する物質（例えば、抗体等）を固相化した固形物５が挙げられるが、かかる固形物５は、コストが高くなる傾向がある。
これに対して、後者の固形物５は、比較的容易かつ安価に入手可能である。かかる固形物５としては、その少なくとも表面が炭化水素で構成されているものが好適に用いられる。具体的な固形物５としては、無機酸化物粒子の表面に、炭化水素基を有するカップリング剤を結合させたもの等が挙げられる。
【００３３】
無機酸化物粒子を構成する無機酸化物としては、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等が挙げられる。
また、炭化水素の炭素数は、被検体液から補足する阻害剤と、検出対象物との組み合わせに応じて適宜設定され、好ましくは１〜５０程度に設定されるが、アスコルビン酸とグルコースとを分離する場合、２〜１８程度に設定される。
なお、以上のように無機酸化物粒子の表面に、炭化水素基を有するカップリング剤を結合させた固形物５は、例えば、アルドリッチ社から入手可能である。
【００３４】
また、固形物５の組成は、流路４の長手方向で一定であってもよいが、供給部３側と検出部６側とにおいて異なるようにしてもよい。
具体的には、本実施形態のように、検出対象物がグルコースのように親水性である場合、固形物５の疎水性を、供給部３側において検出部６側より高くすればよい。これにより、流路４内を移動するグルコースとアスコルビン酸との速度の違いを大きくすることができ、これらの分離を確実に行うことができる。すなわち、アスコルビン酸を固形物５に補足させつつ、グルコースを流路４内から貯留空間６１内に優先的に流出させることができる。さらに、全血中に存在する脂質等とグルコースとの分離を確実に行うことができる。このようなことから、検出部６におけるグルコースの検出をより確実に行うことができる。
【００３５】
例えば、前述したような炭化水素基を有するカップリング剤を結合させた固形物５では、炭化水素基の炭素数を変更することにより、固形物５としての疎水性を容易に変化させることができる。
具体的には、図２に示すように、流路４の長手方向において、供給部３側から疎水性が異なる３つの領域４１ａ〜４１ｃを設ける場合、炭化水素の炭素数は、例えば、領域４１ａにおいて１３〜１８、領域４１ｂにおいて７〜１２、領域４１ｃにおいて２〜６とすることができる。
【００３６】
また、固形物５は、緻密質体であってもよいが、多孔質体であるのが好ましい。これにより、固形物５の全血との接触面積をさらに増大させることができ、グルコースとアスコルビン酸との分離能がより向上する。
この場合、固形物５の空孔率は、流路４の長手方向で一定であってもよいが、供給部３側と検出部６側とにおいて異なるようにしてもよい。
【００３７】
具体的には、本実施形態のように、検出対象物がグルコースのように低分子の物質である場合、固形物５の空孔率は、供給部３側において検出部６側より大きくすればよい。これにより、例えば、全血中のタンパク質等の高分子は、固形物５の空孔内に入り込み、その移動（移送）速度が遅くなり、グルコース等の低分子と確実に分離することができる。その結果、検出部６におけるグルコースの検出をより確実に行うことができる。
例えば、前記３つの領域４１ａ〜４１ｃにおいて、固形物５の平均粒径を異ならせる場合には、領域４１ａにおいて５０〜７０％程度、領域４１ｂにおいて３０〜５０％程度、領域４１ｃにおいて１０〜３０％程度とすることができる。
【００３８】
また、流路４の長手方向において、固形物５の平均粒径は、１〜１００μｍ程度とするのが好ましい。
さらに、この固形物５の平均粒径は、流路４の長手方向で一定であってもよいが、供給部３側と検出部６側とにおいて異なるようにしてもよい。
具体的には、固形物５の平均粒径は、供給部３側において検出部６側より大きくすればよい。これにより、供給部３側より検出部６側の流路４内における固形物５の充填率を高めること、すなわち、流路４内に形成される空隙が占める容積（横断面積）を供給部３側より検出部６側において小さくすることができる。その結果、全血に対する毛細管現象をより確実に生じさせることができる。
例えば、前記３つの領域４１ａ〜４１ｃにおいて、固形物５の平均粒径を異ならせる場合には、領域４１ａにおいて７０〜１００μｍ程度、領域４１ｂにおいて３０〜７０μｍ程度、領域４１ｃにおいて１〜３０μｍ程度とすることができる。
【００３９】
以上のような固形物５の条件は、１つを満足するのが好ましく、２つ以上を満足するのがより好ましく、３つ以上を満足するのがさらに好ましい。
また、流路４は、供給部３側から検出部６側に向かって、その横断面積自体が減少する部分を有するのが好ましく、特に、本実施形態では、供給部３側から検出部６側に向かって、その横断面積が漸減（第１の溝２３３の高さがほぼ一定で、幅が漸減）している。これにより、全血に対する毛細管現象がより効率よく発揮され、全血の流路４から検出部６への流出をより確実に行うことができる。また、かかる構成の流路４は、形成し易いという利点もある。
このような流路４の幅は、供給部３側から検出部６側に向かって、特に限定されないが、供給部３側の端部において、５〜２０ｍｍ程度であるのが好ましく、検出部６側の端部において、２〜１０ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００４０】
なお、流路４は、供給部３側から検出部６側に向かって、その横断面積が段階的に減少する構成であってもよく、流路４の長手方向の一部にのみ設けるようにしてもよい。かかる構成によっても、全血に対する毛細管現象がより効率よく発揮される。
また、流路４の長さ（全長）は、特に限定されないが、３０〜２００ｍｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｍｍ程度であるのがより好ましい。流路４の長さをこのような範囲に設定することにより、グルコースの検出に長時間を要することなく、かつより正確なグルコースの検出が可能となる。
【００４１】
第２の凹部２３４および第２の溝２３５は、薄板２６により液密に封止されている。第２の凹部２３４と、薄板２６とにより促進液充填部７が構成され、薄板２６と第２の凹部２３４とで規定される空間が充填空間７１を構成する。この充填空間７１内には、促進液９が充填されている。また、第２の溝２３５と薄板２６とで規定される空間が連通路８４を構成する。
【００４２】
全血中のグルコースを検出する際には、促進液９が連通路８４を介して、第１の凹部２３２（供給部３）内に供給される。この促進液９は、全血を希釈するとともに、全血の流路４内への導入の後に、流路４内に導入されることから、流路４内で全血を第１の凹部２３２に押し出す機能を発揮することから、全血中の各成分（特にグルコース）が流路４内を通過するのを促進する。
【００４３】
かかる促進液９としては、特に限定されないが、例えば、トリエタノールアミン塩酸−水酸化ナトリウム緩衝液、ベロナ−ル（５，５−ジエチルバルビツル酸ナトリウム）−塩酸緩衝液、トリス−塩酸緩衝液、グリシルグリシン−水酸化ナトリウム緩衝液、２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール−塩酸緩衝液、ジエタノールアミン−塩酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、ホウ酸ナトリウム−塩酸緩衝液、グリシン−水酸化ナトリウム緩衝液、炭酸ナトリウム−炭酸水素ナトリウム緩衝液、ホウ酸ナトリウム−水酸化ナトリウム緩衝液、炭酸水素ナトリウム−水酸化ナトリウム緩衝液、リン酸二水素カリウム−リン酸水素ニナトリウム緩衝液、リン酸二ナトリウム−水酸化ナトリウム緩衝液、塩化カリウム−水酸化ナトリウム緩衝液、ブリトン−ロビンソン緩衝液、ＧＴＡ緩衝液等の各種緩衝液またはこれらに生理食塩を加えたもの等が挙げられる。
【００４４】
促進液９の量は、特に限定されないが、全血（被検体液）の０．５〜１００倍程度であるのが好ましく、５〜２０倍程度であるのがより好ましい。
また、促進液９には、全血の凝固を抑制する処理剤が含まれているのが好ましい。このような処理剤を促進液９が含む構成とすることにより、全血が流路４を通過する際に、凝固することに起因する、流路４の目詰を確実に防止することができる。
【００４５】
処理剤としては、例えば、ヘパリンナトリウム、クエン酸、エチレンジアミン四酢酸のような血液抗凝固剤およびウロキナーゼのような血栓溶解剤等が挙げられ、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。
供給部３の供給空間３１と促進液充填部７の充填空間７１との間には、すなわち連通路８４の途中には、仕切り手段（開閉手段）８が設けられている。
【００４６】
検出素子１の使用前の状態では、仕切り手段８により供給空間３１と充填空間７１とが分離される。これに対して、検出素子１の使用状態では、この仕切り手段８による分離を解除することにより、供給空間３１と充填空間７１とが連通する。すなわち、この仕切り手段８により、使用前の状態と、使用状態とにおいて、連通路８４の開閉が切り替えられる。
【００４７】
本実施形態では、薄板２６の連通路８４に対応する位置に、貫通孔２６１が形成されている。この貫通孔２６１を介して連通路８４内に、仕切り板８１が挿入されている。この仕切り板８１により、仕切り手段８が構成される。
検出素子１の使用前には、貫通孔２６１を介して連通路８４内に、仕切り板８１が液密に挿入され、供給空間３１と充填空間７１とが分離された分離状態（閉状態）となっている。一方、使用時には、仕切り板８１が取り除かれることにより、これらの空間３１、７１が連通路８４を介して連通した連通状態（開状態）となる。その結果、促進液９が連通路８４を介して、第１の凹部２３２（供給部３）内に供給される。
【００４８】
仕切り板８１の構成材料としては、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリウレタン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、エチレンプロピレンゴム、ラテックスゴムおよびシリコーン系樹脂等が挙げられ、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。かかる材料で構成することにより、仕切り板８１を弾性力に優れたものとすることができる。その結果、仕切り板８１を、貫通孔２６１を介して連通路８４に挿入した際に、仕切り板８１と連通路８４との液密性が確保されて、促進液９を充填空間７１内に確実に貯留しておくことができる。
【００４９】
また、薄板２４および２６の構成材料としては、それぞれ、例えば、各種樹脂材料、各種ガラス材料等のうちの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。なお、かかる構成材料は、透明性（光透過性）を有するものが好適である。これにより、流路４および促進液充填部７内の状態を視認することができる。
さらに、上基板２３の構成材料としては、例えば、前述した下基板２１の構成材料の他、シリコーン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられ、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。
【００５０】
これらの中でも、上基板２３の構成材料としては、シリコーン系樹脂を主成分とするものが好ましい。シリコーン系樹脂を主成分とする材料は、微細加工が容易であること、自己接着性を有すること、透明性が高いこと、各種生体物質（検出対象物）との相互作用が低いこと等から好ましい。また、シリコーン系樹脂を主成分とする材料は、親水性が高いため、このような材料で上基板２３を構成することにより、全血は、流路４内を円滑に移動する（移送される）。
このようなシリコーン系樹脂としては、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、シリコーン系熱可塑性エラストマー等が挙げられるが、これらの中でも、特に、ＰＤＭＳが好適である。ＰＤＭＳは、前述したような効果に特に優れる。
【００５１】
次に、このような検出素子１の使用方法（作用）について説明する。
＜Ｉ＞  まず、検出素子１を測定装置１００のコネクタ３００に接続する。
＜II＞  次に、全血を供給部３の供給空間３１内に供給する。これにより、全血は、毛細管現象により、流路４内を移送される。
＜III＞  また、これとほぼ同時に、仕切り板８１を連通路８４内から除去する。これにより、供給部３の供給空間３１と促進液充填部７の充填空間７１とが連通し、促進液９は、毛細管現象により、第２の溝２３３内を移送される。
そして、促進液９は、供給部３の供給空間３１内に至り、全血を希釈するとともに、さらに毛細管現象により、流路４内を移送される。これにより、全血の第２の溝２３３内の移送が促進され、その結果、全血の貯留空間６１内への供給も促進される。
【００５２】
＜IV＞  全血中の各成分は、それぞれ、固形物５および促進液（展開溶媒）９に対する親和性の違いにより、異なる移動速度で移動して、検出部６の貯留空間６１内に流出（溶出）・貯留される。
＜Ｖ＞  本実施形態では、流路４や固形物５の構成を適宜設定することにより、グルコースの流出時間（リテンションタイム）は、アスコルビン酸より早くなるよう構成されている。このため、検出部６の貯留空間６１に流出する流出液中には、グルコースの検出を阻害するアスコルビン酸が含まれないかまたは含まれたとしても極めて微量である。このため、全血中のグルコースをより確実に検出して、全血からのグルコースの検出精度の向上を図ることができる。
【００５３】
＜第２実施形態＞
次に、検出素子の第２実施形態について説明する。
以下、第２実施形態の検出素子について説明するが、前記第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。
図４は、第２実施形態の検出素子が有する仕切り手段の構成を示す縦断面図である。
【００５４】
第２実施形態の検出素子１は、仕切り手段（開閉手段）８の構成が異なり、それ以外は、前記第１実施形態と同様である。
すなわち、図４に示す仕切り手段８は、第２の溝２３５内に充填され、加熱により溶融する充填物８２と、第２の溝２３５の下方に設けられ、この充填物８２を加熱する加熱手段８３とを有している。
【００５５】
充填物８２としては、加熱手段８３の加熱により溶融する材料が用いられるが、好ましくは、４０〜５０℃程度で溶融する材料が用いられる。かかる材料としては、例えば、炭素数２０〜２５程度の脂肪族炭化水素や、これらの脂肪族炭化水素に含まれる水素原子をフッ素原子に置換したものを主材料として構成される各種ワックス等が挙げられる。
なお、このような各種ワックスを充填物８２として用いる場合、前記第１実施形態で示したように、固形物５を、その表面に炭化水素基を有するカップリング剤を結合させた構成のものとすれば、充填物８２は、固形物５に対して高い親和性を示すようになる。そのため、この充填物８２がグルコースとともに、貯留空間６１に流出するようになるのを確実に防止することができる。
また、充填物８２には、充填物８２の溶融により、全血と促進液９との混合液中に徐放されるように、前記第１実施形態で説明した処理剤が添加されていてもよい。
【００５６】
一方、加熱手段８３としては、例えば、マイクロ加熱ヒーター、高周波加熱およびレーザー加熱等が挙げられる。
また、この加熱手段８３は、検出素子１を測定装置１００のコネクタ３００に接続した際に、オンする構成とするのが好ましい。
このような本実施形態の検出素子１によっても、前記第１実施形態の検出素子１と同様の作用・効果が得られる。
【００５７】
＜第３実施形態＞
次に、検出素子の第３実施形態について説明する。
以下、第３実施形態の検出素子について説明するが、前記第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。
図５は、第３実施形態の検出素子が有する供給部の縦断面図である。
【００５８】
第３実施形態の検出素子１は、固形成分を分離する分離手段を有することが異なり、それ以外は、前記第１実施形態と同様である。
すなわち、図５に示す供給部３は、第１の凹部２３２を覆うように分離膜（分離手段）３２が設けられ、分離膜３２の縁部を上基板２３に固定するように筒状部２５が設けられている。すなわち、分離膜３２は、供給部３の供給空間３１を流路４側の第１の空間（下側空間）３１１と、流路４と反対側の第２の空間（上側空間）３１２との２つの空間に仕切るよう設けられている。
【００５９】
分離膜３２は、全血中の赤血球や白血球等の固形成分を分離する機能を有する。この分離膜３２を設けることにより、第１の空間３１１に供給された全血のうち、固形成分は、分離膜３２を通過することができず、分離膜３２上に残存する。第２の空間３１２には、血漿が移動し、毛細管現象により、流路４内に移送される。
全血中の固形成分を除去する場合、分離膜３２としては、例えば、血球除去フィルターが好適に用いられる。また、他の被検体液を用いる場合には、除去すべき、固形成分のサイズに応じた開口径を有するフィルターを用いるようにすればよい。
このような本実施形態の検出素子１によっても、前記第１実施形態の検出素子１と同様の作用・効果が得られる。
また、かかる構成により、赤血球や白血球等の固形成分が流路４内に、詰まることが防止される。その結果、確実なグルコースの検出を行うことができる。
【００６０】
＜第４実施形態＞
次に、検出素子の第４実施形態について説明する。
以下、第４実施形態の検出素子について説明するが、前記第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。
図６は、第４実施形態の検出素子が有する分離手段の構成に示す斜視図である。
すなわち、図６に示す分離手段は、流路４の途中から分岐する分岐流路４２と、分岐流路４２が流路４から分岐する分岐部４３に設けられた振動子４４とで構成されている。
【００６１】
また、分岐流路４２の分岐部４３と反対側には、分岐流路４２に連通する固形成分を回収する回収部４５を有している。
このような構成により、振動子４４を作動させ、流路４を画成する壁面（本実施形態では、薄板２４）を特定周波数で振動させると、全血中に含まれる比較的比重の大きい固形成分（例えば、赤血球、白血球、フィブリン等により固化された固形物等）がマイクロ遠心効果により凝集する。
【００６２】
そして、振動子４４は、その振動方向が、分岐流路４２の長手方向に沿って配置されており、凝集物は、振動子４４の振動方向に沿って分岐流路４２側に誘導されることにより分離され、回収部４５に回収される。その結果、固形成分が流路４内に、詰まることが防止される。
振動子４４には、特に限定されないが、例えば、ピエゾ素子等が好適に用いられる。
また、この振動子４４は、検出素子１を測定装置１００のコネクタ３００に接続した際に、オンする構成とするのが好ましい。
このような構成によっても、前記第３実施形態と同様の効果が得られる。
【００６３】
以上、本発明の検出素子を、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ない。
例えば、本発明の検出素子では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、例えば、被検体液は、被検体（試料）が液体である場合には、そのまま、または、必要に応じて容量を調製（例えば希釈）することにより得られる。
【００６４】
液体の被検体としては、前述した全血（または血漿）の他、例えば、尿、汗、リンパ液、髄液、胆汁、唾液等の体液や、生活排水、工業排水等の排水、プールの水、貯水タンク内の水等の貯留水、または、これらの液体に各種処理を施した処理済み液等が挙げられる。
また、細胞、土壌、鉱物のような固体（固形）の被検体を用いる場合には、例えば、これを粉砕し、前述したような緩衝液に懸濁することにより、被検体液とすることができる。
【００６５】
また、検出対象物は、グルコースに、また阻害物は、アスコルビン酸に限定されるものではなく、検出対象物と、検出対象物の検出を阻害する阻害物との組み合わせとしては、例えば、グルコースと尿酸との組み合わせ、尿酸とアスコルビン酸との組み合わせ等が挙げられる。
また、捕捉物は、粒状の固形物に代えて、例えば、ブロック状、ペレット状等の固形物で構成することもできる。
【００６６】
また、検出対象物の疎水性が高い場合、捕捉物の組成は、供給部側より検出部側において高くするようにしてもよい。
また、検出部における検出対象物の検出方法は、前記実施形態のような電流値を測定する方法に限定されず、例えば、反応層の質量（重量）、層厚（膜厚）の変化に伴う数値の変化を測定（検出）するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の検出素子の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す検出素子を測定装置に接続した状態を示す図である。
【図４】第２実施形態の検出素子が有する仕切り手段の構成を示す縦断面図である。
【図５】第３実施形態の検出素子が有する供給部の縦断面図である。
【図６】第４実施形態の検出素子が有する分離手段の構成に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６８】
１……検出素子  ２……基部  ２１……下基板  ２２……配線系  ２２１……作用電極  ２２２……対向電極  ２２３……参照電極  ２２４〜２２６……端子  ２２７〜２２９……接続線  ２３……上基板  ２３１……貫通孔  ２３２……第１の凹部  ２３２……第１の溝  ２３４……第２の凹部  ２３５……第２の溝  ２４……薄板  ２５……筒状部  ２６……薄板  ２６１……貫通孔  ３……供給部  ３１……供給空間  ３２……分離膜  ４……流路  ４１ａ〜４１ｃ……領域  ４２……分岐流路  ４３……分岐部  ４４……振動子  ４５……回収部  ５……固形物  ６……検出部  ６１……貯留空間  ６２……反応層  ７……促進液充填部  ７１……充填空間  ８……仕切り手段  ８１……仕切り板  ８２……充填物  ８３……加熱手段  ８４……連通路  ９……促進液  １００……測定装置  ２００……処理回路  ２１０……演算装置  ３００……コネクタ  ３１０……配線  ３１１……第１の空間  ３１２……第２の空間
【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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