(57)【要約】【課題】逆イオントフォレシス型皮下含有物質の検査装置に関し、外部電源を用いないため構造が簡単で低コスト、使い捨て可能且つ高い安全性の生体発電式装置の提供を目的とする。【解決手段】皮下含有物質の検知部３に金属Ａ１あるいはこれより標準単局電位の低い金属または半導体Ｂ２のいずれかを導電接続させる。皮下含有物質がアルカリ性の場合は１を選択する。３と導電接続している電極と、していない電極とを非皮接領域で導電接続して、検知部３と対向電極とを空間的に分離して皮接する。逆イオントフォレシスが惹起して、皮下領域を含む閉回路電流により皮下含有物質が検知部３上に滲出し、反応検知される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属Ａと、これより標準単極電位の低い金属または半導体Ｂと、皮下含有物質を検出する、導電性の検知部とを備えて成り、
該検知部は皮接面を持ち、この皮接面以外の部位で前記ＡまたはＢのいずれか一方に接触し、
検知部に接触していないＡまたはＢの他方は皮接面を持ち、且つＡとＢとは皮接面以外の部位で導電接続し、
前記検知部の皮接面と、ＡとＢとの一方が持つ皮接面とを同時に皮接することによって発生する化学電池起電力を利用して皮下含有物質を電気泳動的に検知部に抽出し認識する皮下含有物質検査装置。
【請求項２】
前記検知部が、少なくとも表皮角質層を貫通する程度の長さを有する１本以上の中空細針を備えており、前記皮接が細針による軽侵襲までを含む請求項第１項記載の皮下含有物質検査装置。
【請求項３】
前記皮接面を持つＡまたはＢの一方が細針状をなし皮接時軽侵襲して用いられる請求項１または２記載の皮下含有物質検査装置。
【請求項４】
前記ＡとＢとの導電接続系路に通電電流のパルス化装置を設けた請求項１乃至３記載のいずれかの皮下含有物質検査装置。
【請求項５】
前記ＡとＢとの導電接続系路に補助電源を設けた請求項１乃至４記載のいずれかの皮下含有物質検査装置。
【請求項６】
検知部に接触した前記ＡまたはＢの一方の領域を使用時負圧に保つ請求項１乃至５記載のいずれかの皮下含有物質検査装置。
【請求項７】
検知部は複数に分割されて複数の皮接面を持ち、皮接面を持つＡまたはＢの一方は、各分割検知部の周囲に相互に分離されて配置されており、各分割検知部の周囲のＡまたはＢとは、相互に独立して検知可能とする請求項１の皮下含有物質検査装置。
【請求項８】
各分割検知部の周囲に配置された皮接面を持つのＡまたはＢの一方と他方との導電接続系路にスイッチを設け、各スイッチを選択的に切り替えるようにした請求項７の皮下含有物質検査装置。
【請求項９】
検知部の皮接面、または検知部に接触していないＡまたはＢの皮接面に非侵襲的な突起を１個以上設けた請求項１または４乃至８記載のいずれかの皮下含有物質検査装置。
【請求項１０】
被検知部位に接触可能な、複数区分された第１の皮接面を持つ皮下含有物質を検出する検知部と、
この検知部に接触した導電性海綿体と、
この海綿体に接触した金属Ａと、
被検知部位に接触可能な第２の皮接面を持ち、上記金属Ａと導電接続され、更に、金属Ａよりも標準単極電位の低い金属又は半導体Ｂと、
を備える皮下含有物質の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体皮下に含有される物質の検査装置、特に、皮下体液に含有される生体物質の抽出と量的検査に好適な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年成人病の急増に伴って、体内に含まれる特定の生体物質を抽出して分析することにより疾病の予防、診断、治療を行う臨床検査が重要視され、分析技術の向上がはかられている。
生体から特定含有物質を抽出するには、一般に患者の新鮮な血液または排泄物を利用する。含有物質の内特に生理活性物質の定量分析が必要な場合には、血液の抽出が必要とされる。例えば糖尿病の場合、一次判定は尿中に排泄された血糖の有無で行うが、治療の目安を知るために患者に対しては空腹時、満腹時の血糖値測定を血液採取によって行う必要がある。
血液採取は、その量にかかわりなく侵襲的方法で行われるため、患者の苦痛やウイルス・細菌感染等の危険をさけることができない。
【０００３】
最近、非侵襲的方法を用いて生体内の特定含有物質濃度を知る試みが行われている。例えば、指の皮膚を透過した赤外線を分析することによって特定化学物質により吸収量を知るという試みが血糖値などに対して行われているが、かく乱要因が多く、いまだ実用化には至っていない。
【０００４】
この中にあって、イオントフォレシス（電界印加によるイオン性物質の電気泳動）の作用を利用して皮下体液を非侵襲的に滲出せしめ、この体液分析から血糖値を知る方法が開発されている。イオントフォレシスは、通常イオン性薬剤を経皮吸収させるために用いられるＤＤＳの一手法であるが、体液採取は逆イオントフォレシスを利用するものである。即ち、皮下体液のｐＨは７．２〜７．５程度の弱アルカリ性であることから、皮接した２枚の電極間に直流電源を接続し、電源の負極側に接続した電極板と皮膚との間にセンサを密着させて通電すれば、体液は負極側に吸い寄せられ表皮上に配置されたセンサまで滲出して検知される仕組みである。
【０００５】
体液には、血管外に滲出した血液成分も含まれており、体液中の特定物質濃度はその血中濃度と一定の相関関係を示す。よって、あらかじめこの相関関係を測定しておけば、この方法によって例えば血糖値を知りうる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
逆イオントフォレシス法は、皮侵襲的方法で体液を採取し、直接分析することによって特定物質の血中濃度を知るもので、定量性が高く実用化が有望である。しかし、従来の直流電源接続法においては、コスト上電源、制御部位のみならず電極板に至るまで繰り返し再利用される。この結果、センサは取り替えても電極板の汚染が次回測定時に混入するおそれがある。また、携帯型であるため、装置小型化の必要上２枚の電極板間隔が狭くなり、生体の発汗等によって電極間短絡の危険を生ずる。電極間短絡によって大電流が流れるならば、皮膚は焼損する。従って安全回路を具備する必要があり、さらに装置のコストアップと大型化につながる。
また、電源の正極側に接続した電極板下の皮膚には、皮内通電によってＯＨ￣イオンが溜まりアルカリ化するため、装置の長時間皮接によって皮膚トラブルが発生する危険を避けることができない。
【０００７】
本発明の目的は、低コストで使い捨てができ、かつ皮接使用時安全性の高い逆イオントフォレシス型の皮下含有物質検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属Ａと、これより標準単極電位の低い金属または半導体Ｂと、皮下含有物質を検出する、導電性の検知部とを備えて成り、
該検知部は皮接面を持ち、この皮接面以外の部位で前記ＡまたはＢのいずれか一方に接触し、
検知部に接触していないＡまたはＢの他方は皮接面を持ち、且つＡとＢとは皮接面以外の部位で導電に接続し、
前記検知部の皮接面と、ＡとＢとの一方が持つ皮接面とを同時に皮接することによって発生する化学電池起電力を利用して皮下含有物質を電気的に検知部に抽出し認識する皮下含有物質検査装置を開示する。
【０００９】
更に本発明は、検知部は複数に分割されて複数の皮接面を持ち、皮接面を持つＡまたはＢの一方は、各分割検知部の周囲に相互に分離されて配置されており、各分割検知部の周囲のＡまたはＢとは、相互に独立して検知可能とする皮下含有物質検査装置を開示する。
【００１０】
更に本発明は、各分割検知部の周囲のＡまたはＢの一方と他方との導電接続系路にスイッチを設け、各スイッチを選択的に切り替えるようにした皮下含有物質検査装置を開示する。
【００１１】
更に本発明は、各分割検知部の周囲に配置された皮接面を持つのＡまたはＢの一方と他方との導電接続系路にスイッチを設け、各スイッチを選択的に切り替えるようにした皮下含有物質検査装置を開示する。
【００１２】
更に本発明は、検知部は、二重酵素センサとする皮下含有物質の検査装置を開示する。
【００１３】
更に本発明は、被検知部位に接触可能な、複数区分された第１の皮接面を持つ含有物質の検知部と、
この検知部に接触した導電性海綿体と、
この海綿体に接触した金属Ａと、
被検知部位に接触可能な第２の皮接面を持ち、上記金属Ａと導電接続され、更に、金属Ａよりも標準単極電位の低い金属又は半導体Ｂと、
を備える皮下含有物質の検査装置を開示する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、金属Ａとこれより標準単極電位の低い金属または半導体Ｂとを有し、更にＡまたはＢに導電接続する検知部を有する。
このＡとＢとを同時に皮接することで皮膚を電解質とする化学電池を形成し、ＡとＢとの電子親和力差に基づいて発電する。特にＢがｎ型半導体である場合、皮接面にショットキー障壁が形成され、界面の電界領域から過剰正孔が皮膚側にドリフトアウトする。この結果、電極下の皮内で生ずるｐＨ変化（アルカリ化）が緩和される。ＡとＢとから成る化学電池の起電力は、第一義的には材料組み合わせによって決まり、従来技術では不可欠であった外部電源を用いることなく皮内通電が可能となる。
従って、本発明の技術によって逆イオントフォレシスによる体液等の皮外抽出が可能となる。
【００１５】
ＡとＢとを構成の主要部とする化学電池は、電解質作用を示す皮膚が発汗や濡水等で抵抗ゼロとなれば、直ちに酸化還元反応を停止するので発電が自動停止し、過電流を流すことなく安全性が高い。
【００１６】
ＡとＢとを持つ構成体はメッキや蒸着などの薄膜形成技術を利用すれば安価に作ることができ、使い捨て可能なのでウイルスや細菌の感染を避けることができる。また、皮膚の汚染が次回の測定時に混入する危険もない。
【００１７】
ＡまたはＢに導電接続して配置される検知部は、例えば抽出された皮下含有物質と反応して発色を行い、あるいは特定の化合物形成を行う試薬が塗布された導電性シートである。予め発色度や特定の化合物形成量と抽出物質の関係が測定されていれば、検知部で採取されたデータを検量することによって皮下含有物質濃度が求められる。検知部としては、例えば、後述するような二重酵素センサやグルコース脱水素酵素センサ、鉄イオン検出センサがあるが、皮下含有物質の検出目的に応じて種々のセンサがある。
【００１８】
検知部の一例としては、前記検出シートの他に中空細針を備えたセルを有しており、中空部を脱気後この細針を少なくとも表皮角質層以深まで貫通せしめると、皮下含有物質の皮外抽出は各段に容易になる。高抵抗の皮脂層、角質層による電位降下（化学電池の内部損失）を１／１０以下に抑制できるので、逆イオントフォレシスが一層有効に行い得るのみでなく毛細管現象を利用して体液抽出をより効果的に進めうるためである。このとき、セル内を軽く負圧にしておけば、さらにサイフォン効果が加わって体液抽出は各段に加速される。
【００１９】
上記したＡとＢとを構成の主要部とする化学電池は直流起電力を惹起するが、この場合皮下物質の抽出は主に毛穴を通じて行われると考えられる。然るに、この直流起電力をパルス化すれば、エレクトロポレーションと称される細胞電位の反転がパルス周期にあわせて生じ、反転時に皮下物質が細胞を貫通して電極板方向に上昇すると考えられており、抽出により効果的といえる。
勿論、ＡとＢとで形成される化学電池を昇圧するごとく、即ちＡ側に負極、Ｂ側に正極を接続するごとくして外部回路に補助電源を挿入すれば、動作マージンがより大きくなるため逆イオントフォレシスが加速されて生ずる。
【００２０】
以上の説明では、検知部を皮下含有物質の検出の機能例としたが、それ以外に、検出だけに止まらずに、皮下含有物質の特定化を行ったり、皮下含有物質の量の特定化を行ったりすることも可能である。これにはこうした特定化手段を検知部に代わり、または検知部に重ねて、または検知部につなげて、設ける。特定化手段には、化学的反応、物質的反応、電気的反応等を利用したシートやレイヤや部材等、または電子回路（ＩＣ）の利用等がある。かかる発明によれば、検出のみでなく更に特定化という測定の最終目的まで１つのデバイスで達成可能となる。
以下、本発明を具体的に沿ってより詳しく述べる。
【００２１】
（その１）図１（ｉ）、（ｉｉ）は、本発明の一実施例における皮下含有物質検査装置の主要構成部を示す図である。（ｉ）は装置の皮接面側である上面図を、また（ｉｉ）はそのＭ−Ｍ′断面図を示す。
図において、１は金属Ａ、２は半導体Ｂ、３は検知部、４は海綿体、５は絶縁物を表す。この検査装置は、皮接面と反対側の面に例えば図１（ｉｉ）に点線表示したような絆創膏１０を外側にはり付け、検査時、（ｉ）に示した上面を皮膚に皮接面として接触させ、その上で外側にはり付けた絆創膏１０で検査装置全体を皮膚に接着固定させ、皮下含有物質の検出を行う。（ｉｉ）では表面２ａ、３ａがこの皮接面となる。
図示された検査装置においては、金属（Ａ）１は底面全体にわたって形成された２５×２５ｍｍ２サイズのアルミ箔（厚さ０．０５ｍｍ）に蒸着された金層（厚さ０．３μｍ）、半導体（Ｂ）２は上面の周縁部及び中央部に形成したものであって、幅３ｍｍで図示した６分割（この分割は分割部２０、２１、２２…による）した形状に加工されたアルミ箔（厚さ０．０５ｍｍ）に亜鉛を蒸着後表面を高温蒸気で酸化して形成した酸化亜鉛（亜鉛過剰）層、検知部３は左右２つに３０、３１として分割されており、それぞれ透水性プラスチックフィルムに固定化された二重酵素（グルコースオキシターゼ／ペルオオキシターゼ）センサである。一方、海綿体４は生理的食塩水を含侵させた海綿様プラスチック層であり、絶縁物５はポリエチレンなどの柔軟性のある絶縁体層である。装置の厚みは約１．５ｍｍで可撓性を有しており、使い捨ての構造になっている。
【００２２】
検知部３を左右に３０、３１として二分割したのは、検知部３の表面に印加される電界強度をできるだけ均一にするためであり、これにより表面電流密度の均一性を高めた。金属１（皮接時プラス電極として働く）は図１（ｉｉ）に示すように検知部３の裏面全体を覆っているが、金属又は半導体２（皮接時マイナス電極として作用）は、図１（ｉ）、（ｉｉ）に示すように検知部３を検知可能に作動させるため、検知部３の２分した部位３０、３１のそれぞれの周囲に配置した。これによって、左半分及び右半分にそれぞれ存在する検知部３の部位３０、３１に対して周りを囲むマイナス極からの距離を短くでき、検知能力の向上をはかれる。　一方、金属又は半導体２を６分割したのは、生体皮膚の抵抗値が局所的に、また経時的に大きく変化していることから、開口部に配置された検知部３に出来るだけ均等に通電するためである。これによって、半導体２を分割しない場合に比べ、装置皮接面積のうち最も抵抗値の低い領域への電流の集中を少なくでき、検知部３のセンサ機能の向上がはかれる。
【００２３】
金属Ａと半導体例えばｎ型半導体Ｂとは、非皮接面（皮接面２ａ、３ａではない部位との意）で導電接続している。例えば、端部１０Ａ〜１０Ｆ等でＡとＢとの導電接続をはかっている。海綿体４は、金属Ａと検知部３とを導電接触させ、かつ検知部３に導電性を与える役割を果たしている。かくして、半導体Ｂの２ａ−皮膚−検知部３の表面３ａに滲出したを介しての内部の海面様プラスチック層４含有生理食塩水−金属Ａ−半導体Ｂの電気系路が形成され、検知部３に皮下体液の抽出を可能にする。
【００２４】
この装置を、例えば人体上腕部皮膚に絆創膏で皮接すると、金を正極、酸化亜鉛を負極とする化学電池が起動して、金電極から電子が海綿体４に、また正孔が酸化亜鉛から皮内に注入される。海綿体４に注入された電子は、検知部３を経て皮膚面に達することにより皮膚の酸性度をさらに高める。一方、皮内に注入された正孔は、負極領域から正極側へ体液（ｐＨ７．４）をドリフトせしめる。この結果、電気的作用によって皮下体液は正極側表皮上へ引き上げられる。表皮上に滲出した皮下体液は、検知部３に配合された酵素のうちまず上層のグルコースオキシターゼ（ＧＯＤ）に接触し、皮下体液中の糖（Ｄ−グルコース）が
2004016489.tif 000003
なる反応を惹起する。生成したＨ２Ｏ２は、下層のペルオキシターゼ（ＰＯＤ）に接して
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なる反応を惹起する。キノン色素は赤色を呈するので、感知部３の酵素固定部は赤く着色する。
所定経過後、検査装置を上腕部から取り外し検知部３を取り出す。この検知部３を測定装置（図示せず）の測定部位に装着し、その後で検知部３の着色部位に赤色光を照射して透過光から５０５ｎｍの吸光度を測定する。予め作成してある吸光度ｖｓ．血糖値の標準試料を用いて比色法でグルコース濃度が算出される。皮下体液中と血中におけるグルコース濃度には一定の相関関係があるので、この実施例の装置によって非侵襲的に血糖値を知ることができる。
【００２５】
次に上記した実施例と同じ原理を用いて、ひとつの検査装置で複数個の皮下体液サンプルを得る方法について述べる。これは、例えば同一人が空腹時、満腹時、就寝前及び起床時に血糖値の変化を知りたい場合などに用いて有用である。
【００２６】
図２は、用いられる装置の一例の構成を示す断面図である。（ｉ）は皮接面図、（ｉｉ）はそのＭ−Ｍ′断面図を示す。図における各番号は上記図１と同じである。１０は、選択スイッチを示す。また、（　）で示す数字は、２の各断片に対応している。
選択スイッチ１０は非皮接面に配置されており、（ｉ）で図示した２の各断片（１）−（８）を三片ずつまとめて非皮接面で１に接続する機能を有している。
【００２７】
図２の装置サイズは、３６×３６ｍｍ２であり、図２（ｉ）で示すように４分割された検知部３の各サイズは、１２×１２ｍｍ２である。選択スイッチ１０を除いた装置の構成材料は、図１の場合と全く同じである。
この装置を絆創膏によって上腕部に皮接すると、金／酸化亜鉛の化学電池が起動して皮下体液を皮膚上へ吸い上げるが、その吸い上げ領域は選択スイッチ１０によって指定される。各酸化亜鉛電極片に接続した導線に図示したような（１）〜（８）の番号付けを行うと、選択スイッチ１０が（１）、（２）、（３）の３導線と金電極の接続を行った場合、図２（Ａ）の右上の皮接面となる開口部位置のみに皮下体液が滲出し、その位置にある検知部によって酵素反応が選択的におきる。他の皮接面となる開口部位置には、それを囲む電極回路が切断されているため皮下体液が上昇してこない。
所定時間経過後、一旦選択スイッチをオフにすればすべての酸化亜鉛電極片と金電極との接続が遮断されるため皮下体液はどの開口部位置にも滲出してこなくなる。次の採取時刻がくれば、再び選択スイッチ１０をオンにすることによって酸化亜鉛電極片（接続導線）（３）、（４）、（５）と金電極が接続され、図の右下開口部のみに皮下体液が滲出してくる。
【００２８】
以下同様にして、左下及び右上の皮接面である開口部にそれぞれ独立して皮下体液を滲み出させ、そのときの血糖値に対応した酵素反応着色を得ることができる。そして、すべての検知反応終了後、装置を取り外し、検知部３を取り出す。検知部３のセンサには４箇所に別々のデータが載っており、これを順に光測定器で解析することによってそれぞれの血糖値がひとつの装置で固定できるのである。装置取り外し後装着部位の皮膚には何の損傷も認められなかった。
【００２９】
図１及び図２で示した装置を利用すれば、皮下含有物質の抽出と経皮投薬を同時に行い得る。例えば図２の装置において、左下の開口部のみ検知部３の配置を止め、代わりにインスリンを分散した導電性ゲルを配置しておく。まず、装置皮接後、酸化亜鉛電極片（接続導線）（１）、（２）、（３）を選択スイッチ１０によって金電極１に接続すると同時に酸化亜鉛電極片（接続導線）（５）、（６）、（７）を金電極１に接続する。この操作によって右上の開口部では逆イォントフォレシスが惹起して皮下体液の抽出が行われると同時に、左下の開口部ではイォントフォレシスが惹起してインスリンの皮下浸透を生ずる。前記したように酸化亜鉛電極片の金電極への接続を選択的に行うことによって、右上、右下、左上のそれぞれ開口部位に配置された検知部で所定時間の皮下体液抽出が行われるが、この間酸化亜鉛電極片（接続導線）（５）、（６）、（７）と金電極との接続を持続すれば、インスリンの体内浸透は持続する。実施例（その３）で述べる技術を援用すれば、非皮接領域において酸化亜鉛電極片（接続導線）（５）、（６）、（７）を束ねた上でここに電圧可変補助電源をさらに接続することによってインスリンの皮内浸透量を可変にすることもできる。
【００３０】
（その２）図３は、本発明の別の実施例における皮下物質検査装置の構成概略を示す図である。（ｉ）は上面図（皮接面図）、（ｉｉ）はそのＭ−Ｍ′断面図である。理解を容易にするために図は部分的に誇張して描かれており、実寸図に対応するものではない。
【００３１】
図において、１は金属Ａ、２は金属または半導体Ｂ、３は検知部、４は海綿体、５は絶縁体、６は逆止弁、７は中空細針である。
１は厚さ０．０５ｍｍの導電性プラスチックシート上にメッキされた白金膜（膜厚１μｍ）、２は厚さ０．０５ｍｍに圧延された錫シートで表面は希塩酸で軽く酸化されＳｎＯｘが形成されている。３は透水性プラスチック板の一表面にグルコース脱水素酵素（ＧＤＨ）が固定されたものである。４はスポンジ様多孔体、５は可撓性プラスチック、６は装置内部から外部への一方的排気を可能にする逆止弁、７はプラスチック製の外径１５０μｍ、長さ１．５ｍｍの中空細針（中空部径８０μｍ）であり、使用前は滅菌処理後生理的食塩水が約半分の長さまで充填されている。
【００３２】
この検査装置を例えば絆創膏などで皮膚に固定する。図３（ｉ）の面が皮膚に圧接されると細針７が皮内に侵襲し、同時に生理的食塩水が皮内に注入される。一方、圧接時に海綿体４が圧迫されるため装置内の空気は逆止弁を経て装置外へ排出される。装置が絆創膏などで固定し皮膚に装着されると、排気後の装置内は海綿体４の再誇張によって軽い負圧状態を保つ（逆止弁６の働きで外部から空気が装置内に入ることはない）。
【００３３】
装置の皮接によって白金を正極、酸化錫を負極とする化学電池が起動し、発生した電力と毛細管現象によって皮下体液は急速に装置内に滲出する。負圧はサイフォン効果をもたらすため、前実施例に比べて電池起電力は０．５Ｖ以上低いにもかかわらず１／１０以下の短時間の内に検知部が作動する。体液が検知部のグルコース脱水素酵素に接触すると、体液に含有されているＤグルコースとの間でグルコース＋ＮＡＤＰ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドりん化合物）
→
ＧＤＨ
グルコノラクトン＋ＮＡＤＰＨ（還元ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド燐酸）
なる反応を惹起する。
所定時間を経て装置を取り外し、検知部を取り出す。細針は径が細いため、取り外しても全く出血やウイルス感染の心配はない。また、装置取り外し後装着部位の皮膚には何の損傷も認められなかった。
反応した酵素膜に紫外光を照射して反射光のスペクトルを測定する。ＮＡＤＰＨが０．１ｍＭ生成すると３４０ｎｍの吸光度は０．６３０上昇するという関係を利用して皮下体液中に含有されているグルコース量を同定することができる。本装置は、前実施例同様安価に製造できるので使い捨て可能である。
この方法は、髄液採取にも利用できる。この場合細針７は絶縁膜でコーティングされた金属針とし、長さも骨髄に達する程度にする。
【００３４】
（その３）図４は、本発明のさらに別の一実施例における装置の構成概略を示す図である。図４（ｉ）は皮接面側の平面図、（ｉｉ）は（ｉ）のＭ−Ｍ′断面図である。
図において１は金属Ａ、２は金属Ｂ、３は検知部、４は海綿体、５は絶縁体、８はパルス化装置、９は補助電源を示す。
１は銅フィルム（厚さ０．０５ｍｍ）に圧着された金箔、２は鉄であって厚さ０．０５ｍｍに圧延された板の一部にステンレス細針２Ａ（外径１００μｍ、長さ２ｍｍ）を導電接着したもので使用前に消毒しておく。３は透水性プラスチック板表面に水に不溶の鉄イオン検出剤、例えば８−ヒドロキシー７−ヨードー５−キノリンスルホン算を塗布したもの、４は吸水性プラスチックスポンジ、５は可撓性プラスチック、８は通電電流をパルス化する装置、９は補助電源（電圧ＥＢ）であるが８の駆動用にも用いられ金箔側が負極に、鉄側が正極に接続される。
【００３５】
この装置を絆創膏などで皮接すると、皮接に伴ってステンレス細針が皮内に侵襲するが、針が細く痛みは通常全く感じない。皮接によって金箔と鉄から成る化学電池を起動して発電するが、同時に皮膚を介して電気的閉回路が形成されるので、補助電源９からの電流も流れる。電流はパルス化装置８によってデューティ比３０％、パルス幅３０μｓｅｃの単極性パルスに変換されて閉回路を流れる。ステンレス針は、皮膚抵抗の大部分を占める皮脂層、角質層による通電損失をなくするので、装置全体からみれば図１、２に示した装置に比べて通電損失を半分減らすことができる。この装置の装着によって、金箔電極下の皮膚内から体液が滲出し、吸水性プラスチック４にリザーブされる。
【００３６】
補助電源の印加電圧ＥＢを大きくすれば、それに比例して体液滲出速度が大きくなる。この装置はパルス電流を用いているのでエレクトロポレーションを利用することができ、直流を用いた場合よりも効果的に皮下体液を採取することができる。
吸水性プラスチック４にリザーブされた皮下体液は検知部３の試薬と反応して発色させる。従って、所定時間経過後この装置を取り外して検知部を取り出せば、比色法を用いて皮下体液含有の鉄イオン濃度を同定することができる。
装置取り外しに時に細針の径が細いので皮膚の侵襲部位は直ちに閉じ、出血や感染の心配は全くない。補助電源やパルス化装置などの電気系以外は安価に形成できるため使い捨て可能である。
【００３７】
（その４）以上の実施例においては、装置の検知部３が皮下含有物質を検知するセンサ機能を持つ場合のみについて述べたが、本発明では上記したように、検知のみにとどまらず検知物質を量的に特定する機能を持つ装置を付与することも可能である。
図５は、経時的に血糖値をモニターすることが出来る本発明の一実施例の装置について、その構成概略を示す図である。図５（ｉ）は上面図（皮接面図）、（ｉｉ）はそのＭ−Ｍ’断面に装置裏面の電気的配線を付加した図である。
図において、１は金メッシュ電極、２は表面に高さ１−２ｍｍの突起を複数個有する酸化亜鉛半導体電極、３はＧＯＤ（またはグルコースデヒドロゲナーゼ）固定化酵素膜であって導電性溶液が含浸されている。ＧＯＤまたはグルコースデヒドロゲナーゼは電極１側に固定されている。５は柔軟性を持つ絶縁性プラスチック、６はプラスチック製逆止弁、９は偏侍電源、１１は微小電流計、１２は表面に厚さ３μ珊の白金をメツ・キした鉄フィルム（中央に逆止弁６を装着）、１３は１２を接着したベローズ、１４はパヅキン、１５は絶縁性プラスチック接合部、１６は空室である。
【００３８】
微小電流計１１は記録計（図示せず）に接続されており、変化量が経時的に記録される仕組みである。この装置においては、パッキン１４より皮接面側（金メッシュ電極１を含む皮接面側構成部位）は使い捨て、パッキン１４を含む非皮接面側は更新した皮接面側構成部位と共に再利用される構造になっている。使い捨て部位と再利用部位の接続はネジまたは嵌合によって行われる。
さて、この装置を伴創膏等によって例えば上腕部に圧接すると、金／酸化亜鉛の化学電池が起動して皮下体液が電気的に皮外へ瀞出せしめられる。同時にベローズ１３が圧縮されて空室１６内の空気は逆止弁６を経て外に排出される。この結果、空室１６内は負圧状態になる。ついで、補助電源９のスイッチを入れる。この操作によってＥＢ、に接続された微小電源１１及ぴ記録計も作動をはじめる。
【００３９】
酸化亜鉛半導体電極２上に設けられた複数個の突起２Ｂは、非侵襲的に皮膚を強く圧迫する。この結果、装置皮接部位の皮膚は引き伸ぱされ、汗腺や毛穴が広がる。皮下体液は、汗腺や毛穴を通じて皮膚上に湾出するので、これによって逆イオントフォレシスによる皮下体液疹出が加速される。実際、同一サイズ、同一材料を用いた実施例１の装置と比較すると、皮接３時間後の皮下体液採取量は、本実施例の揚合２−２．５倍に増加していることが認められた。
皮膚上に溶出した体液は、ＧＯＤ（またはグルコースデヒドロゲナーゼ）固定化酵素膜３に吸収され、その裏面に固定化されたＧＯＤまたはグルコースデヒドロゲナーゼと体液中のグルコースが反応して過酸化水素を生成する。生成した過酸化水素ガスは、負圧状態の空室１６内に進入し、白金膜に到達する。ここで、白金の触媒作用により発生機の酸素を遊離するが、このとき電子を白金旗に放出するため白金膜の抵抗値が変化する（通電電流が増加する）。放出電子数は、反応グルコース濃度に比例するので、微小電流計１１によって通電電流値の増加を測定すれぽ、皮下体液中のグルコース濃度が特定できる。
３の酵素膜は少なくとも１２時間は安定に反応するので、通電電流の変化を経時的に記録計で記録すれば、血糖値の変化を経時的に知ることが出来る。
【００４０】
本実施例では、汗腺や毛穴を広げるための突起を半導体電極２上に設けたが、突起は酵素固定膜３側に設けることも出来る。この場合、突起は中空の体液通過孔を有し、酵素固定化膜３上に密着配置された絶縁性膜の一部として設けられることになる。
【００４１】
以上、実施例を用いて本発明を詳細に述べたが、本発明はこれらにとどまることなく本発明の権利の範囲内でさまざまな改変を行いうることは自明であろう。例えば、反応時間を決めるタイマーを付設することもできる。
あるいは、前記実施例のすべてにおいて検知部の上下に化学電池を構成する２枚の電極板を配置した構造を開示したが、検知部の皮接面積より広く取るために検知部に直接導電接触した電極と対向電極とを皮膚に対して並行配置し非皮接領域で両電極を導電接続した装置構造も本発明の範疇に属する。
また、皮外抽出すべき皮下含有物質が酸性である場合には、前記した各実施例でＡとＢとの配置を逆にして用いなければならない。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、患者に苦痛や感染、皮膚損傷の危険を与えることなく、皮下含有物質の抽出検知が手軽に行えるようになった。また、本発明の装置は構成が簡単であり、患者が携行使用後その都度使い捨てができるという大きな利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のそれぞれの別の実施例を説明するための装置構成の概略を示す図である。
【図２】本発明のそれぞれの別の実施例を説明するための装置構成の概略を示す図である。
【図３】本発明のそれぞれの別の実施例を説明するための装置構成の概略を示す図である。
【図４】本発明のそれぞれの別の実施例を説明するための装置構成の概略を示す図である。
【図５】本発明の実施例を説明するための装置構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
１　　金属
２　金属または半導体
３　検知部
４　海綿体
５　絶縁体
６　逆止弁
７　中空細針
８　パルス化装置
９　補助電源
１０　選択スイッチ
【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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