(57)【要約】【課題】測定すべき液体試料を保留空間部に、気泡を残すことなくスムーズに導入することができる構成簡素なバイオセンサを提供すること。【解決手段】保留空間部Ｓを形成するスペーサ５の片側に突出部５１を形成することによって、保留空間部Ｓ内への毛細管現象による液体試料の導入を突出部５１側で促進させ、保留空間部Ｓに気泡を残さずスムーズに液体試料を導入できるようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部において基板とカバーとがスペーサにより間隔を隔てて対向配置され、該基板と該カバーと該スペーサの先端縁とにより形成された保留空間部に、酵素を含む反応部を備え、
液体試料をセンサ先端側から該保留空間部内へ毛細管現象を利用して導入し、該液体試料と該反応部との酵素反応による電気化学変化を、測定極と対極とを含む電極部で検出するバイオセンサであって、
前記保留空間部において、前記スペーサの先端縁の片側にセンサ先端側へ突出する突出部を形成したことを特徴とするバイオセンサ。
【請求項２】
前記スペーサの先端縁に入隅部が形成されている請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項３】
先端部において基板とカバーとがスペーサにより間隔を隔てて対向配置され、該基板と該カバーと該スペーサの先端縁とにより形成された保留空間部に、酵素を含む反応部を備え、
液体試料をセンサ先端側から該保留空間部内へ毛細管現象を利用して導入し、該液体試料と該反応部との酵素反応による電気化学変化を、測定極と対極とを含む電極部で検出するバイオセンサであって、
前記保留空間部において、前記スペーサの先端縁の両側にセンサ先端側へ突出する突出部を形成し、前記カバーの先端縁に切込み部を形成したことを特徴とするバイオセンサ。
【請求項４】
前記切込み部が前記スペーサの先端縁にまで達している請求項３記載のバイオセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体試料中の特定成分を測定する測定装置に取り付けられるバイオセンサに関する。
【０００２】
従来より、生体から採取した尿、血液、体液等の液体試料中の特定成分を希釈せずそのまま簡易に測定することができる使い捨て式のバイオセンサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。図８に示すように、このバイオセンサ１００は、測定装置に着脱可能に取り付けられ、導入口１０１に接触させた血液等の液体試料を、毛細管現象を利用して保留空間部１０２に導入し、この液体試料の酵素反応による電気化学変化を電極部１０３、１０４で検出するものである。
【０００３】
しかしながら、このバイオセンサ１００は、導入口１０１に接触させた液体試料をスムーズに保留空間部１０２内へ流入させるために、導入口１０１とは別個に保留空間部１０２内の気体を外部へ抜くための排気口１０５を設けなければならず、その分バイオセンサの構成が複雑になる難点があった。
【０００４】
【特許文献１】
特公平６−５８３３８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のバイオセンサに上記のような難点があったことに鑑みて為されたもので、保留空間部内の気体を抜く排気口を設けずとも、保留空間部に気泡を残さず、スムーズに液体試料を導入することができる構成簡素なバイオセンサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先端部において基板とカバーとがスペーサにより間隔を隔てて対向配置され、該基板と該カバーと該スペーサの先端縁とにより形成された保留空間部に、酵素を含む反応部を備え、液体試料をセンサ先端側から該保留空間部内へ毛細管現象を利用して導入し、該液体試料と該反応部との酵素反応による電気化学変化を、測定極と対極とを含む電極部で検出するバイオセンサであって、
前記保留空間部において、前記スペーサの先端縁の片側にセンサ先端側へ突出する突出部を形成したことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、前記スペーサの先端縁に入隅部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
更にまた、本発明は、先端部において基板とカバーとがスペーサにより間隔を隔てて対向配置され、該基板と該カバーと該スペーサの先端縁とにより形成された保留空間部に、酵素を含む反応部を備え、液体試料をセンサ先端側から該保留空間部内へ毛細管現象を利用して導入し、該液体試料と該反応部との酵素反応による電気化学変化を、測定極と対極とを含む電極部で検出するバイオセンサであって、
前記保留空間部において、前記スペーサの先端縁の両側にセンサ先端側へ突出する突出部を形成し、前記カバーの先端縁に切込み部を形成したことを特徴とする。
【０００９】
更にまた、前記切込み部が前記スペーサの先端縁にまで達していることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照しながら、本発明の実施形態に係るバイオセンサ１０について説明する。
【００１１】
図１及び図２において、符号１で指示するものは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂から成る電気絶縁性基板である。本実施形態の基板１は、長さ２２ｍｍ、幅７ｍｍ、厚さ２５０μｍの長板形状に形成され、その先端部は略半円形状に形成されている。
【００１２】
符号２で指示するものは、上記基板１上に配設された電極部である。この電極部２は、基板１の長手方向に沿って略平行に配設された測定極２１と対極２２とから構成されている。本実施形態では、長さ２１．７ｍｍ、幅１ｍｍ、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムに白金膜をスパッタリング蒸着した２本の電極フィルムを０．５ｍｍ間隔で基板１上に接着剤で貼着して電極部２を構成している。
【００１３】
符号３で指示するものは、上記電極部２を部分的に被覆するために基板１上に積層された電気絶縁性の被覆層である。この被覆層３は、略半円形状を成す先端部側に略長円形状の開口部３１を備え、この開口部３１により電極部２の先端側を露出させている。また、被覆層３は、基板１の後端側には積層されておらず、電極部２の後端側を露出させている。こうして、電極部２の先端側の露出部分が次述する反応部４と液体試料との酵素反応による電気化学変化を検出するための検出部とされ、また、電極部２の後端側の露出部分が測定装置に接続するための接続端子とされている。本実施形態では、先端部が略半円形状を成す長さ１７ｍｍ、幅７ｍｍ、厚さ６５μｍのホットメルトフィルムを、被覆層３として基板１上に熱圧着して積層している。
【００１４】
符号４で指示するものは、上記被覆層３の開口部３１において電極部２の検出部上に配設された反応部である。この反応部４は、測定すべき液体試料の特定成分と反応する酵素と、酵素反応時の電子を授与する電子授与体とから構成されている。本実施形態では、酵素と電子授与体とを溶媒（例えば水）に溶解し、この溶液を開口部３１に塗布し乾燥させることにより反応部４を構成している。
【００１５】
符号５で指示するものは、上記被覆層３の先端の略半円形状部分を除いて被覆層３上に配設された電気絶縁性スペーサである。このスペーサ５の先端縁には、その幅方向の片側にセンサ先端１５側へ突出する突出部５１が形成されており、突出部５１の根本部分に入隅部５２が形成されている。本実施形態では、突出部５１を除いた長さ１３．５ｍｍ、幅７ｍｍ、厚さ１５０μｍの両面に粘着層を備えたＰＥＴ系フィルムを、スペーサ５として被覆層３上に積層している。
【００１６】
符号６で指示するものは、上記スペーサ５上に配設された電気絶縁性カバーである。カバー６の先端部は、上記基板１の先端部よりも若干小さな略半円形状に形成されている。このカバー６の半円形状部分において、カバー６と基板１とがスペーサ５により所定間隔を隔てて対向配置されている。このことにより、センサ先端１５側において、基板１上の被覆層３及び反応部４の上面と、カバー６の下面と、スペーサ５の先端縁とによって囲んだ保留空間部Ｓが形成されている。本実施形態では、長さ１６．８ｍｍ、幅７ｍｍ、厚さ１２５μｍの透明のＰＥＴ系フィルムを、カバー６として、スペーサ５の上面に積層している。
【００１７】
以上のように構成されたバイオセンサ１０を用いて液体試料を測定するときは、まず、バイオセンサ１０をその後端部で測定装置に取り付けた後、測定すべき液体試料をバイオセンサ１０の先端１５に接触させ、液体試料を毛細管現象を利用して保留空間部Ｓ内へ導入する。そして、保留空間部Ｓ内で液体試料の特定成分と反応部４とを酵素反応させ、その際の電気化学変化を電極部２で検出して液体試料中の特定成分を測定装置で測定するのである。
【００１８】
このバイオセンサ１０は、スペーサ５の先端縁の片側に突出部５１を形成しているので、毛細管現象によりセンサ先端１５側から流入した液体試料を、最初に突出部５１に接触させることができる。そして、突出部５１のぬれ性を利用して突出部５１で、毛細管現象による液体試料の導入を促進させることができる。したがって、図３に示すように、センサ先端１５側から流入した液体試料の前縁Ｆが突出部５１に接触した後は、この液体試料を突出部５１の側面に沿わせて片側から優先的に流入させることができ、保留空間部Ｓの気体を突出部５１の反対側へ排出しながら（図３中の矢印Ｃ参照）、液体試料を保留空間部Ｓの全体にスムーズに導入することができる。
【００１９】
しかも、気体が突出部５１の反対側へ排出される際には、この排出気流Ｃによって、液体試料が突出部５１以外の部分においてもスペーサ５と接触してしまい気泡を作ってしまうのを防ぐことができ、保留空間部Ｓに決して気泡を残すことなく液体試料を導入することができるのである。
【００２０】
更にまた、バイオセンサ１０は、突出部５１の導入促進作用により突出部５１に沿わせて片側から液体試料を導入できるので、保留空間部Ｓの奥部のスペーサ５に入隅部５２が形成されていても、この入隅部５２に気泡を残すことがない。
したがって、バイオセンサ１０によれば、従来のように、気泡残存のため入隅部の形成が制限されることもなく、入隅部の形成により容易に保留空間部Ｓの容量拡大を図ることができる。
【００２１】
更にまた、バイオセンサ１０は、センサ先端１５側へ突出する突出部５１によってカバー６を支えることができるので、基板１とカバー６との設定間隔を安定的に維持することができる。したがって、例えば、温度変化や外力等によりカバー６等が変形してしまうのを防ぐことができ、液体試料を規定量どおりに保留空間部Ｓへ導入することができ、測定誤差の少ない正確な測定が可能となる。
【００２２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明に係るバイオセンサはその他の形態でも実施することができる。
【００２３】
例えば、図４及び図５に示すバイオセンサ２０であっても良い。このバイオセンサ２０は、スペーサ７及びカバー８に特徴を有する。その他の構成は上述したバイオセンサ１０と同様であり、同符号を用いてその説明を省略する。
【００２４】
バイオセンサ２０のスペーサ７は、その先端縁の幅方向の両側に、センサ先端２５側へ突出する突出部７１がそれぞれ形成され、各突出部７１の根本部分に入隅部７２が形成されている。この変形例では、突出部７１を除いた長さ１３．５ｍｍ、幅７ｍｍ、厚さ１５０μｍの両面に粘着層を備えたＰＥＴ系フィルムを、スペーサ７として被覆層３上に積層している。
【００２５】
カバー８は、その先端部が基板１の先端部よりも若干小さな略半円形状に形成されており、この略半円形状の先端縁にスリット状の切込み部８１が形成されている。このカバー８がスペーサ７の上面に配設され、カバー８の半円形状部分でカバー８と基板１とがスペーサ７により所定間隔を隔てて対向配置されている。
このことにより、センサ先端２５側において、基板１上の被覆層３及び反応部４の上面と、カバー８の下面と、スペーサ７の先端縁とにより囲んだ保留空間部Ｓが形成されている。この変形例では、長さ１６．８ｍｍ、幅７ｍｍ、厚さ１２５μｍの透明のＰＥＴ系フィルムを、カバー８として、スペーサ７の上面に積層している。そして、図５に示すように、切込み部８１は、カバー８の先端縁幅方向の中央からスペーサ７の先端縁の幅方向中央部にまで達するように形成されている。
【００２６】
バイオセンサ２０は、カバー８の先端縁に切込み部８１を形成しているので、突出部７１がスペーサ７の先端縁の両側に形成されていても、液体試料を気泡を残さずスムーズに保留空間部Ｓに導入することができる。
【００２７】
即ち、バイオセンサ２０は、突出部７１のぬれ性を利用して突出部７１で毛細管現象による液体試料の導入を促進すると同時に、切込み部８１の隙間を利用して切込み部８１で毛細管現象による液体試料の導入を抑制することができる。したがって、図５に示すように、センサ先端２５側から流入する液体試料は、その中央で切込み部８１により流入が抑制されながら、その両側で突出部７１により流入が促進されることになり、保留空間部Ｓ内の気体を切込み部８１から排出しながら（図５中の矢印Ｃ）、液体試料を保留空間部Ｓ全体に気泡を残すことなくスムーズに導入することができるのである。
【００２８】
なお、バイオセンサ２０では、切込み部８１をスペーサ７の先端縁にまで達するように形成して保留空間部Ｓの気体の排出を容易にしているが、本発明に係るバイオセンサは、勿論これに限定されるものではなく、例えば、図６に示すバイオセンサ３０の切込み部８２、又は図７に示すバイオセンサ４０の切込み部８３のようにスペーサ７の先端縁まで達していなくても良い。
【００２９】
切込み部は、上述したように、その隙間で毛細管現象による液体試料の導入を抑制するだけでなく、保留空間部Ｓ内の気体を排出する役目も果たす。従って、図７に示すバイオセンサ４０のように、センサ先端４５側から流入した液体試料の前縁Ｆが、突出部７１に接触してその流入が促進される際に、保留空間部Ｓが切込み部８３で外部と連通しておりさえすれば、切込み部８３の連通部分で保留空間部Ｓの気体を排出することができる。しかも、この排出気流Ｃによって、液体試料が切込み部８３の連通部分を塞いでしまうのを防ぐことができるので、保留空間部Ｓに気泡を残すことなくスムーズに液体試料を導入することができるのである。これら切込み部８２、８３のように、切込み部を短く形成すれば、カバー８の変形に対する強度を保つことができ、液体試料のより正確な測定が可能となる。
【００３０】
また、切込み部の形状についても種々の変更が可能であり、バイオセンサ４０の切込み部８３のように、その隙間間隔をその先端程、大きくして略Ｖ字形状に形成しても良い。このことで、液体試料の流入初期における流入抑制作用を大きくして気体排出の確実性を高めることができる。このように、本発明に係るバイオセンサは、例えば、液体試料の種類、保留空間部Ｓの容量、間隔等を考慮して切込み部の隙間の幅、長さ、形状等について種々の設計変更が可能である。
【００３１】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内で当業者の知識に基づき種々の改良、変更、修正を加えた態様で実施し得るものである。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良く、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成しても、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施しても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るバイオセンサによれば、保留空間部の奥部の片側に形成した突出部によって、毛細管現象による液体試料の導入を保留空間部の片側で促進させることができるので、従来のように、保留空間部内の奥部に気体を抜くための排気口を設ける必要がなく、頗る簡素な構成で保留空間部に気泡を残さずスムーズに液体試料を導入することができる。
【００３３】
また、保留空間部の先端に形成した切込み部によって、毛細管現象による液体試料の導入を抑制するとともに、切込み部で保留空間部内の気体を排出することができるので、このことによっても、従来のように保留空間部内の奥部に気体を抜くための排気口を設ける必要がなく、頗る簡素な構成で保留空間部に気泡を残さずスムーズに液体試料を導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバイオセンサの実施形態を示す図であり、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本発明のバイオセンサの分解斜視図である。
【図３】本発明のバイオセンサの保留空間部へ液体試料を導入する際の導入過程を説明する部分平面図である。
【図４】本発明のバイオセンサの実施変形例の分解斜視図である。
【図５】本発明のバイオセンサの実施変形例の保留空間部へ液体試料を導入する際の導入過程を説明する部分平面図である。
【図６】本発明のバイオセンサの他の実施変形例の保留空間部へ液体試料を導入する際の導入過程を説明する部分平面図である。
【図７】本発明のバイオセンサの更に他の実施変形例の保留空間部へ液体試料を導入する際の導入過程を説明する部分平面図である。
【図８】従来のバイオセンサを示す図であり、同図（ａ）は斜視図であり、同図（ｂ）は分解斜視図である。
【符号の説明】
１    基板
２    電極部
２１    測定電極
２２    対極
３    被覆層
４    反応部
５    スペーサ
５１    突出部
５２    入隅部
６    カバー
７    スペーサ
７１    突出部
７２    入隅部
８    カバー
８１    切込み部
１０、２０、３０、４０    酵素センサ
１５、２５、３５、４５    センサ先端
Ｓ    保留空間部
【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】
2005043122.tif 000007
【図６】
2005043122.tif 000008
【図７】
2005043122.tif 000009
【図８】
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