(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状に形成され、その中心に軸方向に沿って延びた軸材を有し、該軸材の側面にその軸方向と交差する方向に沿って導電層と絶縁層が積層された棒状デバイスであって、
該棒状デバイスには、その先端において外部と連通し、その先端から軸方向に沿って延びた筒状の空洞部が形成されており、
該空洞部は、
その内側面において電気化学反応を行う検出用電極部が形成されている
ことを特徴とする生体用デバイス。
【請求項２】
前記検出用電極部は、前記空洞部内面に沿って、略筒状の面を有するように形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の生体用デバイス。
【請求項３】
前記検出用電極部は、前記導電層の一部によって形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の生体用デバイス。
【請求項４】
前記空洞部は、その内底部に前記軸材の先端が配置されるように形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の生体用デバイス。
【請求項５】
先端部を生体内に配置して使用するものであり、
その軸径が、５００μｍ以下であり、
先端に向かって軸径が細くなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の生体用デバイス。
【請求項６】
前記空洞部内に、熱や光や電気を加えると体積または親和性が変化する部材が収容されている
ことを特徴とする請求項１記載の生体用デバイス。
【請求項７】
生体に措置されるデバイスにおいて、該デバイスのベースに基端が連結された生体に接触する接触部の構造であって、
該接触部は、
その中心に基端から先端に沿って延びた軸材と、該軸材の側面にその軸方向と交差する方向に沿って積層された導電層と絶縁層とを備えており、
該接触部には、
その先端において外部と連通し、その先端から基端に向かう方向に沿って延びた筒状の空洞部が形成されており、
該空洞部は、
その内側面において電気化学反応を行う検出用電極部が形成されている
ことを特徴とする生体用デバイスの接触部構造。
【請求項８】
前記検出用電極部は、前記空洞部内面に沿って、略筒状の面を有するように形成されている
ことを特徴とする請求項７記載の生体用デバイスの接触部構造。
【請求項９】
前記検出用電極部は、前記導電層の一部によって形成されている
ことを特徴とする請求項８記載の生体用デバイスの接触部構造。
【請求項１０】
前記空洞部は、その内底部に前記軸材の先端が配置されるように形成されている
ことを特徴とする請求項７記載の生体用デバイス。
【請求項１１】
前記接触部の先端部を生体内に配置して使用するものであり、
前記接触部の先端部の軸径が、５００μｍ以下であり、
先端に向かって軸径が細くなるように形成されている
ことを特徴とする請求項７記載の生体用デバイス。
【請求項１２】
前記空洞部内に、熱や光や電気を加えると体積または親和性が変化する部材が収容されている
ことを特徴とする請求項７記載の生体用デバイスの接触部構造。
【請求項１３】
棒状に形成された棒状デバイスであって、
該棒状デバイスには、その先端において外部と連通し、その先端から軸方向に沿って延びた筒状の空洞部が形成されており、
該空洞部には、その内側面において電気化学反応を行う検出用電極部が形成されており、
該空洞部内に、該空洞部の先端開口領域が検知領域となるように、検知物質が配置されている
ことを特徴とする生体センサ。
【請求項１４】
前記空洞部内には、前記生体用デバイスの軸方向に沿って、前記検知物質の存在しない中空な導入空間が形成されている
ことを特徴とする請求項１３記載の生体センサ。
【請求項１５】
前記棒状デバイスには、その軸方向と交差する方向に沿って導電層と絶縁層とが交互に形成されており、
前記検出用電極部は、前記空洞部内面に沿って、略筒状の面を有するように形成されている
ことを特徴とする請求項１３記載の生体センサ。
【請求項１６】
前記検出用電極部は、前記導電層の一部によって形成されている
ことを特徴とする請求項１５記載の生体センサ。
【請求項１７】
先端部を生体内に配置して使用するものであり、
その軸径が、５００μｍ以下であり、
先端に向かって軸径が細くなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１３記載の生体センサ。
【請求項１８】
ベースと、該ベースに基端が連結された生体に接触する接触部を有しており、
該接触部には、その先端において外部と連通し、その先端から基端に向かう方向に沿って延びた筒状の空洞部が形成されており、
該空洞部の内側面には、電極部が形成されており、
該接触部の空洞部内に、該空洞部の先端開口領域が検知領域となるように、検知物質が配置されている
ことを特徴とする生体センサ。
【請求項１９】
前記接触部の空洞部における先端から基端に向かう方向に沿って、前記検知物質の存在しない中空な導入空間が形成されている
ことを特徴とする請求項１８記載の生体センサ。
【請求項２０】
前記電極部は、前記空洞部内面に沿って、略筒状の面を有するように形成されている
ことを特徴とする請求項１８記載の生体センサ。
【請求項２１】
前記電極部は、前記導電層の一部によって形成されている
ことを特徴とする請求項２０記載の生体センサ。
【請求項２２】
前記接触部の先端部を生体内に配置して使用するものであり、
前記接触部の先端部の軸径が、５００μｍ以下であり、
先端に向かって軸径が細くなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１８記載の生体センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体用デバイス、生体用デバイスの接触部構造および生体センサに関する。
生体内の糖やアミノ酸等の濃度の測定には、電極の表面に所定の酵素を付着させた酵素センサが使用されている。このような酵素センサは、電極に付着された酵素が糖やアミノ酸等を特異的に酸化還元して分子やイオンを発生させる特性を利用したものであり、発生した分子やイオンの量を電極に流れる電流値として検出することによって糖やアミノ酸等の濃度を測定することができる。また、電極の表面に付着させる酵素を変化させれば、測定することができる物質も変えることができる。
本発明は、かかる生体内に存在する物質の濃度等の測定に使用される生体センサおよびこの生体センサに使用可能である生体用デバイスおよび生体用デバイスの接触部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から使用されている酵素センサの一例として、体内のグルコース濃度を測定するグルコースセンサ（特許文献１、非特許文献１）が開発されている。
しかし、これらの器具は、電極が表面に露出しており、その電極上に酵素等を付着させているため、器具を生体に挿入したり措置したりするときに酵素等が外れたり、センシングを行う部位が損傷したりする可能性は否定できない。
【０００３】
電極が外部に露出していない器具として、先端に窪みを設けたプローブが開発されている(特許文献２)。このプローブは、生体から採取した血液や体液の検査を行うものであり、窪みの中に電極および検査対象の検出に使用される試薬を配置する構成を有している。そして、特許文献２には、プローブの窪みの中に体液を収容した状態で検査を行うことにより、窪みの容積によって検査する血液の量を一定に保つことができるという効果を奏する旨が記載されている。
【０００４】
近年、生体に突き刺したり生体内に措置したりして使用する生体センサが求められており、かかる生体センサでは長期間精度よく測定を行えることが必要となる。生体センサにおいて、その感度を向上させるためには電極（とくに作用極）の面積を大きくすることが必要であり、また、長期間使用するためには酵素を多く保持できることが必要である。
【０００５】
ここで、特許文献２のプローブはプローブ中心に設けられた作用極リードの先端を作用極として使用するので、電極面積を大きくするためには作用極リードを太くする必要がある。しかし、作用極リードが太くなるとプローブ自体も太くなるので、生体に突き刺したり生体内に措置したりして使用するときには、生体に与える損傷が大きくなる。
しかも、特許文献２のプローブでは、その空洞部は半球状に形成されているため、酵素を多く保持するためにはその空洞部の半径を大きくする必要があり、この場合も、プローブ自体を太くせざるを得ない。
したがって、特許文献２のプローブは、生体から採取されたり分離されたりした対象物中に存在する検査対象を生体外において検出するために使用することはできても、生体内に存在する検査対象を生体から採取分離することなく生体内で直接検出・測定するデバイスには適していない。
【０００６】
また、生体内に挿入して使用する内視鏡やカテーテルを利用した治療等に生体センサを組み合わせることができれば非常に有益であるが、内視鏡やカテーテルに効果的に組み合わせることができる生体センサは開発されておらず、その開発が求められている。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−６０７２２号公報
【特許文献２】特開平１１−３４７０１９号公報
【非特許文献１】W. Kenneth Ward, Lawrence B. Jansen, EllenAnderson, Gerard Reach,Jean-Claude Klein, George S. Wilson, “A newamperometric glucose microsensor: in vitro and short-term in vivo evaluation”, Biosensors& Bioelectronics 17,  2002, p.181-189
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑み、生体内に挿入したりや措置したりして生体内において直接検査対象を検出・測定することが可能であり、しかも、センシング領域を微細な領域に保ちつつセンシングを行う部位の損傷を防ぐことができる生体センサおよびこの生体センサに使用可能である生体用デバイスおよび生体用デバイスの接触部構造を提供することを目的とする。
また、複数の物質の同時検査が可能でありかつ製造が容易であり、しかも、カテーテル、光センサ、光源、熱源、刺激電極、内視鏡等、管状または線状の医療機器等への適用が可能となる生体センサおよび生体センサに適用できる生体用デバイス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】
【０００９】
第１発明の生体用デバイスは、棒状に形成され、その中心に軸方向に沿って延びた軸材を有し、該軸材の側面にその軸方向と交差する方向に沿って導電層と絶縁層が積層された棒状デバイスであって、該棒状デバイスには、その先端において外部と連通し、その先端から軸方向に沿って延びた筒状の空洞部が形成されており、該空洞部は、その内側面において電気化学反応を行う検出用電極部が形成されていることを特徴とする。
第２発明の生体用デバイスは、第１発明において、前記検出用電極部は、前記空洞部内面に沿って、略筒状の面を有するように形成されていることを特徴とする。
第３発明の生体用デバイスは、第２発明において、前記検出用電極部は、前記導電層の一部によって形成されていることを特徴とする。
第４発明の生体用デバイスは、第１発明において、前記空洞部は、その内底部に前記軸材の先端が配置されるように形成されていることを特徴とする。
第５発明の生体用デバイスは、第１発明において、先端部を生体内に配置して使用するものであり、その軸径が、５００μｍ以下であり、先端に向かって軸径が細くなるように形成されていることを特徴とする。
第６発明の生体用デバイスは、第１発明において、前記空洞部内に、熱や光や電気を加えると体積または親和性が変化する部材が収容されていることを特徴とする。
第７発明の生体用デバイスの接触部構造は、生体に措置されるデバイスにおいて、該デバイスのベースに基端が連結された生体に接触する接触部の構造であって、該接触部は、その中心に基端から先端に沿って延びた軸材と、該軸材の側面にその軸方向と交差する方向に沿って積層された導電層と絶縁層とを備えており、該接触部には、その先端において外部と連通し、その先端から基端に向かう方向に沿って延びた筒状の空洞部が形成されており、該空洞部は、その内側面において電気化学反応を行う検出用電極部が形成されていることを特徴とする。
第８発明の生体用デバイスの接触部構造は、第７発明において、前記検出用電極部は、前記空洞部内面に沿って、略筒状の面を有するように形成されていることを特徴とする。
第９発明の生体用デバイスの接触部構造は、第８発明において、前記検出用電極部は、前記導電層の一部によって形成されていることを特徴とする。
第１０発明の生体用デバイスの接触部構造は、第７発明において、前記空洞部は、その内底部に前記軸材の先端が配置されるように形成されていることを特徴とする。
第１１発明の生体用デバイスの接触部構造は、第７発明において、前記接触部の先端部を生体内に配置して使用するものであり、前記接触部の先端部の軸径が、５００μｍ以下であり、先端に向かって軸径が細くなるように形成されていることを特徴とする。
第１２発明の生体用デバイスの接触部構造は、第７発明において、前記空洞部内に、熱や光や電気を加えると体積または親和性が変化する部材が収容されていることを特徴とする。
第１３発明の生体センサは、棒状に形成された棒状デバイスであって、該棒状デバイスには、その先端において外部と連通し、その先端から軸方向に沿って延びた筒状の空洞部が形成されており、該空洞部には、その内側面において電気化学反応を行う検出用電極部が形成されており、該空洞部内に、該空洞部の先端開口領域が検知領域となるように、検知物質が配置されていることを特徴とする。
第１４発明の生体センサは、第１３発明において、前記空洞部内には、前記生体用デバイスの軸方向に沿って、前記検知物質の存在しない中空な導入空間が形成されていることを特徴とする。
第１５発明の生体センサは、第１３発明において、前記棒状デバイスには、その軸方向と交差する方向に沿って導電層と絶縁層とが交互に形成されており、前記検出用電極部は、前記空洞部内面に沿って、略筒状の面を有するように形成されていることを特徴とする。
第１６発明の生体センサは、第１５発明において、前記検出用電極部は、前記導電層の一部によって形成されていることを特徴とする。
第１７発明の生体センサは、第１３発明において、先端部を生体内に配置して使用するものであり、その軸径が、５００μｍ以下であり、先端に向かって軸径が細くなるように形成されていることを特徴とする。
第１８発明の生体センサは、ベースと、該ベースに基端が連結された生体に接触する接触部を有しており、該接触部には、その先端において外部と連通し、その先端から基端に向かう方向に沿って延びた筒状の空洞部が形成されており、該空洞部の内側面には、電極部が形成されており、該接触部の空洞部内に、該空洞部の先端開口領域が検知領域となるように、検知物質が配置されていることを特徴とする。
第１９発明の生体センサは、第１８発明において、前記接触部の空洞部における先端から基端に向かう方向に沿って、前記検知物質の存在しない中空な導入空間が形成されていることを特徴とする。
第２０発明の生体センサは、第１８発明において、前記電極部は、前記空洞部内面に沿って、略筒状の面を有するように形成されていることを特徴とする。
第２１発明の生体センサは、第２０発明において、前記電極部は、前記導電層の一部によって形成されていることを特徴とする。
第２２発明の生体センサは、第１８発明において、前記接触部の先端部を生体内に配置して使用するものであり、前記接触部の先端部の軸径が、５００μｍ以下であり、先端に向かって軸径が細くなるように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によれば、棒状デバイス近傍に対極を配置し、対極と棒状デバイスの検出用電極部との間に電圧を印加すれば、両者の間に存在する物質に電流を流すことができる。そして、検出用電極部表面に酵素などの検知物質を配設しておけば、対極と棒状デバイスとの間に位置する検査対象の濃度や量に対応した電流値を検出することができる。しかも、棒状デバイスの空洞部内側面に電極を設けているので、棒状デバイスを生体に挿入する場合でも、検出用電極部が損傷したり検知物質が脱落したりすることを防ぐことができる。また、空洞部内に検知物質を充填しておけば、センシングする領域は空洞部の先端開口領域となる。すると、先端開口領域を小さくしておけば、検知物質と検出対象が接触する面積が小さくなるので、微細な領域の検査も可能である。しかも、空洞部から遊離して離散する検知物質の量を少なくすることができるので、センサ寿命を長くすることができる。さらに、棒状デバイスの軸方向における空洞部の長さを長くすれば棒状デバイスおよび空洞部の断面積にかかわらず、空洞部の容積を大きくできるから、空洞部内に収容できる検知物質の量を多くすることができる。すると、空洞部内に検査対象の検出に必要な量の検知物質を長期間存在させておくことができるから、センサ寿命を長くすることができる。棒状デバイスに加わる力を軸材に支持させることができるから、棒状デバイスが折れ曲がったりして破損することをより確実に防ぐことができ、確実に棒状デバイスを生体等の検査対象に挿入することができる。さらに、棒状デバイスの軸方向における検出用電極部の長さを長くすれば、棒状デバイスの断面積や空洞部の断面積を大きくしなくても、検出用電極部の面積を大きくすることができる。すると、電圧を印加できる領域を大きくできるので、多くの電流を流すことが可能となり、生体センサに使用した場合には、センサの感度を向上させることができる。また、電極面積を大きくできることは、検知物質を空洞部内に収容して生体センサとして使用する場合、収容する検知物質のうち電極近傍に位置する検知物質の量を増やすことができるため、センサの応答速度を高く保ちながらセンサの感度を向上することができる。
第２発明によれば、棒状デバイスの軸方向における検出用電極部の長さを長くすれば、棒状デバイスの断面積や空洞部の断面積を大きくしなくても、検出用電極部の面積を大きくすることができる。すると、電圧を印加できる領域を大きくできるので、多くの電流を流すことが可能となり、生体センサに使用した場合には、センサの感度を向上させることができる。また、電極面積を大きくできることは、検知物質を空洞部内に収容して生体センサとして使用する場合、収容する検知物質のうち電極近傍に位置する検知物質の量を増やすことができるため、センサの応答速度を高く保ちながらセンサの感度を向上することができる。
第３発明によれば、導電層をリードとして利用でき、しかも、棒状デバイスの細径化が容易になる。
第４発明によれば、空洞部の内底部に軸材の先端が配置されているから、この軸材を伝熱性の高い素材によって形成すれば空洞部内の物質を加熱することができる。また、軸材を光ファイバ等によって形成すれば空洞部内の物質に光を照射することも可能である。
第５発明によれば、生体に突き刺したり挿入したり、また生体内に埋め込んだままとすることも可能である。しかも、生体に措置したときに、生体が受ける負担を少なくすることができる。例えば、痛みの発生を抑えることができ、傷口を小さくすることもできる。
第６発明によれば、検出用電極部や軸材から熱や光や電気を加えると体積または親和性が変化する部材を収容しておけば、棒状デバイスの先端近傍に空洞部内に収容していた物質を供給したり、棒状デバイスの先端近傍に存在する物質を採取したりすることができる。
第７発明によれば、接触部近傍に対極を配置し、対極と検出用電極部との間に電圧を印加すれば、両者の間に存在する物質に電流を流すことができる。そして、検出用電極部表面に酵素などの検知物質を配設しておけば、対極と接触部との間に位置する検査対象の濃度や量に対応した電流値を検出することができる。しかも、接触部の空洞部内側面に電極を設けているので、接触部を生体に挿入する場合でも、検出用電極部が損傷したり検知物質が脱落したりすることを防ぐことができる。また、空洞部内に検知物質を充填しておけば、センシングする領域は空洞部の先端開口領域となる。すると、先端開口領域を小さくしておけば、検知物質と検出対象が接触する面積が小さくなるので、微細な領域の検査も可能である。しかも、空洞部から遊離して離散する検知物質の量を少なくすることができるので、センサ寿命を長くすることができる。さらに、接触部の軸方向における空洞部の長さを長くすれば接触部および空洞部の断面積にかかわらず、空洞部の容積を大きくできるから、空洞部内に収容できる検知物質の量を多くすることができる。すると、空洞部内に検査対象の検出に必要な量の検知物質を長期間存在させておくことができるから、センサ寿命を長くすることができる。接触部に加わる力を軸材に支持させることができるから、接触部が折れ曲がったりして破損することをより確実に防ぐことができ、確実に接触部を生体等の検査対象に挿入することができる。
第８発明によれば、接触部の軸方向における検出用電極部の長さを長くすれば、接触部の断面積や空洞部の断面積を大きくしなくても、検出用電極部の面積を大きくすることができる。すると、電圧を印加できる領域を大きくできるので、多くの電流を流すことが可能となり、生体センサに使用した場合には、センサの感度を向上させることができる。また、電極面積を大きくできることは、検知物質を空洞部内に収容して生体センサとして使用する場合、収容する検知物質のうち電極近傍に位置する検知物質の量を増やすことができるため、センサの応答速度を高く保ちながらセンサの感度を向上することができる。
第９発明によれば、導電層をリードとして利用でき、しかも、接触部の細径化が容易になる。
第１０発明によれば、空洞部の内底部に軸材の先端が配置されているから、この軸材を伝熱性の高い素材によって形成すれば空洞部内の物質を加熱することができる。また、軸材を光ファイバ等によって形成すれば空洞部内の物質に光を照射することも可能である。
第１１発明によれば、接触部の先端を生体に突き刺したり挿入したり、また生体内に埋め込んだままとすることも可能である。しかも、生体に措置したときに、生体が受ける負担を少なくすることができる。例えば、痛みの発生を抑えることができ、傷口を小さくすることもできる。
第１２発明によれば、検出用電極部や軸材から熱や光や電気を加えると体積または親和性が変化する部材を収容しておけば、接触部の先端近傍に空洞部内に収容していた物質を供給したり、接触部の先端近傍に存在する物質を採取したりすることができる。
第１３発明によれば、棒状デバイス近傍に対極を配置し、対極と棒状デバイスの検出用電極部との間に電圧を印加すれば、対極と棒状デバイスとの間に位置する検査対象の濃度や量に対応した電流値を検出することができる。しかも、棒状デバイスの空洞部内側面に電極を設けているので、棒状デバイスを生体に挿入する場合でも、検出用電極部が損傷したり検知物質が脱落したりすることを防ぐことができる。また、棒状デバイスの空洞部内面に検出用電極部を設けかつ空洞部内に検知物質を充填しておけば、センシングする領域は空洞部の先端開口領域となる。すると、先端開口領域を小さくしておけば、検知物質と検出対象が接触する面積が小さくなるので、微細な領域の検査も可能である。しかも、空洞部から遊離して離散する検知物質の量を少なくすることができるので、センサ寿命を長くすることができる。さらに、棒状デバイスの軸方向における空洞部の長さを長くすれば棒状デバイスおよび空洞部の断面積にかかわらず、空洞部の容積を大きくできるから、空洞部内に収容できる検知物質の量を多くすることができる。すると、空洞部内に検査対象の検出に必要な量の検知物質を長期間存在させておくことができるから、センサ寿命を長くすることができる。さらに、棒状デバイスの軸方向における検出用電極部の長さを長くすれば、棒状デバイスの断面積や空洞部の断面積を大きくしなくても、検出用電極部の面積を大きくすることができる。すると、生体センサの感度を向上させることができる。
第１４発明によれば、導入空間を形成することによって、先端開口領域だけでなく導入空間内面でも検知物質と検出対象とを反応させることができる。よって、検知物質と検出対象が一度に接触する面積、すなわち一度に反応できる面積を大きくとることができ、検知物質と検出対象を十分に反応させることができるから、検出対象の濃度が薄い場合でも、検出感度を向上させることができる。また、電極表面に付着させる検知物質を、導入空間を形成しつつ、薄い膜状ではなく厚みのある膜状に形成すれば、導入空間の形成により検出対象と検知物質が接する面積を大きくとりながら、検知物質を多く付着させることができる。検知物質の劣化が進んだ場合でも、検知物質と検出対象を十分に反応させることができ、検出感度の大きな低下を抑えることができる。このことは、生体センサにおいてはセンサ寿命の向上につながる。また、導入空間を設けた場合は、導入空間を設けない場合に比べて、導入空間の容積の分だけ検知物質の使用量を節約することができる。また、検知物質を検出用電極部に付着させるときに、検出用電極部に電圧を印加して電気的に検知物質を付着させる方法を用いた場合、検知物質が検出用電極部に沿って付着していくことを利用して導入空間を設けることができる。
第１５発明によれば、棒状デバイスの軸方向における検出用電極部の長さを長くすれば、棒状デバイスの断面積や空洞部の断面積を大きくしなくても、検出用電極部の面積を大きくすることができる。すると、電圧を印加できる領域を大きくできるので、多くの電流を流すことが可能となり、生体センサに使用した場合には、センサの感度を向上させることができる。また、電極面積を大きくできることは、検知物質を空洞部内に収容して生体センサとして使用する場合、収容する検知物質のうち電極近傍に位置する検知物質の量を増やすことができるため、センサの応答速度を高く保ちながらセンサの感度を向上することができる。
第１６発明によれば、導電層をリードとして利用でき、しかも、棒状デバイスの細径化が容易になる。
第１７発明によれば、生体に突き刺したり挿入したり、また生体内に埋め込んだままとすることも可能である。しかも、生体に措置したときに、生体が受ける負担を少なくすることができる。例えば、痛みの発生を抑えることができ、傷口を小さくすることもできる。
第１８発明によれば、接触部近傍に対極を配置し、対極と電極部との間に電圧を印加すれば対極と接触部との間に位置する検査対象の濃度や量に対応した電流値を検出することができる。とくに、接触部の空洞部内側面に電極を設ければ、接触部を生体に挿入する場合でも、電極部が損傷したり検知物質が脱落したりすることを防ぐことができる。また、接触部の空洞部内面に電極部を設けかつ空洞部内に検知物質を充填しておけば、センシングする領域は空洞部の先端開口領域となる。すると、先端開口領域を小さくしておけば、検知物質と検出対象が接触する面積が小さくなるので、微細な領域の検査も可能である。しかも、空洞部から遊離して離散する検知物質の量を少なくすることができるので、センサ寿命を長くすることができる。さらに、接触部の軸方向における空洞部の長さを長くすれば接触部および空洞部の断面積にかかわらず、空洞部の容積を大きくできるから、空洞部内に収容できる検知物質の量を多くすることができる。すると、空洞部内に検査対象の検出に必要な量の検知物質を長期間存在させておくことができるから、センサ寿命を長くすることができる。さらに、接触部の軸方向における電極部の長さを長くすれば、接触部の断面積や空洞部の断面積を大きくしなくても、電極部の面積を大きくすることができる。すると、生体センサの感度を向上させることができる。
第１９発明によれば、導入空間を形成することによって、先端開口領域だけでなく導入空間内面でも検知物質と検出対象とを反応させることができる。よって、検知物質と検出対象が一度に接触する面積、すなわち一度に反応できる面積を大きくとることができ、検知物質と検出対象を十分に反応させることができるから、検出対象の濃度が薄い場合でも、検出感度を向上させることができる。また、電極表面に付着させる検知物質を、導入空間を形成しつつ、薄い膜状ではなく厚みのある膜状に形成すれば、導入空間の形成により検出対象と検知物質が接する面積を大きくとりながら、検知物質を多く付着させることができるので、検知物質の劣化が進んだ場合でも、検知物質と検出対象を十分に反応させることができ、検出感度の大きな低下を抑えることができる。このことは、生体センサにおいてはセンサ寿命の向上につながる。また、導入空間を設けた場合は、導入空間を設けない場合に比べて、導入空間の容積の分だけ検知物質の使用量を節約することができる。また、検知物質を電極部に付着させるときに、電極部に電圧を印加して電気的に検知物質を付着させる方法を用いた場合、検知物質が電極部に沿って付着していくことを利用して導入空間を設けることができる。
第２０発明によれば、接触部の軸方向における電極部の長さを長くすれば、接触部の断面積や空洞部の断面積を大きくしなくても、電極部の面積を大きくすることができる。すると、電圧を印加できる領域を大きくできるので、多くの電流を流すことが可能となり、生体センサに使用した場合には、センサの感度を向上させることができる。また、電極面積を大きくできることは、検知物質を空洞部内に収容して生体センサとして使用する場合、収容する検知物質のうち電極近傍に位置する検知物質の量を増やすことができるため、センサの応答速度を高く保ちながらセンサの感度を向上することができる。
第２１発明によれば、導電層をリードとして利用でき、しかも、接触部の細径化が容易になる。
第２２発明によれば、接触部の先端を生体に突き刺したり挿入したり、また生体内に埋め込んだままとすることも可能である。しかも、生体に措置したときに、生体が受ける負担を少なくすることができる。例えば、痛みの発生を抑えることができ、傷口を小さくすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の生体用デバイスの一実施形態である棒状デバイス１の概略説明図であって、（Ａ）は棒状デバイス１の概略側面図であり、（Ｂ）は棒状デバイス１の先端部の概略拡大断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面矢視図である。
なお、本出願の図面では、生体用デバイスや生体センサの構造を理解しやすくするために、各構成要素の大きさや厚さ、長さの相対的な比率は、実際の部材の比率とは必ずしも一致していない。図１に記載されている本発明の棒状デバイス１であれば、その外径が０．３〜５００μｍ程度の場合、軸材２の外径が０．１〜３００μｍ程度、導電層３の厚さは０．０５〜１００μｍ程度、絶縁層４の厚さは０．０５〜１００μｍ程度が好ましいが、軸材２の軸径や導電層３および絶縁層４の厚さは上記のごとき範囲に限定されるものではない。そして、導電層３と絶縁層４は同じ厚さとしても良いが、導電層３を絶縁層４よりも薄くしておけば、棒状デバイス１の外径が太くなるのを抑えつつ、導電層３と他の物質等との間においてショートすることを抑制することができる。
【００１２】
本発明の生体用デバイスの一実施形態である棒状デバイス１を説明する。
図１において、符号１は、本発明の生体用デバイスの一実施形態に係わる棒状デバイスを示している。この棒状デバイス１は、軸方向（図１では左右方向）に沿って延びた線状、つまり細長い部材である。
棒状デバイス１は、その中心に軸方向に沿って延びた軸材２を備えているが、この軸材２は必ずしも設けなくてもよい。軸材２を設けずに、棒状デバイス１の軸方向に沿って延びた貫通孔１ｈを有する形状としてもよい（図４（Ａ）参照）。
なお、図１では、棒状デバイス１の断面形状が円形の場合を示しているが、その断面形状は円形に限られず、半円形でもよいし、正方形や長方形、六角形、八角形等の多角形等でもよい。
【００１３】
前記軸材２の側面には、軸材２の軸方向（棒状デバイス１の軸方向）と交差する方向に沿って、交互に形成された導電性の素材からなる層（導電層３）と絶縁性の素材からなる層（絶縁層４）とを備えている。
なお、図１では、導電層３と絶縁層４がそれぞれ一層のみ形成されている場合を示しているが、導電層３および絶縁層４は、交互に形成されていれば、複数設けてもよい（図２（Ｃ）、図３（Ａ）参照）。
さらになお、図１では、軸材２の側面には導電層３が形成されているが、軸材２の側面に絶縁層４を形成しその表面に導電層３を形成して、その導電層３の表面に絶縁層４を形成してもよいのは、いうまでもない。
【００１４】
図１に示すように、棒状デバイス１の先端部（図１では右端部）には、その端面から内方に窪んだ空洞部３ｈが形成されている。つまり、空洞部３ｈは、棒状デバイス１の先端部において外部と連通した状態となるように形成されている。そして、この空洞部３ｈは、棒状デバイス１の軸方向に沿って延びた筒状に形成されている。この空洞部３ｈは、棒状デバイス１の外径Ｄ１が約０．３〜５００μｍ程度であれば、その内径Ｄ２が約０.１〜３００μｍ程度となるように形成されているが、外径Ｄ１に対する内径Ｄ２の内径の比率は特に限定されない。また、空洞部３ｈは、その軸方向における断面積が一定である必要はなく、棒状デバイス１の先端部の断面積に比べてその内部の断面積が大きくなるように形成してもよい（図３（Ｃ）参照）。
【００１５】
なお、空洞部３ｈの断面形状は、略筒状に形成されていればよく、その断面形状は円形断面に限られず、半円形でもよいし、正方形や長方形、六角形、八角形等の多角形等でもよい。
さらになお、図１では、棒状デバイス１と空洞部３ｈの断面形状は相似形となっているが、相似形となっていなくてもよい。例えば、棒状デバイス１の断面形状が円形で空洞部３ｈの断面形状が半円形や多角形等であったり、逆に、棒状デバイス１の断面形状が半円形や多角形等で空洞部３ｈの断面形状が円形であったりしてもよい。
【００１６】
そして、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、この空洞部３ｈの内面には、空洞部３ｈの内面に沿って電極部３ａが形成されている。この電極部３ａは、導電層３によって形成されており、その略円筒状の内面が空洞部３ｈの内面を形成している。図１では、空洞部３ｈの内底面３ｓよりも棒状デバイス１の先端部側に位置する部分（図１中の長さＬの部分）が電極部３ａを構成している。
なお、電極部３ａの内面は略円筒状に限られず、その内面によって囲まれた空間の断面が半円形や、正方形や長方形、六角形、八角形等の多角形等となるように形成されていてもよい。
【００１７】
さらになお、図１では、導電層３の一部によって電極部３ａが形成されているが、導電層３とは別の導電性物質によって電極部３ａを形成してもよい。
また、軸材２の側面に絶縁層４を形成しその表面に導電層３を形成した構造となっている場合であれば、絶縁層４の一部を除去して空洞部３ｈに導電層３を露出させて電極部３ａを形成してもよい。
さらに、軸材２の側面に絶縁層４を形成しその表面に導電層３を形成した構造となっている場合であれば、絶縁層４の内面に、導電層３とは別に導電性材料によって形成された電極部３ａを設けて、この電極部３ａを導電層３に電気的に接続させる構成としてもよい。
【００１８】
また、図１（Ａ）に示すように、棒状デバイス１の基端、つまり、電極部３ａが設けられている端部と逆に位置する端部には、信号検出部６が設けられている。この信号検出部６は、導電性の材料から形成されており、導電層３と電気的に接続されている。このため、信号検出部６に電圧を印加すれば、導電層３を介して、電極部３ａに電圧を印加することができる。
【００１９】
なお、絶縁層４の一部を除去して導電層３を露出させ、その露出した部分を信号検出部６としてもよく、導電層３と電気的に接続されていればよい。
さらになお、導電層３は信号検出部６と電極部３ａを電気的に接続するリード線として機能するのであるが、導電層３を設けずに、例えば、電線等のリード線を棒状デバイス１に設けて両者を電気的に接続させてもよい。しかし、導電層３をリード線として機能させる場合には、棒状デバイス１の細径化が容易になるし、上述したように導電層３の一部を電極部３ａとして利用できるという利点がある。
【００２０】
（生体センサ）
つぎに、上記の棒状デバイスを利用した生体センサを説明する。
生体センサとして本実施形態の棒状デバイスを使用する場合には、棒状デバイス１の空洞部３ｈに生体センサによって検査する検査対象、例えばグルコース等の検査対象と反応する検知物質ＭＳが配置される（図１参照）。
検知物質ＭＳとしては、グルコースであればグルコースオキシダーゼを使用するが、検査対象に合わせて適切な物質が採用される。例えば、グルコースオキシダーゼ等の酵素や、抗原、抗体、ポリペプチド、レセプター、アクセプター、核酸、糖、細胞、微生物、透過選択性膜、非特異吸着防止膜、キレート剤、クラウンエーテル、シクロデキストリン等を挙げることができる。
【００２１】
なお、検知物質ＭＳは、空洞部３ｈ内に隙間なく充填してもよいが、図２（Ａ）に示すような形状に充填してもよい。具体的には、棒状デバイス１の軸方向、つまり空洞部３ｈの軸方向に沿って、中空な導入空間ＭＨが形成されるように検知物質ＭＳを空洞部３ｈ内に充填してもよい。検出対象の濃度が薄い場合には、精度のよい測定には十分な量の検知物質ＭＳや十分な広さの検出対象との反応面積が必要となる。かかる場合に、導入空間ＭＨを設けておけば、先端の開口領域だけでなく導入空間ＭＨの内面でも検知物質ＭＳと検出対象とを反応させることができるので、検知物質ＭＳと検出対象を十分かつ迅速に反応させることができる。よって、低濃度の検出対象が存在する場合でも、高感度かつ迅速に測定することができる。
【００２２】
とくに、電極部３ａ表面に付着させる検知物質ＭＳを、導入空間ＭＨを形成しつつ、薄い膜状ではなく厚みのある膜状に形成すれば、導入空間ＭＨの形成により検出対象と検知物質ＭＳが接する面積を大きくとりながら、検知物質ＭＳを多く付着させることができる。すると、検知物質ＭＳの劣化が進んだ場合でも、検知物質ＭＳと検出対象を十分に反応させることができ、検出感度の大きな低下を抑えることができる。このことは、生体センサにおいてはセンサ寿命の向上につながる。
しかも、導入空間ＭＨを設けた場合は、導入空間ＭＨの容積の分だけ導入空間ＭＨを設けない場合に比べて、導入空間ＭＨの容積の分だけ検知物質ＭＳの使用量を節約することができる。
【００２３】
この導入空間ＭＨは、どのような方法で形成してもよい。例えば、検知物質ＭＳを電極部３ａに付着させるときに、電極部３ａに電圧を印加して電気的に検知物質ＭＳを付着させる方法を用いれば、検知物質ＭＳが電極部３ａに沿って付着していくことを利用して導入空間ＭＨを設けることができる。
【００２４】
生体センサは、検出対象と検知物質ＭＳが反応して生成される物質を、検知物質ＭＳと接する電極において酸化還元し、その際に発生する電流や電圧変化を検出することによって濃度等を測定する。このため、検出対象を含む物質に電圧を印加するために、一対の電極が必要となる。図１のごとき棒状デバイス１であれば、棒状デバイス１とは別に、棒状デバイス１の電極部３ａの対極ＲＥを設けなければならない（図６（Ａ）参照）。
ここで、棒状デバイス１とは別に対極ＲＥを設ける場合、棒状デバイス１の構造を簡単にできるという利点がある。
【００２５】
一方、棒状デバイス１に対極ＲＥを設ける場合は、測定の際に、棒状デバイス１のみを生体に配置すればよいという利点がある。棒状デバイス１に対極ＲＥを設ける方法は種々考えられるが、例えば、棒状デバイス１を以下に示すような構造とすれば棒状デバイス１に対極ＲＥを設けることができる。
また、棒状デバイス１に対極ＲＥを設けることは、すなわち、棒状デバイス１に両極が固定されていることを意味するので、棒状デバイス１の電極部３ａと対極ＲＥの距離を常に一定の状態に保つことができるし、両極の相対位置に変化がないことから対象物と両極との位置関係が安定しており、測定条件を安定させることができる利点もある。
さらに、棒状デバイス１に対極ＲＥを設けることは、対極ＲＥを棒状デバイス１とは別に設ける場合に比べて、対極ＲＥの位置を棒状デバイス１の近くにできる利点がある。
さらに、対極ＲＥの位置に関らず、棒状デバイス１を生体センサとして使用する場合、対極ＲＥにタンパク質などが付着し、対極ＲＥと電極３ａとの間の電気抵抗が増加し、測定誤差が増加することが考えられる。このとき、対極ＲＥが棒状デバイス１に設けられていれば、対極ＲＥと電極３ａとの距離が近いため、対極ＲＥにタンパク質などが付着しても、測定誤差を極力抑えることができる。
【００２６】
図３（Ａ）に示すように、絶縁層４の表面、つまり棒状デバイス１の表面に導電層５を設ければ、この導電層５を対極ＲＥとして使用することができる。
また、図２（Ｃ）に示すように、導電層５の表面に絶縁層からなる絶縁層７を設け、かつ、この導電層５の一部を空洞部３ｈ内に露出させる。すると、導電層５における空洞部３ｈに露出している部分５ａを対極ＲＥとして使用することができる。なお、空洞部３ｈ内に導電性の素材からなる電極を設け、この電極が導電層５と電気的に接続されるよう構成としてもよい。
さらに、図４（Ｂ）に示すように、軸材２を貫通し、先端部分が空洞部３ｈ内に配置された導電性線材８を設ける。すると、導電性線材８において、軸材２から突出している部分（図４（Ｂ）では長さＬＡの部分）を対極ＲＥとして使用することも可能である。この場合、導電性線材８が設けられている空間に、検知物質ＭＳと導電性線材８との間を電気的に短絡するのではではなく、検知物質ＭＳとの間でイオンの交換ができる物質９を充填することが好ましい。この物質９は、液体状、固体状等のポリマー等の電解質であり、例えば、デュポン社のイオン交換樹脂であるナフィオンを用いることができる。
なお、この場合には、軸材２は絶縁性材料であるか、軸材２や導電性線材８と導電層３とが電気的に絶縁されていることが必要であるのは、いうまでもない。また、導電性線材８の形状は、棒状、管状、フィンやスリットの入った棒状等、特に限定されない。
【００２７】
また、図５（Ａ）に示すように、棒状デバイス１を、管状デバイス１０と組み合わせて使用することも可能である。
この場合、管状デバイスと１０として、中空な貫通孔を有する導電性を有する管状部材１１の表面に絶縁層１２を設け、この絶縁層１２の一部を除去して露出した管状部材１１の表面に検知物質ＭＳを配置したものを使用する。この管状部材１１の貫通孔に棒状デバイス１を挿入し、その先端部を管状部材１１の先端から突出させておく。そして、棒状デバイス１の近傍に対極ＲＥを配置し、棒状デバイス１の導電層３と対極ＲＥとの間、および管状部材１１と対極ＲＥとの間に電圧を印加すれば、棒状デバイス１先端近傍と管状部材１１における検知物質ＭＳが配置された位置近傍において、検出対象の濃度等を測定することができる。
しかも、棒状デバイス１の空洞部に収容する検知物質ＭＳと、管状部材１１に設けた検知物質ＭＳとを異なる検知物質とすれば、異なる検出対象を同時に測定することができる。
また、管状部材１１に検知物質ＭＳを設けなければ、管状部材１１を参照電極として使用でき、管状部材１１から検出される電流によって棒状デバイス１から検出される電流を較正することもできる。
なお、図５（Ｂ）に示すように、棒状デバイス１が対極ＲＥ（図５（Ｂ）では導電層５が相当する）をも有している場合には、棒状デバイス１とは別に対極を設けなくてもよくなる。
【００２８】
（生体センサの使用方法）
つぎに、上記の棒状デバイス１を利用した生体センサの使用例を説明する。
以下では、検知物質ＭＳがグルコースオキシダーゼである場合を説明するが、他の検知物質ＭＳの場合でもグルコースオキシダーゼと同様に検知物質ＭＳに対応した物質の量や濃度等を検出できるのはいうまでもない。
【００２９】
まず、棒状デバイス１の空洞部３ｈにグルコースオキシダーゼを配置する。
そして、図６に示すように、グルコースオキシダーゼが配置された棒状デバイス１を生体内に挿入する。このとき、棒状デバイス１の軸径を、５００μｍ以下、好ましく３００μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以下としておけば、生体に突き刺したり挿入したり、また生体内に埋め込んだままとすることも可能である。しかも、生体に措置したときに、生体が受ける負担を少なくすることができる。例えば、痛みの発生を抑えることができ、傷口を小さくすることもできる。
【００３０】
なお、棒状デバイス１の先端部の形状を、先端に向かって細くなる形状としたり（図３（Ｃ）参照）、その軸方向に対して傾斜した面で切断したような形状、言い換えれば、注射針の先端のような形状（図３（Ｂ）参照）に形成しておけば、生体に突き刺したり挿入したりするときに抵抗を少なくすることができ、また、生体に対する負担を少なくすることができる。
【００３１】
図６（Ａ）に示すように、棒状デバイス１の信号検出部６をポテンショスタットＰＳに接続し、棒状デバイス１を、測定対象となる生体の所定の位置に配置する。そして、ポテンショスタットＰＳに連結された、例えば、銀・塩化銀電極等の対極ＲＥを棒状デバイス１の近傍に配置する。
なお、図６（Ｂ）に示すように、棒状デバイス１が対極ＲＥを有するものである場合には、棒状デバイス１の信号検出部６および対極ＲＥをポテンショスタットＰＳに接続し、棒状デバイス１のみを生体の所定の位置に配置すればよい。
【００３２】
そして、棒状デバイス１および対極ＲＥが所定の位置に配設されると、棒状デバイス１の導電層３と対極ＲＥとの間に電圧を印加する。このとき、棒状デバイス１の導電層３と対極ＲＥとの間に印加する電圧は、検知物質ＭＳの種類や測定目的に合わせて最適な電圧値とすればよい。例えば、グルコースオキシターゼによる血液中のグルコース濃度測定の場合において、導電層３および対極ＲＥの素材として銀・塩化銀を使用するのであれば、両電極間に印加する電圧は、−０．５〜＋１．０Ｖ程度とすればよい。
【００３３】
対極ＲＥと棒状デバイス１の導電層３との間に電圧が印加されると、棒状デバイス１の先端近傍にグルコースが存在した場合、そのグルコースとグルコースオキシダーゼが反応してグルコースの量に応じて過酸化水素が発生する。すると、導電層３の空洞部３ｈ内面（図１（Ｂ）における幅Ｌの領域）において、過酸化水素の酸化反応や酸素の還元反応が生じる。過酸化水素の酸化反応が生じれば、過酸化水素の量に応じて棒状デバイス１の信号検出部６と対極ＲＥとの間に流れる電流量が変化する。つまり、棒状デバイス１の先端近傍に存在するグルコースの量に応じて、棒状デバイス１の信号検出部６と対極ＲＥとの間に流れる電流量が変化する。
【００３４】
よって、この電流量の変化を、ポテンショスタットＰＳが有する電流計等によって検出し、ポテンショスタットＰＳに連結されたデータ解析手段ＤＡによってその検出されたデータを解析すれば、棒状デバイス１の先端近傍におけるグルコースの存在の有無やその量・濃度を検出することができるのである。
なお、棒状デバイス１の信号検出部６と対極ＲＥとの間で検出される物理量は電流に限られず、電位差の変化を検出してもよく、検知物質ＭＳや、その検知物質ＭＳに反応する物質に応じて最適なものを選択すればよい。
【００３５】
また、本実施形態の棒状デバイス１では空洞部３ｈ内面に電極部３ａが配置されている。このため、生体内に棒状デバイス１を挿入したりするときに、電極部３ａが生体と接触することを防ぐことができるから、電極部３ａの損傷を防ぐことができる。そして、検知物質ＭＳも空洞部３ｈ内に収容されているので、本体を生体に挿入する場合でも、検知物質ＭＳの脱落を防ぐことができる。
【００３６】
さらに、棒状デバイス１を生体に措置したときに、グルコースとグルコースオキシダーゼは空洞部３ｈの先端開口領域でのみ接触する。つまり、センシングする領域が小さくなるから微細な領域の検査も可能である。
【００３７】
しかも、先端開口領域が小さければ、空洞部３ｈから遊離して離散する検知物質ＭＳの量を少なくすることができるので、センサ寿命を長くすることができる。例えば、空洞部３ｈにグルコースオキシダーゼが保持されている場合には、グルコースオキシダーゼに含まれている酸素や、グルコースとグルコースオキシダーゼの反応によって生成された過酸化水素が生体中に拡散することを抑制することができる。すると、過酸化水素や酸素を空洞部３ｈ内で高濃度に保っておくことができるから、検出感度や検出精度を高くすることができ、しかも、検出期間を長くすることもできる。
【００３８】
さらに、空洞部３ｈは筒状に形成されており、その内面に設けられている電極部３ａも筒状の面を空洞部３ｈ側に有している。このため、棒状デバイス１を細くしたり先端開口領域を小さくしたりしても、電極部３ａを棒状デバイス１の軸方向に延ばせば酸化還元反応が生じる面積を大きく保つことができる。つまり、棒状デバイス１の軸方向における電極部３ａの長さを長くすれば、空洞部３ｈの断面積（つまり、棒状デバイス１の径）にかかわらず、電極部３ａの面積を大きくすることができる。よって、センシング領域を狭く保ちつつ、その検出感度や検出精度は高く維持することができる。
【００３９】
そして、電極部３ａの面積を大きくすることができれば、電圧を印加できる領域を大きくできる。すると、対極ＲＥと電極部３ａとの間に多くの電流を流すことが可能となり、生体センサに使用した場合には、センサの感度を向上させることができる。しかも、電極部３ａの面積を大きくできることは、空洞部３ｈ内に収容する検知物質ＭＳのうち電極部３ａ近傍に位置する検知物質ＭＳの量を増やすことができるため、センサの応答速度を高く保ちながらセンサの感度を向上することができる。
【００４０】
さらに、電極部３ａの先端は先端開口領域近傍に位置しているから、先端開口領域近傍における反応で生成された過酸化水素が還元されるまでの時間が短くなるので、検出感度が高くなる。しかも、電極部３ａが筒状であるから、空洞部３ｈの内方に位置するグルコースオキシダーゼがグルコースと反応しても、反応箇所と電極部３ａとの距離は、先端開口領域近傍で反応した場合とそれほど変わらない。つまり、空洞部３ｈの内方に位置するグルコースオキシダーゼがグルコースと反応しても、過酸化水素が生成されてから還元されるまでの時間を短くできる。よって、先端開口領域近傍の検知物質ＭＳが劣化した場合や、検査対象の量が多い場合でも、検出感度を高く維持することができる。
【００４１】
さらに、棒状デバイス１の軸方向における空洞部３ｈの長さを長くすれば空洞部３ｈの断面積（つまり、棒状デバイス１の径）にかかわらず、空洞部３ｈの容積を大きくできる。すると、棒状デバイス１を細くしても空洞部３ｈ内に収容できる検知物質の量を多くすることができるから、検査対象の検出に十分な量の検知物質を空洞部３ｈ内に長期間存在させておくことができ、センサ寿命を長くすることができる。
なお、軸材２を設けず、空洞部３ｈが、棒状デバイス１の先端から基端まで貫通した貫通孔となっている場合には、棒状デバイス１の基端から空洞部３ｈ内に検知物質を補充することも可能となるから、センサを長期間連続して使用することができる。
【００４２】
また、空洞部３ｈの内底面３ｓが軸材２の先端面となるように形成されている場合、軸材２を伝熱性の高い素材によって形成すれば軸材２を介して空洞部３ｈ内の物質を加熱することも可能である。さらに、軸材２を光ファイバ等によって形成すれば、光ファイバ等を通して空洞部３ｈ内の物質に光を照射することも可能である。すると、空洞部３ｈ内の検知物質ＭＳに光学的な刺激を与えることができる。
すると、棒状デバイス１を、生体内における所定の位置に薬剤等を投与するデバイスや、逆に、生体内における所定の位置の細胞や組織などを採取するデバイスとしても使用することができる。
【００４３】
例えば、図７（Ａ）に示すように、熱や光によって体積が変化する物質、例えば、熱や光によって膨張したり収縮したりする物質によって円筒状容器５０を形成する。この円筒状容器５０の中空部分５０ｈに薬剤Ｐ等を収容し、その円筒状容器５０を空洞部３ｈに配置する。そして、棒状デバイス１の先端を薬剤Ｐを投与したい部分に配置して、軸材２から熱や光を円筒状容器５０に供給すれば、円筒状容器５０を変形させることができ、中空部分５０ｈ内の薬剤Ｐ等を棒状デバイス１の先端から吐出させることができる（図７（Ｂ）参照）。すると、薬剤Ｐを所望の位置に確実に投与できる。
【００４４】
また、図８に示すように、空洞部３ｈに薬剤Ｐ等を収容し、その薬剤Ｐと軸材２の先端面との間に、熱や光や電気が加わると、温度、ペーハー、分子構造などの変化により体積が増加する物質Ｍを収容しておく。そして、棒状デバイス１の先端を薬剤Ｐを投与したい部分に配置して、軸材２から熱や光や電気を空洞部３ｈ内、つまり、物質Ｍに供給すれば、物質Ｍの体積を増加させることができ、薬剤Ｐ等を棒状デバイス１の先端から吐出させることができる（図８（Ｂ））。すると、薬剤Ｐを所望の位置に確実に投与できる。
また、物質Ｍのかわりに、熱や光や電気が加わると薬剤Ｐとの親和性が低下する物質を収容し、その物質に熱や光や電気を加えることで薬剤Ｐとの親和性を低下させ、薬剤Ｐを吐出させることもできる。また、熱や光や電気が加わると薬剤Ｐとの親和性が低下する物質のかわりに、熱や光や電気が加わると薬剤Ｐとの親和性が向上する物質を収容し、薬剤Ｐの吐出前に熱や光や電気を加えておき、吐出時に熱や光や電気を加えることをやめることで、その物質と薬剤Ｐとの親和性を低下させて薬剤Ｐを吐出することができることは言うまでもない。
【００４５】
さらに、図９に示すように、空洞部３ｈに、この空洞部３ｈ内と外部との間を気密に隔離する栓５１を配置しておき、この栓５１と軸材２の先端面との間に、熱や光や電気が加わると、温度、ペーハー、分子構造などの変化により体積が増加する物質Ｍを、熱や光や電気を加えた状態で収容しておく。また、この状態を維持するために、軸材２から熱や光や電気を空洞部３ｈ内、つまり、物質Ｍに適宜供給しておく。そして、棒状デバイス１の先端を、細胞等を採取したい物質が存在する位置に配置して、軸材２を介して物質Ｍから熱や光や電気を奪えば、物質Ｍの体積を減少させることができる。すると、栓５１と軸材２の先端面との間の圧力が低下し栓５１が軸材２の先端面に向かって移動するので、空洞部３ｈにおける栓５１が移動した空間に棒状デバイス１の先端近傍に位置する細胞等の採取物質を吸引することができる。また、熱や光や電気が加わると体積が増加する物質Ｍの変わりに、熱や光や電気が加わると、温度、ペーハー、分子構造などの変化により体積が減少する物質を配置し、その物質に熱や光や電気を加えて、栓５１と軸材２の先端面との間の圧力を低下させ、栓５１を軸材２の先端面に向かって移動させ、空洞部３ｈにおける栓５１が移動した空間に棒状デバイス１の先端近傍に位置する細胞等の採取物質を吸引することができる。
また、物質Ｍのかわりに、熱や光や電気が加わると採取物質との親和性が向上する物質を収容し、その物質に熱や光や電気を加えることで採取物質との親和性を向上させ、採取物質を吸引することもできる。また、熱や光や電気が加わると採取物質との親和性が向上する物質のかわりに、熱や光や電気が加わると採取物質との親和性が低下する物質を収容し、採取物質の吸引前に熱や光や電気を加えておき、吸引時に熱や光や電気を加えることをやめることで、その物質と採取物質との親和性を向上させて採取物質を吸引することができることは言うまでもない。
【００４６】
なお、円筒状容器５０や、空洞部３ｈに収容する物質が、電気的な刺激によって体積が変化するものであれば、電極部３ａからの電気的な刺激だけで上記のごとき機能を発揮させることができる。
【００４７】
（各部材料の説明）
つぎに、棒状デバイス１の各部を構成する素材について説明する。
【００４８】
軸材２は、絶縁性を有する材料、例えば、超弾性樹脂や、ＰＥＴ、ポリフェニレンジアミン、ポリウレタン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン、ガラス（ＳｉＯ２）、ポリプロピレン、ポリチオフェン、ポリエステル、ポリエチレン、尿素樹脂、ポリシラン、ポリアニリン、金属酸化物、合金等によって形成されているが、とくに限定はない。
とくに、超弾性樹脂を使用すれば、超弾性樹脂はその弾性が非常に高いので、棒状デバイス１を中心軸周りに回転させながら検査対象物に突き刺したりするときに、棒状デバイス１が折れ曲がったりして破損することをより確実に防ぐことができ、確実に棒状デバイス１を生体等の検査対象に挿入することができる。この超弾性樹脂は、例えば、ポリイソプレン、スチレン・ブタジエン共重合体、ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリエチレン＋ナイロン、ポリエチレン＋ペルプレン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリシロキサン、ケイ素樹脂、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、ペルプレン、ポリエチレン+ポリ塩化ビニル、ポリエチレン+フッ素樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミド、ポリシラン等が好適である。とくに、生体が拒絶反応を起こしにくい、言い換えれば生体適合性を有するフッ素樹脂、ポリシロキサン等が好適である。
【００４９】
なお、軸材２には、光ファイバ等の光を透過する部材や、後述する導電層３に使用できる材料によって形成してもよい。とくに、後述する導電層３に使用できる材料である超弾性合金を使用すれば、超弾性合金はその弾性が非常に高い。すると、上記のごとき、超弾性樹脂を使用した場合と同様に、棒状デバイス１を中心軸周りに回転させながら対象物に突き刺すときに、棒状デバイス１が折れ曲がったりして破損することをより確実に防ぐことができ、確実に棒状デバイス１を生体等に挿入することができる。
さらになお、軸材２を導電性の素材で形成しておき、検知物質ＭＳが軸材２の先端と接するように形成しておけば、空洞部３ｈの内底面３ｓも電極として機能させることができる。すると、酸化還元反応が生じる面積をさらに大きくすることができ、センサの検出感度や検出精度をより高く維持することができる。
【００５０】
導電層３、５は、導電性を有する素材を、蒸着法やスパッタリング法、無電解めっき等の薄膜法等によって軸材２や絶縁層４の外周面上に形成したものである。この導電層３、５を形成する方法はこれらの方法に限られず、どのような方法を用いてもよい。
また、導電層３、５に使用される素材は、例えば、超弾性合金や、Ａｕ（金）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、白金−イリジウム（Ｐｔ−Ｉｒ）合金等の合金、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、炭素（Ｃ）、ポリピロ−ル、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン等が挙げられるが、とくに限定はない。
とくに、導電層３、５の素材として、超弾性合金を使用すれば、超弾性合金はその弾性が非常に高いので、軸材２だけでなく導電層３、５も棒状デバイス１に加わる力を支持することができるので、棒状デバイス１を中心軸周りに回転させながら対象物に突き刺すときに、棒状デバイス１が折れ曲がったりして破損することをより確実に防ぐことができ、確実に棒状デバイス１を生体等に挿入することができる。この超弾性合金は、例えば、チタン−ニッケル合金（Ｔｉ−Ｎｉ）や、インジウム−タリウム合金（Ｉｎ−Ｔｌ）、銅−亜鉛合金（Ｃｕ−Ｚｎ）、銅−亜鉛−Ｘ合金（Ｃｕ−Ｚｎ−Ｘ（Ｓｉ,Ｓｎ,Ａｌ,Ｇａ））、銅−アルミニウム−ニッケル合金（Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ）、銅−金−亜鉛合金（Ｃｕ−Ａｕ−Ｚｎ）、銅−スズ合金（Ｃｕ−Ｓｎ）、ニッケル−アルミニウム合金（Ｎｉ−Ａｌ）、鉄−白金合金（Ｆｅ−Ｐｔ）、インジウム−カドミウム合金（Ｉｎ−Ｃｄ）、マンガン−銅合金（Ｍｎ−Ｃｕ）、銀−カドミウム合金（Ａｇ−Ｃｄ）、金−カドミウム合金（Ａｕ−Ｃｄ）、鉄−パラジウム合金（Ｆｅ−Ｐｄ）、鉄−ニッケル−コバルト−チタン合金（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｔｉ）、鉄−ニッケル−炭素合金（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ）、鉄−マンガン−珪素合金（Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ）チタン−アルミニウム−スズ−ジルコニウム−モリブデン合金（Ｔｉ−Ａｌ−Ｓｎ−Ｚｒ−Ｍｏ）、チタン−アルミニウム−バナジウム合金（Ｔｉ−Ａｌ−Ｖ）、チタン−モリブデン−アルミニウム合金（Ｔｉ−Ｍｏ−Ａｌ）、チタン−ニオビウム合金（Ｔｉ−Ｎｂ）、チタン−ニオビウム−スズ合金（Ｔｉ−Ｎｂ−Ｓｎ）、チタン−バナジウム−鉄−アルミニウム合金（Ｔｉ−Ｖ−Ｆｅ−Ａｌ）等が好適である。とくに、生体に有害な銅、ニッケル、カドミウムを含まない合金が好適である。
なお、導電層３、５の素材として白金を使用する場合には、白金の層を形成する前に、下地として他物質の層を形成してからその層の表面に白金からなる導電層３、５を形成すれば、白金の定着性を向上させることができる。
【００５１】
絶縁層４、７は、絶縁性を有する素材を、蒸着法やスパッタリング法等の薄膜法等によって導電層３、５の表面上に形成したものであるが、絶縁層４、７を形成する方法はこれらの方法に限られず、どのような方法を用いてもよい。
この絶縁層４、７は、軸材２と同等の絶縁性を有する材料、例えば、超弾性樹脂や、ＰＥＴ、ポリフェニレンジアミン、ポリウレタン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン、ガラス（ＳｉＯ２）、ポリプロピレン、ポリチオフェン、ポリエステル、ポリエチレン、尿素樹脂、ポリシラン、ポリアニリン、金属酸化物等によって形成されているが、とくに限定はない。
【００５２】
（棒状デバイスの製造方法）
つぎに、棒状デバイス１の製造方法の一例を説明する。
【００５３】
まず、棒状デバイス１の軸材２の先端面に、中子となるような部材２ａを配置する（図１０（Ａ））。
ついで、軸材２の外周面および部材２ａの外周面に、導電性を有する素材をスパッタリング等によって付着させて導電層３を形成する。このとき、導電性を有する素材が付着する範囲は、部材２ａの先端よりも僅かに内方に位置するように形成する（図１０（Ｂ））。
なお、導電層３を棒状デバイス１の先端に露出させる場合には、導電性を有する素材を部材２ａの先端まで付着させればよい。
【００５４】
さらに、導電層３の外周面に、絶縁性を有する素材をスパッタリング等によって付着させて絶縁層４を形成する。このとき、絶縁層４によって導電層３の先端が完全に覆われるように形成する（図１０（Ｃ））。なお、導電層３を棒状デバイス１の先端に露出させる場合には、絶縁層４は導電層３の先端が完全に覆わないように形成する。
最後に、部材２ａを除去すれば、部材２ａが存在していた部分に空洞部３ｈが形成され、空洞部３ｈ内面には導電層３によって電極部３ａが形成されるのである。
【００５５】
また、軸材２の先端に中子となるような部材２ａを配置せず、棒状デバイス１を形成してもよい。この場合には、図１１（Ａ）に示すように、絶縁層４を形成した後では、軸材２の先端が絶縁層４の先端まで存在する状態となるのであるが、軸材２の軸径が太い場合には機械的な加工により、また、軸材２の軸径が細い場合には化学的な加工により空洞部３ｈを形成すればよい。化学的な加工を行う場合、軸材２の先端に軸材２を溶解する薬品等を供給すれば、軸材２が溶解され（図１１（Ｂ））、軸材２が溶解された部分に空洞部３ｈを形成することができる（図１１（Ｃ））。化学的な加工の場合、空洞部３ｈの深さの調整が難しいが、使用する薬品等の量や溶解時間を調整することによって所定の深さにすることができる。
なお、軸材２を溶解する薬品等は、導電層３および絶縁層４を溶解させないものが使用されるのはいうまでもなく、例えば、Ｎｉ―Ｔｉの軸材２の表面に、Ｐｔによって導電層３を形成し、シリカによって絶縁層４を形成した場合には、硝酸等の薬剤を使用すれば、軸材２のみを溶解させて空洞部３ｈを形成することができる。
【００５６】
さらになお、棒状デバイス１の軸材２自体を上述したような導電層３に使用できる材料によって形成してもよい。この場合には、導電層３を設けなくても良くなり、軸材２の表面を覆うように絶縁層４だけを設け、軸材２自体に、電極部３ａを内面に有する空洞部３ｈを形成すれば、棒状デバイス１を形成することができる。すると、導電層３を設けた棒状デバイス１と同等の機能を有しながら、導電層３の厚さの分だけ棒状デバイス１を細くすることができる。例えば、軸材２の軸径を０．１μｍとし、絶縁層４の厚さも０．１μｍとすれば、たった０．３μｍしかない棒状デバイス１を形成することも可能となる。そして、導電層３を形成する工程が不要となるので、棒状デバイス１を製造する工程も少なくすることができる。この場合も、空洞部３ｈの形成は難しいが、軸材２の軸径が太い場合には機械的な加工により形成することができるし、軸材２の軸径が細い場合には上述したように化学的な加工により空洞部３ｈを形成することができる。
【００５７】
さらになお、棒状デバイス１の軸材２を導電層３に使用できる材料によって形成し、かつ、その表面にさらに導電層３を設けてもよい。この場合、導電層３を、軸材２の材料よりも導電性の高い材料によって形成すれば、軸材２の材料により強度を保持しつつ、導電層３の材料によって高い導電性を棒状デバイス１に付与することも可能となる。
【００５８】
（生体用デバイスの接触部）
また、生体センサに、ベースとなる部分（以下、単にベース３５という）と接触部３１とを設けて生体センサ３０を形成してもよい。
なお、接触部３１の構造やこの部分を構成する素材などは、上述した棒状デバイス１における先端部分の形状と実質同等の構造である。
【００５９】
図１２に示すように、生体センサ３０は、例えば、シート状や板状に形成されたベース３５を備えている。このベース３５は、例えば絶縁性のフィルムや絶縁性の合成樹脂、絶縁性の繊維材料、絶縁膜を有する金属材料を素材として形成されており、剛性の高い材料や可撓性や柔軟性を有する材料、超弾性材料など、種々の材料を使用することができ、上述した棒状デバイス１の軸材２や絶縁層４に使用される素材も使用することができる。
【００６０】
なお、ベース３５の形状はシート状や板状に限定されず、吸盤状、ブロック状などとしてもよく、特に限定されない。また、生体センサ３０の接触部３１は、ベース３５上において、面全体に均等に分布するように配置してもよいし、円環状や線状の配置など、部分的に配置にしても良い。例えば、ベース３５の形状を、吸盤状とする場合、吸盤面の中心付近に接触部３１を配置することが有効であり、この場合、吸盤の吸引力を有効に利用した、生体センサ３０を実現できる。
また、生体センサ３０において、対極を、接触部３１とは別に配置する場合、ベース３５上の接触部３１を配置しない部分に対極を配置することができる。例えば、接触部３１を円環状に配置して中心部に対極を配置したり、その逆で円環状に配置した対極の中心部に接触部３１を配置したり、対極と接触部３１を交互に配置したりするなど、検査対象物に合わせて対極および接触部３１の配置を自由に決定することができる。このように、生体センサ３０では、対極および接触部３１の配置を最適化して固定できるので、測定誤差を減らすことができる。
【００６１】
前記ベース３５の内部または表面には導電性部分３６が設けられている。この導電性部分３６は、導電性を有する素材、例えば、上述した棒状デバイス１の導電層３に使用される素材によって形成されている。そして、この導電性部分３６は後述する接触部３１の導電層３３に電気的に接続されている。
なお、導電性部分３６に使用される素材は、ベース３５が可撓性や柔軟性を有するものである場合には、可撓性や柔軟性を有するものを使用するのは、いうまでもない。
さらになお、導電性部分３６は複数設けてもよい。この場合、後述する接触部３１の導電層３３を複数設けた場合において、各導電性部分３６を別の導電層３３とそれぞれ電気的に接続すれば、一の導電層３３を対極や参照電極として使用できるようになるので、好適である。
【００６２】
図１２に示すように、ベース３５の一面には、突起状に形成された接触部３１が設けられている。この接触部３１は、実質的に上述した棒状デバイス１の先端部分の形状と同等の構造を有している。つまり、接触部３１は、軸材３２と、その軸３２の側面に導電層３３と絶縁層３４が交互に形成されている。
なお、軸材３２、導電層３３および絶縁層３４は、それぞれ上述した棒状デバイス１の軸材２、導電層３および絶縁層４と同じ素材によって構成することができる。
【００６３】
そして、接触部３１には、その先端面から内方に窪んだ筒状の空洞部３３ｈが形成されており、この空洞部３３ｈの内面には、筒状の電極部３３ａが設けられている。そして、空洞部３３ｈには、検知物質ＭＳが配設されている。
なお、棒状デバイス１の場合と同様に、導電層３３の一部によって電極部３３ａを形成してもよいし、導電層３３とは別の導電性の部材であって導電層３３と電気的に接続された部材によって電極部３３ａを形成してもよい。さらになお、導電層３３に代えてリード線を設け、電極部３３ａと導電性部分３６を電気的に接続するようにしてもよい。
【００６４】
（接触部を有する生体センサの使用例）
以上のごとき構成であるから、生体センサ３０のベース３５をシート状の部材で形成した場合、生体センサ３０を、接触部３１が生体側に位置するように生体の表面に取り付ければ、接触部３１が生体に接触し生体に突き刺さる。すると、上述した棒状デバイス１と同様に、接触部３１近傍に対極を配置すれば、対極と導電性部分３６との間、つまり、対極と電極部３３ａとの間に電圧を印加でき、両者の間に存在する物質に電流を流すことができる。よって、対極と電極部３３ａとの間に位置する検査対象の濃度や量に対応した電流値を検出することができる。
なお、複数の導電層３３を有し、一の導電層３３を対極として使用できる場合には、生体センサ３０と別体の対極を設けなくてもよい。
【００６５】
また、上述した棒状デバイス１と同様に、軸材３２を設けず、空洞部３３ｈが、接触部３１の先端から基端まで貫通した貫通孔となっている場合には、接触部３１の基端から空洞部３３ｈ内に検知物質を補充することも可能となる（図１２（Ｂ））。
【００６６】
さらに、上述した棒状デバイス１と同様に、接触部３１の軸材３２を導電性の素材で形成しておけば、空洞部３３ｈの内底面も電極として機能させることができる。すると、酸化還元反応が生じる面積をさらに大きくすることができ、センサの検出感度や検出精度をより高く維持することができる。
【００６７】
さらに、上述した棒状デバイス１と同様に、接触部３１の軸材３２として伝熱性の高い素材によって形成すれば空洞部３３ｈ内の物質を加熱することができ、軸材３２を光ファイバ等によって形成すれば空洞部３３ｈ内の物質に光を照射することも可能である。すると、上述した棒状デバイス１と同様に、円筒状容器５０や上述した物質Ｍ等を空洞部３３ｈ内配置すれば、生体センサ３０を、生体内における所定の位置に薬剤等を投与するデバイスとして使用することができ、逆に、生体内における所定の位置の細胞や組織などを採取するデバイスとしても使用することができる（図７、図８および図９参照）。
【００６８】
（管状の生体用デバイスの内容）
つぎに、本発明の生体用デバイスの他の実施形態である管状デバイスおよびこの管状デバイスからなる生体センサを説明する。
【００６９】
図１３は本実施形態の生体センサＢＣ概略説明図であって、（Ａ）は先端部の概略拡大側面図であり、（Ｂ）は先端部の概略拡大断面図である。図１４は本実施形態の生体センサＢＣの概略側面図である。
各構成要素の大きさや厚さ、長さの相対的な比率は、実際の部材の比率とは必ずしも一致していない。図１３および図１４に記載されている本発明の管状デバイスであれば、その外径が０．３μｍ〜６ｍｍ程度の場合、管状部材２２はその外径が０．１μｍ〜５ｍｍ程度、厚さは０．０１〜２ｍｍ程度、導電層２３は厚さは０．０５〜１００μｍ程度、絶縁層２４の厚さは０．０５〜７００μｍ程度が好ましいが、管状部材２２の軸径や導電層２３および絶縁層２４の厚さは上記のごとき範囲に限定されるものではない。そして、導電層２３と絶縁層２４は同じ厚さとしても良いが、導電層２３を絶縁層２４よりも薄くしておけば、本体２１の外径が太くなるのを抑えつつ、導電層２３と、他の物質等との間においてショートすることを抑制することができる。
【００７０】
まず、図１３および図１４に示すように、本実施形態の生体センサＢＣは、中空な貫通孔を有する複数本の管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃから形成されており、これらの３つの管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃが組合されて形成されている。
【００７１】
各管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃは、実質同一の形状に形成されており、管状デバイス２１Ａはその外径ODAが管状デバイス２１Ｂの貫通孔の内径IDBよりも細くなり、管状デバイス２１Ｂはその外径ODBが管状デバイス２１Ｃの貫通孔の内径IDCよりも細くなるように形成されている。
また、各管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃは、その軸方向の長さが、管状デバイス２１Ａ、管状デバイス２１Ｂ、管状デバイス２１Ｃの順で短くなるように形成されているが、各管状デバイス２１の長さはとくに制限されない。
【００７２】
そして、管状デバイス２１Ｃの貫通孔に管状デバイス２１Ｂが挿入され、管状デバイス２１Ｃに挿入されている管状デバイス２１Ｂの貫通孔に管状デバイス２１Ａが挿入された状態で管状デバイス２１が形成されているのである。つまり、本実施形態の生体センサＢＣは、外形の異なる３本の管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃが入れ子状態になるように配置されて形成されているのである。
【００７３】
なお、本実施形態の生体センサＢＣにおいて、外方に位置する管状デバイス（被挿入側デバイス）の貫通孔の内径IDと、この管状デバイスに挿入される管状デバイス（挿入側デバイス）の外径ODは、被挿入側デバイスに挿入側デバイスをスムースに挿入できる程度の差があればよい。この差は特に限定されないが、被挿入側デバイスを挿入側デバイスに挿入し両者の中心軸を一致させたときに、両者の間に５〜１００μｍ程度の隙間が形成されるようにしておけば、挿入による絶縁層２４の破損を防ぐことができるので、好適である。
さらになお、本実施形態で生体センサＢＣでは、３本の管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃを組み合わせて形成されているが、生体センサを構成する管状デバイスの本数は特に限定されず、２本でもよいし、４本以上で構成されていてもよい。
【００７４】
そして、各管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃの先端部外面には、電極部２５が形成されている。この電極部２５には、生体センサＢＣによって検査する検査対象と反応する検知物質ＭＳが配置されている。この検知物質ＭＳは、例えば、グルコースオキシダーゼなどの酵素や、抗原、抗体、ポリペプチド、レセプター、アクセプター、核酸、糖、細胞、微生物、透過選択性膜、非特異吸着防止膜、キレート剤、クラウンエーテル、シクロデキストリン等であるが、特に限定はない。
【００７５】
（生体センサの使用方法）
つぎに、本実施形態の生体センサＢＣの使用例を説明する。
以下では、検知物質ＭＳがグルコースオキシダーゼである場合を説明するが、他の検知物質ＭＳの場合でも同様に検知物質ＭＳに対応した物質の量や濃度等を検出できるのはいうまでもない。
【００７６】
まず、本実施形態の生体センサＢＣにおける２つの管状デバイス２１Ａ，２１Ｂを、管状デバイス２１Ａは管状デバイス２１Ｂの先端から、また、管状デバイス２１Ｂは管状デバイス２１Ｃの先端から外方に突出させた状態となうようにする（図１３（Ａ）参照）。その状態で、管状デバイス２１Ａ，２１Ｂの電極部２５に検知物質ＭＳであるグルコースオキシダーゼを配置する。なお、管状デバイス２１Ｃの電極部２５には何も配置しない。
【００７７】
そして、本実施形態の生体センサＢＣを生体内に配置し、２つの管状デバイス２１Ａ，２１Ｂの各電極部２５が、生体におけるそれぞれを測定位置に配置されるように調整する。
【００７８】
ついで、管状デバイス２１Ａの信号検出部２６と管状デバイス２１Ｃの信号検出部２６との間に電圧を印加する。すると、管状デバイス２１Ａの信号検出部２６、導電層２３、電極部２５、生体、管状デバイス２１Ｃの電極部２５、導電層２３、信号検出部２６を通って電流が流れる。
同様に、管状デバイス２１Ｂの信号検出部２６と管状デバイス２１Ｃの信号検出部２６との間に電圧を印加すると、管状デバイス２１Ｂの信号検出部２６から管状デバイス２１Ｃの信号検出部２６に電流が流れる。
このとき、各管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃの管状部材２２が絶縁性を有する素材で形成されており、しかも、後述するように管状デバイス２１Ｃの最外層が絶縁層２４であるため、隣接する管状デバイス２１の導電層２３間でショートが発生することは防がれている。
【００７９】
管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃに電圧を印加したときに、管状デバイス２１Ａ，２１Ｂの各電極部２５の近傍にグルコースが存在した場合、そのグルコースとグルコースオキシダーゼが反応してグルコースの量に応じて過酸化水素が発生する。すると、電極部２５の表面において、過酸化水素の酸化反応や酸素の還元反応が生じる。この酸化還元反応が生じれば、過酸化水素や酸素の量に応じて、管状デバイス２１Ａ，２１Ｂの信号検出部２６と管状デバイス２１Ｃの信号検出部２６との間に流れる電流量が変化する。つまり、管状デバイス２１Ａ，２１Ｂの各電極部２５の近傍に存在するグルコースの量に応じて、管状デバイス２１Ａ，２１Ｂの信号検出部２６と管状デバイス２１Ｃの信号検出部２６との間に流れる電流量が変化する。
【００８０】
よって、管状デバイス２１Ａ，２１Ｂの各電極部２５の近傍におけるグルコースの存在の有無やその量・濃度を検出することができるのである。しかも、管状デバイス２１Ａ，２１Ｂの各電極部２５は異なる位置に配置されているから、位置の相違によるグルコースの濃度や量等の相違、つまり、生体内におけるグルコースの濃度等の分布を調べることも可能となる。
なお、信号検出部２６間に印加する電圧は、検知物質の種類や測定目的に合わせて最適な電圧値とすればよい。
【００８１】
さらになお、管状デバイス２１Ａ，２１Ｂの信号検出部２６と管状デバイス２１Ｃの信号検出部２６との間で検出される物理量は電流に限られず、電位差の変化を検出してもよく、検知物質ＭＳや、その検知物質ＭＳに反応する物質に応じて最適なものを選択すればよい。
さらになお、管状デバイス２１Ａ，２１Ｂに異なる検知物質ＭＳを配置してもよい。すると、複数の物質を同時に測定することも可能である。
【００８２】
また、生体センサＢＣにおいて、各管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃ同士がその軸方向に沿って自由に移動できるようにしておけば、管状デバイス２１Ａ，２１Ｂの各電極部２５の位置をより正確に目的の位置に配置することができる。
【００８３】
一方、各管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃ同士が相対的に移動できないようにしておけば、各管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃの電極部２５の相対的な位置を一定に保っておくことができるから、常に一定の間隔だけ離れた位置におけるグルコースの濃度等を測定することができる。相対的な位置の固定はどのような方法で行ってもよいが、図１５（Ｂ）に示すように、絶縁性を有する部材２７によって固定すれば、管状デバイス２１同士の隙間に生体等が入ってしまうことも防ぐことができる。
【００８４】
また、各管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃにおける相対的な位置を固定しなくても、管状デバイス２１の先端部における絶縁層２４を、図１６（Ｃ）、（Ｄ）のように形成すれば、各管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃの電極部２５の相対的な位置を一定に保っておくことができる。
具体的には、挿入側の管状デバイス（図１６では管状デバイス２１Ａ，２１Ｂが相当する）の絶縁層２４の外径が、図１６（Ｃ）、（Ｄ）のように挿入される側の管状デバイス（図１６では管状デバイス２１Ｂ，２１Ｃが相当する）の内径よりも大きくなるように形成しておく。すると、挿入される側の管状デバイス２１に対し、挿入側の管状デバイス２１が挿入できる長さを制限することができる。言い換えれば、挿入される側の管状デバイス２１の先端から、挿入側の管状デバイス２１が突出する長さを制限することができるのである。
【００８５】
上記のごとき生体センサＢＣにおいて、電極部２５に検知物質ＭＳを配置しない管状デバイス２１を設ければ、生体センサＢＣ以外に対極を設けなくても、検査対象となる物質の濃度や量を測定することができる。しかし、生体センサＢＣとは別に対極を配置すれば、全ての管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃの電極部２５に検知物質ＭＳを配置して対象物質の濃度等を測定することも可能である。
【００８６】
そして、最も径が細い管状デバイス２１Ａであっても、その軸方向に沿って貫通孔２２ｈが形成されているから、この貫通孔２２ｈを通して他のセンサを生体内に配置することができる。すると、強度が弱く生体に突き刺して挿入することができないセンサ、例えば、光ファイバ等を有するセンサであっても、本実施形態の生体センサＢＣが濃度等を測定している位置の近傍まで挿入することができるから、濃度等と同時に光ファイバによる測定を行うことも可能となる。
例えば、酸素濃度やｐＨ、表面圧力などの測定、光ファイバの先端表面に抗体や生体などの認識素子を付着した光バイオセンサとしての使用、表面プラズモン共鳴による測定を行うことができる。よって、従来は不可能であった、多種濃度の同時測定、異種測定も可能となるので、好適である。
【００８７】
また、生体センサＢＣの先端から貫通孔２２ｈを通して先端近傍の物質を採取することも可能であるから、採取した細胞により、癌細胞、生体内の腫瘍等の検査も行うことができるので、好適である。
【００８８】
しかも、管状デバイス２１の管状部材２２を絶縁性を有する材料によって形成していれば、管状デバイス２１の導電層２３に電圧を印加しても導電層２３と貫通孔に配置される他のセンサとの間でショートが発生することを防ぐことができる。すると、センサが精密機器などであって電気的なノイズ等に影響を受けやすいものであっても、測定を正確に行うことができるし、故障の発生も防ぐことができる。
【００８９】
なお、管状デバイス２１の管状部材２２を、導電層２３に使用できる材料によって形成してもよい。この場合には、貫通孔２２ｈに配置される他のセンサとの間や他の管状デバイス２１の導電層２３との間におけるショートが発生する可能性が高くなるものの、管状デバイス２１に導電層２３を設けなくても良くなる。つまり、管状部材２２の表面を覆うように絶縁層２４だけを設け、その絶縁層２４を除去して管状部材２２の表面を露出させるだけで、電極部２５や信号検出部２６を形成することができる。すると、導電層２３を設けた管状デバイス２１と同等の機能を有しながら、導電層２３の厚さの分だけ管状デバイス２１を細くすることができるし、また、管状デバイス２１を製造する工程も少なくすることができる。
【００９０】
さらになお、管状デバイス２１の管状部材２２を導電層２３に使用できる材料によって形成し、かつ、その表面にさらに導電層２３を設けてもよい。この場合、導電層２３を、管状部材２２の材料よりも導電性の高い材料によって形成すれば、管状部材２２の材料により強度を保持しつつ、導電層２３の材料によって高い導電性を管状デバイス２１に付与することも可能となる。
【００９１】
なお、管状デバイス２１は、それ一本だけでも生体センサとして使用することができる。つまり、一本の管状デバイス２１と対極とを生体内に挿入し、管状デバイス２１の信号検出部２６と対極との間に電圧を印加すれば、両者の間に流れる電流等を検出することができ、管状デバイス２１の先端近傍における物質の濃度等を検出することができる。そして、管状デバイス２１の貫通孔２２ｈを通して他のセンサを挿入することも可能であるから、上記の生体センサＢＣの場合と同様の効果も得ることができる。
この場合、信号検出部２６と対極との間に印加する電圧は、検知物質の種類や測定目的に合わせて最適な電圧値とすればよい。例えば、グルコースオキシターゼによる血液中のグルコース濃度測定の場合において、導電層２３および対極の素材として銀・塩化銀を使用するのであれば、両者の間に印加する電圧は、−０．５〜＋１．０Ｖ程度とすればよい。
【００９２】
また、図１７に示すように、生体センサＢＣは管状デバイス２１Ａおよび管状デバイス２１Ｂが外方に位置する管状デバイスよりも突出した状態において、その先端部が先端に向かって細くなるように形成されていてもよい。この場合には、生体センサＢＣを生体に突き刺したりするときに抵抗を少なくすることができるので好適である。同様に、管状デバイスの先端部の形状を、その軸方向に対して傾斜した面で切断したような形状、言い換えれば、注射針の先端のような形状に形成しておけば、生体に突き刺したり挿入したりするときに抵抗を少なくすることができ、また、生体に対する負担を少なくすることができる（図３（Ｂ）参照）。
なお、各管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃは、その先端部が截頭円錐状となるように形成されるのであるが、中心軸に対する截頭円錐部の側面の傾きは、全ての管状デバイス２１Ａ〜２１Ｃにおいて同じ傾きであってもよいし、異なる傾きとなるように形成されていてもよい。
【００９３】
なお、図１５（Ｂ）に示すように、隣接する管状デバイス２１同士を絶縁性を有する部材２７によって固定すれば、隣接する管状デバイス２１間で電流がリークする可能性をより低くすることができる。
さらになお、図１５（Ａ）および図１６に示すように、絶縁層２４は導電層２３の一部にだけ形成してもよく、この場合、管状デバイス２１を入れ子状態に組み合わせる際、隙間を多く確保できるため、管状デバイス２１の直線性が良くない場合の組み立てや、作業性の向上に好適である。なお、導電層２３の材質にグラファイトを用いることも組み立ての作業性を向上することに効果的である。そして、絶縁層２４を一部だけに形成した場合、隣接する管状デバイス間においてショートが問題となるが、管状デバイス２１の管状部材２２が絶縁性を有する材料によって形成されているので、隣接する管状デバイス間におけるショートの発生は抑えられる。しかし、ショートの発生を抑える上では、図１３に示すように、絶縁層２４を導電層２３の表面全体に形成するほうが効果的であるのは、いうまでもない。
【００９４】
（管状デバイスの説明）
つぎに、生体センサＢＣを形成する管状デバイス２１の構造について説明する。
図１３および図１４において、符号２１は、生体センサＢＣを形成する管状デバイスを示している。この管状デバイス２１は、軸方向（図１４では左右方向）に沿って延びた線状、つまり細長い部材である。
なお、図１３および図１４では、管状デバイス２１の断面形状が円形の場合を示しているが、その断面形状は円形に限られず、半円形でもよいし、正方形や長方形、六角形、八角形等の多角形等でもよい。
【００９５】
前記管状デバイス２１は、その軸方向に沿って延びた中空な管状の部材である管状部材２２を備えている。この管状部材２２は、その中心に軸方向に沿ってその基端から先端まで連通する貫通孔２２ｈが形成されている。この貫通孔２２ｈが、管状デバイス２１における貫通孔を構成している。
【００９６】
なお、管状部材２２の断面形状は円形に限られず、半円形でもよいし、正方形や長方形、六角形、八角形等の多角形等でもよい。
さらになお、図１４では、管状デバイス２１と管状部材２２の断面形状は相似形となっているが、相似形となっていなくてもよい。例えば、管状デバイス２１の断面形状が円形で管状部材２２の断面形状が半円形や多角形等であったり、逆に、管状デバイス２１の断面形状が半円形や多角形等で管状部材２２の断面形状が円形であったりしてもよい。
さらになお、貫通孔２２ｈの断面形状は、略筒状に形成されていればよく、その断面形状は円形断面に限られず、半円形でもよいし、正方形や長方形、六角形、八角形等の多角形等でもよい。
さらになお、図１４では、管状部材２２と貫通孔２２ｈの断面形状は相似形となっているが、相似形となっていなくてもよい。例えば、管状部材２２の断面形状が円形で貫通孔２２ｈの断面形状が半円形や多角形等であったり、逆に、管状部材２２の断面形状が半円形や多角形等で貫通孔２２ｈの断面形状が円形であったりしてもよい。
【００９７】
さらになお、管状デバイス２１は、管状部材２２を設けず、導電層２３や絶縁層２４だけで貫通孔を有する棒状の管状デバイス２１が形成されていてもよいが、管状部材２２を設けておけば、管状部材２２を管状デバイス２１の軸として機能させることができるので、管状デバイス２１の強度を高くすることができる。
【００９８】
図１３および図１４に示すように、管状部材２２の側面には、管状部材２２の軸方向（管状デバイス２１の軸方向）と交差する方向に沿って、交互に形成された導電性の素材からなる層（導電層２３）と絶縁性の素材からなる層（絶縁層２４）とを備えている。
なお、図１３および図１４では、各管状デバイス２１に導電層２３と絶縁層２４がそれぞれ一層のみ形成されている場合を示しているが、導電層２３および絶縁層２４は、交互に形成されていれば、複数設けてもよい。
さらになお、図１３では、管状部材２２の側面には導電層２３が形成されているが、管状部材２２の側面に絶縁層２４を形成しその表面に導電層２３を形成して、その導電層２３の表面に絶縁層２４を形成してもよいのは、いうまでもない。
【００９９】
図１３および図１４に示すように、管状デバイス２１の先端側の端部（図１３では右端）には、絶縁層２４が除去されて導電層２３の表面が露出している部分（電極部２５）が形成されている。
なお、図１３および図１４では、導電層２３の一部によって電極部２５が形成されているが、導電層２３とは別の導電性物質によって電極部２５を形成してもよい。この場合、絶縁層２４の表面に、導電層２３とは別に導電性材料によって形成された電極部２５を設けて、この電極部２５を電気的に導電層２３と接続させる構成としてもよい。
【０１００】
また、図１４に示すように、管状デバイス２１の基端側の端部（図１４では左端）には、導電性の素材によって形成された信号検出部２６が設けられている。この信号検出部２６は、電源ＤＣや電流計Ａ、電圧計Ｖ等に接続されている。このため、信号検出部２６に対して電圧を印加すれば、導電層２３を介して、電極部２５に電圧を印加することができる。
【０１０１】
なお、絶縁層２４の一部を除去して導電層２３を露出させ、その露出した部分を信号検出部２６としてもよい。
さらになお、導電層２３は信号検出部２６と電極部２５を電気的に接続するリード線として機能するのであるが、導電層２３を設けずに、例えば、電線等のリード線を管状デバイス２１に設けて両者を電気的に接続させてもよい。しかし、導電層２３をリード線として機能させる場合には、管状デバイス２１の細径化が容易になるし、上述したように導電層２３の一部を電極部２５や信号検出部２６として利用できるという利点がある。
【０１０２】
（各部素材の説明）
つぎに、管状デバイス２１の各部を構成する素材に説明する。
【０１０３】
管状部材２２は、絶縁性を有する材料、例えば、超弾性樹脂や、ＰＥＴ、ポリフェニレンジアミン、ポリウレタン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン、ガラス（ＳｉＯ２）、ポリプロピレン、ポリチオフェン、ポリエステル、ポリエチレン、尿素樹脂、ポリシラン、ポリアニリン、金属酸化物等によって形成されているが、とくに限定はない。
とくに、超弾性樹脂を使用すれば、超弾性樹脂はその弾性が非常に高いので、管状デバイス２１や生体センサＢＣを中心軸周りに回転させながら検査対象物に突き刺したりするときに、管状デバイス２１や生体センサＢＣが折れ曲がったりして破損することをより確実に防ぐことができ、確実に管状デバイス２１や生体センサＢＣを生体等の検査対象に挿入することができる。この超弾性樹脂は、例えば、ポリイソプレン、スチレン・ブタジエン共重合体、ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリエチレン＋ナイロン、ポリエチレン＋ペルプレン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリシロキサン、ケイ素樹脂、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、ペルプレン、ポリエチレン+ポリ塩化ビニル、ポリエチレン+フッ素樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミド、ポリシラン等が好適である。とくに、生体が拒絶反応を起こしにくい、言い換えれば生体適合性を有するフッ素樹脂、ポリシロキサン等が好適である。
【０１０４】
導電層２３は、導電性を有する素材を、蒸着法やスパッタリング法、無電解めっき等の薄膜法等によって管状部材２２の外周面上に形成したものであるが、導電層２３を形成する方法はこれらの方法に限られず、どのような方法を用いてもよい。
また、導電層２３に使用される素材は、例えば、超弾性合金や、Ａｕ（金）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、白金−イリジウム（Ｐｔ−Ｉｒ）合金等の合金、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、炭素（Ｃ）、ポリピロ−ル、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン等が挙げられるが、とくに限定はない。
とくに、導電層２３の素材として、超弾性合金を使用すれば、超弾性合金はその弾性が非常に高いので、管状部材２２だけでなく導電層２３も生体センサＢＣに加わる力を支持することができるので、管状デバイス２１や生体センサＢＣを中心軸周りに回転させながら対象物に突き刺すときに、管状デバイス２１や生体センサＢＣが折れ曲がったりして破損することをより確実に防ぐことができ、確実に管状デバイス２１や生体センサＢＣを生体等に挿入することができる。この超弾性合金は、例えば、チタン−ニッケル合金（Ｔｉ−Ｎｉ）や、インジウム−タリウム合金（Ｉｎ−Ｔｌ）、銅−亜鉛合金（Ｃｕ−Ｚｎ）、銅−亜鉛−Ｘ合金（Ｃｕ−Ｚｎ−Ｘ（Ｓｉ,Ｓｎ,Ａｌ,Ｇａ））、銅−アルミニウム−ニッケル合金（Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ）、銅−金−亜鉛合金（Ｃｕ−Ａｕ−Ｚｎ）、銅−スズ合金（Ｃｕ−Ｓｎ）、ニッケル−アルミニウム合金（Ｎｉ−Ａｌ）、鉄−白金合金（Ｆｅ−Ｐｔ）、インジウム−カドミウム合金（Ｉｎ−Ｃｄ）、マンガン−銅合金（Ｍｎ−Ｃｕ）、銀−カドミウム合金（Ａｇ−Ｃｄ）、金−カドミウム合金（Ａｕ−Ｃｄ）、鉄−パラジウム合金（Ｆｅ−Ｐｄ）、鉄−ニッケル−コバルト−チタン合金（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｔｉ）、鉄−ニッケル−炭素合金（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ）、鉄−マンガン−珪素合金（Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ）チタン−アルミニウム−スズ−ジルコニウム−モリブデン合金（Ｔｉ−Ａｌ−Ｓｎ−Ｚｒ−Ｍｏ）、チタン−アルミニウム−バナジウム合金（Ｔｉ−Ａｌ−Ｖ）、チタン−モリブデン−アルミニウム合金（Ｔｉ−Ｍｏ−Ａｌ）、チタン−ニオビウム合金（Ｔｉ−Ｎｂ）、チタン−ニオビウム−スズ合金（Ｔｉ−Ｎｂ−Ｓｎ）、チタン−バナジウム−鉄−アルミニウム合金（Ｔｉ−Ｖ−Ｆｅ−Ａｌ）等が好適である。とくに、生体に有害な銅、ニッケル、カドミウムを含まない合金が好適である。
なお、導電層２３の素材として白金を使用する場合には、白金の層を形成する前に、下地として他物質の層を形成してからその層の表面に白金からなる導電層２３を形成すれば、白金の定着性を向上させることができる。
【０１０５】
絶縁層２４は、絶縁性を有する素材を、蒸着法やスパッタリング法等の薄膜法等によって導電層２３の表面上に形成したものであるが、絶縁層２４を形成する方法はこれらの方法に限られず、どのような方法を用いてもよい。
この絶縁層２４は、管状部材２２と同等の絶縁性を有する材料、例えば、超弾性樹脂や、ＰＥＴ、ポリフェニレンジアミン、ポリウレタン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン、ガラス（ＳｉＯ２）、ポリプロピレン、ポリチオフェン、ポリエステル、ポリエチレン、尿素樹脂、ポリシラン、ポリアニリン、金属酸化物等によって形成されているが、とくに限定はない。
【０１０６】
（管状デバイスの製造方法）
つぎに、管状デバイス２１の製造方法の一例を説明する。
【０１０７】
上記のごとき管状デバイス２１は、管状部材２２の外周面に、導電性を有する素材をスパッタリング等によって付着させて導電層２３を形成し（図１８（Ａ）、（Ｂ））、その後導電層２３の表面にマスクＭＫを形成する（図１８（Ｃ））。
ついで、導電層２３およびマスクＭＫが形成された部材の外周面に、絶縁性を有する素材をスパッタリング等によって付着させて絶縁層２４を形成し（図１８（Ｄ））、その後マスクＭＫを除去する（図１８（Ｅ））。すると、マスクＭＫが除去された部分には導電層２３の表面が露出した電極部２５、および、信号検出部２６が形成され、本実施形態の管状デバイス２１が完成する。
この管状デバイス２１に、電極部２５に検知物質ＭＳを配置し、各管状デバイスを組み合わせると生体センサＢＣを形成することができる。そして、管状デバイス２１を別々に形成してから組み合わせるので、生体センサＢＣの形成が容易になるし、また、電極部２５への検知物質ＭＳの配置も簡単かつ確実に行うことができる。
【０１０８】
（実施例）
本発明の棒状デバイスを利用した生体センサの性能を確認するために、グルコース濃度を変化させて、センサに流れる応答電流の変化を調べた。
実験では、本発明の生体センサと、対極兼参照極となるAg/AgCl電極とをpH 7.4 のリン酸緩衝溶液（0.1 M）に浸漬し、印加電位0.6 Vの条件でリン酸緩衝溶液中に含まれるグルコース濃度測定し、グルコース濃度と応答電流との関係を測定した。
応答電流の測定には、バッチ式アンペロメトリー法を用いた（図６参照）。
【０１０９】
使用した生体センサは、外側面をシリカでコーティングした外径0.5 mm、内径0.3 mmの白金管の管内面に酵素（グルコースオキシダーゼ）を下記の方法により固定したものを使用した（図４（Ａ）参照）。この生体センサでは、電極面積、つまり、白金管の管内面において酵素が付着している部分の面積は0.35mm２である。
なお、測定に使用した生体センサは、センサ作製後、４日間経過したものである。
【０１１０】
酵素は、脱気したトリトンX-100（0.8 mM）、グルコースオキシダーゼ（10 mg/mL）を含むpH 7.0 のリン酸緩衝溶液（0.05 M）に上記白金管を浸漬し、1.3 V（vs Ag/AgCl）で1時間電位を印加したのち、白金管を1,2-フェニレンジアミン（5.40mg/mL）を含むpH 7.4 のリン酸緩衝溶液（0.05 M）に移し、0.7 V（vs Ag/AgCl）で15分間電位を印加して、白金管内面に固定した。
【０１１１】
図１９に示すように、０〜２５ mM （０〜約４５０ mg/dL ）の範囲でグルコース濃度とセンサ応答電流との間に０を通る良好な直線関係が得られている。このことから、本発明の生体センサでは、正確に濃度を測定できる範囲が広く、検出対象が高濃度で存在する場合でも正確な濃度測定を行うことができることが確認できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明の生体センサは、生体内の濃度と生体の健康状態などを同時に測定する多機能医療機器等に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の生体用デバイスの一実施形態である棒状デバイス１の概略説明図であって、（Ａ）は棒状デバイス１の概略側面図であり、（Ｂ）は棒状デバイス１の先端部の概略拡大断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面矢視図である。
【図２】（Ａ）は他の実施形態の棒状デバイス１先端部の概略拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面矢視図であり、（Ｃ）はさらに他の実施形態の棒状デバイス１の棒状デバイス１先端部の概略拡大断面図である。
【図３】他の実施形態の棒状デバイス１先端部の概略拡大断面図である。
【図４】他の実施形態の棒状デバイス１先端部の概略拡大断面図である。
【図５】他の実施形態の棒状デバイス１先端部の概略拡大断面図である。
【図６】棒状デバイス１による生体内物質測定状況の概略説明図である。
【図７】（Ａ）棒状デバイス１の使用方法の一例を示した図であり、（Ｂ）は円筒状容器２０から薬剤Ｐが射出される状況を示した図である。
【図８】棒状デバイス１の使用方法の一例を示した図である。
【図９】棒状デバイス１の使用方法の一例を示した図である。
【図１０】本実施形態の棒状デバイス１における先端部の製造過程を示した図である。
【図１１】本実施形態の棒状デバイス１における先端部の他の製造過程を示した図である。
【図１２】接触部３１を有する生体センサ３０の概略説明図である。
【図１３】本実施形態の生体センサＢＣの概略説明図であって、（Ａ）は先端部の概略拡大側面図であり、（Ｂ）は先端部の概略拡大断面図である。
【図１４】本実施形態の生体センサＢＣの概略側面図である。
【図１５】他の実施形態の生体センサＢＣ先端部の概略拡大断面図である。
【図１６】他の実施形態の生体センサＢＣ先端部の概略拡大断面図である。
【図１７】（Ａ）は他の実施形態の生体センサＢＣ先端部の概略拡大側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の実施形態の生体センサＢＣ先端部の概略拡大断面図である。
【図１８】本実施形態の管状デバイス２１の先端部の製造過程を示した図である。
【図１９】棒状デバイスを使用した生体用デバイスにおける、グルコース濃度と応答電流の関係を示した図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１          棒状デバイス
１ｈ        貫通孔
２          軸材
２ａ        中子となるような部材
３          導電層
３ａ        電極部
３ｈ        空洞部
３ｓ        空洞部３ｈの内底面
４          絶縁層
５          導電層
５ａ        露出している部分
６          信号検出部
７          絶縁層
８          導電性線材
１０        管状デバイス
１１        導電性を有する管状部材
１２        絶縁層
１３        絶縁層
２１        管状デバイス
２２        管状部材
２２ｈ      貫通孔
２３        導電層
２４        絶縁層
２５        電極部
２６        信号検出部
２７        絶縁性を有する部材
３０        生体センサ
３１        接触部
３２        軸材
３３        導電層
３３ａ      電極部
３３ｈ      空洞部
３４        絶縁層
３５        ベース
３６        導電性部分
５０        円筒状容器
５０ｈ      中空部分
５１        栓
ＭＳ        検知物質
ＢＣ        生体センサ
ＭＨ        導入空間
ＲＥ        対極
ＰＳ        ポテンショスタット
ＤＡ        データ解析手段
Ｐ          薬剤
Ｍ          熱や光や電気が加わると体積が増加する物質
ＤＣ        電源
Ａ          電流計
Ｖ          電圧計
ＭＫ        マスク
【図１】
0005162757.tif 000002
【図２】
0005162757.tif 000003
【図３】
0005162757.tif 000004
【図４】
0005162757.tif 000005
【図５】
0005162757.tif 000006
【図６】
0005162757.tif 000007
【図７】
0005162757.tif 000008
【図８】
0005162757.tif 000009
【図９】
0005162757.tif 000010
【図１０】
0005162757.tif 000011
【図１１】
0005162757.tif 000012
【図１２】
0005162757.tif 000013
【図１３】
0005162757.tif 000014
【図１４】
0005162757.tif 000015
【図１５】
0005162757.tif 000016
【図１６】
0005162757.tif 000017
【図１７】
0005162757.tif 000018
【図１８】
0005162757.tif 000019
【図１９】
0005162757.tif 000020