(57)【要約】本発明の活性酸素種等測定装置は、活性酸素種等の存在を電流として検出可能な電極を備えている活性酸素種センサーと、この活性酸素種センサーに測定電圧を付与する電源手段と、前記活性酸素種センサーが検出した前記電流から前記活性酸素種等の濃度を計測する活性酸素種濃度計測手段とを有することを特徴とする。本発明によれば、生体内若しくは生体外のスーパーオキシドアニオンラジカル（Ｏ２−・）等の活性酸素種等の濃度を確実に測定することができ、装置全体も小型に形成することができ、生体に常時装着可能であり、また測定したデータを遠隔地に送信することができ、更に遠隔地において求めた生体の健康状態等を活性酸素種等の測定側に戻して知らせることができ、活性酸素種等を測定して監視することにより生体の健康状態を監視することができる。
2004074828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性酸素種等の存在を電流として検出可能な電極を備えている活性酸素種センサーと、この活性酸素種センサーに測定電圧を付与する電源手段と、前記活性酸素種センサーが検出した前記電流から前記活性酸素種等の濃度を計測する活性酸素種濃度計測手段とを有することを特徴とする活性酸素種等測定装置。
【請求項２】
前記活性酸素種濃度計測手段は、計測した活性酸素種等の濃度を外部に出力する外部出力手段を備えており、この外部出力手段の出力を受けて活性酸素種等の濃度を監視する遠隔監視手段を有することを特徴とする請求項１に記載の活性酸素種測定装置。
【請求項３】
前記遠隔監視手段は、前記活性酸素種測定装置との間でデータを送受信する通信手段と、前記外部出力手段から受けた活性酸素種等の濃度に対してデータ処理を施す演算手段と、前記活性酸素種等の濃度および前記演算手段によって得られたデータ処理結果を表示する表示手段を有しており、
前記活性酸素種測定装置においては、前記外部出力手段が前記遠隔監視手段との間でデータを送受信する通信手段によって形成されており、活性酸素種等の濃度および前記遠隔監視手段から受信したデータを表示する表示手段が形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の活性酸素種測定装置。
【請求項４】
前記活性酸素種測定装置と遠隔監視手段との間のデータの授受は無線若しくは有線の伝搬系を介して行われることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の遠隔制御式活性酸素種等測定システム。
【請求項５】
前記活性酸素種測定装置の通信手段および表示手段は携帯電話機によって形成されており、前記遠隔監視手段とインターネットを介してデータの授受を行うように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の遠隔制御式活性酸素種等測定システム。
【請求項６】
活性酸素種センサーの電極は、生体内の活性酸素種等の存在を電流として検出可能な形状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の活性酸素種測定装置。
【請求項７】
電源手段は、活性酸素種センサーに付与する測定電圧を可変制御自在に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の活性酸素種等測定装置。
【請求項８】
活性酸素種濃度計測手段は、活性酸素種センサーが検出した電流に基づいて計測した活性酸素種等の濃度を表示する表示手段と外部に出力する外部出力手段との少なくとも一方を有していることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の活性酸素種測定装置。
【請求項９】
活性酸素種センサーの電極は、活性酸素種等の存在を電流として検出可能な素材を電極表面に備えていることを特徴とする請求項１から請求項８いずれか１項に記載の活性酸素種等測定装置。
【請求項１０】
活性酸素種等の存在を電流として検出可能な素材は、金属ポルフィリン錯体の重合膜、レドックス性の高分子またはその誘導体、金属複合体および錯体系化合物の中の少なくとも１種からなることを特徴とする請求項９に記載の活性酸素種等測定装置。
【請求項１１】
金属ポルフィリン錯体が下記式（Ｉ）または式（ＩＩ）
2004074828.tif 000007
（式Ｉ中、Ｍは、鉄、マンガン、コバルト、クロム、イリジウムから選ばれる金属を示し、４つのＲのうち少なくとも１つは、チオフリル基、ピロリル基、フリル基、メルカプトフェニル基、アミノフェニル基、ヒドロキシフェニル基から選ばれるいずれかの基であり、他のＲは、前記のいずれかの基またはアルキル基、アリール（ａｒｙｌ）基もしくは水素を示す）
2004074828.tif 000008
（式ＩＩ中、ＭおよびＲは上記した意味を有し、２つのＬのうち少なくとも１つは．イミダゾールおよびその誘導体、ピリジンおよびその誘導体、アニリンおよびその誘導体、ヒスチジンおよびその誘導体、トリメチルアミンおよびその誘導体等の窒素系軸配位子、チオフェノールおよびその誘導体、システインおよびその誘導体、メチオニンおよびその誘導体等の硫黄系軸配位子、安息香酸およびその誘導体、酢酸およびその誘導体、フェノールおよびその誘導体、脂肪族アルコールおよびその誘導体、水等の酸素系軸配位子であり、他のＬは、前記のいずれかの軸配位子または配位子のないものを示す）
で表される請求項１０に記載の活性酸素種等測定装置。
【請求項１２】
金属ポルフィリン錯体を形成するポルフィリン化合物が、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−チオフリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−チオフリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−ピロリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−ピロリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−フリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−フリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−メルカプトフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−メルカプトフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（４−メルカプトフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−アミノフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−アミノフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（４−アミノフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−ヒドロキシフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−ヒドロキシフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）ポルフィリン、［５，１０，１５−トリス（２−チオフリル）−２０−モノ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１０，１５−トリス（３−チオフリル）−２０−モノ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１０−ピス（２−チオフリル）−１５，２０−ジ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１０−ビス（３−チオフリル）−１５，２０−ジ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１５−ビス（２−チオフリル）−１０，２０−ジ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１５−ビス（３−チオフリル）−１０，２０−ジ（フェニル）］ポルフィリン、［５−モノ（２−チオフリル）−１０，１５，２０−トリ（フェニル）］ポルフィリンおよび［５−モノ（３−チオフリル）−１０，１５，２０−トリ（フェニル）］ポルフィリンなる群から選ばれるものであることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の活性酸素種等測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、生体内若しくは生体外のスーパーオキシドアニオンラジカル（Ｏ２−・）、過酸化水素、・ＯＨ、ＮＯ、ＯＮＯＯ−等の活性酸素種等の濃度を測定する活性酸素種等測定装置に関する。
【背景技術】  一般に、活性酸素種であるスーパーオキシドアニオンラジカル（Ｏ２−・）は、生体内ではキサンチン・キサンチン酸化酵素（ＸＯＤ）によるキサンチン並びにヒポキサンチンなどの尿酸への酸化および酸素のヘモグロビンによる還元等により生成されるものであり、生体内で生理活性物質の合成、殺菌作用、老化現象などに関連して重要な役割を有している。その一方で、スーパーオキシドアニオンラジカルから派生する種々の活性酸素種は癌などの各種疾患を引き起こすといわれている。従って、生体内のスーパーオキシドアニオンラジカルを含む活性酸素種の濃度測定は、上記各種疾患を特定するためにも重要なものであると考えられる。
このスーパーオキシドアニオンラジカルは、基質の存在しない場合には、式（１）に示されるように不均化反応により過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と酸素分子（Ｏ２）になる。この不均化反応は、スーパーオキシドアニオンラジカルへのプロトン付加によるＨＯ２・の生成、ＨＯ２・と酸素分子の反応による過酸化水素と酸素分子の生成、およびＨＯ２・同士の衝突による過酸化水素と酸素分子の生成からなるものである（式（１）〜式（４））。
２Ｈ＋    ＋  ２Ｏ２−・  →  Ｈ２Ｏ２  ＋  Ｏ２      ……（１）
Ｈ＋      ＋  Ｏ２−・    →  ＨＯ２・                ……（２）
ＨＯ２・  ＋  Ｏ２−・＋  Ｈ＋  →  Ｈ２Ｏ２＋  Ｏ２  ……（３）
ＨＯ２・  ＋  ＨＯ２・  →  Ｈ２Ｏ２＋  Ｏ２          ……（４）
この反応系においては、スーパーオキシドアニオンラジカルは電子受容体（酸化剤）、電子供与体（還元剤）および水素イオンの受容体（塩基）としてはたらくが、このうちの前二者の性質を利用して、スーパーオキシドアニオンラジカルの濃度測定が試みられていた。例えば、フェリチトクロームｃ（３価）からフェロチトクロームｃ（２価）への変換反応や、ニトロブルーテラゾリウム（ＮＢＴ）からブルーホルマザンの生成反応およびテトラニトロメタン（ＴＮＭ）の還元反応を利用して、スーパーオキシドアニオンラジカルの濃度測定が試みられていたが、これらは全て体外（ｉｎ  ｖｉｔｒｏ）での測定方法であった。
一方、生体内（ｉｎ  ｖｉｖｏ）のスーパーオキシドアニオンラジカルの濃度を定量的に検出する方法についての検討も行われていた。例えば、マックネイル（ＭｃＮｅｉｌ）ら、タリオフ（Ｔａｒｉｏｖ）ら、クーパー（Ｃｏｏｐｅｒ）らは、金や白金電極の表面を酵素であるＮ−アセチルシステインで修飾し、その上にヘムといわれる鉄錯体を酸化還元中心とした金属蛋白質であるチトクロームｃなどの蛋白質をＳ−Ａｕ結合させて固定化させた酵素電極（チトクロームｃ固定化電極）を作製し、これによりスーパーオキシドアニオンラジカルの濃度を電気化学的に検出することができると報告している（下記文献１から３参照）。
文献１
Ｃ．Ｊ．ＭｃＮｅｉｌ  ｅｔ  ａｌ．Ｆｒｅｅ  Ｒａｄｉｃａｌ  Ｒｅｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，７，８９（１９８９）
文献２
Ｍ．Ｊ．Ｔａｒｉｏｖ  ｅｔ  ａｌ．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１３，１８４７（１９９１）
文献３
Ｊ．Ｍ．Ｃｏｏｐｅｒ，Ｋ．Ｒ．Ｇｒｅｅｎｏｕｇｈ  ａｎｄ  Ｃ．Ｊ．ＭｃＮｅｉｌ，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏａｎ  ａｌ．Ｃｈｅｍ．，３４７，２６７（１９９３）
この検出方法の測定原理は以下のとおりである。すなわち、チトクロームｃ（３価）（ｃｙｔ．ｃ（Ｆｅ３＋））は、スーパーオキシドアニオンラジカルと式（５）のように反応して、チトクロームｃ（２価）（ｃｙｔ．ｃ（Ｆｅ２＋））に還元される。次に、式（６）のように、Ｏ２−により還元されたチトクロームｃ（２価）を電気化学的に再酸化し、その際の酸化電流を測定することにより、間接的にスーパーオキシドアニオンラジカルの濃度を定量的に検出するものである。
ｃｙｔ．ｃ（Ｆｅ３＋）＋Ｏ２−→  ｃｙｔ．ｃ（Ｆｅ２＋）＋  Ｏ２    ……（５）
ｃｙｔ．ｃ（Ｆｅ２＋）→  ｃｙｔ．ｃ（Ｆｅ３＋）＋  ｅ−            ……（６）
しかしながら、チトクロームｃは、生体細胞内のミトコンドリアの膜上に存在する電子伝達蛋白質であるため、上記測定に十分な量のチトクロームｃを固定化させた電極を作製するには、１０５〜１０６個という多量の細胞が必要とされ、また、使用する酵素が数日間で失活してしまうという問題もあった。従って、多量の酸素を必要とせず、かつ使用する酵素の失活の問題もなくスーパーオキシドアニオンラジカル等の活性酸素種等を検出することができる電極の開発が望まれていた。
そこで、本出願人は、特願２０００−３８７８９９号において、導電性部材の表面に金属ポルフィリン錯体の重合膜を形成してなる活性酸素種用電極、この活性酸素種用電極、対極および参照電極を含む活性酸素種濃度測定用センサーおよび金属ポルフィリン重合膜中の金属と活性酸素種の間で生じる電流を前記センサーで測定する試料中の活性酸素種の検出方法を提案した。
これは、ポルフィリン化合物の中心に金属原子を導入した金属ポルフイリン錯体の重合膜を導電性部材の表面上に形成した電極は、多量の酵素を要せず、また、失活の問題もなく、活性酸素種の存在や濃度を検出できることに基づくものである。
【発明の開示】
本発明は、本出願人の前記提案を更に発展させて、生体内若しくは生体外のスーパーオキシドアニオンラジカル（Ｏ２−・）等の活性酸素種等の濃度を確実に測定することができ、装置全体も小型に形成することができ、生体に常時装着可能であり、また測定したデータを遠隔地に送信することができ、更に遠隔地において求めた生体の健康状態等を活性酸素種等の測定側に戻して知らせることができ、活性酸素種等を測定して監視することにより生体の健康状態を監視することのできる活性酸素種等測定装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために本発明の活性酸素種測定装置は、活性酸素種等の存在を電流として検出可能な電極を備えている活性酸素種センサーと、この活性酸素種センサーに測定電圧を付与する電源手段と、前記活性酸素種センサーが検出した前記電流から前記活性酸素種等の濃度を計測する活性酸素種濃度計測手段とを有することを特徴とする。このように形成することにより電源手段から適正な測定電圧を活性酸素種センサーに付与すると、活性酸素種センサーの電極が活性酸素種等の存在を電流として検出し、活性酸素種濃度計測手段が検出された電流から活性酸素種等の濃度を計測することができる。
また、前記活性酸素種濃度計測手段としては、計測した活性酸素種等の濃度を外部に出力する外部出力手段を備えており、この外部出力手段の出力を受けて活性酸素種等の濃度を監視する遠隔監視手段を有するように形成するとよい。これにより遠隔監視手段を用いて、遠隔地において生体の健康状態を監視することができる。
また、前記遠隔監視手段は、前記活性酸素種測定装置との間でデータを送受信する通信手段と、前記外部出力手段から受けた活性酸素種等の濃度に対してデータ処理を施す演算手段と、前記活性酸素種等の濃度および前記演算手段によって得られたデータ処理結果を表示する表示手段を有しており、前記活性酸素種測定装置においては、前記外部出力手段が前記遠隔監視手段との間でデータを送受信する通信手段によって形成されており、活性酸素種等の濃度および前記遠隔監視手段から受信したデータを表示する表示手段が形成されていることを特徴とする。このように形成することにより、遠隔監視手段側において、演算手段が活性酸素種等の濃度に対してデータ処理を施して被測定対象となった人等の生体の健康状態や生体外の環境状態を求め、表示手段により活性酸素種等の濃度や生体の健康状態や生体外の環境状態を表示することにより生体の健康状態等を遠隔地から監視することができる。更に、遠隔地において求めた生体の健康状態等を遠隔監視手段側と活性酸素種等測定装置側の通信手段を介して活性酸素種等測定装置側に戻して、表示手段によって表示させることにより知らせることができる。また、遠隔監視手段側を基地局とすることにより、複数の活性酸素種等測定装置側に対して同時アクセスしたり、各種データの一元管理行ったり、活性酸素種等測定装置側においては演算不可能なデータ処理を行って、得られた必要な演算処理データを活性酸素種等測定装置側に送ることができる。
また、前記活性酸素種測定装置と遠隔監視手段との間のデータの授受は無線若しくは有線の伝搬系を介して行われることを特徴とする。このように形成することにより、無線の伝搬系を用いると遠隔監視手段側と活性酸素種等測定装置側の距離の大小に関係なく活性酸素種等の濃度を遠隔的に監視制御することができ、特に活性酸素種等測定装置側が移動する場合においても、常に正常な動作を継続することができる。無線の伝搬系としては、電波、可視光線、赤外線、紫外線、超音波等やインターネット、衛生通信等の各種通信方法を用いた公知の方法を利用することができる。また、有線の伝搬系を用いると、確実なデータの送受信が可能であり、更に、他の電子機器等に対する電波障害を与えることがなく、例えば、病院等において有効に利用することができる。
また、前記活性酸素種測定装置の通信手段および表示手段は携帯電話機によって形成されており、前記遠隔監視手段とインターネットを介してデータの授受を行うように形成されていることを特徴とする。これにより極めて携帯性に優れている携帯電話機を用い、更にインターネットも通してデータ交換を行って、完成酸素種等の測定を行うことができ、測定操作が容易となり、携帯電話が通じる地域であればいつでも測定可能であり、緊急性にも確実に対応して活性酸素種等を測定して、生体の健康監視を行うことができる。
また、活性酸素種センサーの電極は、生体内の活性酸素種等の存在を電流として検出可能な形状に形成するとよい。これにより、例えば人体や動物等に電極を装着することにより、生体内の活性酸素種等を測定することができ、更に生体内の活性酸素種等を常時測定することができる。
また、電源手段は、活性酸素種センサーに付与する測定電圧を可変制御自在に形成するとよい。これにより測定すべき活性酸素種等に対応する適正な測定電圧を活性酸素種センサーに付与して、測定対象の活性酸素種等を精度よく測定することができる。
また、活性酸素種濃度計測手段は、活性酸素種センサーが検出した電流に基づいて計測した活性酸素種等の濃度を表示する表示手段と外部に出力する外部出力手段との少なくとも一方を備えるように形成するとよい。これにより、表示手段により計測した活性酸素種等の濃度を明確に表示することができ、外部出力手段によって計測した活性酸素種等の濃度を遠隔地に送信することができ、活性酸素種等の濃度を遠隔監視することができる。
更に、より具体的には、活性酸素種センサーの電極は、活性酸素種等の存在を電流として検出可能な素材を電極表面に備えているように形成するとよい。これにより電極表面の前記素材を生体内または生体外の活性酸素種等が存在する領域に置くことにより、生体内または生体外における活性酸素種等の濃度を確実に計測することができる。
また、活性酸素種等の存在を電流として検出可能な素材は、金属ポルフィリン錯体の重合膜、レドックス性の高分子またはその誘導体、金属複合体および錯体系化合物の中の少なくとも１種によって形成するとよい。このように形成されている素材によれば、活性酸素種等の濃度を精度よく確実に測定することができる。
また、金属ポルフィリン錯体が下記式（Ｉ）または式（ＩＩ）によって形成されたものとするとよい。
2004074828.tif 000003
但し、式（Ｉ）中、Ｍは、鉄、マンガン、コバルト、クロム、イリジウムから選ばれる金属を示し、４つのＲのうち少なくとも１つは、チオフリル基、ピロリル基、フリル基、メルカプトフェニル基、アミノフェニル基、ヒドロキシフェニル基から選ばれるいずれかの基であり、他のＲは、前記のいずれかの基またはアルキル基、アリール（ａｒｙｌ）基もしくは水素を示している。
2004074828.tif 000004
但し、式（ＩＩ）中、ＭおよびＲは上記した意味を有し、２つのＬのうち少なくとも１つは．イミダゾールおよびその誘導体、ピリジンおよびその誘導体、アニリンおよびその誘導体、ヒスチジンおよびその誘導体、トリメチルアミンおよびその誘導体等の窒素系軸配位子、チオフェノールおよびその誘導体、システインおよびその誘導体、メチオニンおよびその誘導体等の硫黄系軸配位子、安息香酸およびその誘導体、酢酸およびその誘導体、フェノールおよびその誘導体、脂肪族アルコールおよびその誘導体、水等の酸素系軸配位子であり、他のＬは、前記のいずれかのの軸配位子または配位子のないものを示す。
これにより電極の表面に金属ポルフィリン錯体を確実に形成することができ、感度の優れた電極を得ることができる。
また、金属ポルフィリン錯体を形成するポルフィリン化合物としては、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−チオフリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−チオフリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−ピロリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−ピロリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−フリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−フリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−メルカプトフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−メルカプトフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（４−メルカプトフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−アミノフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−アミノフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（４−アミノフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−ヒドロキシフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−ヒドロキシフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）ポルフィリン、［５，１０，１５−トリス（２−チオフリル）−２０−モノ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１０，１５−トリス（３−チオフリル）−２０−モノ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１０−ピス（２−チオフリル）−１５，２０−ジ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１０−ビス（３−チオフリル）−１５，２０−ジ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１５−ビス（２−チオフリル）−１０，２０−ジ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１５−ビス（３−チオフリル）−１０，２０−ジ（フェニル）］ポルフィリン、［５−モノ（２−チオフリル）−１０，１５，２０−トリ（フェニル）］ポルフィリンおよび［５−モノ（３−チオフリル）−１０，１５，２０−トリ（フェニル）］ポルフィリンなる群から選ばれるものによって形成するとよい。これにより電極の表面に金属ポルフィリン錯体を確実に形成することができ、感度の優れた電極を得ることができる。
このように本発明の活性酸素種等測定装置は構成され作用するものであるから、生体内若しくは生体外のスーパーオキシドアニオンラジカル（Ｏ２−・）等の活性酸素種等の濃度を確実に測定することができ、装置全体も小型に形成することができ、生体に常時装着可能であり、また測定したデータを遠隔地に送信することができ、更に遠隔地において求めた生体の健康状態等を活性酸素種等の測定側に戻して知らせることができ、活性酸素種等を測定して監視することにより生体の健康状態を監視することができる等の優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明の活性酸素種等測定装置の１実施の形態を示す回路図、
図２（ａ）は本発明の活性酸素種等測定装置に用いる活性酸素種センサーの１実施形態を示す側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の左側面図、
図３（ａ）は本発明の活性酸素種等測定装置に用いる活性酸素種センサーの他の実施形態を示す側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の左側面図、
図４は本発明の活性酸素種等測定装置に用いる活性酸素種センサーの更に他の実施形態を示す側面図、
図５は本発明の活性酸素種等測定装置に用いる活性酸素種センサーの更に他の実施形態を示す側面図、
図６（ａ）は本発明の活性酸素種等測定装置に用いる活性酸素種センサーの更に他の実施形態を示すカバーを除いた状態の平面図、（同図ｂ）は同図（ａ）の縦断面図、同図（ｃ）はカバーを除いた状態の分解斜視図、
図７は本発明の活性酸素種等測定装置の他の実施の形態を示す回路図である。
【発明を実施するための最良の形態】  次に、本発明の実施形態を図１から図７について説明する。
図１は、本発明の活性酸素種等測定装置の１実施形態を示す。
本実施形態の活性酸素種等測定装置は、活性酸素種等の存在を電流として検出可能な電極を備えている活性酸素種センサー１と、この活性酸素種センサー１に測定電圧を付与する電源手段２と、活性酸素種センサー１が検出した電流から活性酸素種等の濃度を計測する活性酸素種濃度計測手段３とを有している。
本実施形態における活性酸素種センサー１は２電極式に形成されており、作用極４および対極５とシールド６とによって形成されている。なお、図示しない参照極を設けて３電極式に構成してもよい。
前記電源手段２は、ぼたん電池やポテンショスタット等の直流電源７にスイッチ８、分圧抵抗Ｒ１、可変抵抗ＶＲ１、分圧抵抗Ｒ２を直列接続し、可変抵抗ＶＲ１および分圧抵抗Ｒ２の両端から測定電圧を可変出力するように形成されている。測定電圧は電圧計９によって計測されるようになっている。電源手段２による活性酸素種センサー１に付与する測定電圧は、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を変更することにより、測定対象となる活性酸素種等に応じて可変制御される。例えば、スーパーオキシドアニオンラジカル（Ｏ２−・）は０．５Ｖ、酸素分子（Ｏ２）は−０．８Ｖ、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）は−１．０Ｖ、一酸化窒素ラジカルは０．６Ｖ等とするとよい。
電圧手段２の測定電圧は装置抵抗Ｒ３を介して活性酸素種センサー１の対極５と作用極４とに付与されるように接続されている。
更に、活性酸素種センサー１の対極５と作用極４との間に流れる活性酸素種等の濃度に対応する微弱電流を増幅して測定する活性酸素種濃度測定手段３が接続されている。この活性酸素種濃度計測手段３は、活性酸素種センサー１が検出した電流に基づいて計測した活性酸素種等の濃度を表示する表示手段１０と、送信等によって外部に出力する外部出力手段１１とを有している。表示手段１０および外部出力手段１１は少なくとも一方を備えていればよい。外部出力手段１１を設けた場合には、受信手段１３を備えている遠隔監視手段１２を設けて、活性酸素種濃度測定手段３から送られてくる濃度検出結果を受信して、活性酸素種等の濃度を遠隔監視するようするとよい。具体的には、遠隔監視手段１２は、図１に示すように、受信手段１３を備えていて、活性酸素種濃度測定手段３の外部出力手段１１から送られてくる濃度検出結果を受信して、図示していない演算手段によって活性酸素種測等の濃度に基づいて演算を行って測定対象となった生体や生体外の健康状態や環境状態を求めて、同じく図示していない表示手段によって活性酸素種等の濃度並びに被測定対象となった生体の健康状態や生体外の環境状態を表示して、活性酸素種等の濃度を遠隔監視するように形成するとよい。
更に、活性酸素種センサー１の電極となる作用極４を説明する。
この作用極４としては、生体内の活性酸素種等の存在を電流として検出可能な形状、例えば生体内に外部から差し込むことのできる細いニードル状に形成したり、血管内に挿入できる微小のカテーテル状に形成したり、皮膚表面に接合できる形状例えばピアスの軸部等に形成したりするとよい。これにより、例えば人体に作用極４を装着して人体内の活性酸素種等を測定することができたり、生体内の活性酸素種等を常時測定することができる。この作用極４および対極５の具体的構成については後述する。
また、作用極４は、活性酸素種等の存在を電流として検出可能な素材を作用極表面に備えているように形成するとよい。これにより作用極表面の前記素材を生体の活性酸素種等の存在する領域に置くことにより生体内の活性酸素種等の濃度を確実に計測することができる。
また、活性酸素種等の存在を電流として検出可能な作用極４の素材としては、金属ポルフィリン錯体の重合膜、レドックス性の高分子またはその誘導体、金属複合体および錯体系化合物の中の少なくとも１種によって形成するとよい。このように形成されている素材によれば、活性酸素種等の濃度を精度よく確実に測定することができる。
次に、作用極４自身の素材と表面膜素材として好適な金属ポルフィリン錯体の重合膜を形成することを説明する。
作用極４を構成する導電性部材としては、一般に電極用として使用される部材であれば特に制限なく使用でき、例えばグラッシーカーボン（Ｇｌａｓｓｙ  Ｃａｒｂｏｎ：ＧＣ）、グラファイト、パイロリティックグラファイト（ＰＧ）、ハイリーオリエンティッドパイロリティックグラファイト（ＨＯＰＧ）、活性炭等のカーボン類、又は白金、金、銀等の貴金属、又はＩｎ２Ｏ３／ＳｎＯ２（ＩＴＯ）等を使用することができるが、特に経済性、加工性、軽量性などを考慮して、グラッシーカーボンを用いることが好ましい。また、導電性部材の形状は、電極として使用できる形状であれば特には制限はなく、円柱状、角柱状、ニードル状、繊維（ファイバー）状等の各種形状とすることができるが、例えば、生体内での活性酸素種等の濃度を測定するためには、前述したように、ニードル状、カテーテル状、ピアス軸状の形状とすることが好ましい。
作用極４の導電性部材の表面に形成される金属ポルフィリン錯体の重合膜の形成に使用される金属ポルフィリン錯体の例としては、下記の式（Ｉ）または式（ＩＩ）で表されるものが挙げられる。
2004074828.tif 000005
但し、式（Ｉ）中、Ｍは、鉄、マンガン、コバルト、クロム、イリジウムから選ばれる金属を示し、４つのＲのうち少なくとも１つは、チオフリル基、ピロリル基、フリル基、メルカプトフェニル基、アミノフェニル基、ヒドロキシフェニル基から選ばれるいずれかの基であり、他のＲは、前記のいずれかの基またはアルキル基、アリール（ａｒｙｌ）基もしくは水素を示す。
2004074828.tif 000006
但し、式（ＩＩ）中、ＭおよぴＲは上記した意味を有し、２つのＬのうち少なくとも１つは、イミダゾールおよぴその誘導体、ピリジンおよぴその誘導体、アニリンおよぴその誘導体、ヒスチジンおよぴその誘導体、トリメチルアミンおよぴその誘導体等の窒素系軸配位子、チオフェノールおよぴその誘導体、システインおよぴその誘導体、メチオニンおよぴその誘導体等の硫黄系軸配位子、安息香酸およぴその誘導体、酢酸およぴその誘導体、フェノールおよぴその誘導体、脂肪族アルコールおよぴその誘導体、水等の酸素系軸配位子であり、他のＬは、前記のいずれかのの軸配位子または配位子のないものを示す。
上記式（Ｉ）または式（ＩＩ）で表される金属ポルフィリン錯体は、ポルフィリン化合物に金属原子を配位させた錯体化合物である。また、このポルフィリン化合物は、４つのピロール環がα位置で４つのメチン基と交互に結合した環状化合物であり、４つの窒素原子が中心に向かい合って形成されている。この中心部に金属原子を挟み込むことで、錯体化合物（金属ポルフィリン錯体）を形成することができる。該錯体化合物を形成するには、通常使用される金属錯体の形成方法、例えばメタレーション（Ｍｅｔａｌａｔｉｏｎ）等の方法を用いて、金属原子をポルフィリンの中心に導入すればよい。本発明において、ポルフィリン化合物の中心に導入できる金属としては、鉄、マンガン、コバルト、クロム、イリジウム等の各種金属を用いることができる。
また、この金属原子は測定対象の活性酸素種等の種類によって使い分けることもできる。例えば、スーパーオキシドアニオンラジカルを測定対象とするする場合は、鉄、マンガン、コバルト等を、分子状酸素を測定対象とする場合は、鉄、コバルト、マンガン、クロム、イリジウム等を、過酸化水素を測定対象とする場合は鉄、マンガン等を、さらに、・ＯＨ、ＮＯ、ＯＮＯＯ−等を測定対象とする場合は、鉄、マンガン等をそれぞれ用いることが好ましい。
本発明で使用されるポルフィリン化合物は、無置換体であるポルフィンに対して、ＩＵＰＡＣ命名法による位置番号の５、１０、１５、２０の４位置のうち少なくとも１位置を、チオフリル基、ピロリル基、フリル基、メルカブトフェニル基、アミノフェニル基、ヒドロキシフェニル基等のいずれかの基で置換したものであり、さらに他の位置を、前記の置換基またはアルキル基、アリル基若しくは水素となったものを使用するのが好ましい。その具体例としては、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−チオフリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−チオフリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−ピロリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−ピロリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−フリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−フリル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−メルカプトフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−メルカプトフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（４−メルカブトフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−アミノフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−アミノフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（４−アミノフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（２−ヒドロキシフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（３−ヒドロキシフェニル）ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）ポルフィリン、［５，１０，１５トリス（２−チオフリル）−２０−モノ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１０，１５−トリス（３−チオフリル）−２０−モノ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１０−ビス（２−チオフリル）−１５，２０−ジ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１０−ビス（３−チオフリル）−１５，２０−ジ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１５−ビス（２−チオフリル）−１０，２０−ジ（フェニル）］ポルフィリン、［５，１５−ビス（３−チオフリル）−１０，２０−ジ（フェニル）］ポルフィリン、［５−モノ（２−チオフリル）−１０，１５，２０−トリ（フェニル）］ポルフィリン、［５−モノ（３−チオフリル）−１０，１５，２０−トリ（フェニル）］ポルフィリン等が例示される。
なお、式（ＩＩ）で示された化合物のＬで表される配位子のうち、イミダゾールの誘導体の例としては、メチルイミダゾール、エチルイミダゾール、プロピルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、ペンズイミダゾール等が、ピリジンの誘導体の例としては、メチルピリジン、メチルピリジルアセテート、ニコチンアミド、ピリダジン、ピリミジン、ビラジン、トリアジン等が、アニリンの誘導体の例としては、アミノフェノール、ジアミノベンゼン等が、ヒスチジンの誘導体の例としては、ヒスチジンメチルエステル、ヒスタミン、ヒップリル−ヒスチジル−ロイシン等が、トリメチルアミンの誘導体の例としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン等が、チオフェノールの誘導体の例としては、チオクレゾール、メルカブトフェノール、メルカプト安息香酸、アミノチオフェノール、ベンゼンジチオール、メチルベンゼンジチオール等が、システインの誘導体の例としては、システインメチルエステル、システインエチルエステル等が、メチオニンの誘導体の例としては、メチオニンメチルエステル、メチオニンエチルエステル等が、安息香酸の誘導体の例としては、サリチル酸、フタル酸、イソフクル酸、テレフクル酸等が、酢酸の誘導体の例としては、トリフルオロ酢酸、メルカプト酢酸、プロピオン酸、酪酸等が、フェノールの誘導体の例としては、クレゾール、ジヒドロキシベンゼン等が、脂肪族アルコールの誘導体の例としては、エチルアルコール、プロピルアルコール等が挙げられる。
本発明において、作用極４の導電性部材の表面に上記の金属ポルフィリン錯体の重合膜を形成させるには、電解重合法、溶液重合法、不均一重合法等の各種重合法を用いることができる。このうち電解重合法を用いて重合膜を形成するのが好ましく、具体的には、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等の有機溶媒中、テトラプチルアンモニウムパークロレート（ＴＢＡＰ：Ｂｕ４ＮＣＩＯ４）、テトラプロピルアンモニウムパークロレート（ＴＰＡＰ：Ｐｒ４ＮＣＩＯ４）、テトラエチルアンモニウムパークロレート（ＴＥＡＰ：Ｅｔ４ＮＣＩＯ４）等適当な支持電解質を加え、導電性部材を作用極、白金（Ｐｔ）電極等の貴金属電極、チタン電極、カーボン類電極、ステンレス綱電極等の不溶性電極を対極、飽和カロメル電極（ＳＣＥ）、銀−塩化銀電極等を参照極として、２電極（作用極−対極）式の電解、あるいは３電極（作用極−対極−参照極）式の定電位、定電流、可逆電位掃引、パルス式の電解等を行い、重合させることにより導電性部材の表面に金属ポルフィリン重合膜を形成させることができる。
次に、作用極４および対極５等の電極を備えている活性酸素種センサー１の具体的構成を図２から図５について説明する。
図２（ａ）（ｂ）は生体内測定、複合化測定、臨床での診断・治療などを考慮して作用極４および対極５を一体化してニードル状の電極に形成した活性酸素種センサー１を示す。図２の活性酸素種センサー１においては、最外側を細いパイプからなる対極５とし、その内部に電気絶縁性材料１４を介して作用極４を形成する導電性部材を同心的に設けている。そして、作用極４、電気絶縁性材料１４および対極５の先端を鋭利な針先となるように斜めに切断仕上げしてあり、作用極４がニードル状の対極５の先端部から外部に露出している部分に前記の金属ポルフィリン重合膜が形成されている。そして、作用極４および対極５はそれぞれリード線４ａ、５ａをもって電気的に接続されるように形成されている。
この対極５の構成材料としては、白金、金、銀等の貴金属、チタン、ステンレス綱、鉄−クロム合金等の耐食性合金、カーボン類等の材料を使用することができるが、対極は生体内に入ることが多いため、安全性の高い材料（例えば、白金、金、銀等の貴金属、チタン、ステンレス綱、カーボン類等）で構成することが好ましい。また、ニードル状の活性酸素種センサー１を生体内に挿入させる場合には、対極５の外形をできる限り細く形成することが好ましく、例えば、０．２〜１．５ｍｍ程度に形成するとよい。また、図示しない参照電極を用いる場合には、その参照電極としては、通常、銀／塩化銀電極、水銀／塩化第二水銀等の各種の参照電極を用いることができ、また、固体の基準電極を用いることもできる。
なお、金属ポルフィリン錯体の重合膜の厚さは、電極および金属ポルフィリン錯体の種類および測定する活性酸素の種類等により適宜決定されるが、電極活性、修飾安定性等という点で、１μｍ以下であることが好ましい。
図３（ａ）（ｂ）は図２と同様にニードル状に形成した他の活性酸素種センサー１ａを示している。
この図３の実施形態の活性酸素種センサー１ａは、不必要な生体内電流、電流ノイズ等の除去、感度、シグナル／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）等の向上を目指して図２の活性酸素種センサー１を改良したものである。図３に示す電極は、導電性部材からなる作用極４を電気絶縁性材料１４中に入れ（２層構造）、それらを対極５中に入れ（３層構造）、更に、それらを電気絶縁性材料１４中に入れ（４層構造）、最終的にこの細管の外側をアースとなる金属等の材料で被覆（５層構造）してアース部分１５としたものである。そして、作用極４、電気絶縁性材料１４、対極５、電気絶縁性材料１４およびアース部分１５の先端を鋭利な針先となるように斜めに切断仕上げしてあり、作用極４の導電性部材の端面上に金属ポルフィリン重合膜を形成したものである。
なお、金属ポルフィリン錯体の重合膜の厚さは、電極および金属ポルフィリン錯体の種類および測定する活性酸素の種類等により適宜決定されるが、電極活性、修飾安定性等という点で１μｍ以下であることが好ましい。また、図３の構造を有する活性酸素種センサー１ａは複合化測定等にも用いるので、１０数層程度までの多層構造が可能である。なお、アースの構成材料としては、白金、金、銀等の真金属、チタン、ステンレス鋼、鉄クロム合金等の耐食性合金、カーボン類等の材料を使用することができるが、アースは生体内に入ることが多いため、安全性の高い材料（例えば、白金、金、銀等の真金属、チタン、ステンレス鋼、カーボン類等）等で構成することが好ましい。
図２および図３に示す各活性酸素種センサー１、１ａはそれぞれ電極部分の鋭利な先端を生体内に挿し込むことにより活性酸素種等の測定を行うことができる。
図４はカテーテル状に形成した他の活性酸素種センサー１ｂを示している。
この図４の実施形態の活性酸素種センサー１ｂは、図２と同様に作用極４、電気絶縁性材料１４および対極５からなる細い電極部分を形成するとともに、電極部分の先端を軸方向と直角に切断仕上げし、更に作用極４および対極５の接続したリード線４ａ、５ａと一緒に電極部分を外形が１ｍｍ程度の樹脂製パイプ１６の先端に固着して形成されている。樹脂製パイプ１６は生体内に挿入しても安全な素材によって形成されている。
図４に示す各活性酸素種センサー１ｂは、細い電極部分を生体内具体的には血管内、リンパ管内、消化器官内、臓器内等に挿入することにより活性酸素種等の測定を行うことができる。また、先端部の電極部分の進行方向を自由に遠隔操作できるように工夫するとよい。例えば、電極部分を樹脂製パイプ１６の軸方向に対して若干傾斜させて取りつけておいて、樹脂製パイプ１６を軸回りに回転させることにより電極部分の進行方向を選定できるようにしたり、電極部分の近傍にに小型のバイメタルを設け、通電制御することによってバイメタルを任意の方向に屈曲させて進行方向を選定できるようにしたり、電極部分に小型磁石を設けておいて、生体外より磁場を付与して小型磁石の進行方向を選定できるようにするとよい。
図５はピアス軸状に形成した他の活性酸素種センサー１ｃを示している。
この図５の実施形態の活性酸素種センサー１ｃは、図２と同様に作用極４、電気絶縁性材料１４および対極５からなる細い電極部分を形成するとともに、電極部分の軸方向の中間部分に対極５の内側の作用極４と電気絶縁性材料１４を外周面にそれぞれ露出させ、更にピアスの装飾部１７内に設けた小型の電源手段２および活性酸素種濃度測定手段３に作用極４および対極５を接続して形成されている。
図５に示す各活性酸素種センサー１ｃは、細い電極部分を耳１８のピアス孔１９に挿通させることにより活性酸素種等の測定を行うことができる。
図６はチップ状に形成した更に他の活性酸素種センサー１ｄを示している。
前記各実施形態１、１ａ、１ｂ、１ｃが生体内に直接刺したり、挿入したり、接触させるものであるが、この図６の実施形態の活性酸素種センサー１ｄは、生体から取り出した微小の血液等の被測定液体の活性酸素濃度を測定するものである。図６は説明の便を図るために誇張して図示しているが、チップの大きさは例えば平面形状が５ｍｍ×２０〜３０ｍｍで、厚さが０．５〜１．０ｍｍ程度の大きさとされている。この活性酸素種センサー１ｄはガラス、樹脂、セラミックス等の絶縁性基板３０の上に中心部に作用極４、その両側に対極５およびアース部分１５を形成している。作用極４、対極５およびアース部分１５の素材としては、前記各実施形態と同様に金、白金、銅、ニッケル、ニッケル−リンメッキ、ステンレス、カーボン、その他の導電性金属等を用いることができる。更にこれらの素材を、絶縁基板３０上にパターン形成する場合に、湿式表面処理としての無電解処理、乾式表面処理としての真空蒸着、イオンプレーティング、インクジェットによるコーティング・焼き付け等から選択して行うとよい。更に、中央の作用極４の端部の円形の計測部４ｂの表面には、前記実施形態と同様にして、カーボン層４ｃを薄く形成し、その上に金属ポルフィリン錯体の重合膜４ｄを形成してある。カーボン層４ｃはその上の金属ポルフィリン錯体の重合膜４ｄを設ける場合の計測部４ｂの材質等との関係からの必要性に応じて設ければよく、省くこともできる。カーボン層４ｃは作用極４、対極５およびアース部分１５と同様の方法によって形成するとよい。金属ポルフィリン錯体の重合膜４ｄは前記各実施例と同様に電解重合法、溶液重合法、不均一重合法等の各種重合法を用いて形成することができる。また、作用極４、対極５およびアース部分１５はそれぞれリード線４ａ、５ａ、１５ａをもって電気的に接続されるように形成されている。また、各リード線４ａ、５ａ、１５ａを接続する部分に対して差し込み接続可能な電極形式に形成して、外部との接続をワンタッチ式に簡単に行うことができるようにしてもよい。更に、絶縁基板３０の上には作用極４、対極５およびアース部分１５を上から覆う絶縁性のカバー３１が固着されて、作用極４の計測部４ｂのある先端部分に毛管現象によって血液等を内部に吸引する機能を有する計測空間３２を形成している。絶縁基板３０には計測空間３２を外部に連通するための小孔３３が穿設されている。なお、絶縁基板３０およびカバー３１の形状は必要に応じて変形するとよく、血液等の被測定液体の計測空間３２への導入が確実かつ容易な形状とするとよい。更に、絶縁基板３０およびカバー３１の表面の状態が、例えば血液等の被測定液体との親和性の高い状態とすることによって、被測定液体の計測空間３２内への侵入を容易とさせるとよい。また、カバー３１は必要に応じて省いてもよい。
図６に示す各活性酸素種センサー１ｄは、例えば耳たぶから採取した微量の血液を計測空間３２の先端開口部より毛管現象によって内部に吸引させることにより活性酸素種等の測定を行うことができる。
次に、本実施形態の作用を説明する。
図２および図３に示す活性酸素種センサー１、１ａを用いる場合には、尖っている電極の先端部を生体内に差し込み、作用極４および対極５を生体内に入れる。
図４に示す活性酸素種センサー１ｂを用いる場合には、樹脂製パイプ１６の先端に装着されている電極部分を、直接若しくは光ファイバスコープ等を利用して、血管内、リンパ管内、消化器官内、臓器内に導いて、生体内に作用極４および対極５を生体内に入れる。
図５に示す活性酸素種センサー１ｃを用いる場合には、ピアス軸部を耳１８のピアス孔１９に挿通させて軸部分に装着されている電極部分をピアス孔１９の生体部分に作用極４および対極５を接触させる。
図６に示す各活性酸素種センサー１ｄを用いる場合には、例えば耳たぶから採取した微量の血液を計測空間３２の先端開口部より毛管現象によって内部に吸引させて作用極４および対極５を接触させる。
このようにして活性酸素種センサー１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄをスーパーオキシドアニオンラジカルが存在する測定系で使用すると、作用極４の表面における重合膜を形成する金属ポルフィリン錯体中の金属がスーパーオキシドアニオンラジカルにより還元される。例えば、当該金属が鉄であれば、スーパーオキシドアニオンラジカルにより、Ｆｅ３＋からＦｅ２＋に還元される（式（７））。
そして、可変抵抗ＶＲ１を調節して電源手段２から作用極４および対極５に対してスーパーオキシドアニオンラジカルにより還元されたＦｅ２＋を酸化されうる程度の電圧を付与して、還元されたＦｅ２＋を電気化学的に再酸化し（式（８））、この時に流れる電流（酸化電流）を測定する。
Ｐｏｒ（Ｆｅ３＋）＋Ｏ２−  ・  →Ｐｏｒ（Ｆｅ２＋）＋  Ｏ２        ……（７）
Ｐｏｒ（Ｆｅ２＋）  →  Ｐｏｒ（Ｆｅ３＋）＋  ｅ−                  ……（８）
（式（７）および式（８）中、「ｐｏｒ」はポルフィリンを意味する）
このようにして作用極４および対極５によって検出されたその電流値は、スーパーオキシドアニオンラジカル濃度と対応するため、その電流値に基づいて生体内に存在しているスーパーオキシドアニオンラジカルの濃度として定量的に検出することができる。すなわち、上記した式（５）および式（６）と同様の原理により、スーパーオキシドアニオンラジカルの濃度測定が可能とされるものである。本実施形態によれば、活性酸素種濃度測定手段３によって作用極４および対極５によって検出された電流値をスーパーオキシドアニオンラジカルの濃度として定量的に検出することとなる。
更に、本実施形態においては、活性酸素種濃度計測手段３の表示手段１０が各活性酸素種センサー１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが検出した電流に基づいて計測した活性酸素種等の濃度を表示するとともに、外部出力手段１１が当該測定濃度を送信等によって遠隔監視手段１２側に出力する。このようにして活性酸素種濃度測定手段３の外部出力手段１１から送られてくる濃度検出結果は遠隔監視手段１２の受信手段１３によって受信され、図示していない演算手段によって活性酸素種測等の濃度に基づいて演算を行って測定対象となった生体の健康状態や生体外の環境状態を求め、同じく図示していない表示手段によって活性酸素種等の濃度並びに生体の健康状態や生体外の環境状態を表示して、活性酸素種等の濃度の遠隔監視を行うことができる。
また、これと同様な原理により、過酸化水素、・ＯＨ等の活性酸素種やＮＯやＯＮＯＯ−等の他のラジカル活性種等についても同様に定量的に検出することができる。
このように本実施形態の各活性酸素種センサー１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを用いると、生体外（ｉｎ  ｖｉｔｒｏ）はもちろん、生体内（ｉｎ  ｖｉｖｏ）の環境であっても、スーパーオキシドアニオンラジカル、過酸化水素、・ＯＨ等の活性酸素種や、他のラジカル活性種（ＮＯ、ＯＮＯＯ−等）の検出や、これら活性酸素種等を定量測定できるので、各種分野で広く利用することができる。
すなわち、生体内（ｉｎ  ｖｉｖｏ）においては、各種疾病は生体内の活性酵素種や他のラジカル活性種により特定することができるので、例えば血液中の活性酸素種の濃度を測定することにより、ガン等の疾患の特定を行うことが可能とされる。
一方、生体外（ｉｎ  ｖｉｔｒｏ）においても、食品内の活性酸素種等やその濃度を測定することにより、該食品の腐敗状態を観察することができる。また、水道水や下水等の水中のの活性酸素種等やその濃度を測定することにより、水質汚染の状態を観察することができる。
さらに、スーパーオキシドアニオンラジカルおよび該アニオンを消去するはたらきを持つ酵素であるスーバーオキシドジスムターゼ（ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ  Ｄｉｓｍｕｔａｓｅ：以下、「ＳＯＤ」とする）の濃度も、ＳＯＤを含む試料を加えたときのスーパーオキシドアニオンラジカルの消失程度を測定することにより、測定することが可能である。
図７は本発明を遠隔監視を可能とするように更に具体的にした他の実施形態を示すものである。
本実施形態においては、活性酸素種測定装置側の活性酸素種濃度計測手段３ａと遠隔監視手段１２ａ側の構成を更に具体的に形成したものであり、活性酸素種センサー１および電源手段２は図１の実施形態と同様に形成してある。
本実施形態においては、活性酸素種測定装置側と遠隔監視手段１２ａ側との間でインターネットを利用してデータを双方向で授受できるようにするとともに、より決めの細かい内容で活性酸素種等に基づく遠隔監視制御を行うようにしたものである。
更に説明すると、活性酸素種測定装置側の活性酸素種濃度計測手段３ａにおいては、携帯電話機２１を設けて遠隔監視手段１２ａ側とデータの送受信を行う通信手段２２とデータの表示を行う表示手段２３を兼ねるようにしている。また、活性酸素種濃度計測手段３ａにおいては、増幅器やＣＰＵやメモリー（共に図示せず）等を備えている演算制御手段２４を設けて、活性酸素種センサー１から送られて来る検出電圧を受けて活性酸素種の濃度を求めたり、そのデータを携帯電話機２３によって送信可能なデータに変換するようにしている。演算制御手段２４からのデータはインターフェイス２５を介して携帯電話機２１に送られる。携帯電話機２１においては、本発明に基づいて形成刷ることのできる遠隔制御式活性酸素種等測定システムの全体制御を行う基地局（ホスト側）となる遠隔監視手段１２ａから必要なソフト（プログラム）の支給を受けてインストールされており、通信手段２２および表示手段２３を動作させるようになっている。通信手段２２は演算制御手段２４から受けた活性酸素種の濃度データをメールに添付してインターネットＩＮを介して遠隔監視手段１２ａに送信したり、逆に遠隔監視手段１２ａからインターネットＩＮを介して送られてくるデータを受信するように形成されている。表示手段２３は演算制御手段２４から受けた活性酸素種の濃度データを表示したり、遠隔監視手段１２ａから受けた後述する生体の健康状態や生体外の環境状態に関するデータを表示するように形成されている。
遠隔制御式活性酸素種等測定システムの全体制御を行う基地局（ホスト側）となる遠隔監視手段１２ａにおいては、活性酸素種測定装置側の通信手段２２との間でデータをインターネットＩＮを介して送受信する通信手段２６と、活性酸素種測定装置側から受けた活性酸素種等の濃度データに対してデータ処理を施したり各部を関連動作させるＣＰＵやメモリー（共に図示せず）等を備えている演算手段２７と、活性酸素種等の濃度および演算手段２７によって得られたデータ処理結果を表示する表示手段２８を設けている。
次に、本実施形態の作用を説明する。
活性酸素種センサー１および電源手段２を用いて、図１に示す実施形態と同様にして測定された被測定対象となる生体または生体外部分の電流値が活性酸素種濃度計測手段３ａに入力される。演算制御手段２４は入力された電流値に対して演算を行い活性酸素種濃度を求め、更に必要なデータ処理を施してインターフェイス２５を通して携帯電話機２１に送る。携帯電話機２１は既にインストールしてあるソフトの指示に従って、表示手段２３に活性酸素種等の濃度を数値またはグラフ等による画像として表示し、通信手段２２により活性酸素種等の濃度データをインターネットＩＮを介してメールによって遠隔監視手段１２ａに向けて送信する。遠隔監視手段１２ａにおいては、通信手段２６によって受信した活性酸素種等の濃度データに対して演算手段２７がデータ処理を施して被測定対象となった人等の生体の健康状態や生体外の環境状態を求める。そして、表示手段２８により活性酸素種等の濃度や生体の健康状態や生体外の環境状態を表示する。これにより生体の健康状態等を遠隔地から監視することができる。更に、このようにして遠隔監視手段１２ａ側において求めた生体の健康状態等のデータを、遠隔監視手段１２ａ側と活性酸素種等測定装置側の両通信手段２６、２２およびインターネットＩＮを介して活性酸素種等測定装置側の携帯電話機２１に戻して、表示手段２３によって表示させる。これにより活性酸素種の濃度測定現場側に生体の健康状態等のデータを知らせるサービスを提供することができ、また、測定現場側においてはその後の健康管理の指針を得ることができる。また、遠隔監視手段１２ａ側を基地局とすることにより、複数の活性酸素種等測定装置側に対して同時アクセスしたり、各種データの一元管理を行ったり、必要に応じて基地局にいる医師によって各種のデータに基づいて被測定対象となっている人等の生体の健康状態や疾患状態を診断し、その診断結果を濃度測定現場側に知らせることができる。特に、救急作業中の現場において活性酸素種の濃度に基づく医師の診断が必要な場合に、遠隔地の専門医師によってリアルタイムに診断をすることができ、救命作業の迅速・適正化を図ることができる。更に、活性酸素種等測定装置側においては演算不可能なデータ処理を遠隔監視手段１２ａ側において行って、得られた必要な演算処理データを活性酸素種等測定装置側に送ることができ、活性酸素種等測定装置側の小型化を図ることもできる。また、活性酸素種等測定装置側の活性酸素種濃度計測手段３ａの演算制御手段２４による計測電流値に基づく活性酸素種等の濃度を求める演算を省いて、活性酸素種センサー１から受けた計測電流値をそのまま遠隔監視手段１２ａ側に送り、遠隔監視手段１２ａにおいて計測電流値から活性酸素種等の濃度を演算して求めるようにしてもよい。これにより更に活性酸素種等測定装置側の小型化を図ることができる。また、本実施形態においては、活性酸素種等測定装置の通信手段２２および表示手段２３を携帯電話機２１によって形成し、遠隔監視手段１２ａとインターネットＩＮを介してデータの授受を行うように形成しているので、携帯性に優れている携帯電話機２１とインターネットＩＮを用いて、非常に簡単に活性酸素種等の測定、遠隔監視制御等を行うことができる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて変更することができる。
【図１】
2004074828.tif 000009
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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