(57)【要約】【課題】簡易な構成で、汗を含む体外分泌液（液体）を連続的に回収（採取）することができ、また、採取した液体を用いて液中の特定成分を連続的に計測できる液体採取装置、および液体採取装置を備えた測定装置を提供する。【解決手段】液体採取装置としての汗採取装置１は、汗８を採取する採取部１０と、採取部１０で採取した汗８を採取部１０から排出する排出部１２と、を備えている。また、汗採取装置１は被着体としての皮膚Ｓに装着され、採取部１０は、皮膚Ｓに装着されることで密閉される構成である。また、汗採取装置１は、採取部１０と排出部１２とを繋ぐ移動部１１を備えている。採取部１０、移動部１１、および排出部１２のいずれかに設置され、汗８に含まれる乳酸に応答するゲル状の応答部２０を備えている。【選択図】図２
2017080245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を採取する採取部と、
前記採取部で採取した前記液体を採取部から排出する排出部と、
を備えることを特徴とする液体採取装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体採取装置であって、
前記液体採取装置は、被着体に装着され、
前記採取部は、前記被着体に装着されることで密閉される構成であることを特徴とする液体採取装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体採取装置であって、
前記採取部と前記排出部とを繋ぐ移動部を備えることを特徴とする液体採取装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液体採取装置であって、
前記採取部、前記移動部、および前記排出部のいずれかに設置され、前記液体に含まれる所定の成分に応答するゲル状の応答部を備えていることを特徴とする液体採取装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液体採取装置であって、
前記応答部が設置される前記採取部、前記移動部、および前記排出部のいずれかには、前記液体に含まれる前記所定の成分に応答する前記応答部を視認可能とする領域を備えていることを特徴とする液体採取装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の液体採取装置であって、
前記採取部は、前記被着体に設置される設置部を有し、
前記設置部と前記応答部とが離間していることを特徴とする液体採取装置。
【請求項７】
請求項３〜請求項６のいずれか一項に記載の液体採取装置であって、
前記採取部、前記移動部、および前記排出部の前記液体と接する面は親水性を有していることを特徴とする液体採取装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の液体採取装置であって、
前記排出部は、前記採取部または前記移動部から前記液体採取装置の外に繋がる複数の孔で構成される孔部材で構成されていることを特徴とする液体採取装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の液体採取装置であって、
前記採取部の外周部に、複数の前記排出部を備えていることを特徴とする液体採取装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の液体採取装置であって、
前記排出部は、前記採取部の外周部に沿って繋がって構成されていることを特徴とする液体採取装置。
【請求項１１】
請求項４〜請求項１０のいずれか一項に記載の液体採取装置であって、
前記採取部は、
前記応答部を取り囲み前記液体を貯留する貯留部を備えていることを特徴とする液体採取装置。
【請求項１２】
請求項４〜請求項１１のいずれか一項に記載の液体採取装置であって、
前記応答部は、前記液体に応答して体積が膨張する刺激応答性ゲルを含んで構成されていることを特徴とする液体採取装置。
【請求項１３】
請求項２〜請求項１２のいずれか一項に記載の液体採取装置であって、
前記採取部を前記被着体に設置する粘着部材を備えていることを特徴とする液体採取装置。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の液体採取装置と、
前記応答部の変化をデータ信号に変換して出力する変換部と、
前記変換部が出力する前記データ信号から前記液体に含まれる前記所定の成分の量を演算する演算部と、
前記演算部での演算結果を表示する表示部と、
前記応答部、前記変換部、前記演算部、および前記表示部を収容する収容部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体採取装置および液体採取装置を備えた測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、体内生体情報を取得する方法として、採血により得られた血液中の組成を調べる生化学検査が通常行われている。この検査は、医療機関で実施されることが中心となる。その中でも、血糖値センサーは、糖尿病患者に普及しており、また簡易乳酸センサーは、アスリートに普及しつつある。しかし、これらのセンサーは、いずれも採血による侵襲的手法を適用した検査手法となる。なお、アスリート等を含め、一般の人が、センサーを用いて、日常の生活の中で容易に健康管理を行うためには、体外分泌成分を用いて体内生体情報を取得する非侵襲的手法を適用したセンサーが必要となる。
【０００３】
非侵襲的手法を適用したセンサーの一例として、特許文献１では、発汗促進部により発汗を促し、発汗を促した位置に汗回収部を移動させて発汗した汗を回収する汗回収装置と、回収した汗を分析する汗分析装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４７４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、汗回収装置が機械的な動きを伴うため、構成が複雑となるという課題がある。また、汗回収装置で回収した汗を排出する構成に関しては開示されていないため、回収した汗が汗回収装置に滞ることが考えられ、汗を連続的に回収および分析することは難しいという課題がある。
従って、簡易な構成で、汗を含む体外分泌液（液体）を連続的に回収（採取）することができ、また、採取した液体を用いて液中の特定成分を連続的に計測できる液体採取装置、および液体採取装置を備えた測定装置が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る液体採取装置は、液体を採取する採取部と、採取部で採取した液体を採取部から排出する排出部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、液体採取装置は、排出部を備えることにより、採取部で採取した液体を排出する。これにより、採取部で採取した液体（体外分泌液）が採取部に滞ることを防止でき、液体を連続的に採取することができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に係る液体採取装置において、液体採取装置は被着体に装着され、採取部は、被着体に装着されることで密閉される構成であることが好ましい。
【００１０】
このような液体採取装置によれば、採取部が被着体に装着されることで密閉されることにより、採取部に液体を漏れることなく採取することができる。これにより、採取部に採取された液体は、順次採取される液体の圧力により、採取部から排出部にスムースに流動することができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に係る液体採取装置において、採取部と排出部とを繋ぐ移動部を備えることが好ましい。
【００１２】
このような液体採取装置によれば、採取部と排出部とを繋ぎ、液体を移動させる移動部を備えることにより、採取部から排出部への液体の移動を補助することができる。また、採取部に溜まった液体を排出部に向けて一気に移動させることもできる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に係る液体採取装置において、採取部、移動部、および排出部のいずれかに設置され、液体に含まれる所定の成分に応答するゲル状の応答部を備えていることが好ましい。
【００１４】
このような液体採取装置によれば、採取した液体に含まれる所定の成分に応答するゲル状の応答部が、採取部、移動部、および排出部のいずれかに設置されることにより、採取した液体を用いて液中の特定成分を計測することができる。また、採取した液体は採取部から排出部へと連続的に流動するため、液中の特定成分を連続して計測することができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に係る液体採取装置において、応答部が設置される採取部、移動部、および排出部のいずれかには、液体に含まれる所定の成分に応答する応答部を視認可能とする領域を備えていることが好ましい。
【００１６】
このような液体採取装置によれば、応答部の色を確認する領域を備えることにより、ユーザーは、計測された液中の特定成分の量を色で確認することができると共に、特定成分の量の変化（増減）を色（色調）変化として確認することができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に係る液体採取装置において、採取部は、被着体に設置される設置部を有し、設置部と応答部とが離間していることが好ましい。
【００１８】
このような液体採取装置によれば、設置部と応答部との間に、厚さ方向で隙間領域を有する（離間する）ことにより、被着体から採取する液体がこの隙間領域に溜まることで、応答部と反応させることができる。また、この隙間領域により、応答部が被着体と隙間なく接している場合に比較して、液体の流動性を向上させる。これにより、連続して採取される液体に応答部は常に接触することができ、採取される液体の特定成分の量の変化に対応して応答することができる。これらにより、応答部の応答性を向上させることができる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例に係る液体採取装置において、採取部、移動部、および排出部の液体と接する面は親水性を有していることが好ましい。
【００２０】
このような液体採取装置によれば、採取した液体の、採取部、移動部、および排出部における流動性を向上させることができる。
【００２１】
［適用例８］上記適用例に係る液体採取装置において、排出部は、採取部または移動部から液体採取装置の外に繋がる複数の孔で構成される孔部材を有して構成されていることが好ましい。
【００２２】
このような液体採取装置によれば、排出部が孔部材を有して構成されることにより、孔部材の液体を吸引する力（例えば毛細管力）を利用して採取部で採取した液体を効率的に外部に排出させることができる。
【００２３】
［適用例９］上記適用例に係る液体採取装置において、採取部の外周部に、複数の排出部を備えていることが好ましい。
【００２４】
このような液体採取装置によれば、採取部で採取した液体を、更に効率的に排出部に流動し、排出部から外部に更に効率的に排出させることができる。
【００２５】
［適用例１０］上記適用例に係る液体採取装置において、排出部は、採取部の外周部に沿って繋がって構成されていることが好ましい。
【００２６】
このような液体採取装置によれば、排出部が採取部の外周部に沿って繋がって構成されることにより、採取部で採取した液体を、更に効率的に排出部に流動し、排出部から外部に更に効率的に排出させることができる。
【００２７】
［適用例１１］上記適用例に係る液体採取装置において、採取部は、応答部を取り囲み液体を貯留する貯留部を備えていることが好ましい。
【００２８】
このような液体採取装置によれば、採取部は、応答部を取り囲み液体を貯留する貯留部を備えることで、応答部での液体との応答を確実に行わせることができる。
【００２９】
［適用例１２］上記適用例に係る液体採取装置において、応答部は、液体に応答して体積が膨張する刺激応答性ゲルを含んで構成されていることが好ましい。
【００３０】
このような液体採取装置によれば、応答部に反射率の高い微粒子を混入した場合、刺激応答性ゲルの体積が膨張することにより、粒子間隔が変化し、反射する反射光の波長が変化することにより色が変化する。これにより、液中の特定成分の量を色の変化として容易に計測することができる。また、刺激応答性ゲルの体積が膨張することにより、刺激応答性ゲルの導電率が変化する。これにより、応答部の導電率を計測することにより、液中の特定成分の量を導電率の変化として容易に計測することができる。
【００３１】
［適用例１３］上記適用例に係る液体採取装置において、採取部を被着体に装着する粘着部材を備えていることが好ましい。
【００３２】
このような液体採取装置によれば、粘着部材により採取部を被着体に装着することで、容易に採取部を被着体に密着させることができる。
【００３３】
［適用例１４］本適用例に係る測定装置は、上述したいずれかの液体採取装置と、応答部の変化をデータ信号に変換して出力する変換部と、変換部が出力するデータ信号から液体に含まれる所定の成分の量を演算する演算部と、演算部での演算結果を表示する表示部と、応答部、変換部、演算部、および表示部を収容する収容部と、を備えることを特徴とする。
【００３４】
このような測定装置によれば、変換部で、液体採取装置の応答部の変化をデータ信号に変換し、演算部で、変換部が出力するデータ信号から液体に含まれる所定の成分の量を演算する。また、表示部で、演算部での結果を表示する。なお、応答部、変換部、演算部、および表示部が収容部に収容される。測定装置は、上述したように、液体を連続的に採取し、採取した液体に応答する液体採取装置を備えることで、非侵襲的手法を用いて、液中の特定成分の量を連続的に計測して表示させることができる。従って、ユーザーは、この測定装置を被着体（例えば腕など）に装着することで、液中の特定成分の量の変化を容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態に係る汗採取装置の構成を模式的に示す平面図。
【図２】第１実施形態に係る汗採取装置の構成を模式的に示す断面図。
【図３】第２実施形態に係る汗採取装置の構成を模式的に示す平面図。
【図４】第２実施形態に係る汗採取装置の構成を模式的に示す断面図。
【図５】第３実施形態に係る汗採取装置の構成を模式的に示す平面図。
【図６】第３実施形態に係る汗採取装置の構成を模式的に示す断面図。
【図７】第４実施形態に係る汗採取装置の構成を模式的に示す平面図。
【図８】第４実施形態に係る汗採取装置の構成を模式的に示す断面図。
【図９】第５実施形態に係る汗採取装置の構成を模式的に示す平面図。
【図１０】第５実施形態に係る汗採取装置の構成を模式的に示す断面図。
【図１１】第６実施形態に係る汗測定装置の構成を模式的に示す断面図。
【図１２】第６実施形態に係る汗測定装置の概略の回路構成を示す図。
【図１３】第７実施形態に係る汗測定装置の構成を模式的に示す断面図。
【図１４】第７実施形態に係る汗測定装置の概略の回路構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、実施形態に関して図面に基づいて説明する。なお、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００３７】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る汗採取装置１の構成を模式的に示す平面図である。図２は、汗採取装置１の構成を模式的に示す断面図である。なお、図１は、汗採取装置１の内部を破線で示している。図１、図２を参照して、液体採取装置としての汗採取装置１の構成を説明する。
【００３８】
本実施形態の汗採取装置１は、被着体として人体の体表面、例えば腕表面に設置して使用する装置である。また、汗採取装置１は、体外分泌液（液体）として、発汗する汗８を採取して、その汗８に含まれる特定成分としての乳酸の量を計測する。ユーザーは、汗採取装置１を腕などに装着してジョギング等の運動を行うことで、随時、乳酸の量を確認することができる。
【００３９】
図１、図２に示すように、汗採取装置１は、採取部１０と移動部１１と排出部１２と応答部２０とを備えて構成されている。また、汗採取装置１は、採取部１０を皮膚Ｓの表面に貼着するシート状の粘着部材１５を備えている。なお、汗採取装置１は、採取部１０、移動部１１、および排出部１２が一体に構成されている。
なお、説明の便宜上、以降では、汗採取装置１において、皮膚Ｓの表面での法線方向を上方向、逆方向を下方向とする。
【００４０】
汗採取装置１は、本実施形態では、外装ケースとして全体が透明な合成樹脂材料により形成され、内部の状態を確認することができる（視認可能となる）。汗採取装置１の材質として、例えば、透明なアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジェン・スチレン共重合）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂等を用いることができる。しかし、これには限られず、軟質ガラス等も用いることができる。
【００４１】
採取部１０は、底面が開放されて上面が閉じられた凹状の円筒状に形成されている。また、底面部には外周から外側に延出してドーナツ形状の平板状に形成される設置部１０１を備えている。汗採取装置１は、設置部１０１の下面に粘着部材１５が設置され、粘着部材１５を介して採取部１０を皮膚Ｓに貼り付けることにより、装着することができる。なお、汗採取装置１の採取部１０は、皮膚Ｓに装着されることで密閉される構成となる。
【００４２】
採取部１０に接続して（繋がる）移動部１１が構成される。移動部１１は、採取部１０の外周の側面から外部に延出し、断面が偏平の矩形となる筒状に形成される。そして、移動部１１に接続して（繋がる）排出部１２が構成されている。排出部１２は、移動部１１の終端から放射状に拡がる状態で形成されている。
【００４３】
採取部１０の上面１０２の内面１０２ａには、応答部２０が円形の板状に形成されて設置されている。応答部２０は、刺激応答性ゲル２１を含んで構成されている。刺激応答性ゲル２１は、汗に対して応答する薬剤を含むゲル状のものである。刺激応答性ゲル２１の構成材料は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、架橋構造を有する高分子材料と、溶媒と、を含む材料等で構成されており、高分子材料が汗に対して応答する薬剤になっている。
【００４４】
刺激応答性ゲル２１を構成する高分子材料としては、例えば、単量体、重合開始剤、架橋剤等を反応させることにより得られたものを用いることができる。なお、単量体はモノマーとも称す。
【００４５】
単量体としては、例えば、アクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド各種四級塩、アクリロイルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート各種四級塩、アクリル酸、各種アルキルアクリレート、メタクリル酸、各種アルキルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセロールモノメタクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリロニトリル、スチレン、ポリエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、２，２−ビス〔４−（アクリロキシジエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、２−ヒドロキシ−１−アクリロキシ−３−メタクリロキシプロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシポリプロポキシ）フェニル〕プロパン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジメタクリロキシプロパン、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシジエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスメタクリルアミド、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
【００４６】
乳酸を検出するために単量体として、３−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸、アクリロイロキシフェニルボロン酸、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＡｍ）、エチレンビスアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド等を好適に用いることができる。詳しくは、単量体として、３−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸及びアクリロイロキシフェニルボロン酸よりなる群から選択される１種または２種以上の単量体と、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＡｍ）、エチレンビスアクリルアミド及びＮ−ヒドロキシエチルアクリルアミドよりなる群から選択される１種または２種以上の単量体とを組み合わせて用いるのが好ましい。
【００４７】
重合開始剤としては、例えば、その重合様式によって、適宜選択することができる。具体的には、重合開始剤に過酸化水素、過硫酸塩、例えば過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等、アゾ系開始剤、例えば２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）２塩酸塩、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）２塩酸塩、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−〔１，１，−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス〔２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン〕２塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４’−ジメチルバレロニトリル）、ベンゾフェノン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスホンオキサイド、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン等の紫外光によってラジカルを発生する化合物、２，４−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン、２−（３−ジメチルアミノ−２−ヒドロキシプロポキシ）−３，４−ジメチル−９Ｈ−チオキサントン−９−オンメソクロライド、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノン−１、ビス（シクロペンタジエニル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（ピル−１−イル）チタニウム、１，３−ジ（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゼンや３，３’，４，４’−テトラ−（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン等のパーオキシエステルに、チオピリリウム塩、メロシアニン、キノリン、スチルキノリン系色素を混合した物質等の３６０ｎｍ以上の波長の光によってラジカルを発生する化合物等を用いることができる。また、過酸化水素あるいは過硫酸塩は、例えば、亜硫酸塩、Ｌ−アスコルビン酸等の還元性物質やアミン塩等を組み合わせてレドックス系の開始剤としても使用することができる。
【００４８】
架橋剤には、重合性官能基を２個以上有する化合物を用いることができ、具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−メチレン−ビス−Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ブチレン−ビス−Ｎ−ビニルアセトアミド、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、アリル化デンプン、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、テトラアリロキシエタン、ペンタエリストールトリアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、トリアリルトリメリテート等を用いることができる。
【００４９】
刺激応答性ゲル２１は、異なる複数種の高分子材料を含むものであってもよい。刺激応答性ゲル２１中における高分子材料の含有率は、０．７質量％以上３６．０質量％以下であるのが好ましく、２．４質量％以上２７．０質量％以下であるのがより好ましい。
【００５０】
刺激応答性ゲル２１が溶媒を含む構成とすることにより、高分子材料を好適にゲル化させることができる。溶媒としては、各種有機溶媒や無機溶媒を用いることができる。より具体的には溶媒は、例えば、水；メタノール、エタノール等の各種アルコール；アセトン等のケトン類；テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル類；ジメチルホルムアミド等のアミド類；ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等の鎖状脂肪族炭化水素；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類等が挙げられるが、特に、水を含むものであるのが好ましい。
【００５１】
刺激応答性ゲル２１は、溶媒として異なる複数種の成分を含む構成としてもよい。刺激応答性ゲル２１中における溶媒の含有率は、３０質量％以上９５質量％以下であるのが好ましく、５０質量％以上９０質量％以下であるのがより好ましい。
【００５２】
刺激応答性ゲル２１の大きさは特に限定されないが、本実施形態では、例えば、刺激応答性ゲル２１の平面サイズは約１ｃｍとしている。また、厚みは、１μｍ以上１ｍｍ以下が好ましく、５μｍ以上５００μｍ以下であるのがより好ましい。
【００５３】
刺激応答性ゲル２１はポリマー鎖を有している。このポリマー鎖にはボロン酸基が多く設置されている。刺激応答性ゲル２１に乳酸が浸透していないとき（応答しない場合）、ボロン酸基同士が結合しポリマー鎖が接近した状態になっている。これにより、刺激応答性ゲル２１は収縮した状態になっている。刺激応答性ゲル２１に乳酸が浸透するとき（応答する場合）、ボロン酸基と乳酸とが結合することにより、ポリマー鎖が解離した状態になるため、刺激応答性ゲル２１の体積が膨張する。
【００５４】
本実施形態では、刺激応答性ゲル２１は、高分子材料と溶媒との他に、更に、反射率の高い微粒子を含んで構成されている。これにより、刺激応答性ゲル２１において、コロイド結晶の格子間隔が可視光領域の近辺に有るとき、コロイド結晶は粒子間隔に固有の構造色を放ち、乳酸が取り込まれた際には、粒子間隔の変化により構造色が変化する。言い換えると、刺激応答性ゲル２１は、粒子間隔に固有な波長の反射光を放ち、体積が膨張することにより粒子間隔が変化することで、反射する反射光の波長が変化する。
【００５５】
刺激応答性ゲル２１は、乳酸値が少ない場合には波長の短い色を放ち、乳酸値が増えるに従って波長が長くなる色を放つ。具体的には、本実施形態では、乳酸値が少ない又は無い場合には青色を放ち、乳酸値が増えるに従って、緑色、黄色、赤色と変化する。なお、乳酸値が減ってくる場合には、色変化は逆となる。ユーザーは、この刺激応答性ゲル２１の色変化を、透明に構成される採取部１０の上面１０２を介して容易に視認することができる。
【００５６】
微粒子の構成材料としては、シリカ、酸化チタン等の無機材料；ポリスチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリル酸メチル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテルスルフォン、ナイロン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の有機材料等が挙げられる。微粒子は、シリカ微粒子であるのが好ましい。これにより、微粒子の形状の安定性等を特に優れたものとし、刺激応答性ゲルの耐久性、信頼性等を特に優れたものとすることができる。また、シリカ微粒子は、粒度分布がシャープな単分散微粒子として入手が比較的容易であるため、刺激応答性ゲルの安定的な生産、供給の観点からも有利である。
【００５７】
微粒子の形状は特に限定されないが球状であるのが好ましい。これにより、コロイド結晶による構造色または構造色の変化が視認されやすくなり、特定成分の検出をより容易に行うことができる。微粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であるのが好ましく、２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であるのがより好ましい。
【００５８】
これにより、刺激応答性ゲルに特定成分が取り込まれた際に、コロイド結晶による構造色または構造色の変化がより容易に視認されるため、特定成分の検出をさらに容易に行うことができる。また、コロイド結晶による構造色がより容易に視認されるため、その色調により特定成分の定量もさらに容易に且つ精確に行うことができる。
【００５９】
平均粒子径は体積基準の平均粒子径を示す。例えば、サンプルをメタノールに添加し、超音波分散器で３分間分散した分散液をコールターカウンター法粒度分布測定器にて測定する。このとき、５０μｍのアパチャーを用いて測定することによりサンプルの平均粒子径を求めることができる。
【００６０】
なお、刺激応答性ゲル２１は異なる複数種の微粒子を含んでもよい。刺激応答性ゲル２１中における微粒子の含有率は、１．６質量％以上３６質量％以下であるのが好ましく、４．０質量％以上２４質量％以下であるのがより好ましい。
【００６１】
図２に示すように、採取部１０の上面１０２の内面１０２ａに刺激応答性ゲル２１を設置するには、本実施形態では、最初に、刺激応答性ゲル２１を設置する採取部１０の内面１０２ａに対して、酸素プラズマ処理などを行い、表面の濡れ性を改善する。その後、刺激応答性ゲル２１を構成する高分子材料と溶剤、および微粒子を、それぞれ計量して均一に混ぜ合わせ、その液を採取部１０の内面１０２ａに塗布する。そして、紫外線を照射することで、刺激応答性ゲル２１が内面１０２ａに固定される。なお、紫外線以外に、熱により固定することでもよい。
【００６２】
採取部１０に応答部２０（刺激応答性ゲル２１）を設置した場合、皮膚Ｓに設置される設置部１０１（詳細には粘着部材１５）と応答部２０との間には、厚さ方向に隙間Ｇとなる隙間領域１０５が形成される。換言すると、設置部１０１と応答部２０とは離間している。なお、隙間領域１０５は、皮膚Ｓから発汗した汗８を採取部１０に溜める貯留領域となる。また、隙間領域１０５は、応答部２０が皮膚Ｓと隙間なく接している場合に比較して、汗８の流動性を向上させている。
【００６３】
汗採取装置１を皮膚Ｓの表面に装着した場合、皮膚Ｓと応答部２０（刺激応答性ゲル２１）との隙間Ｇは、特に限定されないが、本実施形態では、例えば、１μｍ以上１ｍｍ以下が好ましく、５μｍ以上５００μｍ以下であるのがより好ましい。また、隙間Ｇは、応答部２０（刺激応答性ゲル２１）の厚さより厚い方が好ましい。
【００６４】
なお、隙間Ｇに対して、刺激応答性ゲル２１の厚さを小さく（薄く）することで、わずかな汗８でも刺激応答性ゲル２１の内部全体に浸透して、刺激応答性ゲル２１全体が体積変化する。そのため、新たに発汗した汗８が即時に刺激応答性ゲル２１の内部全体に浸透し、発汗した汗８に対応して即時の計測を行うことができる。
【００６５】
排出部１２は、微細連通孔部材（単に孔部材ともいう）で構成されている。詳細には、排出部１２は、移動部１１の終端（排出部１２の始端部）から排出部１２の終端部に渡って、微細連通孔となる細いスリット状に形成される溝に上側からカバー１２１で覆うことにより、孔部１２２（毛細管）が多数（複数）形成されている。この孔部１２２は、排出部１２の始端部と終端部で開放されており、移動部１１の汗を毛細管力により吸引して外気（汗採取装置の外）に排出させる機能を有している。換言すると、孔部材の孔により移動部１１と外気が繋がっている。
【００６６】
なお、汗採取装置１を構成する採取部１０、移動部１１、排出部１２において、汗８と接するそれぞれの内面は、親水化処理が施されることにより親水性を有している。これにより、汗８は、それぞれの内面を移動しやすくなっている。親水化処理は特に限定されず、各種の方法を用いることができる。例えば、本実施形態では、汗８が接する各内面に、酸素プラズマ処理を行っている。なお、シランカップリング剤を含む溶液を塗布することでもよい。
【００６７】
汗採取装置１の動作を説明する。
汗採取装置１を腕表面（皮膚Ｓ）に取付けて運動を行った場合、皮膚Ｓから発汗する汗８は、採取部１０の隙間領域１０５に貯留される。隙間領域１０５に溜まった汗８はその上部に設置される応答部２０（刺激応答性ゲル２１）に接触して、刺激応答性ゲル２１の内部に浸透する。そして、刺激応答性ゲル２１は、汗８を吸収し汗８に含まれる乳酸に応答（反応）する。なお、刺激応答性ゲル２１は、乳酸と反応した量に応じて体積が膨張する。
【００６８】
本実施形態では、刺激応答性ゲル２１にシリカの微粒子が混入されており、乳酸と反応していない状態では略青色を放っている。なお、汗採取装置１は透明であるため、ユーザーは、刺激応答性ゲル２１の放つ青色を、採取部１０の上面１０２を介して視認することができる。
【００６９】
採取部１０は、皮膚Ｓに装着されることにより、移動部１１を除き、密閉された構成となるため、発汗が継続されて隙間領域１０５に汗８が溜まった場合、発汗する汗８の圧力により、圧力が解放される方向に汗８が移動する。具体的には、採取部１０の内部が汗８で満たされた場合、刺激応答性ゲル２１に溶け込んだ汗８や貯留する汗８は、圧力の開放側となる移動部１１に押し出される。
【００７０】
移動部１１に移動した汗８は、移動部１１の内部を流動し、移動部１１に繋がる排出部１２に達する。排出部１２に達した汗８は、汗８の圧力と複数の孔部１２２による毛細管力とにより孔部１２２の内部を流動して、排出部１２の終端部に達し、排出部１２から外気に向けて排出される。なお、図１、図２には、汗８の流動を矢印で模式的に示している。
【００７１】
以上のように、発汗が継続されることにより、採取された汗８は、汗８の圧力により採取部１０から排出部１２へ順次流動する。これにより、採取される汗８は、採取部１０に留まらず、スムースに移動部１１、排出部１２へと流動する。従って、汗採取装置１は、発汗する汗８を連続的に採取することができる。また、刺激応答性ゲル２１は、連続して採取される汗８に常に接触することができ、採取された発汗直後の汗８に含まれる乳酸の量に反応することができる。そして、刺激応答性ゲル２１は、反応の結果を色変化として連続的に計測することができる。また、計測後の汗８を刺激応答性ゲル２１から速やかに移動させる。
【００７２】
なお、刺激応答性ゲル２１は、採取した汗８に含まれる乳酸の量が多くなれば体積が膨張し、刺激応答性ゲル２１の放つ色が変化する。上述したように、本実施形態の刺激応答性ゲル２１は、乳酸と反応しない場合は青色を放ち、乳酸と反応を開始し、乳酸の量が多くなれば赤色に変化するように設定されている。従って、ユーザーは、運動中に、随時、刺激応答性ゲル２１の色の変化（色調）を確認することにより、乳酸の量を視覚的に推定することができる。
【００７３】
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の液体採取装置としての汗採取装置１は、排出部１２を備えることにより、採取部１０で採取した汗８を排出する。これにより、採取部１０で採取した汗８が採取部１０に滞ることを防止でき、汗８を連続的に採取することができる。
【００７４】
本実施形態の汗採取装置１によれば、採取部１０が皮膚Ｓに装着されることで密閉されることにより、採取部１０に汗８を漏れることなく採取することができる。これにより、採取部１０に採取された汗８は、順次採取される汗８の圧力により、採取部１０から排出部１２にスムースに流動することができる。
【００７５】
本実施形態の汗採取装置１によれば、採取部１０と排出部１２との間に汗８を移動させる移動部１１を備えることにより、採取部１０から排出部１２への汗８の移動を補助することができる。また、採取部１０の容積より移動部１１の容積が小さいため、採取部１０に溜まった汗８を排出部１２に向けて一気に移動させることができる。
【００７６】
本実施形態の汗採取装置１によれば、応答部２０は、採取部１０に設置され、汗８に含まれる乳酸に応答して体積が膨張する刺激応答性ゲル２１を含んで構成されている。これにより、採取した汗８を用いて、汗８に含まれる特定成分としての乳酸を計測することができる。また、採取した汗８は採取部１０から排出部１２へと連続的に流動するため、汗８に含まれる乳酸を連続して計測することができる。また、刺激応答性ゲル２１に反射率の高い微粒子を混入しているため、刺激応答性ゲル２１の体積が膨張することにより、粒子間隔が変化し、反射する反射光の波長が変化することにより色が変化する。これにより、汗８に含まれる乳酸の量を色の変化として容易に計測することができる。
【００７７】
本実施形態の汗採取装置１によれば、応答部２０が設置される採取部１０は、透明な合成樹脂により形成されている。これにより、ユーザーは、汗８に含まれる乳酸の量を、透明な採取部１０を介して、刺激応答性ゲル２１の色で確認することができると共に、乳酸の量の変化（増減）を色（色調）変化として確認することができる。
【００７８】
本実施形態の汗採取装置１によれば、採取部１０の設置部１０１と応答部２０との間に、厚さ方向で隙間領域１０５を有している。これにより、皮膚Ｓから採取する汗８がこの隙間領域１０５に溜まることで、応答部２０と反応させることができる。また、この隙間領域１０５により、応答部２０が皮膚Ｓと隙間なく接している場合に比較して、汗８の流動性を向上させる。
【００７９】
本実施形態の汗採取装置１によれば、採取部１０（隙間領域１０５を含む）、移動部１１、排出部１２により、汗８の流動性を向上させることができるため、連続して採取される汗８に応答部２０は常に接触することができ、採取される汗８に含まれる乳酸の量の変化に対応して応答することができる。これらにより、応答部２０の応答性を向上させることができる。
【００８０】
本実施形態の汗採取装置１によれば、採取部１０、移動部１１、および排出部１２の汗８と接する内面は親水性を有している。これにより、採取した汗８の、採取部１０、移動部１１、および排出部１２における流動性を向上させることができる。
【００８１】
本実施形態の汗採取装置１によれば、排出部１２は、微細連通孔としての孔部１２２を有して構成されている。これにより、微細連通孔による汗８を吸引する力（毛細管力）を利用して採取部１０で採取した汗８を効率的に外部に排出させることができる。
【００８２】
本実施形態の汗採取装置１によれば、採取部１０を皮膚Ｓに装着する粘着部材１５を備えている。これにより、採取部１０を皮膚Ｓに装着することで、容易に採取部１０を皮膚Ｓに密着させることができる。
【００８３】
本実施形態の汗採取装置１によれば、血液ではなく汗８を検体としたセンサーであり、採血することなく非侵襲で生体の代謝情報を容易に得ることができる。これにより、日常生活の中で使用することにより、個人ごとの健康管理やトレーニングアドバイスを行う上で有益である。
【００８４】
〔第２実施形態〕
図３は、第２実施形態に係る汗採取装置１Ａの構成を模式的に示す平面図である。図４は、汗採取装置１Ａの構成を模式的に示す断面図である。なお、図３は、汗採取装置１Ａの内部を破線で示している。図３、図４を参照して、汗採取装置１Ａの構成および動作を説明する。
【００８５】
本実施形態の汗採取装置１Ａは、第１実施形態の汗採取装置１と比べて、排出部１２Ａの構成が異なっている。それ以外の構成は、第１実施形態の汗採取装置１と同様に構成されている。第１実施形態と同様の構成部には同様の符号を付記している。また、以降では、同様の構成部の説明は省略する。
【００８６】
本実施形態の汗採取装置１Ａは、排出部１２Ａが第１実施形態での孔部１２２（毛細管）ではなく、微細連通孔部材となる多孔質材料により構成されている。多孔質材料は、例えば、親水性を有する多孔質ガラス、セルロース繊維、セルロース粒子であってもよい。また、親水化処理を行った化学繊維や、親水化処理を行ったスポンジ等の多孔質材料でもよい。なお、本実施形態では、排出部１２Ａのケース内部に板状の多孔質ガラス１２３を設置して排出部１２Ａが構成されている。
【００８７】
この構成により、移動部１１を流動した汗８が、排出部１２Ａに達した場合、多孔質ガラス１２３の内部の微細な孔に浸透して排出部１２Ａの終端部に移動して外気に排出される。なお、図３、図４には、汗８の流動を矢印で模式的に示している。
【００８８】
この構成により、汗採取装置１Ａは、計測が終了した汗８が随時蒸発することで、採取部１０から移動部１１および排出部１２Ａへの汗８の移動を速やかに行うことができる。そのため、採取部１０で採取された発汗直後の汗８を速やかに刺激応答性ゲル２１で計測し、計測後の汗８を刺激応答性ゲル２１から速やかに移動させることができる。
【００８９】
上述した実施形態によれば、第１実施形態の構成とは若干異なるが、第１実施形態での効果を同様に得ることができる。
【００９０】
〔第３実施形態〕
図５は、第３実施形態に係る汗採取装置１Ｂの構成を模式的に示す平面図である。図６は、汗採取装置１Ｂの構成を模式的に示す断面図である。なお、図５は、汗採取装置１Ｂの内部を破線で示している。図５、図６を参照して、汗採取装置１Ｂの構成および動作を説明する。
【００９１】
本実施形態の汗採取装置１Ｂは、第１実施形態の汗採取装置１と比べて、移動部１１Ｂと排出部１２Ｂの構成が異なっている。それ以外の構成は、第１実施形態の汗採取装置１と同様に構成されている。第１実施形態と同様の構成部には同様の符号を付記している。また、以降では、同様の構成部の説明は省略する。
【００９２】
本実施形態の汗採取装置１Ｂは、排出部１２Ｂが第１実施形態での孔部１２２（毛細管）ではなく、微細連通孔部材となる多孔質材料が筒状に構成されている。そして、本実施形態では、排出部１２Ｂとして、筒状（本実施形態では断面矩形の筒状）の多孔質ガラス１２４が設置されている。また、移動部１１Ｂが第１実施形態での中空の移動部１１ではなく、移動部１１Ｂの断面矩形状の中空内部（流路）には、充填部材として、微細連通孔部材となる多孔質材料の多孔質ガラス１１１が設置されている。
【００９３】
この構成により、採取部１０から移動部１１Ｂに移動した汗８は、移動部１１Ｂに設置された多孔質ガラス１１１に浸透して排出部１２Ｂに移動する。排出部１２Ｂに移動した汗８は、筒状の多孔質ガラス１２４を浸透して外気に排出される。なお、図５、図６には、汗８の流動を矢印で模式的に示している。
【００９４】
この構成により、汗採取装置１Ｂは、計測が終了した汗８が随時蒸発することで、採取部１０から移動部１１Ｂおよび排出部１２Ｂへの汗８の移動を速やかに行うことができる。そのため、採取部１０で採取された発汗直後の汗８を速やかに刺激応答性ゲル２１で計測し、計測後の汗８を刺激応答性ゲル２１から速やかに移動させることができる。
【００９５】
上述した実施形態によれば、第１実施形態での構成とは若干異なるが、第１実施形態での効果を同様に得ることができる他、以下の効果を得ることができる。
【００９６】
本実施形態の汗採取装置１Ｂによれば、排出部１２Ｂが筒状の微細連通孔部材（多孔質ガラス１２４）で構成される場合、採取部１０との間（移動部１１Ｂ）の流路に、微細連通孔部材で構成される多孔質ガラス１１１を充填部材として設置している。これにより、汗採取装置１Ｂを腕の皮膚Ｓに装着して腕を振る等の動作を行った場合、排出部１２Ｂが筒状に形成されているため、排出部１２Ｂから外気が採取部１０に侵入することで気泡が発生することを防止することができる。また、塵埃等の侵入も防止することができる。また、採取部１０の汗８に対して、充填部材（多孔質ガラス１１１）を介して積極的に吸引して排出部１２Ｂに流動させることができる。
【００９７】
〔第４実施形態〕
図７は、第４実施形態に係る汗採取装置１Ｃの構成を模式的に示す平面図である。図８は、汗採取装置１Ｃの構成を模式的に示す断面図である。なお、図７は、汗採取装置１Ｃの内部を破線で示している。図７、図８を参照して、汗採取装置１Ｃの構成および動作を説明する。
【００９８】
本実施形態の汗採取装置１Ｃは、汗８を採取する採取部１０Ｃと、汗８を排出する排出部１２Ｃとで構成され、採取部１０Ｃには、第１実施形態と同様の応答部２０が設置されている。本実施形態では、第１実施形態の汗採取装置１と比較して、排出部１２Ｃが、採取部１０Ｃを中心として、採取部１０Ｃの外周部に沿って繋がり、外周の全周に渡って構成されているところである。
【００９９】
採取部１０Ｃは、第１実施形態の採取部１０と略同様に構成されている。異なる部分は、設置部１０１が延出する基端部に、採取部１０Ｃに採取された汗８を排出部１２Ｃに流動（移動）させるための孔部１０６が所定のピッチで全周に渡って貫通して形成されているところである。
【０１００】
排出部１２Ｃは、第２、第３実施形態での排出部１２Ａ，１２Ｂで用いた微細連通孔部材となる多孔質材料により構成されている。本実施形態の排出部１２Ｃは、多孔質材料となる多孔質ガラス１２４で構成されている。排出部１２Ｃは、詳細には、採取部１０Ｃの外周に沿ってドーナツ形状の平板状に形成され、設置部１０１の上面に設置される。なお、設置部１０１の下面には、第１実施形態と同様に、粘着部材１５が設置され、汗採取装置１Ｃを皮膚Ｓの表面に装着する際に用いられる。なお、汗採取装置１Ｃの採取部１０Ｃは、皮膚Ｓに装着されることで密閉される構成となる。
【０１０１】
この構成により、皮膚Ｓから発汗する汗８は、採取部１０Ｃの隙間領域１０５に貯留される。隙間領域１０５に溜まった汗８は、その上部に設置される応答部２０（刺激応答性ゲル２１）に接触して、刺激応答性ゲル２１の内部に浸透する。そして、刺激応答性ゲル２１は、汗８を吸収し汗８に含まれる乳酸に応答（反応）する。
【０１０２】
採取部１０Ｃの内部が汗８で満たされた場合、刺激応答性ゲル２１に溶け込んだ汗８や貯留する汗８は、汗８の圧力の開放側となる排出部１２Ｃに、各孔部１０６を介して押し出される。孔部１０６を介して採取部１０Ｃから移動した汗８は、排出部１２Ｃを構成する多孔質ガラス１２４に接触する。そして、汗８は、多孔質ガラス１２４の内部の微細な孔に浸透して多孔質ガラス１２４の外気と接する外周面に移動して外気に排出される。なお、図７、図８には、汗８の流動を矢印で模式的に示している。
【０１０３】
この構成により、汗採取装置１Ｃは、計測が終了した汗８が随時蒸発することで、採取部１０Ｃから排出部１２Ｃへの汗８の移動を速やかに行うことができる。そのため、採取部１０Ｃで採取された発汗直後の汗８を速やかに刺激応答性ゲル２１で計測し、計測後の汗８を刺激応答性ゲル２１から速やかに移動させることができる。
【０１０４】
上述した実施形態によれば、第１実施形態での構成とは若干異なるが、第１実施形態での効果を同様に得ることができる他、以下の効果を得ることができる。
【０１０５】
本実施形態の汗採取装置１Ｃによれば、排出部１２Ｃが採取部１０Ｃの外周部に沿って繋がって構成されることにより、採取部１０Ｃで採取した汗８を、第１実施形態に比べて、効率的に排出部１２Ｃに流動し、排出部１２Ｃから外部に効率的に排出させることができる。
【０１０６】
〔第５実施形態〕
図９は、第５実施形態に係る汗採取装置１Ｄの構成を模式的に示す平面図である。図１０は、汗採取装置１Ｄの構成を模式的に示す断面図である。なお、図９は、汗採取装置１Ｄの内部を破線で示している。図９、図１０を参照して、汗採取装置１Ｄの構成および動作を説明する。
【０１０７】
本実施形態の汗採取装置１Ｄは、第４実施形態の汗採取装置１Ｃに比べて、採取部１０Ｄの構成が異なっている。それ以外の構成は、第４実施形態の汗採取装置１Ｃと同様に構成されている。第４実施形態と同様の構成部には同様の符号を付記している。また、以降では、同様の構成部の説明は省略する。
【０１０８】
本実施形態の汗採取装置１Ｄは、汗８を採取する採取部１０Ｄと、汗８を排出する排出部１２Ｃとで構成され、採取部１０Ｄには、第４実施形態と同様の応答部２０が設置されている。採取部１０Ｄは、第４実施形態の採取部１０Ｃと異なり、汗８を溜める貯留部１０７を備えている。貯留部１０７は、応答部２０の外周を囲むように円柱状に形成されている。
【０１０９】
また、貯留部１０７に接続して、下端部の外周から外側に延出してドーナツ形状の平板状に形成される流動部１０８が形成されている。なお、流動部１０８は、第４実施形態の設置部１０１の機能を有しており、本実施形態では、流動部１０８の下面に粘着部材１５を設置し、上面に排出部１２Ｃとしての多孔質ガラス１２４を設置する。
【０１１０】
採取部１０Ｄは、第４実施形態での孔部１０６に対応して、流動部１０８に接続する部位に孔部１０９が形成される。採取部１０Ｄが合成樹脂材料で構成される場合、最初に、貯留部１０７および流動部１０８を一体に形成し、孔部１０９（この場合は切欠きでもよい）を形成した残りの凹状の採取部１０Ｄを形成する。そして、この凹状の採取部１０Ｄを流動部１０８の上面に固定することで、採取部１０Ｄを形成する。固定は接着や溶着等を用いて行うことでよい。
【０１１１】
なお、流動部１０８の下面に設置された粘着部材１５により、汗採取装置１Ｄを皮膚Ｓの表面に装着することにより、汗採取装置１Ｄの採取部１０Ｄは、密閉される構成となる。また、第４実施形態での隙間領域１０５に対応して、本実施形態では、応答部２０と貯留部１０７と皮膚Ｓとに囲まれる領域が、貯留領域１０５Ｄとして構成される。
【０１１２】
この構成により、皮膚Ｓから発汗する汗８は、採取部１０Ｄの貯留領域１０５Ｄに貯留される。貯留領域１０５Ｄに溜まった汗８は、その上部に設置される応答部２０（刺激応答性ゲル２１）に接触して、刺激応答性ゲル２１の内部に浸透する。そして、刺激応答性ゲル２１は、汗８を吸収して汗８に含まれる乳酸に応答（反応）する。
【０１１３】
貯留領域１０５Ｄの内部が汗８で満たされた場合、刺激応答性ゲル２１に溶け込んだ汗８や貯留する汗８は、貯留部１０７の円筒状の壁を越え、壁の外側にも蓄えられて採取部１０Ｄの内部全体に汗８が貯留される。そして、汗８の圧力の開放側となる排出部１２Ｃに、各孔部１０９を介して押し出される。以降の動作は、第４実施形態と同様となる。なお、図９、図１０には、汗８の流動を矢印で模式的に示している。
【０１１４】
上述した実施形態によれば、第１実施形態および第４実施形態での構成とは若干異なるが、第１実施形態および第４実施形態での効果を同様に得ることができる他、以下の効果を得ることができる。
【０１１５】
本実施形態の汗採取装置１Ｄによれば、採取部１０Ｄは、応答部２０を取り囲み、汗８を貯留する貯留部１０７を備えているため、応答部２０での汗８との応答を確実に行わせることができる。また、流動部１０８を介して計測後の汗８を排出部１２Ｃに順次流動させることができる。これらにより、応答部２０での応答と排出部１２Ｃでの排出とのバランスを調整することができる。
【０１１６】
〔第６実施形態〕
図１１は、第６実施形態に係る汗測定装置３の構成を模式的に示す断面図である。図１２は、汗測定装置３の概略の回路構成を示す図である。図１１、図１２を参照して、測定装置としての汗測定装置３の構成および動作を説明する。
【０１１７】
本実施形態の汗測定装置３は、第４実施形態での汗採取装置１Ｃを用いて構成されている。なお、汗採取装置１Ｃは、汗８に含まれる乳酸に応答する刺激応答性ゲル２１の色変化を、透明な採取部１０Ｃを介して、ユーザーが目で確認できる装置であった。本実施形態の汗測定装置３は、ユーザーが目で色変化を確認することを、光学的手法を用いて表示部３１に乳酸値を表示させる装置となる。
【０１１８】
本実施形態の汗測定装置３は、汗採取装置１Ｃを含め、汗採取装置１Ｃの上部に着脱自在に取付けられる装置本体３０とで構成される。装置本体３０は、概略、表示部３１、操作部３２、電源部３３、回路部３４、光学検出部３５、および、これらを収容する収容部としての外装部３６等で構成されている。
【０１１９】
外装部３６は概ね円筒状に形成される。外装部３６は、下端部に引掛け部３６１が複数形成されている。また、汗採取装置１Ｃの採取部１０Ｃのケース外面には、引掛け部３６１に対応する位置に、凸部１０Ｃ１が形成されている。外装部３６を汗採取装置１Ｃの上部から、案内部（図示省略）に沿って、採取部１０Ｃを覆うように押し込むことにより、引掛け部３６１が凸部１０Ｃ１に引っ掛かり、外装部３６が汗採取装置１Ｃに装着される。なお、装着方法は引掛け構造に限定されない。装着方法として、採取部１０Ｃの上面１０２の外周部に、外装部３６を粘着部材等により貼着させることでもよい。
【０１２０】
外装部３６の底面部３６ａには、底面部３６ａの下側に位置する刺激応答性ゲル２１の色変化を光学的に検出する光学検出部３５が設置されている。底面部３６ａの上部には、回路部３４が設置される。回路部３４は回路基板３４１を備える。回路基板３４１には、光学検出部３５や表示部３１の駆動や制御を行い、また、変換部や演算部等を構成するための電気回路系が設置されている。電気回路系は、複数の電気素子により構成されている。なお、変換部は、光学検出部３５で検出したデータ信号を変換する。また、演算部は、データ信号に基づき汗８に含まれる乳酸の量を演算する。
【０１２１】
回路部３４を構成する電気回路系と並んで、蓄電池で構成される電源部３３が設置される。なお、蓄電池への充電を行う電源コネクター（図示省略）は、外装部３６に露出して固定される。回路部３４の上部には、演算部での演算結果としての乳酸値を表示する例えば液晶パネルで構成される表示部３１が設置される。表示部３１には、乳酸値の他、各種情報（計測状態など）が表示される。また、回路部３４の上部には、回路部３４に各種指示を行う例えばキースイッチで構成される操作部３２が設置される。指示操作には、乳酸値の計測開始/終了指示などがある。
【０１２２】
光学検出部３５は、光源部３５１と受光部３５３とを備えて構成されている。光源部３５１は、刺激応答性ゲル２１に向けて白色光を照射する白色光源３５２を備えている。白色光源３５２は特に限定されないが本実施形態では、例えば、ＬＥＤ（Light・Emitting・Diode）等から構成される。受光部３５３は、光源部３５１で刺激応答性ゲル２１に白色光を照射した際の刺激応答性ゲル２１で反射する反射光を各色光（赤色光、緑色光、青色光）毎に検出する検出センサーを備えている。検出センサーは、フォトトランジスター、色フィルター、集光レンズ等によりそれぞれ構成される。ここで、赤色光用の検出センサーを３５３Ｒ、緑色光用の検出センサーを３５３Ｇ、青色光用の検出センサーを３５３Ｂとする。
【０１２３】
なお、光源部３５１（白色光源３５２）から照射された白色光は、透明な合成樹脂で構成される採取部１０Ｃの上面１０２から入射して、刺激応答性ゲル２１を照射する。そして、刺激応答性ゲル２１の構造色を反映した反射光が、上面１０２から射出されて、受光部３５３（検出センサー３５３Ｒ，３５３Ｇ，３５３Ｂ）を照射する。
【０１２４】
図１２に示すように、汗測定装置３は電気回路系として、汗測定装置３の全体の動作を制御する制御部５１、各種情報を記憶する記憶部５２、光源駆動部５３、受光量測定部５４、Ａ／Ｄ変換部５５、表示部３１、および操作部３２を備えている。光源駆動部５３、受光量測定部５４、Ａ／Ｄ変換部５５、表示部３１、および操作部３２は、入出力インターフェイス４１及びデータバス４２を介して制御部５１に接続されている。なお、制御部５１は、プロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（Central・Processing・Unit）等で構成される。
【０１２５】
光源駆動部５３は、光源部３５１と接続され、白色光源３５２を駆動する。光源駆動部５３は、制御部５１と接続されており、制御部５１の指示により白色光源３５２の点灯、消灯及び光量を制御する。
【０１２６】
受光量測定部５４は受光部３５３（各色光用の検出センサー３５３Ｒ，３５３Ｇ，３５３Ｂ）と接続されている。そして、受光量測定部５４が検出センサー３５３Ｒ，３５３Ｇ，３５３Ｂを駆動する。
【０１２７】
赤色光用の検出センサー３５３Ｒは、刺激応答性ゲル２１の表面で反射した反射光のうち赤色成分の輝度を示す信号を受光量測定部５４に出力する。同様に、緑色光用の検出センサー３５３Ｇは、刺激応答性ゲル２１の表面で反射した反射光のうち緑色成分の輝度を示す信号を受光量測定部５４に出力する。青色光用の検出センサー３５３Ｂは、刺激応答性ゲル２１の表面で反射した反射光のうち青色成分の輝度を示す信号を受光量測定部５４に出力する。
【０１２８】
受光量測定部５４は各色光の輝度を示す信号を入力してＡ／Ｄ変換部５５に出力する。Ａ／Ｄ変換部５５は各色光の輝度を示すデータを制御部５１に出力する。受光部３５３、受光量測定部５４、およびＡ／Ｄ変換部５５が変換部に相当する。
【０１２９】
記憶部５２にはプログラムソフト５２１及び相関表５２２等が記憶されている。プログラムソフト５２１には、汗測定装置３の動作の制御手順が記述されている。相関表５２２には刺激応答性ゲル２１の色調と乳酸値との関係を示すデータが記載されている。
【０１３０】
制御部５１は、記憶部５２内に記憶されたプログラムソフト５２１に従って、乳酸値を測定する制御を行う。具体的には、制御部５１は色調検出部５１１を有する。色調検出部５１１は、光源駆動部５３を駆動させて白色光源３５２を点灯させる。受光量測定部５４は、各色光用の検出センサー３５３Ｒ，３５３Ｇ，３５３Ｂから各色光の輝度信号を入力してＡ／Ｄ変換部５５に出力する。Ａ／Ｄ変換部５５は各色光の輝度データを制御部５１に出力する。色調検出部５１１は、各色光の輝度データを用いて刺激応答性ゲル２１の色調を演算する。
【０１３１】
また、制御部５１は乳酸値演算部５１２を有する。乳酸値演算部５１２は、色調検出部５１１から刺激応答性ゲル２１の色調のデータを入力する。そして、刺激応答性ゲル２１の色調のデータ及び相関表５２２を参照して乳酸値を演算する。制御部５１は乳酸値演算部５１２が演算した乳酸値を表示部３１に出力する制御を行う。さらに、制御部５１は、本実施形態では、推移する乳酸値を順次演算し、表示部３１に乳酸値の推移を示すグラフを表示させる。ユーザーは、表示部３１を見て、乳酸値及び乳酸値の推移を確認することができる。さらに、制御部５１は操作部３２から入力された信号に応じて汗測定装置３の動作を制御する。なお、色調検出部５１１及び乳酸値演算部５１２が演算部に相当する。
【０１３２】
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の測定装置としての汗測定装置３は、汗採取装置１Ｃと、応答部２０（刺激応答性ゲル２１）の構造色となる色をデータ信号に変換して出力する変換部（受光部３５３、受光量測定部５４、Ａ／Ｄ変換部５５）とを備えている。また、汗測定装置３は、変換部が出力するデータ信号から汗８に含まれる乳酸値を演算する演算部（色調検出部５１１、乳酸値演算部５１２）と、演算部での演算結果（乳酸値）を表示する表示部３１と、応答部２０、変換部、演算部、および表示部３１を収容する収容部としての外装部３６と、を備えている。このような汗測定装置３により、非侵襲的手法を用いて、汗８に含まれる乳酸の量を連続的に計測して表示部３１に表示させることができる。従って、ユーザーは、この汗測定装置３を、例えば腕などに装着して運動等を行うことで、運動中の汗８に含まれる乳酸の量の変化等を容易に確認することができる。
【０１３３】
〔第７実施形態〕
図１３は、第７実施形態に係る汗測定装置４の構成を模式的に示す断面図である。図１４は、汗測定装置４の概略の回路構成を示す図である。図１３、図１４を参照して、測定装置としての汗測定装置４の構成および動作を説明する。なお、以降の説明では、第６実施形態と同じ構成や動作については説明を省略する。
【０１３４】
第６実施形態の汗測定装置３は、乳酸値の変化を刺激応答性ゲル２１の構造色（色）の変化により検出していることに対し、本実施形態の汗測定装置４は、乳酸値の変化を刺激応答性ゲル２１の導電率の変化により検出することが異なっている。
【０１３５】
刺激応答性ゲル２１は、上述したように、乳酸と反応し、乳酸の量により膨張および収縮する。刺激応答性ゲル２１が膨張および収縮して形態を変化させることにより、刺激応答性ゲル２１の導電率が変化する。従って、刺激応答性ゲル２１の内部に一対の電極２５を設置し、その電極間の抵抗を計測することにより、刺激応答性ゲル２１の内部に浸透した乳酸値を検出することができる。なお、電極２５の材料は導電性があり耐食性のある材質であれば良く、ニッケルや金めっき処理を施した銅の他、白金、金、銀等の金属や炭素を用いることができる。
【０１３６】
本実施形態の汗測定装置４は、第６実施形態の汗測定装置３と略同様に構成される。大きく異なるのは、光学検出部３５の替りに抵抗検出部３７を備えていることである。これに伴い、回路部３４に替えて回路部３８を備えている。
【０１３７】
なお、汗測定装置４は、第６実施形態と同様に、汗採取装置１Ｃを備えている。しかし、汗採取装置１Ｃには、採取部１０Ｃの上面１０２から刺激応答性ゲル２１の内部に挿入される一対の電極２５が設置された構成となっている。また、上面１０２には、回路部３８に設置されるコネクター３８３に接続するためのコネクター２６が設置される。このコネクター２６は、２つの電極２５とリード線（図示省略）により電気的に接続される。
【０１３８】
図１４に示すように、汗測定装置４は電気回路系として、汗測定装置４の全体の動作を制御する制御部６１、各種情報を記憶する記憶部６２、導電率測定部６３、Ａ／Ｄ変換部６４、表示部３１、および操作部３２を備えている。導電率測定部６３、Ａ／Ｄ変換部６４、表示部３１、および操作部３２は、入出力インターフェイス４１及びデータバス４２を介して制御部６１に接続されている。
【０１３９】
導電率測定部６３は刺激応答性ゲル２１に設置された一対の電極２５に電圧を印加し電極２５間に流れる電流を検出する。刺激応答性ゲル２１に含まれる乳酸値に応じて刺激応答性ゲル２１の導電率が変わる。従って、導電率測定部６３が刺激応答性ゲル２１に流れる電流を検出することにより乳酸値に対応した刺激応答性ゲル２１の導電率を検出することができる。
【０１４０】
Ａ／Ｄ変換部６４は導電率測定部６３が検出した刺激応答性ゲル２１の導電率をデジタルのデータ信号に変換して出力する。導電率測定部６３及びＡ／Ｄ変換部６４により変換部が構成されている。
【０１４１】
記憶部６２にはプログラムソフト６２１及び相関表６２２等が記憶されている。プログラムソフト６２１には、汗測定装置４の動作の制御手順が記述されている。相関表６２２には刺激応答性ゲル２１の導電率と乳酸値との関係を示すデータが記載されている。
【０１４２】
制御部６１は、記憶部６２内に記憶されたプログラムソフト６２１に従って、乳酸値を測定する制御を行う。具体的には、制御部６１は演算部としての乳酸値演算部６１１を有する。乳酸値演算部６１１はＡ／Ｄ変換部６４から導電率のデータ信号を入力する。そして、データ信号の値及び相関表６２２を参照して乳酸値を演算する。
【０１４３】
他にも、制御部６１は導電率測定部６３が電極２５に出力する電圧値を制御する。また、制御部６１は乳酸値演算部６１１が演算した乳酸値を表示部３１に出力する制御を行う。さらに、制御部６１は、本実施形態では、推移する乳酸値を順次演算し、表示部３１に乳酸値の推移を示すグラフを表示させる。ユーザーは、表示部３１を見て、乳酸値及び乳酸値の推移を確認することができる。さらに、制御部６１は操作部３２から入力された信号に応じて汗測定装置３の動作を制御する。
【０１４４】
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の測定装置としての汗測定装置４は、汗採取装置１Ｃと、応答部２０（刺激応答性ゲル２１）の導電率をデータ信号に変換して出力する変換部（導電率測定部６３、Ａ／Ｄ変換部６４）とを備えている。また、汗測定装置４は、変換部が出力するデータ信号から汗８に含まれる乳酸値を演算する演算部（乳酸値演算部６１１）と、演算部での演算結果（乳酸値）を表示する表示部３１と、応答部２０、変換部、演算部、および表示部３１を収容する収容部としての外装部３６と、を備えている。このような汗測定装置４により、非侵襲的手法を用いて、汗８に含まれる乳酸の量を連続的に計測して表示部３１に表示させることができる。従って、ユーザーは、この汗測定装置４を、例えば腕などに装着して運動等を行うことで、運動中の汗８に含まれる乳酸の量の変化等を容易に確認することができる。
【０１４５】
なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良等を加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。
【０１４６】
第１実施形態の汗採取装置１は、外装ケースとして全体が透明な合成樹脂材料により形成されている。しかし、これに限られず、全体ではなく応答部２０の色変化を確認できる領域が透明であればよい。これは、第２〜第５実施形態でも同様となる。
【０１４７】
第１実施形態の汗採取装置１は、移動部１１を備えて構成されているが、移動部１１を備えずに、採取部１０と排出部１２を備える構成でもよい。これは、第２実施形態でも同様となる。
【０１４８】
第１実施形態の汗採取装置１は、応答部２０が採取部１０に設置されているが、採取部１０以外に、移動部１１に設置されていてもよい。この構成の場合、採取部１０に溜まった汗８を排出部１２に向けて一気に移動させる移動部１１で乳酸の量を計測することで、採取部１０に溜まった全体の汗８を平均的に集約して計測することができる。その場合、移動部１１の上面の内側に応答部を設置し、その下側には隙間領域を設けることでもよい。それにより、汗８は、応答部、および応答部の下側に設けた隙間領域を通り排出部１２に流動することで、連続して乳酸の計測を行うことができる。これは、第２実施形態でも同様となる。
【０１４９】
第１実施形態の汗採取装置１は、応答部２０が採取部１０に設置されているが、採取部１０以外に、排出部１２に設置されていてもよい。その場合、孔部１２２の内側に応答部を設置してスリット状の孔部が形成されるようにすることでよい。
【０１５０】
第２実施形態の汗採取装置１Ａは、応答部２０が採取部１０に設置されているが、採取部１０以外に、排出部１２Ａに設置されていてもよい。排出部１２Ａに応答部を設置する場合、排出部１２Ａに多孔質材料として親水化処理を施した化学繊維（例えば、不織布）を用いた場合には、不織布を、刺激応答性ゲル２１を構成する高分子材料と溶剤、および微粒子を混ぜ合わせた液に浸し、多孔質が保持される状態で紫外線を照射することで、排出部１２Ａを構成することでよい。この場合、不織布が白色である場合には、刺激応答性ゲル２１の色変化の視認性を向上させることができる。
【０１５１】
第６実施形態の汗測定装置３は、第４実施形態での汗採取装置１Ｃを用いて構成されている。しかし、これに限られず、第５実施形態での汗採取装置１Ｄを用いて構成されてもよい。これは、第７実施形態でも同様となる。
【０１５２】
第６実施形態の汗測定装置３は、表示部３１に乳酸値を表示するが、表示部３１がカラー表示可能であれば、乳酸値と共に構造色を表示させてもよい。
【０１５３】
第１実施形態の汗採取装置１は、採取部１０に１つの移動部１１を介して１つの排出部１２が接続した構成となっている。しかし、これに限られず、１つの採取部１０の外周部に、移動部１１は接続しなくてもよいが、複数の排出部１２を備える構成としてもよい。
このような汗採取装置によれば、採取部で採取した液体を、更に効率的に排出部に流動し、排出部から外部に更に効率的に排出させることができる。
【０１５４】
第４実施形態の汗採取装置１Ｃは、排出部１２Ｃが、採取部１０Ｃを中心として、採取部１０Ｃの外周部に沿って繋がり、外周の全周に渡って構成されている。しかし、これに限られず、排出部１２Ｃは、採取部１０Ｃの外周部に沿って繋がって構成されていればよく、外周部の全周に渡って構成されていなくてもよい。これは、第５実施形態でも同様となる。
【０１５５】
第１〜第７実施形態では、汗８中の乳酸値を計測しているが、その他の体外分泌液（涙、唾、尿など）中の乳酸値や血液中の乳酸値を計測することでもよい。いずれにしても、酵素を用いることなく容易に計測することができる。
【０１５６】
第１〜第７実施形態を応用することにより、医療分野において、例えば、患者の様態が急変した場合等に、患者の血液中および組織中の乳酸濃度の上昇度合いを迅速に計測するセンサーとして使用することができる。また、例えば、閉塞性動脈硬化症や床擦れ等の乳酸値の増加を計測するセンサーとして使用することができる。
【０１５７】
第１〜第７実施形態を応用することにより、食品分野において、例えば、醸造時や、乳酸発酵時の乳酸濃度を計測することで、各工程の進み具合が確認できる。また、例えば、食品の品質評価として、乳酸値を計測することで、食品の新鮮度を確認することができる。
【０１５８】
第１〜第７実施形態を応用することにより、製薬分野において、例えば、がん組織を標的としたドラッグデリバリー用の材料として使用することができる。また、バイオリアクターモニターや細胞培養モニターとして使用することができる。
【符号の説明】
【０１５９】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…液体採取装置としての汗採取装置、３，４…測定装置としての汗測定装置、８…汗、１０，１０Ｃ，１０Ｄ…採取部、１１，１１Ｂ…移動部、１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ…排出部、１５…粘着部材、２０…応答部、２１…刺激応答性ゲル、３１…表示部、３６…収容部としての外装部、５４…変換部としての受光量測定部、５５…変換部としてのＡ／Ｄ変換部、６３…変換部としての導電率測定部、６４…変換部としてのＡ／Ｄ変換部、１０１…設置部、１０５…隙間領域、１０７…貯留部、１１１…充填部材としての多孔質ガラス、１２２…微細連通孔を形成する孔部、１２３，１２４…微細連通孔部材としての多孔質ガラス、３５３…変換部としての受光部、５１１…演算部としての色調検出部、５１２…演算部としての乳酸値演算部、６１１…演算部としての乳酸値演算部、Ｓ…被着体としての皮膚。
【図１】
2017080245.tif 000003
【図２】
2017080245.tif 000004
【図３】
2017080245.tif 000005
【図４】
2017080245.tif 000006
【図５】
2017080245.tif 000007
【図６】
2017080245.tif 000008
【図７】
2017080245.tif 000009
【図８】
2017080245.tif 000010
【図９】
2017080245.tif 000011
【図１０】
2017080245.tif 000012
【図１１】
2017080245.tif 000013
【図１２】
2017080245.tif 000014
【図１３】
2017080245.tif 000015
【図１４】
2017080245.tif 000016