(57)【要約】【課題】汗に含まれる乳酸値を精度良く検出できるゲルセンサーを提供する。【解決手段】汗３８を回収して輸送する回収部２６と、回収部２６で回収された汗３８を溜める第１空洞２４と、第１空洞２４に溜まった汗３８を吸収し汗３８の乳酸に反応するゲル状の刺激応答性ゲル２３と、を備える。回収部２６には貫通孔２５が設置され、毛管現象により汗３８が貫通孔２５を移動する。第１空洞２４では貫通孔２５と刺激応答性ゲル２３との間で毛管現象により汗３８が刺激応答性ゲル２３に沿って移動する。【選択図】図１３
2017063929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査液を回収して輸送する回収部と、
前記回収部で回収された前記被検査液を溜める貯液部と、
前記貯液部に溜まった前記被検査液を吸収し前記被検査液の所定の成分に反応するゲル状の反応部と、を備えることを特徴とするゲルセンサー。
【請求項２】
請求項１に記載のゲルセンサーであって、
前記回収部には貫通孔が設置され、毛管現象により前記被検査液が前記貫通孔を移動することを特徴とするゲルセンサー。
【請求項３】
請求項２に記載のゲルセンサーであって、
前記貯液部では前記貫通孔と前記反応部との間で毛管現象により前記被検査液が前記反応部に沿って移動することを特徴とするゲルセンサー。
【請求項４】
請求項２または３に記載のゲルセンサーであって、
前記回収部において前記貫通孔は前記貯液部と前記回収部の第１面とを連通し、
前記第１面には複数の凸部が設置されていることを特徴とするゲルセンサー。
【請求項５】
請求項４に記載のゲルセンサーであって、
前記第１面の前記貫通孔の周りには前記被検査液の移動を妨げる壁部が設置されていることを特徴とするゲルセンサー。
【請求項６】
請求項２または４に記載のゲルセンサーであって、
前記貫通孔には親水処理が施されていることを特徴とするゲルセンサー。
【請求項７】
請求項４に記載のゲルセンサーであって、
前記凸部の表面には撥水処理が施されていることを特徴とするゲルセンサー。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のゲルセンサーであって、
前記反応部は前記被検査液に反応して体積が膨張する刺激応答性ゲルであることを特徴とするゲルセンサー。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のゲルセンサーと、
前記ゲルセンサー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被検査液に含まれる特定物質の量を演算する演算部と、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、ゲルセンサーおよび測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生体の筋肉にはピルビン酸が含まれている。筋肉が無酸素運動をするときピルビン酸が乳酸に変換される。そして、筋肉が運動をするときに汗腺付近の組織が酸素不足になると汗中の乳酸値が増加する。そして、汗中の乳酸値を検出することにより筋肉への酸素供給が足りているか否かを検出することができる。運動により筋肉は持久力が向上する。このときの汗中の乳酸値と運動強度との関係が研究されている。
【０００３】
皮膚表面に位置する物質を検出する検出装置が特許文献１に開示されている。それによると、この検出装置は特定の物質と反応する検出用化学物質を備えている。そして、この検出用化学物質は薄膜により皮膚と接触しないようになっている。薄膜には微細な孔が設置され、皮膚上の物質は微細な孔を通過して検出用化学物質と接触する。
【０００４】
検出用化学物質を乳酸と反応する物質にするとき、検出装置は汗に含まれる乳酸を検出することができる。そして、検出用化学物質が乳酸と反応して導電率が変化するとき、乳酸値の変化を電気的信号として取り出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−１６３６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
皮膚には汗を放出する汗腺が点在している。そして、特許文献１のゲルセンサーは汗腺と対向する場所では検出用化学物質が乳酸と反応し、汗腺と対向していない場所では検出用化学物質と乳酸との反応が遅れる。このため、ゲルセンサーでは乳酸と反応する場所が斑になっている。このとき、電極間の抵抗も場所によるバラツキが生じるので、乳酸の検出精度が低下する要因になっていた。そこで、場所によるゲルセンサーの反応の分散を減らして被検査液に含まれる所定の成分濃度を精度良く検出できるゲルセンサーが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題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。
【０００８】
［適用例１］
本適用例にかかるゲルセンサーであって、被検査液を回収して輸送する回収部と、前記回収部で回収された前記被検査液を溜める貯液部と、前記貯液部に溜まった前記被検査液を吸収し前記被検査液の所定の成分に反応するゲル状の反応部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、ゲルセンサーは回収部、貯液部及び反応部を備えている。被検査面には被検査液が存在する。回収部は被検査面から被検査液を回収して貯液部へ輸送する。貯液部は回収された被検査液を溜める。そして、反応部は被検査液を吸収する。被検査液に所定の成分が含まれていたときには反応部が反応して変化する。
【００１０】
回収部及び貯液部がない構造のときには反応部が被検査面に存在する被検査液と接触する。被検査面に被検査液が所定の分布で存在するとき、被検査液がある場所では反応部が被検査液を吸収する。一方、被検査液が無い場所では反応部が被検査液を吸収しない。従って、反応部の反応は一様でなく被検査液の分布に対応した反応を示す。
【００１１】
本適用例では回収部が被検査液を回収して貯液部に溜める。そして、貯液部に溜まった被検査液が反応部に吸収される。従って、被検査面に被検査液が所定の分布で存在するときにも、貯液部に溜まった被検査液が反応部と接触する場所を広くできるので、反応部の反応を確認し易くできる。その結果、場所による反応部の反応の分散を減らして被検査液に含まれる所定の成分濃度を精度良く検出することができる。
【００１２】
［適用例２］
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記回収部には貫通孔が設置され、毛管現象により前記被検査液が前記貫通孔を移動することを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、貫通孔では被検査液に毛管現象が作用する。従って、回収部の被検査面側の面に被検査液が接触するとき、被検査液を貯液部に移動させることができる。
【００１４】
［適用例３］
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記貯液部では前記貫通孔と前記反応部との間で毛管現象により前記被検査液が前記反応部に沿って移動することを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、貫通孔と反応部との間は狭くなっている。そして、貫通孔と反応部との間では毛管現象により被検査液が反応部に沿って移動する。従って、貫通孔を通る被検査液は反応部に沿って移動させることができる。その結果、反応部と被検査液が接触する場所を広くすることができる。
【００１６】
［適用例４］
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記回収部において前記貫通孔は前記貯液部と前記回収部の第１面とを連通し、前記第１面には複数の凸部が設置されていることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、回収部において貯液部の反対側には第１面が設置されている。そして、第１面には複数の凸部が設置されている。凸部により被検査面と第１面との間に空洞が設置される。被検査面に被検査液が供給されるとき、被検査液は空洞に溜められるそして、空洞を満たしたときに被検査液は回収部により回収される。従って、被検査面に供給される被検査液の分散が大きいときにも回収部は貯液部に均等に被検査液を供給することができる。また、被検査液が位置する被検査面に被検査液が湧出する孔が複数あるとき、凸部のいくつかは被検査面の孔を塞がないように設置される。従って、第１面が被検査面の孔を塞がないようにすることができる。
【００１８】
［適用例５］
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記第１面の前記貫通孔の周りには前記被検査液の移動を妨げる壁部が設置されていることを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、第１面には壁部が設置されている。そして、壁部は被検査液の移動を妨げる。従って、被検査液が被検査面上を移動するときにも壁部が被検査液の移動を停止させて、貫通孔から回収することができる。
【００２０】
［適用例６］
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記貫通孔には親水処理が施されていることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、貫通孔には親水処理が施されている。従って、被検査液が極性を有するとき、被検査液を貫通孔に沿って移動し易くすることができる。
【００２２】
［適用例７］
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記凸部の表面には撥水処理が施されていることを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、凸部の表面には撥水処理が施されている。従って、被検査面に被検査液が湧出するとき極性を有する被検査液が凸部ではじかれるので、被検査液が貫通孔に接するまで被検査面の表面に溜まる。従って、被検査面には所定の厚みの被検査液の膜ができる為、被検査面が乾燥することを抑制することができる。
【００２４】
［適用例８］
上記適用例にかかるゲルセンサーにおいて、前記反応部は前記被検査液に反応して体積が膨張する刺激応答性ゲルであることを特徴とする。
【００２５】
本適用例によれば、反応部は被検査液に反応して体積が膨張する刺激応答性ゲルである。従って、反応部は被検査液に反応したとき体積が膨張する。反応部に反射率の高い微粒子を混入するとき、反応部の体積が膨張すると色が変化するので、容易に反応の程度を検出することができる。また、反応部の体積が膨張すると導電率が変化するので、反応部の導電率を検出することにより容易に反応の程度を検出することができる。
【００２６】
［適用例９］
本適用例にかかる測定装置であって、上記のいずれか一項に記載のゲルセンサーと、前記ゲルセンサー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被検査液に含まれる特定物質の量を演算する演算部と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
本適用例によれば、測定装置はゲルセンサー、変換部及び演算部を備えている。被検査液に含まれる特定物質の量に応じてゲルセンサーが変化する。そして、変換部はゲルセンサーの変化を検出してデータ信号に変換して出力する。演算部はデータ信号から被検査液に含まれる特定物質の量を演算する。従って、測定装置は被検査液に含まれる特定物質の量を測定することができる。
【００２８】
そして、ゲルセンサーには上記のゲルセンサーが用いられている。上記のゲルセンサーは変化を確認しやすいゲルセンサーである為、測定装置は被検査液に含まれる特定物質による変化を確認し易いゲルセンサーを備えた装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施形態にかかわる乳酸値測定装置の設置例を説明するための模式図。
【図２】乳酸値測定装置の構造を示す模式平面図。
【図３】乳酸値測定装置の構造を示す模式平面図。
【図４】乳酸値測定装置の構造を示す分解斜視図。
【図５】裏蓋の開閉構造を説明するための模式側面図。
【図６】センサーモジュールの構造を説明するための模式側断面図。
【図７】乳酸値測定装置の電気制御ブロック図。
【図８】乳酸値測定方法を説明するための模式図。
【図９】乳酸値測定方法を説明するための模式図。
【図１０】乳酸値測定方法を説明するための模式図。
【図１１】乳酸値測定方法を説明するための模式図。
【図１２】乳酸値測定方法を説明するための模式図。
【図１３】乳酸値測定方法を説明するための模式図。
【図１４】第２の実施形態にかかわるセンサーモジュールの構造を説明するための模式側断面図。
【図１５】乳酸値測定装置の電気制御ブロック図。
【図１６】第３の実施形態にかかわるグルコース測定装置の電気制御ブロック図。
【図１７】第４の実施形態にかかわるグルコース測定装置の電気制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、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。
【００３１】
（第１の実施形態）
本実施形態では、乳酸値測定装置と乳酸値測定装置を用いて乳酸値を測定する乳酸値測定方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる乳酸値測定装置について図１〜図１３に従って説明する。図１は、乳酸値測定装置の設置例を説明するための模式図である。図１に示すように、測定装置としての乳酸値測定装置１は被検体としての被検者２の手首に設置される。乳酸値測定装置１は、被検者２の汗に含まれる乳酸の乳酸値を測定する医療用の測定装置であり、医療機器である。乳酸値測定装置１は手首からでる汗を測定する。
【００３２】
図２及び図３は乳酸値測定装置の構造を示す模式平面図である。図２は乳酸値測定装置１の表面を示し、図３は乳酸値測定装置１の裏面を示す。図２に示すように、乳酸値測定装置１は腕時計と類似した形状になっている。乳酸値測定装置１は外装部３を備えている。外装部３の図中左右には固定バンド４が設置され、固定バンド４は被検者２の手首や腕等の被測定部に乳酸値測定装置１を固定する。固定バンド４にはマジックテープ（登録商標）が用いられている。乳酸値測定装置１において固定バンド４が延在する方向をＹ方向とし、被検者２の腕が延在する方向をＸ方向とする。乳酸値測定装置１が被検者２を向く方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は互いに直交する。
【００３３】
外装部３の表面３ａは被検者２に装着したときに外向きになる面である。外装部３の表面３ａには、操作スイッチ５及び表示部６が設置されている。操作スイッチ５を用いて被検者２が測定開始指示の入力を行う。そして、測定結果のデータが表示部６に表示される。
【００３４】
図３に示すように、外装部３の裏面３ｂ側にはゲルセンサーとしてのセンサーモジュール７が設置されている。センサーモジュール７は被検者２の皮膚に接触させて用いられる。センサーモジュール７は被検者２の皮膚にでる汗に含まれる乳酸を検出するデバイスである。乳酸値測定装置１において皮膚は被検査面であり、汗は被検査液である。センサーモジュール７は乳酸と反応するゲル状の薬剤を内蔵するセンサーである。外装部３の裏面３ｂには、外部装置と通信するための通信コネクター８が設置されている。通信コネクター８には外部機器に繋がるコードと接触して通信を行う接点が配列されている。他にも、図示しない充電式蓄電池を充填するための電源コネクター９が設置されている。電源コネクター９は電力を入力するコネクターである。
【００３５】
図４は乳酸値測定装置の構造を示す分解斜視図である。図４に示すように、乳酸値測定装置１はＺ方向側から裏蓋１０、センサーモジュール７、回路ユニット１１、スペーサー１２、表示部６、表ケース１３の順に重ねて構成されている。裏蓋１０及び表ケース１３により外装部３が構成されている。そして、センサーモジュール７、回路ユニット１１、スペーサー１２及び表示部６等が外装部３に収納されている。
【００３６】
裏蓋１０は板状の部材であり、被検者２の皮膚と対面して接触する部材である。裏蓋１０はＸ方向側に円形の第１窓部１０ａが設置され、第１窓部１０ａからセンサーモジュール７の一部が露出する。裏蓋１０は−Ｘ方向側に四角形の第２窓部１０ｂ及び第３窓部１０ｃが設置されている。第２窓部１０ｂは通信コネクター８が露出する場所であり、第３窓部１０ｃは電源コネクター９が露出する場所である。裏蓋１０のＸ方向側には蝶番１０ｄが設置されている。蝶番１０ｄの一方は表ケース１３と接続されている。裏蓋１０において−Ｘ方向側の側面には凹部１０ｅが設置されている。凹部１０ｅは裏蓋１０を閉じた状態に維持するときに用いられる。
【００３７】
センサーモジュール７には外側容器１４を備え、外側容器１４の内側に内側容器１５が設置されている。内側容器１５には一対の電極１６が設置されている。電極１６は円弧形状をしており、同心円に沿って配置されている。回路ユニット１１は回路基板１７を備えている。回路基板１７にはセンサーモジュール７及び表示部６を駆動し制御する電気回路１８が設置されている。電気回路１８は複数の半導体チップにより構成されている。他にも、回路基板１７には操作スイッチ５、通信コネクター８、電源コネクター９、充電式蓄電池２１が設置されている。充電式蓄電池２１は電源コネクター９と電気的に接続され、電源コネクター９を介して充電できる。
【００３８】
スペーサー１２は回路ユニット１１と表示部６との間に設置される構造体である。回路ユニット１１の−Ｚ方向側の面には複数の電気素子が設置されているので凹凸ができている。スペーサー１２は回路基板１７に被せて設置され、表示部６側の面を平坦にする。スペーサー１２には複数の孔１２ａが設置され、操作スイッチ５が孔１２ａを貫通する。
【００３９】
表示部６はセンサーモジュール７が検出した乳酸値や測定の状況を表示する装置である。表示部６は電子データを画像にして表示可能であれば良く特に限定されず、液晶表示装置やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ）表示装置を用いることができる。本実施形態では、例えば、表示部６にＯＬＥＤ表示装置を用いている。
【００４０】
操作スイッチ５は乳酸値測定装置１を操作するスイッチである。操作者は操作スイッチ５を操作して乳酸値の測定開始指示や測定条件等の各種指示入力を行う。表ケース１３には複数の孔１３ａが設置され、孔１３ａから操作スイッチ５及び表示部６が露出する。そして、裏蓋１０と表ケース１３とがセンサーモジュール７から表示部６の部位を挟んで収納する。
【００４１】
図５は裏蓋の開閉構造を説明するための模式側面図である。図５に示すように、裏蓋１０は蝶番１０ｄを軸にして開閉する。裏蓋１０を開けたとき、センサーモジュール７が総て露出する。そして、操作者はセンサーモジュール７を着脱することができる。表ケース１３の−Ｘ方向側にはＸ方向に移動可能に設置された開閉摘み２２が設置されている。開閉摘み２２は図示しないバネにより＋Ｘ方向に付勢されている。開閉摘み２２の＋Ｘ方向側には２面が交差する凸部２２ａが設置されている。
【００４２】
蝶番１０ｄを軸にして裏蓋１０を閉める。このとき、開閉摘み２２の凸部２２ａが裏蓋１０の凹部１０ｅに挿入される。これにより、開閉摘み２２は裏蓋１０が閉じた状態を維持することができる。
【００４３】
図６はセンサーモジュールの構造を説明するための模式側断面図である。図６に示すように、内側容器１５は内側が凹んだ有底円筒状になっている。内側容器１５の内部には反応部としての刺激応答性ゲル２３が設置されている。刺激応答性ゲル２３は、汗に対して反応する薬剤を含むゲル状のものである。刺激応答性ゲル２３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いる。高分子材料が汗に対して反応する薬剤になっている。
【００４４】
刺激応答性ゲル２３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。単量体はモノマーとも称される。
【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２３が溶媒を含む構成にすることにより、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２３は、溶媒として異なる複数種の成分を含む構成にしてもよい。刺激応答性ゲル２３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２３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２３の直径は２０ｍｍであり、刺激応答性ゲル２３の厚みは１０μｍになっている。刺激応答性ゲル２３を製造するとき、電極１６が設置された内側容器１５を用いる。内側容器１５内に単量体、重合開始剤、架橋剤等を投入して反応させる。投入する材料の量を精度良く計量することにより刺激応答性ゲル２３の厚みを精度良く形成することができる。
【００５３】
刺激応答性ゲル２３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２３に乳酸が浸透していないとき、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２３は収縮した状態になっている。刺激応答性ゲル２３に乳酸が浸透するとき、ボロン酸基と乳酸とが結合する。そして、刺激応答性ゲル２３が乳酸に反応するとき、ポリマー鎖が解離した状態になるため、刺激応答性ゲル２３の体積が膨張する。刺激応答性ゲル２３はＸＹ平面上の方向が内側容器１５により規制されているので広がらずに厚みが厚くなる。さらに、刺激応答性ゲル２３の形態が変化するので刺激応答性ゲル２３の導電率が変化する。従って、電極１６間の抵抗を測定することにより刺激応答性ゲル２３中に浸透した乳酸の濃度を検出することができる。
【００５４】
外側容器１４は−Ｚ方向側に開口する凹部を有する有底円筒状になっている。そして、外側容器１４の内部に内側容器１５が挿入されている。外側容器１４の内部の底面１４ａと刺激応答性ゲル２３との間には隙間があり貯液部としての第１空洞２４が設置されている。底面１４ａと刺激応答性ゲル２３との間の距離２４ａは被検者２の汗に毛管現象が作用して広がる長さであれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、距離２４ａは約１００μｍになっている。これにより、第１空洞２４では貫通孔２５と刺激応答性ゲル２３との間で毛管現象により汗が刺激応答性ゲル２３に沿って移動する。
【００５５】
底面１４ａは親水処理が施されている。これにより、第１空洞２４に被検者２から供給される汗が流入するとき、汗が底面１４ａ及び刺激応答性ゲル２３に沿って広がり易くなっている。
【００５６】
内側容器１５は−Ｚ方向側の側面に段差１５ａが設置されている。外側容器１４は−Ｚ方向側の内周側の側面に爪部１４ｂが設置されている。そして、内側容器１５を外側容器１４に挿入して組立てるとき爪部１４ｂが段差１５ａに接触する。これにより、内側容器１５が外側容器１４から抜けないようになっている。従って、爪部１４ｂ及び段差１５ａの構造はセンサーモジュール７の距離２４ａを経時変化し難くすることができる。
【００５７】
裏蓋１０が被検者２と接触するときの被検者２側の面を被検査面２ａとする。被検査面２ａは汗腺が設置されている皮膚の表面である。外側容器１４において＋Ｚ方向を向く面を第１面１４ｃとする。第１面１４ｃは被検査面２ａと向かい合う面である。外側容器１４では底面１４ａと第１面１４ｃとを貫通する貫通孔２５が設置されている。貫通孔２５の直径は被検者２の汗に毛管現象が作用して汗が移動する長さになっている。本実施形態では、例えば、貫通孔２５の直径は約２００μｍになっている。これにより、第１面１４ｃに被検者２から供給される汗が到達するとき、汗が貫通孔２５を通過して底面１４ａに移動する。貫通孔２５の長さについても特に限定されないが、本実施形態では例えば、貫通孔２５の長さは約５００μｍになっている。
【００５８】
図を見易くするために貫通孔２５は４個図示されているが、貫通孔２５の個数は特に限定されない。本実施形態では、例えば、貫通孔２５は２０行２０列のマトリックス状に配置され、４００個の貫通孔２５が設置されている。貫通孔２５が設置された底面１４ａと第１面１４ｃとの間の部分が回収部２６に相当する。貫通孔２５の内壁には親水処理が施されている。これにより、第１面１４ｃに到達した汗に貫通孔２５を通過させて底面１４ａに移動させ易くできる。
【００５９】
第１面１４ｃには複数の凸部１４ｄが設置されている。凸部１４ｄにより被検査面２ａと第１面１４ｃとの間には第２空洞２７が設置されている。第１面１４ｃに汗が供給されるとき第２空洞２７は汗を溜める機能を有する。
【００６０】
凸部１４ｄの表面には撥水処理が施されている。被検査面２ａは汗に対して濡れ性が良いので被検査面２ａに沿って広がり易い。そして、凸部１４ｄの表面は汗をはじくので汗は第２空洞２７の被検査面２ａ側に溜まる。従って、第２空洞２７は汗に満たさせるまで汗を溜める構造になっている。
【００６１】
第１面１４ｃの貫通孔２５の周りには汗の移動を妨げる壁部１０ｆが裏蓋１０に設置されている。被検査面２ａが重力に対して傾くとき被検査面２ａ上の汗に重力が作用して被検査面２ａ上を移動する。このとき、壁部１０ｆに囲まれた場所では汗が壁部１０ｆの外側に移動し難くなっている。従って、被検者２が第２空洞２７に供給した汗を確保できる。
【００６２】
外側容器１４及び内側容器１５の材料は絶縁性と強度があれば良く特に限定されない。さらに、外側容器１４及び内側容器１５の材料は加工性の良い材料を選択するのが好ましい。生産性良く外側容器１４及び内側容器１５を製造することができる。外側容器１４及び内側容器１５の材料にはアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂材料の他セラミックや軟質ガラスを用いることができる。軟質ガラスは特に限定されないが、例えば旭ガラス製の化学強化用特殊ガラスであるドラゴントレイル（登録商標）を用いることができる。
【００６３】
電極１６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。底面１４ａ及び貫通孔２５への親水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、底面１４ａ及び貫通孔２５にシランカップリング剤を含む溶液を塗布している。
【００６４】
凸部１４ｄの表面を撥水性にする撥水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、シランカップリング剤を用いた膜をプラズマ処理することにより第１面１４ｃ及び凸部１４ｄの側面に撥水処理を実施している。尚、撥水処理は疎水処理とも称す。
【００６５】
図７は乳酸値測定装置の電気制御ブロック図である。図７に示すように、乳酸値測定装置１は乳酸値測定装置１の動作を制御する制御部としての電気回路１８を備えている。そして、電気回路１８はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ２８（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、各種情報を記憶するメモリー２９とを備えている。導電率測定部３０、Ａ／Ｄ変換部３１（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｔａｌ）、表示部６、操作スイッチ５及び通信部３２は入出力インターフェイス３３及びデータバス３４を介してＣＰＵ２８に接続されている。
【００６６】
導電率測定部３０は刺激応答性ゲル２３に設置された一対の電極１６に電圧を印加し電極１６間に流れる電流を検出する部位である。刺激応答性ゲル２３に含まれる乳酸の乳酸値に応じて刺激応答性ゲル２３の導電率がかわる。従って、導電率測定部３０が刺激応答性ゲル２３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２３の導電率を検出することができる。
【００６７】
Ａ／Ｄ変換部３１は導電率測定部３０が検出した刺激応答性ゲル２３の導電率をデジタルのデータ信号に変換して出力する部位である。導電率測定部３０及びＡ／Ｄ変換部３１等により変換部が構成されている。
【００６８】
通信部３２は外部機器と通信する部位である。通信部３２は測定した乳酸値のデータを外部機器に送信する。さらに、測定条件を外部機器から入力する。ケーブルを介して外部機器と通信するときには通信コネクター８にケーブルを設置して通信する。アンテナを設置して無線にて通信しても良く、発光装置及び受光装置を設置して光通信を行っても良い。
【００６９】
メモリー２９は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、乳酸値測定装置１の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト３５を記憶する記憶領域や、導電率と乳酸値との関係を示す相関表３６のデータを記憶するための記憶領域が設定される。他にも、ＣＰＵ２８のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。
【００７０】
ＣＰＵ２８は、メモリー２９内に記憶されたプログラムソフトに従って、乳酸値を測定する制御を行うものである。具体的な機能実現部としてＣＰＵ２８は演算部としての乳酸値演算部３７を有する。乳酸値演算部３７はＡ／Ｄ変換部３１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３６を参照して乳酸値を演算する。
【００７１】
他にも、ＣＰＵ２８は導電率測定部３０が電極１６に出力する電圧値を制御する。また、ＣＰＵ２８は乳酸値演算部３７が演算した乳酸値を表示部６に出力する制御を行う。さらに、ＣＰＵ２８は操作スイッチ５から入力された信号に応じて乳酸値測定装置１の動作を制御する。さらに、ＣＰＵ２８は通信部３２を駆動して外部機器に乳酸値のデータ信号を出力し、外部機器から測定条件を入力する。
【００７２】
次に上述した乳酸値測定装置１を用いた乳酸値測定方法について図８〜図１３を用いて説明する。図８〜図１３は乳酸値測定方法を説明するための模式図であり、センサーモジュール７及び裏蓋１０の一部を示す図である。図８に示すように、乳酸値測定装置１を被検者２の被検査面２ａに設置する。被検者２には被検査面２ａに通じる汗腺２ｂが設置されている。そして、汗腺２ｂから被検査面２ａに被検査液としての汗３８が供給される。乳酸値測定装置１の＋Ｚ方向側には凸部１４ｄが多数設置されている。被検査面２ａにも汗腺２ｂが多数露出している。凸部１４ｄの間隔は等間隔で設置されており、汗腺２ｂの間隔はばらついた間隔になっている。従って、凸部１４ｄにより汗腺２ｂが塞がれない場所が多く存在するようにできる。汗腺２ｂから供給された汗３８は被検査面２ａに沿って第２空洞２７内に広がる。
【００７３】
第２空洞２７の周囲には第２空洞２７を囲んで壁部１０ｆが設置されている。被検査面２ａが鉛直方向に対して傾斜するときにも汗３８は壁部１０ｆに囲まれた第２空洞２７から流出し難くなっている。従って、乳酸値測定装置１は汗３８を効率よく回収して測定することができる。
【００７４】
図９に示すように、凸部１４ｄの外周は撥水処理がされている。汗３８は被検査面２ａに対して濡れ性が高く、凸部１４ｄの表面に対して濡れ性が低い。このため、汗３８は第２空洞２７の被検査面２ａ側に位置する。そして、第２空洞２７内の汗３８の量が増加するとき汗３８の水位は被検査面２ａ側から貫通孔２５に接近する。
【００７５】
図１０に示すように汗３８が第１面１４ｃに到達するとき、汗３８は貫通孔２５にも到達する。貫通孔２５は親水処理がされ、貫通孔２５では毛管現象が汗３８に作用する。このため、汗３８は貫通孔２５に沿って−Ｚ方向に流動する。回収部２６の第２空洞２７にて汗３８が回収され貫通孔２５により汗３８が第１空洞２４に向けて輸送される。
【００７６】
図１１に示すように汗腺２ｂから供給される汗３８により貫通孔２５内の汗３８の水位が上昇する。そして、汗３８は第１空洞２４に流入する。第１空洞２４では底面１４ａに親水処理が施されている。そして、第１空洞２４は汗３８に毛管現象が作用する程度に狭くなっている。このため、第１空洞２４における汗３８は底面１４ａに沿って広がり第１空洞２４を満たす。これにより、汗３８は刺激応答性ゲル２３の＋Ｚ方向側の面に偏りなく接触する。
【００７７】
図１２に示すように、刺激応答性ゲル２３と接触する汗３８は刺激応答性ゲル２３の内部に浸透する。このとき、汗３８は刺激応答性ゲル２３のＸＹ平面の総ての場所から浸透する。刺激応答性ゲル２３は汗３８を吸収し汗３８に含まれる乳酸に反応する。そして、刺激応答性ゲル２３は乳酸値が高い程体積が膨張する。
【００７８】
図１３に示すように、刺激応答性ゲル２３の内部に浸透する汗３８は刺激応答性ゲル２３の−Ｚ方向側の面まで到達する。汗３８は刺激応答性ゲル２３のＸＹ平面の総ての場所から浸透するので、汗３８が浸透していない場所の割合を少なくできる。その結果、電極１６間の刺激応答性ゲル２３には汗３８が均一に分布する状態になっている。
【００７９】
ＣＰＵ２８は導電率測定部３０を駆動して電極１６間に電圧を印加する。そして、電極１６間に流れる電流を検出しＡ／Ｄ変換部３１に出力する。Ａ／Ｄ変換部３１は電流の値をデジタルデータであるデータ信号に変換する。そして、Ａ／Ｄ変換部３１はデータ信号をＣＰＵ２８に出力する。ＣＰＵ２８はＡ／Ｄ変換部３１からデータ信号を入力し、メモリー２９から相関表３６を入力する。相関表３６にはＡ／Ｄ変換部３１が出力するデータ信号に対する乳酸値のデータが記載されている。そして、ＣＰＵ２８では乳酸値演算部３７がデータ信号と相関表３６とを用いて乳酸値を演算する。
【００８０】
ＣＰＵ２８は表示部６に乳酸値の測定結果のデータを出力し、表示部６は乳酸値の測定結果を表示する。被検者２は表示部６を見て汗中の乳酸値を確認する。さらに、ＣＰＵ２８は表示部６に乳酸値の測定結果が推移するグラフのデータを出力し、表示部６は乳酸値の測定結果の推移を示すグラフを表示する。被検者２は表示部６を見て汗中の乳酸値の推移を確認する。
【００８１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、センサーモジュール７は回収部２６、第１空洞２４及び刺激応答性ゲル２３を備えている。被検査面２ａには汗３８が存在する。回収部２６は被検査面２ａから汗３８を回収して第１空洞２４へ輸送する。第１空洞２４は回収された汗３８を溜める。そして、刺激応答性ゲル２３が汗３８を吸収する。汗３８に乳酸が含まれていたときには刺激応答性ゲル２３が反応して変化する。
【００８２】
回収部２６及び第１空洞２４がない構造のときには刺激応答性ゲル２３が被検査面２ａに存在する汗３８と接触する。被検査面２ａに汗３８が所定の分布で存在するとき、汗３８がある場所では刺激応答性ゲル２３が汗３８を吸収する。一方、汗３８が無い場所では刺激応答性ゲル２３が汗３８を吸収しない。従って、刺激応答性ゲル２３の反応は一様でなく汗３８の分布に対応した反応を示す。
【００８３】
本実施形態では回収部２６が汗３８を回収して第１空洞２４に溜める。そして、第１空洞２４に溜まった汗３８が刺激応答性ゲル２３に吸収される。従って、被検査面２ａに汗３８が所定の分布で存在するときにも、第１空洞２４に溜まった汗３８が刺激応答性ゲル２３と接触する場所を広くできるので、刺激応答性ゲル２３の反応を確認し易くできる。その結果、場所による刺激応答性ゲル２３の反応の分散を減らして汗３８に含まれる乳酸値を精度良く検出することができる。
【００８４】
（２）本実施形態によれば、貫通孔２５では汗３８に毛管現象が作用する。従って、回収部２６の第１面１４ｃに汗３８が接触するとき、汗３８を第１空洞２４に移動させることができる。
【００８５】
（３）本実施形態によれば、第１空洞２４において貫通孔２５と刺激応答性ゲル２３との間は狭くなっている。そして、貫通孔２５と刺激応答性ゲル２３との間では毛管現象により汗３８が刺激応答性ゲル２３に沿って移動する。従って、貫通孔２５を通る汗３８を刺激応答性ゲル２３に沿って移動させることができる。その結果、刺激応答性ゲル２３と汗３８が接触する場所を広くすることができる。
【００８６】
（４）本実施形態によれば、第１面１４ｃには複数の凸部１４ｄが設置されている。凸部１４ｄにより被検査面２ａと第１面１４ｃとの間に第２空洞２７が設置される。被検査面２ａに汗３８が供給されるとき、汗３８は第２空洞２７に溜められるそして、汗３８が第２空洞２７を満たしたときに汗３８は回収部２６により回収される。従って、被検査面２ａに供給される汗３８の分散が大きいときにも回収部２６は第１空洞２４に均等に汗３８を供給することができる。
【００８７】
（５）本実施形態によれば、第１面１４ｃには複数の凸部１４ｄが設置されている。被検査面２ａに汗腺２ｂが複数あるとき、凸部１４ｄのいくつかは汗腺２ｂを塞がないように設置される。従って、凸部１４ｄが汗腺２ｂを塞がないようにすることができる。
【００８８】
（６）本実施形態によれば、第１面１４ｃには壁部１０ｆが設置されている。そして、壁部１０ｆは汗３８の移動を妨げる。従って、汗３８が被検査面２ａ上を移動するときにも壁部１０ｆが汗３８の移動を停止させて、回収部２６は貫通孔２５から汗３８を回収することができる。
【００８９】
（７）本実施形態によれば、貫通孔２５には親水処理が施されている。従って、汗３８は極性を有するので、汗３８を貫通孔２５に沿って移動し易くすることができる。
【００９０】
（８）本実施形態によれば、凸部１４ｄの表面には撥水処理が施されている。従って、被検査面２ａに汗３８が湧出するとき極性を有する汗３８が凸部１４ｄではじかれるので汗３８が貫通孔２５に接するまで被検査面２ａの表面に溜まる。従って、被検査面２ａには所定の厚みの汗３８の膜ができる為、被検査面２ａが乾燥することを抑制することができる。
【００９１】
（９）本実施形態によれば、刺激応答性ゲル２３は汗３８の乳酸に反応して体積が膨張する刺激応答性のゲルである。従って、刺激応答性ゲル２３は乳酸に反応したとき体積が膨張する。刺激応答性ゲル２３の体積が膨張すると導電率が変化するので、刺激応答性ゲル２３の導電率を検出することにより容易に反応の程度を検出することができる。
【００９２】
（１０）本実施形態によれば、乳酸値測定装置１はセンサーモジュール７、導電率測定部３０、Ａ／Ｄ変換部３１及び乳酸値演算部３７を備えている。汗３８に含まれる乳酸値に応じて刺激応答性ゲル２３が変化する。そして、導電率測定部３０及びＡ／Ｄ変換部３１は刺激応答性ゲル２３の変化を検出してデータ信号に変換して出力する。乳酸値演算部３７はデータ信号から汗３８に含まれる乳酸値を演算する。従って、乳酸値測定装置１は汗３８に含まれる乳酸値を測定することができる。
【００９３】
そして、センサーモジュール７は変化を確認しやすいセンサーである為、乳酸値測定装置１は汗３８に含まれる乳酸による変化を確認し易いセンサーモジュール７を備えた装置とすることができる。
【００９４】
（１１）本実施形態によれば、乳酸値測定装置１の回収部２６は発生した汗３８を短時間で回収することができるため、汗３８の組成変化を最小限に抑えることができる。
【００９５】
（１２）本実施形態によれば、回収部２６と刺激応答性ゲル２３がセンサーモジュール７内に設置されているため、汗３８の乾燥を抑制し、発汗によって生じた汗３８の状態のまま乳酸値を測定することができる。
【００９６】
（１３）本実施形態によれば、乳酸値測定装置１を被検者２に常時設置することができる。これにより、被検者２の運動強度の変化に対して乳酸値が変化する推移の測定を連続して行うことができる。
【００９７】
（第２の実施形態）
次に、乳酸値測定装置の一実施形態について図１４及び図１５を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、刺激応答性ゲル２３の変化を検出する方法が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。図１４はセンサーモジュールの構造を説明するための模式側断面図である。図１５は乳酸値測定装置の電気制御ブロック図である。
【００９８】
すなわち、本実施形態では、図１４に示すように測定装置としての乳酸値測定装置４１はセンサーモジュール４２及び回路ユニット４３を備えている。センサーモジュール４２は外側容器１４及び内側容器４４を備えている。内側容器４４は光透過性の材質により形成されている。内側容器４４の材質には、例えば、透明なアクリル樹脂、エポキシ樹脂、軟質ガラス等を用いることができる。そして、内側容器４４の内側には刺激応答性ゲル４５が設置されている。
【００９９】
刺激応答性ゲル４５は、第１の実施形態における刺激応答性ゲル２３に加えて反射率の高い微粒子を含んでいる。これにより、刺激応答性ゲル４５に乳酸が取り込まれた際に、コロイド結晶による構造色及び構造色の変化が容易に視認されるため、乳酸値の検出をより容易に行うことができる。また、刺激応答性ゲル４５の色調により乳酸値の推定を容易に且つ正確に行うことができる。本実施形態では例えば、刺激応答性ゲル４５に含まれる乳酸値が少ないときには緑色をしており、乳酸値が増えるときには赤色に変化する。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
刺激応答性ゲル４５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。
【０１０５】
回路ユニット４３は回路基板４６を備えている。回路基板４６には刺激応答性ゲル４５を照射する白色光源４７が設置されている。白色光源４７は特に限定されないが本実施形態では、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等から構成されている。
【０１０６】
回路基板４６には赤色検出センサー４８、青色検出センサー４９及び緑色検出センサー５０が設置されている。赤色検出センサー４８はフォトトランジスター、赤色フィルター及び集光レンズ等により構成されている。赤色検出センサー４８を照射する光は赤色フィルターを通過してフォトトランジスターを照射する。これによりフォトトランジスターを照射する光は赤色成分の光に限定される。そして、フォトトランジスターは赤色成分の光を受光するので赤色検出センサー４８は赤色成分の光りを検出する。同様に、青色検出センサー４９は青色フィルターを備え、青色成分の光を検出する。緑色検出センサー５０は緑色フィルターを備え、緑色成分の光を検出する。
【０１０７】
白色光源４７は刺激応答性ゲル４５に白色光５１を照射する。白色光５１は刺激応答性ゲル４５にて反射する。刺激応答性ゲル４５にて反射した反射光５２は刺激応答性ゲル４５の構造色を反映した色になっている。反射光５２は赤色検出センサー４８、青色検出センサー４９及び緑色検出センサー５０を照射する。
【０１０８】
図１５に示すように、乳酸値測定装置４１は乳酸値測定装置４１の動作を制御する制御部としての電気回路５３を備えている。電気回路５３は回路基板４６に設置されている。電気回路５３はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ５４と、各種情報を記憶するメモリー５５とを備えている。光源駆動部５６、受光量測定部５７、Ａ／Ｄ変換部５８、表示部６、操作スイッチ５及び通信部３２は入出力インターフェイス３３及びデータバス３４を介してＣＰＵ５４に接続されている。
【０１０９】
光源駆動部５６は白色光源４７と接続され、白色光源４７を駆動する部位である。光源駆動部５６はＣＰＵ５４と接続されており、ＣＰＵ５４は白色光源４７の点灯、消灯及び光量を制御する。
【０１１０】
受光量測定部５７は赤色検出センサー４８、青色検出センサー４９及び緑色検出センサー５０と接続されている。そして、受光量測定部５７が赤色検出センサー４８、青色検出センサー４９及び緑色検出センサー５０を駆動する。
【０１１１】
そして、赤色検出センサー４８は刺激応答性ゲル４５の表面で反射した反射光５２のうち赤色成分の輝度を示す信号を受光量測定部５７に出力する。同様に、青色検出センサー４９は刺激応答性ゲル４５の表面で反射した反射光５２のうち青色成分の輝度を示す信号を受光量測定部５７に出力する。緑色検出センサー５０は刺激応答性ゲル４５の表面で反射した反射光５２のうち緑色成分の輝度を示す信号を受光量測定部５７に出力する。
【０１１２】
受光量測定部５７は赤青緑色の各光の輝度を示す信号を入力してＡ／Ｄ変換部５８に出力する。Ａ／Ｄ変換部５８は赤青緑色の各光の輝度を示すデータをＣＰＵ５４に出力する。赤色検出センサー４８、青色検出センサー４９、緑色検出センサー５０、受光量測定部５７及びＡ／Ｄ変換部５８が変換部に相当する。
【０１１３】
メモリー５５にはプログラムソフト６１及び相関表６２等が記憶されている。プログラムソフト６１には、乳酸値測定装置４１の動作の制御手順が記述されている。相関表６２には刺激応答性ゲル４５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。
【０１１４】
ＣＰＵ５４は、メモリー５５内に記憶されたプログラムソフトに従って、乳酸値を測定する制御を行うものである。具体的な機能実現部としてＣＰＵ５４は色調検出部６３を有する。色調検出部６３は光源駆動部５６を駆動させて白色光源４７を点灯させる。受光量測定部５７は赤色検出センサー４８、青色検出センサー４９及び緑色検出センサー５０から各色の輝度信号を入力してＡ／Ｄ変換部５８に出力する。Ａ／Ｄ変換部５８は各色の輝度データをＣＰＵ５４に出力する。色調検出部６３は各色の輝度データを用いて刺激応答性ゲル４５の色調を演算する。
【０１１５】
他にも、具体的な機能実現部としてＣＰＵ５４は乳酸値演算部６４を有する。乳酸値演算部６４は色調検出部６３から刺激応答性ゲル４５の色調のデータを入力する。そして、刺激応答性ゲル４５の色調のデータ及び相関表６２を参照して乳酸値を演算する。色調検出部６３及び乳酸値演算部６４が演算部に相当する。
【０１１６】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、刺激応答性ゲル４５は乳酸に反応して体積が膨張する。刺激応答性ゲル４５には反射率の高い微粒子が混入されている。刺激応答性ゲル４５の体積が膨張すると色が変化するので、容易に反応の程度を検出することができる。
【０１１７】
（２）本実施形態によれば、乳酸値測定装置４１でも回収部２６及び第１空洞２４が場所による刺激応答性ゲル４５の反応の分散を減らしているので、乳酸値測定装置４１は汗３８に含まれる乳酸値を精度良く検出することができる。
【０１１８】
（第３の実施形態）
次に、グルコース測定装置の一実施形態について図１６のグルコース測定装置の電気制御ブロック図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、刺激応答性ゲル２３の導電率の変化を検出してグルコース量を演算する点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１１９】
すなわち、本実施形態では、図１６に示すように測定装置としてのグルコース測定装置６６はグルコース測定装置６６の動作を制御する制御部としての電気回路６７を備えている。そして、電気回路６７はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ６８と、各種情報を記憶するメモリー６９とを備えている。
【０１２０】
メモリー６９は機能的にはグルコース測定装置６６の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト７０を記憶する記憶領域や、導電率とグルコース量との関係を示す相関表７１のデータを記憶するための記憶領域が設定される。刺激応答性ゲル２３にグルコースが浸透するとき、ボロン酸基とグルコースとが結合する。このとき刺激応答性ゲル２３の導電率が変化する。従って、汗３８の中に含まれるグルコース量に対応して刺激応答性ゲル２３の導電率が変化する為、刺激応答性ゲル２３の導電率を検出することでＣＰＵ６８は汗３８の中に含まれるグルコース量を推定することができる。相関表７１は導電率とグルコース量との関係を示している。
【０１２１】
ＣＰＵ６８は、メモリー６９内に記憶されたプログラムソフトに従って、グルコース量を測定する制御を行うものである。具体的な機能実現部としてＣＰＵ６８は演算部としてのグルコース量演算部７２を有する。グルコース量演算部７２はＡ／Ｄ変換部３１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７１を参照してグルコース量を演算する。
【０１２２】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、グルコース測定装置６６は刺激応答性ゲル２３、導電率測定部３０、Ａ／Ｄ変換部３１及びグルコース量演算部７２を備えている。汗３８に含まれるグルコース量に応じて刺激応答性ゲル２３が変化する。そして、導電率測定部３０及びＡ／Ｄ変換部３１は刺激応答性ゲル２３の変化を検出してデータ信号に変換してグルコース量演算部７２に出力する。グルコース量演算部７２はデータ信号から汗３８に含まれるグルコース量を演算する。従って、グルコース測定装置６６は汗３８に含まれるグルコース量を測定することができる。
【０１２３】
（２）本実施形態によれば、グルコース測定装置６６は場所による刺激応答性ゲル２３の反応の分散を減らしているので汗３８に含まれるグルコース量を精度良く検出することができる。
【０１２４】
（３）本実施形態によれば、グルコース測定装置６６を被検者２に常時設置できる。これにより、被検者２が糖尿病患者のとき被検者２の体調を連続して測定できる。
【０１２５】
（第４の実施形態）
次に、グルコース測定装置の一実施形態について図１７のグルコース測定装置の電気制御ブロック図を用いて説明する。本実施形態が第２の実施形態と異なるところは、刺激応答性ゲル４５の色調の変化を検出してグルコース量を演算する点にある。尚、第３の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１２６】
すなわち、本実施形態では、図１７に示すように測定装置としてのグルコース測定装置７５はグルコース測定装置７５の動作を制御する制御部としての電気回路７６を備えている。そして、電気回路７６はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ７７と、各種情報を記憶するメモリー７８とを備えている。
【０１２７】
メモリー７８は機能的にはグルコース測定装置７５の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト７９を記憶する記憶領域や、色調とグルコース量との関係を示す相関表８０のデータを記憶するための記憶領域が設定される。
【０１２８】
ＣＰＵ７７は、メモリー７８内に記憶されたプログラムソフトに従って、グルコース量を測定する制御を行うものである。具体的な機能実現部としてＣＰＵ７７は演算部としての色調検出部６３及びグルコース量演算部８１を有する。グルコース量演算部８１は色調検出部６３及びＡ／Ｄ変換部３１から刺激応答性ゲル４５の色調のデータを入力する。そして、グルコース量演算部８１は色調のデータ及び相関表８０を参照してグルコース量を演算する。
【０１２９】
刺激応答性ゲル４５にグルコースが浸透するとき、ボロン酸基とグルコースとが結合する。このとき刺激応答性ゲル４５の色調が変化する。そして、受光量測定部５７及びＡ／Ｄ変換部５８は刺激応答性ゲル４５の変化を検出してデータ信号に変換して色調検出部６３に出力する。色調検出部６３はデータ信号から刺激応答性ゲル４５の色調を演算してグルコース量演算部８１に出力する。グルコース量演算部８１は色調検出部６３が出力する色調から汗３８に含まれるグルコース量を演算する。従って、グルコース測定装置７５は汗３８に含まれるグルコース量を測定することができる。相関表８０は色調とグルコース量との関係を示している。
【０１３０】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、グルコース測定装置７５は刺激応答性ゲル４５、受光量測定部５７、Ａ／Ｄ変換部５８、色調検出部６３及びグルコース量演算部８１を備えている。汗３８に含まれるグルコース量に応じて刺激応答性ゲル４５の色調が変化する。そして、受光量測定部５７及びＡ／Ｄ変換部５８は刺激応答性ゲル４５の赤青緑色の各色の輝度の変化を検出してデータ信号に変換して色調検出部６３に出力する。色調検出部６３は赤青緑色の各色の輝度のデータ信号から色調を演算してグルコース量演算部８１に出力する。グルコース量演算部８１は刺激応答性ゲル４５の色調のデータから汗３８に含まれるグルコース量を演算する。従って、グルコース測定装置７５は汗３８に含まれるグルコース量を測定することができる。
【０１３１】
（２）本実施形態によれば、グルコース測定装置７５は場所による刺激応答性ゲル４５の反応の分散を減らしているので汗３８に含まれるグルコース量を精度良く検出することができる。
【０１３２】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態及び前記第２の実施形態では、汗３８中の乳酸値を測定し、前記第３の実施形態及び前記第４の実施形態では、汗３８中のグルコース量を測定した。ゲルセンサーの成分を変えることにより乳酸値やグルコース量以外の成分を測定しても良い。例えば、医療分野ではがん細胞、血液細胞、ウイルス、細菌、たんぱく質の選択分離を行っても良い。他にも、環境分野では花粉等のアレルギー物質、毒物、有害物質、環境汚染物質の成分を測定しても良い。
【０１３３】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、刺激応答性ゲル２３を用いたが刺激応答性ゲル２３に換えて低分子〜高分子、粒子、コロイドを含むハイドロゲルを用いても良い。
【０１３４】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、乳酸値測定装置１は被検者２に常時設置する構造になっていた。机上に据え置きにしても良い。そして、測定する成分毎にセンサーモジュール７を用意しておき、センサーモジュール７を入れ替えて測定しても良い。
【０１３５】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、センサーモジュール７が外装部３から着脱可能になっていた。刺激応答性ゲル２３内に浸透した乳酸の量が高くなったときには、刺激応答性ゲル２３を水につけて刺激応答性ゲル２３内の乳酸を減少させても良い。センサーモジュール７を再利用することができる。
【０１３６】
（変形例５）
前記第１の実施形態では、汗３８に含まれる乳酸を検出した。検査する液体は汗３８以外でもよい。血液や体液の他工業的に生産された溶液、分析用に採取した溶液でもよい。各種溶液に含まれる乳酸を検出することができる。例えば、細胞培養モニターにセンサーモジュール７を用いることができる。培養されている細胞は代謝成分として乳酸を生成する。乳酸が培養液中に蓄積されると培養液が酸性になり、培養細胞がダメージをうける。これまでの培養ではフェノールレッドという溶液を培養液に入れておき、その色で培養液のｐＨを確認していた。酸性に傾くと、もともと赤だった色が黄色になるため、色の変化で培地交換を行っていた。培養液のペーハー検出方法としてセンサーモジュール７を用いることにより、フェノールレッドが細胞に与える影響を抑制できる。
【０１３７】
他にも、乳酸発酵モニターにセンサーモジュール７を用いることができる。漬物、ヨーグルトは乳酸発酵が使われている。乳酸発酵は酸素の非存在下で細菌や動物細胞でおこる発酵形式であり、乳酸発酵を通じて１分子のグルコースが２分子の乳酸になる。乳酸発酵で生成された乳酸をセンサーモジュール７が検出し、発酵度合を判断して発酵を終了させるタイミングを制御することができる。
【０１３８】
他にも、血糖値モニターにセンサーモジュール７を用いることができる。血液中のグルコース濃度は糖尿病の指標として着目されており、現在は穿刺による血液検査が行われている。しかし侵襲的であるため、非侵襲の方法が検討されている。大学や研究機関では、涙中のグルコース濃度を測定する方法が検討されている。センサーモジュール７を用いて涙中のグルコース濃度を検出しても良い。尚、変形例２〜変形例５は前記第２の実施形態〜前記第４の実施形態にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１，４１…測定装置としての乳酸値測定装置、７…ゲルセンサーとしてのセンサーモジュール、１０ｆ…壁部、１４ｃ…第１面、１４ｄ…凸部、２３…反応部としての刺激応答性ゲル、２４…貯液部としての第１空洞、２５…貫通孔、２６…回収部、３０…変換部としての導電率測定部、３１，５８…変換部としてのＡ／Ｄ変換部、３７，６４…演算部としての乳酸値演算部、３８…被検査液としての汗、４８…変換部としての赤色検出センサー、４９…変換部としての青色検出センサー、５０…変換部としての緑色検出センサー、５７…変換部としての受光量測定部、６３…演算部としての色調検出部、６６，７５…測定装置としてのグルコース測定装置、７２，８１…演算部としてのグルコース量演算部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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