(57)【要約】【課題】経口摂取により腸管内に導入して腸管内液の成分を測定できるバイオセンサーおよびバイオセンサーシステムを提供する。【解決手段】腸管内成分を測定対象とするバイオセンサーは、測定対象を認識する生物材料と、生物材料が測定対象を認識したときに生じる変化を電気信号に変換するトランスデューサーとを備える。バイオセンサーシステムは、当該バイオセンサーに設けられた送信手段と、バイオセンサーからの送信信号を外部で受信する受信手段と、受信した信号を情報処理する情報処理手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
腸管内成分を測定対象とし、
該測定対象を認識する生物材料と、該生物材料が前記測定対象を認識したときに生じる変化を電気信号に変換するトランスデューサーとを備え、
前記生物材料は、腸溶性基材で被覆されていることを特徴とする経口摂取用バイオセンサー。
【請求項２】
前記生物材料と前記腸溶性基材との間に、前記測定対象を選択的に透過させる膜を有することを特徴とする請求項１に記載の経口摂取用バイオセンサー。
【請求項３】
前記トランスデューサーにより変換された電気信号を、外部へ送信する送信手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の経口摂取用バイオセンサー。
【請求項４】
請求項３に記載の経口摂取用バイオセンサーと、該経口摂取用バイオセンサーからの送信信号を外部で受信する受信手段と、受信した信号を情報処理する情報処理手段と、を備えたことを特徴とするバイオセンサーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオセンサーに関するものであり、特に経口摂取用バイオセンサー、およびこれを備えたバイオセンサーシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バイオセンサーは、生体や生体分子の持つ優れた分子認識能力を活用した計測デバイスであり、ヒトや動物の診断や臨床検査、生化学的研究における分析、食品分野における食品の分析や工程管理、工場廃液などの環境分析などに広く利用されている。
【０００３】
バイオセンサーの利用が進んでいる分野の１つに臨床検査がある。臨床検査では、検査対象試料として主に体液が使用されている。具体的には、血液、尿、汗、涙、唾液、髄液、リンパ液などが挙げられるが、病院等の医療機関において採取が容易であることから、圧倒的に血液が利用されている。しかしながら、自己採血以外の採血は医師、看護師、臨床検査技師などが行わなければならず、医療機関以外で採血を行うことは容易であるとはいえない。自己採血用器具は一部で普及しているものの、未だ患者負担が大きいことが指摘されている。
【０００４】
今後の急速な高齢化に伴い、自宅や老人施設等医療機関以外での医療や介護が重要となることが予想され、将来的には、医師等によらなければ採取が困難な血液を使用せず、自己採取が容易な体液を用いて、または試料を採取せずに、健康状態をモニタリングできる技術の開発が強く望まれている。例えば、尿や唾液は採取が容易であるが、現に利用されている項目は非常に少なく、未だデータの蓄積量が乏しいため、分析装置の開発も遅れているのが現状である。
【０００５】
体液のなかでも腸管内液は、採取が非常に困難であるため臨床検査の試料としてほとんど利用されていない。しかし、腸内で産生される腸液は内臓疾患に伴いその組成が変化すると予想され、特に、腸管表皮疾患に起因する成分を他の体液よりも高濃度に含んでいることが予想される。さらに、腸内にはきわめて多くの微生物が共生しており、この腸内細菌の組成変化は健康状態と密接に関わっていると予想されている。胃において、ヘリコバクターピロリ菌が胃がんや胃潰瘍と強く関わっていることが明らかになったように、腸内にも疾病に強く関与する微生物が存在する可能性は高いと考えられる。
【０００６】
近年、内視鏡技術の急速な発達に伴い、単なる胃カメラの時代から経口と経肛門とを合わせれば消化管のすべてを検査できるようになったものの、全身麻酔下でようやく実施可能な技術である。特に小腸の直接検査はさらに高レベルの技術が要求され、現状では容易に実施できる検査ではない。このように、腸管内液には健康状態のモニタリングに重要な成分が多数含まれていることが予想されるが、これを採取することは容易ではないため、現状は、小腸内のｐＨ、酸素濃度、各種イオン濃度などの極めて基本的な生化学データすら分析する手法がなく、データを蓄積することもほとんど行われていない。そこで、腸管内液を体外に採取するのではなく、腸管内にバイオセンサーを到達させることができれば、腸管内液の成分を容易に測定可能となることが予想される。そして、データ蓄積の第一歩を踏み出すことができれば、将来的に非常に感度の高い非侵襲の健康モニタリングが可能になることが期待できる。
【０００７】
従来、医療分野では、飲み込めるほど小さな分析装置の開発が進められており、例えば、特許文献１にはカプセル内視鏡およびカプセル内視システムが開示され、特許文献２には、超音波観察等の機能部を内蔵する医用カプセルが開示されている。特に、近年の当該分野の技術進歩は目覚しいものがあり、現にカプセル内視鏡（ギブンイメージング社のpillcam）およびｐＨセンサー（メドトロニクス社のブラボーシステム）はすでに承認され、医療現場での実用段階にある。
【特許文献１】国際公開第２００４／０９６０２８号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−３３４１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、腸管内液には健康状態のモニタリングに重要な成分が多数含まれていることが予想されるものの、腸管内において腸管内液の成分を測定できるバイオセンサーは未だ実現されていない。
【０００９】
そこで、本発明は、経口摂取により腸管内に導入して腸管内液の成分を測定できるバイオセンサーおよびバイオセンサーシステム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】
【００１０】
本発明者らは、上記の課題を解決するために、実用化されたカプセル内視鏡やｐＨセンサーの技術を応用して経口摂取可能なバイオセンサーの開発を試みた。しかしながら、内視鏡は直接体液と接触することを要しないため、密封されたカプセル内に配置することができる。また、ｐＨセンサーは、化学的に安定な無機材料を感応膜として利用する分析機であるので、感応膜の失活を懸念する必要がない。一方、バイオセンサーは、測定対象を認識する生物材料が腸管内液と直接接触することが必要であるため、カプセル内視鏡のように密封されたカプセル内に配置することはできない。また、測定対象を認識する生物材料が、腸管に到達する前に失活してはならず、さらに、腸管内で測定対象を認識する活性を維持できることが必要である。そのため、本発明者らは、鋭意検討した結果、バイオセンサーにおいて測定対象を認識する生物材料を腸溶性基材で被覆することにより、胃液に浸漬しても生物材料は失活せず、腸液に浸漬すれば生物材料が測定対象を認識できることを実験的に確認し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、本発明に係る経口摂取用バイオセンサーは、腸管内成分を測定対象とし、該測定対象を認識する生物材料と、該生物材料が前記測定対象を認識したときに生じる変化を電気信号に変換するトランスデューサーとを備え、前記生物材料は、腸溶性基材で被覆されていることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明に係る経口摂取用バイオセンサーは、前記生物材料と前記腸溶性基材との間に、前記測定対象を選択的に透過させる膜を有することが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る経口摂取用バイオセンサーは、前記トランスデューサーにより変換された電気信号を、外部へ送信する送信手段を備えることが好ましい。
【００１４】
本発明に係るバイオセンサーシステムは、トランスデューサーにより変換された電気信号を、外部へ送信する送信手段を備える本発明の経口摂取用バイオセンサーと、該経口摂取用バイオセンサーからの送信信号を外部で受信する受信手段と、受信した信号を情報処理する情報処理手段と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、経口摂取により腸管内に導入して腸管内液の成分を測定できるバイオセンサーおよびバイオセンサーシステムを提供することができる。これにより、従来ほとんど得られていない腸管内の生化学データや生物学データを取得することが可能となり、これらを蓄積することにより、将来の高感度・非侵襲の健康モニタリングの実現に多大な貢献をもたらすことが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のバイオセンサーは、腸管内成分を測定対象とするものであり、測定対象を認識する生物材料と、該生物材料が前記測定対象を認識したときに生じる変化を電気信号に変換するトランスデューサーとを備えるものである。
【００１７】
測定対象を認識する生物材料としては、酵素、抗体、ホルモン、レセプター、レクチン、核酸、糖鎖、オルガネラ、微生物、細胞、組織などが挙げられるが、これらに限定されず、特異的な分子認識能を有する生体材料であれば、本発明のバイオセンサーに好適に利用することができる。生物材料は、通常固定化された状態でバイオセンサーに配置される。ここで、「固定化」とは、生物材料の本来の活性を損なわないようにしつつ、動かないようにすることを意味する。生物材料を固定化する方法としては、酵素を例にすると、物理吸着法、共有結合法、架橋化法、包括法などが挙げられる。物理吸着法は、水素結合、分子間力、静電気力、疎水性相互作用等により酵素を担体に吸着させる固定化法である。共有結合法は、担体に酵素と反応性の高い官能基を導入し、酵素と共有結合させる方法である。架橋化法は、例えばグルタルアルデヒドなどの２価の架橋化試薬によって酵素どうしを結合して不溶化させる方法である。包括法は、例えばポリアクリルアミドゲルなどの担体のマトリックス内に酵素を閉じ込める方法である。どの方法で固定化するかは、使用する生物材料および測定対象に応じて、適宜選択すればよい。
【００１８】
トランスデューサーとしては、公知の種々のトランスデューサーを好適に用いることができる。具体的には、電流を電気信号に変換する酸素電極や過酸化水素電極等の電極、電圧を電気信号に変換するイオン感応電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）やイオン電極、光量を電位信号に変換する光ファイバや表面プラズモン共鳴やフォトカウンタ、質量を電位信号に変換する水晶振動子や表面弾性波素子（ＳＡＷ）、熱量を電位信号に変換するサーミスタなどが挙げられる。測定対象および用いる生物材料に応じて適切なトランスデューサーを選択することが好ましい。
【００１９】
なお、本発明のバイオセンサーは腸管内の嫌気的条件化下で使用されるため、例えば生物材料に酸化酵素を用い、トランスデューサーに電極を用いる場合、酵素反応によって増減する酸素または過酸化水素の量を電極で検出するのではなく、メディエーターを介して酵素反応で生じる電子を直接電極で検出することが好ましい。酵素反応に酸素が必要なく、溶存酸素の影響を受けないからである。このようなメディエーターとしては、フェロセン、フェリシアン化カリウム、その他の金属錯体；ｐ−ベンゾキノン、その他の芳香族化合物；などを好適に用いることができる。メディエーターを使用することにより、妨害物質の影響を抑制することも可能となる。
【００２０】
メディエーターを使用する場合、バイオセンサー稼働時にメディエーターが漏出しないように、メディエーターの不溶化処理がなされていることが好ましい。メディエーターの不溶化処理としては、共有結合、水素結合、分子間力、静電気力、疎水性相互作用などによりメディエーターを基板等の不溶化担体や生物材料に分子結合させる方法や、メディエーターが透過しない膜を用いてメディエーターを包囲する方法、またはこれらを組み合わせた方法などを好適に用いることができる。メディエーターは生体材料と速やかに反応できるように適度な自由度を有することが好ましい。このため、分子結合により不溶化処理を行う場合は、適切なリンカー分子を介して結合させることが好ましい。
【００２１】
本発明のバイオセンサーの測定対象は、腸管内成分であればよい。具体的には、例えば、タンパク質、窒素成分、酵素、脂質、電解質、金属、糖類、ビタミン、腫瘍マーカー、微生物、細胞、ガス成分、有機酸成分、水分、細胞代謝物質、被験者にとっての栄養分や毒物、腸管内微生物にとっての栄養分や毒物などが挙げられる。さらに、ｐＨ、温度、光、圧力、蠕動運動などを同時に測定するのでもよい。
【００２２】
本発明のバイオセンサーは、測定対象を認識する生物材料が腸溶性基材で被覆されている。これにより、経口摂取後、体液（特に胃液）と接触しても失活することなく、活性を維持したまま腸管に到達することができる。また、腸管に到達した後は、腸溶性基材が溶解するので、生物材料が腸管内液中の測定対象を認識できる状態となる。腸溶性基材は、小腸で溶解する小腸溶性基材、または大腸で溶解する大腸溶性基材のいずれであってもよい。小腸管内成分を測定対象とする場合は、小腸溶性基材が用いられ、大腸管内成分を測定対象とする場合は、大腸溶性基材が用いられる。
【００２３】
小腸溶性基材としては、例えば、ゼラチン、低置換度ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートサクシネート、結晶セルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、メタクリル酸コポリマー、アクリル酸エチル・メタクリル酸メチルコポリマー、セルロースアセテートフタレート、セルロースアセテートサクシネート、セルロースアセテートトリメリレート、メチルセルロースフタレート、セルロースベンゾエートフタレート、セルロースアセテートマレート、スターチアセテートフタレート、アミロースアセテートフタレート、デキストリン、ガラクトース、フルクトース等の糖類、ポリビニルアルコールフタレート、ポリビニルアセテートフタレート、ポリビニルプロピオネートフタレート、マレイン酸コポリマーなどが挙げられる。なかでも、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、カルボキシメチルエチルセルロース、メタクリル酸コポリマー、アクリル酸エチル・メタクリル酸メチルコポリマーが汎用されており、好ましい。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組合せて用いてもよい。
【００２４】
大腸溶性基材としては、例えばキトサンが挙げられる。
【００２５】
本発明のバイオセンサーは、生物材料と腸溶性基材との間に測定対象成分を選択的に透過させる膜を有することが好ましい。これにより、特異検出が可能になるだけでなく、感度を増大させることができる。測定対象成分を選択的に透過させる膜は、特に限定されないが、例えば、ナフィオン（登録商標）、透析膜、テフロン（登録商標）（ガス透過膜）、セルロース、多糖類、ナイロン、過酸化水素選択透過膜などの物質特異的透過膜（アルコール選択透過膜）、陰イオン交換樹脂、イオン価数選択性膜などが挙げられる。ナフィオン（登録商標）は、陽イオン交換樹脂であり、表面のスルホン酸基が溶液成分の陽イオンと交換を行う樹脂であるが、樹脂表面の電荷がマイナスチャージを帯びているため、陰イオンの膜の透過を妨げることにより、陰イオンによる夾雑を阻害することができる。一方、陰イオン交換膜は、これと逆の働きにより陽イオンの透過を妨げることができる。透析膜は、分子の大きさによってふるい分けすることが可能であるため、対象成分以上の大きさのものを除去することが可能になる。透析膜は、静電的に中性の多糖類によってできた膜であり、酵素などの高分子は透過せず、グルコースなどの低分子は透過する。酵素やメディエーターの自由度を維持したまま不溶化する簡便な方法として適している。
【００２６】
さらに、生物材料をこれらの膜で覆うことによって、生体材料膜の物理的強度を高めることができ、口腔、食道、胃、腸管内での咀嚼や蠕動運動などによる物理的・機械的な生体材料膜の損傷を低減させることができる。特に、腸溶性基材が溶解した後に、生体材料膜を効果的に保護することができる。
【００２７】
以下、図１および図２を用いて、本発明の一実施形態における経口摂取用バイオセンサーついて説明する。図１は、本発明の一実施形態における経口摂取用バイオセンサーの断面図である。図２は、本発明の一実施形態における経口摂取用バイオセンサーの斜視図である。なお、図２においては、説明の便宜上、イオン選択性膜１１、腸溶性コート剤１２およびエポキシ樹脂１３の記載を省略した。
【００２８】
図１に示すように、バイオセンサー１は、基板２５上に、電池２４およびワイヤ２６が配置され、電池２４の上面にＬＳＩ２３が配置されている。ＬＳＩの上面には作用極２１および対極２２が形成され、作用極２１の表面に酵素膜１０が形成されている。したがって、本実施形態のバイオセンサー１は、測定対象を認識する生物材料として酵素膜１０を備え、トランスデューサーとして電極（作用極２１および対極２２）を備えるものである。酵素膜１０の表面はイオン選択性膜１１で被覆されている。電極（作用極２１および対極２２）を含む領域は腸溶性コート剤で被覆され、この領域以外はエポキシ樹脂で包埋されている。なお、作用極２１上の酵素膜１０の表面を被覆したイオン選択性膜１１を含む領域のみが腸溶性コート剤で被覆され、対極２２が露出した構成のバイオセンサーとしてもよい。
【００２９】
図２に示すように、ワイヤ２６は、ＬＳＩのパッド部と直接、または間接的に接続してあり、基板２５上において電池２４の周囲を多数回巻くことによりアンテナとして機能させる。このアンテナとＬＳＩ２３中の一部の回路とにより、送信手段が構成されている。送信手段は、トランスデューサー（本実施例では電極（作用極２１および対極２２））により変換された電気信号を外部へ送信するものである。ＬＳＩ２３は電池２４の両面を繋ぐ２本のワイヤ２６を介して、電池２３から給電されている。ワイヤ２６は、導電体による電気導線であればよく、例えば、銅線、金線、銀線、ニクロム線、その他の金属線、有機導電体による導線などが挙げられる。省電力のためワイヤ２６の抵抗は低いことが好ましい。アンテナ部分は、基板２５に印刷や蒸着で形成するのでもワイヤ状の導線を貼り付けるのでもよい。コイル形成時のショートを防ぐため多数回巻き部でのワイヤ状の導線は被覆されていることが好ましく、例えばエナメル線などを好適に用いることができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、送信手段を備えたバイオセンサー１としたが、記憶手段を設けることにより、バイオセンサー１が体外に排出された後に回収し、記憶手段に記憶されたデータをコンピュータ等に読み込んで、情報処理するものでもよい。
【００３１】
本実施形態では、バイオセンサー１を包埋する基材としてエポキシ樹脂１３を用いたが、これに限定されず、例えば、ウレタン樹脂、変性エポキシ樹脂、その他の樹脂、ポリエチレン、シリコンゴム、その他のゴムなどを使用することができる。バイオセンサー１をこのような基材で包埋するのは、バイオセンサー１の通過により消化管の内壁が損傷することを防止するため、および、酵素膜１０以外のバイオセンサー１の内部構造を液密に保つことによって消化管の運動や消化液、腸管内容物による機械的損傷、化学的劣化を防止するためである。
【００３２】
基板２５は、薄くて支持可能のものであればよく、特に限定されないが、例えば、アクリル板、ガラスエポキシ材、ガラスコンポジット材、紙エポキシ材、紙フェノール材、コンポジット材、ガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板、セラミック材などを好適に使用することができる。また、本実施形態では円盤状としたが限定されるものではない。ただし、消化管内でエポキシ樹脂１３の包埋が何らかの原因で剥離した際に、消化管の内壁を損傷させる可能性を低くする観点から、基板２５は角のない形状とすることが好ましい。
【００３３】
本実施形態において、電池２４は基板２５に載置可能な大きさのボタン型のものを使用したが、これに限定されない。電池２４は、電力を蓄える機能を有するものであればよく、１次電池でも、充電可能な２次電池でも、あるいは通常キャパシタまたは電気二重層キャパシタと呼ばれるものでもよい。充電はアンテナを介して誘電的に行うか、別途充電用電力線を用意して、使用時にコネクタ部を絶縁被覆するのでもよい。
【００３４】
ＬＳＩ２３は、トランスデューサーを駆動する機構、トランスデューサーの信号を受ける機構、増幅機構、Ａ／Ｄ変換機構、無線制御機構、これらのシーケンス制御機構、バイアス回路、などの一部または全部の機構によって構成されている。取り扱う情報量が少ないため動作速度が重視される必要はなく、一方で限られた電力内で長時間動作が求められるため、省電力設計となっていることが好ましい。複数の素子の組み合わせによって実現するのでも良いが、実装段階のコスト低減などの観点から、デジタル・アナログ混載技術を採用して１チップ内にすべての機構を搭載することが好ましい。
【００３５】
電極（作用極２１および対極２２）は、電流または電圧を計測するバイオセンサー１のトランスデューサーとして用いる。一般にバイオセンサー用の電極として知られている電極であればいずれも利用することができ、金属あるいは炭素などの導電性材料によって構成される。金属膜は金や白金などの貴金属かパラジウムなどの金属、あるいは合金を用いることができ、蒸着、スクリーン印刷、インクジェットなどの方法によって形成することができる。ＬＳＩ上に形成する必要があるため通常のＬＳＩで最上層となる絶縁膜上に形成するが、密着度を高めるためクロムやチタンなどの接着層を配置してもよい。接着層は、不慮の溶出を避けるために、チタンなどの難溶性材料で形成することが好ましい。
【００３６】
本実施形態のバイオセンサー１は、全体として円盤形状を有しており、その大きさは経口摂取可能な大きさであれば特に限定されないが、飲みやすさの点から、直径１０ｍｍ以下、厚さ１０ｍｍ以下が好ましい。
【００３７】
本実施形態のバイオセンサー１は、以下のように作製することができる。すなわち、最初に、ＬＳＩ２３を作製する。ＬＳＩ２３は０．３５マイクロメートルプロセスにて製作された５ｍｍ角ＬＳＩで水中の魚の神経電位をワイヤレス測定した文献（Takeshi Yoshida, Miho Akagi, Takayuki Mashimo, Atsushi Iwata,
Masayuki Yoshida, Kazumasa Uematsu,. Design of a Wireless Neural-Sensing LSI,
IEICE Trans. Electron., Vol. E87-C, No. 6, 2004 996-1002.）の構成に従い、さらに固定電位発生器を備えることにより作製することができる。このＬＳＩ２３上面の絶縁膜上にメタルマスクを通した蒸着により２分割された金薄膜を形成させ２極方式の電極（作用極２１および対極２２）とする。このとき金薄膜はビアホールを介して直接ＬＳＩ２３上の回路と接続されている。アクリル製の基板２５上に、ボタン型の電池２４および上記金薄膜を形成したＬＳＩ２３を配置し、ワイヤ２６を基板２５上に多数回巻いてアンテナを配線する。
【００３８】
次に、電極（作用極２１および対極２２）を含む領域以外をエポキシ樹脂で包埋する。その後、一方の電極（作用極２１）表面に酵素混合液（後段の実施例参照）を塗布し、グルタルアルデヒド蒸気による架橋化により酵素を作用極２１に固定化して酵素膜１０を形成させる。酵素膜１０の表面にイオン選択性膜１１としてナフィオン（登録商標）を塗布する。最後にエポキシ樹脂１３で包埋されていない領域に、腸溶性コート剤１２を塗布することにより、バイオセンサー１を作製することができる。
【００３９】
続いて、図３を用いて本発明の一実施形態におけるバイオセンサーシステムについて説明する。図３は、本発明の一実施形態におけるバイオセンサーシステムの概略図である。なお、図３では、バイオセンサー１を包埋するエポキシ樹脂の記載を省略した。
【００４０】
図３に示すように、バイオセンサーシステム３０は、バイオセンサー１、被験者３１に着用させるジャケット３２、該ジャケット３２に着脱自在の受信機３３により構成される。ジャケット３２には、バイオセンサー１の送信手段から発信される電波を捕捉する複数のアンテナ３４が設けられ、アンテナ３４に捕捉された電波は無線または有線にて受信機３３に送られる。アンテナ３４の数は限定されないが、複数あることが好ましい。これにより、バイオセンサー１が腸管内を移動しても、送信される電波を良好に受信することができる。
【００４１】
受信機３３は、アンテナ３４を介して送信された電波を受信する受信手段と、受信した電波から得られた情報を処理する情報処理手段とを有している。受信機３３には、得られた情報を処理した後に表示する表示部３５および必要な情報を外部から入力するための入力部３６が設けられている。また、受信機３３内のデータを記憶して、外部のコンピュータ等に読み込ませるためのメモリ３７が、着脱可能に設けられている。さらに、受信機３３には、携帯時にも電源供給可能な電源部３８が設けられている。電源部６０としては、例えば、乾電池、Ｌｉイオン二次電池、Ｎｉ水素電池等を好適に用いることができ、充電式であってもよい。
【００４２】
第３図に示すように、被験者３１がバイオセンサー１を経口摂取することにより、バイオセンサー１は食道を通過し、胃に到達する。通常、食物は胃に３時間程度留まるが、バイオセンサー１の腸溶性コート剤１２は胃で溶解しないので、酵素膜１０が胃液により失活することはない。胃を通過して小腸に到達すると腸溶性コート剤１２が溶解し、酵素膜１０は測定対象を認識することが可能となる。なお、腸溶性コート剤１２として大腸溶性基材を用いた場合は、バイオセンサー１が大腸に到達してから腸溶性コート剤１２が溶解するので、その後酵素膜１０は測定対象を認識することが可能となる。
【００４３】
トランスデューサーにより電気信号に変換された測定対照のデータは、送信手段により電波として出力され、ジャケット３２の各アンテナ３４でその電波が受信される。受信電波強度の高いアンテナからの信号が受信機３３へ送信される。受信機３３では、受信された信号を情報処理し、測定対象の測定値として表示部に表示させる。これにより、非侵襲の腸管内液検査を実施することができる。
【実施例】
【００４４】
〔グルコースオキシダーゼ固定化電極の作製〕
フェロセンカルボン酸５ｍｇおよびポリＬリジン（平均分子量１５ｋＤａ以上）５ｍｇの混合物に対し、ＥＤＣ（1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide, hydrochloride）とＮＨＳ（N-hydroxysuccinimide）を、それぞれ１０ｍＭおよび２０ｍＭとなるように添加し、混合して室温で終夜放置した。カットオフ分子量３ｋＤａのスピンカラムを用いて２度精製し、未反応物を除去した。これにグルコースオキシダーゼ４ｍｇとウシ血清アルブミン８ｍｇとを添加・混合し、８０μＬの酵素混合液を得た。直径１ｍｍの金線を熱収縮チューブで被覆し、その端面を研磨、洗浄した。この金線の端面上に、水で１０倍希釈した酵素混合液１μＬを滴下し、室温でグルタルアルデヒド蒸気雰囲気下に２時間放置することにより、金線の端面にグルコースオキシダーゼが固定化された酵素電極を得た。続いて、酵素電極を腸溶性コート剤（三洋化成製、ポリキッドＰＡ−３０）にディップコートして自然乾燥させた。
【００４５】
〔人工腸液中のグルコース濃度測定〕
人工胃液および人工腸液は、日本薬局方に従って調製した。上記により作製した腸溶性コート剤被覆酵素電極を、人工胃液中に室温で３時間浸漬、放置した。なお、浸漬時間を３時間としたのは、食べ物が胃に留まる時間が３時間程度であることに基づいた。人工胃液から取り出した後、速やかに、人工腸液に３０分間浸漬し、同液内で３電極方式による定電位電流測定を、参照電極である銀塩化銀電極に対して５００ｍＶを印加して行った。さらに、順次グルコースを添加し、安定電流応答値を測定した。なお、人工腸液には窒素をバブリングし、実際の腸管内と同様の嫌気的条件とした。対照として、腸溶性コート剤を被覆していない酵素電極を用いて同様の測定を行った。また、腸溶性コート剤被覆酵素電極を、人工胃液処理を行わずに人工腸液に浸漬し、測定を行った。
【００４６】
〔結果〕
結果を図４に示した。図４から明らかなように、腸溶性コート剤で被覆した酵素電極は、人工胃液に３時間浸漬しても腸溶性コート剤の保護により酵素活性が維持され、人工腸液に添加したグルコースを測定できることが示された。一方、腸溶性コート剤で被覆していない酵素電極は、人工胃液への浸漬により酵素が失活し、人工腸液に添加したグルコースを測定できなかった。また、人工胃液に浸漬していない腸溶性コート剤被覆酵素電極は、人工腸液に添加したグルコースを安定して測定することができた。
【００４７】
なお本発明は上述した各実施形態および実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態における経口摂取用バイオセンサーの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における経口摂取用バイオセンサーの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるバイオセンサーシステムの概略図である。
【図４】腸溶性コート剤で被覆したグルコースオキシダーゼ固定化電極を用いて人工腸液中のグルコースを測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１    バイオセンサー
１０  酵素膜
１１  イオン選択性膜
１２  腸溶性コート剤
１３  エポキシ樹脂
２１  作用極
２２  対極
２３  ＬＳＩ
２４  電池
２５  基板
２６  ワイヤ
３０  バイオセンサーシステム
３１  被験者
３２  ジャケット
３３  受信機
３４  アンテナ
３５  表示部
３６  入力部
３７  メモリ
３８  電源部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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