JP4682361B2 - Puncture device integrated biosensor - Google Patents
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Description
本発明は、穿刺器具一体型バイオセンサーに関する。さらに詳しくは、皮膚を突き刺して体液(血液等)を得るための穿刺器具と、皮膚の表面に取り出された体液を採取し、分析するためのバイオセンサーとを一体化した構成を有する穿刺器具一体型バイオセンサーに関する。 The present invention relates to a puncture device integrated biosensor. More specifically, a puncture device having a configuration in which a puncture device for piercing the skin to obtain a body fluid (blood, etc.) and a biosensor for collecting and analyzing the body fluid taken out on the surface of the skin are integrated. The present invention relates to a body type biosensor.
従来より、糖尿病患者自らが採血して血中のグルコース値である血糖値を測定する場合がある。この場合、患者は採血針を着脱するランセットと称される採血器具を用い、自分の指先や腕などに採血針を刺して採血し、採血した血液を血糖値分析計に移して血糖値を測定している。このような測定方式では、患者は血糖値分析器、ランセット、採血針および分析素子といった数点からなる測定器具の一式を携帯所持し、必要時にそれらを組み合わせて測定しなければならず、操作法も長い訓練を要し、確実な測定を患者自身で行うことができるようになるまでかなりの時間を要する。実際に、指先、前腕以外の部位(腹壁、耳たぶ等)での測定は、熟練者ですら困難である。また、近年においては、より痛みの少ない低侵襲検体供給のニーズから、検体量が1μl以下で測定可能なバイオセンサーが開発されており、このような極微量な場合、またバイオセンサーへの検体を正確に供給する作業は非常に困難になる。その結果、測定の失敗を招き、被測定者である患者は再度穿刺して、またバイオセンサーも交換し、測定をやり直さなければならないという不都合がある。
そこで、いくつかの穿刺器具一体型バイオセンサーが考え出された。まず、特許文献3に示された穿刺器具一体型バイオセンサーでは、穿刺針の駆動部を備えたペン型(2色ボールペン様)の測定装置の内部に穿刺針とバイオセンサーがそれぞれ別の位置にセットされており、ペン様の測定装置の先端部を被検体の皮膚に当て、穿刺した後、バイオセンサーを先端部に露出させ、採血を行なうことで血糖測定が行なわれる。しかし、この方法では針およびバイオセンサーを測定装置にそれぞれセットするという煩わしさは解消されていない。
また、特許文献4で示された穿刺器具一体型バイオセンサーでは、穿刺針を外部の駆動に委ねるものであり、穿刺針が細長い小片状のバイオセンサーの長手方向に沿って平行に移動する一体構造をとっている。しかし、このタイプでは穿刺針がバイオセンサーの採血搬送路および試薬層を移動するため、穿刺針が被検体の皮膚を突き刺す前に、穿刺針の表面が試薬で汚染される危険性がある。
さらに、使用後の廃棄には感染症などへの配慮が不十分であったり、穿刺器具一体型バイオセンサーユニットが穿刺時の駆動による衝撃に耐えられない構造であったりなど、多くの問題を残している。 In addition, there are many problems such as inadequate consideration for infectious diseases and the like after disposal, and the biosensor unit with integrated puncture device cannot withstand the impact of driving during puncture. ing.
本発明の目的は、使用者自らが行なう穿刺による衝撃にも充分に耐えうる強度を保持しつつ、極めて単純な構造により形成することで、組立が簡単であり、また全体として微小化することで少量の試料液でも確実に測定が行うことを可能とする穿刺器具一体型バイオセンサーを提供することにある。 The object of the present invention is to form an extremely simple structure while maintaining sufficient strength to withstand impacts caused by puncture performed by the user himself / herself. The object is to provide a biosensor with an integrated puncture device that enables reliable measurement even with a small amount of sample liquid.
かかる本発明の目的は、少なくとも2電極またはそれの形成用基板を基板に対して垂直に貫通または埋め込むことにより、対面構造物または中空の柱状構造物を形成せしめたバイオセンサーにおいて、少なくとも1電極またはそれの形成用基板の採血口に位置する先端部分が、被検体を穿刺し得る片刃型、両刃型または針状の構造を有していることを特徴とする穿刺器具一体型バイオセンサーによって達成される。 An object of the present invention is to provide at least one electrode or a hollow columnar structure in a biosensor formed by penetrating or embedding at least two electrodes or a substrate for forming the same vertically with respect to the substrate. It is achieved by a puncture device-integrated biosensor characterized in that the tip portion located at the blood collection port of the substrate for forming the same has a single-edged, double-edged, or needle-like structure capable of puncturing a subject. The
本発明に係る穿刺器具一体型バイオセンサーは、使用者自らが行なう穿刺による衝撃にも充分に耐えうる強度を保持しつつ、穿刺部材が電極と一体化されて形成されているため、構成が極めて簡単で組立が容易であり、また全体として微小化することで少量の試料液でも確実に測定が行うことを可能とするといった優れた効果を奏する。このようなバイオセンサーは、カートリッジとして使用することができるため、簡易な包装により持ち運びも容易で、使用後も衛生的であるといった効果を奏する。 The biosensor integrated with a puncture device according to the present invention is extremely configured because the puncture member is integrated with the electrode while maintaining sufficient strength to withstand the impact of the puncture performed by the user himself / herself. It is simple and easy to assemble, and by miniaturizing as a whole, it has an excellent effect that measurement can be reliably performed even with a small amount of sample liquid. Since such a biosensor can be used as a cartridge, it can be easily carried by simple packaging and has an effect of being hygienic after use.
本発明の穿刺器具一体型バイオセンサーは、プラスチックなどの電気絶縁性の基板に垂直に配置された少なくとも2本からなる電極系により構成される。このバイオセンサーについてさらに詳しく述べる。 The puncture device-integrated biosensor of the present invention is constituted by an electrode system composed of at least two arranged vertically on an electrically insulating substrate such as plastic. This biosensor will be described in more detail.
バイオセンサー
少なくとも2本の電極は、基板に対して垂直に貫通または埋め込まれる。具体的には平板状電極を間隔を置いて2本配置する方法、平板状電極を間隔を置いて3本以上配置させて中空の角柱状構造物を形成する方法または曲面をなす板状電極を間隔を置いて2本以上配置させて中空の円柱状構造物を形成する方法などが挙げられる。これら3つのタイプの電極について、それぞれ説明する。
At least two electrodes of the biosensor are penetrated or embedded perpendicular to the substrate. Specifically, a method of arranging two flat electrodes at intervals, a method of forming three or more flat electrodes at intervals and forming a hollow prismatic structure, or a plate electrode having a curved surface Examples include a method of forming a hollow cylindrical structure by arranging two or more at intervals. Each of these three types of electrodes will be described.
2本の平板状電極は、好ましくはこれらが平行に配置される。また、中空の角柱状構造物は、一部または全部を電極とする平板状部材を3本以上、その側面を平行に隣接または接触して配置させることで形成され、また中空の円柱状構造物は、一部または全部を電極とする湾曲部材を2本以上、その側面を平行に隣接して配置させることで形成される。 The two flat electrodes are preferably arranged in parallel. In addition, the hollow prismatic structure is formed by arranging three or more flat plate members, all or a part of which are electrodes, and the side surfaces thereof being adjacent to or in contact with each other in parallel. Is formed by arranging two or more bending members, each of which is part or all of an electrode, and arranging the side surfaces thereof in parallel and adjacent to each other.
板状部材の一部が電極である場合、電極以外の部分(電極形成用基板)は絶縁性の材料、例えばプラスチック、金属、セラミックスなどの無機材料、生分解性材料、紙などが用いられ、好ましくはポリエチレンテレフタレートが用いられる。 When a part of the plate member is an electrode, the part other than the electrode (electrode forming substrate) is made of an insulating material, for example, an inorganic material such as plastic, metal, ceramics, biodegradable material, paper, etc. Preferably, polyethylene terephthalate is used.
板状部材の一部をなす電極は、電極形成用基板の表面に導電性材料を製膜することにより、または電極部材と電極形成用基板とを貼り合わせることにより形成される。 The electrode forming a part of the plate-like member is formed by depositing a conductive material on the surface of the electrode forming substrate or by bonding the electrode member and the electrode forming substrate.
電極形成用基板表面への導電性材料の成膜は、スクリーン印刷法、蒸着法、スパッタリング法、箔貼り付け法、メッキ法などにより行われ、電極部材と電極形成用基板との貼り合わせは、接着剤によって行われる。特に、角柱構造物を形成するに際して電極部材どうしが平行に接触している場合には、電極どうしの接触をさける構造が望ましく、電極形成用基板表面への導電性材料の成膜が行われる。 Film formation of the conductive material on the electrode forming substrate surface is performed by a screen printing method, a vapor deposition method, a sputtering method, a foil bonding method, a plating method, etc., and the bonding between the electrode member and the electrode forming substrate is Done by glue. In particular, when the electrode members are in parallel contact with each other when forming the prismatic structure, a structure that avoids contact between the electrodes is desirable, and a conductive material is formed on the surface of the electrode forming substrate.
導電性材料としては、カーボン、銀、銀/塩化銀、白金、金、ニッケル、銅、パラジウム、チタン、イリジウム、鉛、酸化錫、白金黒などを挙げることができる。また、カーボンとしては、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイル、カーボンナノホーン、フラーレン、デンドリマーもしくはそれらの誘導体を用いることができる。 Examples of the conductive material include carbon, silver, silver / silver chloride, platinum, gold, nickel, copper, palladium, titanium, iridium, lead, tin oxide, and platinum black. As carbon, carbon nanotubes, carbon microcoils, carbon nanohorns, fullerenes, dendrimers, or derivatives thereof can be used.
本発明で用いられる電極(形成用基板)は、用いられる2本以上の電極のうち少なくとも1本の採血口に位置する先端部分に被検体を穿刺し得る片刃型、両刃型または針状の構造を有している。このような構造を採用することにより、別途穿刺針などの構成部品が必要ではなくなるため、バイオセンサーが極めて単純な構造となり、その組立が簡単で、かつ全体が微小化されて少量の試料液でも確実に測定を行うことを可能とするといったすぐれた効果を奏する。 The electrode (formation substrate) used in the present invention has a single-edged, double-edged, or needle-like structure that can puncture a subject at the tip portion located at at least one blood sampling port of two or more used electrodes. have. By adopting such a structure, a separate component such as a puncture needle is not required, so the biosensor has a very simple structure, its assembly is simple, and the whole is miniaturized so that even a small amount of sample liquid can be used. It has an excellent effect of making it possible to perform measurement reliably.
穿刺器具は、衛生的に保管・使用することを目的として、抗菌・抗ウィルスに効果がある光触媒機能を表面に付与させることが好ましく、蒸着法またはスパッタリング法などにより穿刺器具表面に酸化チタンまたは二酸化チタンの膜が形成される。 The puncture device is preferably provided with a photocatalytic function effective for antibacterial and antiviral effects on its surface for the purpose of hygienic storage and use. The surface of the puncture device is deposited on the surface of the puncture device by vapor deposition or sputtering. A titanium film is formed.
電極は、作用極と対極で形成される2極法または作用極と対極、参照極で形成される3極法、あるいはそれ以上の極数の電極であってもよく、また一つの板状部材に2極以上形成することもできる。 The electrode may be a two-pole method formed by a working electrode and a counter electrode, or a three-pole method formed by a working electrode and a counter electrode, a reference electrode, or an electrode having more poles, or a single plate-like member. Two or more poles can be formed.
柱状構造物の形成には、基板が用いられる。基板の材質としては電気絶縁性であれば足り、電極(形成用基板)は、この基板に対して垂直に貫通または埋め込まれることにより配置される。このとき、さらに電極(形成用基板)間にスペーサーを設けることもできる。電極(形成用基板)が基板を貫通する場合には、基板を境にして電極とは反対側を測定装置にバイオセンサーからの電気信号を送る端子とし、電極(形成用基板)が基板を貫通しない場合には、基板の一部、好ましくは側面などに端子が設けられる。 A substrate is used to form the columnar structure. The material of the substrate is sufficient if it is electrically insulative, and the electrode (forming substrate) is disposed by penetrating or being embedded perpendicularly to the substrate. At this time, a spacer can also be provided between the electrodes (forming substrate). When the electrode (formation substrate) penetrates the substrate, the opposite side of the electrode from the substrate is the terminal that sends the electrical signal from the biosensor to the measurement device, and the electrode (formation substrate) penetrates the substrate If not, a terminal is provided on a part of the substrate, preferably a side surface.
電極(形成用基板)上には、必要に応じて試薬層が形成される。試薬層は、電極表面または板状部材表面へ固定化するのが好ましい。この場合、試薬層はスクリーン印刷法またはデスペンサー法により形成され、乾燥を伴う吸着法または共有結合法により、電極(形成用基板)表面に固定化される。試薬は、検出対象により異なるが、例えば穿刺器具一体型バイオセンサーを血糖値測定用に構成する場合には、酸化酵素であるグルコースオキシターゼおよびメディエータとしてのフェリシアン化カリウムを含むものが採用される。これらの試薬が血液によって溶解されると、酵素反応が開始される結果、試薬層に共存させているフェリシアン化カリウムが還元され、還元型の電子伝達体であるフェロシアン化カリウムが蓄積される。その量は、基質濃度、すなわち血液中のグルコース濃度に比例する。一定時間蓄積された還元型の電子伝達体は、電気化学反応により、酸化される。このとき測定される陽極電流から、グルコース濃度(血糖値)が算出される。 A reagent layer is formed on the electrode (forming substrate) as necessary. The reagent layer is preferably immobilized on the electrode surface or the plate-like member surface. In this case, the reagent layer is formed by a screen printing method or a dispenser method, and is immobilized on the surface of the electrode (forming substrate) by an adsorption method with drying or a covalent bonding method. The reagent varies depending on the detection target. For example, when the puncture device integrated biosensor is configured for blood glucose level measurement, a reagent containing glucose oxidase as an oxidase and potassium ferricyanide as a mediator is employed. When these reagents are dissolved by blood, the enzyme reaction is started. As a result, potassium ferricyanide coexisting in the reagent layer is reduced, and potassium ferrocyanide which is a reduced electron carrier is accumulated. The amount is proportional to the substrate concentration, ie the glucose concentration in the blood. The reduced electron carrier accumulated for a certain time is oxidized by an electrochemical reaction. The glucose concentration (blood glucose level) is calculated from the anode current measured at this time.
以上の構成よりなる穿刺器具一体型バイオセンサーは、その穿刺器具部分が被検体の皮膚に直接突き刺されることで、穿刺を可能とする。出血した血液は、電極(形成用基板)間で働く毛細管現象によってバイオセンサー電極反応部まで移送される。このとき、血液によっては、ヘマトクリット値が高い場合など、電極が十分に覆われない可能性があるため、好ましくは採血導入部から離れた電極(形成用基板)部分はレジストで覆われる。この場合、レジスト膜はスクリーン印刷法などによって形成される。これにより、電極面積が正確に規定され、またヘマトクリット値が高い場合でも最低限、電極を満たすことができるので、試料液の移送がその状態に左右されることなく行なえる。一方、ヘマトクリット値が低く、採血の移送が円滑に行なわれる場合にあっては、必要以上の血液の採取を防ぐために、毛細管現象を停止させる必要がある。この手段としては、電極(形成用基板)に貫通穴を設け、毛細管現象の進行を空気の排出穴を設けることで止める方法または電極(形成用基板)同士の間隔を基板付近で遠ざける方法などが挙げられる。 The puncture device integrated biosensor having the above configuration enables puncture by directly piercing the puncture device portion into the skin of the subject. The blood that has bleed is transferred to the biosensor electrode reaction part by capillary action that works between the electrodes (forming substrate). At this time, depending on the blood, the electrode may not be sufficiently covered, for example, when the hematocrit value is high. Therefore, the electrode (formation substrate) portion away from the blood collection introducing portion is preferably covered with a resist. In this case, the resist film is formed by a screen printing method or the like. Accordingly, even when the electrode area is accurately defined and the hematocrit value is high, the electrode can be filled at a minimum, so that the sample liquid can be transferred without being influenced by the state. On the other hand, when the hematocrit value is low and blood transfer is performed smoothly, it is necessary to stop capillary action in order to prevent excessive blood collection. As this means, there is a method of providing a through hole in an electrode (forming substrate) and stopping the progress of capillary action by providing an air exhaust hole, or a method of keeping the distance between electrodes (forming substrate) close to the substrate. Can be mentioned.
採血方法としては、上記毛細管現象を利用するもののほかに、吸引採血法または真空採血法が挙げられる。吸引採血法を用いる穿刺器具一体型バイオセンサーとしては、例えば電極(形成用基板)の間を電気絶縁性の部材を用いて気密性を保つ構造にするとともに、バイオセンサーの基板の裏側にスポイト様の吸引器を配置したもの、外付けの取り付けタイプとして使用時に組み立てたもの、あるいは採血口に隔膜を設けることが可能なものについては、内部の圧力を低く保つものなどが挙げられる。 As a blood collection method, a suction blood collection method or a vacuum blood collection method may be mentioned in addition to the method using the capillary phenomenon. For example, a biosensor integrated with a puncture device that uses suction blood collection is designed to maintain airtightness using an electrically insulating member between electrodes (formation substrate), and a syringe-like structure on the back side of the biosensor substrate. For example, a device in which an aspirator is arranged, an external attachment type assembled at the time of use, or a membrane in which a blood collection port can be provided with a diaphragm can be used.
また、真空採血法を用いる穿刺器具一体型バイオセンサーとしては、例えば電極(形成用基板)の間を電気絶縁性の部材を用いて気密性を保つ構造にするとともに、採血口を隔膜で蓋をして内部を真空にしておくといったもの、市販の真空採血管を使用して、それを穿刺器具一体型バイオセンサーに組み込んだもの、または外付けの取り付けタイプとして使用時に組み立てたものなどが挙げられる。 In addition, as a puncture device integrated biosensor using a vacuum blood sampling method, for example, an electrical insulating member is used between the electrodes (forming substrate) to maintain airtightness, and the blood sampling port is covered with a diaphragm. And using a commercially available vacuum blood collection tube and incorporating it into a biosensor with an integrated puncture device, or an external attachment type assembled at the time of use. .
また、本発明の穿刺器具一体型バイオセンサーを測定装置の取り付けが可能なカートリッジ式にすることで、使用時における操作性の向上を図ることができる。さらに、これが使い捨てタイプであれば、現在市販されている使い捨てタイプの血糖センサーと同様の使いやすさを実現できる。また、このような形態の穿刺器具一体型バイオセンサーの場合、包装形態は簡易であることが、生産上および使用上において好ましい。また、使用後の感染症の防止などを考慮して、廃棄するときに再包装が可能な簡易包装形態が取れることが望ましい。 Moreover, the operability in use can be improved by using the biosensor with the puncture device according to the present invention as a cartridge type to which a measuring device can be attached. Furthermore, if this is a disposable type, it is possible to realize the same ease of use as that of a disposable blood glucose sensor currently on the market. In addition, in the case of such a puncture device integrated biosensor, it is preferable in production and use that the packaging form is simple. In consideration of prevention of infectious diseases after use, it is desirable that a simple packaging form that can be repackaged when discarded is taken.
以上に述べたカートリッジは、使用者自身による穿刺のほか、外部の穿刺駆動を使用した穿刺による採血も可能である。そのような形態の場合、カートリッジ式の穿刺器具一体型バイオセンサーからの電気信号を読み取る測定装置に、穿刺駆動を設けることが望ましい。 The cartridge described above can be used for blood collection not only by the user himself but also by puncture using an external puncture drive. In such a case, it is desirable to provide a puncture drive in a measurement device that reads an electrical signal from a cartridge- type puncture device integrated biosensor .
包装形態
穿刺器具一体型バイオセンサーの包装形態としては、第一に個々の穿刺器具一体型バイオセンサーの包装、特に穿刺器具一体型バイオセンサーの先端の穿刺採血部を保護するものが挙げられる。このような包装体としては、先端を保護するキャップ状の簡易包装体が好ましい。これにより、使用時まで穿刺採血部を衛生的かつ安全に保護できる。さらに、このような形態を有することで、使用後の再包装が可能となり、廃棄後に懸念される感染症を未然に防ぐこともでき、また別の使用方法として、穿刺採取後の体液を保存することも可能となる。
Packaging Form As a packaging form of the puncture device integrated biosensor, first, packaging of individual puncture device integrated biosensors, particularly one that protects the puncture blood collection part at the tip of the puncture device integrated biosensor. As such a package, a cap-shaped simple package that protects the tip is preferable. Thereby, the puncture blood collection part can be protected hygienically and safely until use. Furthermore, by having such a form, repackaging after use is possible, and it is possible to prevent infectious diseases that are a concern after disposal, and as another method of use, body fluid after puncture collection is stored. It is also possible.
第二の包装形態としては、簡易包装したカートリッジ式の穿刺器具一体型バイオセンサーを複数個まとめて持ち運びが可能とした容器が挙げられる。本発明のカートリッジ式の穿刺器具一体型バイオセンサーは、簡易包装分の嵩を含めても極めて小型であるので、複数個まとめて容器に収納したとしても、包装容器全体の大きさは小さいものとなる。具体的には、携帯が容易なポケットサイズであることが望ましい。 As a second packaging form, there is a container in which a plurality of cartridge-type puncture device integrated biosensors that are simply packaged can be carried together. The cartridge-type puncture device integrated biosensor of the present invention is extremely small even if it includes the bulk of simple packaging, so even if a plurality of packages are stored together in a container, the overall size of the packaging container is small. Become. Specifically, it is desirable that the pocket size is easy to carry.
第三の包装形態としては、包装容器そのものが、内部でカートリッジ式の穿刺器具一体型バイオセンサーを個別に包装・収納可能なものが挙げられる。この場合、例えばカートリッジ式の穿刺器具一体型バイオセンサーをウェル状のトレイに個々に別けて収め、気密性を保つために包装フィルムなどで個別に包装する形態などが挙げられる。 As a third packaging form, a packaging container itself is capable of individually packaging and storing cartridge-type puncture device integrated biosensors . In this case, for example, a cartridge-type puncture device integrated biosensor is stored separately in a well-shaped tray, and individually wrapped with a packaging film or the like in order to maintain airtightness.
測定装置
穿刺器具一体型バイオセンサー用の測定装置は、カートリッジタイプの穿刺器具一体型バイオセンサーを使用した測定が繰り返し確実に行なえるための操作性および耐久性が確保され、かつ持ち運びが容易であるものが好ましい。
Measuring device for measuring device puncture device integrated biosensor is easy to carry and has operability and durability for repeated and reliable measurement using cartridge type puncture device integrated biosensor. Those are preferred.
具体的には、測定装置下部にある導入部にカートリッジ式の穿刺器具一体型バイオセンサーを横にスライドまたは垂直方向に差し込む形態が好ましい。このとき、バイオセンサーの端子が測定装置のコネクターと接続することで測定が可能な状態となる。あとは使用者が穿刺部分を決めて穿刺を開始することで穿刺・採血・測定が自動で行なわれ、最終的に測定結果が導かれる仕組みになっている。 Specifically, a form in which a cartridge-type puncture device integrated biosensor is slid sideways or inserted in a vertical direction into an introduction portion at the lower part of the measurement apparatus is preferable. At this time, the terminal of the biosensor is connected to the connector of the measuring device so that measurement is possible. After that, when the user decides the puncture portion and starts puncturing, puncturing, blood sampling and measurement are automatically performed, and finally the measurement result is derived.
構造上の特徴の一例を、さらに詳しく述べる。本測定装置は、穿刺器具一体型バイオセンサーの導入部、コネクター、電気化学測定用回路、メモリ部、操作パネル、バイオセンサーの電極における電気的な値を計測する計測部および計測部における計測値を表示する表示部を基本構成としており、さらに本装置に無線手段として電波、例えばブルートゥース(登録商標)を搭載することもできる。 An example of structural features will be described in more detail. This measuring device is a measuring unit that measures electrical values in the introduction part of a biosensor integrated with a puncture device , a connector, an electrochemical measurement circuit, a memory part, an operation panel, and an electrode of the biosensor, and a measurement value in the measurement part. The display unit to be displayed has a basic configuration, and furthermore, radio waves such as Bluetooth (registered trademark) can be mounted on the apparatus as a wireless means.
また、暗所または弱視者による使用を考慮して、照明機能を備えることもできる。この場合、使用者がカートリッジ式の穿刺器具一体型バイオセンサーの取り付けおよび穿刺を行なう上で、それらの操作性を向上させることができるような設計が好ましく、例えば測定装置の穿刺器具一体型バイオセンサーの導入部から照明用の光が照射されることで、使用者が容易に穿刺器具一体型バイオセンサーを測定装置に導入でき、さらに穿刺器具一体型バイオセンサー取り付け後も、導入部からの照明により穿刺部が照らされる形態がよい。そのため、照明機能を備えたカートリッジ式の穿刺器具一体型バイオセンサーの電極板部材を固定しているスペーサーや隔膜などの材料は、透明な材質であることが好ましい。 In addition, an illumination function can be provided in consideration of use by a dark place or a low vision person. In this case, it is preferable that the user can improve the operability when attaching and puncturing the cartridge-type puncture device integrated biosensor . For example, the puncture device integrated biosensor of the measuring apparatus is preferable. by that the light for illumination from the introduction portion is irradiated, the user can easily introduce the puncture device integrated-type biosensor measuring device, even after further piercing device integrated-type biosensor attached, the illumination from the inlet portion The form in which the puncture part is illuminated is good. Therefore, it is preferable that a material such as a spacer or a diaphragm for fixing the electrode plate member of the cartridge-type puncture device integrated biosensor having an illumination function is a transparent material.
この暗所における表示部および穿刺部の自動照明機能の他にも、測定装置には糖尿病疾患による視覚障害に対応した音声ガイド機能及び音声認識機能、電波時計の内臓による測定データ管理機能、測定データなどの医療機関などへの通信機能、充電機能などを併せ持たせることができる。 In addition to the automatic illumination function of the display unit and puncture unit in the dark place, the measurement device includes a voice guide function and a voice recognition function corresponding to visual impairment due to diabetes, a measurement data management function using a built-in radio clock, measurement data A communication function for a medical institution, a charging function, and the like can be provided.
測定装置の計測部における計測方法としては、特に限定されないがポテンシャルステップクロノアンペロメトリー法、クーロメトリー法またはサイクリックボルタンメトリー法などを用いることができる。 The measuring method in the measuring unit of the measuring device is not particularly limited, and potential step chronoamperometry, coulometry, cyclic voltammetry, or the like can be used.
以上より、本発明の穿刺器具一体型バイオセンサーおよびカートリッジ式の穿刺器具一体型バイオセンサー、それらの包装体は、使用者を限定することのない、すなわちユニバーサルな規格に対応し得るものとなっている。 From the above, the puncture device integrated-type biosensors and cartridge lancing device integrated-type biosensor of the present invention, those of the package is not to limit the user, i.e. so as to be corresponding to the universal standard Yes.
次に、実施例について本発明を説明する。 Next, the present invention will be described with reference to examples.
図1は、本発明の穿刺器具一体型バイオセンサーの一構成例を示している。図1aはバイオセンサーの各構成部材を示している。図1a(i)は上部電極の電極形成時における外側部分、図1a(ii)は上部電極の電極形成時における内側部分、図1a(iii)は下部電極の電極形成時における内側部分を示している。図1a(i)に示すように電極(形成用)基板1の先端付近には穿刺用の刃7が両刃で設けられている。また、縊れた部分9があり、この部分がストッパーとなり、基板4を貫通することで電極(形成用)基板1は基板4に固定され、電極の基板突出部分は測定装置への端子となる。電極反応部5となる2枚の電極1の表面にはそれぞれ電極面積を規定するレジスト2が設けられており(図1a(ii)及び図1a(iii))、そのうち、下部電極(形成用)基板の内側部分(図1a(iii))には試薬層3が設けられている。また、図1a(ii)では図1a(i)と同様に電極(形成用)基板1の先端付近には穿刺用の刃7が両刃で設けられている。図1bは、図1aに示した個々の部材を組み合わせたバイオセンサーの例を斜視図として示す。図1cは、図1bにおける中心線縦断面図を示す。上下2枚の穿刺刃7,7によって流れ出た血液は穿刺採血口8からバイオセンサーの電極反応部5へと送液されることで、そこに配置されていた試薬と混ざり合い、反応し、その結果が電気化学的に測定される。
FIG. 1 shows a configuration example of a biosensor with a puncture device according to the present invention. FIG. 1a shows each component of the biosensor. Fig. 1a (i) shows the outer part when the upper electrode is formed, Fig. 1a (ii) shows the inner part when the upper electrode is formed, and Fig. 1a (iii) shows the inner part when the lower electrode is formed. Yes. As shown in FIG. 1 a (i), a piercing
図2は、本発明の穿刺器具一体型バイオセンサーの他の構成例を示している。図1に示した穿刺器具一体型バイオセンサー用電極の穿刺刃7の形状が角を有し、上下2枚の角状穿刺刃7、7によって、図1に示す刃よりも少ない切り口で深く穿刺できる特徴をもつ。図2a(i)は上部電極の電極形成時における外側部分、図2a(ii)は上部電極の電極形成時における内側部分、図2a(iii)は下部電極の電極形成時における内側部分を示している。図2a(i)に示すように、電極1の先端付近には穿刺用の角状刃7が両刃で設けられている。また、図2a(ii)では、図2a(i)と同様に電極1の先端付近には穿刺用の角状刃7が両刃で設けられている。図2bは、図2aに示した個々の部材を組み合わせたバイオセンサーの例を示す斜視図である。図2cは、図2bにおける中心線縦断面図を示す。
FIG. 2 shows another configuration example of the puncture device integrated biosensor of the present invention. The shape of the
図3は、本発明の穿刺器具一体型バイオセンサーの他の構成例を示している。図1に示した穿刺器具一体型バイオセンサー用電極の穿刺刃7が上部電極(形成用)基板のみに設けられ、穿刺箇所を1箇所にできるので、使用者の負担が少なくて済むという特徴をもつ。図3a(i)は上部電極(形成用)基板の電極形成時における外側部分、図3a(ii)は上部電極(形成用)基板の電極形成時における内側部分、図3a(iii)は下部電極(形成用)基板の電極形成時における内側部分を示している。図3a(i)に示すように、電極(形成用)基板1の先端付近には穿刺用の刃7が設けられている。また、図3a(ii)では、図3a(i)と同様に電極(形成用)基板1の先端付近には穿刺用の刃7が両刃で設けられている。図3bは、図3aに示した個々の部材を組み合わせたバイオセンサーの例を示す斜視図である。図3cは、図3bにおける中心線縦断面図を示す。
FIG. 3 shows another configuration example of the biosensor with a puncture device according to the present invention. Since the
図4は、3本の電極(形成用)基板が基板に対して間隔を置いて垂直に配置された穿刺器具一体型バイオセンサーを示す。図4aは構成図、図4bは図4aにおけるA-A'断面図、図4cは正面図、図4dは背面図を示す。図4aでは、3本の電極(形成用)基板が基板上で間隔を置いて配置されることで、三角柱状の形状を成している。また、各電極用基板の先端は角状で両刃7となっている。このような形態であると、三角柱状の穿刺刃での穿刺により得られた血液は速やかに電極反応部5へと送液されることで、そこに配置されていた試薬と混ざり合い、反応し、その結果が電気化学的に測定される。
FIG. 4 shows a biosensor integrated with a puncture device in which three electrode (formation) substrates are vertically arranged at a distance from the substrate. 4a is a configuration diagram, FIG. 4b is a cross-sectional view along AA ′ in FIG. 4a, FIG. 4c is a front view, and FIG. 4d is a rear view. In FIG. 4a, three electrode (formation) substrates are arranged at intervals on the substrate to form a triangular prism shape. The tip of each electrode substrate is square and has a double-edged
図5は、2枚の曲面状の電極(形成用)基板が基板に対して間隔を置いて垂直に配置された穿刺器具一体型バイオセンサーを示す。図5aは構成図、図5bは図5aにおける中心線縦断面図、図5cは正面図、図5dは背面図を示す。図5aでは、2本の電極(形成用)基板が基板上で間隔を置いて配置されることで、中空円柱状の形状を成している。また、各電極用基板の先端は穿刺刃7で両刃となっている。このような形態であると、円柱状の穿刺刃での穿刺により得られた血液は速やかに電極反応部5へと送液されることで、そこに配置されていた試薬と混ざり合い、反応し、その結果が電気化学的に測定される。
FIG. 5 shows a biosensor integrated with a puncture device in which two curved electrode (formation) substrates are vertically arranged with a distance from the substrate. 5a is a structural view, FIG. 5b is a longitudinal sectional view of the center line in FIG. 5a, FIG. 5c is a front view, and FIG. 5d is a rear view. In FIG. 5a, two electrode (formation) substrates are arranged on the substrate at an interval to form a hollow cylindrical shape. The tip of each electrode substrate is a double-edged
図6は、図5で示した円柱状の穿刺器具一体型バイオセンサーの使用例を示している。図6aは使用前の状態、図6bは被検体の皮膚14に円柱状の穿刺器具一体型バイオセンサー13の先端部が穿刺している状態、図6cは穿刺後、被検体14が出血し、穿刺器具一体型バイオセンサー13の穿刺採血口に採血26が接触した状態、図6dは穿刺器具一体型バイオセンサー13の穿刺採血口から採血26が毛細管現象により電極反応部まで移送され、測定の状態に入っている様子を示している。また、これらの図が示すように、円柱状の電極内部にレジストによる電極面積の規定が成されている。
FIG. 6 shows an example of use of the cylindrical puncture device integrated biosensor shown in FIG. 6a shows a state before use, FIG. 6b shows a state in which the tip of the cylindrical puncture device integrated
図7は、図5で示した円柱状の穿刺器具一体型バイオセンサーの先端部を隔膜で覆い、曲面状の電極(形成用)基板の間には電気絶縁性の部材で気密性を保つように構成した真空採血式穿刺器具一体型バイオセンサーを示す。図7aは構成図、図7bは図7aにおける中心線縦断面図、図7cはB-B'断面図、図7dは正面図、図7eは背面図を示す。図7aでは2本の電極(形成用)基板1,1が基板上で間隔を置き、その間を電気絶縁部材12で埋めた状態で配置されることで、隙間のない円柱状の形状を成している。そして、円柱の先端を塞ぐように隔膜11が設けられ、電極反応部の雰囲気が真空状態を保っている。
FIG. 7 shows that the tip of the cylindrical puncture device integrated biosensor shown in FIG. 5 is covered with a diaphragm, and an electrically insulating member is used to maintain airtightness between curved electrode (formation) substrates. A vacuum blood collection type puncture device integrated biosensor constructed as shown in FIG. 7a is a block diagram, FIG. 7b is a longitudinal sectional view of the center line in FIG. 7a, FIG. 7c is a sectional view along BB ', FIG. 7d is a front view, and FIG. In FIG. 7a, two electrode (formation)
図8は、図7で示した真空採血式の穿刺器具一体型バイオセンサーの一使用例を示している。図8aは使用前の状態、図8bは被検体の皮膚14に円柱状の穿刺器具一体型バイオセンサー13の先端部が穿刺して、真空の雰囲気が穿刺部である皮膚14に及んでいる状態、図8cは穿刺後、被検体14が出血し、穿刺器具一体型バイオセンサー13の穿刺採血口から採血26が電極反応部まで移送され、測定の状態に入っている様子を示している。また、これらの図が示すように、円柱状の電極内部にレジストによる電極面積の規定がなされている。このような形態であると、採血に要する時間が短縮できるので、使用者への負担を軽減できる。
FIG. 8 shows an example of use of the vacuum blood collection type puncture device integrated biosensor shown in FIG. 8a shows a state before use, and FIG. 8b shows a state in which the tip of the cylindrical puncture device integrated
1 電極(形成用)基板
2 レジスト
3 試薬層
4 基板
5 電極反応層
6 端子
7 穿刺部
8 穿刺採血口
9 ストッパー
10 毛細管現象停止部
11 隔膜
12 電気絶縁部材
13 穿刺器具一体型バイオセンサー
14 被検体
26 採血
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