JP2005091315A

JP2005091315A - 成分測定装置

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Publication number: JP2005091315A
Application number: JP2003328879A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nagasawa; 靖長澤
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】光透過性部材の曇りを防止（または抑制）することができ、測定精度が高い成分測定装置を提供する。
【解決手段】成分測定装置１は、ケーシングを有し、このケーシング内には、プリント基板が配置され、ケーシングの先端部には、測光部４が設けられている。測光部４は、発光素子４１および受光素子４２が固定されたホルダー４３と、光透過性部材４５と、押え部材４７とを備えている。ホルダー４３の環状凹部４３５内にはＯリング４６が収納され、凹部４３４内には光透過性部材４５が収納されており、押え部材４７により、ホルダー４３に対して光透過性部材４５が固定されている。チップ５を測光部４の先端部（押え部材４７）に装着した状態（チップ装着状態）において、試験紙５３と光透過性部材４５との間の平均距離Ｌは、１．５ｍｍ以上とされる。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば血糖値の測定のような、目的とする成分の量および／または性質を測定する成分測定装置に関するものである。

血糖値の測定を行う血糖測定装置（血中成分測定装置）が知られている。この血糖測定装置は、血中のブドウ糖量に応じて呈色する試験部位の呈色の度合いを光学的に測定（測色）して血糖値を定量化するものである。

このような従来の血糖測定装置では、試験紙の測色は、発光素子および受光素子を備える測光部において、試験紙に光を照射しその反射光の強度を測定することにより行われている。

ところで、測光部には、前記光および前記反射光を通過させる通路が形成され、この通路は、測光部の試験紙に臨む部分において開口している。

このような成分測定装置の測光部に、埃や異物が入り込んでしまうという問題について従来より検討が行われている（例えば、特許文献１、２参照）。

また、埃の装置内部への侵入を防ぐため、測光部の前面に透明板（光透過性部材）を設けるものが提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。

しかしながら、前記透明板を有する成分測定装置では、血液（体液）が試験紙に到達したとき、その血液の蒸気により透明板が曇り、これにより、血糖値の測定結果にバラツキ等が生じ、測定精度が低下する（測定誤差が生じる）ことがある。特に、血液の温度に対して成分測定装置の温度が低い場合に、測定誤差が発生し易い。

特開平３−９５４３８号公報特開平３−９５４３９号公報特開平３−９５４３１号公報特開平３−９５４４０号公報

本発明の目的は、光透過性部材の曇りを防止（または抑制）することができ、測定精度が高い成分測定装置を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１）試験部位を測色して検体中の所定成分の量および／または性質を測定する成分測定装置であって、
前記試験部位を備えるチップを着脱自在に装着するチップ装着部と、
前記チップを前記チップ装着部に装着した状態で、前記試験部位へ光を照射する発光素子と、前記試験部位で反射された反射光を受光する受光素子と、前記発光素子および前記受光素子を収納、保持するホルダーとを備える測光部とを有し、
前記ホルダーには、前記試験部位に臨む部分に、光透過性部材が設けられており、
前記チップを前記チップ装着部に装着した状態において、前記試験部位と前記光透過性部材との間の平均距離が、１．５ｍｍ以上であることを特徴とする成分測定装置。

（２）前記平均距離が、１．５〜２０ｍｍである上記（１）に記載の成分測定装置。

（３）前記平均距離が、１．５〜８ｍｍである上記（１）に記載の成分測定装置。

（４）試験部位を測色して検体中の所定成分の量および／または性質を測定する成分測定装置であって、
前記試験部位を備えるチップを着脱自在に装着するチップ装着部と、
前記チップを前記チップ装着部に装着した状態で、前記試験部位へ光を照射する発光素子と、前記試験部位で反射された反射光を受光する受光素子と、前記発光素子および前記受光素子を収納、保持するホルダーとを備える測光部とを有し、
前記ホルダーには、前記試験部位に臨む部分に、光透過性部材が設けられており、
前記チップを前記チップ装着部に装着した状態において、前記試験部位と前記光透過性部材との間に形成される空間の体積（単位：ｍｍ^３）を、該空間内の前記試験部位の表面の面積（単位：ｍｍ^２）で除した値が、１．５ｍｍ以上であることを特徴とする成分測定装置。

（５）前記除した値が、１．５〜２０ｍｍである上記（４）に記載の成分測定装置。

（６）前記除した値が、１．５〜８ｍｍである上記（４）に記載の成分測定装置。

（７）前記試験部位に前記検体が添着された際、該試験部位の前記光透過性部材側の面より水蒸気が発生し得る上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の成分測定装置。

（８）前記チップを前記チップ装着部に装着した状態において、前記試験部位と前記光透過性部材との間に形成される空間の横断面積は、前記試験部位側の端部から前記光透過性部材側の端部までほぼ一定である上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の成分測定装置。

（９）前記ホルダーには、前記光および前記反射光が通過する通路が形成されており、前記光透過性部材は、シール部材を介して前記通路を密閉するよう設置されている上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の成分測定装置。

（１０）前記光透過性部材は、前記チップを前記チップ装着部に装着した状態で、前記試験部位と前記ホルダーの前記通路とを隔離する上記（９）に記載の成分測定装置。

（１１）前記光透過性部材を前記ホルダーに固定する押え部材を有する上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の成分測定装置。

（１２）前記押え部材は、前記光および前記反射光が通過し、前記チップを前記チップ装着部に装着した状態において前記試験部位と前記光透過性部材との間に位置する開口部を有する上記（１１）に記載の成分測定装置。

本発明によれば、光透過性部材を有しているので、測光部の通路内（測光部の内部）に、埃、水、検体等が侵入するのを確実に防止でき、目的とする成分量（例えば、血中成分量）の測定を、高い測定精度で行うことができる。

また、測定の際、検体の蒸気により光透過性部材が曇ってしまうのを防止（または抑制）することができ、これにより、測定精度を向上させることができる。

以下、本発明の成分測定装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明するが、本発明の成分測定装置の一実施形態を説明する前に、まず、本発明の成分測定装置に装着して使用されるチップ（成分測定用チップ）の一実施形態について説明する。

図５は、チップの構成を示す縦断面図、図６は、図５に示すチップを成分測定装置に装着した状態を示す縦断面図である。なお、以下では、図５および図６中の左側を「基端」、右側を「先端」として説明する。

図５に示すチップ５は、有底筒状のチップ本体５１と、このチップ本体５１の底部５１１から突出した細管５２と、チップ本体５１内に設置された試験部位である試験紙５３とで構成されている。

チップ本体５１は、試験紙５３を支持するとともに、チップ５を、後述する成分測定装置１が備える測光部４の先端部（チップ装着部）へ装着する装着部を構成するものである。

チップ本体５１は、底部５１１と、胴部５１３と、胴部５１３の基端外周に形成されたフランジ５１４とで構成されている。また、底部５１１の内側には、試験紙５３を固定する台座部５１２が形成されている。試験紙５３は、その外周部（固定部５３３）において、例えば融着または接着剤による接着等の方法により台座部５１２に固定される。

胴部５１３は、チップ５を成分測定装置１の測光部４の先端部へ装着する装着部を構成する。すなわち、図６および図７に示すように、チップ本体５１の胴部５１３の内側に、測光部４の先端部（押え部材４７）を嵌合して、チップ５を成分測定装置１の測光部４へ装着する。以下、図６に示す状態を、「チップ装着状態」と言う。

細管５２は、血液（検体）を採取するためのものであり、その内部には、検体導入流路５２０が形成されている。この検体導入流路５２０は、試験紙５３に対しほぼ直交する方向に延在しており、その先端には検体流入口５２３、その基端には検体流出口５２７がそれぞれ形成されている。

チップ本体５１の底部５１１内面の台座部５１２より外周側の位置には、チップ装着状態で、試験紙５３と測光部４の押え部材４７との非接触を確保する離間手段として、スペーサー５６が形成されている。

このスペーサー５６は、底部５１１の内面に周方向に沿って配置された複数（例えば９０°間隔で４個）の凸部で構成されており、図６に示すように、チップ装着状態で、測光部４の押え部材４７の先端に当接して、押え部材４７の先端部が試験紙５３に接触することを阻止する。

このようなスペーサー５６を設けたことにより、試験紙５３が保護されるとともに、試験紙５３上に展開された血液が測光部４に付着して汚染することが防止される。

また、スペーサー５６は、チップ装着状態で、押え部材４７の先端に当接して、試験紙５３と測光部４の発光素子４１および受光素子４２との離間距離や、試験紙５３と後述する光透過性部材４５との離間距離（平均距離Ｌ）を一定に保つ機能も有している。これにより、前記距離が変動し光学的特性にバラツキが生じることによる測定誤差を少なくすることができ、測定精度の向上に寄与する。

なお、チップ５は、フランジ５１４や細管５２を有するものに限らず、例えば、平板状、シート状、スティック状のものであってもよい。

以上のようなチップ本体５１および細管５２は、所定の剛性を有する剛性材料で構成されている。このような剛性材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、硬質ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド、ポリイミド、ポリアセタール等またはこれらのうちの１種以上を含むポリマーアロイ、ポリマーブレンド等の各種樹脂材料が挙げられる。このなかでも、検体を迅速に導入、展開するのに特に適したものとして、アクリル系樹脂等の親水性の高い材料または親水化処理されたものが好ましい。

親水化処理としては、例えばプラズマ処理、グロー放電、コロナ放電、紫外線照射等の物理活性化処理の他、界面活性剤、水溶性シリコン、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の付与（塗布）等により行うことができる。

試験紙５３は、血液（検体）を吸収可能な担体に、試薬（発色試薬）を担持（含浸）させたものである。この担体は、好ましくは多孔性膜（シート状多孔質基材）で構成されている。この場合、多孔性膜は、血液中の赤血球を濾過できる程度の孔径を有するものが好ましい。

多孔性膜による担体を用いることにより、含浸させる試薬が特にオキシダーゼ反応のように酸素を基質として反応する過程を含む試薬系の場合に、血液が試験紙５３上に展開後、血液受容側が血液で覆われた状態でも、反応側（反対面）より大気中の酸素が供給されるので、反応を迅速に進ませることができ、よって、血液を除去することなく発色状態を検出することができる。

試験紙５３の担体としては、多孔性膜の他に、例えば、不織布、織布、延伸処理したシート等のシート状多孔質基材が挙げられる。

多孔性膜等の担体の構成材料としては、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリオレフィン類、ポリスルホン類またはセルロース類等が挙げられるが、試薬を溶解した水溶液を含浸させたり、血液の採取時には血液の吸収・展開を迅速に行うため、親水性を有する材料または、親水化処理されたものが好ましい。なお、親水化処理としては、前述した方法と同様のものが挙げられる。

担体（多孔質膜）に含浸する試薬としては、血糖値測定用の場合、グルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）と、ペルオキシダーゼ（ＰＯＤ）と、例えば４−アミノアンチピリン、Ｎ−エチルＮ−（２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル）−ｍ−トルイジンのような発色剤（発色試薬）との組み合せが挙げられ、その他、測定成分に応じて、例えばアスコルビン酸オキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、ガラクトースオキシダーゼ、フルクトースデヒドロゲナーゼ、コレステロールオキシダーゼ、コレステロールデヒドロゲナーゼ、乳酸オキシダーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、ビリルビンオキシダーゼ、キサンチンオキシダーゼ等の血中の目的成分（所定成分）と反応するものと、前記と同様の発色剤（発色試薬）との組み合せが挙げられる。また、さらにリン酸緩衝液のような緩衝剤が含まれていてもよい。なお、試薬の種類、成分については、これらに限定されないことは言うまでもない。

次に、試験紙５３の形状、構造について説明する。試験紙５３の形状は、円形が好ましいが、これに限定されず、その他、例えば楕円形、正方形、長方形、菱形等の四角形、三角形、六角形、八角形等、必要に応じ選択して用いることができる。

また、図５に示すように、試験紙５３の外周部、すなわち環状の凸部５３２のさらに外周側には、固定部５３３が形成されており、試験紙５３は、この固定部５３３において、融着または接着剤による接着等の方法によりチップ本体５１の台座部５１２に固定されている。

また、検体流出側端部５２５の端面に、試験紙５３を融着または接着剤による接着等の方法により固定することもできる。これにより、試験紙５３をさらに安定的にチップ本体５１に支持、固定することができ、また、試験紙５３の変形（湾曲、歪み、波打ち等）により隙間が生じ、血液の展開を妨げることも防止される。

図７は、チップ５を用いて血液を採取するときの状態を示す側面図である。同図に示すように、血液の採取は、まず、指先等を針やメス等で穿刺し、この穿刺部から皮膚上に少量（例えば１〜６μＬ程度）の血液１８を流出させる。

一方、成分測定装置１が備える測光部４の先端部（チップ装着部）にチップ５を装着し、細管５２の検体流入側端部５２１の端面を皮膚に当接させる。指先の血液１８は、溝５２２内を経て検体流入口５２３へ至り、毛細管現象により吸引されて検体導入流路５２０内を基端方向へ流れ、検体流出口５２７へ到達する。このとき、指先の血液１８は、溝５２２の側面開口部（細管５２の外周面に開放した部分）から有効に吸入されるので、皮膚状で過剰に散らされることもなく、ロスも少ない。

試験紙５３上への血液の展開が完了すると、血液中の目的成分（例えばブドウ糖）と試験紙５３に担持された試薬とが反応し、目的成分の量に応じて呈色する。この呈色した試験紙５３を測色して、呈色の強度を測定することにより、血液中の目的成分量（血糖値）が求まる。

なお、試験部位として試験紙を用いて説明したが、これに限られることなく、目的成分により、反射光の変化するものであれば用いることができる。

次に、本発明の成分測定装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の成分測定装置の実施形態の内部構造を示す平面図、図２は、図１に示す成分測定装置の断面側面図、図３は、図１に示す成分測定装置のブロック図、図４は、図１に示す成分測定装置の測光部の構成を示す縦断面図である。なお、以下では、図１、図２および図４中の左側を「基端」、右側を「先端」として説明する。

これらの図に示す成分測定装置（血中成分測定装置）１は、ケーシング２を有し、このケーシング２内には、プリント基板３が配置されている。また、ケーシング２の先端部には、測光部４が設けられている。ケーシング２の窓部には、液晶表示装置（ＬＣＤ）９が設置されている。

プリント基板３上には、マイクロコンピュータで構成される制御手段１０が搭載されており、成分測定装置１の諸動作を制御する。この制御手段１０には、測光部４からの信号に基づいて目的とする血中成分（例えばブドウ糖）を算出する演算部が内蔵されている。この演算部は、必要に応じて、例えばヘマトクリット値補正計算、温度補正計算等も行う。

測光部４は、発光素子（発光ダイオード）４１と、受光素子（フォトダイオード）４２とを有しており、これらは、ホルダー４３に収納、保持されている。発光素子４１は制御手段１０と電気的に接続され、受光素子４２は、図示しない増幅器およびＡ／Ｄ変換器４９を介して制御手段１０と電気的に接続されている。

発光素子４１は、制御手段１０からの信号により作動し、所定の時間間隔でパルス光を発する。このパルス光は、例えば、その周期が０．５〜３．０ｍｓｅｃ程度、１パルスの発光時間が０．０５〜０．３ｍｓｅｃ程度とされる。

また、このパルス光の波長は、血糖測定の場合、好ましくは５００〜７２０ｎｍ程度、より好ましくは５８０〜６５０ｎｍ程度とされる。

測光部４の先端部には、前述したような試験紙５３を内蔵するチップ（成分測定用チップ）５が着脱自在に装着される。具体的には、ホルダー４３の先端部には、このホルダー４３に対して光透過性部材４５を固定する押え部材４７が設けられており、チップ５を測光部４の先端部に装着した状態（チップ装着状態）で、押え部材４７にチップ本体５１の基端部が嵌合し、チップ５が押え部材４７に固定される（図６参照）。すなわち、本実施形態では、押え部材４７がチップ装着部を構成している。

このチップ装着状態で、押え部材４７の先端（開口部４２７の先端）は、チップ５が備える試験紙５３に対面する（臨む）。そして、この状態で、発光素子４１を点灯させると、発光素子４１から発せられた光は試験紙５３に照射され、試験紙５３で反射された反射光は、受光素子４２に受光され、光電変換される。受光素子４２からは、その受光光量に応じたアナログ信号が出力され、所望に増幅された後、Ａ／Ｄ変換器４９にてデジタル信号に変換され、制御手段１０に入力される。
この測光部４の構成については、後に詳述する。

また、成分測定装置１は、電源部６、電源電圧検出部７、スイッチ回路８、制御発振部１１、時計発振部１２、データ記憶部（記憶手段）１３、ブザー出力部１４、外部出力部１５および温度測定部１６を有している。

電源部６には、電池６１が装填される。電源電圧検出部７は、この電池６１の電圧を検出し、検出された電圧値（検出値）を制御手段１０へ出力する。これにより、電池６１の残量をチェックすることができる。

スイッチ回路８は、以下のような種々のスイッチの入力を検出し、その信号を制御手段１０へ入力する。スイッチの種類としては、電源スイッチ、記憶データ読出スイッチ、時刻設定・変更スイッチ、リセットスイッチ、ブザー作動／不作動選択スイッチ、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ商用電源周波数選択スイッチ等が挙げられる。

電源スイッチは、操作ボタン３１の押圧により、オン／オフすることができる。また、その他のスイッチは、操作ボタン３１、操作部材３２、３３、３４等のうちのいずれか１つまたは２つ以上を組み合わせて操作することにより作動させることができる。

制御発振部１１は、タイマーを構成するもので、一定時間間隔のクロックパルスを発振し、制御手段１０のマイクロコンピューター（マイクロプロセッシングユニット：ＭＰＵ）の動作用基準信号の供給を行う。

時計発振部１２は、絶対時間（日時）を特定する時計を構成するもので、一定時間間隔のクロックパルスを発振し、制御手段１０が内蔵する時計制御回路の動作用基準信号の供給を行う。

データ記憶部１３は、第１メモリー（ＲＡＭ）、第２メモリー（ＲＯＭ）および書き換え可能な不揮発性メモリーである第３メモリー（不揮発性ＲＡＭ）を備えている。測光部４より入力された測光値（測光データ）は、所定のフォーマットに従って第１メモリーに記憶される。

また、第２メモリーには、測光値から求められた吸光度と、目的とする血中成分量との関係（検量線）が予めテーブル化されて記憶されている。

第３メモリーには、個々の装置ごとに固有の校正値が予め記憶されている。ここで言う固有の校正値には、例えば、反射光量の規定値、吸光度計算の補正係数等がある。

ブザー出力部１４は、制御手段１０からの信号に基づいて、ブザーを作動させ、音を発する。

外部出力部１５は、求められた目的とする血中成分量等のデータを、例えばパソコンのような外部装置へ出力するためのものである。この場合、外部出力部１５は、例えばＲＳ２３２Ｃのような通信ドライバーを内蔵している。また、赤外線通信を行う場合には、外部出力部１５は、赤外線発光素子およびその駆動回路を内蔵している。

温度測定部１６は、環境温度を測定し得る温度センサー（サーミスタ）を備えている。温度測定部１６では、随時温度測定がなされ、その温度情報は、データ記憶部１３の第１メモリーに記憶される。また、第１メモリーから読み出された温度情報は、制御手段１０へ入力され、目的とする血中成分量の温度補正計算に利用される。

次に、図４および図６に基づいて、測光部４について説明する。
前述したように、測光部４は、発光素子４１および受光素子４２が固定（固着）されたホルダー（測光ブロック）４３と、光透過性部材４５と、ホルダー４３に対して光透過性部材４５を固定する押え部材４７とを備えている。このホルダー４３には、発光素子４１が発する光を通過させ、試験紙５３に案内する第１の通路４３１と、この光が試験紙５３で反射された反射光を通過させ、受光素子４２に案内する第２の通路４３２とが形成されている。

第１の通路４３１と第２の通路４３２とは、ホルダー４３の先端部で１つとなった（合流した）後、ホルダー４３の先端において開放（開口）している。これにより、ホルダー４３の先端には、第１の通路４３１および第２の通路４３２が開放する開口部４３３が形成されている。

この開口部４３３の形状は、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、正方形、長方形、菱形等の四角形、三角形、六角形、八角形等や、これらを組み合わせた形状等、必要に応じ選択することができる。

ホルダー４３の先端部、すなわち、チップ装着状態で試験紙５３に対向する部分（チップ装着状態で試験紙５３に臨む部分）には、第１の通路４３１がほぼ中央に位置するように、凹部４３４が形成されている。

また、凹部４３４の外周には、この凹部４３４に連通し、凹部４３４よりも深く形成された環状凹部４３５が形成されている。

この環状凹部４３５内にはＯリング４６が収納され、かつ、凹部４３４内には光透過性部材４５が収納されており、押え部材４７により、ホルダー４３に対して光透過性部材４５が固定されている。

押え部材４７は、略筒状をなしており、その基端側には、光透過性部材４５に当接するリング状（円環状）の当接部４７１と、ホルダー４３の先端部に嵌合するリング状（円環状）の嵌合部４７３とが、それぞれ、突出形成されている。嵌合部４７３は、当接部４７１の外周側に位置している。

嵌合部４７３は、押え部材４７をホルダー４３の先端部へ装着する装着部を構成する。すなわち、図６に示すように、押え部材４７の嵌合部４７３の内側に、ホルダー４３の先端部を挿入して、押え部材４７をホルダー４３へ装着する（嵌合させる）。

環状凹部４３５内にＯリング４６を、凹部４３４内に光透過性部材４５をそれぞれ収納した状態で、押え部材４７をホルダー４３の先端部に装着すると、当接部４７１が光透過性部材４５に当接し、これをホルダー４３に向かって押圧する。また、Ｏリング４６は、その弾性力により光透過性部材４５を当接部４７１に向かって押圧する。これにより、光透過性部材４５は、ホルダー４３に対して固定される。このように、ホルダー４３の第１の通路４３１および第２の通路４３２（以下、単に「通路」と言う。）は、Ｏリング４６を介して光透過性部材４５により密閉されている。

また、ホルダー４３の先端部外周には、複数のリング状の凹部で構成される接着剤溜り４３６が設けられている。この接着剤溜り４３６内に接着剤が供給され、これにより、押え部材４７はホルダー４３に対して固定（固着）される。

なお、押え部材４７のホルダー４３への固定（固着）の方法は、接着剤による接着による方法に限定されず、例えば、融着、嵌合、螺合等の方法を用いてもよい。押え部材４７をホルダー４３に対して、嵌合や螺合の方法により固定すると、光透過性部材４５やＯリング４６を、必要時に取替えることができ便利である。

このような構成により、チップ装着状態で、光透過性部材４５は、試験紙５３とホルダー４３（測光部４）の通路とを隔離する。

この成分測定装置１では、ホルダー４３の通路が密閉されているので、通路内への埃、水、血液（検体）等の侵入が確実に防止される。これにより、目的とする血中成分量の測定を、高い測定精度で行うことができる。

また、ホルダー４３の通路の密閉性が確保されているので、例え、押え部材４７（測光部４）や光透過性部材４５の先端面に、血液等が付着した場合でも、消毒用アルコールや水等の洗浄液により洗浄して、これらを容易かつ確実に除去することもできる。

また、前述したように、チップ５には、試験紙５３に供給された血液が測光部４等へ付着するのを防止するための各種の工夫がなされているが、本発明の成分測定装置１では、測光部４に付着した血液等を容易に除去できることから、チップ５の構成の簡略化を図ることができ、チップ５のコスト低減にも寄与する。

押え部材４７の外周部は、チップ装着状態で、チップ５の基端部が嵌合する嵌合部として機能する。

また、押え部材４７のほぼ中央には、発光素子４１が発する光、および試験紙５３で反射された反射光が通過する開口部（貫通孔）４７２が形成されており、チップ装着状態において、試験紙５３と光透過性部材４５との間に空間（中空部）１９が形成される。すなわち、チップ装着状態においては、試験紙５３と光透過性部材４５との間に開口部４７２が位置し、主に、この開口部４７２の内面（内周面）と、試験紙５３の基端側の表面と、光透過性部材４５の先端側の表面とで、空間１９が画成される。

この開口部４７２は、本実施形態では、その横断面形状が先端（外側端部）から基端（内側端部）までの任意の位置においてほぼ等しい形状（相似形）をなし、かつ、先端から基端まで横断面積がほぼ一定とされている。すなわち、開口部４７２の内面と当接部４７１（当接部４７１の基端面）とのなす角度がほぼ９０°となっている。これにより、空間１９の横断面積は、その空間１９の試験紙５３側（先端側）の端部から光透過性部材４５側（基端側）の端部までほぼ一定となる。

このような構成により、押え部材４７の先端面に指等が接触した場合でも、この指等が光透過性部材４５の先端面（外側面）に接触するのを防止できるという効果（接触防止効果）が得られる。

開口部４７２の横断面形状は、光透過性部材４５の形状（平面視形状）とほぼ等しく、また、開口部４７２の横断面積（平均）は、光透過性部材４５の面積より若干小さく設定されるのが好ましい。これにより、前記光および反射光の通過を妨げることなく、当接部４７１（押え部材４７）により光透過性部材４５を確実に押圧して、ホルダー４３に対して固定することができる。また、前記接触防止効果を十分に発揮させることもできる。

かかる観点からは、開口部４７２の横断面積（平均）は、０．１〜１００ｍｍ^２程度であるのが好ましい。

ここで、本発明の成分測定装置１は、下記条件（１）と条件（２）との少なくとも一方を満足するように構成されている。測定の際は、血液（検体）が試験紙５３へ到達、展開（添着）され、この際、試験紙５３として、例えば光透過性部材４５側の面に血液の液体成分が露出する開口を備えた多孔質膜を用いた場合には、試験紙５３の光透過性部材４５側の面より、水蒸気が発生し得るが、本発明の成分測定装置１は、下記条件（１）と条件（２）との少なくとも一方を満足するので、前記血液（検体）の蒸気により光透過性部材４５が曇ってしまうのを防止（または抑制）することができ、これによって測定精度を向上させることができる。

[条件（１）]
チップ５をチップ装着部に装着した状態、すなわち、チップ５を測光部４の先端部（押え部材４７）に装着した状態（チップ装着状態）において、試験紙５３と光透過性部材４５との間の平均距離Ｌ（図６参照）が、１．５ｍｍ以上である。

前記平均距離Ｌが１．５ｍｍより短いと、血液が試験紙５３に到達したとき、その血液の蒸気により光透過性部材４５が曇り、これにより、血液中の目的成分量（血糖値）の測定結果にバラツキ等が生じ、測定精度が低下する。

前記平均距離Ｌは、１．５ｍｍ以上であればよいが、１．５〜２０ｍｍ程度であるのが好ましく、１．５〜８ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、測光部４を小さくすることができ、成分測定装置１の小型化に有利である。また、成分測定装置１が小型化することによって、操作性が向上する。

[条件（２）]
チップ５をチップ装着部に装着した状態、すなわち、チップ５を測光部４の先端部（押え部材４７）に装着した状態（チップ装着状態）において、試験紙５３と光透過性部材４５との間に形成される空間（中空部）１９の体積Ｖ（単位：ｍｍ^３）を、この空間１９内の試験紙５３の表面の面積Ｓ（単位：ｍｍ^２）で除した値（Ｖ／Ｓ）が、１．５ｍｍ以上である。試験紙５３の外周が開口部４７２の外周よりも小さい場合には、試験紙５３を含むチップ５と光透過性部材４５との間に形成される空間を、上記空間（中空部）１９とする。

前記除した値（Ｖ／Ｓ）が１．５ｍｍより小さいと、血液が試験紙５３に到達したとき、その血液の蒸気により光透過性部材４５が曇り、これにより、血液中の目的成分量（血糖値）の測定結果にバラツキ等が生じ、測定精度が低下する。

前記除した値（Ｖ／Ｓ）は、１．５ｍｍ以上であればよいが、１．５〜２０ｍｍ程度であるのが好ましく、１．５〜８ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、測光部４を小さくすることができ、成分測定装置１の小型化に有利である。また、成分測定装置１が小型化することによって、操作性が向上する。

なお、図示される本実施形態では、平均距離Ｌと、除した値（Ｖ／Ｓ）とは、略等しく、前記条件（１）および条件（２）の両方を満足する。

ここで、次のような実験を行なった。
温度２８℃、２５℃、１０℃において、それぞれ、湿度５０％、９０％の環境において、図１〜図７に示す試験用測定装置（押え部材４７は、開口部４７２の直径（Ｌ１）が５．２ｍｍの円筒形、試験紙５３として直径が５．８ｍｍの多孔質膜を使用）を用い、健常人から採血し、血糖値測定を行った。同時に、自動分析装置（日立７１５０）を用いて、参照する血糖値（参照血糖値）を測定した。

平均距離（Ｌ）を１．８ｍｍ、２．０ｍｍとした場合は、それぞれ、上記のすべての試験環境において参照血糖値と有意な差は認められなかった。

一方、比較として平均距離（Ｌ）を０．７ｍｍとした以外は前記と同じ試験用測定装置を使用した場合は、参照血糖値に対して５０％以上高い値を示す場合が見られた。

本発明では、図４に示すように、縦断面における開口部４７２の内面同士の最大離間距離（開口部４７２の横断面形状が円形の場合、最大直径）をＬ１［ｍｍ］とし、開口部４７２の図４中左右方向の平均長さ（平均厚さ）をＬ２［ｍｍ］としたとき、Ｌ２／Ｌ１が０．１以上なる関係を満足するのが好ましく、０．１〜０．４程度となる関係を満足するのがより好ましい。これにより、前記接触防止効果が好適に発揮される。

本実施形態では、光透過性部材４５は、平板状をなしており、その先端面（試験紙５３側の面）は、がホルダー４３の先端面より基端側に位置している。

この光透過性部材４５の厚さ（平均）は、その構成材料等によっても若干異なり、特に限定されないが、０．１〜１０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．３〜３ｍｍ程度であるのがより好ましい。光透過性部材４５の厚さが薄過ぎると、強度が低下するおそれがあり、一方、光透過性部材４５の厚さが厚過ぎると、測光部４が大型化し好ましくない。

また、光透過性部材４５の形状は、開口部４３３に対応した形状であるのが好ましく、光透過性部材４５の寸法は、開口部４３３を覆うことができる程度の大きさであればよい。

このような光透過性部材４５の構成材料としては、例えば、各種ガラス材料、各種樹脂材料等が挙げられる。

また、ホルダー４３および押え部材４７の構成材料としては、それぞれ、例えば、アクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、硬質ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド、ポリイミド、ポリアセタール等またはこれらのうちの１種以上を含むポリマーアロイ、ポリマーブレンド等の各種樹脂材料、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金、ステンレス鋼等の各種金属材料が挙げられる。

なお、光透過性部材４５は、平板状のものに限定されず、例えば、レンズ形状のものであってもよい。

また、光透過性部材４５の表面には、任意の目的のコート層が１層以上形成されていてもよい。このコート層は、例えば、測定精度を向上させる目的、光透過性部材４５のキズ付きを防止する目的等の目的で設けることができる。

測定精度を向上させる観点からは、コート層として、例えば、発光素子４１が発する光が光透過性部材４５の表面（基端面）で反射されるのを防止する反射防止コート（ＡＲコート）や、試験紙５３で反射された反射光が光透過性部材４５の表面（先端面）で反射されるのを防止する反射防止コート、外乱光（特に赤外光）が測定精度に大きく影響を与えることから、例えば７２０ｎｍ以下の波長の光を選択的に透過させるローパスフィルタや、５００〜７２０ｎｍ程度（発光素子４１が発する光の波長に対応する）の波長の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタ等を設けるのが好ましい。

また、光透過性部材４５のキズ付きを防止する観点からは、コート層として、例えば、Ｓｉ系材料、Ａｌ系材料、多官能アクリル系材料、ウレタン樹脂系材料、メラミン樹脂系材料等を主材料とする強化コート層（ハードコート層）を設けるのが好ましい。

Ｏリング４６は、弾性材料で構成され、その縦断面における径（直径）が環状凹部４３５の深さより大きくなるよう設定されている。これにより、光透過性部材４５を凹部４３４内に設置した状態で、Ｏリング４６は、ホルダー４３および光透過性部材４５の双方と確実に密着するようになる。これにより、ホルダー４３の通路の密閉性（液密性または気密性）の向上を図ることができ、前述した効果をより向上させることができる。

このような弾性材料としては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料（特に加硫処理したもの）や、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。

なお、Ｏリング４６の設置位置は、図示のものに限定されず、例えば、光透過性部材４５の外周部とすることもできる。

以上説明したように、この成分測定装置１によれば、光透過性部材４５によりホルダー４３の通路が密閉されているので、ホルダー４３（測光部４）の通路内への埃、水、血液（検体）等の侵入が確実に防止される。これにより、目的とする血中成分量の測定を、高い測定精度で行うことができる。

また、平均距離Ｌや除した値（Ｖ／Ｓ）を前記のように設定するので、測定の際、試験紙５３へ到達、展開された血液（検体）の蒸気により光透過性部材４５が曇ってしまうのを防止（または抑制）することができ、これにより、測定精度をさらに向上させることができる。

以上、本発明の成分測定装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

また、前記実施形態では、検体として血液を挙げて説明したが、検体はこれに限らず、その他、例えば尿、リンパ液、髄液、唾液等の体液またはその希釈液、濃縮液であってもよい。

また、測定目的とする成分（所定成分）は、ブドウ糖（血糖値）に限らず、例えば、コレステロール、尿酸、クレアチニン、乳酸、ヘモグロビン（潜血）、各種アルコール類、各種糖類、各種タンパク質、各種ビタミン類、ナトリウム等の各種無機イオン等であってもよい。

また、前記実施形態では、所定成分の量を測定するものとして説明したが、本発明では、所定成分の性質を測定するものであってもよく、また、所定成分の量および性質の双方を測定するものであってもよい。

また、前記実施形態では、シール材としてＯリング（弾性材料で構成されたシール材）を用いる場合を代表に説明したが、シール材には、各種樹脂材料等のシール性を有する材料（例えば接着剤）を用いることもできる。

また、前記実施形態では、試験紙を備えるチップを装着して使用する成分測定装置について説明したが、本発明の成分測定装置は、スティック状、シート状等の他の構成（形態）のチップを用いるものであってもよい。

本発明の成分測定装置の実施形態の内部構造を示す平面図である。図１に示す成分測定装置の断面側面図である。図１に示す成分測定装置のブロック図である。図１に示す成分測定装置の測光部の構成を示す縦断面図である。チップの構成を示す縦断面図である。図５に示すチップを成分測定装置に装着した状態を示す縦断面図である。図５に示すチップを用いて血液を採取するときの状態を示す側面図である。

符号の説明

１成分測定装置
２ケーシング
３プリント基板
３１操作ボタン
３２、３３、３４操作部材
４測光部
４１発光素子
４２受光素子
４３ホルダー
４３１第１の通路
４３２第２の通路
４３３開口部
４３４凹部
４３５環状凹部
４３６接着剤溜り
４５光透過性部材
４６Ｏリング
４７押え部材
４７１当接部
４７２開口部
４７３嵌合部
４９Ａ／Ｄ変換器
５チップ
５１チップ本体
５１１底部
５１２台座部
５１３胴部
５１４フランジ
５２細管
５２０検体導入流路
５２１検体流入側端部
５２２溝
５２３検体流入口
５２５検体流出側端部
５２７検体流出口
５３試験紙
５３２環状の凸部
５３３固定部
５６スペーサー
６電源部
６１電池
７電源電圧検出部
８スイッチ回路
９液晶表示装置
１０制御手段
１１制御発振部
１２時計発振部
１３データ記憶部
１４ブザー出力部
１５外部出力部
１６温度測定部
１８血液
１９空間

Claims

試験部位を測色して検体中の所定成分の量および／または性質を測定する成分測定装置であって、
前記試験部位を備えるチップを着脱自在に装着するチップ装着部と、
前記チップを前記チップ装着部に装着した状態で、前記試験部位へ光を照射する発光素子と、前記試験部位で反射された反射光を受光する受光素子と、前記発光素子および前記受光素子を収納、保持するホルダーとを備える測光部とを有し、
前記ホルダーには、前記試験部位に臨む部分に、光透過性部材が設けられており、
前記チップを前記チップ装着部に装着した状態において、前記試験部位と前記光透過性部材との間の平均距離が、１．５ｍｍ以上であることを特徴とする成分測定装置。
試験部位を測色して検体中の所定成分の量および／または性質を測定する成分測定装置であって、
前記試験部位を備えるチップを着脱自在に装着するチップ装着部と、
前記チップを前記チップ装着部に装着した状態で、前記試験部位へ光を照射する発光素子と、前記試験部位で反射された反射光を受光する受光素子と、前記発光素子および前記受光素子を収納、保持するホルダーとを備える測光部とを有し、
前記ホルダーには、前記試験部位に臨む部分に、光透過性部材が設けられており、
前記チップを前記チップ装着部に装着した状態において、前記試験部位と前記光透過性部材との間に形成される空間の体積（単位：ｍｍ^３）を、該空間内の前記試験部位の表面の面積（単位：ｍｍ^２）で除した値が、１．５ｍｍ以上であることを特徴とする成分測定装置。
前記試験部位に前記検体が添着された際、該試験部位の前記光透過性部材側の面より水蒸気が発生し得る請求項１または２に記載の成分測定装置。