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JP2008125754A - Biosensor cartridge, method of using biosensor cartridge, and biosensor device - Google Patents

Biosensor cartridge, method of using biosensor cartridge, and biosensor device Download PDF

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JP2008125754A
JP2008125754A JP2006313465A JP2006313465A JP2008125754A JP 2008125754 A JP2008125754 A JP 2008125754A JP 2006313465 A JP2006313465 A JP 2006313465A JP 2006313465 A JP2006313465 A JP 2006313465A JP 2008125754 A JP2008125754 A JP 2008125754A
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puncture
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biosensor cartridge
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剛 藤村
Hideaki Nakamura
秀明 中村
Tomoko Ishikawa
智子 石川
Masao Goto
正男 後藤
Masao Karube
征夫 輕部
Takahiko Kitamura
貴彦 北村
Shingo Kaimori
信吾 改森
Hiroto Nakajima
裕人 中嶋
Hiroshi Hayami
宏 早味
Toshifumi Hosoya
俊史 細谷
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sumitomo Electric Industries Ltd
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sumitomo Electric Industries Ltd
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

【課題】測定に必要な試料の採取量を少量にして使用者の負担を軽減するとともに、試料採取口を穿刺口に近づける動作を必要とすることなく容易に穿刺口の試料を採取して測定することができるバイオセンサカートリッジを提供する。
【解決手段】バイオセンサチップ11の片端部を被検体Mに押し付け、弾性体20の密閉半開放空間23から突出した穿刺用器具12により穿刺し、この穿刺直後に、弾性体20の体積膨張によって穿刺用器具12を被検体Mから抜き出し、穿刺口から試料Bを流出させる。この際、穿刺口とバイオセンサチップ11に設けられた試料採取口13とが膨張した弾性体20によって形成される密閉半開放空間23に内包されているので、少量の試料Bでも容易に採取することができる。
【選択図】図1
[PROBLEMS] To reduce the burden on the user by reducing the amount of sample collected for measurement, and easily collect the sample from the puncture port without the need to move the sample collection port close to the puncture port. A biosensor cartridge that can be provided is provided.
One end of a biosensor chip 11 is pressed against a subject M, punctured with a puncture device 12 protruding from a sealed half-open space 23 of an elastic body 20, and immediately after the puncture, the volume of the elastic body 20 is expanded. The puncture device 12 is extracted from the subject M, and the sample B is caused to flow out from the puncture port. At this time, since the puncture port and the sample collection port 13 provided in the biosensor chip 11 are contained in the sealed semi-open space 23 formed by the expanded elastic body 20, even a small amount of sample B can be collected easily. be able to.
[Selection] Figure 1

Description

本発明はバイオセンサカートリッジに関し、例えばチップの中空反応部に収容した試薬を用いて化学物質の測定や分析を行うバイオセンサカートリッジに関するものである。   The present invention relates to a biosensor cartridge, for example, a biosensor cartridge that measures and analyzes a chemical substance using a reagent contained in a hollow reaction part of a chip.

従来より、例えば血液中のグルコースの濃度を検出するバイオセンサチップが知られている(例えば特許文献1参照)。
図8は特許文献1に記載されているグルコースセンサを示す分解斜視図である。図8に示すように、バイオセンサであるグルコースセンサ100は、対極101と作用極102を有している。対極101は、長さ方向に半裁された中空針状をしており、その先端部103は穿刺しやすいように注射針状に斜切されている。そして、半裁された切断面には、一般に接着剤層を兼ねた絶縁層104、104'、例えばエポキシ樹脂接着剤、シリコーン系接着剤あるいはガラスなどが塗布されており、この絶縁層104、104'を介して作用極102が取り付けられている。作用極102は、グルコースオキシダーゼ(GOD)を固定化した平板状の部材であり、GODが固定化された所謂、固定化GOD105面側を内側に向けて対極101に接着されている。
従って、針状対極101の先端部103を対象者に穿刺して血液を採取し、採取した血液と固定化GOD105との反応を作用極102により検出して、グルコースの定量を行う。
Conventionally, for example, a biosensor chip that detects the concentration of glucose in blood is known (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 8 is an exploded perspective view showing the glucose sensor described in Patent Document 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 8, a glucose sensor 100 that is a biosensor has a counter electrode 101 and a working electrode 102. The counter electrode 101 has a hollow needle shape half cut in the length direction, and a tip portion 103 thereof is obliquely cut into an injection needle shape so as to be easily punctured. The cut surfaces that have been cut are generally coated with insulating layers 104 and 104 'that also serve as adhesive layers, such as epoxy resin adhesives, silicone adhesives, or glass. The insulating layers 104 and 104' The working electrode 102 is attached via The working electrode 102 is a flat plate member to which glucose oxidase (GOD) is immobilized, and is adhered to the counter electrode 101 with the so-called immobilized GOD 105 surface side to which the GOD is immobilized facing inward.
Therefore, blood is collected by puncturing the subject 103 with the tip 103 of the needle-shaped counter electrode 101, and the reaction between the collected blood and the immobilized GOD 105 is detected by the working electrode 102 to determine glucose.

また、バイオセンサチップとランセットを一体化したバイオセンサが開示されている(例えば特許文献2参照)。
図9の(A)は特許文献2に記載されているセンサの斜視図、図9の(B)はセンサの分解斜視図である。図9に示すように、ランセット一体型のセンサ110は、チップ本体111、ランセット113、保護カバー115を有している。チップ本体111は、カバー111aと基板111bとを開閉可能に有しており、カバー111aの内面には内部空間112が形成されている。内部空間112は、ランセット113を移動可能に収納できる形状をしている。
In addition, a biosensor in which a biosensor chip and a lancet are integrated is disclosed (see, for example, Patent Document 2).
9A is a perspective view of the sensor described in Patent Document 2, and FIG. 9B is an exploded perspective view of the sensor. As shown in FIG. 9, the lancet-integrated sensor 110 includes a chip body 111, a lancet 113, and a protective cover 115. The chip body 111 has a cover 111a and a substrate 111b that can be opened and closed, and an internal space 112 is formed on the inner surface of the cover 111a. The internal space 112 has a shape that can accommodate the lancet 113 in a movable manner.

ランセット113の先端に設けられている針114は、ランセット113の移動に伴ってチップ本体111の内部空間112の前端部に形成されている開口部112aから出没可能となっている。内部空間111aの形状は、突起113aが位置する端部において、その幅がランセット113より若干狭くなるよう湾曲しており、互いの押圧力や摩擦力によってランセット113がチップ本体111に係止されるようになっている。保護カバー115は針114を挿嵌する管部115aを有しており、針114の移動に伴って管部115aもチップ本体111の内部に収納可能となっている。従って、使用前の状態では、保護カバー115を針114に被せて、針114を保護するとともに誤って使用者を傷付けないようにしている。なお、基板111bには、一対の電極端子116が設けられており、測定装置(図示省略)に電気的に接続できるようになっている。
使用時には、保護カバー115を外して、ランセット113を押して針114をチップ本体111から突出させる。この状態で被検体を穿刺した後、針114をチップ本体111内部に収納し、チップ本体111の前端に設けられている開口部112aを穿刺口に近づけて、流出した血液を採取する。
The needle 114 provided at the tip of the lancet 113 can be projected and retracted from an opening 112 a formed at the front end of the internal space 112 of the chip body 111 as the lancet 113 moves. The shape of the internal space 111a is curved so that the width thereof is slightly narrower than that of the lancet 113 at the end where the protrusion 113a is located, and the lancet 113 is locked to the chip body 111 by mutual pressing force and frictional force. It is like that. The protective cover 115 has a tube portion 115 a into which the needle 114 is inserted, and the tube portion 115 a can be accommodated inside the chip body 111 as the needle 114 moves. Therefore, in a state before use, the protective cover 115 is put on the needle 114 to protect the needle 114 and prevent the user from being accidentally injured. Note that the substrate 111b is provided with a pair of electrode terminals 116 so that the substrate 111b can be electrically connected to a measuring apparatus (not shown).
In use, the protective cover 115 is removed and the lancet 113 is pushed to cause the needle 114 to protrude from the tip body 111. After puncturing the subject in this state, the needle 114 is housed inside the chip body 111, the opening 112a provided at the front end of the chip body 111 is brought close to the puncture port, and the outflowed blood is collected.

特開平2−120655号公報JP-A-2-120655 WO02−056769号公報WO02-056769

しかしながら、特許文献1に記載のグルコースセンサ100では、針状対極101と作用極102とを貼り合わせて形成されるため、穿刺針の径がグルコースセンサ100の幅と同程度となり大きくなる。このため、採血量が多くなるとともに穿刺時の痛みが大きくなり、使用者の負担が大きくなるという問題がある。
また、特許文献2に記載のランセット一体型センサ110では、穿刺口から流出した血液を開口部112aから吸収する構造となっているが、構造が複雑である。
However, in the glucose sensor 100 described in Patent Document 1, since the needle-like counter electrode 101 and the working electrode 102 are bonded to each other, the diameter of the puncture needle is approximately the same as the width of the glucose sensor 100 and increases. For this reason, there is a problem in that the amount of blood collected increases, pain during puncture increases, and the burden on the user increases.
In addition, the lancet-integrated sensor 110 described in Patent Document 2 has a structure that absorbs blood flowing out from the puncture port from the opening 112a, but the structure is complicated.

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定に必要な試料の採取量を少量にして使用者の負担を軽減するとともに、試料採取口を穿刺口に近づける動作を必要とすることなく容易に穿刺口の試料を採取して測定することができるバイオセンサカートリッジを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the burden on the user by reducing the amount of sample collected for measurement and to bring the sample collection port closer to the puncture port. It is an object of the present invention to provide a biosensor cartridge that can easily collect and measure a sample of a puncture opening without requiring an operation.

前述した目的を達成するために、本発明にかかるバイオセンサカートリッジの第1の特徴は、バイオセンサチップと、前記バイオセンサチップの一部に固定され先端が突出した穿刺用器具とを有するバイオセンサカートリッジであって、前記バイオセンサチップの先端に設けられた試料採取口と前記穿刺用器具によって被検体に形成される穿刺口を内包して試料採取に必要な空間を形成する弾性体が、前記バイオセンサチップの先端に設けられており、弾性体は内圧変動可能な内部空間を備え、この内部空間の内圧上昇により、体積膨張するように構成されたことにある。   In order to achieve the above-described object, a first feature of the biosensor cartridge according to the present invention is a biosensor having a biosensor chip and a puncture device that is fixed to a part of the biosensor chip and has a tip protruding. An elastic body that is a cartridge and includes a sample collection port provided at a tip of the biosensor chip and a puncture port formed in a subject by the puncture device to form a space necessary for sample collection, The elastic body is provided at the tip of the biosensor chip, and the elastic body has an internal space in which the internal pressure can be varied, and is configured to be volume-expanded by an increase in the internal pressure of the internal space.

このように構成されたバイオセンサカートリッジにおいては、バイオセンサチップの片端部を被検体に押し付けて、バイオセンサチップの一部に設けられている弾性体の間から突出する穿刺用器具が、被検体を穿刺することができ、その後、弾性体がその内部空間の内圧上昇で穿刺用器具の先端を被検体から抜く方向へ体積膨張するので、該穿刺用器具が被検体から抜き出されて、穿刺口から試料が流出し、試料を試料採取口導入することができる。
また、このバイオセンサカートリッジによれば、使用後の廃棄の際にも穿刺用器具が弾性体の先端面から突出しないようにすることができ、これによって、安全且つ適正に処分することができる。
In the biosensor cartridge configured as described above, a puncture device that protrudes from between elastic bodies provided in a part of the biosensor chip by pressing one end of the biosensor chip against the subject After that, the elastic body expands in volume in the direction of removing the tip of the puncture device from the subject due to an increase in internal pressure of the internal space, so that the puncture device is extracted from the subject and puncture is performed. The sample flows out from the mouth, and the sample can be introduced into the sampling port.
In addition, according to this biosensor cartridge, it is possible to prevent the puncture device from protruding from the distal end surface of the elastic body even when it is discarded after use, and thus it can be disposed of safely and appropriately.

また、本発明にかかるバイオセンサカートリッジの第2の特徴は、上記本発明の第1の特徴において、前記穿刺用器具の穿刺動作に対応して作動する穿刺連動手段が設けられ、前記内部空間の内圧変動が、前記穿刺連動手段によって行われるように構成されたことにある。この構成により、穿刺動作に連動して穿刺用器具を被検体から迅速かつ効果的に抜くことができる。   A second feature of the biosensor cartridge according to the present invention is that, in the first feature of the present invention described above, puncture interlocking means that operates in response to the puncture operation of the puncture device is provided, The internal pressure fluctuation is configured to be performed by the puncture interlocking means. With this configuration, the puncture device can be quickly and effectively removed from the subject in conjunction with the puncture operation.

また、本発明にかかるバイオセンサカートリッジの第3の特徴は、上記本発明の第1又は第2の特徴において、前記内部空間は、前記試料採取に必要な空間を囲む環状に構成されていることにある。この構成により、弾性部材は、穿刺用器具の先端を被検体から抜く方向の膨張動作が該弾性部材の全周において均一になり安定する。   A third feature of the biosensor cartridge according to the present invention is that, in the first or second feature of the present invention, the internal space is configured in an annular shape surrounding a space necessary for sampling. It is in. With this configuration, the elastic member has a uniform and stable expansion operation in the direction in which the tip of the puncture device is removed from the subject.

また、本発明にかかるバイオセンサカートリッジの第4の特徴は、上記本発明の第3の特徴において、前記穿刺連動手段は、前記穿刺用具の穿刺動作の衝撃を感知する圧力センサにて構成されたことにある。この構成より、弾性部材において、穿刺用器具の先端を被検体に刺す時の圧力を検出するので、この検出によって穿刺動作直後に該先端を抜く膨張動作を開始することができる。 Further, a fourth feature of the biosensor cartridge according to the present invention is that, in the third feature of the present invention, the puncture interlocking means is constituted by a pressure sensor that senses an impact of the puncture operation of the puncture device. There is. With this configuration, the elastic member detects the pressure when the tip of the puncture device is pierced by the subject, so that an expansion operation for removing the tip immediately after the puncture operation can be started by this detection.

また、本発明にかかるバイオセンサカートリッジの第5の特徴は、上記本発明の第1〜第4の特徴において、前記穿刺用器具を被検体に穿刺する駆動機構を有することを特徴とすることにある。
このように構成されたバイオセンサカートリッジにおいては、駆動機構により、穿刺用器具を被検体に穿刺することにより、穿刺の時間を短くすることができ、試料を採取する際の痛みを軽減することが可能である。
A fifth feature of the biosensor cartridge according to the present invention is that, in the first to fourth features of the present invention described above, the biosensor cartridge has a drive mechanism for puncturing the subject with the puncture device. is there.
In the biosensor cartridge configured as described above, the puncture device can be punctured into the subject by the drive mechanism, so that the puncture time can be shortened, and pain when collecting the sample can be reduced. Is possible.

また、本発明にかかるバイオセンサカートリッジの第6の特徴は、上記本発明の第1〜第5の特徴において、前記穿刺連動手段は、前記駆動機構と連動するように構成されたことにある。この構成により、穿刺する駆動機構と連動して穿刺用器具の先端を被検体に刺すのとほぼ同時に直ぐに該先端を抜く膨張動作を開始することができる。   A sixth feature of the biosensor cartridge according to the present invention is that, in the first to fifth features of the present invention, the puncture interlocking means is configured to interlock with the drive mechanism. With this configuration, in conjunction with the puncturing drive mechanism, an expansion operation for removing the tip can be started almost immediately after the tip of the puncture device is stabbed into the subject.

また、本発明にかかるバイオセンサカートリッジの第7の特徴は、上記本発明の第1〜第6のいずれかの特徴において、前記弾性体が粘着性を有することにある。特に、被検体に接する面が粘着性を有することが好ましく、弾性体自体の素材が粘着性を有する場合や、粘着剤を弾性体に練りこんだ場合、粘着剤でコートする方法などが挙げられる。 A seventh feature of the biosensor cartridge according to the present invention is that in any one of the first to sixth features of the present invention, the elastic body has adhesiveness. In particular, it is preferable that the surface in contact with the subject has adhesiveness, and when the material of the elastic body itself has adhesiveness, or when the adhesive is kneaded into the elastic body, a method of coating with the adhesive is included. .

このように構成されたバイオセンサカートリッジにおいては、弾性体が粘着性を有することにより、弾性体は被検体に密着することができ、穿刺位置のずれを防止し試料の採取を確実することができる。   In the biosensor cartridge configured as described above, since the elastic body has adhesiveness, the elastic body can be in close contact with the subject, and the sample can be reliably collected by preventing the puncture position from shifting. .

また、本発明にかかるバイオセンサカートリッジの第8の特徴は、上記本発明の第1〜第9のいずれかの特徴において、前記弾性体が、前記バイオセンサチップの先端に弾性体自身の粘着性で固定されるか、接着剤で固定されるか、または両面テープで固定されていることにある。   Further, an eighth feature of the biosensor cartridge according to the present invention is that in any one of the first to ninth features of the present invention, the elastic body has an adhesive property of the elastic body itself at a tip of the biosensor chip. Fixed with adhesive, or fixed with adhesive or double-sided tape.

このように構成されたバイオセンサカートリッジにおいては、弾性体はバイオセンサチップの先端に確実に取り付けられる。粘着剤を用いる場合には、弾性体とバイオセンサチップとの間に隙間ができる場合にはこの隙間を潰すように接着剤を塗布することにより、確実な接着をすることができるとともに、採取した試料の漏れを防止することができる。   In the biosensor cartridge configured as described above, the elastic body is securely attached to the tip of the biosensor chip. When using a pressure-sensitive adhesive, if there is a gap between the elastic body and the biosensor chip, the adhesive can be applied so as to crush the gap, so that reliable bonding can be achieved and the sample is collected. Sample leakage can be prevented.

また、本発明にかかるバイオセンサカートリッジの使用方法の特徴は、上記本発明の第1から第8のいずれかのバイオセンサカートリッジを用いて、弾性体を前記披検体に押し付けて穿刺した後に、前記弾性体をその内圧上昇によって膨張させて、前記穿刺用器具を被検体から抜き取り試料採取を行うことにある。   In addition, the biosensor cartridge according to the present invention is characterized in that the biosensor cartridge according to any one of the first to eighth aspects of the present invention is punctured by pressing an elastic body against the specimen, The elastic body is expanded by its internal pressure increase, and the puncture device is extracted from the subject to collect a sample.

このようなバイオセンサカートリッジの使用方法においては、バイオセンサチップの片端部を被検体に押し付けて、バイオセンサチップに設けられている穿刺用器具が被検体を穿刺した後、弾性体の膨張力によって穿刺用器具を抜き、弾性体によって形成される空間内において穿刺口から流出した試料を試料採取口から採取するので、穿刺後、試料採取口を穿刺口に位置決めすることなく、確実に試料を採取することができる。また、少量の試料で分析が可能になるので、被検体の負担を軽減することができる。   In such a method of using the biosensor cartridge, one end of the biosensor chip is pressed against the subject, and the puncture device provided on the biosensor chip punctures the subject. The puncture device is removed, and the sample that flows out from the puncture port is collected from the sample collection port in the space formed by the elastic body. Therefore, after puncture, the sample is collected without positioning the sample collection port at the puncture port. can do. In addition, since analysis can be performed with a small amount of sample, the burden on the subject can be reduced.

また、本発明にかかるバイオセンサ装置の特徴は、上記本発明の第1〜第8のいずれかの構成のバイオセンサカートリッジと、このバイオセンサカートリッジの検知用電極に接続して採取された試料の情報を得る測定器とを有することにある。   The biosensor device according to the present invention is characterized in that the biosensor cartridge having any one of the first to eighth configurations of the present invention and a sample collected by connecting to the detection electrode of the biosensor cartridge And a measuring instrument for obtaining information.

このように構成されたバイオセンサ装置においては、前述したバイオセンサカートリッジによって試料を採取するので、穿刺および試料採取を一連の動作で行うことができ、従来のようにバイオセンサチップの試料採取口を穿刺口に位置合わせする必要がなく、容易且つ確実に試料の採取を行うことができる。また、試料の情報を、検知電極を介して測定器に伝達することにより、短時間且つ容易に測定することができるので、被検体の負担を軽減することができる。   In the biosensor device configured as described above, since the sample is collected by the biosensor cartridge described above, the puncture and sample collection can be performed by a series of operations, and the sample collection port of the biosensor chip can be opened as in the past. It is not necessary to align with the puncture opening, and the sample can be collected easily and reliably. In addition, by transmitting the sample information to the measuring device via the detection electrode, the measurement can be easily performed in a short time, so that the burden on the subject can be reduced.

本発明によれば、バイオセンサチップの片端に体積膨張可能な弾性体を設けたので、穿刺後、弾性体が膨張する力によって穿刺用器具を抜き取り、この抜き取り動作に連続して弾性体によって形成されている適宜空間から試料を採取することができるので、少量の試料でも容易に試料採取口によって採取することができる。また、本発明によれば、確実な検査を実施できるバイオセンサカートリッジおよびその使用方法ならびにバイオセンサ装置を提供することができる。   According to the present invention, since the elastic body capable of volume expansion is provided at one end of the biosensor chip, the puncture device is extracted by the force with which the elastic body expands after puncturing, and formed by the elastic body continuously with this extraction operation. Since a sample can be collected from the appropriate space, even a small amount of sample can be easily collected by the sample collection port. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a biosensor cartridge, a method of using the same, and a biosensor device that can perform a reliable test.

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1の(A)は本発明のバイオセンサカートリッジに係る実施形態において、弾性体が膨張した状態における側面から見た縦断面図(図1の(B)におけるA−A位置の断面図)であり、図1の(B)は本発明のバイオセンサカートリッジにかかる実施形態の要部を示す水平断面図(図1の(A)におけるB−B位置の断面図)である。図2はバイオセンサチップと弾性体との一部断面の分解斜視図である。図3は膨張前の弾性体とバイオセンサチップの要部拡大断面図である。図4は本発明のバイオセンサ装置にかかる実施形態を示す構成図である。図5の(A)〜(C)は本発明にかかるバイオセンサ装置を用いた試料の採取動作を示す一連の説明図である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1A is a longitudinal cross-sectional view (a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1B) as viewed from the side in an expanded state of the elastic body in the embodiment of the biosensor cartridge of the present invention. FIG. 1B is a horizontal cross-sectional view (a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1A) showing the main part of the embodiment of the biosensor cartridge of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of a partial cross section of the biosensor chip and the elastic body. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the elastic body and the biosensor chip before expansion. FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the biosensor device of the present invention. FIGS. 5A to 5C are a series of explanatory views showing a sample collecting operation using the biosensor device according to the present invention.

図1の(A)、(B)及び図2に示すように、本発明の実施形態であるバイオセンサカートリッジ10は、バイオセンサチップ11と、バイオセンサチップ11の片端部11aに固定され先端12aが突出した穿刺用器具12と、膨張可能な弾性体20(図1においては膨張状態を示している)とを有している。詳しくは後述するが、この弾性体20を被検体Mに押し付けるように操作することにより、先端12aが被検体Mを穿刺した後に該弾性体20が膨張することで、バイオセンサチップ11の先端11aに設けられた試料採取口13と、穿刺用器具12によって被検体Mに形成される穿刺口とを内包する密閉半開放空間23が形成される。また、バイオセンサカートリッジ10を被検体Mに穿刺ときの駆動機構として、バネ手段50を用いることができる。この駆動機構を用いることで、穿刺に要する時間を短縮して、穿刺時の痛みを軽減することができる。
このバイオセンサカートリッジ10は、図2および図3に示すように、弾性体20のバイオセンサチップ11に接する面25とバイオセンサチップ11の弾性体20に接する面11aとが適宜接合されている(図2および図3に示す弾性体20は膨張前の状態である)。
As shown in FIGS. 1A, 1B and 2, a biosensor cartridge 10 according to an embodiment of the present invention is fixed to a biosensor chip 11 and one end portion 11a of the biosensor chip 11, and a tip 12a. Has a protruding puncture device 12 and an expandable elastic body 20 (shown in an expanded state in FIG. 1). As will be described in detail later, when the elastic body 20 is operated so as to be pressed against the subject M, the elastic body 20 expands after the tip 12a punctures the subject M, so that the tip 11a of the biosensor chip 11 is expanded. A sealed semi-open space 23 is formed that encloses the sample collection port 13 provided in the puncture device 12 and the puncture port formed in the subject M by the puncture device 12. Further, the spring means 50 can be used as a drive mechanism when the biosensor cartridge 10 is punctured into the subject M. By using this drive mechanism, the time required for puncturing can be shortened, and pain during puncturing can be reduced.
2 and 3, in the biosensor cartridge 10, a surface 25 of the elastic body 20 that contacts the biosensor chip 11 and a surface 11a of the biosensor chip 11 that contacts the elastic body 20 are appropriately joined ( The elastic body 20 shown in FIGS. 2 and 3 is in a state before expansion).

弾性体20は、穿刺用器具12が貫通する密閉半開放空間23が形成されている。すなわち、バイオセンサチップ11の先端に設けられた試料採取口13と穿刺用器具12によって被検体Mに形成される穿刺口を内包して試料採取に必要な空間が形成されている。また、この弾性体20は内部空間20Aを備えている。そして、この内部空間20Aは、ガス発生手段20Bが作動(図1の状態は作動した後の状態を示す)することによって、その内圧が上昇する。弾性体20は、この内部空間20Bの圧力上昇により、体積膨張する。すなわち、穿刺用器具12の先端12aが突出する当初の厚みt(図2および図3参照)が膨張厚みT(図1参照)になり穿刺用器具12の先端12aを被検体Mから抜く方向へ動作できる。また、内部空間20Aは、密閉半開放空間23を囲む環状に構成されている。
また、弾性体20には、穿刺用器具12の穿刺動作に対応して作動する穿刺連動手段として機能する圧力センサ28が設けられている。この圧力センサ28とガス発生手段20Bとは、バイオセンサ装置30(図4参照)の制御装置33を介して適宜つなげられている。
なお、ガス発生手段20Bは、ガスを発生する機能を有すれば特に限定するものではないが、車両用のエアバッグのインフレータ等に適用されている周知のものを用いることができる。すなわち、例えばガス発生剤として窒化火ナトリウム、その着火剤としてボロン硝酸カリウムおよびその点火手段としてヒータおよびジルコニウム過塩素酸などを有して構成することができる。
The elastic body 20 is formed with a sealed semi-open space 23 through which the puncture device 12 passes. That is, a space necessary for sample collection is formed by including a puncture port formed in the subject M by the sample collection port 13 provided at the tip of the biosensor chip 11 and the puncture device 12. Further, the elastic body 20 includes an internal space 20A. The internal pressure of the internal space 20A rises when the gas generating means 20B is activated (the state in FIG. 1 indicates the state after being activated). The elastic body 20 expands in volume by the pressure increase in the internal space 20B. That is, the initial thickness t (see FIGS. 2 and 3) from which the tip 12a of the puncture device 12 protrudes becomes the expansion thickness T (see FIG. 1), and the tip 12a of the puncture device 12 is pulled out from the subject M. Can work. The internal space 20 </ b> A is configured in an annular shape surrounding the sealed semi-open space 23.
The elastic body 20 is provided with a pressure sensor 28 that functions as a puncture interlocking unit that operates in response to the puncture operation of the puncture device 12. The pressure sensor 28 and the gas generating means 20B are appropriately connected via a control device 33 of the biosensor device 30 (see FIG. 4).
The gas generating means 20B is not particularly limited as long as it has a function of generating gas, but a well-known one applied to an inflator or the like of a vehicle airbag can be used. That is, for example, it can be configured to have sodium nitride nitrite as the gas generating agent, boron potassium nitrate as the igniting agent, and a heater and zirconium perchloric acid as the ignition means.

なお、本発明において、穿刺用器具12とは、針、ランセット針およびカニューレ等を総称し、生分解性の素材で構成されていることが望ましい。   In the present invention, the puncture device 12 is a generic term for a needle, a lancet needle, a cannula, and the like, and is preferably made of a biodegradable material.

バイオセンサチップ11は、互いに対向する2枚の基板16a、16bと、この2枚の基板16a、16b間に挟装されるスペーサ層17を有している。2枚の基板16a、16bの少なくとも1枚の基板16aのスペーサ層17側の表面には、検知用電極18a、18bが設けられており、片端部において(図1の(A)において下端部)は互いに対向する方向へL字状に曲げられて、所定間隔を保持している。
図3に示すように、バイオセンサチップ11は、その先端11aから、2つの検知用電極18a、18bが対向している部分にかけて、2枚の基板16a、16b及びスペーサ層17により中空反応部15が形成されている。この中空反応部15の先端(図3において下端)に、被検体M(図5を参照)に穿刺用器具12を穿刺して採取した試料としての血液D(図1および図5の(C)参照)を中空反応部15に導入する試料採取口13が設けられている。
The biosensor chip 11 has two substrates 16a and 16b facing each other, and a spacer layer 17 sandwiched between the two substrates 16a and 16b. Detection electrodes 18a and 18b are provided on the surface of at least one substrate 16a of the two substrates 16a and 16b on the spacer layer 17 side, at one end (the lower end in FIG. 1A). Are bent in an L-shape in directions opposite to each other to maintain a predetermined interval.
As shown in FIG. 3, the biosensor chip 11 has a hollow reaction portion 15 formed by two substrates 16 a and 16 b and a spacer layer 17 from the tip 11 a to a portion where the two detection electrodes 18 a and 18 b face each other. Is formed. Blood D (FIG. 1 and FIG. 5C) as a sample collected by puncturing the subject M (see FIG. 5) with the puncture device 12 at the tip (lower end in FIG. 3) of the hollow reaction part 15 A sampling port 13 is provided for introducing the gas into the hollow reaction part 15.

すなわち、中空反応部15は、上下両面を基板16a、16bおよび検知用電極18a、18bにより形成され、所定の形状に切りかかれたスペーサ層17を側壁として矩形状の空間が形成されている。このため、中空反応部15においては、検知用電極18a、18bは露出しており、中空反応部15における検知用電極18a、18bの直上或いは近傍に、例えば酵素とメディエータを固定化し血液D中のグルコースと反応して電流を発生する試薬14が設けられている。従って、中空反応部15は、試料採取口13から採取入された例えば血液等の血液Dが、試薬14と生化学反応する部分となる。   That is, the hollow reaction part 15 is formed of the substrates 16a and 16b and the detection electrodes 18a and 18b on both upper and lower surfaces, and a rectangular space is formed with the spacer layer 17 cut into a predetermined shape as a side wall. For this reason, in the hollow reaction part 15, the detection electrodes 18a and 18b are exposed, and for example, an enzyme and a mediator are fixed immediately above or in the vicinity of the detection electrodes 18a and 18b in the hollow reaction part 15 in the blood D. A reagent 14 that reacts with glucose to generate an electric current is provided. Therefore, the hollow reaction part 15 is a part where the blood D such as blood collected from the sample collection port 13 undergoes a biochemical reaction with the reagent 14.

基板16aおよび16b、スペーサ層17の材質としては、絶縁性材料のフィルムが選ばれ、絶縁性材料としては、セラミックス、ガラス、紙、生分解性材料(例えば、ポリ乳酸微生物生産ポリエステル等)、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂、UV硬化樹脂等のプラスチック材料を例示することができる。機械的強度、柔軟性、及びチップの作製や加工の容易さ等から、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料が好ましい。代表的なPET樹脂としては、メリネックスやテトロン(以上、商品名、帝人デュポンフィルム株式会社製)、ルミラー(商品名、東レ株式会社製)等が挙げられる。   As the material of the substrates 16a and 16b and the spacer layer 17, an insulating material film is selected. As the insulating material, ceramics, glass, paper, biodegradable material (for example, polylactic acid microorganism-producing polyester), poly Examples thereof include thermoplastic resins such as vinyl chloride, polypropylene, polystyrene, polycarbonate, acrylic resin, polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate (PET), thermosetting resins such as epoxy resins, and plastic materials such as UV curable resins. A plastic material such as polyethylene terephthalate is preferable because of its mechanical strength, flexibility, and ease of chip fabrication and processing. Representative PET resins include Melinex and Tetron (trade names, manufactured by Teijin DuPont Films, Inc.), Lumirror (trade names, manufactured by Toray Industries, Inc.), and the like.

試薬14としては、グルコースオキシダーゼ(GOD)やグルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)、コレステロールオキシダーゼ、ウリカーゼ等の酵素と電子受容体が例示される。
例えば、血液中のグルコース量を測定するグルコースバイオセンサチップの場合は、この部分に、グルコースオキシダーゼ層やグルコースオキシダーゼ−電子受容体(メディエータ)混合物層、グルコースオキシダーゼ−アルブミン混合物層、又はグルコースオキシダーゼ−電子受容体−アルブミン混合物層等が形成される。グルコースオキシダーゼ以外の酵素、例えばグルコースデヒドロゲナーゼ等を用い、これらの層が形成される場合もある。又、添加剤として緩衝剤や親水性高分子等を薬剤中に含めても良い。
Examples of the reagent 14 include enzymes such as glucose oxidase (GOD), glucose dehydrogenase (GDH), cholesterol oxidase, uricase, and electron acceptors.
For example, in the case of a glucose biosensor chip that measures the amount of glucose in the blood, this portion includes a glucose oxidase layer, a glucose oxidase-electron acceptor (mediator) mixture layer, a glucose oxidase-albumin mixture layer, or a glucose oxidase-electron. A receptor-albumin mixture layer or the like is formed. These layers may be formed using enzymes other than glucose oxidase, such as glucose dehydrogenase. Moreover, you may include a buffering agent, a hydrophilic polymer, etc. in a chemical | medical agent as an additive.

図2および図3に示すように、バイオセンサチップ11の先端11aに取り付けられている弾性体20は、例えば中央部に密閉半開放空間23を形成するための貫通穴22を有する円筒形状のものが例示できる。貫通穴22は、穿刺用器具12が挿通されるため、穿刺用器具12の外径よりは大きい内径W1である。なお、密閉半開放空間23を画成する内壁面は、図1に示すように、弾性体20が膨張したときに、被検体M側の開口内径W2が貫通穴22の内径W1よりも大きくなるように構成されている。
これは、この密閉半開放空間23の間口が大きく構成されていることで、穿刺時に、穿刺口と弾性体20の開放空間とが試料Dの採取に必要な位置関係が確実維持できる。また、試料Dと弾性体20との不測の接触が回避されて、試料Dが接触部位に滲み出すことなくバイオセンサチップ11の中空反応部15に導かれる。
また、密閉半開放空間23は、貫通穴22の周囲の壁面が隆起した隆起部26を有した、所謂貫通穴22が迎え口のような構成になっている。このような構成によれば、密閉半開放空間23に流出した血液Dは、最初に貫通穴22の周辺の隆起部26に接触して貫通穴22に導かれる。
また、弾性体20は、内部空間20A内の圧力上昇によって膨張したときは、その厚さtが、穿刺用器具12の先端まで覆う膨張厚みTとなる。
なお、弾性体20の材質としては、弾性を有するものであれば特に限定されないが、シリコーン、ウレタン、アクリルゴム等のゴム、エチレン、スチレン等のポリマー単体若しくは共重合したポリマーからなるゴム若しくはスポンジ、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルコキシエチレンとポリフルオロエチレンの共重合体であるPFA等のフッ素樹脂などを利用できる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the elastic body 20 attached to the tip 11 a of the biosensor chip 11 has, for example, a cylindrical shape having a through hole 22 for forming a sealed semi-open space 23 in the center. Can be illustrated. The through hole 22 has an inner diameter W1 that is larger than the outer diameter of the puncture device 12 since the puncture device 12 is inserted therethrough. The inner wall surface defining the sealed semi-open space 23 has an opening inner diameter W2 on the subject M side larger than an inner diameter W1 of the through hole 22 when the elastic body 20 is expanded, as shown in FIG. It is configured as follows.
This is because the front opening of the sealed semi-open space 23 is configured to be large, so that the positional relationship required for sampling the sample D can be reliably maintained between the puncture port and the open space of the elastic body 20. Moreover, the unexpected contact with the sample D and the elastic body 20 is avoided, and the sample D is led to the hollow reaction part 15 of the biosensor chip 11 without oozing out to the contact part.
Further, the sealed half-open space 23 has a so-called through-hole 22 in which the so-called through-hole 22 has a raised portion 26 in which the wall surface around the through-hole 22 is raised. According to such a configuration, the blood D that has flowed out into the sealed semi-open space 23 first comes into contact with the raised portion 26 around the through hole 22 and is guided to the through hole 22.
Further, when the elastic body 20 expands due to a pressure increase in the internal space 20 </ b> A, the thickness t becomes an expansion thickness T that covers the tip of the puncture device 12.
The material of the elastic body 20 is not particularly limited as long as it has elasticity, but rubber such as silicone, urethane, acrylic rubber, rubber or sponge made of a single polymer or copolymerized polymer such as ethylene, styrene, Polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, fluororesins such as polytetrafluoroethylene and PFA which is a copolymer of perfluoroalkoxyethylene and polyfluoroethylene, and the like can be used.

弾性体20の被検体Mに接する面である先端面21は、粘着性を有するシリコーンゴム、アクリルゴム等の材料で構成されるか、弾性体20が粘着剤24を有する若しくは粘着剤24でコーティングされていることが望ましい。粘着剤24は、弾性を損なわない限り、特に限定されない。これにより、弾性体20と被検体Mとの密着性を向上させ、穿刺位置からずれるのを防止するとともに、密閉半開放空間23を確実に形成することができる。また、貫通穴22の内周面は、親水性の材料を用いるか、若しくは、少なくとも内周面を親水処理することが望ましい。これにより、採取する血液Dを通りやすくして、少量の血液Dでも確実に採取することができる。   The distal end surface 21 which is a surface in contact with the subject M of the elastic body 20 is made of a material such as adhesive silicone rubber or acrylic rubber, or the elastic body 20 has the adhesive 24 or is coated with the adhesive 24. It is desirable that The adhesive 24 is not particularly limited as long as the elasticity is not impaired. As a result, the adhesion between the elastic body 20 and the subject M can be improved, the displacement from the puncture position can be prevented, and the sealed semi-open space 23 can be reliably formed. Further, it is desirable that the inner peripheral surface of the through hole 22 is made of a hydrophilic material, or at least the inner peripheral surface is subjected to a hydrophilic treatment. Thereby, blood D to be collected can be easily passed, and even a small amount of blood D can be reliably collected.

図2に示すように、バイオセンサチップ11の先端11aと弾性体20の上面25(図2においては下側)とが適宜接合されているが、この弾性体20の先端面21(図2においては上側)に設けられた圧力センサ28は、被検体Mに接したとき、その圧力若しくは衝撃を感知してその信号を制御装置33に送る。そして、この制御装置33からの信号に基づいてガス発生手段20Bが起動する。   As shown in FIG. 2, the tip 11a of the biosensor chip 11 and the upper surface 25 (lower side in FIG. 2) of the elastic body 20 are appropriately joined. When the pressure sensor 28 provided on the upper side contacts the subject M, the pressure sensor 28 senses the pressure or impact and sends the signal to the control device 33. The gas generating means 20B is activated based on the signal from the control device 33.

図3に示すように、バイオセンサチップ11と弾性体20との間は、接着剤で確実に固定するのが望ましい。このとき、弾性体20とバイオセンサチップ11との間に隙間ができる場合にはこの隙間を潰すように接着剤を塗布することにより接着を確実することができる。これにより、接合部から採取した血液Dが漏れるのを防止することができる。
なお、バイオセンサチップ11と、弾性体20との接触面に接着剤を塗布する場合には、血液Dの流路となる部分や、バイオセンサチップ11の内部等にはみ出さないように留意する必要がある。
As shown in FIG. 3, it is desirable to securely fix the biosensor chip 11 and the elastic body 20 with an adhesive. At this time, in the case where a gap is formed between the elastic body 20 and the biosensor chip 11, the adhesion can be ensured by applying an adhesive so as to crush the gap. Thereby, it can prevent that the blood D extract | collected from the junction part leaks.
Note that when an adhesive is applied to the contact surface between the biosensor chip 11 and the elastic body 20, care should be taken so that it does not protrude into a portion that becomes a flow path for blood D, the inside of the biosensor chip 11, or the like. There is a need.

次に、本発明に係るバイオセンサ装置について説明する。
図4には、上述したバイオセンサカートリッジ10を用いたバイオセンサ装置30の構成が示されている。
図4に示すように、バイオセンサ装置30は、前述したバイオセンサカートリッジ10と、このバイオセンサカートリッジ10の検知用電極18a、18bに接続して採取された血液Dの情報を得る測定器31、及びバイオセンサカートリッジの保護キャップ36を有している。なお、バイオセンサカートリッジ10の構成については上述したとおりであり、前述したバイオセンサカートリッジ10と共通する部位には同じ符号を付すこととして、その説明はここでは省略する。
Next, the biosensor device according to the present invention will be described.
FIG. 4 shows a configuration of a biosensor device 30 using the biosensor cartridge 10 described above.
As shown in FIG. 4, the biosensor device 30 includes a biosensor cartridge 10 and a measuring instrument 31 that obtains information on blood D collected by connecting to the detection electrodes 18 a and 18 b of the biosensor cartridge 10. And a protective cap 36 for the biosensor cartridge. Note that the configuration of the biosensor cartridge 10 is as described above, and the same reference numerals are given to the portions common to the biosensor cartridge 10 described above, and the description thereof is omitted here.

測定器31は電源32、制御装置33、端子挿入部34、表示部35を備え、これらが互いに接続されている。端子挿入部34にはバイオセンサカートリッジ10のバイオセンサチップ11の後端部11bが挿入され且つばね手段50を介して固定されるとともに、バイオセンサチップ11の後端部11cに露出している検知用電極18a、18bが電気的に接続されるようになっている。このバイオセンサ装置30は、小型であり、例えば、被検体が片手で持つことが可能なハンディタイプである。   The measuring device 31 includes a power supply 32, a control device 33, a terminal insertion unit 34, and a display unit 35, which are connected to each other. The terminal insertion portion 34 is inserted with the rear end portion 11b of the biosensor chip 11 of the biosensor cartridge 10 and is fixed via the spring means 50, and is also exposed to the rear end portion 11c of the biosensor chip 11. The electrodes 18a and 18b are electrically connected. The biosensor device 30 is small in size, for example, a handy type that a subject can hold with one hand.

次に、図5の(A)〜(C)を参照して、このバイオセンサ装置30を用いて血糖値を測定する場合を例として、使用方法を説明する。
最初に、図4に示すように、バイオセンサカートリッジ10のバイオセンサチップ11の後端部11bを測定器31の端子挿入部34に挿入して固定するとともに電気的に接続する。バイオセンサ装置30の電源32を入れ、正常に起動しているか確認する。
そして、図5の(A)に示すように、バイオセンサ装置30を持ち被検体Mへ押し付け動作(矢印X方向)を開始する。そして、図5の(B)に示すように保護キャップ36を被検体に押し付け穿刺箇所を鬱血させた後、バイオセンサ装置30に設けられた操作ボタン(図示せず)等によりばね手段50を作動させる。これにより、ばね手段50の付勢力が作用して、バイオセンサカートリッジ10はその先端11aに取り付けられている穿刺用器具12を被検体Mの血液採取箇所に穿刺する。
なお、ここで、弾性体20の先端面には粘着剤24がコーティングされているので、弾性体20が被検体Mに密着して位置ずれを防止することができる。
Next, with reference to (A) to (C) of FIG. 5, a usage method will be described by taking as an example a case where a blood glucose level is measured using the biosensor device 30.
First, as shown in FIG. 4, the rear end portion 11 b of the biosensor chip 11 of the biosensor cartridge 10 is inserted into the terminal insertion portion 34 of the measuring instrument 31 and fixed and electrically connected. The power source 32 of the biosensor device 30 is turned on and it is confirmed whether it is normally activated.
Then, as shown in FIG. 5A, the biosensor device 30 is held and pressed against the subject M (in the direction of the arrow X). Then, as shown in FIG. 5B, after the protective cap 36 is pressed against the subject to make the puncture site congested, the spring means 50 is operated by an operation button (not shown) or the like provided on the biosensor device 30. Let As a result, the biasing force of the spring means 50 acts, and the biosensor cartridge 10 punctures the blood collection site of the subject M with the puncture device 12 attached to the tip 11a.
Here, since the adhesive 24 is coated on the distal end surface of the elastic body 20, the elastic body 20 can be in close contact with the subject M to prevent displacement.

また、図5の(B)に示すように、穿刺用器具12の先端12aが、被検体Mを穿刺したときは、圧力センサ28は被検体Mとの衝突で穿刺状態を検知する。これによって、ガス発生手段20Bが作動してガスが発生する。この結果、弾性体20が、図5の(C)に示すように膨張する。   As shown in FIG. 5B, when the tip 12a of the puncture device 12 punctures the subject M, the pressure sensor 28 detects the puncture state by the collision with the subject M. As a result, the gas generating means 20B is activated to generate gas. As a result, the elastic body 20 expands as shown in FIG.

このように、弾性体20は内部空間20Aの内圧上昇によりその体積が膨張し、この膨張により厚みが膨張厚みTになるので、穿刺用器具12の先端12aは被検体Mから抜けて、穿刺口から血液Dが流出する。そして、密閉半開放空間23に流出した血液Dは、最初に貫通穴22の周辺の隆起部26に接触し、そして、血液Dは貫通穴22の内周面に沿って試料採取口13から採取される。
なお、ここで貫通穴22の内周面が親水処理されているので、血液Dは、その表面張力と毛細管現象によって、貫通穴22の内周面に沿って試料採取口13から採取されて、中空反応部15に導入される。このとき、試料採取口13は穿刺用器具12によって形成された穿刺口とともに密閉半開放空間23内に位置しているので、バイオセンサカートリッジ10を移動させることなく容易に且つ確実に血液Dを一連の動作で採取することができる。これにより、視力が低下した使用者(被検体M)でも極めて容易に使用できる。また、少量の血液Dで測定できることから、血液採取時における被検体の負担を軽減することができる。またさらに、密閉半開放空間23は外部の空気からある程度遮断されるので、血液Dの凝固を遅らせて、採取し易くすることになる。
In this way, the volume of the elastic body 20 expands due to the increase in internal pressure of the internal space 20A, and the thickness becomes the expanded thickness T due to this expansion, so that the tip 12a of the puncture device 12 comes out of the subject M, and the puncture port Blood D flows out from The blood D that has flowed into the sealed semi-open space 23 first contacts the raised portion 26 around the through hole 22, and the blood D is collected from the sample collection port 13 along the inner peripheral surface of the through hole 22. Is done.
In addition, since the inner peripheral surface of the through-hole 22 is hydrophilically treated here, the blood D is collected from the sampling port 13 along the inner peripheral surface of the through-hole 22 by its surface tension and capillary phenomenon. It is introduced into the hollow reaction part 15. At this time, since the sample collection port 13 is located in the sealed semi-open space 23 together with the puncture port formed by the puncture device 12, a series of blood D can be easily and reliably transferred without moving the biosensor cartridge 10. It can be collected by the operation. Thereby, even a user (subject M) whose visual acuity has deteriorated can be used very easily. In addition, since measurement can be performed with a small amount of blood D, the burden on the subject during blood collection can be reduced. Furthermore, since the sealed semi-open space 23 is shielded to some extent from the external air, the blood D can be delayed in coagulation and collected easily.

所定量の血液Dを採取したら、被検体Mからバイオセンサ装置30を離し、測定結果が表示部35に表示されるのを待つ。中空反応部15に導入された血液Dは試薬14と反応し、検知用電極18a、18bにより計測された電流値或いは電荷値(電荷量)のデータが制御装置33に送られる。制御装置33内には検量線データテーブルが格納されており、測定した電流値(電荷値)を基に血糖値の計算が実行される。計算が終了すると、測定結果が表示部35に表示され、例えば、血糖値が数値としてあらわすことができる。最後に、バイオセンサカートリッジ10を測定器31から取り外す。この取り外しのときには弾性体20は膨張した大きさを維持しているので、穿刺用器具12がバイオセンサチップ11の先端11aから突出しない状態となっている。これにより、使用者が穿刺用器具12によって傷つくことも防止でき、使用済みのバイオセンサカートリッジ10を安全に処理することができる。
なお、本実施形態においては、穿刺用器具12による穿刺は、ばね手段50を用いた駆動機構以外に、モーターや空気バネなどを用いてもよい。
When a predetermined amount of blood D is collected, the biosensor device 30 is separated from the subject M, and the measurement result is displayed on the display unit 35. The blood D introduced into the hollow reaction unit 15 reacts with the reagent 14, and the current value or charge value (charge amount) data measured by the detection electrodes 18 a and 18 b is sent to the control device 33. A calibration curve data table is stored in the control device 33, and the blood sugar level is calculated based on the measured current value (charge value). When the calculation is completed, the measurement result is displayed on the display unit 35. For example, the blood glucose level can be expressed as a numerical value. Finally, the biosensor cartridge 10 is removed from the measuring device 31. Since the elastic body 20 maintains the expanded size at the time of removal, the puncture device 12 does not protrude from the tip 11a of the biosensor chip 11. Thereby, a user can also be prevented from being damaged by the puncture device 12, and the used biosensor cartridge 10 can be processed safely.
In the present embodiment, the puncture with the puncture device 12 may use a motor, an air spring, or the like in addition to the drive mechanism using the spring means 50.

なお、被検体Mの採血負担を考慮すると、中空反応部15の容積は1μL(マイクロリットル)以下が好ましく、特に300nL(ナノリットル)以下であることが好ましい。このような微小な中空反応部15であると、穿刺用器具12の直径は小さくても被検体の充分な血液量が採取可能である。好ましくは、直径が1000μm以下である。   In consideration of the blood collection burden of the subject M, the volume of the hollow reaction part 15 is preferably 1 μL (microliter) or less, and particularly preferably 300 nL (nanoliter) or less. With such a minute hollow reaction part 15, even if the diameter of the puncture device 12 is small, a sufficient blood volume of the subject can be collected. Preferably, the diameter is 1000 μm or less.

以上、前述したバイオセンサカートリッジ10およびバイオセンサ装置30によれば、バイオセンサチップ11の片端部11aを被検体Mに押し付けることで先端12aを穿刺するとともに、弾性体20が膨張することで穿刺用器具12の先端12aが被検体Mから抜き出されて、穿刺口から血液Dが流出する。この際、穿刺口とバイオセンサチップ11の先端11aに設けられた試料採取口13とが弾性体20の密閉半開放空間23に内包されていることで、穿刺後、微小な穿刺口から血液Dを確実に採取することができ、被検体Mの痛みを軽減することができる。また、少量の血液Dでも容易に試料採取口13によって採取して分析することができるので、被検体Mの負担が少ない。   As described above, according to the biosensor cartridge 10 and the biosensor device 30 described above, the distal end 12a is punctured by pressing the one end 11a of the biosensor chip 11 against the subject M, and the elastic body 20 expands for puncture. The tip 12a of the instrument 12 is extracted from the subject M, and blood D flows out from the puncture opening. At this time, since the puncture port and the sample collection port 13 provided at the tip 11a of the biosensor chip 11 are contained in the sealed semi-open space 23 of the elastic body 20, the blood D is discharged from the minute puncture port after puncture. Can be reliably collected, and pain of the subject M can be reduced. In addition, since a small amount of blood D can be easily collected and analyzed by the sample collection port 13, the burden on the subject M is small.

また、使用後の廃棄の際にも穿刺用器具12が弾性体20の先端面21から突出しないようにすることにより、安全且つ適正に処分することができる。   Further, even when discarded after use, the puncture device 12 can be safely and properly disposed of by preventing it from protruding from the distal end surface 21 of the elastic body 20.

また、穿刺および試料採取を一連の動作で行うことができ、従来のようにバイオセンサチップの試料採取口13を穿刺口に位置合わせする必要がなく、容易且つ確実に試料の採取を行うことができる。また、血液Dの情報を検知電極18a、18bを介して測定器31に伝達することにより、短時間且つ容易に測定することができるので、被検体Mの負担を軽減することができる。   In addition, puncture and sample collection can be performed by a series of operations, and it is not necessary to align the sample collection port 13 of the biosensor chip with the puncture port as in the prior art, and sample collection can be performed easily and reliably. it can. In addition, since the blood D information is transmitted to the measuring device 31 via the detection electrodes 18a and 18b, the measurement can be easily performed in a short time, so that the burden on the subject M can be reduced.

なお、本発明のバイオセンサカートリッジは、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述した実施形態においては、穿刺用器具12をバイオセンサチップ11の内部、すなわち両基板16a、16bに挟まれたスペーサ層17に設けた場合を例示したが、本発明のバイオセンサカートリッジ10はこれに限定するものではない。
例えば、図6の(A)および(B)に示すように、穿刺用器具12を一方の基板16aの外側面に沿って設けることもできる。このバイオセンサカートリッジ10Bの場合には、バイオセンサチップ11の厚みを減少させて、薄いバイオセンサカートリッジ10を形成することができる。但し、穿刺用器具12と試料採取口13とが多少離れることになるので、貫通穴22の断面形状を長円形等にして、穿刺用器具12の外周面と弾性体20の貫通穴22の内周面との間に形成される隙間をできるだけ小さくするのが望ましい。なお、図6において、すでに説明したバイオセンサカートリッジ10と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
The biosensor cartridge of the present invention is not limited to the embodiment described above, and appropriate modifications and improvements can be made.
For example, in the above-described embodiment, the case where the puncture device 12 is provided in the biosensor chip 11, that is, in the spacer layer 17 sandwiched between both the substrates 16 a and 16 b is illustrated, but the biosensor cartridge 10 of the present invention. Is not limited to this.
For example, as shown in FIGS. 6A and 6B, the puncture device 12 can be provided along the outer surface of one substrate 16a. In the case of this biosensor cartridge 10B, the thickness of the biosensor chip 11 can be reduced to form the thin biosensor cartridge 10. However, since the puncture device 12 and the sampling port 13 are somewhat separated from each other, the cross-sectional shape of the through-hole 22 is made oval or the like, and the inside of the outer peripheral surface of the puncture device 12 and the through-hole 22 of the elastic body 20 It is desirable to make the gap formed between the peripheral surface as small as possible. In FIG. 6, parts that are the same as those of the biosensor cartridge 10 already described are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

また、前述した実施形態においては、弾性体20の内部空間20Aの中にガス発生手段20Bを設けた構成について説明したが、図7に示すように、外部のガス供給手段と弾性体20の内部空間20Aとをガス供給路29で繋ぐような構成とすることもできる。また、穿刺連動手段は圧力センサ28に限るものではなく、穿刺の動作を検出できる機能を有していればよく各種電気センサあるいは機械的な動作機構も採用することができ、また、その設置箇所も前記実施形態に何ら制限されるものではなく、その必要に応じて適宜箇所に設置することができる。また、ばね手段50の如き駆動機構を有しない構成であってもよい。   In the embodiment described above, the configuration in which the gas generating means 20B is provided in the internal space 20A of the elastic body 20 has been described. However, as shown in FIG. It can also be set as the structure which connects the space 20A with the gas supply path 29. FIG. The puncture interlocking means is not limited to the pressure sensor 28, and any electric sensor or mechanical operation mechanism may be employed as long as it has a function capable of detecting the puncture operation. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be installed at appropriate places as necessary. Moreover, the structure which does not have a drive mechanism like the spring means 50 may be sufficient.

さらにまた、前述した実施形態においては、血液Dの表面張力や毛細管現象により採取を行う場合について説明したが、本発明の適応については、穿刺口に流出した血液Dを吸い上げるポンプ等の装置を用いることできる。また、検知用電極18a、18bについては、L字型ではなく、図7に示すように、直線状であっても良い。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the blood D is collected by the surface tension or capillary phenomenon has been described. However, for the application of the present invention, a device such as a pump that sucks up the blood D that has flowed out to the puncture port is used. I can. Further, the detection electrodes 18a and 18b are not L-shaped but may be linear as shown in FIG.

以上のように、本発明に係るバイオセンサカートリッジは、バイオセンサチップの先端に膨張可能な弾性体を設けたので、穿刺動作直後に、弾性体の膨張によって穿刺用器具を抜き取り、弾性体によって形成されている空間を試料採取に利用するので、少量の試料でも容易に試料採取口によって極めて確実に採取することができ、チップの中空反応部に収容した試薬を用いて化学物質の測定や分析を行うバイオセンサカートリッジ等として有用である。また、本発明によれば、確実な検査を実施できるバイオセンサカートリッジの使用方法ならびにバイオセンサ装置を提供することができる。   As described above, since the biosensor cartridge according to the present invention is provided with the expandable elastic body at the tip of the biosensor chip, immediately after the puncture operation, the puncture device is extracted by the expansion of the elastic body, and formed by the elastic body. The sampled space is used for sampling, so even a small amount of sample can be easily and reliably collected by the sampling port, and chemical substances can be measured and analyzed using the reagent contained in the hollow reaction part of the chip. It is useful as a biosensor cartridge to be used. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a method of using a biosensor cartridge and a biosensor device that can perform a reliable test.

(A)は本発明に係るバイオセンサカートリッジの実施形態における概略縦断面の説明図である。 (B)は本発明に係るバイオセンサカートリッジの実施形態にける概略水平断面の説明図である。(A) is explanatory drawing of the general | schematic longitudinal cross-section in embodiment of the biosensor cartridge which concerns on this invention. (B) is explanatory drawing of the general | schematic horizontal cross section in embodiment of the biosensor cartridge which concerns on this invention. 本発明に係るバイオセンサカートリッジの実施形態における弾性体とバイオセンサチップとの接合部を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the junction part of the elastic body and biosensor chip | tip in embodiment of the biosensor cartridge which concerns on this invention. 本発明に係るバイオセンサカートリッジの実施形態における弾性体とバイオセンサチップとの接合部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the junction part of the elastic body and biosensor chip | tip in embodiment of the biosensor cartridge which concerns on this invention. 本発明に係るバイオセンサ装置の実施形態を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing an embodiment of a biosensor device according to the present invention. (A),(B),(C)は本発明にかかるバイオセンサ装置を用いて血糖値を測定する動作を示す説明図である。(A), (B), (C) is explanatory drawing which shows the operation | movement which measures a blood glucose level using the biosensor apparatus concerning this invention. (A)は本発明に係るバイオセンサカートリッジの別の実施形態を示す説明図である。 (B)は本発明に係るバイオセンサカートリッジの別の実施形態を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows another embodiment of the biosensor cartridge which concerns on this invention. (B) is explanatory drawing which shows another embodiment of the biosensor cartridge which concerns on this invention. 本発明に係るバイオセンサカートリッジの他の実施形態における要部の概略縦断面である。It is a schematic longitudinal cross-section of the principal part in other embodiment of the biosensor cartridge which concerns on this invention. 従来のバイオセンサチップを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the conventional biosensor chip. (A)は従来のバイオセンサチップを示す斜視図である。 (B)は従来のバイオセンサチップを示す分解斜視図である。(A) is a perspective view which shows the conventional biosensor chip. (B) is an exploded perspective view showing a conventional biosensor chip.

符号の説明Explanation of symbols

10 バイオセンサカートリッジ
11 バイオセンサチップ
11a 片端部
12 穿刺用器具
12a 先端
13 試料採取口
18a、18b 検知用電極
20 弾性体
20A 内部空間
22 貫通穴
21 先端面(被検体に接する面)
23 密閉半開放空間(空間)
24 粘着剤
25 バイオセンサチップに接する面
26 隆起部
28 圧力センサ(穿刺連動手段)
29 開放貫通孔(通気路)
30 バイオセンサ装置
31 測定器
50 ばね手段(駆動機構)
D 血液(試料)
M 被検体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Biosensor cartridge 11 Biosensor chip 11a One end part 12 Puncture instrument 12a Tip 13 Sample collection port 18a, 18b Detection electrode 20 Elastic body 20A Internal space 22 Through hole 21 Tip surface (surface in contact with subject)
23 Sealed semi-open space (space)
24 Adhesive 25 Face in contact with biosensor chip 26 Raised portion 28 Pressure sensor (puncture interlocking means)
29 Opening through hole (air passage)
30 Biosensor device 31 Measuring instrument 50 Spring means (drive mechanism)
D Blood (sample)
M subject

Claims (10)

バイオセンサチップと、前記バイオセンサチップの一部に固定され先端が突出した穿刺用器具とを有するバイオセンサカートリッジであって、
前記バイオセンサチップの先端に設けられた試料採取口と前記穿刺用器具によって被検体に形成される穿刺口を内包して試料採取に必要な空間を形成する弾性体が、前記バイオセンサチップの先端に設けられており、
前記弾性体は内圧変動可能な内部空間を備え、前記内部空間の内圧上昇により、体積膨張するように構成されたことを特徴とするバイオセンサカートリッジ。
A biosensor cartridge comprising a biosensor chip and a puncture device that is fixed to a part of the biosensor chip and has a protruding tip,
An elastic body that includes a sample collection port provided at the tip of the biosensor chip and a puncture port formed in the subject by the puncture device to form a space necessary for sample collection is provided at the tip of the biosensor chip. It is provided in
The biosensor cartridge is characterized in that the elastic body has an internal space in which an internal pressure can be varied, and is configured to expand in volume as the internal pressure in the internal space increases.
前記穿刺用器具の穿刺動作に対応して作動する穿刺連動手段が設けられ、前記内部空間の内圧変動が、前記穿刺連動手段によって行われるように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のバイオセンサカートリッジ。   The puncture interlocking means which operates corresponding to the puncture operation of the puncture device is provided, and the internal pressure fluctuation of the internal space is configured to be performed by the puncture interlocking means. Biosensor cartridge. 前記内部空間は、前記試料採取に必要な空間を囲む環状に構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のバイオセンサカートリッジ。   The biosensor cartridge according to claim 1 or 2, wherein the internal space is formed in an annular shape surrounding a space necessary for sampling. 前記穿刺連動手段は、前記穿刺用具の穿刺動作の衝撃を感知する圧力センサにて構成されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のバイオセンサカートリッジ。   The biosensor cartridge according to any one of claims 1 to 3, wherein the puncture interlocking means includes a pressure sensor that senses an impact of a puncture operation of the puncture device. 前記穿刺用器具を被検体に穿刺する駆動機構を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のバイオセンサカートリッジ。   The biosensor cartridge according to any one of claims 1 to 5, further comprising a drive mechanism for puncturing the subject with the puncture device. 前記穿刺連動手段は、前記駆動機構と連動するように構成されたことを特徴とする請求項5に記載のバイオセンサカートリッジ。   The biosensor cartridge according to claim 5, wherein the puncture interlocking unit is configured to interlock with the drive mechanism. 前記弾性体が粘着性を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のバイオセンサカートリッジ。   The biosensor cartridge according to claim 1, wherein the elastic body has adhesiveness. 前記弾性体が、前記バイオセンサチップの先端に弾性体自身の粘着性で固定されるか、接着剤で固定されるか、または両面テープで固定されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のバイオセンサカートリッジ。   The said elastic body is fixed to the front-end | tip of the said biosensor chip with the adhesiveness of the elastic body itself, it is fixed with an adhesive agent, or is fixed with the double-sided tape, It is characterized by the above-mentioned. The biosensor cartridge according to any one of the above. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のバイオセンサカートリッジを用いて、前記弾性体を前記披検体に押し付けて穿刺した後に、前記弾性体をその内圧上昇によって膨張させて、前記穿刺用器具を被検体から抜き取り試料採取を行うことを特徴とするバイオセンサカートリッジの使用方法。   Using the biosensor cartridge according to any one of claims 1 to 8, the elastic body is pressed against the specimen and punctured, and then the elastic body is expanded by an increase in internal pressure thereof, and the puncture device A method for using a biosensor cartridge, which comprises extracting a sample from a subject and collecting a sample. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のバイオセンサカートリッジと、前記バイオセンサカートリッジの検知用電極に接続して採取された試料の情報を得る測定器とを有することを特徴とするバイオセンサ装置。   A biosensor comprising: the biosensor cartridge according to any one of claims 1 to 8; and a measuring instrument that obtains information on a sample collected by connecting to a detection electrode of the biosensor cartridge. apparatus.
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