JP7362119B2 - 測定装置 - Google Patents
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Description
[2] 上記電解質ゲルが、親水性高分子と、電解質と、酸素吸着剤とを含有する、[1]に記載の測定装置。
[3] 上記上部基材と上記下部基材との間に、スペーサ層を更に有し、上記上部基材は、一方の表面Bから他方の表面Cへと向かう厚み方向に沿って貫通孔を有し、上記スペーサ層は、上記電解質ゲルの外周に嵌合する形状に凹欠し、上記凹欠した部分の側面から、上記表面Bに配置された上記貫通孔の開口に向かって上記スペーサ層の表面に沿う方向に延びる第1切欠部とを有し、上記上部基材の表面Aと、上記表面Bと、上記第1切欠部の側面とにより区画されるキャビティが、上記開口を介して上記貫通孔と連通し、上記上部基材の表面Cから上記電解質ゲルに至る流通路が形成されている、[1]又は[2]に記載の測定装置。
[4] 上記スペーサ層、及び、上記上部基材は、その側面からその中心へと向かう上記表面Bと平行な方向に延びる第2切欠部を更に有しており、上記第2切欠部と上記表面Aとにより区画される凹部に上記電極の一部が露出している、[3]に記載の測定装置。
[5] 上記加圧密閉部は、互いの距離を調整可能な一対の板状部材を有し、上記板状部材を最も近づけた際のクリアランス距離は上記バイオセンサの最大厚み以下である、[4]に記載の測定装置。
[6] 上記加圧密閉部は更に上記一対の板状部材少なくとも一方の表面上に配置されたスペーサを有し、上記加圧の際、上記スペーサが上記表面C側の上記貫通孔の開口を閉塞する、[5]に記載の測定装置。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施形態に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に制限されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
上記では、加圧により得られる電流値が大きくなっていることがわかるが、本発明者らの検討では、電流値の大きさだけでなく、電流の立ち上がり(電気化学的な信号が得られるのにかかる時間)がより早くなる場合があることも知見している。本発明は、上記の新規な知見に基づき完成されたものである。
図2には、本発明に係る測定装置に使用できるバイオセンサの一例として、バイオセンサ100の斜視図を示した。また、図3にはバイオセンサ100の分解斜視図を示した。
バイオセンサ100は、下部基材101と、スペーサ層106と、上部基材108と、カバー部材109とをこの順に有している。また、上部基材108の表面Cには、液体試料を導入するための開口113が設けられている。
上記各電極はバイオセンサ100が後述する測定装置に挿入された際、測定装置内に設けられた接続端子とそれぞれ接続される。
下部基材101の材料としては特に制限されないがより優れた絶縁性を有する点で、樹脂、及び、ガラス等が好ましい。
また、電極の材料としては特に制限されず、バイオセンサ用の電極として公知の材料を特に制限なく使用できる。
また、スペーサ層106は、凹欠しており、この凹欠部110には、その内周と嵌合する形状の外周を有する電解質ゲル107が、はめ込まれる様に配置されている。
この第1切欠部115の側面と、表面Aと、表面BとによってキャビティCAVが区画される。
キャビティCAVは、開口112を介して貫通孔111と連通し、結果として、上部基材108の表面Cから上記電解質ゲル107に至る流通路として機能する。従って、開口113から導入された液体試料は、上記流通路を介して電解質ゲル107へと導かれる。
本測定装置では、クリップ505により、電解質ゲル107が電極102に向けて押圧されるため、優れた感度が得られる。
微生物と電極との電子移動は微生物の代謝活性を反映することがすでに知られており、本測定装置によれば、より高感度に微生物の代謝活性を計測することができる。
また、対象とする微生物も特に制限されない。なかでも、病原性を有する微生物が好ましく、なかでも歯周病菌(アグリゲイティバクター・アクチノミセテムコミタンス菌、及び、プロフィロモナス・ジンジバーリス菌等)が好ましい。
これにより、バイオセンサ100を後述する測定装置に挿入した際に、より容易に、測定装置とバイオセンサ100とを電気的に接続できる。
次に、本発明に係る測定装置の一実施形態について、図面を用いて説明する。
図6は、本発明に係る測定装置の一実施形態の模式的な斜視図である。測定装置500は、本体501中に電子部品が収容された電子装置である。本体501の表側には、タッチパネル502、バイオセンサを配置して挟持するためのクリップ505、バイオセンサを挿入するための挿入口506が設けられており、挿入口506に挿入されたバイオセンサをクリップ505で挟持することができるよう構成されている。
クリアランス距離とは、クリップ505を閉じた状態における一対の板状部材の表面間の距離(図2中、「L」で示した)である。
測定装置500のクリップ505のクリアランス距離Lは、バイオセンサ100の最大厚み以下であり、バイオセンサ100を挟持する際にカバー部材109を押圧できるように構成されている。
図8は、バイオセンサ100を挿入口506に挿入した状態における測定装置500の斜視図である。バイオセンサ100は、一方の端部が挿入口506に挿入され、測定装置500が有する図示しない電極端子と電気的に接続される。バイオセンサ100が挿入されると、ユーザによって、クリップ505(上歯503)が閉じられる。なお、測定装置500は、ユーザによって上歯503が閉じられる(図8中「F」として示した。)が、本発明に係る測定装置としては上記に制限されず、測定装置がクリップの自動開閉機構を有していてもよい。
板状部材は、基材と、バイオセンサ100の厚み方向に沿って基材の端部から延びるスペーサとを有している。図10に示したように、クリップ505の上歯503は、基材901と、基材901からバイオセンサ100の厚み方向に沿って延びるスペーサ902とを有し、カギ状の断面を呈する。
測定装置500は、プロセッサ1001と、記憶デバイス1002と、入力デバイス1003と、出力デバイス1004と、測定デバイス1005と、クリップ505と接続端子1006とを有する。
測定装置500の接続端子1006は、バイオセンサ100が有する電極102と電気的に接続される。
プロセッサ1001、記憶デバイス1002、入力デバイス1003、出力デバイス1004、及び、測定デバイス1005は、バス1007を介して相互にデータを交換可能に構成されている。
入力デバイス1003は、タッチパネル502を含んで構成される。入力デバイス1003としては、タッチパネル以外にも、例えば、キーボード、ボタン、マウス、テンキー、及び、スキャナ等がある。
出力デバイス1004は、データを出力する。
出力デバイス1004は、タッチパネル502を含んで構成される。出力デバイス1004としては、タッチパネル以外にも、例えば、ディスプレイ、及び、プリンタがある。
測定装置500は制御部1101と、記憶部1102と、入力部1103と、出力部1104と、加圧密閉部1105と、電気化学測定部1106と、を有する。
具体的には、作用電極103の電極電位を測定したり、流れる電流の大きさを測定することにより、測定対象の微生物の代謝活性等の評価のためのデータが得られる。
出力部1104は、記憶部1102に記憶されたプログラムが制御部1101により実行され、これにより制御された出力デバイス1004によって実現される機能である。
出力部1104は、測定装置500の状態、測定の進捗状況、及び、測定結果等を出力デバイス1004に表示する。
測定装置500はプログラムに従って、以下のとおり動作する。図13は、上記プログラムに従って動作する測定装置500の制御部1101の動作フローである。
なお、測定装置500が、クリップの開閉機構を有している場合、記憶部1102に記憶されたプログラムを制御部1101が実行し、クリップ505を制御してこれを閉じさせ、電解質ゲル107を加圧してもよい。
次に、測定結果が出力デバイス1004に表示される(ステップS1202)。
101 :下部基材
102 :電極
103 :作用電極
104 :対電極
105 :作用電極
106 :スペーサ層
107 :電解質ゲル
108 :上部基材
109 :カバー部材
110 :凹欠部
111 :貫通孔
112 :開口
113 :開口
114 :第2切欠部
115 :第1切欠部
207 :電解質ゲル
500 :測定装置
501 :本体
502 :タッチパネル
503 :上歯
504 :下歯
505 :クリップ
506 :挿入口
507 :ヒンジ
901 :基材
902 :スペーサ
1001 :プロセッサ
1002 :記憶デバイス
1003 :入力デバイス
1004 :出力デバイス
1005 :測定デバイス
1006 :接続端子
1007 :バス
1101 :制御部
1102 :記憶部
1103 :入力部
1104 :出力部
1105 :加圧密閉部
1106 :電気化学測定部
Claims (6)
- 下部基材、前記下部基材の表面Aに配置され、前記下部基材の一方の端部から、前記表面Aに沿う方向に、前記下部基材の略中心へと延びる作用電極を含む少なくとも2つの電極、前記電極の少なくとも一部と直接接するよう前記電極上に配置された電解質ゲル、前記電解質ゲルの前記電極側とは反対側の面に接して前記電解質ゲルを覆うカバー部材、及び、前記カバー部材を支持し前記下部基材上に配置された上部基材を有するバイオセンサの、前記電極と接続され、前記作用電極と前記電解質ゲルとに挟まれた微生物の電気化学特性を測定する電気化学測定部と、
前記下部基材と前記上部基材とを両側から挟んで前記電解質ゲルを前記作用電極に押し付けて加圧する加圧密閉部と、を有する、測定装置。 - 前記電解質ゲルが、親水性高分子と、電解質と、酸素吸着剤とを含有する、請求項1に記載の測定装置。
- 前記上部基材と前記下部基材との間に、スペーサ層を更に有し、
前記上部基材は、一方の表面Bから他方の表面Cへと向かう厚み方向に沿って貫通孔を有し、
前記スペーサ層は、前記電解質ゲルの外周に嵌合する形状に凹欠し、前記凹欠した部分の側面から、前記表面Bに配置された前記貫通孔の開口に向かって前記スペーサ層の表面に沿う方向に延びる第1切欠部とを有し、
前記上部基材の表面Aと、前記表面Bと、前記第1切欠部の側面とにより区画されるキャビティが、前記開口を介して前記貫通孔と連通し、前記上部基材の表面Cから前記電解質ゲルに至る流通路が形成されている、請求項1又は2に記載の測定装置。 - 前記スペーサ層、及び、前記上部基材は、
その側面からその中心へと向かう前記表面Bと平行な方向に延びる第2切欠部を更に有しており、前記第2切欠部と前記表面Aとにより区画される凹部に前記電極の一部が露出している、請求項3に記載の測定装置。 - 前記加圧密閉部は、互いの距離を調整可能な一対の板状部材を有し、前記板状部材を最も近づけた際のクリアランス距離は前記バイオセンサの最大厚み以下である、請求項4に記載の測定装置。
- 前記加圧密閉部は更に前記一対の板状部材少なくとも一方の表面上に配置されたスペーサを有し、前記加圧の際、前記スペーサが前記表面C側の前記貫通孔の開口を閉塞する、請求項5に記載の測定装置。
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