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JPH067324A - 生体内の生理物質の濃度測定に適した移植可能な生物医学的センサおよびこれを用いる生理物質の測定方法 - Google Patents

生体内の生理物質の濃度測定に適した移植可能な生物医学的センサおよびこれを用いる生理物質の測定方法

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Publication number
JPH067324A
JPH067324A JP5019063A JP1906393A JPH067324A JP H067324 A JPH067324 A JP H067324A JP 5019063 A JP5019063 A JP 5019063A JP 1906393 A JP1906393 A JP 1906393A JP H067324 A JPH067324 A JP H067324A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measuring
living body
concentration
physiological substance
biomedical sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5019063A
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English (en)
Inventor
Esch Johannes H L Hogen
ハルム ルーカス ホーゲン エッシュ ヨハネス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nederlandsche Apparatenfabriek NEDAP NV
Original Assignee
Nederlandsche Apparatenfabriek NEDAP NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nederlandsche Apparatenfabriek NEDAP NV filed Critical Nederlandsche Apparatenfabriek NEDAP NV
Publication of JPH067324A publication Critical patent/JPH067324A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 人または動物の体におけるグルコースなどの
生理物質の存在または濃度を生体内で測定するための移
植可能な生物医学的センサ。 【構成】 生物学的適合性のある原料からなるカプセル
２中に配置され、発信器／受信器を用いて２種類のコー
ド化された情報を非接触的に交換しうる小型化した電気
反応器３と、カプセルの壁を貫通した少なくとも一つの
作用電極１０および一つの対電極８、そして好ましくは
対照電極９とからなり、各電極と電気反応器とを電気的
に接続する。作用電極１０は膜の表面を横切って広が
り、その内壁は伝導性のポリマーで覆われており、その
上に酸化還元酵素が固定される中空繊維を用いた膜から
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、人または動物の体内
における生理物質、特にグルコース濃度を生体内で測定
するための生物医学的センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のグルコースセンサは酸化還元酵素
であるグルコースオキシダーゼ（ＧＯｄ）の存在下での
酸素によるグルコースの酸化に基づいている。
【０００３】グルコースオキシダーゼの中心に位置する
フラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤ）は、化１に
示すようにグルコースを酸化することによって還元型Ｆ
ＡＤ（ＦＡＤ−Ｈ2 ）に還元される。酵素の再生は、化
２に示すように酸素を過酸化水素に変えることによって
起こる。
【０００４】
【化１】 GOd-FAD+glucose-->GOd-FAD-H2+gluconate
【０００５】
【化２】GOd-FAD−H2+O2 -->GOd-FAD+H2O2 グルコースオキシダーゼは、酸素電極を覆っているゲル
または膜に固定されている。グルコース含有量は以下の
方法の１つによって間接的に求められる。
【０００６】 １．化２の反応によって減少する酸素量の検出 ２．化２の反応によって生成する過酸化水素量の検出
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の酸
素量を検出する方法と過酸化水素を検出する方法とは、
次のような欠点がある。
【０００８】１の方法の大きな欠点は大気中の酸素圧に
対しても感受性を有することである。
【０００９】２の方法の欠点は過酸化水素がグルコース
オキシターゼを分解するということである。もう一つの
欠点は、生物学的溶液中に存在する他の電気的に活性な
物質（たとえばアスコルビン酸）に対してセンサが感度
良好であるように高い電圧を用いなければならないこと
である。さらに生物学的溶液はまたカタラーゼを含んで
おり、これによって過酸化水素は分解される。
【００１０】前記の欠点を改良した第２世代のグルコー
スセンサは、中間体（フェロセンおよびその誘導体、Ｍ
ｅｄ）が利用され、酸化還元酵素と電極との間での電子
移動をもたらしている。中間体を利用する利点は、測定
がたとえば８００ｍＶの代わりに３５０ｍＶという比較
的低い電圧で行えるということである。その結果、測定
された総電流はに影響を及ぼすほどの副反応は殆どみら
れない。グルコースオキシダーゼ中の還元型ＦＡＤの再
生は、化３に示すように陰極における中間体の還元によ
って起こる。還元型中間体は、化４に示すように引き続
いて陽極で電気化学的に酸化される。このときの総電流
量からグルコース含有量が求められる。
【００１１】
【化３】 GOd-FAD-H2+2 MedOx→GOd-FAD+2 MedRed+2H+
【００１２】
【化４】2 MedRed→2 MedOx+2OH- この原理に基づいたグルコースセンサは、系から中間体
が消失するという問題がある。さらに、使用できる中間
体にはしばしば毒性があるため、生体内での測定には用
いられないという問題がある。
【００１３】本発明の目的は、前記のような欠点のない
生体内の生理物質、特にグルコース濃度測定に適した移
植可能な生物医学的センサおよびこれを用いた生理物質
の測定方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、生物学的に適
合性のある材料からなるカプセルと、カプセルの内部に
配置され、電磁気的呼掛け信号分野において発信器また
は受信器によって２種類のコード化された情報を排接触
的に交換しうる小型電気反応器と、カプセルの壁を貫通
し、カプセルの内部で小型電気反応器と電気的に接続さ
れる少なくとも１つの対電極と、カプセルの壁を貫通
し、カプセルの内部で小型電気反応器と電気的に接続さ
れる少なくとも１つの作用電極であって、その表面に中
空繊維の壁があり、その中空部に生理物質分解酸化還元
酵素が固定されている作用電極とからなることを特徴と
する生体内における生理物質濃度測定に適した移植可能
な生物医学的センサである。
【００１５】また本発明は、対電極と作用電極の他にカ
プセルの壁を貫通し、カプセルの内部で小型電気反応器
と電気的に接続される対照電極を有することを特徴とす
る。
【００１６】また本発明は、作用電極の表面と中空繊維
の壁との間に電導層を設けることを特徴とする。
【００１７】また本発明は、電導層が金属層であること
を特徴とする。
【００１８】また本発明は、金属層が白金層であること
を特徴とする。
【００１９】また本発明は、金属層がスパッタ法によっ
て作用電極表面に蒸着されることを特徴とする。
【００２０】また本発明は、中空繊維の自由表面が生物
学的適合性のある原料で覆われていることを特徴とす
る。
【００２１】また本発明は、生物学的適合性のある原料
が合成原料であることを特徴とする。
【００２２】また本発明は、生物学的適合性のある原料
がスパッタ法によって中空繊維の自由表面に蒸着された
金属層であることを特徴とする。
【００２３】また本発明は、金属層が対電極として作用
していることを特徴とする。
【００２４】また本発明は、対照電極が銀−塩化銀電極
であることを特徴とする。
【００２５】また本発明は、対照電極が選択的透過性で
生物学的に適合性のある選択的透過膜を備えていること
を特徴とする。
【００２６】また本発明は、中空繊維の壁が選択的透過
性の第２膜で覆われていることを特徴とする。
【００２７】また本発明は、第２膜がすべての電極上に
配置されており、かつカプセルに接触していることを特
徴とする。
【００２８】また本発明は、作用電極が２つあり、第２
作用電極が伝導性のポリマーで覆われている中空繊維の
壁からなっており、第２の作用電極の中空繊維中には生
理物質分解酸化還元酵素が固定されておらず、作動中の
装置は２つの作用電極によって供給された信号の差異を
形成する装置からなっていることを特徴とする。
【００２９】また本発明は、伝導性のポリマーがポリピ
ロールでありことを特徴とする。
【００３０】また本発明は、小型電気反応器が操作中に
膜を交差して０．３５ｖｏｌｔまたはそれ以下の定電圧
を発生するように設計されていることを特徴とする。
【００３１】また本発明は、小型電気反応器がその作動
後、あらかじめ設定された時間に作用電極によって供給
される信号の測定を行う時間回路を含んでいることを特
徴とする。
【００３２】また本発明は、小型電気反応器が受動的反
応器であることを特徴とする。
【００３３】また本発明は、操作中の小型電気反応器が
組み込まれた電池からの電気エネルギーを引き出すこと
を特徴とする。
【００３４】また本発明は、カプセルが平らな部分を有
しており、その上には作用電極の膜が配置されているこ
とを特徴とする。
【００３５】また本発明は、小型反応器が定電位電解装
置を含み、操作中に、それが対照電極と作用電極との間
に定電圧を発生することを特徴とする。
【００３６】また本発明は、生理物質がグルコースであ
り、生理物質分解酸化還元酵素がグルコースオキシター
ゼであることを特徴とする。
【００３７】また本発明は、生体内に移植した請求項１
〜２２のいずれか１項に記載の生体内の生理物質濃度測
定に適した移植可能な生物医学的センサの少なくとも１
つ以上と、これが作動したとき、該センサからの信号を
読取って電磁気的呼掛け信号を生じさせることができる
少なくとも一つの発信器または受信器とを使用する生体
内の生理物質の存在または濃度を測定する方法である。
【００３８】また本発明は、電気的に制御可能なインシ
ュリンポンプを有することを特徴とする。
【００３９】また本発明は、発信器または受信器がイン
シュリンポンプを制御するように設計されていることを
特徴とする。
【００４０】また本発明は、請求項１〜２２のいずれか
１項に記載の生体内の生理物質濃度測定に適した移植可
能な生物医学的センサが生体内に移植されてはいない
が、工程または反応漕における生理物質の存在および／
または濃度を試験管内で非接触的に測定することを特徴
とする生理物質の存在または濃度を測定する方法であ
る。
【００４１】また本発明は、生理物質がグルコースであ
ることを特徴とする。
【００４２】
【作用】最近、ＴＮＯ（応用科学研究に対するオランダ
の機関）およびNijmegenカトリック大学において、伝導
性ポリマーを介して酸化還元酵素と電極との間で直接、
電子が移動する第３世代のグルコースセンサが開発され
た。このセンサの基本は円柱状の孔（孔径６００ｎｍ）
を有するろ過膜である。すばらしく発達した重合反応に
より、膜の孔はポリピロールで覆われており、伝導性ポ
リマー製の中空繊維が膜を通して垂直に拡がり、かつ測
定溶液に接触できる。グルコースオキシダーゼは、この
中空繊維に固定されており、酸化還元酵素とポリマーと
の間で電子が直接移動できるようになっている。孔の中
に酵素が存在することによってさらに周囲のいかなる影
響に対しても酵素を保護することができ、このことによ
り酵素の活性構造を保持しうる。化１によって酵素がグ
ルコース分子を酸化した後、還元型酵素は電子を伝導性
ポリマーに移すことによって再生されうる。
【００４３】試験管内実験によって、酸化還元酵素が存
在し、ポリピロールで覆われている中空繊維を有する膜
に基づいたセンサを用いて、感度を全く消失することな
くグルコース濃度が連続的かつ正確に長期間測定できる
ことが示された。この膜はさらに、それのもう一方の面
に電極として作用する白金被膜が備わっている。このよ
うなグルコースセンサは酸素濃度と無関係であり、フル
クトース、クエン酸塩、乳酸塩、ピルビン酸塩、尿素お
よび尿素酸などの物質に対しては感受性がない。
【００４４】本発明に従えば、生体内グルコース測定用
の移植可能な生物医学的センサとして前記第３世代グル
コースセンサを用い、電磁気学の呼掛け信号分野におい
て用いられている発信器／受信器を用いて２種類のコー
ド化された情報を非接触的に交換できる小型化された電
気的反応器によって特徴づけられる。この反応器は生物
学的適合性のある原料からなるカプセルの中に配置され
ている。そして、カプセルの壁を通過し、カプセルの外
側に少なくとも２つの、好ましくは３つの電極を構成
し、これらを電気的に接続している。これらの電極は少
なくとも一つの作用電極と一つの対電極からなる。この
作用電極は膜の表面を横切って広がり、その内壁は伝導
性ポリマーで覆われており、その中には生理物質を分解
する酸化還元酵素、たとえばグルコースオキシターゼが
位置しており、そしてその一方の端では操作中に作用電
極によって供給される信号を受信し、これらの信号を２
種類の信号に変換する作動中の装置と一対であるように
電気的に接続している中空繊維の膜からなる。溶液と作
用電極との間の電圧を一定に保つために第３の電極、た
とえば銀−塩化銀対照電極を設置することが好ましい。
【００４５】また本発明の生物医学的センサは、試験管
内のグルコースの測定にも使用できる。
【００４６】
【実施例】以下実施例でもって本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４７】図１は、本発明の移植可能なセンサ１の一
実施例を概略的に示す側面図および平面図である。この
センサ１は、図１に示したとおり、両端が溶封されてい
るガラス管よりなっているカプセル２を含む。カプセル
２は、ガラス以外の生物学的適合性があり、永久的に水
のもらない材料であってもよい。また、管状以外のさま
ざまな形を使用することができる。しかし、管状の構成
は、中空針によって容易に生体内に移植が可能である。
【００４８】カプセル２の中には反応器の電気回路３が
配置され、電気回路３は、電気的接続によってカプセル
の壁を貫通する電極に接触している。図１で示すよう
に、電極８，９および１０と３つの接合線４，５および
６が電気回路３との接続に使用されている。電極８，９
および１０は、カプセル２の端からその壁を貫通してカ
プセル２外に突出している。
【００４９】電極８は対電極であり、たとえば白金など
ような金属で作られるか、あるいはそのような金属で覆
われる。電極９は作用電極と溶液との間に一定の電圧を
供給する銀−塩化銀対照電極である。
【００５０】作用電極１０は合成電極であり、円柱状の
孔を有する膜からなる。適切な膜は、たとえばシクロポ
アの名称で使用されている膜である。孔径はたとえば６
００ｎｍである。孔は膜の表面まで横切って広がる中空
繊維を構成している。作用電極１０の先端を保護するた
めに、保護キャップ１２が配置され、キャップ１２はこ
の目的にあうような生物学的適合性のあるプラスチック
原料で作られている。
【００５１】作用電極１０の表面をさらに詳しく図２で
示す。中空繊維１４の壁は、たとえばポリピロールのよ
うな電気的に伝導性のあるポリマー層１５で覆われてい
る。孔１６の中には、酸化還元酵素、たとえばグルコー
スオキシダーゼが固定され、ポリマー層との間での電子
の移動が直接可能なようになっている。孔１６の中で
は、酵素は周囲の影響から保護されているが、センサ１
ーの回りに存在する溶液母体１７と接触している。
【００５２】文献によって、血清中のグルコース濃度と
組織内のグルコース濃度との間には明確な関係が存在し
ていることがすでに知られている。したがって、組織内
に移植されたセンサによってグルコース濃度を測定する
ことは血清中のグルコース濃度を直接測定することに匹
敵する。膜の一方では、膜１３の中空繊維が作用電極の
孔７に接触している。この目的ために、電導層１８は、
膜のもう一方に用いられている。電導層１８は、たとえ
ば適当な薄さの白金の薄い層より構成されている。白金
層の薄さは厳密なものではなく、たとえば５０ｎｍから
４００ｎｍの間であってもよい。白金被膜は直接または
間接に作用電極１０の孔７に電気的に接触しており、作
用電極はカプセル２の壁を貫通している。電導層１８を
構成する白金層はたとえばスパッタ法によって作用電極
１０に蒸着することができる。センサ１の生物学的適合
性を改良するために、溶液母体１７に接触するようにな
った膜の側面１９には、たとえば高密度ポリ乳酸のよう
な適当なプラスチックまたは適当な金属の被膜で構成さ
れる。たとえば白金被膜などの金属被膜が使用される場
合は、スパッタ法で蒸着される。スパッタ層が１００ｎ
ｍの薄さであるならば、生理物質と酸化還元酵素との間
に好ましい相互作用が生じるのに充分な多孔状を膜が有
することが見いだされている。また、たとえば白金の代
わりにチタンを使用することもできる。金属が層を覆う
ことの利点は、膜を横切る好ましい電位差を実現するよ
うに対電極８を同時に接触できることである。
【００５３】０．３５ボルトの電位差は良い結果をもた
らす。膜と溶液との間の接触面が１５ｍｍ2 以上の面積
があり、電位差が０．３５ボルトであるならば、１００
〜１０００ｎＡ単位の電流が測定される。このことは、
接触面および／または電位差がさらになお減少せうるこ
とを意味する。上記のセンサの操作はｍＭ単位の濃度で
存在しているフルクトース、クエン酸塩、乳酸塩、ピル
ビン酸塩、グルタチオン、尿素および尿素酸と同様、酸
素濃度とも無関係である。しかしながら、アスコルビン
酸は測定結果に影響を与える。この問題は、たとえば
０．２０ボルトくらいのより低い電位差で測定するか、
または電極１０を膜１９で覆った選択的透過性のある第
２の膜を使用することによって解決することができる。
この第２の膜は荷電したアスコルビン酸にたいしては不
透過性であるが、生理物質、たとえばグルコース分子お
よびグルコースの酸化物（グルコノラクトン）には透過
性であるものを用いる。
【００５４】もし望むならば、図４に示すように選択的
透過性の膜をすべての電極の回りを覆う選択透過性キャ
ップ３０として組み立てることができる。キャップ３０
は透過性があり、電極８，９および１０の周囲を覆う。
溶液母体１７は、それの構成成分が生理物質、たとえば
グルコースであれば透過し、キャップと電極との間のス
ペースに浸透することができる。
【００５５】一方、２つの作用電極を設けた場合、その
うち１つだけが酸化還元酵素を含んでいても測定は可能
である。その時、他の電気的に活性のある分子の影響は
除外でき、特定の信号は不確かではあるが、グルコース
に基づいている。
【００５６】図３は本発明のセンサにおける反応回路２
０を概略的に示す。反応回路２０はコンデンサによって
同調され、または非同調のコイル２２を有する入力回路
２１からなる。コイル２２には鉄心１１が備わってお
り、と同時にアンテナを構成している。入力回路２１は
操作中に入力回路２１における呼掛け信号によって誘導
された電圧から発生したかなり安定した供給電圧を受け
ている整流器回路２４とつながっている。供給電圧は反
応回路２０のいろいろの活性成分に使用される。さら
に、供給電圧から始まって、操作中に膜を横切って設定
される測定電圧が、たとえば定電位電解装置（potentio
stat）２５によって形成される。
【００５７】反応回路２０はさらに、デジタル回路の制
御のためのクロックパルスを供給しうるクロックパルス
発生器２６を有する。原則的には、クロックシグナルと
して受信回路に誘導された交流電圧の頂点を使用するこ
とは可能である。反応回路２０に同定コードが備わって
いるならば、このコードはメモリー２７に保存される。
メモリー２７は無線でのプログラムが可能である。Ａ／
Ｄ変換器２８は、作用電極１０によって供給される直流
信号を受信し、それらをメモリー２７あるいはその一部
に保存させる２種類の信号に変換する。操作中、メモリ
ーの出力信号は、受信回路の電気容量および受信回路の
エネルギー吸収を調節しうる、たとえばスイッチ方法の
ような変法２３に使用される。
【００５８】メモリー２７およびＡ／Ｄ変換器２８の代
わりに、マイクロプロセッサーが使用できる。測定され
た信号は８ビットあるいはそれ以上の２種類の信号とし
て表すことができる。作用電極１０は原則としてカプセ
ル２の端のカーブした曲面上、できれば平らな部分上に
配置されるのがよい。さらには、上述した反応回路２０
は受動的回路であり、これは必要な供給エネルギーは呼
掛け信号から供給される。またカプセル中に電池を配置
し、ここから供給することもまた可能である。
【００５９】できれば持ち運びに便利なデザインの発信
器／受信器によってセンサに適した電磁気呼掛け信号を
発生させるために、移植可能なセンサの周辺に持ち込む
ことによって、センサは活性化されうる。活性化された
後、センサは作用電極１０から発生した電流によって組
織の回りのグルコース濃度を測定することができる。電
流の強さは、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換
され、それだけ、あるいは２種類のコードと一緒に受信
回路のエネルギー吸収を調節するのに使用される。この
調節は発信器／受信器によって検出され、測定値に変換
される。センサが電池を有していれば、測定信号は別の
アンテナコイルを通して選択的に除外されるであろう。
しかし、このためにより大きな装置を必要とする。
【００６０】発信器／受信器によって検出されたグルコ
ース含有値は、もし必要であればインシュリンポンプを
コントロールするのに使用される。移植可能なインシュ
リンポンプが使われたならば、このポンプもまた、原則
的には同じ発信器／受信器または特別の発信器によって
無線的に活性化されうる。
【００６１】測定のためには、できればクロノー電流適
定方法を用いるのが好ましい。この方法によると瞬間の
電流の強度は、ポテンシャルジャンプが発生した後、あ
らかじめ設定された時間に測定できる。このあらかじめ
設定された時間は、すなわち選択された時間での測定値
と安定した最終状態での測定値との間に関係が見いださ
れば、安定した最終状態に到達した時間よりもすぐれて
いるかもしれない。
【００６２】組織中のグルコース濃度が測定される場合
には、電圧が入った後に、作用電極中の電流は活性時間
と安定状態に到達した時間との間の半分の時間の時に測
定される。これをいわゆる半減時間ｔ１／２という。半
減時間はたとえば自動記録器またはカウンターなどの適
当な時間回路によって反応器自体の中に設定されてお
り、発信器／受信器において、または使用者によって決
定されうる。この方法により、より速い測定方法が可能
になり、さらには酸化還元酵素をほん短時間だけ活性状
態に保てる。この方法は装置の長期使用に貢献すること
が期待されている。
【００６３】今までに述べたことによって、さまざまの
改良法がこの分野の従来技術を有する人であればすぐに
行えるであろう。したがって、反応回路のいろいろな実
施例が可能であろう。また、適当な酵素を用いることに
よって上記の方法で、グルコース以外の生理物質、たと
えばラクトースの人または動物の体内あるいは試験管内
における存在または濃度を測定することも可能である。
そのような変法は本発明の範囲にあてはめて理解されう
るであろう。
【００６４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、生体内の
生理物質特にグルコースの濃度を小型のセンサを生体内
に移植することによって、外部から長期にわたって測定
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の側面図および平面図であ
る。
【図２】作用電極の一部分をさらに拡大スケールで概略
的に示したものである。
【図３】電気ブロック図である。
【図４】本発明の他の実施例の側面図である。
【符号の説明】
１ 生物医学的センサ ２ カプセル ３ 電気回路 ４，５，６ 接合線 ８ 対電極 ９ 対照電極 １０ 作動電極 １１ 鉄心 １２，１３ 保護キャップ ２０ 反応回路 ２１ 入力回路 ２２ コイル ２４ 整流回路 ２５ 定電位電解装置 ２６ クロックパルス発生器 ２７ メモリ ２８ Ａ／Ｄ交換器 ３０ 選択透過性キャップ

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 生物学的に適合性のある材料からなるカ
    プセルと、 カプセルの内部に配置され、電磁気的呼掛け信号分野に
    おいて発信器または受信器によって２種類のコード化さ
    れた情報を排接触的に交換しうる小型電気反応器と、 カプセルの壁を貫通し、カプセルの内部で小型電気反応
    器と電気的に接続される少なくとも１つの対電極と、 カプセルの壁を貫通し、カプセルの内部で小型電気反応
    器と電気的に接続される少なくとも１つの作用電極であ
    って、その表面に中空繊維の壁があり、その中空部に生
    理物質分解酸化還元酵素が固定されている作用電極とか
    らなることを特徴とする生体内における生理物質濃度測
    定に適した移植可能な生物医学的センサ。
  2. 【請求項２】 対電極と作用電極の他にカプセルの壁を
    貫通し、カプセルの内部で小型電気反応器と電気的に接
    続される対照電極を有することを特徴とする請求項１記
    載の生体内の生理物質濃度測定に適した移植可能な生物
    医学的センサ。
  3. 【請求項３】 作用電極の表面と中空繊維の壁との間に
    電導層を設けることを特徴とする請求項１記載の生体内
    の生理物質濃度測定に適した移植可能な生物医学的セン
    サ。
  4. 【請求項４】 電導層が金属層であることを特徴とする
    請求項３記載の生体内の生理物質濃度測定に適した移植
    可能な生物医学的センサ。
  5. 【請求項５】 金属層が白金層であることを特徴とする
    請求項４記載の生体内の生理物質濃度測定に適した移植
    可能な生物医学的センサ。
  6. 【請求項６】 金属層がスパッタ法によって作用電極表
    面に蒸着されることを特徴とする請求項４または５記載
    の生体内の生理物質濃度測定に適した移植可能な生物医
    学的センサ。
  7. 【請求項７】 中空繊維の自由表面が生物学的適合性の
    ある原料で覆われていることを特徴とする請求項１〜６
    のいずれか１項に記載の生体内の生理物質濃度測定に適
    した移植可能な生物医学的センサ。
  8. 【請求項８】 生物学的適合性のある原料が合成原料で
    あることを特徴とする請求項７記載の生体内の生理物質
    濃度測定に適した移植可能な生物医学的センサ。
  9. 【請求項９】 生物学的適合性のある原料がスパッタ法
    によって中空繊維の自由表面に蒸着された金属層である
    ことを特徴とする請求項７記載の生体内の生理物質濃度
    測定に適した移植可能な生物医学的センサ。
  10. 【請求項１０】 金属層が対電極として作用しているこ
    とを特徴とする請求項９記載の生体内の生理物質濃度測
    定に適した移植可能な生物医学的センサ。
  11. 【請求項１１】 対照電極が銀−塩化銀電極であること
    を特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載の生
    体内の生理物質濃度測定に適した移植可能な生物医学的
    センサ。
  12. 【請求項１２】 対照電極が選択的透過性で生物学的に
    適合性のある選択的透過膜を備えていることを特徴とす
    る請求項２〜１１のいずれか１項に記載の生体内の生理
    物質濃度測定に適した移植可能な生物医学的センサ。
  13. 【請求項１３】 中空繊維の壁が選択的透過性の第２膜
    で覆われていることを特徴とする請求項１〜１２のいず
    れか１項に記載の生体内の生理物質濃度測定に適した移
    植可能な生物医学的センサ。
  14. 【請求項１４】 第２膜がすべての電極上に配置されて
    おり、かつカプセルに接触していることを特徴とする請
    求項１〜１３記載の生体内の生理物質濃度測定に適した
    移植可能な生物医学的センサ。
  15. 【請求項１５】 作用電極が２つあり、第２作用電極が
    伝導性のポリマーで覆われている中空繊維の壁からなっ
    ており、第２の作用電極の中空繊維中には生理物質分解
    酸化還元酵素が固定されておらず、作動中の装置は２つ
    の作用電極によって供給された信号の差異を形成する装
    置からなっていることを特徴とする請求項１〜１４のい
    ずれか１項に記載の生体内の生理物質濃度測定に適した
    移植可能な生物医学的センサ。
  16. 【請求項１６】 伝導性のポリマーがポリピロールであ
    りことを特徴とする請求項１５に記載の生体内の生理物
    質濃度測定に適した移植可能な生物医学的センサ。
  17. 【請求項１７】 小型電気反応器が操作中に膜を交差し
    て０．３５ｖｏｌｔまたはそれ以下の定電圧を発生する
    ように設計されていることを特徴とする請求項１〜１６
    のいずれか１項に記載の生体内の生理物質濃度測定に適
    した移植可能な生物医学的センサ。
  18. 【請求項１８】 小型電気反応器がその作動後、あらか
    じめ設定された時間に作用電極によって供給される信号
    の測定を行う時間回路を含んでいることを特徴とする請
    求項１〜１７のいずれか１項に記載の生体内の生理物質
    濃度測定に適した移植可能な生物医学的センサ。
  19. 【請求項１９】 小型電気反応器が受動的反応器である
    ことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載
    の生体内の生理物質濃度測定に適した移植可能な生物医
    学的センサ。
  20. 【請求項２０】 操作中の小型電気反応器が組み込まれ
    た電池からの電気エネルギーを引き出すことを特徴とす
    る請求項１〜１９のいずれか１項に記載の生体内の生理
    物質濃度測定に適した移植可能な生物医学的センサ。
  21. 【請求項２１】 カプセルが平らな部分を有しており、
    その上には作用電極の膜が配置されていることを特徴と
    する請求項１〜２０のいずれか１項に記載の生体内の生
    理物質濃度測定に適した移植可能な生物医学的センサ。
  22. 【請求項２２】 小型反応器が定電位電解装置を含み、
    操作中に、それが対照電極と作用電極との間に定電圧を
    発生することを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１
    項に記載の生体内の生理物質濃度測定に適した移植可能
    な生物医学的センサ。
  23. 【請求項２３】 生理物質がグルコースであり、生理物
    質分解酸化還元酵素がグルコースオキシターゼであるこ
    とを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の
    生体内のグルコース濃度測定に適した移植可能な生物医
    学的センサ。
  24. 【請求項２４】 生体内に移植した請求項１〜２２のい
    ずれか１項に記載の生体内の生理物質濃度測定に適した
    移植可能な生物医学的センサの少なくとも１つ以上と、
    これが作動したとき、該センサからの信号を読取って電
    磁気的呼掛け信号を生じさせることができる少なくとも
    一つの発信器または受信器とを使用する生体内の生理物
    質の存在または濃度を測定する方法。
  25. 【請求項２５】 電気的に制御可能なインシュリンポン
    プを有することを特徴とする請求項２４記載の生体内の
    生理物質の存在または濃度を測定する方法。
  26. 【請求項２６】 発信器または受信器がインシュリンポ
    ンプを制御するように設計されていることを特徴とする
    請求項２５記載の生体内の生理物質の存在または濃度を
    測定する方法。
  27. 【請求項２７】 請求項１〜２２のいずれか１項に記載
    の生体内の生理物質濃度測定に適した移植可能な生物医
    学的センサが生体内に移植されてはいないが、工程また
    は反応漕における生理物質の存在および／または濃度を
    試験管内で非接触的に測定することを特徴とする生理物
    質の存在または濃度を測定する方法。
  28. 【請求項２８】 生理物質がグルコースであることを特
    徴とする請求項２４〜２７のいずれか１項に記載のグル
    コース濃度測定方法。
JP5019063A 1992-02-05 1993-02-05 生体内の生理物質の濃度測定に適した移植可能な生物医学的センサおよびこれを用いる生理物質の測定方法 Pending JPH067324A (ja)

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