JPH09184819A - 濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサのセット、排出のための操作を著しく
簡素化できる濃度測定装置を提供する。 【解決手段】 多数枚のセンサ１を上方に付勢する状態
で収容したカートリッジ２を濃度測定装置本体３に装着
し、最も上部のセンサ１を押圧部材４によって濃度測定
装置本体３から突出するように押し出し、押圧部材４の
往動長さ、復動長さを、１回目の往動時にセンサ１のほ
ぼ１／２の長さだけセンサ１を押し出し、２回目の往動
時にセンサ１のほぼ全長だけセンサ１を押し出すように
設定すべく、押圧部材４に追従して移動するカム部材４
ｂおよびカム部材４ｂと係合してカム部材４ｂの往動、
復動を制限するレバー部材４ｄを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は濃度測定装置に関
し、さらに詳細にいえば、生理活性物質の存在下におい
て測定対象物質が酸化され、もしくは還元されることに
よって生成され、もしくは消失される物質の量に対応す
る電気信号をセンサの電極から入力し、この電気信号に
基づいて濃度測定信号を出力するようにした濃度測定装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、作用電極、対向電極および必
要に応じて設けられる参照電極を有する電極本体の上面
に、酵素などの生理活性物質を固定化してなる膜（以
下、単に固定化酵素膜と称する）を設けてなるセンサを
用いて溶液中の対象物質の濃度を測定することが提案さ
れている。そして、生理活性物質としてグルコースオキ
シダーゼを採用すれば、糖分の濃度の測定に適用するこ
とができる。

【０００３】しかし、血液中の糖分の濃度を測定する場
合には、血液中に血球などの妨害物質が多量に含まれて
いることが原因となって、前記の構成のセンサを用いて
血糖値を反復的に測定した場合に、２回目以降の測定値
が不正確になってしまう可能性が高い。特に、一般家庭
での使用を前提とした血糖値測定装置の場合には、測定
値が不正確になってしまうことを未然に防止すべく、セ
ンサを予め個装しておくとともに、血糖値の測定を行う
場合に新しいセンサを血糖値測定装置に装着すべきこと
を指示することが行われている。

【０００４】このようにすれば、センサを交換すること
なく反復的に血糖値の測定を行ってしまうという不都合
を防止することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の血糖値
測定装置を採用した場合には、血糖値の測定を行う前
に、個装されたセンサを取り出して血糖値測定装置にセ
ットする作業が必要になるとともに、血糖値の測定終了
後に、血糖値測定装置から使用済みのセンサを取り出す
作業が必要になる。

【０００６】そして、血液の必要量を可能な限り少なく
するためにセンサは著しく小形化されているのであるか
ら、上記作業が困難であり、しかも煩しいという不都合
がある。また、センサが正確にセットされない可能性も
あり、この場合にはセンサからの出力信号を取り出すこ
とができなくなり、ひいては血糖値測定を行うことがで
きなくなってしまうという不都合もある。

【０００７】以上には血糖値測定装置についてのみ説明
したが、他の物質の濃度を測定する濃度測定装置であっ
ても、測定ごとにセンサを交換する必要があるものであ
れば、同様の不都合がある。

【０００８】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、測定前におけるセンサのセット、測定後
におけるセンサの取り出しのための作業を大幅に簡素化
することができ、しかもセンサを正確にセットすること
ができる濃度測定装置を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の濃度測定装置
は、多数個の濃度測定用のセンサを積み重ねて収容して
なるカートリッジと、センサからの出力信号を入力とし
て濃度測定信号を出力する信号処理部を有する濃度測定
装置本体とを有し、前記カートリッジが取り出し可能に
濃度測定装置本体に装着されてあり、前記カートリッジ
がセンサをカートリッジの開口に向かって移動させるべ
く押圧力を作用させるセンサ付勢部材を有し、前記濃度
測定装置本体が、カートリッジの開口部に位置するセン
サを濃度測定装置本体から押し出す押圧部材と、押圧部
材を押し出し方向と反対方向に付勢する押圧部材付勢部
材と、カム部材と、カム部材と係合して押圧部材付勢部
材による押圧部材の復動位置を制御する係合部材とを有
し、カム部材、係合部材の一方が押圧部材と一体的に設
けられてあり、カム部材が、１度目の押圧部材の押圧時
の位置をセンサをその全長よりも短い所定長さだけ押し
出すように設定し、１度目の押圧力解除時における押圧
部材の復動位置を２番目のセンサのセンサ付勢手段によ
る移動を阻止し得るように設定し、２度目の押圧部材の
押圧時の位置をセンサをほぼその全長だけ濃度測定装置
本体から押し出すように設定し、２度目の押圧力解除時
における押圧部材の復動位置を２番目のセンサのセンサ
付勢手段による移動を許容し得るように設定してある。

【００１０】

【作用】請求項１の濃度測定装置であれば、カートリッ
ジが濃度測定装置本体に装着された状態において、カー
トリッジ内の多数個のセンサがセンサ付勢部材によって
カートリッジの開口に向かって付勢されている。この状
態において押圧部材付勢部材に抗して押圧部材を往動さ
せれば、押圧部材が１番目のセンサを濃度測定装置本体
から押し出す方向に移動させることができる。押圧部材
のこの移動は１度目であるから、カム部材と係合部材と
によって、センサはその全長よりも短い所定長さだけ押
し出される。この押し出されたセンサに対して測定対象
溶液（測定対象物質を含む溶液）を簡単に点着すること
ができる。そして、測定対象物質の濃度に対応する信号
がセンサから出力され、この信号が濃度測定装置本体に
含まれる信号処理部に導かれることにより濃度測定信号
が出力される。押圧部材に対する押圧力を解除した場合
には、カム部材と係合部材とによって、押圧部材付勢部
材による押圧部材の復動距離を制限しているのであるか
ら、２番目のセンサがセンサ付勢部材により移動させら
れること（２番目のセンサが押圧部材により押し出され
得る状態になること）を確実に防止することができる。

【００１１】濃度測定を行った後は、押圧部材付勢部材
に抗して押圧部材を再び往動させれば、カム部材と係合
部材とによって、押圧部材が１番目のセンサをさらに濃
度測定装置本体から押し出し、このセンサを濃度測定装
置本体から落下させることができる。その後は、押圧部
材に対する押圧力を解除すればよく、カム部材と係合部
材とによって、および押圧部材付勢部材の付勢力によっ
て押圧部材を初期状態にまで復動させることができる。
この後は、センサ付勢部材によって残りのセンサがカー
トリッジの開口に向かって移動させられ、２番目のセン
サが押圧部材によって押圧され得る状態にする。

【００１２】したがって、押圧部材を１回往動させるこ
とにより濃度測定のための設定位置までセンサを濃度測
定装置本体から突出させることができ、濃度測定後は、
押圧部材を再び往動させることにより使用されたセンサ
を濃度測定装置本体から落下させることができる。そし
て、押圧部材に対する押圧力を解除すれば押圧部材を初
期状態にまで復動させることができる。この結果、セン
サのセット、取り出しのための作業を著しく簡素化する
ことができ、しかもセンサのセット状態を正確に設定
し、電気的接続不良などの発生を防止することができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面によってこの発明
の実施の態様を詳細に説明する。図１はこの発明の濃度
測定電極の一実施態様を示す要部透視斜視図である。こ
の濃度測定装置は、多数枚の平板状のセンサ１を積み重
ね状態で収容するカートリッジ２と、濃度測定装置本体
３とを有している。

【００１４】前記センサ１は、図２にその平面形状を示
すように、五角形（所定長さの長方形の一方の短辺側の
角を切除してなる形）を呈する所定厚みの電気絶縁性の
薄板１ａの先端寄り（前記切除部寄り）の所定位置に、
先端側から順に参照電極１ｂ、対向電極１ｃ、作用電極
１ｄ、対向電極１ｃ、作用電極１ｄ、対向電極１ｃを互
いに近接させて形成してあるとともに、後端寄りの所定
位置に参照電極用引き出し端子１ｂ１、対向電極用引き
出し端子１ｃ１、作用電極用引き出し端子１ｄ１、作用
電極用引き出し端子１ｄ１を形成してある。なお、これ
ら各引き出し端子は、薄板１ａの幅方向にこの順に形成
されてある。そして、参照電極１ｂと参照電極用引き出
し端子１ｂ１との間を参照電極用配線パターン１ｂ２に
よって電気的に接続し、全ての対向電極１ｃと対向電極
用引き出し端子１ｃ１との間を対向電極用配線パターン
１ｃ２によって電気的に接続し、各作用電極１ｄと対応
する作用電極用引き出し端子１ｄ１との間を作用電極用
配線パターン１ｄ２によって電気的に接続してある。ま
た、参照電極１ｂ、対向電極１ｃ、作用電極１ｄ、対向
電極１ｃ、作用電極１ｄ、対向電極１ｃおよびこれらの
間隙を覆うように固定化酵素膜（図示せず）が設けられ
てあるとともに、参照電極用配線パターン１ｂ２、対向
電極用配線パターン１ｃ２、作用電極用配線パターン１
ｄ２およびこれらの間隙を覆うようにレジスト層（図示
せず）が設けられてある。ただし、好ましくは、固定化
酵素膜の下面に、反応生成物質もしくは反応消失物質を
選択的に透過させるための選択透過膜を設ける。

【００１５】前記カートリッジ２は、図２に示すセンサ
１を多数枚積み重ねた状態で収容してあるとともに、一
方の端部側の所定位置にセンサ送り出し用の開口２ａを
有し、この開口２ａと対向する位置に後述する押圧部材
の侵入を許容する開口２ｂを有している。そして、カー
トリッジ２の内部には、これら多数枚のセンサ１を開口
２ａ，２ｂが形成された端部側に向かって移動させるべ
く付勢力を与えるコイルバネ２ｃ、コイルバネ２ｃを案
内する棒状体２ｄ、およびコイルバネ２ｃにより押圧さ
れてセンサ１の下面にほぼ均一な付勢力を伝達する付勢
力伝達部材２ｅが設けられている。

【００１６】前記濃度測定装置本体３は、全体がほぼ直
方体状のケーシング３ａの一方の端部寄りの内部に直流
電源としての電池３ｂを収容してあるとともに、他方の
端部寄りに区画壁３ｄによって他の部分から区画された
カートリッジ収容空間３ｃを形成してある。このカート
リッジ収容空間３ｃは、ケーシング３ａの底部（図１中
下側）に設けた蓋３ｅを開放した状態においてカートリ
ッジ１の装着、取り出しを行わせることができる。この
カートリッジ収容空間３ｃの外壁３ｆ、区画壁３ｄに
は、カートリッジ１を収容した状態においてカートリッ
ジ１の開口２ａ，２ｂとそれぞれ正対する開口３ｇ，３
ｈが形成されてある。そして、カートリッジ収容空間３
ｃの直上に接点部材収容空間３ｉが形成されてあり、こ
の接点部材収容空間３ｉに収容された４つの接点部材３
ｊが接点部材収容空間３ｉから下方に突出し、カートリ
ッジ収容空間３ｃの上壁３ｋを貫通してカートリッジ収
容空間３ｃ内に僅かに侵入している。これら４つの接点
部材３ｊは、前記センサ１の参照電極用引き出し端子１
ｂ１、対向電極用引き出し端子１ｃ１、作用電極用引き
出し端子１ｄ１、作用電極用引き出し端子１ｄ１とそれ
ぞれ接触して電気的接続を達成し得るようにそれらの位
置が設定されている。また、これら４つの接点部材３ｊ
は、後述する押圧部材によってセンサ１がその全長より
も短い所定長さだけ押し出された状態において各引き出
し端子と接触するようにしてある（図３をも参照）。さ
らに、４つの接点部材３ｊと電気的に接続されることに
よりセンサ１からの出力信号を取り込む信号処理部（図
示せず）が設けられている。この信号処理部は、センサ
１からの出力信号を取り込んで、例えば、出力信号の微
分値の最大値を検出し、この最大値および予め設定され
ている検量線に基づいて測定対象物質の濃度を示す濃度
測定信号を出力する。

【００１７】前記濃度測定装置本体３は、電池３ｂとカ
ートリッジ収容空間３ｃとの間の所定位置に、１番上の
センサ１のみを押し出すための押圧部材４を往復スライ
ド可能に設けてある。この押圧部材４はケーシング３ａ
から突出する押圧操作部材４ａを一体的に有していると
ともに、ケーシング３ａの内部に位置するカム部材４ｂ
を一体的に有している。また、押圧部材４をカートリッ
ジ収容空間３ｃから離れる方向に移動させるべく付勢力
を与える付勢バネ４ｃを押圧部材４の所定位置とケーシ
ング３ａの所定位置との間に設けてある。さらに、カム
部材４ｂと係合して押圧部材４の往動距離、復動距離を
規制するレバー部材４ｄをケーシング３ａの所定位置に
揺動可能に設けてある。

【００１８】前記カム部材４ｂはカム溝４ｅを有してお
り、レバー部材４ｄの先端部に設けた突軸部材４ｄ１と
係合している（図４をも参照）。このカム溝４ｅは、押
圧部材４の往動に伴なってレバー部材４ｄを下方に回動
させた後、上方に回動させ、かつ押圧部材４がセンサ１
の全長よりも短い所定長さ（全長のほぼ１／２の長さ）
だけ往動した状態においてレバー部材４ｄの突軸部材４
ｄ１と突き当って押圧部材４の往動を阻止する第１のカ
ム溝部４ｅ１と、第１のカム溝部４ｅ１によって往動が
阻止された後に、付勢バネ４ｃによる押圧部材４の復動
に伴なってレバー部材４ｄを上方に回動させ、かつ押圧
部材４が前記往動長さよりも短い所定長さだけ復動した
状態においてレバー部材４ｄの突軸部材４ｄ１と突き当
って押圧部材４の復動を阻止する第２のカム溝部４ｅ２
と、押圧部材４が再び往動された場合に、押圧部材４の
往動に伴なってレバー部材４ｄを上方に回動させた後、
最も上方に回動された状態を保持させ続け、かつ押圧部
材４が当初の位置を基準としてセンサ１の全長とほぼ等
しい所定長さだけ往動した状態においてレバー部材４ｄ
の突軸部材４ｄ１と突き当って押圧部材４の往動を阻止
する第３のカム溝部４ｅ３と、第３のカム溝部４ｅ３に
よって往動が阻止された後に、付勢バネ４ｃによる押圧
部材４の復動に伴なってレバー部材４ｄを最も上方に回
動された状態を保持させ続けた後に下方に回動させ、か
つ押圧部材４が当初の位置まで復動した状態においてレ
バー部材４ｄの突軸部材４ｄ１と突き当って押圧部材４
の復動を阻止する第４のカム溝部４ｅ４とを有してい
る。

【００１９】そして、第１のカム溝部４ｅ１から第４の
カム溝部４ｅ４まではこの順に連続しているとともに、
第４のカム溝部４ｅ４の終端部と第１のカム溝部４ｅ１
の始端部とを連続させることにより反復的に押圧部材４
の往動、復動を行わせることができるようにしてある。
前記の構成の濃度測定装置の作用は次のとおりである。
ただし、以下においては、酵素としてグルコースオキシ
ダーゼを採用し、血糖値を測定する場合を例にとって説
明する。

【００２０】先ず、ケーシング３ａの蓋３ｅを開放して
カートリッジ収容空間３ｃに、多数枚のセンサ１が積み
重ねられた状態で収容されているカートリッジ２を収容
し、その後、蓋３ｅを閉じてカートリッジ２の脱落を防
止する。なお、この状態においては、押圧部材４を全く
操作していないのであるから、カム溝４ｅの第４のカム
溝部４ｅ４の終端部がレバー部材４ｄの突軸部材４ｄ１
と突き当った状態である（図５参照）。

【００２１】血糖値の測定を行う場合には、先ず、押圧
操作部材４ａを押圧することにより押圧部材４を往動さ
せる。この場合には、押圧部材４の往動に伴なってカム
部材４ｂも往動し、レバー部材４ｃの突軸部材４ｄ１が
第１のカム溝部４ｅ１と係合しているので、レバー部材
４ｄを下方に回動させた後、上方に回動させ、最終的に
第１のカム溝部４ｅ１がレバー部材４ｃの突軸部材４ｄ
１と突き当って押圧部材４の往動を阻止する。押圧部材
４のこの往動によって押圧部材４の先端部が開口３ｈ，
２ｂをこの順に通ってカートリッジ２の内部に侵入し、
最も上部（１番目）のセンサ１を押圧して開口２ａ，３
ｇをこの順に通ってケーシング３ａから突出させる。た
だし、センサ１の突出長さは、全長よりも短い所定長さ
であり、カートリッジ２内に残っているセンサ１の部分
はコイルバネ２ｃおよび付勢力伝達部材２ｅにより押圧
力が作用しているのであるから、センサ１の自然落下は
確実に防止されている。もちろん、センサ１の先端部
（参照電極１ｂ、対向電極１ｃ、作用電極１ｄが形成さ
れ、かつこれらが固定化酵素膜で覆われた部分を含む部
分）はケーシング３ａから突出されている。

【００２２】次いで、押圧力を解除すれば、付勢バネ４
ｃによって押圧部材４が復動される。ただし、この場合
の復動長さは、第２のカム溝部４ｅ２がレバー部材４ｃ
の突軸部材４ｄ１と突き当って押圧部材４の往動を阻止
するまでの長さであり、押圧部材４が復動しても、押圧
部材４の先端部はカートリッジ２の内部に残留している
ので、２番目のセンサ１が押し上げられることはない
（図６参照）。

【００２３】この状態においては、１番目のセンサ１の
参照電極用引き出し端子１ｂ１、対向電極用引き出し端
子１ｃ１、作用電極用引き出し端子１ｄ１、作用電極用
引き出し端子１ｄ１がそれぞれ４つの接点部材３ｊと接
触しているので、測定対象血液を固定化酵素膜に点着す
ることにより血糖値の測定を行うことができる。すなわ
ち、血液中のグルコースがグルコースオキシダーゼの存
在下において酸化され、グルコン酸と過酸化水素を発生
させる。そして、所定のバイアス電圧が作用電極１ｄと
参照電極１ｂとの間に印加されていることに起因して過
酸化水素が酸化され、この酸化に伴なう電気信号が作用
電極１ｄおよび対向電極１ｃから出力される。そして、
この電気信号を該当する接点部材３ｊを通して信号処理
部に供給することにより血糖値測定信号を得ることがで
きる。

【００２４】次いで、再び押圧部材４を往動させれば、
第３のカム溝部４ｅ３がレバー部材４ｃの突軸部材４ｄ
１と突き当って往動を阻止するまで押圧部材４が往動す
るので、１番目のセンサ１をほぼ完全にケーシング３ａ
から突出させ、自然落下させることができる（図７参
照）。その後は、押圧力を解除するだけでよく、付勢バ
ネ４ｃによって、第４のカム溝部４ｅ４がレバー部材４
ｃの突軸部材４ｄ１と突き当って押圧部材４の往動を阻
止するまで押圧部材４が復動される。この状態は初期状
態と同じであり、次の血糖値測定に備えることになる。
ただし、カートリッジ２内においては、押圧部材４が完
全にカートリッジ２から脱出したことに応じてコイルバ
ネ２ｃおよび付勢力伝達部材２ｅにより残りの全てのセ
ンサ１がセンサ１枚分の厚みだけ押し上げられる。

【００２５】したがって、以上の操作を反復することに
より、血糖値の測定を反復して行うことができる。ま
た、以上の説明から明らかなように、オペレータが行う
べき操作は押圧部材４の押圧および押圧力の解除だけで
あり、センサ１を手に持ってセットし、もしくは取り出
す作業は全く不要であるから、操作を著しく簡素化する
ことができる。また、センサ１のセット状態は常に一定
であるから、電気的接続も確実に確保される。

【００２６】以上には血糖値の測定を行う場合を例にと
って説明したが、グルコース以外の測定対象物質の濃度
の測定、血液以外の溶液中における測定対象物質の濃度
の測定に適用できることはもちろんである。ただし、こ
れらの場合には、測定対象物質に合せて酵素などの生理
活性物質を選定することが必要である。また、以上に
は、カム部材４ｂを押圧部材４と一体的に設け、レバー
部材４ｄをケーシング３ａに設けた場合を説明している
が、カム部材４ｂのカム溝４ｅとレバー部材４ｄの突軸
部材４ｄ１との相対位置が変化すればよいのであるか
ら、レバー部材４ｄを押圧部材４に設け、カム部材４ｂ
をケーシング３ａに設けても同様の作用効果を奏するこ
とができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、押圧部
材の押圧、押圧力の解除を反復するだけで、センサのセ
ット、センサの排出をこの順に行わせることができ、こ
の結果、操作を著しく簡素化することができるととも
に、センサの確実なセット状態を達成することができる
という特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の濃度測定装置の一実施態様を示す要
部透視斜視図である。

【図２】センサの平面図である。

【図３】センサと接点部材との電気的接続状態を示す縦
断面図である。

【図４】レバー部材の突軸部材とカム部材のカム溝との
係合状態を示す横断面図である。

【図５】図１の濃度測定装置の内部機構の初期状態を示
す縦断面図である。

【図６】図１の濃度測定装置の内部機構の濃度測定状態
を示す縦断面図である。

【図７】図１の濃度測定装置の内部機構のセンサ排出状
態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ センサ ２ カートリッジ ２ａ，２ｂ 開口 ２ｃ コイルバネ ２ｅ 付勢力伝達部材 ３ 濃度測定装置本体 ４ 押圧部材 ４ｂ カム部材 ４ｃ 付勢バネ ４ｄ レバー部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数個の濃度測定用のセンサ（１）を積
   み重ねて収容してなるカートリッジ（２）と、センサ
   （１）からの出力信号を入力として濃度測定信号を出力
   する信号処理部を有する濃度測定装置本体（３）とを有
   し、 前記カートリッジ（２）が取り出し可能に濃度測定装置
   本体（３）に装着されてあり、 前記カートリッジ（２）がセンサ（１）をカートリッジ
   （２）の開口（２ａ）（２ｂ）に向かって移動させるべ
   く押圧力を作用させるセンサ付勢部材（２ｃ）（２ｅ）
   を有し、 前記濃度測定装置本体（３）が、カートリッジ（２）の
   開口部（２ａ）（２ｂ）に位置するセンサ（１）を濃度
   測定装置本体（３）から押し出す押圧部材（４）と、押
   圧部材（４）を押し出し方向と反対方向に付勢する押圧
   部材付勢部材（４ｃ）と、カム部材（４ｂ）と、カム部
   材（４ｂ）と係合して押圧部材付勢部材（４ｃ）による
   押圧部材（４）の復動位置および押圧力による押圧部材
   （４）の往動位置を制御する係合部材（４ｄ）とを有
   し、カム部材（４ｂ）、係合部材（４ｄ）の一方が押圧
   部材（４）と一体的に設けられてあり、 前記カム部材（４ｂ）が、１度目の押圧部材（４）の押
   圧時の位置をセンサ（１）をその全長よりも短い所定長
   さだけ濃度測定装置本体（３）から押し出すように設定
   し、１度目の押圧力解除時における押圧部材（４）の復
   動位置を２番目のセンサ（１）のセンサ付勢手段（２
   ｃ）（２ｅ）による移動を阻止し得るように設定し、２
   度目の押圧部材の押圧時の位置をセンサ（１）をほぼそ
   の全長だけ濃度測定装置本体（３）から押し出すように
   設定し、２度目の押圧力解除時における押圧部材（４）
   の復動位置を２番目のセンサ（１）のセンサ付勢手段
   （２ｃ）（２ｅ）による移動を許容し得るように設定し
   てあることを特徴とする濃度測定装置。