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JPH09292355A - Biosensor - Google Patents

Biosensor

Info

Publication number
JPH09292355A
JPH09292355A JP8105906A JP10590696A JPH09292355A JP H09292355 A JPH09292355 A JP H09292355A JP 8105906 A JP8105906 A JP 8105906A JP 10590696 A JP10590696 A JP 10590696A JP H09292355 A JPH09292355 A JP H09292355A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biosensor
flat plate
substrate
gap
electrode
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
JP8105906A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Katayama
秀夫 片山
Hidetaka Fujimura
英隆 藤村
Hiromitsu Hirata
博光 平田
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.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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 Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP8105906A priority Critical patent/JPH09292355A/en
Publication of JPH09292355A publication Critical patent/JPH09292355A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生体試料の導入が容易であり、しかも高湿度
環境下での保存時における性能劣化、接着剤に起因する
性能劣化を大幅に抑制することができるバイオセンサを
提供する。 【解決手段】 所定形状の基部1aと基部1aの所定位
置から突出形成された細幅の突出部1bとを有する基板
1と、基板1とほぼ等しい平面形状を有するカバー部材
2と、前記突出部1bの上面所定位置に設けられた電極
系3と、前記突出部1bの上面所定位置に設けられた反
応層4,4´とを有している。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biosensor in which introduction of a biological sample is easy, and which can significantly suppress performance deterioration during storage in a high humidity environment and performance deterioration due to an adhesive. To do. SOLUTION: A substrate 1 having a base 1a having a predetermined shape and a narrow protrusion 1b protruding from a predetermined position of the base 1a, a cover member 2 having a planar shape substantially equal to the substrate 1, and the protrusion. It has an electrode system 3 provided at a predetermined position on the upper surface of 1b and reaction layers 4 and 4'provided at a predetermined position on the upper surface of the protrusion 1b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はバイオセンサに関
し、さらに詳細にいえば、微量の生体試料に含まれる特
定の成分の定量を行うことができるバイオセンサに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biosensor, and more particularly to a biosensor capable of quantifying a specific component contained in a small amount of biological sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、血液などの生体試料中の特定
の成分を定量するためのバイオセンサとして、基板上に
電極系と酵素を担持する反応層とを設け、この基板上
に、電極系および反応層を含む透孔を有する第1の平板
を設け、第1の平板を覆うように第2の平板を設け、第
2の平板の所定位置に透孔と連通される導入口を、第1
の平板の所定位置に透孔と連通される導出口をそれぞれ
設けてなる構成のバイオセンサが提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a biosensor for quantifying a specific component in a biological sample such as blood, an electrode system and a reaction layer supporting an enzyme are provided on a substrate, and the electrode system is mounted on the substrate. And a first flat plate having a through hole including a reaction layer, a second flat plate is provided so as to cover the first flat plate, and an introduction port communicating with the through hole is provided at a predetermined position of the second flat plate. 1
There has been proposed a biosensor having a configuration in which each flat plate is provided with a lead-out port communicating with the through hole at a predetermined position.

【0003】この構成のバイオセンサであれば、導入口
から血液などの生体試料を導入することにより、生体試
料を反応層に導くことができる。この反応層において
は、酵素の存在下において測定対象物質の反応が行わ
れ、所定の物質を生成し、もしくは所定の物質を消失さ
せる。そして、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電極系から出力する。したがっ
て、電極系から出力される電気信号および予め得られて
いる検量線に基づいて生体試料中の特定の測定対象物質
の定量を達成することができる。
With the biosensor having this structure, by introducing a biological sample such as blood from the inlet, the biological sample can be introduced into the reaction layer. In this reaction layer, the substance to be measured is reacted in the presence of the enzyme to produce a predetermined substance or to eliminate the predetermined substance. Then, an electric signal corresponding to the amount of the substance that is generated or lost is output from the electrode system. Therefore, it is possible to achieve the quantification of the specific measurement target substance in the biological sample based on the electrical signal output from the electrode system and the calibration curve obtained in advance.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の構成の
バイオセンサを採用した場合には、導入口が比較的小さ
いのであるから、例えば、指などから直接に血液などの
生体試料を導入するに当って、生体試料の導入が困難に
なってしまうという不都合がある。また、指などから直
接に血液などの生体試料を導入するに当って、指などを
導入口に密着させすぎると導入口が塞がれてしまい、生
体試料を導入することができなくなってしまうという不
都合もある。
However, when the biosensor having the above-mentioned structure is adopted, since the inlet is relatively small, for example, a biological sample such as blood is directly introduced from a finger or the like. Therefore, there is an inconvenience that it becomes difficult to introduce the biological sample. Further, when directly introducing a biological sample such as blood from a finger or the like, if the finger or the like is too closely attached to the introduction port, the introduction port will be blocked and the biological sample cannot be introduced. There are also inconveniences.

【0005】さらに、電極系および反応層をほぼ完全に
覆うようにしているので、高湿度環境下での保存時に、
電極系および反応層を含む空間の内部に結露が生じ、バ
イオセンサの性能が劣化するという不都合もある。具体
的には、温度が35℃、湿度が85%の環境下で1時間
保存しただけでも電極系から出力される電気信号がかな
り変化する。この不都合は、結露が吸水性の素材に吸い
取られ反応層が変形することに起因すると思われる。こ
のことは、製造過程において人体が反応層に接触しただ
けで性能が劣化することからも首肯できると思われる。
Further, since the electrode system and the reaction layer are almost completely covered, when stored in a high humidity environment,
There is also a disadvantage that the performance of the biosensor deteriorates due to dew condensation inside the space including the electrode system and the reaction layer. Specifically, the electrical signal output from the electrode system changes considerably even if it is stored for 1 hour in an environment where the temperature is 35 ° C. and the humidity is 85%. This inconvenience seems to be caused by the fact that the dew condensation is absorbed by the water-absorbing material and the reaction layer is deformed. This is probably because the performance deteriorates only when the human body comes into contact with the reaction layer during the manufacturing process.

【0006】さらにまた、基板と第1の平板と第2の平
板とをそれぞれ互いに接着するために接着剤もしくは粘
着剤(以下、単に接着剤と称する)が必須であり、製造
過程において接着剤から揮発した成分がかなりの時間、
前記空間内に留まることに起因して反応層の表面などに
付着して、バイオセンサの性能を劣化させてしまうとい
う不都合もある。
Furthermore, an adhesive or pressure-sensitive adhesive (hereinafter simply referred to as an adhesive) is indispensable for adhering the substrate, the first flat plate, and the second flat plate to each other, and the adhesive is used in the manufacturing process. The volatilized components have been for quite some time,
There is also an inconvenience in that the performance of the biosensor is deteriorated by being attached to the surface of the reaction layer or the like due to staying in the space.

【0007】[0007]

【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、生体試料の導入が容易であり、しかも高
湿度環境下での保存時における性能劣化、接着剤に起因
する性能劣化を大幅に抑制することができるバイオセン
サを提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is easy to introduce a biological sample, and further, performance deterioration during storage in a high humidity environment and performance deterioration due to an adhesive agent. It is an object of the present invention to provide a biosensor capable of significantly suppressing the above.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1のバイオセンサ
は、電極系と酵素を担持する反応層とを有する基板と、
所定間隔を存して基板と対向する平板とを有し、基板と
平板との周縁において間隙の内部の空気の自由流動を許
容すべく間隙が開放されてあり、酵素の存在下における
被験液中の測定対象物質の反応により生成され、もしく
は消失される物質の濃度に対応する電気信号を前記電極
系から出力するものである。
A biosensor according to claim 1 is a substrate having an electrode system and a reaction layer carrying an enzyme,
In a test solution in the presence of an enzyme, the plate has a flat plate facing the substrate at a predetermined interval, and the gap is opened at the periphery of the plate and the flat plate to allow free flow of air inside the gap. The electric signal corresponding to the concentration of the substance generated or lost by the reaction of the measurement target substance is output from the electrode system.

【0009】請求項2のバイオセンサは、平板の電極系
側の面が親水性を有しているものである。請求項3のバ
イオセンサは、平板の所定位置に、基板と平板との間隙
を保持するための突部が形成されたものである。
In the biosensor of claim 2, the surface of the flat plate on the electrode system side is hydrophilic. A biosensor according to a third aspect of the present invention is such that a protrusion for holding a gap between the substrate and the flat plate is formed at a predetermined position of the flat plate.

【0010】[0010]

【作用】請求項1のバイオセンサであれば、電極系と酵
素を担持する反応層とを有する基板と、所定間隔を存し
て基板と対向する平板とを有し、基板と平板との周縁に
おいて間隙の内部の空気の自由流動を許容すべく間隙が
開放されてあるのであるから、間隙が開放されている部
分であれば、任意の箇所から被験液を導入することがで
き、指などを密着させすぎても何ら不都合なく被験液を
導入することができ、また、間隙が空気の自由流動を許
容すべく開放されているので、空気が間隙に閉じ込めら
れるという不都合が殆どなく、結露が発生し難いことに
起因して高湿度環境下での保存による性能劣化を大幅に
抑制することができる。さらに、間隙が広い範囲におい
て開放されていることになるのであるから、接着剤の使
用量を少なくすることができるとともに、接着剤の塗布
位置を電極系、反応層から十分に離すことができ、しか
も、接着剤からの揮発成分も、空気の流動性が高いこと
に起因して、迅速に外部に放散させられ、ひいては、性
能劣化を大幅に抑制することができる。
According to the biosensor of claim 1, the substrate has an electrode system and a reaction layer carrying an enzyme, and a flat plate facing the substrate at a predetermined interval. Since the gap is opened to allow the free flow of the air inside the gap, the test liquid can be introduced from any place in the part where the gap is open, and the finger etc. The test liquid can be introduced without any inconvenience even if they are brought into close contact with each other, and since the gap is opened to allow free flow of air, there is almost no inconvenience that air is trapped in the gap, and dew condensation occurs. It is possible to significantly suppress the performance deterioration due to the storage in a high humidity environment due to the difficulty of performing. Furthermore, since the gap is opened in a wide range, the amount of adhesive used can be reduced, and the application position of the adhesive can be sufficiently separated from the electrode system and the reaction layer. In addition, the volatile component from the adhesive is rapidly diffused to the outside due to the high fluidity of the air, and the performance deterioration can be greatly suppressed.

【0011】請求項2のバイオセンサであれば、平板の
電極系側の面が親水性を有しているのであるから、被験
液の導入を容易にすることができるほか、請求項1と同
様の作用を達成することができる。請求項3のバイオセ
ンサであれば、平板の所定位置に、基板と平板との間隙
を保持するための突部が形成されているので、所期の間
隙を保持し続けることができるほか、請求項1または請
求項2と同様の作用を達成することができる。
According to the biosensor of claim 2, since the surface of the flat plate on the side of the electrode system has hydrophilicity, it is possible to facilitate the introduction of the test liquid, and the same as in claim 1. The action of can be achieved. According to the biosensor of claim 3, since the protrusion for holding the gap between the substrate and the flat plate is formed at a predetermined position of the flat plate, the desired gap can be kept maintained. It is possible to achieve the same effect as that of claim 1 or claim 2.

【0012】[0012]

【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はこの発明のバイ
オセンサの一実施態様を示す分解斜視図、図2は要部を
示す拡大平面図、図3は図2のIII−III線断面図
である。このバイオセンサは、所定形状の基部1aと基
部1aの所定位置から突出形成された細幅の突出部1b
とを有する基板1と、基板1とほぼ等しい平面形状を有
するカバー部材2と、前記突出部1bの上面所定位置に
設けられた電極系3と、前記突出部1bの上面所定位置
に設けられた反応層4,4´とを有している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the biosensor of the present invention, FIG. 2 is an enlarged plan view showing a main part, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. This biosensor includes a base 1a having a predetermined shape and a narrow protrusion 1b formed by protruding from a predetermined position of the base 1a.
And a cover member 2 having substantially the same planar shape as the substrate 1, an electrode system 3 provided at a predetermined position on the upper surface of the protrusion 1b, and a electrode member 3 provided at a predetermined position on the upper surface of the protrusion 1b. It has reaction layers 4 and 4 '.

【0013】前記カバー部材2は、基板1の突出部1b
と対応する部分のみが薄肉に形成され、カバー部材2を
基板1に接着固定した状態において、突出部1bとカバ
ー部材2との間に所定の間隙を形成する。ここで、突出
部1bの幅は、例えば、1.2mmもしくは1.5mm
に設定され、間隙は、例えば、250μmもしくは50
0μmに設定される。幅および間隙をこのように設定す
ることにより、被験液導入時に十分な毛細管現象を得る
ことができ、また、突出部1bとカバー部材2との間の
空間における空気の流動性を高めることができる。な
お、ここで、間隙は、その周縁の殆どの範囲において開
放されているが、1/2以上の範囲において開放されて
いればよい。
The cover member 2 has a protrusion 1b on the substrate 1.
Only a portion corresponding to is formed thin and a predetermined gap is formed between the projecting portion 1b and the cover member 2 in a state where the cover member 2 is adhesively fixed to the substrate 1. Here, the width of the protruding portion 1b is, for example, 1.2 mm or 1.5 mm.
And the gap is, for example, 250 μm or 50 μm.
It is set to 0 μm. By setting the width and the gap in this way, it is possible to obtain a sufficient capillary phenomenon when introducing the test liquid, and it is possible to enhance the fluidity of air in the space between the protrusion 1b and the cover member 2. . Here, the gap is open in most of the periphery of the gap, but may be open in the range of 1/2 or more.

【0014】前記電極系3は、第1対向電極3a、第1
作用電極3b、第2対向電極3c、第2作用電極3dお
よび第3対向電極3eをこの順に突出部1b上に、かつ
突出部1bの長手方向に配設してあるとともに、第3対
向電極3eに対して突出部1bの幅方向に併設する状態
で参照電極3fを形成してある。前記反応層4は、第1
対向電極3a、第1作用電極3bおよび第2対向電極3
cを覆うものであり、前記反応層4´は、第2対向電極
3c、第2作用電極3d、第3対向電極3eおよび参照
電極3fを覆うものである。また、反応層4は、第1対
向電極3a、第1作用電極3bおよび第2対向電極3c
を覆う固定化酵素膜4aと、この固定化酵素膜4aの全
範囲を覆うオーバーコート膜4bとで構成されている。
反応層4´は、第2対向電極3c、第2作用電極3d、
第3対向電極3eおよび参照電極3fを覆う4a´と、
この4a´の全範囲を覆うオーバーコート膜4b´とで
構成されている。
The electrode system 3 includes a first counter electrode 3a and a first counter electrode 3a.
The working electrode 3b, the second counter electrode 3c, the second working electrode 3d, and the third counter electrode 3e are arranged in this order on the projecting portion 1b and in the longitudinal direction of the projecting portion 1b, and at the same time, the third counter electrode 3e. On the other hand, the reference electrode 3f is formed in a state of being juxtaposed in the width direction of the protruding portion 1b. The reaction layer 4 has a first
Counter electrode 3a, first working electrode 3b, and second counter electrode 3
The reaction layer 4'covers the second counter electrode 3c, the second working electrode 3d, the third counter electrode 3e, and the reference electrode 3f. The reaction layer 4 includes the first counter electrode 3a, the first working electrode 3b, and the second counter electrode 3c.
And an overcoat film 4b that covers the entire area of the immobilized enzyme film 4a.
The reaction layer 4'includes a second counter electrode 3c, a second working electrode 3d,
4a ′ covering the third counter electrode 3e and the reference electrode 3f,
The overcoat film 4b 'covers the entire area of 4a'.

【0015】前記基部1a上の、突出部1bと反対側の
端縁部には4つの接点が併設されてあり、前記第1対向
電極3a、第1作用電極3b、第2対向電極3c、第2
作用電極3d、第3対向電極3eおよび参照電極3fが
それぞれ配線によって対応する接点と電気的に接続され
ている。ただし、3つの対向電極は共に1つの接点と接
続されている。
On the edge of the base 1a opposite to the protrusion 1b, four contacts are provided side by side, and the first counter electrode 3a, the first working electrode 3b, the second counter electrode 3c, and the second counter electrode 3c. Two
The working electrode 3d, the third counter electrode 3e, and the reference electrode 3f are electrically connected to the corresponding contacts by wiring. However, all three counter electrodes are connected to one contact.

【0016】図4は前記の構成のバイオセンサを用いて
生体試料中の測定対象物質の濃度を測定する装置の構成
を概略的に示す透視側面図である。この装置は、本体ケ
ーシング11と、前記の構成のバイオセンサを含むセン
サ単体10を所定枚数だけ積層状態で収容するセンサカ
ートリッジ12と、センサカートリッジ12からセンサ
単体10を1枚ずつ送り出す操作部材13と、センサ単
体10に対して所定のバイアス電圧を印加するととも
に、センサ単体10から出力される電気信号に基づく処
理(微分処理、または最大値検出処理など)を行って測
定対象物質の濃度を示す信号を出力する信号処理部(図
示せず)と、対象物質の濃度を可視的に表示する濃度表
示部14と、信号処理部に動作電圧を供給する電源部1
5とを有している。
FIG. 4 is a perspective side view schematically showing the structure of an apparatus for measuring the concentration of a substance to be measured in a biological sample using the biosensor having the above structure. This apparatus includes a main body casing 11, a sensor cartridge 12 that accommodates a predetermined number of sensor single bodies 10 including the biosensor having the above-described configuration in a stacked state, and an operation member 13 that sends out the sensor single bodies 10 from the sensor cartridge 12 one by one. A signal indicating the concentration of the substance to be measured by applying a predetermined bias voltage to the sensor single unit 10 and performing processing (differentiation processing, maximum value detection processing, or the like) based on the electric signal output from the sensor single body 10. A signal processing unit (not shown) that outputs a signal, a concentration display unit 14 that visually displays the concentration of the target substance, and a power supply unit 1 that supplies an operating voltage to the signal processing unit.
5 is provided.

【0017】前記センサ単体10は、前記の構成のバイ
オセンサの接点側の端縁から外方に延びる平板部材をさ
らに有しているとともに、この平板部材の上面を外部に
露呈し、露呈部に前記接点と電気的に接続された接点を
有している。前記センサカートリッジ12は、積層され
たセンサ単体10を上方に付勢すべくコイルバネなどか
らなる付勢部材12aを有しているとともに、最も上部
に位置するセンサ単体10の送り出しを許容する送り出
し用開口(図示せず)および前記操作部材13の先端部
の侵入を許容する操作部材受け入れ用開口(図示せず)
を有しており、しかも、センサ単体10が、バイオセン
サの全長よりも短い所定長さだけ送り出された状態にお
いて、前記平板部材の接点と本体ケーシング11の所定
位置に設けた接点(図示せず)との電気的接続を許容す
る開口部(図示せず)を有している。また、センサカー
トリッジ12は、本体ケーシング11に対して取り出し
可能に収容されている。
The sensor unit 10 further has a flat plate member that extends outward from the contact side edge of the biosensor having the above-described structure, and exposes the upper surface of the flat plate member to the outside and exposes it to the exposed portion. It has a contact electrically connected to the contact. The sensor cartridge 12 has an urging member 12a composed of a coil spring or the like for urging the stacked sensor single bodies 10 upward, and a sending opening for allowing the sensor single body 10 located at the uppermost part to be sent out. (Not shown) and an opening for receiving an operating member (not shown) that allows the tip of the operating member 13 to enter.
In addition, when the sensor unit 10 is sent out by a predetermined length shorter than the total length of the biosensor, the contact point of the flat plate member and the contact point (not shown) provided at a predetermined position of the main body casing 11 are provided. ) Has an opening (not shown) that allows electrical connection with the device. The sensor cartridge 12 is housed in the main body casing 11 so as to be removable.

【0018】図5は濃度測定のための電気回路の要部を
示す電気回路図である。第1作用電極3bをオペアンプ
21の反転入力端子と接続するとともに、オペアンプ2
1の非反転入力端子にワーク電極電位を供給し、オペア
ンプ21の反転入力端子と出力端子との間に抵抗21a
を接続して第1電流電圧変換器を構成し、第2作用電極
3dをオペアンプ22の反転入力端子と接続するととも
に、オペアンプ22の非反転入力端子に前記ワーク電極
電位を供給し、オペアンプ22の反転入力端子と出力端
子との間に抵抗22aを接続して第2電流電圧変換器を
構成し、変化させられる印加電圧が非反転入力端子に供
給されるオペアンプ23の反転入力端子を対向電極3
a,3c,3eに接続するとともに、オペアンプ23の
出力端子を参照電極3fに接続している。
FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a main part of an electric circuit for measuring concentration. The first working electrode 3b is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 21, and the operational amplifier 2
The work electrode potential is supplied to the non-inverting input terminal of No. 1 and the resistor 21a is provided between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 21.
To form a first current-voltage converter, connect the second working electrode 3d to the inverting input terminal of the operational amplifier 22, and supply the work electrode potential to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 22 to The resistor 22a is connected between the inverting input terminal and the output terminal to form a second current-voltage converter, and the inverting input terminal of the operational amplifier 23, to which the applied voltage that is changed is supplied to the non-inverting input terminal, is connected to the counter electrode 3
The output terminal of the operational amplifier 23 is connected to the reference electrode 3f while being connected to a, 3c, and 3e.

【0019】したがって、ワーク電極電位を固定し、印
加電圧を変化させることにより、リフレッシュのための
逆バイアス、測定のための順バイアスを供給することが
できる。そして、第1作用電極3b、第2作用電極3d
から出力される電流を電流電圧変換器により電圧に変換
することができる。この変換された電圧は例えば、A/
D変換器によりデジタル信号に変換されて前記信号処理
部に供給される。
Therefore, by fixing the work electrode potential and changing the applied voltage, a reverse bias for refreshing and a forward bias for measurement can be supplied. Then, the first working electrode 3b and the second working electrode 3d
The current output from can be converted into a voltage by a current-voltage converter. This converted voltage is, for example, A /
The signal is converted into a digital signal by the D converter and supplied to the signal processing unit.

【0020】前記の構成の装置を用いて生体試料中の測
定対象物質の濃度を測定する場合には、先ず、操作部材
13を操作して最も上部のセンサ単体10をバイオセン
サの全長よりも短い所定長さだけ送り出し、バイオセン
サと本体ケーシング11側との間の電気的接続を達成す
る。この状態において、基板1の突出部1bとカバー部
材2とからなる部分の先端部を生体試料摂取部(例え
ば、指など)に接近させれば、毛細管現象により生体試
料が突出部1bとカバー部材2との間隙に導入される。
When the concentration of the substance to be measured in the biological sample is measured using the apparatus having the above-described structure, first, the operating member 13 is operated to make the uppermost sensor unit 10 shorter than the entire length of the biosensor. It is sent out for a predetermined length, and an electrical connection between the biosensor and the main body casing 11 side is achieved. In this state, if the distal end of the portion consisting of the protruding portion 1b of the substrate 1 and the cover member 2 is brought close to the biological sample intake portion (for example, a finger or the like), the biological sample will be ejected by the capillary phenomenon. It is introduced into the gap between the two.

【0021】導入された生体試料は、オーバーコート膜
4b,4b´を通して固定化酵素膜4aおよび膜4a´
に導かれ、膜4a´に導かれた生体試料中の測定対象物
質が所定の反応を行う。具体的には、例えば、酵素とし
てグルコースオキシダーゼを採用した場合には、生体試
料中のグルコースと水とがグルコースオキシダーゼの存
在下において反応してグルコノラクトンおよび過酸化水
素を発生させる。そして、第2作用電極3dにおいて
は、過酸化水素を分解して水素イオンと酸素と電荷とを
生じさせ、対向電極3c,3eにおいては、分解により
生じた水素イオンと酸素と電荷から水を生じさせる。し
たがって、これらの反応によって、第2作用電極3dか
らグルコース濃度に対応する電流が出力される。また、
第1作用電極3bからは、グルコース濃度に無関係な電
流(血球などの妨害物質などに起因する電流)が出力さ
れる。したがって、両作用電極から出力される電流を電
圧に変換し、差分をとることにより、グルコース濃度の
みに対応する電圧を得ることができ、この電圧を信号処
理部に供給することにより、グルコース濃度に対応する
電気信号を得、濃度表示部14により可視的に表示する
ことができる。
The introduced biological sample is passed through the overcoat membranes 4b and 4b ', and the immobilized enzyme membrane 4a and membrane 4a'.
And the substance to be measured in the biological sample guided to the membrane 4a ′ performs a predetermined reaction. Specifically, for example, when glucose oxidase is used as the enzyme, glucose and water in the biological sample react in the presence of glucose oxidase to generate gluconolactone and hydrogen peroxide. Then, in the second working electrode 3d, hydrogen peroxide is decomposed to generate hydrogen ions, oxygen and electric charges, and in the counter electrodes 3c and 3e, water is generated from the hydrogen ions, oxygen and electric charges generated by the decomposition. Let Therefore, due to these reactions, a current corresponding to the glucose concentration is output from the second working electrode 3d. Also,
From the first working electrode 3b, a current irrelevant to the glucose concentration (current caused by interfering substances such as blood cells) is output. Therefore, by converting the current output from both working electrodes into a voltage and taking the difference, a voltage corresponding to only the glucose concentration can be obtained.By supplying this voltage to the signal processing unit, the glucose concentration can be changed. A corresponding electric signal can be obtained and visually displayed by the concentration display unit 14.

【0022】その後は、操作部材13を前記と同じ方向
にさらに操作することにより、最も上部のセンサ単体1
0をその全長とほぼ等しい長さだけ送り出し、本体ケー
シング11から自然落下させることができる。そして、
操作部材13を復動させれば、付勢部材12aによって
センサカートリッジ12内の全てのセンサ単体10が押
し上げられ、次の測定に備えることができる。
After that, the operating member 13 is further operated in the same direction as described above, whereby the uppermost sensor unit 1
0 can be sent out by a length substantially equal to its total length, and can be naturally dropped from the main body casing 11. And
When the operation member 13 is moved back, all the sensor units 10 in the sensor cartridge 12 are pushed up by the biasing member 12a, and the next measurement can be prepared.

【0023】また、以上の説明から明らかなように、セ
ンサ単体10は、例えば、製造後に乾燥剤などを含む状
態で個装されていても、センサカートリッジ12に収容
される時点で包装が破棄されるので、高湿度環境下にお
いては、結露などに起因してセンサ出力が変動すること
になる。この場合において、従来のバイオセンサのよう
に、導入口、導出口を除いて電極系および反応層を完全
に包囲していれば、空気の流動性が著しく低いので、温
度低下に伴って結露が生じ、図6中(B)に示すよう
に、センサ出力の変動が著しくなってしまう。しかし、
この実施態様のバイオセンサでは、基板2の突出部1b
とカバー部材2とで構成される間隙のほぼ全範囲が開放
されているので、空気の流動性が高くなり、図6中
(A)に示すように、センサ出力の変動を著しく少なく
することができる。尚、図6の測定結果は、35℃、R
H90%で開封保存した後、100mg/dlの被験液
を用いて測定を行うことにより得られたものである。
Further, as is apparent from the above description, even if the sensor unit 10 is individually packaged in a state of containing a desiccant after manufacturing, the packaging is discarded at the time of being housed in the sensor cartridge 12. Therefore, in a high-humidity environment, the sensor output fluctuates due to dew condensation or the like. In this case, like the conventional biosensor, if the electrode system and the reaction layer are completely enclosed except for the inlet and outlet, the fluidity of the air is extremely low, so that dew condensation may occur as the temperature decreases. Then, as shown in FIG. 6B, the sensor output fluctuates significantly. But,
In the biosensor of this embodiment, the protruding portion 1b of the substrate 2 is
Since the almost entire range of the gap formed by the cover member 2 and the cover member 2 is open, the fluidity of air is increased, and the fluctuation of the sensor output can be significantly reduced as shown in FIG. 6 (A). it can. In addition, the measurement result of FIG.
It was obtained by carrying out the measurement using 100 mg / dl test liquid after opening and storing at 90% H.

【0024】この実施態様のバイオセンサを採用すれ
ば、著しく少量(例えば、約2μl)の生体試料で測定
対象物質の濃度測定を行うことができ、この結果、生体
試料中の溶存酸素の影響を受けにくい。また、生体試料
の導入に毛細管現象を用いているので操作性が著しく向
上し、血球などの妨害物質の影響を殆ど皆無にすること
ができる。さらに、常温常湿度雰囲気中でかなり長期間
にわたって保存することができ、しかもセンサ出力の変
動を大幅に抑制することができる。
If the biosensor of this embodiment is adopted, the concentration of the substance to be measured can be measured with a remarkably small amount of the biological sample (for example, about 2 μl), and as a result, the influence of dissolved oxygen in the biological sample can be reduced. Hard to receive. Further, since the capillary phenomenon is used for introducing the biological sample, the operability is remarkably improved, and the influence of interfering substances such as blood cells can be almost eliminated. Further, it can be stored in a normal temperature and normal humidity atmosphere for a considerably long period of time, and furthermore, fluctuations in sensor output can be greatly suppressed.

【0025】前記の実施態様においては、突出部1bと
カバー部材2との間隙をカバー部材2の保形性により確
保するようにしているが、この間隙の保持をより確実に
するたてめに、突出部1bの先端部に対応させてカバー
部材2の突軸部材を設けることが好ましい。
In the above-described embodiment, the gap between the protrusion 1b and the cover member 2 is ensured by the shape retention of the cover member 2. However, the gap can be held more reliably. It is preferable that the protruding shaft member of the cover member 2 is provided so as to correspond to the tip of the protruding portion 1b.

【0026】[0026]

【発明の効果】請求項1の発明は、間隙が開放されてい
る部分であれば、任意の箇所から被験液を導入すること
ができ、指などを密着させすぎても何ら不都合なく被験
液を導入することができ、また、間隙が空気の自由流動
を許容すべく開放されているので、空気が間隙に閉じ込
められるという不都合が殆どなく、結露が発生し難いこ
とに起因して高湿度環境下での保存による性能劣化を大
幅に抑制することができ、さらに、間隙が広い範囲にお
いて開放されていることになるのであるから、接着剤の
使用量を少なくすることができるとともに、接着剤の塗
布位置を電極系、反応層から十分に離すことができ、し
かも、接着剤からの揮発成分も、空気の流動性が高いこ
とに起因して、迅速に外部に放散させられ、ひいては、
性能劣化を大幅に抑制することができるという特有の効
果を奏する。
According to the invention of claim 1, the test liquid can be introduced from any place as long as the gap is open, and the test liquid can be introduced without any inconvenience even if a finger or the like is too closely attached. It can be introduced, and since the gap is open to allow free flow of air, there is almost no inconvenience that air is trapped in the gap, and it is difficult for dew condensation to occur in high humidity environments. It is possible to significantly suppress the deterioration of performance due to storage and to open the gap in a wide range, so it is possible to reduce the amount of adhesive used and to apply the adhesive. The position can be sufficiently separated from the electrode system and the reaction layer, and moreover, the volatile component from the adhesive is rapidly diffused to the outside due to the high fluidity of air, and by extension,
A unique effect is that performance deterioration can be significantly suppressed.

【0027】請求項2の発明は、被験液の導入を容易に
することができるほか、請求項1と同様の効果を奏す
る。請求項3の発明は、所期の間隙を保持し続けること
ができるほか、請求項1または請求項2と同様の効果を
奏する。
The invention of claim 2 can facilitate the introduction of the test liquid and has the same effect as that of claim 1. According to the invention of claim 3, the desired gap can be maintained, and the same effect as that of claim 1 or 2 can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明のバイオセンサの一実施態様を示す分
解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a biosensor of the present invention.

【図2】図1の要部を示す拡大平面図である。FIG. 2 is an enlarged plan view showing a main part of FIG.

【図3】図2のIII−III線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2;

【図4】図1のバイオセンサを用いて生体試料中の測定
対象物質の濃度を測定する装置の構成を概略的に示す透
視側面図である。
FIG. 4 is a perspective side view schematically showing the configuration of an apparatus for measuring the concentration of a measurement target substance in a biological sample using the biosensor of FIG.

【図5】濃度測定のための電気回路の要部を示す電気回
路図である。
FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a main part of an electric circuit for measuring concentration.

【図6】バイオセンサの保存日数に対するセンサ出力の
変動を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a change in sensor output with respect to the number of days of storage of a biosensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 カバー部材 3 電極系 4 反応層 1 substrate 2 cover member 3 electrode system 4 reaction layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電極系(3)と酵素を担持する反応層
(4)とを有する基板(1)と、所定間隔を存して基板
(1)と対向する平板(2)とを有し、基板(1)と平
板(2)との周縁において間隙の内部の空気の自由流動
を許容すべく間隙が開放されてあり、酵素の存在下にお
ける被験液中の測定対象物質の反応により生成され、も
しくは消失される物質の濃度に対応する電気信号を前記
電極系(3)から出力することを特徴とするバイオセン
サ。
1. A substrate (1) having an electrode system (3) and a reaction layer (4) carrying an enzyme, and a flat plate (2) facing the substrate (1) at a predetermined interval. , A gap is opened at the periphery of the substrate (1) and the flat plate (2) to allow free flow of air inside the gap, and is generated by the reaction of the substance to be measured in the test liquid in the presence of the enzyme. , Or a biosensor which outputs an electric signal corresponding to the concentration of the substance to be eliminated from the electrode system (3).
【請求項2】 前記平板(2)の電極系(3)側の面が
親水性を有している請求項1に記載のバイオセンサ。
2. The biosensor according to claim 1, wherein a surface of the flat plate (2) on the side of the electrode system (3) has hydrophilicity.
【請求項3】 前記平板(2)の所定位置に、基板
(1)と平板(2)との間隙を保持するための突部が形
成されてある請求項1または請求項2に記載のバイオセ
ンサ。
3. The bio according to claim 1 or 2, wherein a protrusion for holding a gap between the substrate (1) and the flat plate (2) is formed at a predetermined position of the flat plate (2). Sensor.
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