專利名稱：傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器，其目的在于對(duì)樣品液中的特定成分進(jìn)行定量和檢測(cè)。
背景技術(shù)：
作為檢測(cè)以體液為代表的樣品液中特定成分的傳感器，眾所周知的是生物傳感器。
所謂的生物傳感器是指將微生物、酶、抗體、DNA、RNA等生物材料作為分子識(shí)別元件來(lái)使用的傳感器。即，生物傳感器利用生物材料識(shí)別特定成分時(shí)所發(fā)生的、例如通過(guò)微生物呼吸導(dǎo)致酶的消耗、酶反應(yīng)、發(fā)光等反應(yīng)，對(duì)樣品液中含有的特定成分進(jìn)行定量、檢測(cè)其存在。
在各種生物傳感器中，酶?jìng)鞲衅骶哂袕V泛的實(shí)際應(yīng)用。例如，葡萄糖、乳酸、膽固醇、氨基酸等傳感器的酶?jìng)鞲衅?，被利用在醫(yī)療計(jì)測(cè)、食品工業(yè)等領(lǐng)域中。
這種酶?jìng)鞲衅鳎缤ㄟ^(guò)樣品液中含有的特定物質(zhì)和酶等反應(yīng)生成的電子還原電子傳遞體，測(cè)定儀對(duì)電子傳遞體還原量進(jìn)行電化學(xué)計(jì)測(cè)，由此對(duì)樣品液中所含有的底物進(jìn)行定量。
在使用這種對(duì)樣品液中特定成分進(jìn)行測(cè)定的傳感器時(shí)，有必要從樣品液中將反應(yīng)不需要物質(zhì)、對(duì)反應(yīng)有副作用的物質(zhì)等除去。例如，對(duì)于膽固醇傳感器，當(dāng)反應(yīng)體系中有表面活性劑時(shí)，有必要從樣品液的血液中除去血細(xì)胞。原因在于，血細(xì)胞被表面活性劑所破壞，血細(xì)胞中存在的谷胱苷肽等還原性物質(zhì)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生副作用。
更具體地說(shuō)，在樣品液被供給的開口部附近，多數(shù)設(shè)置有除去血細(xì)胞的過(guò)濾部。作為這個(gè)過(guò)濾部的構(gòu)造，提出了例如圖6(a)～(c)所示的3種方式。此時(shí)的過(guò)濾通過(guò)過(guò)濾部中所設(shè)的過(guò)濾器來(lái)進(jìn)行。
圖6為水平分離方式的模式圖。在圖中所示的方式中，在過(guò)濾器的樣品液供給側(cè)端部(第一端部)的附近滴下樣品液的血液，在水平方向上進(jìn)行過(guò)濾，被過(guò)濾器過(guò)濾后的樣品液從滲出側(cè)端部(第二端部)使血漿滲出(參照，例如國(guó)際公開第02/054054A1號(hào))。
圖7為垂直分離方式的模式圖。在圖中所示的方式中，在過(guò)濾器的第一端部直接滴下血液，在垂直方向上進(jìn)行過(guò)濾，血漿從過(guò)濾器第二端部的底面或者是底面附近的端部滲出。
圖8為復(fù)合分離方式的模式圖。在圖中所示的方式中，在過(guò)濾器的第一端部直接滴下血液，在垂直方向上進(jìn)行過(guò)濾的同時(shí)、在水平方向上也進(jìn)行過(guò)濾，血漿從過(guò)濾器第二端部滲出(參照，例如國(guó)際公開第02/095385A1號(hào)小冊(cè)子)。無(wú)論在何種方式中，通過(guò)使用適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾器都能夠在血細(xì)胞到達(dá)反應(yīng)體系之前將其除去。
但是，使用圖6～8任何方式的傳感器都必須在過(guò)濾器的第一端部或者其附近直接將樣品液滴下，因此由于其構(gòu)造會(huì)存在以下的問(wèn)題。
第一，難以規(guī)定合適的樣品液測(cè)定量并將其供給過(guò)濾部。因此，容易產(chǎn)生向過(guò)濾部供給的樣品液量過(guò)多或者不足的問(wèn)題。第二，很難向過(guò)濾器中按照適當(dāng)?shù)乃俣纫来喂┙o樣品液。因此，會(huì)導(dǎo)致不能以與過(guò)濾部的過(guò)濾性能相適應(yīng)的速度供給樣品液的問(wèn)題。當(dāng)具有這些問(wèn)題時(shí)會(huì)引起以下結(jié)果，過(guò)濾器的機(jī)能不能充分發(fā)揮、測(cè)定精度下降、同時(shí)重現(xiàn)性下降，測(cè)定時(shí)間延長(zhǎng)。
第三，在樣品液滴下的時(shí)候使用者必須使傳感器保持大致水平。另外，使用者在從指尖使血液滴下的時(shí)候，必須將血液滴在應(yīng)該滴的位置上。也就是說(shuō)，從使用者的操作性上看，需要改善是理所當(dāng)然的。
例如，在國(guó)際公開第03/074999A1號(hào)小冊(cè)子中，提出具有倒梯形樣品液供給口的生物傳感器，但是也無(wú)法解決上述的第三個(gè)問(wèn)題。另外，當(dāng)?shù)蜗碌臉悠芬毫亢苌贂r(shí)，會(huì)存在這些樣品液附著在倒梯形部分，無(wú)法適時(shí)地到達(dá)過(guò)濾部的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種傳感器，其能夠在不保持大致水平時(shí)，也可以將樣品液迅速且簡(jiǎn)便地供給過(guò)濾器；進(jìn)而，即便樣品液的量很少，也可以將其迅速且簡(jiǎn)便的供給至過(guò)濾器的中心部分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種傳感器，其含有過(guò)濾部；供給裝置，其通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象將樣品液供給至上述過(guò)濾部；以及反應(yīng)部，其含有與在上述過(guò)濾部過(guò)濾的樣品液相反應(yīng)的試劑。
上述反應(yīng)部設(shè)計(jì)在基板上，上述供給裝置優(yōu)選在相對(duì)于上述基板的大致水平方向上吸引上述樣品液。
上述過(guò)濾部?jī)?yōu)選在相對(duì)于上述基板的大致垂直方向上過(guò)濾從上述供給裝置供給的上述樣品液。
上述供給裝置優(yōu)選具有供給上述樣品液的第1開口部、將上述樣品液供給至上述過(guò)濾部的第2開口部，以及連通上述第1開口部和第2開口部的空間部。
為使供給至上述第1開口部的樣品液被吸引至上述第2開口部，優(yōu)選在上述供給裝置中配置氣孔。
優(yōu)選對(duì)上述氣孔進(jìn)行如下設(shè)置從上述供給裝置的上述第2開口部看，上述氣孔配置在上述第1開口部的對(duì)側(cè)。
上述供給裝置優(yōu)選含有第1蓋子、隔板、第2蓋子，優(yōu)選在上述第2蓋子處設(shè)置上述第2開口部，優(yōu)選通過(guò)上述隔板形成上述第1開口部和上述氣孔。
上述空間部，優(yōu)選從上述第1開口部到上述第2開口部的方向上變窄。另外，上述空間部?jī)?yōu)選從上述氣孔到上述第2開口部的方向上變窄。
上述第1開口部到上述第2開口部的距離優(yōu)選大于或等于上述第2開口部到上述氣孔的距離。
上述第2開口部的最大寬度優(yōu)選大于或等于上述空間部的最小寬度。
上述第2開口部的最大寬度優(yōu)選小于或等于從上述第2開口部的中心到上述氣孔的距離。
上述過(guò)濾部，通過(guò)過(guò)濾器對(duì)上述樣品液進(jìn)行過(guò)濾，優(yōu)選上述第2開口部的橫切面面積小于上述過(guò)濾器的橫切面面積。
上述第2開口部的橫切面優(yōu)選與上述過(guò)濾器的橫切面相似。
從上述空間部的上述第1開口部到上述第2開口部的體積，優(yōu)選大于或等于包含有上述過(guò)濾器的空隙部體積和上述反應(yīng)部空間體積之和的總體積。
上述反應(yīng)部?jī)?yōu)選含有第2氣孔。


圖1為涉及本發(fā)明一實(shí)施方式的傳感器的分解透視圖。
圖2為涉及本發(fā)明一實(shí)施方式的傳感器的透視圖。
圖3為涉及本發(fā)明一實(shí)施方式的傳感器的Y-Y切面圖。
圖4為涉及本發(fā)明一實(shí)施方式的傳感器的供給裝置的示意圖。
圖5為涉及本發(fā)明一實(shí)施方式的傳感器的供給裝置的示意圖。
圖6為通過(guò)水平分離方式分離血液的過(guò)濾器的切面示意圖。
圖7為通過(guò)垂直分離方式分離血液的過(guò)濾器的切面示意圖。
圖8為通過(guò)復(fù)合分離方式分離血液的過(guò)濾器的切面示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了解決上述問(wèn)題，在本發(fā)明的傳感器中，通過(guò)具有規(guī)定結(jié)構(gòu)和功能的供給裝置，將樣品液供給至過(guò)濾部進(jìn)行過(guò)濾，并將在上述過(guò)濾部被過(guò)濾的樣品液供給至反應(yīng)部，其中，此反應(yīng)部含有與該樣品液反應(yīng)的試劑。
以下，對(duì)于本發(fā)明的一實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明并不受如下所示的實(shí)施形態(tài)及各附圖的任何限定。
發(fā)明梗概在對(duì)本實(shí)施方式涉及的傳感器各部分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明之前，使用圖1所示的傳感器1的分解透視圖對(duì)此傳感器1進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。如圖1所示，傳感器1配備有供給裝置2、過(guò)濾部3和反應(yīng)部4。此傳感器1具有向過(guò)濾部3供給樣品液的供給裝置2，此點(diǎn)與過(guò)去的傳感器有很大區(qū)別。樣品液并非直接供給至過(guò)濾部，而是經(jīng)過(guò)供給裝置2供給至過(guò)濾部3。
此供給裝置2采用毛細(xì)管構(gòu)造，通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象將樣品液供給至過(guò)濾部3。這里的“毛細(xì)管現(xiàn)象”是指當(dāng)在液體中豎立很細(xì)的管路時(shí)，通過(guò)液體對(duì)管內(nèi)表面的吸附力和表面張力的作用，管內(nèi)液面相對(duì)于其它水平面升高或降低的現(xiàn)象。
通過(guò)此毛細(xì)管作用，樣品液被迅速地供給至過(guò)濾部3。此樣品液的量，由于是通過(guò)供給裝置2進(jìn)行規(guī)定的，因此可以防止過(guò)剩的樣品液被供給至過(guò)濾部3。另外，在過(guò)濾部3中，樣品液被供給的部分是通過(guò)供給裝置2和過(guò)濾部3的位置關(guān)系來(lái)規(guī)定的，因此可以防止樣品液被供給至過(guò)濾部3的不正確的地方。
由此，能夠防止過(guò)濾部3的過(guò)濾機(jī)能下降。另外，到達(dá)反應(yīng)部4的樣品液被適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾，與反應(yīng)部4中的試劑進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，因此提高了傳感器1的測(cè)定精度和同時(shí)重現(xiàn)性。
在這里，本實(shí)施方式中的傳感器1，作為樣品液可以使用例如血液(包括全血和血漿、血清等無(wú)細(xì)胞成分的任何情況)、組織液、皮膚滲出液、汗、淚、尿等生物體液體。另外，作為樣品液中的被檢物質(zhì)，例如可以使用葡萄糖、膽固醇、乳酸等。
傳感器1特別適用人體血液中的膽固醇、葡萄糖和乳酸的定量。這里，以人體血液中所含膽固醇的定量為例，對(duì)傳感器1的構(gòu)成做更具體的說(shuō)明。
傳感器的構(gòu)成如圖1所示，在傳感器1中，在其厚度方向上以供給裝置2、過(guò)濾部3和反應(yīng)部4的順序進(jìn)行層壓。這里，使圖中所示的Z方向作為傳感器1的厚度方向。使X方向作為傳感器1的長(zhǎng)度方向，Y方向作為傳感器1的寬度方向。另外，作為過(guò)濾方式采用垂直分離方式。
供給裝置2是由第1蓋子(毛細(xì)管蓋)20、與過(guò)濾器連接的第2開口部231形成的第2蓋子(過(guò)濾器蓋)21以及兩個(gè)隔板(毛細(xì)管隔板)22所構(gòu)成。通過(guò)兩個(gè)隔板(毛細(xì)管隔板)22，在第1蓋子20和第2蓋子21之間形成作為樣品供給部的第1開口部230、氣孔232、和含有第1開口部230及氣孔232的空間部23。
為使供給至第1開口部230的樣品液，通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象能被吸引至第2開口部231，供給裝置2采用適當(dāng)形狀，如下所述。
構(gòu)成第1蓋子20、第2蓋子21和隔板22的材料，可以使用保存時(shí)及測(cè)定時(shí)具有足夠剛性的材料。例如，聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺及飽和聚酯樹脂等熱塑性樹脂，以及尿素樹脂、蜜胺甲醛樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂及不飽和聚酯樹脂等熱固性樹脂。
另外，這些構(gòu)成部件可以使用各不相同的部件，也可以由同一部件形成。例如，第1蓋子20、第2蓋子21和隔板22可以用由同一部件構(gòu)成，并且可以作為整體形成。
通過(guò)在第2蓋子21和由過(guò)濾器用連接孔400及第2氣孔401所形成的反應(yīng)部蓋子40之間，配置過(guò)濾器隔板30及圓柱形過(guò)濾器31來(lái)形成過(guò)濾部3。為了直接支撐過(guò)濾器31，過(guò)濾器隔板30具有突起狀的過(guò)濾器支撐部300。通過(guò)這個(gè)過(guò)濾器支撐部300及第2蓋子21、反應(yīng)部蓋子40，過(guò)濾器31被支撐住。在過(guò)濾器31被支撐的情況下，在第2開口部231和連接孔400之間的空間中形成空隙部32，其中空隙部為環(huán)繞過(guò)濾器31一周的空間部分。
過(guò)濾器31的質(zhì)地，可以使用玻璃、紙或者是聚酯的非織物纖維等。另外，過(guò)濾器31帶有的孔的大小設(shè)計(jì)為使血細(xì)胞無(wú)法通過(guò)的程度。更具體地說(shuō)，使得血液通過(guò)過(guò)濾器31的量達(dá)到其中的血漿僅充滿整個(gè)樣品液供給通路440，但是其中的血細(xì)胞不到達(dá)過(guò)濾器31的第二端部的程度，令血漿與血細(xì)胞的流阻具有差別，來(lái)設(shè)計(jì)上述孔的大小。過(guò)濾器隔板30和過(guò)濾器支撐部300同上述隔板22一樣，也可以使用保存時(shí)及測(cè)定時(shí)具有足夠剛性的材料。
反應(yīng)部4是由反應(yīng)部蓋子40、基板43和反應(yīng)部隔板44構(gòu)成的?；?3配置有含有作用電極41及相反電極42的一對(duì)電極(電極系)，在反應(yīng)部蓋子40和基板43之間，通過(guò)插入帶有空隙部的反應(yīng)部隔板44形成樣品液供給通路440。即，樣品液供給通路440是由反應(yīng)部隔板44的空隙部和反應(yīng)部蓋子40的連接孔400所形成的空間。
在樣品液供給通路440中配置試劑。試劑可以在電極系上或者其附近的位置作為試劑層進(jìn)行配置?；蛘撸部梢耘c構(gòu)成作用電極41及相反電極42的導(dǎo)電性材料相混合，保持在電極內(nèi)部。當(dāng)在電極系上配置試劑層時(shí)，為了抑制此試劑層的脫落，優(yōu)選形成與試劑層相接形式的親水性高分子層。在本實(shí)施方式中，采用了如下所述的在電極系上配置試劑層的構(gòu)造。
基板43、反應(yīng)部隔板44及反應(yīng)部蓋子40是用聚對(duì)苯二甲酸乙二酯等絕緣性材料構(gòu)成。例如，聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺及飽和聚酯樹脂等熱塑性樹脂，以及尿素樹脂、蜜胺甲醛樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂及不飽和聚酯樹脂等熱固性樹脂。
作用電極41及相反電極42是通過(guò)在基板43的表面上濺射鈀等導(dǎo)電性材料后，經(jīng)激光修整后形成的。根據(jù)此圖案形狀和反應(yīng)部隔板44所設(shè)的空隙部分，規(guī)定電極面積。作為作用電極41和相反電極42，可以使用鈀、金、鉑、碳等常規(guī)使用的導(dǎo)電性材料。
以上各構(gòu)成部件，按照?qǐng)D1的虛線所示位置關(guān)系重疊組合。這樣重疊組合得到的傳感器1的透視圖如圖2所示。另外，圖3所示為傳感器1的A-A切面圖。圖1中省略了試劑層46。
如圖3所示，在樣品液供給通路440內(nèi)配置了試劑層46。試劑層46配備有第1試劑層460，第2試劑層461和含有親水性高分子的親水性高分子層462。另外，第1試劑層460含有氧化還原酶，在反應(yīng)部蓋子40的下側(cè)形成。第2試劑層461含有電子傳遞體，在基板43的電極系上形成。形成親水性高分子層452，使得此第2試劑層451被覆蓋。
第1試劑層460中含有的氧化還原酶，可以使用膽固醇氧化反應(yīng)的催化酶、即膽固醇氧化酶或膽固醇脫氫酶，和使膽固醇酯向膽固醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)的催化酶、即膽固醇酯酶等。由此，可以測(cè)定血漿中的總膽固醇值。
在這里，由于膽固醇酯酶的酶反應(yīng)進(jìn)行的非常緩慢，優(yōu)選添加適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣Ｗ鳛榇吮砻婊钚詣?，可以從正辛?β-D-硫葡糖甙，聚乙二醇單十二烷基醚、膽酸鈉、十二烷基-β-麥芽苷、蔗糖單月桂酸酯、脫氧膽酸鈉、?；敲撗跄懰徕c、N，N-雙(3-D-葡萄糖酰胺基丙基)脫氧膽酰胺、聚氧乙烯(10)辛基苯基醚等中選擇。
第2試劑層461中含有的電子傳遞體可以使用鐵氰化鉀、對(duì)苯醌、吩嗪硫酸甲酯、亞甲藍(lán)、二茂鐵衍生物等以及它們兩種以上的組合。
形成親水性高分子層462的親水性高分子可以是羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、多聚賴氨酸等的聚氨基酸、聚苯乙烯磺酸、明膠及其衍生物、聚丙烯酸及其鹽、聚甲基丙烯酸及其鹽、淀粉及其衍生物、馬來(lái)酸酐或者其鹽的聚合物等。其中，優(yōu)選羧甲基纖維素、羥乙基纖維素和羥丙基纖維素。
供給裝置的詳細(xì)形狀利用圖4對(duì)供給裝置2的構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖4所示為除掉第1蓋子20后，從上按照箭頭Z方向觀察圖1～3所示傳感器1的供給裝置2部分的觀察圖。也就是說(shuō)，圖4顯示了第2蓋子21、兩個(gè)隔板22、第2開口部231、從第2開口部231看得到的過(guò)濾器31。
供給裝置2具有隧道結(jié)構(gòu)，該隧道結(jié)構(gòu)由含有第1開口部230和第2開口部231的空間部23形成。第1開口部230和氣孔232位于供給裝置2的對(duì)側(cè)。通過(guò)兩個(gè)隔板22、第1蓋子20和第2蓋子21，在如圖4A所示的區(qū)域上形成了發(fā)生毛細(xì)管現(xiàn)象的毛細(xì)管空間，在其下部為與過(guò)濾器相連的第2開口部231。通過(guò)此構(gòu)造，從第1開口部230供給至空間部23的樣品液，沿著氣孔232的方向被吸引，到達(dá)第2開口部231的上面。這里，第2開口部231的上面，如下所述，是通過(guò)第2開口部231和隔板22所規(guī)定的。
到達(dá)第2開口部231的樣品液，通過(guò)第2開口部231被供給至過(guò)濾器31的第一端面。供給至第1開口部230的樣品液沿著第2開口部231的方向被吸引、供給至過(guò)濾器31的活動(dòng)，主要是由毛細(xì)管現(xiàn)象來(lái)支配。為了使樣品液的吸引更加迅速并準(zhǔn)確的進(jìn)行，雖然是供給裝置2只要具有在區(qū)域A中可具有發(fā)揮發(fā)生毛細(xì)管現(xiàn)象的構(gòu)造即可，但是優(yōu)選滿足以下條件(a)～(c)。
(a)圖4所示，供給裝置2的空間部23，從第1開口部230到區(qū)域A的方向上變窄。并且，供給裝置2的空間部23，從氣孔232到區(qū)域A的方向上變窄。也就是說(shuō)，為了使第1開口部230和氣孔232到第2開口部231的空間部23變窄，優(yōu)選將隔板22的形狀設(shè)計(jì)成為縮頸形。第1開口部230的寬度W1及氣孔232的寬度W2，優(yōu)選大于空間部23區(qū)域A的壁的最小寬度W3。另外，第2開口部231的中心位置優(yōu)選處于此壁的最小寬度處。由此，從第1開口部230被供給至空間部23的樣品液被迅速的吸引至第2開口部231。
(b)從第1開口部230到第2開口部231上部中央部的距離L1，優(yōu)選大于或等于從氣孔232到第2開口部231上部中央部的距離L2。由此，從第1開口部230被供給至空間部23的樣品液被迅速的吸引至第2開口部231。
(c)第2開口部231的最大直徑φ1，優(yōu)選大于或等于空間部23區(qū)域A的壁最小寬度W3。由第2開口部231和隔板22所規(guī)定的區(qū)域A位于第2開口部231的上面。通過(guò)這樣的構(gòu)造，能夠使樣品液沿著區(qū)域A的壁側(cè)面迅速被供給至第2開口部231，防止樣品液僅被供給至第2開口部231的外周部分。
第2開口部231的最大寬度φ1，優(yōu)選小于或等于第2開口部231中心到氣孔232的距離L2。因?yàn)椴粷M足此條件時(shí)，通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象進(jìn)入第2開口部231的樣品液，有從氣孔232側(cè)流到外部的危險(xiǎn)。
并且，對(duì)于第2開口部231和過(guò)濾器31，優(yōu)選滿足以下的條件(d)和(e)。
(d)第2開口部231的面積，優(yōu)選小于或等于過(guò)濾器31的第一端面的橫切面面積。并且，當(dāng)將第2開口部231向過(guò)濾器31進(jìn)行投影時(shí)，優(yōu)選配置為使此投影部分(開口部分)包含在過(guò)濾器31中。在本實(shí)施方式中，第2開口部231的直徑φ1是小于或等于過(guò)濾器31的直徑φ2的。另外，配置第2開口部231和過(guò)濾器31，使得第2開口部231的中心和過(guò)濾器31的中心在圖1～3中所示的箭頭Z方向上一致。通過(guò)這樣的配置，樣品液被準(zhǔn)確地供給至過(guò)濾器31的第一端面。因此，能夠防止樣品液不通過(guò)過(guò)濾器3、未經(jīng)過(guò)濾就能到達(dá)反應(yīng)部4。
(e)優(yōu)選第2開口部231的形狀和過(guò)濾器31的第一端面的切面形狀相似。在本實(shí)施方式中，都是圓形。由此，能夠使樣品液被沒(méi)有遺漏的供給至過(guò)濾器31，充分利用過(guò)濾器31的過(guò)濾機(jī)能。
綜合上述條件(a)～(e)，通過(guò)供給裝置2的毛細(xì)管現(xiàn)象的樣品液的吸引及向過(guò)濾器31的供給，能夠快速且準(zhǔn)確地進(jìn)行。優(yōu)選將供給裝置2設(shè)計(jì)為滿足全部上述條件(a)～(e)，但是也可以把供給裝置2設(shè)計(jì)成為滿足其中的任何一個(gè)條件。
例如，如圖5所示，可以將供給裝置2的隔板22做成長(zhǎng)方體形，也可以將第1開口部231到氣孔232的空間部分做成長(zhǎng)方體形。此時(shí)，滿足上述條件(b)～(e)。
通過(guò)這樣變換供給裝置2的空間部分形狀，能夠規(guī)定供給至過(guò)濾器31的樣品液的量。另外，此時(shí)第1開口部230到第2開口部231的空間部的體積優(yōu)選大于或等于過(guò)濾器31的空隙部體積與反應(yīng)部(樣品液供給通路440)的空間體積之和的總體積。
如上所述構(gòu)成供給裝置2，能夠規(guī)定供給至過(guò)濾器31的樣品液的供給速度和供給量、在過(guò)濾器31的第一端面的滴下位置。由此，能夠充分利用過(guò)濾器31的過(guò)濾機(jī)能，能夠迅速且準(zhǔn)確地對(duì)血細(xì)胞進(jìn)行過(guò)濾。
測(cè)定操作利用圖3說(shuō)明使用本發(fā)明涉及的傳感器1測(cè)定血液中膽固醇的例子。使用者向第1開口部230滴入血液。第1開口部230位于傳感器1的側(cè)面。因此，例如在從指尖采血的情況下，只要將指尖接觸到位于傳感器1側(cè)面的第1開口部230即可。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象將樣品液的血液供給至過(guò)濾器31，因此沒(méi)有必要一定要將傳感器1保持在略水平位置。因此，與以往的將血液直接滴加至過(guò)濾部相比，在操作性上有所提高。
向第1開口部230滴加的血液，通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象被吸引至供給裝置2內(nèi)部。在第1開口部230向氣孔232方向(相對(duì)于基板大致水平的方向)上被吸引的血液，通過(guò)第2開口部231，從過(guò)濾器31的第一端面向過(guò)濾器31的內(nèi)側(cè)滲透，在相對(duì)于基板43大致垂直的方向上被過(guò)濾。
在過(guò)濾器31內(nèi)，血細(xì)胞的滲透速度要比作為液體成分的血漿的滲透速度慢，血細(xì)胞滯留在過(guò)濾器31的內(nèi)部，血漿從過(guò)濾器的第二端面滲出。滲出的血漿，被供給至樣品液供給通路440。此血漿通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象，在連接孔400到第2氣孔401的方向上被吸引，一邊溶解試劑層45，一邊注滿樣品液供給通路440。此狀態(tài)下血液的流動(dòng)停止。
血漿和試劑發(fā)生下述化學(xué)反應(yīng)。即，血漿中的膽固醇酯在第1試劑層460中含有的膽固醇酯酶的催化下，變?yōu)槟懝檀?。通過(guò)第1試劑層460所含有的表面活性劑，此反應(yīng)迅速進(jìn)行。之后，此膽固醇與血漿中最初含有的膽固醇，在第1試劑層460中含有的膽固醇氧化酶或者膽固醇脫氫酶的催化下，變化成膽甾烯酮。此時(shí)，第2試劑層461中含有的電子傳遞體被還原。例如作為電子傳遞體使用鐵氰化鉀時(shí)，此鐵氰化鉀被還原為亞鐵氰化鉀。
經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，利用測(cè)定器在作用電極41和相反電極42之間施加電壓，將此電子傳遞體進(jìn)行電化學(xué)氧化。通過(guò)測(cè)定此時(shí)得到的電流值，能夠?qū)ρ褐械哪懝檀歼M(jìn)行定量。
按照上述方式設(shè)計(jì)供給裝置2，能夠充分發(fā)揮過(guò)濾器31的過(guò)濾機(jī)能，血液被迅速且準(zhǔn)確地過(guò)濾，血細(xì)胞留在過(guò)濾器31中，僅有血漿被供給至樣品液供給通路440。也就是說(shuō)，能夠防止血細(xì)胞進(jìn)入樣品液供給通路440。因此，能夠防止第1試劑層460中含有的表面活性劑破壞血細(xì)胞、血細(xì)胞內(nèi)的谷光苷肽等還原性物質(zhì)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生副作用。由此，提高測(cè)定精度和同時(shí)重現(xiàn)性。
其它本發(fā)明涉及的傳感器，并不是限定在上述實(shí)施方式中所示的傳感器1，只要具有通過(guò)供給裝置將樣品液供給至過(guò)濾部進(jìn)行過(guò)濾、進(jìn)而供給至反應(yīng)部的結(jié)構(gòu)即可，其中，反應(yīng)部含有與在上述過(guò)濾部中被過(guò)濾的樣品液相反應(yīng)的試劑。下面，對(duì)于其他構(gòu)成要件進(jìn)行舉例說(shuō)明。
供給裝置、過(guò)濾部、反應(yīng)部的位置關(guān)系可以進(jìn)行適當(dāng)改變。例如，關(guān)于過(guò)濾方式，優(yōu)選垂直分離方式，其具有以下優(yōu)點(diǎn)，由于是利用重力進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾距離短可以迅速進(jìn)行過(guò)濾；過(guò)濾器不進(jìn)入樣品液供給通路，因此過(guò)濾器對(duì)反應(yīng)體系影響較小等。但是，通過(guò)改變供給裝置、過(guò)濾部、反應(yīng)部的位置關(guān)系，采用水平分離方式或者是復(fù)合分離方式等的過(guò)濾方式也是可以的。
供給裝置的構(gòu)造，只要是能夠通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象將樣品液吸引至過(guò)濾部的構(gòu)造即可。例如，可以將氣孔不設(shè)在供給裝置中，而設(shè)在過(guò)濾部中。
過(guò)濾部，只要具有過(guò)濾樣品液的機(jī)能即可。在使用過(guò)濾器時(shí)，可以使用一個(gè)過(guò)濾器，也可以使用兩個(gè)以上的過(guò)濾器。在不降低過(guò)濾機(jī)能的范圍內(nèi)，也可以適當(dāng)設(shè)定過(guò)濾器的形狀、質(zhì)地。
對(duì)于反應(yīng)部的試劑，根據(jù)測(cè)定對(duì)象物質(zhì)，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)难趸€原酶，除了膽固醇以外，也可測(cè)定血糖值、乳酸值等。例如，作為氧化還原酶，可以使用葡萄糖氧化酶、果糖脫氫酶、葡萄糖脫氫酶、醇氧化酶、乳酸氧化酶、膽固醇氧化酶、膽固醇酯酶、黃嘌呤氧化酶、及氨基酸氧化酶等。
在上述實(shí)施方式中，反應(yīng)部的電極系顯示為2電極方式，但是也可以加入?yún)⒈入姌O形成3電極方式。一般來(lái)說(shuō)，3電極方式比2電極方式能夠更準(zhǔn)確的進(jìn)行測(cè)定。并且，在反應(yīng)部，不使用電化學(xué)方法，也可使用光學(xué)方法對(duì)測(cè)定物進(jìn)行定量或者檢查其存在與否。例如，作為試劑，可以使用通過(guò)酶反應(yīng)變色的色素。然后，對(duì)此色素顏色的變化進(jìn)行光學(xué)測(cè)定，對(duì)測(cè)定物質(zhì)的含有量進(jìn)行定量。
工業(yè)實(shí)用性在上述實(shí)施方式的說(shuō)明中，樣品液為血液，以測(cè)定對(duì)象物質(zhì)是血漿中成分為例進(jìn)行了闡述，但是本發(fā)明并不僅限定于此。測(cè)定對(duì)象也并非限定于血液等體液成分。本發(fā)明涉及的傳感器，例如可以適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定由于微生物、尸體、污泥等變混濁的湖沼水質(zhì)的測(cè)定裝置中。
例如，制作僅帶有圖1中供給裝置2和過(guò)濾部3的傳感器，只要在過(guò)濾部的隔板30底部設(shè)有粘合劑，就可以粘在現(xiàn)有的便攜式測(cè)定器(例如，(株)堀場(chǎng)制作所制的B-211型等的pH計(jì))的測(cè)定部上進(jìn)行使用。此時(shí)，將混濁的湖沼水接觸在上述供給裝置以及過(guò)濾部，能夠?qū)⑸鲜鏊鳛闃悠芬哼M(jìn)行吸引、過(guò)濾、并將過(guò)濾后的樣品液供給至測(cè)定器的測(cè)定部分(電極等)。
根據(jù)本發(fā)明涉及的傳感器，能夠?qū)⑦m當(dāng)量的樣品液快速且簡(jiǎn)便地提供給過(guò)濾器。
權(quán)利要求
1.一種傳感器，其含有過(guò)濾部、供給裝置和反應(yīng)部，上述供給裝置通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象將樣品液供給至上述過(guò)濾部，上述反應(yīng)部含有試劑，該試劑與在上述過(guò)濾器過(guò)濾后的樣品液相反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器，上述反應(yīng)部設(shè)在基板上，上述供給裝置在相對(duì)于上述基板大致水平方向上吸引上述樣品液。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器，上述過(guò)濾部在相對(duì)于上述基板大致垂直的方向上對(duì)由上述供給裝置供給的上述樣品液進(jìn)行過(guò)濾。
4.如權(quán)利要求1所述的傳感器，上述供給裝置具有供給上述樣品液的第1開口部、將上述樣品液供給至上述過(guò)濾部的第2開口部、以及連通上述第1開口部和上述第2開口部的空間部。
5.如權(quán)利要求4所述的傳感器，為使供給至上述第1開口部的樣品液被吸引至上述第2開口部，在上述供給裝置中配置有氣孔。
6.如權(quán)利要求5所述的傳感器，從上述供給裝置的上述第2開口部看，在上述第1開口部的對(duì)側(cè)配置有氣孔。
7.如權(quán)利要求6所述的傳感器，上述供給裝置包含有第1蓋子、隔板、第2蓋子，上述第2開口部設(shè)在上述第2蓋子處，通過(guò)上述隔板形成上述第1開口部和上述氣孔。
8.如權(quán)利要求6所述的傳感器，上述空間部在上述第1開口部到上述第2開口部的方向上變窄。
9.如權(quán)利要求8所述的傳感器，上述空間部在上述氣孔到上述第2開口部的方向上變窄。
10.如權(quán)利要求6所述的傳感器，上述第1開口部到上述第2開口部的距離，大于或等于上述第2開口部到上述氣孔的距離。
11.如權(quán)利要求7所述的傳感器，上述第2開口部的最大寬度，大于或等于上述空間部的最小寬度。
12.如權(quán)利要求6所述的傳感器，上述第2開口部的最大寬度，小于或等于上述第2開口部中心到上述氣孔的距離。
13.如權(quán)利要求6所述的傳感器，上述過(guò)濾部是通過(guò)過(guò)濾器對(duì)上述樣品液進(jìn)行過(guò)濾的，上述第2開口部的橫切面面積小于上述過(guò)濾器的橫切面面積。
14.如權(quán)利要求13所述的傳感器，上述第2開口部的橫切面與上述過(guò)濾器的橫切面相似。
15.如權(quán)利要求14所述的傳感器，上述空間部的上述第1開口部到第2開口部的體積，大于或等于上述過(guò)濾器空隙部的體積和上述反應(yīng)部空間體積之和的總體積。
16.如權(quán)利要求1所述的傳感器，在上述反應(yīng)部分中含有第2氣孔。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種傳感器，其特征在于具有一種裝置，該裝置通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象將樣品液提供至過(guò)濾部，目的在于為了實(shí)現(xiàn)即使傳感器未處于大致水平狀態(tài)，也能夠?qū)⑸倭康臉悠芬貉杆偾覝?zhǔn)確地供給至過(guò)濾部的傳感器。
文檔編號(hào)G01N27/327GK1791795SQ200480013359
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月15日
發(fā)明者山本智浩 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社