專利名稱：信息測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過測量來自試樣的返回光從而利用光學(xué)方法測量生物體的血糖值、水分、膽固醇等試樣中的特定成分濃度信息等用的特定成分濃度測量裝置等信息測量裝置。
背景技術(shù)：
以往提出了各種采用光學(xué)測量裝置測量試樣、特別是生物體或溶液中的特定成分的方法。
例如，提出了使具有平行的互相相對的一對反射面的透明衰減全反射(下面簡稱為ATR)元件緊貼上下嘴唇來檢測血糖值的方法。若利用該方法，作為ATR元件，是將硒化鋅、硅、鍺等構(gòu)成的ATR棱鏡銜在口中，在用嘴唇壓緊ATR元件的狀態(tài)下，使光入射ATR元件，在ATR元件的反射面及嘴唇的邊界處重復(fù)全反射，則能夠分析向ATR元件外部出射的光(例如，參照日本專利特開平9-113439號公報(bào))。
另外，還提出了一種測量血糖值或血中乙醇濃度的方法，該方法是使由ZnSe等光學(xué)晶體等構(gòu)成的ATR元件與嘴唇的粘膜緊貼，對該ATR元件入射波長為9～11微米的激光，在ATR元件內(nèi)部使激光多重反射，通過分析該衰減全反射光及漫反射光進(jìn)行測量(例如，參照福島英生等著，“血糖值的非損傷性測量方法-光學(xué)葡萄糖傳感器的開發(fā)“，BME，社團(tuán)法人日本ME學(xué)會，1991年，第五卷，第八號，p.16-21)。
若根據(jù)這些方法，則能夠?qū)崟r(shí)地、非損傷性地測量葡萄糖濃度、膽固醇濃度等的特定成分濃度。這些方法是在定量分析中應(yīng)用消失光(所謂的滲漏光)的方法。ATR元件中前進(jìn)的光在ATR元件的反射面及嘴唇的邊界重復(fù)全反射時(shí)，受到微量進(jìn)入嘴唇中并在嘴唇中存在的體液中的成分的影響。例如，葡萄糖中由于在光的波數(shù)為1033、1080cm-1中存在光的吸收峰，因此在將該波數(shù)的光照射生物體時(shí)，光的吸收量將因生物體中的葡萄糖濃度而異。這樣，通過測量來自生物體的返回光，能夠得到體液的各種成分的濃度信息。這里的所謂濃度信息，意味著濃度的絕對值、濃度的時(shí)間性變化等。
另外，上述的特開平9-113439號公報(bào)及“血糖值的非損傷性測量方法-光學(xué)葡萄糖傳感器的開發(fā)“中所揭示的內(nèi)容完全照原樣引用，與這里的內(nèi)容溶為一體。
但是，在上述以往的光學(xué)測量裝置中，在用光學(xué)元件測量試樣的濃度信息的情況下，在光學(xué)元件與試樣之間隔著唾液等液體時(shí)，因液體厚度的變化，而使到達(dá)試樣的光量變化，結(jié)果存在的問題是，由于檢測的信號量發(fā)生大的變化，因此測量結(jié)果產(chǎn)生差異。
一般，消失光進(jìn)入測量對象的深度為波長數(shù)量級。因此，從光學(xué)元件出射并照射至生物體表面的消失光，在從生物體表面透過波長數(shù)量級的距離的表層組織后，返回光學(xué)元件。上述問題特別在用ATR元件的光學(xué)測量裝置中更顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，目的在于提供在光學(xué)元件與試樣之間隔著水、唾液或汗水等液體時(shí)能夠穩(wěn)定而且容易測量試樣中所含的特定成分濃度等信息的信息測量裝置。
本發(fā)明的第一發(fā)明的信息測量裝置，包括光源(1)，將所述光源(1)入射的光向接觸的試樣照射、接受從所述試樣返回的光并將所述接受的光出射的光學(xué)元件(2)，以及檢測所述光學(xué)元件(2)出射的所述光的光量的光檢測裝置(5)，所述光學(xué)元件(2)具有是與所述試樣接觸的面的一部分、并且應(yīng)向所述試樣照射的光入射的第一區(qū)域(7)；以及與所述第一區(qū)域(7)相鄰的第二區(qū)域(13)，所述第一區(qū)域(7)中的接觸角大于所述第二區(qū)域(13)中的接觸角，根據(jù)利用所述光檢測裝置(5)得到的信號，測量所述試樣中的信息。
本發(fā)明的第二發(fā)明是本發(fā)明的第一發(fā)明的信息測量裝置中，所述信息是與所述試樣中所含的特定成分濃度有關(guān)的信息。
本發(fā)明的第三發(fā)明是本發(fā)明的第一發(fā)明的信息測量裝置中，利用形成所述光學(xué)元件(2)的材料形成其所述第一區(qū)域(7)。
本發(fā)明的第四發(fā)明是本發(fā)明的第一發(fā)明的信息測量裝置中，利用形成所述光學(xué)元件(2)的材料形成所述第二區(qū)域(13)。
本發(fā)明的第五發(fā)明是本發(fā)明的第一發(fā)明的信息測量裝置中，所述第一區(qū)域(7)的一部分或所述第二區(qū)域(13)的至少一部分形成凹下部分。
本發(fā)明的第六發(fā)明是本發(fā)明的第一或第三發(fā)明的信息測量裝置中，所述第一區(qū)域(7)具有斥水性。
本發(fā)明的第七發(fā)明是本發(fā)明的第一或第四發(fā)明的信息測量裝置中，所述第二區(qū)域(13)具有親水性。
本發(fā)明的第八發(fā)明是本發(fā)明的第一發(fā)明的信息測量裝置中，所述第一區(qū)域(7)具有斥水性，所述第二區(qū)域(13)具有親水性。
本發(fā)明的第九發(fā)明是本發(fā)明的第一發(fā)明的信息測量裝置中，所述光學(xué)元件(2)是衰減全反射元件。
本發(fā)明的第10發(fā)明是本發(fā)明的第五發(fā)明的信息測量裝置中，所述凹下部分在與所述試樣接觸的面中，與不處于通過所述光學(xué)元件(2)的光的光路上的面(16)相連，形成排出介于所述第一區(qū)域(7)與所述試樣之間的液體用的通路(3)。
本發(fā)明的第11發(fā)明是本發(fā)明的第10發(fā)明的信息測量裝置中，所述通路(3)的至少一部分是親水性。
本發(fā)明的第12發(fā)明是本發(fā)明的第10發(fā)明的信息測量裝置中，所述通路(3)在所述第一區(qū)域(7)的一部分開口而形成。
本發(fā)明的第13發(fā)明是本發(fā)明的第五發(fā)明的信息測量裝置中，所述凹下部分以實(shí)質(zhì)上不妨礙通過所述光學(xué)元件(2)中的光的光路的位置及大小設(shè)置。
本發(fā)明的第14發(fā)明是本發(fā)明的第一發(fā)明的信息測量裝置中，在所述光學(xué)元件(2)的與試樣接觸的面的相鄰的面中，不處于通過所述光學(xué)元件(2)中的光的光路上的面(16)的至少一部分是親水性。
本發(fā)明第15發(fā)明是本發(fā)明的第一發(fā)明的信息測量裝置中，所述光學(xué)元件(2)的與試樣接觸的面的相鄰的面中，至少一個(gè)具有斥水性。
本發(fā)明的第16發(fā)明是本發(fā)明的第一發(fā)明的信息測量裝置中，具有阻止介于所述第一區(qū)域(7)與所述試樣之間的液體從所述光學(xué)元件(2)的所述第一區(qū)域(6)或所述第二區(qū)域(13)流入所述光學(xué)元件(2)的來自光源(1)的光入射的面(11)及所述光學(xué)元件(2)的將來自所述試樣的返回的光出射至所述光檢測裝置(5)的面(12)的液體流入阻止裝置(32)。
本發(fā)明的第17發(fā)明是本發(fā)明的第一發(fā)明的信息測量裝置中，所述光學(xué)元件(2)的與試樣接觸的面的相鄰的面上設(shè)置吸收所述液體用的吸收裝置(31)。
下面所示為本申請發(fā)明者所發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。
第一發(fā)明的信息測量裝置，包括光源(1)，將所述光源(1)入射的光向接觸的試樣照射、接受從所述試樣返回的光并將所述接受的光出射的光學(xué)元件(2)，以及檢測所述光學(xué)元件(2)出射的所述光的光量的光檢測裝置(5)，所述光學(xué)元件(2)的至少與所述試樣接觸的部分具有斥水性，要向所述試樣照射的光入射至與所述試樣接觸的部分，根據(jù)利用所述光檢測裝置(5)得到的信號，測量所述試樣的信息。
利用上述構(gòu)成，能夠提供可解決上述問題的信息測量裝置。
第二發(fā)明的信息測量裝置，包括光源(1)，將所述光源(1)入射的光向接觸的試樣照射、接受從所述試樣返回的光并將所述接受的光出射的光學(xué)元件(2)，以及檢測所述光學(xué)元件(2)出射的所示光的光量的光檢測裝置(5)，所述光學(xué)元件(2)具有將至少與所述試樣接觸的部分的一部分或與所述試樣接觸的部分的一部分的相鄰部分的一部分、和所述光學(xué)元件(2)的與試樣接觸的面的相鄰的面中不在通過所述光學(xué)元件(2)中的光的光路上的面(16)連接、并將介于所述試樣與所述光學(xué)元件之間的液體從與所述試樣接觸部分排出的通路(3)，根據(jù)利用所述光檢測裝置(5)得到的信號，測量所述試樣中的信息。
利用上述構(gòu)成，能夠提供可解決上述問題的信息測量裝置。
第三發(fā)明的光學(xué)元件，是將光源(1)入射的光向接觸的試樣照射、結(jié)束從所述試樣返回的光并將所述接受的光出射的光學(xué)元件(2)，通過光檢測裝置(5)檢測所述出射的所述光的光量，測量所述試樣中的信息，具有是至少與所述試樣接觸的面的一部分、并且應(yīng)向所述試樣照射的光入射的第一區(qū)域(7)、以及與所述第一區(qū)域(7)相鄰的第二區(qū)域(13)，所述第一區(qū)域(7)中的接觸角大于所述第二區(qū)域(13)中的接觸角。
利用上述構(gòu)成，能夠提供可解決上述問題的信息測量裝置中使用的光學(xué)元件。
第四發(fā)明的信息測量方法，使用具有光源(1)，將所述光源(1)入射的光向接觸的試樣照射、接受從所述試樣返回的光并將所述接受的光出射的光學(xué)元件(2)，以及檢測所述光學(xué)元件(2)出射的所述光的光量的光檢測裝置(5)的信息測量裝置，所述光學(xué)元件(2)具有是至少與所述試樣接觸的面的一部分、并且要向所述試樣照射的光入射的第一區(qū)域(7)、以及與所述第一區(qū)域(7)相鄰的第二區(qū)域(13)，所述第一區(qū)域(7)中的接觸角大于所述第二區(qū)域(13)中的接觸角。
根據(jù)利用所述光檢測裝置(5)得到的信號，測量所述試樣中的信息。
利用上述構(gòu)成，能夠提供可解決上述問題的信息測量方法。


圖1所示為本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的特定成分濃度測量裝置的構(gòu)成示意圖。
圖2所示為用該實(shí)施例及比較例的特定成分濃度測量裝置進(jìn)行吸光度測量結(jié)果的特性圖。
圖3所示為本發(fā)明一變形例的特定成分濃度測量裝置的構(gòu)成示意圖。
圖4所示為本發(fā)明其它變形例的特定成份濃度測量裝置的構(gòu)成示意圖。
(標(biāo)號說明)1光源2ATR元件3通路4傾斜面5光檢測裝置6上表面7賦予斥水性的部分11入射面12出射面13賦予親水面的部分14試樣接觸區(qū)域31吸引裝置32臺階具體實(shí)施方式
下面用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
圖1所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中作為信息測量裝置一個(gè)例子的特定成分濃度測量裝置的構(gòu)成示意圖。
本實(shí)施形態(tài)的特定成分濃度測量裝置由光源1、本發(fā)明的光學(xué)元件一個(gè)例子的ATR元件2、光檢測裝置5、以及在光源1與ATR元件2之間設(shè)置的分光裝置(未圖示)而構(gòu)成。
作為ATR元件2的材料，可以用該領(lǐng)域中眾所周知的材料，而無特別限定。例如，可以舉出有Si、Ge、SiC、金剛石、ZnSe、ZnS及KrS。這里，在測量像葡萄糖那樣的在波數(shù)為1033、1080cm-1的紅外區(qū)具有吸收峰那樣的物質(zhì)時(shí)，從在約9～10微米的紅外波長的透過率高的觀點(diǎn)，比較好的是采用硅或鍺、而且硼或磷等的雜質(zhì)含量小、電阻率為100Ωcm以上(含100Ωcm)的材料，最好是電阻率為1500Ωcm以上(含1500Ωcm)的材料。
在ATR元件2中，在與試樣要接觸的面即上表面6的中心部分，形成是本名的第一區(qū)域的一個(gè)例子即賦予斥水性的部分7。作為在上表面6形成賦予斥水性的部分7的方法，可以用對水分的斥水性高的材料，用該領(lǐng)域中眾所周知的材料形成，而無特別限定。例如，可以舉出有使用含氟樹脂的方法、使用硅樹脂的方法。使用硅酮樹脂的方法、以及將賦予斥水性的表面進(jìn)行微細(xì)粗化的方法等。
另外，在上表面6涂布含氟樹脂或硅樹脂等的情況下，考慮到測量時(shí)這些材料本身產(chǎn)生的影響，其厚度最好為1微米以下(含1微米)，為了得到充分的斥水效果，只要最低限度形成一層分子層即可。
在上表面6中，在賦予斥水性的部分7的周圍，與賦予斥水性的部分7相鄰形成本發(fā)明的第二區(qū)域的一個(gè)例子即賦予親水性的部分13。作為對上表面6的一部分賦予親水性的方法，可以用該領(lǐng)域中眾所周知的材料形成，而無特別限定，例如可以舉出有使用表面活性劑的方法、形成鋅置換鍍膜或用氟化鋁形成薄膜的方法、形成高分子樹脂的混合薄膜的方法、或利用氟化鈦的光激勵(lì)親水化現(xiàn)象的方法等。在與賦予斥水性的部分7相鄰形成賦予親水性的部分13的情況下，為了減少對ATR元件2的光學(xué)特性的影響，所述親水性材料的厚度最好為1微米以下(含1微米)。
在賦予斥水性的部分7的周圍形成四個(gè)通路3，其一面的開口與賦予親水性的部分13的一部分相連，其另一面的開口與側(cè)面16相連。在通路3的內(nèi)部形成傾斜面4，對傾斜面賦予親水性。這些通路3以實(shí)質(zhì)上不妨礙光源1照射的光的光路的位置及大小形成。與參照標(biāo)號14相當(dāng)?shù)膮^(qū)域是上表面6中與試樣接觸的區(qū)域。通路3的寬度無特別限定，但為了使水、汗、唾液等液體或從試樣排出的液體(下面稱為與試樣不同的液體)容易流動(dòng)，最好要大一些。
作為光源，若是發(fā)出測量對象即特定成分的吸收波長的光，都可以使用，例如能夠使用將碳化硅SiC燒結(jié)成棒狀的碳硅棒光源、CO2激光、鎢絲燈等。例如，在測量像葡萄糖那樣的在波數(shù)為1033、1080cm-1的紅外區(qū)具有吸收峰那樣的物質(zhì)時(shí)，從能夠覆蓋比較寬的波長范圍、即使在10微米左右的長波長區(qū)域也能夠很好發(fā)光的觀點(diǎn)，最好是碳硅棒光源。
該光源1這樣配置，使得從ATR元件2的入射面11入射的光到達(dá)賦予斥水性的部分7，并用適當(dāng)裝置保持。
在接受從ATR元件2的出射面12射出來的光的位置，配置光檢測裝置5。作為光檢測裝置5，可以采用該領(lǐng)域中眾所周知的裝置，而無特別限定，例如可以使用熱電傳感器或MCT檢測器。
另外，在試樣接觸區(qū)域14中，光入射的部分必須僅僅是賦予斥水性的部分7。即，在試樣接觸區(qū)域14中，要決定斥水性區(qū)域7的位置及大小，或者決定入射面11的角度及光源1的配置，使得光不通過賦予親水性的部分13。
下面用圖1說明本實(shí)施形態(tài)的特定成分濃度測量裝置的動(dòng)作原理。從光源1出射并入射至ATR元件2的入射面11的光，一面重復(fù)全反射，一面在ATR元件2內(nèi)向前傳輸。這時(shí)，光雖在ATR元件2的界面進(jìn)行全反射，但有微弱的光向Atr元件2的外側(cè)滲漏出。該光被稱為消失波，可知滲漏出波長的數(shù)倍左右。滲漏在覆蓋賦予斥水性的部分7所配置的試樣中的消失波，僅被吸收了與試樣構(gòu)成成分相應(yīng)的量。被試樣吸收了該一部分的光從ATR元件2的出射面12出射，到達(dá)光檢測裝置5。被試樣吸收的量利用光檢測裝置5進(jìn)行檢測。然后，根據(jù)光檢測裝置5檢測的吸收光的量，計(jì)算出試樣中的特定成分的濃度信息。
在試樣是嘴唇時(shí)，使嘴唇緊貼試料接觸區(qū)域14。在試料接觸區(qū)域14中，賦予斥水性的部分7的大小這樣決定，使得無論是什么樣的人的嘴唇都覆蓋賦予斥水性的部分7。若人將其嘴唇緊貼試樣接觸區(qū)域14，則唾液介于嘴唇與試樣接觸區(qū)域14之間。介于賦予斥水性的部分7的唾液，利用賦予斥水性的部分7的斥水作用及嘴唇產(chǎn)生的壓力，向賦予親水性的部分13的一方移動(dòng)。
向賦予親水性的部分13移動(dòng)的唾液，沿著通路3向ATR元件2的側(cè)面16移動(dòng)，再利用重力向側(cè)面的下方移動(dòng)。這時(shí)，由于對通路3的內(nèi)部傾斜面4賦予了親水性，因此沿通路3移動(dòng)的唾液就像在通路3內(nèi)滑落那樣，向側(cè)面16移動(dòng)，從ATR元件2向下方落下。這樣，嘴唇供給的唾液就接連不斷地從賦予斥水性的部分7排除。
結(jié)果，入射至賦予斥水性的部分7的光，能夠?qū)嵸|(zhì)上不受唾液的影響，而僅受嘴唇內(nèi)的測量對象(例如葡萄糖)的影響，到達(dá)光檢測裝置5。
這樣，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的濃度測量裝置，即使在與試樣不同的液體介于生物體的試樣與ATR元件2之間的情況下，由于在ATR元件2的賦予斥水性的部分7難以附著與所述試樣不同的液體，在與試樣之間難以形成與試樣不同的液體層，因此能夠穩(wěn)定而且容易測量試樣中的特定成分的濃度信息。
(實(shí)施例)下面所示的是使用實(shí)施形態(tài)的濃度測量裝置的具體測量例子。
作為光源1，使用將碳化硅SiC燒結(jié)成棒狀的碳硅棒光源。作為ATR元件2，使用對波長1.1～10微米的光是透明的鍺制成的元件。作為光檢測裝置5，使用熱電傳感器。賦予斥水性的部分7是通過在ATR元件2的上表面6覆蓋含氟樹脂而形成。對賦予親水性的部分13及通路3的內(nèi)部賦予親水性，是將卵磷脂溶于有機(jī)溶劑的溶液涂布在上表面6中的賦予斥水性的部分7以外的部分及通路3的內(nèi)部，再使其干燥，通過這樣來進(jìn)行賦予親水性。如上所述，通過賦予斥水性及親水性，則與鍺的接觸角約為44度不同，賦予斥水性的部分7的接觸角約為88度，賦予親水性的部分13的接觸角約為12度。
圖2所示為用本實(shí)施例及比較例的特定成分的濃度測量裝置進(jìn)行吸光度測量的結(jié)果。這里，作為比較例，除了ATR元件2上不設(shè)置賦予斥水性的部分7、賦予親水性的部分13及通路3以外，采用與本實(shí)施例的特定成分的濃度測量裝置相同的裝置。另外，作為試樣，是設(shè)置附著水的硅橡膠，使其覆蓋賦予斥水性的部分7。
在圖2中，縱橫表示吸光度，橫軸表示時(shí)間變化。吸光度測量為了測量水分的影響，用水的吸收帶即波數(shù)3200cm-1進(jìn)行。圖中實(shí)線表示利用本實(shí)施例的特定成分的濃度測量裝置測量的結(jié)果，虛線表示利用比較例的特定成分的濃度測量裝置測量的結(jié)果。
在比較例的情況下可知，吸光度大，而受水分的影響大。與此不同的是，在本實(shí)施例的情況下可知，由于吸光度小，因此能夠減少水分的影響。這可以這樣推論，在比較例的情況下，由于水分介于試樣與ATR元件2之間，因此到達(dá)試樣的光量減少，所以受水分的影響大，而在本實(shí)施例的情況下，介于ATR元件2與試樣之間的水分，由于賦予斥水性的部分7的斥水性，從試樣與ATR元件2之間排出，順著賦予親水性的通路3滑落而排去，因而能夠減少水分對測量的影響。
這樣可知，利用本發(fā)明的特定成分的濃度測量裝置，即使液體介于ATR元件2與試樣之間(例如即使試樣是容易受唾液影響的嘴唇)，也能夠穩(wěn)定而且容易測量試樣中所含的特定成分的濃度信息。
另外，在本實(shí)施例中，作為試樣是使用附著水的硅橡膠，但若是生物體組織等能夠附著水分或滲出水分的試樣，也能夠得到同樣的效果。
另外，在到以上為止的說明中，通路3是與賦予親水性的部分13的一部分相連而形成的，但通路3也可以與賦予斥水性的部分7相連而形成。在這種情況下，也能夠得到與上述同樣的效果。
另外，通路3的數(shù)量在以上的說明中是作為四個(gè)。但也可以是其它的數(shù)量，但通路3的數(shù)量最好要多。
另外，上述說明的通路3的一面與側(cè)面16相連而形成，但通路3的一面也可以不與側(cè)面16相連，而是與上表面6相鄰的面相連而形成。圖3(a)及(b)所示的是這樣的例子。圖3所示的例子是沿ATR元件2的長度方向(即沿入射至ATR元件的光前進(jìn)的光路的方向)形成通路3。圖3(a)為頂視圖，圖3(b)為側(cè)視圖。圖3所示的ATR元件2中，入射面11不與上表面6相鄰，而是與面17相鄰，而面17與上表面6相鄰。另外，出射面12不與上表面6相鄰，而是與面18相鄰，而面18與上表面6相鄰。通路3是從上表面的中心附近向面17及面18傾斜而形成。并與面17及面18相連。這里，入射面11及出射面12最好被賦予斥水性?；蛘?，通路3也可以不與面17或面18相連，而與側(cè)面16相連而構(gòu)成。
另外，在到以上為止的說明中，說明的是通路3的一面與側(cè)面16相連而形成，但也可以通路3的一面不與側(cè)16相連。即，也可以形成凹下部分以代替通路3。在這種情況下，與試樣不同的液體雖不通過通路3向側(cè)面16滑落，但若凹下部分足夠大，則能夠?qū)⑴c試樣不同的液體從賦予斥水性的部分7完全排除。在這種情況下，例如也可以整個(gè)賦予親水性的部分13是凹下部分。再有，凹下部分除了在賦予親水性的部分13形成之外，也可以在賦予斥水性的部分7的一部分形成，以代替在賦予親水性的部分13形成。在這種情況下，也能夠得到與上述同樣的效果。
另外，在上述的說明中，是在通路3的傾斜面作為賦予親水性的，但賦予親水性的也可以不限于傾斜面4，而采用通路3的內(nèi)部的一部分或全部賦予親水性的結(jié)構(gòu)，這能夠得到與上述相同的效果。再有，即使對通路3的內(nèi)部不賦予親水性，但若傾斜面4相對于上表面的傾斜足夠大，通路3的寬度足夠大，則由于與試樣不同的液體向側(cè)面16滑落，因此也能夠得到與上述同樣的效果。
另外，在到以上為止的說明中，作為賦予斥水性的部分7說明的是在ATR元件2的上表面6的中心部分形成的賦予斥水性的部分7。但賦予斥水性的部分7若是至少與試樣接觸、而且是應(yīng)照射試樣的光入射的區(qū)域，則也可以在任何區(qū)域形成。例如，也可以在圖1所示的整個(gè)試樣接觸區(qū)域14形成，或者也可以在整個(gè)上表面6形成賦予斥水性的部分7。
在整個(gè)上表面6形成賦予斥水性的部分7的情況下，在側(cè)面16既可以形成賦予親水性的部分13，也可以不形成賦予親水性的部分13。在側(cè)面16形成賦予親水性的部分13的情況下，能夠從上表面6的賦予斥水性的部分7更快地除去與試樣不同的液體。但是，即使在側(cè)面16不形成賦予親水性的部分13，由于從賦予斥水性的部分7排出的與試樣不同的液體，一到達(dá)側(cè)面16，就利用重力的作用沿側(cè)面16落下，因此即使在這樣的情況下，也能夠得到同樣的效果。另外，在側(cè)面16(即與上表面6相鄰而不處于光的光路上的面)賦予親水性的情況下，可以對側(cè)面16中的一部分賦予親水性，也可以對整個(gè)側(cè)面16賦予親水性。另外，若是親水性的面的面積增加，則能夠吸附與試樣不同的液體的面增大。因此，能夠減少與所述試樣不同的液體的影響，能夠穩(wěn)定而且容易測量試樣中所含的特定成分的濃度信息。
另外，在側(cè)面16不賦予親水性的情況下，也可以側(cè)面16的至少一部分賦予斥水性。通過對側(cè)面16賦予斥水性，則引導(dǎo)至側(cè)面16的與試樣不同的液體，由于除了重量的作用，再加上更快速地沿側(cè)面滑落，因此能夠迅速除去上表面6上的賦予斥水性的部分7的與試樣不同的液體。
另外，在到以上為止的說明中，是在ATR元件2的一部分形成賦予斥水性的部分7，在與賦予斥水性的部分7相鄰的區(qū)域形成賦予親水性的部分13，但也可以在ATR元件2的規(guī)定的一部分賦予斥水性而形成賦予斥水性的部分7，與賦予斥水性的部分7相鄰的應(yīng)該成為賦予親水性的部分13的區(qū)域，維持原樣利用ATR介于2本身的接觸角。即使在這樣的情況下，也能夠得到與上述同樣的效果。
另外，也可以是在ATR元件2的應(yīng)該成為賦予斥水性的部分7的區(qū)域以外的區(qū)域，進(jìn)行賦予親水性用的加工，而應(yīng)該成為賦予斥水性的部分7的區(qū)域，則利用ATR元件2本身的接觸角，即使在這樣的情況下，也能夠得到與上述同樣的效果。
另外，在到以上為止是以賦予斥水性的部分7的區(qū)域是是斥水性、賦予親水性的部分13的區(qū)域是親水性為前提進(jìn)行說明的，但也可以賦予斥水性的部分7與賦予親水性的部分13這兩部分都是斥水性，或者兩部分都是親水性。即使在這樣的情況下，若賦予斥水性的部分7的接觸角大于賦予親水性的部分13的接觸角，則也能夠得到與上述同樣的效果。
例如，在上述實(shí)施例中，ATR元件2是采用鍺制的元件，但也可以采用其它材料的元件。例如，由于硅的接觸角約為90度，ZnSe的接觸角約為81度，則在該情況下，只要根據(jù)ATR元件2的材料，形成接觸角大于該材料的接觸角的區(qū)域或接觸角小的區(qū)域即可。
另外，在到以上為止的說明中，是作為在ATR元件2上形成賦予斥水性的部分7或賦予親水性的部分13進(jìn)行說明的，但也可以賦予斥水性的部分7及賦予親水性的部分13哪一個(gè)都不形成，而僅形成通路3，與試樣接觸區(qū)域14相連。這種情況也能夠得到與上述同樣的效果。
另外，作為特定成分，只要是能夠通過光學(xué)方法測量的物質(zhì)即可，例如可以舉出有生物體中的血糖值、水分、膽固醇、中性脂肪、乳酸、血中乙醇及體液的各種成分等。
作為試樣，只要是能包含能夠通過光學(xué)方法測量的物質(zhì)的試樣即可，例如可以舉出有皮膚、嘴唇等生物體組織。
作為濃度信息，可以舉出有測量對象即特定成分的濃度絕對值、成分比及組成、以及它們的時(shí)間性變化。
另外，在本實(shí)施形態(tài)的濃度測量裝置中，也可以配置作為本發(fā)明的液體流入阻止裝置一個(gè)例子的臺階32，以阻止與試樣不同的液體從ATR元件2的上表面6流入入射面11或出射面12。圖4所示為這樣的結(jié)構(gòu)。圖4(a)為這種情況下的ATR元件2的頂視圖，圖4(b)為其側(cè)視圖，圖4(c)為從入射面11或出射面12一側(cè)來看的視圖。臺階32例如在上表面6上的入射面11與表面6連接的為止及上表面6上的出射面12與上表面6連接位置，以能夠阻止與試樣不同的液體流入入射面11或出射面12的高度形成。
另外，在圖4中所示的是作為本發(fā)明的液體流入阻止裝置而設(shè)置臺階32的例子，但本發(fā)明的液體流入阻止裝置也可以是保持液體用的凹下部分。另外，液體流入阻止裝置也可以是ATR元件2的上表面6向側(cè)面16等排掉液體用的通路。
作為液體流入阻止裝置，也可以設(shè)置吸收與試樣不同的液體用的吸收裝置31。作為吸收裝置也可以考慮，例如將海綿如圖4(b)所示那樣，貼附在側(cè)面16，使得與試樣不同的液體不從側(cè)面16繞回到入射面11及出射面12。
再有，上述的臺階32可以用海綿構(gòu)成，也可以將海綿插入作為液體流入阻止裝置的凹下部分。另外，也可以將海綿插入作為液體流入阻止裝置通路，使海綿的一部分與側(cè)面16相連而構(gòu)成。作為吸收裝置31，除了海綿以外，也可以是低等吸收體，再有也可以是真空泵等那樣利用真空來吸收液體的裝置。除此之外，可以采用該領(lǐng)域中眾所周知的裝置，而無限定。
另外，在到以上為止的說明中，本發(fā)明的光學(xué)元件是作為ATR元件2進(jìn)行說明的，但本發(fā)明的光學(xué)元件不限于ATR元件2，也可以是其它類型的光學(xué)元件。例如，也可以是測量在試樣中散射的散射光用的元件、測量透過試樣中的透射光用的元件等。即使在這樣的情況下，通過在光學(xué)元件與試樣接觸的部分形成賦予斥水性的部分7，在賦予斥水性的部分7的周圍形成賦予親水性的部分13，也能夠得到與上述同樣的效果。
另外，在到以上為止的說明中，在光檢測裝置5中是作為按照來自試樣的返回光的吸收量來決定特定成分的濃度進(jìn)行說明的，但也可以考慮采用光檢測裝置5中包含分光裝置結(jié)構(gòu)。這種情況能夠測量試樣中所含的特定成分與波長的關(guān)系。另外，也可以考慮在光檢測裝置5中包含干涉儀，進(jìn)行FT-IR測量。這樣情況能夠進(jìn)行高靈敏度的測量。
另外，在到以上為止的說明中，進(jìn)行說明的是接受來自試樣返回的光，根據(jù)接受的光，來測量試樣中的特定成分的濃度，但測量的不僅限于濃度，也可以測量溫度、濕度、粘度、密度等濃度以外的信息。這種情況只要根據(jù)接受的光與上述信息相對應(yīng)即可，這種情況也能夠得到與上述同樣的效果。
工業(yè)使的實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，即使在水、唾液、汗等液體介于光學(xué)元件與試樣之間的情況下，與能夠提供可穩(wěn)定而且容易測量試樣中所含的特定成分的濃度等信息的信息測量裝置。
權(quán)利要求
1.一種信息測量裝置，其特征在于，包括光源，將所述光源入射的光向接觸的試樣照射、接受從所述試樣返回的光并將所述接受的光出射的光學(xué)元件，以及檢測所述光學(xué)元件出射的所述光的光量的光檢測裝置，所述光學(xué)元件具有是與所述試樣接觸的面的一部分、并且應(yīng)向所述試樣照射的光入射的第一區(qū)域、以及與所述第一區(qū)域相鄰的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域中的接觸角大于所述第二區(qū)域中的接觸角，根據(jù)利用所示光檢測裝置得到的信號，測量所述試樣中的信息。
2.如權(quán)利要求1所述的信息測量裝置，其特征在于，所述信息是與所述試樣中所含的特定成分濃度有關(guān)的信息。
3.如權(quán)利要求1所述的信息測量裝置，其特征在于，利用形成所述光學(xué)元件的材料，形成所述第一區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的信息測量裝置，其特征在于，利用形成所述光學(xué)元件的材料，形成所述第二區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的信息測量裝置，其特征在于，所述第一區(qū)域的一部分或所述第二區(qū)域的至少一部分形成凹下部分。
6.如權(quán)利要求1或3所述的信息測量裝置，其特征在于，所述第一區(qū)域具有斥水性。
7.如權(quán)利要求1或4所述的信息測量裝置，其特征在于，所述第二區(qū)域具有親水性。
8.如權(quán)利要求1所述的信息測量裝置，其特征在于，所述第一區(qū)域具有斥水性，所述第二區(qū)域具有親水性。
9.如權(quán)利要求1所述的信息測量裝置，其特征在于，所述光學(xué)元件是衰減全反射元件。
10.如權(quán)利要求5所述的信息測量裝置，其特征在于，所述凹下部分在與所述試樣接觸的面中，與不處于通過所述光學(xué)元件的光的光路上的面相連，形成排出介于所述第一區(qū)域與所述試樣之間的液體用的通路。
11.如權(quán)利要求10所述的信息測量裝置，其特征在于，所述通路的至少一部分是親水性。
12.如權(quán)利要求10所述的信息測量裝置，其特征在于，所述通路在所述第一區(qū)域的一部分開口而形成。
13.如權(quán)利要求5所述的信息測量裝置，其特征在于，以實(shí)質(zhì)上不妨礙通過所述光學(xué)元件中的光的光路的位置及大小設(shè)置所述凹下部分。
14.如權(quán)利要求1所述的信息測量裝置，其特征在于，在所述光學(xué)元件的與試樣接觸的面的相鄰的面中，不處于通過所述光學(xué)元件中的光的光路上的面的至少一部分是親水性。
15.如權(quán)利要求1所述的信息測量裝置，其特征在于，所述光學(xué)元件的與試樣接觸的面的相鄰的面中，至少一個(gè)具有斥水性。
16.如權(quán)利要求1所述的信息測量裝置，其特征在于，具有阻止介于所述第一區(qū)域與所述試樣之間的液體從所述光學(xué)元件的所述第一區(qū)域或所述第二區(qū)域流入所述光學(xué)元件的來自光源的光入射的面及所述光學(xué)元件的將來自所述試樣的返回的光出射至所述光檢測裝置的面的液體流入阻止裝置。
17.如權(quán)利要求1所述的信息測量裝置，其特征在于，所述光學(xué)元件的與試樣接觸的面的相鄰的面上設(shè)置吸收所述液體用的吸收裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供在液體介于光學(xué)元件與試樣之間時(shí)也能夠穩(wěn)定而且容易測量試樣中所含的特定成分濃度信息等的信息測量裝置。信息測量裝置具有光源1，將光源1入射的光向接觸的試樣照射、接受從所述試樣返回的光并將所述接受的光出射的ATR元件2，以及檢測ATR元件2出射的所述光的光量的光檢測裝置5，ATR元件2具有是與所述試樣接觸的面的一部分、并且應(yīng)向所述試樣照射的光入射的第一區(qū)域；以及與所述第一區(qū)域相鄰的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域中的接觸角大于所述第二區(qū)域中的接觸角，根據(jù)利用光檢測裝置5得到的信號，測量所述試樣中的信息。
文檔編號A61B5/00GK1498343SQ0280698
公開日2004年5月19日 申請日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月26日
發(fā)明者內(nèi)田真司, 大島希代子, 鹽井正彥, 代子, 彥 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社