專(zhuān)利名稱(chēng)：生物傳感器和生物傳感器測(cè)定裝置、以及測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用以更準(zhǔn)確地將含在樣品中的被測(cè)定物質(zhì)定量的生物傳感器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，正在開(kāi)發(fā)利用酶所具有的特殊催化作用的各類(lèi)生物傳感器，作為蔗糖、葡萄糖等糖類(lèi)的定量分析法。
以下，以葡萄糖的定量分析法作為樣品中的糖類(lèi)定量分析法的一個(gè)例子加以說(shuō)明。作為葡萄糖的電化學(xué)葡萄糖定量分析法，利用是酶的葡萄糖氧化酶(EC1.1.3.4以下略稱(chēng)為GOD)和氧電極或者過(guò)氧化氫電極進(jìn)行的方法，一般廣為人知。
GOD，以氧作為電子傳遞體，將是基質(zhì)的β-D-葡萄糖選擇性地氧化為D-葡糖酸-δ-內(nèi)酯。在氧的存在下的GOD的氧化反應(yīng)過(guò)程中，氧被還原為過(guò)氧化氫。通過(guò)氧電極測(cè)量該氧的減少量，或者通過(guò)過(guò)氧化氫電極測(cè)量過(guò)氧化氫的增加量。由于氧的減少量及過(guò)氧化氫的增加量，與樣品中的葡萄糖含有量成比例，因此從氧的減少量或者過(guò)氧化氫的增加量來(lái)進(jìn)行葡萄糖的定量。
在上述方法中，通過(guò)利用酶反應(yīng)的特殊性，能夠精度良好地將樣品中的葡萄糖定量。但是，正如也能夠從反應(yīng)過(guò)程推測(cè)出來(lái)一樣，具有測(cè)定結(jié)果大大地受到樣品中所含的氧濃度的影響的缺點(diǎn)，當(dāng)在樣品中沒(méi)有氧存在時(shí)不能夠進(jìn)行測(cè)定。
因此，正在開(kāi)發(fā)不以氧作為電子傳遞體，而使用鐵氰化鉀、二茂鐵衍生物、醌衍生物等有機(jī)化合物和金屬配位化合物作為電子傳遞體的葡萄糖測(cè)定用生物傳感器。在該葡萄糖測(cè)定用生物傳感器中，通過(guò)在作用極上將酶反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)生的電子傳遞體的還原體氧化，能夠從此氧電流量求出含在樣品中的葡萄糖濃度。此時(shí)，在反電極上，電子傳遞體的氧化體被還原，進(jìn)行電子傳遞體的還原體生成反應(yīng)。通過(guò)使用這樣的有機(jī)化合物和金屬配位化合物來(lái)代替氧作為電子傳遞體，能夠在穩(wěn)定的狀態(tài)下使既知量的GOD和那些電子傳遞體準(zhǔn)確地含在電極上，形成試劑部，能夠在不受樣品中的氧濃度影響的情況下，精度良好地將葡萄糖定量。并且，此時(shí)，由于也能夠在接近于干燥狀態(tài)的狀態(tài)下使含有酶及電子傳遞體的試劑部與電極體系一體化，因此基于此技術(shù)的一次性葡萄糖測(cè)定用生物傳感器近年來(lái)備受矚目。此代表例是專(zhuān)利文獻(xiàn)1的特開(kāi)平3-202764號(hào)公報(bào)所示的生物傳感器。在一次性葡萄糖測(cè)定用生物傳感器中，僅通過(guò)向能夠裝卸自如地連接在測(cè)定裝置的傳感器導(dǎo)入樣品，就能夠用測(cè)定裝置很容易地測(cè)定出葡萄糖濃度。
對(duì)使用了上述一次性葡萄糖測(cè)定用生物傳感器的血糖值(血液中的葡萄糖濃度)測(cè)定順序的一個(gè)例子加以說(shuō)明。
首先，測(cè)定者從裝有干燥劑的包裝體中取出葡萄糖測(cè)定用生物傳感器，將其裝在測(cè)定裝置上。然后，將用針扎破手指尖等取得的血液點(diǎn)在葡萄糖測(cè)定用生物傳感器上，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后在測(cè)定裝置的顯示部就顯示出測(cè)定者的血糖值。
專(zhuān)利文獻(xiàn)特開(kāi)平3-202764號(hào)公報(bào)例如，在上述葡萄糖測(cè)定用生物傳感器中，含有酶及電子傳遞體的試劑在于燥狀態(tài)下含在試劑部中。但是，如果試劑部吸收空氣中的水分的話，含在試劑部中的酶的一部分會(huì)失去活力，為電子傳遞體的有機(jī)化合物和金屬配位化合物恐怕會(huì)變成其它物質(zhì)。并且，能夠想像空氣中的水分，除了使酶失去活力、電子傳遞體變成其它物質(zhì)以外，還可能對(duì)酶和電子傳遞體的反應(yīng)帶來(lái)影響。因此，在上述葡萄糖測(cè)定用生物傳感器中，為了準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)定，特別建議在即將測(cè)定之前從包裝體中將其取出，將此性能判斷交給測(cè)定者來(lái)進(jìn)行。
但是，在帶有上述葡萄糖測(cè)定用生物傳感器的以往的生物傳感器中，一般用戶(hù)難以判斷從包裝體等中取出后的生物傳感器的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況的發(fā)明，目的在于提供一種一般用戶(hù)能夠簡(jiǎn)單地判斷性能的生物傳感器及生物傳感器測(cè)定裝置。
本發(fā)明的生物傳感器，是用以測(cè)定含在樣品中的被測(cè)定物質(zhì)的生物傳感器，包括基板；設(shè)置在上述基板上、被提供上述樣品的樣品接收部；設(shè)置在上述樣品接收部的、含有與上述被測(cè)定物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的試劑的試劑部；以及因吸收水分而變色的吸濕材料。根據(jù)上述吸濕材料中的變色部分的比例，顯示上述試劑的劣化程度。
在本發(fā)明的生物傳感器中，例如，當(dāng)作為流通形態(tài)將其包裝在任意包裝體內(nèi)時(shí)，隨著從包裝體取出后，在空氣中暴露的時(shí)間變長(zhǎng)，吸濕材料吸收空氣中的水分，與所吸收的水分發(fā)生反應(yīng)，造成吸濕材料的顏色從被暴露在空氣中的部分開(kāi)始變化。因此，用戶(hù)能夠進(jìn)行這樣的判斷趁生物傳感器所具備的吸濕材料中的變色部分的比例還沒(méi)有達(dá)到規(guī)定比例時(shí)進(jìn)行測(cè)定，是吸濕材料的變色部分的比例等于或大于規(guī)定比例的生物傳感器，認(rèn)為試劑部已劣化，而不去使用，將其換成新的生物傳感器。這樣一來(lái)，一般用戶(hù)能夠在不需要特殊知識(shí)和技能的情況下，經(jīng)常很容易地使用具備適于使用性能的生物傳感器，經(jīng)常進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定。
在結(jié)構(gòu)上也可以是，還包括覆蓋上述吸濕材料的蓋。上述吸濕材料的一部分露出在外。
在結(jié)構(gòu)上也可以是，上述試劑的上述劣化程度，利用上述吸濕材料中的、存在于露出部分到規(guī)定距離的位置上且被上述蓋覆蓋的部分的變色程度顯示。
在結(jié)構(gòu)上也可以是，上述試劑含有酶。
在結(jié)構(gòu)上也可以是，上述試劑部還含有電子傳遞體。
在結(jié)構(gòu)上也可以是，還包括設(shè)置在上述基板上的一對(duì)端子，以及在上述樣品接收部?jī)?nèi)被彼此分開(kāi)設(shè)置的、分別與上述一對(duì)端子連接的一對(duì)電極。
在結(jié)構(gòu)上也可以是，上述試劑含有抗體及抗原中的至少任意一種。
在結(jié)構(gòu)上也可以是，上述吸濕材料形成為薄片狀。
在結(jié)構(gòu)上也可以是，還包括形成在上述基板上的由遮光性材料制成的、覆蓋上述樣品接收部的遮蓋部件。
在結(jié)構(gòu)上也可以是，在上述基板上，與設(shè)置了上述基板的上述樣品接收部的面相反一側(cè)的面上，設(shè)置形成為上述薄片狀的吸濕材料。在上述吸濕材料上，設(shè)置有覆蓋上述吸濕材料的薄膜。
本發(fā)明的生物傳感器測(cè)定裝置，是用以利用生物傳感器測(cè)定上述被測(cè)定物質(zhì)的生物傳感器測(cè)定裝置，上述生物傳感器，包括基板，設(shè)置在上述基板上的具有包含與含在樣品中的被測(cè)定物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的試劑的試劑部的樣品接收部，以及因吸收水分而變色的吸濕材料。上述生物傳感器測(cè)定裝置，包括具有向上述吸濕材料放射光的光源、和接受從上述光源經(jīng)由上述吸濕材料入射的入射光的受光元件的檢測(cè)部；以及連接在上述檢測(cè)部上、測(cè)定上述入射光的光學(xué)特性、且根據(jù)上述入射光的光學(xué)特性判定生物傳感器的試劑部的試劑劣化程度的測(cè)定部。
使用本發(fā)明的生物傳感器測(cè)定裝置，由于檢測(cè)出生物傳感器的吸濕材料的顏色變化，進(jìn)行試劑的劣化程度的判定，因此能夠判定生物傳感器是否適于使用。使用生物傳感器和生物傳感器測(cè)定裝置，測(cè)定者能夠在不需要特殊知識(shí)的情況下，自動(dòng)地進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定。
本發(fā)明的測(cè)定方法，是利用生物傳感器測(cè)定上述被測(cè)定物質(zhì)的測(cè)定方法，上述生物傳感器包括基板，設(shè)置在上述基板上的具有包含與含在樣品中的被測(cè)定物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的試劑的試劑部的樣品接收部，以及因吸收水分而變色的吸濕材料。上述測(cè)定方法包括將上述生物傳感器裝在生物傳感器測(cè)定裝置上的工序；根據(jù)上述吸濕材料的變色情況來(lái)判定試劑的劣化程度的工序；以及在上述判定工序中，當(dāng)判定了試劑的劣化程度較輕時(shí)，進(jìn)行上述被測(cè)定物質(zhì)的測(cè)定，當(dāng)判定了試劑的劣化程度較重時(shí)，中止上述被測(cè)定物質(zhì)的測(cè)定的工序。
使用本發(fā)明的測(cè)定方法，由于檢測(cè)出生物傳感器的吸濕材料的顏色變化，進(jìn)行試劑的劣化程度的判定，因此生物傳感器測(cè)定裝置能夠判定生物傳感器是否適于使用，當(dāng)試劑劣化程度較重時(shí)，能夠中止被測(cè)定物質(zhì)的測(cè)定。所以，使用本測(cè)定方法，測(cè)定者能夠在不需要特殊知識(shí)的情況下，自動(dòng)地進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定。
(發(fā)明的效果)根據(jù)本發(fā)明，提供一種用戶(hù)能夠很容易地判斷是否具備適于使用性能的生物傳感器和生物傳感器測(cè)定裝置、以及測(cè)定方法。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1(a)為實(shí)施例1的生物傳感器的分解立體圖，圖1(b)為沿著圖1(a)中所示的X-X線的剖面圖。
圖2(a)為實(shí)施例2的生物傳感器的分解立體圖，圖2(b)為沿著圖2(a)中所示的Y-Y線的剖面圖。
圖3(a)為實(shí)施例3的生物傳感器的分解立體圖，圖3(b)為沿著圖3(a)中所示的Z-Z線的剖面圖。
圖4(a)及圖4(b)為示出了實(shí)施例3的生物傳感器的制造方法的工序剖面圖。
圖5為示出了實(shí)施例4的生物傳感器測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)的透視概略圖，模式地示出了裝有生物傳感器的情況。
圖6(a)及圖6(b)為模式地示出了測(cè)定生物傳感器時(shí)的、實(shí)施例4的生物傳感器測(cè)定裝置的動(dòng)作的剖面圖。
圖7(a)為實(shí)施例5的生物傳感器的立體圖，圖7(b)為沿著圖7(a)中所示的W-W線的剖面圖。
圖8(a)及圖8(b)為實(shí)施例6的生物傳感器的平面圖，圖8(c)為圖8(a)及圖8(b)的要部剖面圖。
圖9為示出了圖8(b)的生物傳感器的測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)的透視概略圖。
圖10為實(shí)施例7的生物傳感器的立體圖。
(符號(hào)說(shuō)明)1-基板；2、3-端子；4、5-電極；4a、5a-導(dǎo)電性碳膠；6-絕緣膜；7-試劑部；8-隔離部件；9-保護(hù)板；10-裂縫；10a-樣品提供口；11-空氣孔；12-界面活性劑層；13、13a、13b、13c-質(zhì)量判定部；15、15’-樣品接收部；16、16a-吸濕材料；16b、16c-吸濕材薄膜(sheet)；17-凹部；17b-貫穿孔；18-薄膜(film)；19-不透水蓋膜；20-質(zhì)量判定位置；21、22-連接器；23-檢測(cè)部；24-測(cè)定部；25-數(shù)據(jù)處理部；26-數(shù)據(jù)顯示部；100、100a、100b、100c-生物傳感器；200-測(cè)定裝置；200a-筐體；300、300’-分析圓盤(pán)；301-基板；302-圓盤(pán)粘結(jié)層；303-圓盤(pán)蓋；304-注入口；305-流路；306-試劑；307-空氣排出口；313-質(zhì)量判定部；316-吸濕材料；318-薄膜；320-質(zhì)量判定位置；411-主軸電動(dòng)機(jī)；412-光拾??；413-進(jìn)給電動(dòng)機(jī)；500-免疫色譜傳感器；502-支撐基板；503-采水部；504-標(biāo)記抗體部；505-抗體固定部；506-硝酸纖維膜；507-吸水部；513-質(zhì)量判定部；516-吸濕材料；518-薄膜；520-質(zhì)量判定位置；800-液體注入器械；900-樣品。
具體實(shí)施例以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例加以詳細(xì)說(shuō)明。另外，在本說(shuō)明書(shū)中，「連接」的用語(yǔ)，只要沒(méi)有特別指出，都表示「電連接」的意思。并且，為了簡(jiǎn)便，用相同的參照符號(hào)表示各實(shí)施例中共通的構(gòu)成要素。
(第1實(shí)施例)在本實(shí)施例中，將使用在葡萄糖的定量中的生物傳感器作為一個(gè)例子加以說(shuō)明。另外，在以后還會(huì)加以說(shuō)明，并不將本實(shí)施例限定于以被測(cè)定物質(zhì)為葡萄糖的生物傳感器。
利用圖1(a)及圖1(b)說(shuō)明本實(shí)施例的生物傳感器。圖1(a)為本實(shí)施例的生物傳感器100的分解立體圖，圖1(b)為沿著圖1(a)中所示的X-X線的剖面圖。
如圖1(a)及圖1(b)所示，本實(shí)施例的生物傳感器100，包括具有質(zhì)量判定部13的基板1、以及設(shè)置在基板1上的被提供樣品的樣品接收部15。質(zhì)量判定部13包含因吸收水分而變色的吸濕材料16。樣品接收部15具有含以被測(cè)定物質(zhì)為基質(zhì)的酶的試劑部7。
在本實(shí)施例中，質(zhì)量判定部13由凹部17、吸濕材料16和薄膜(蓋)18構(gòu)成，其中，上述凹部17被基板1所具有；上述吸濕材料16被設(shè)置在凹部17內(nèi)；上述薄膜(蓋)18被設(shè)置成幾乎堵住凹部17的開(kāi)口，與吸濕材料16緊貼在一起，沒(méi)有通氣性。雖然，薄膜18使凹部17的開(kāi)口的一部分露出在外，但是由于堵住了開(kāi)口的大部分，因此外面的空氣只能夠從開(kāi)口的露出部分進(jìn)入凹部17內(nèi)。并且，由于薄膜18沒(méi)有通氣性，因此水分也不讓通過(guò)。另外，這里，使用鈷鹽作為吸濕材料16。并且，如下所述，將用以判定試劑的劣化程度的質(zhì)量判定位置20作為箭頭形成在基板1上。在此質(zhì)量判定位置20上，吸濕材料16被薄膜18覆蓋。
并且，在本實(shí)施例的生物傳感器100中，基板1由電氣絕緣性材料形成，還包括形成在基板1上的端子2及端子3、和在樣品接收部15內(nèi)被彼此分開(kāi)設(shè)置的與端子2及端子3連接的電極4及電極5。具體地說(shuō)，電極4被圖案化成矩形，電極5被圖案化成與電極4分離且包圍電極4的樣子。另外，在本實(shí)施例中，電極4及電極5分別被含有樹(shù)脂粘結(jié)劑的導(dǎo)電性碳膠4a及5a遮蓋。并且，形成有覆蓋基板1上的后述設(shè)置隔離部件8的區(qū)域和電極4的外周部的絕緣膜6，覆蓋電極4的外周部的絕緣膜6規(guī)定出電極4的露出部分的面積。
將試劑部7設(shè)置成覆蓋電極4及電極5的樣子，含有作為試劑的是氧化還原酶的GOD，還含有是電子傳遞體的鐵氰化鉀。本實(shí)施例的情況，具體地說(shuō)，通過(guò)將含有是氧化還原酶的GOD和是電子傳遞體的鐵氰化鉀的水溶液滴在電極4及電極5上，然后，使水溶液干燥來(lái)形成試劑部7。而且，這里，形成有覆蓋試劑部7的界面活性劑層12。
并且，在本實(shí)施例中，包括設(shè)置在基板1上的具有裂縫10的隔離部件8、和與基板1一起夾著隔離部件8設(shè)置的具有空氣孔11的保護(hù)板9。裂縫10，在基板1和保護(hù)板9之間形成有樣品接收部15。保護(hù)板9的空氣孔11，與樣品接收部15連通，若讓液體的樣品接觸形成在裂縫10的開(kāi)口端的樣品提供口10a的話，則因毛細(xì)管現(xiàn)象，樣品很容易到達(dá)樣品接收部15內(nèi)的試劑部7。
在本實(shí)施例的生物傳感器100中，在使樣品接觸樣品提供口10a后，樣品到達(dá)樣品接收部15內(nèi)的試劑部7，在試劑部7中界面活性劑層12溶解，發(fā)生酶反應(yīng)。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，對(duì)端子2及端子3之間施加一定的電位差，以使電極4成為作用極，電極5成為反電極后，因上述酶反應(yīng)結(jié)果而產(chǎn)生的電子傳遞體的還原體就在電極4上被氧化。這樣一來(lái)，就能夠從該氧化電流量求出含在樣品中的葡萄糖濃度。此時(shí)，在電極5上，電子傳遞體的氧化體被還原，進(jìn)行電子傳遞體的還原體生成反應(yīng)。
實(shí)際利用本實(shí)施例的生物傳感器100，以含一定量的葡萄糖的溶液為樣品進(jìn)行了葡萄糖濃度的測(cè)定。具體地說(shuō)，在從樣品提供口10a向樣品接收部15提供樣品的時(shí)刻開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，以電極5為基準(zhǔn)向電極4施加500mV的電壓。在施加該電壓后，測(cè)定電極4和電極5之間流動(dòng)的電流值時(shí)，觀察到了與樣品中的葡萄糖濃度成比例的電流反應(yīng)。
本實(shí)施例的生物傳感器100，例如，作為流通形態(tài)將其包裝在任意的包裝體中，在從包裝體中取出后不久，質(zhì)量判定部13因吸濕材料16而呈藍(lán)色。但是，由于隨著暴露在空氣中的時(shí)間變長(zhǎng)，吸濕材料16吸收空氣中的水分，與所吸收的水分發(fā)生反應(yīng)，因此質(zhì)量判定部13的顏色從與外面的空氣接觸的部分(薄膜18沒(méi)有覆蓋的露出部分)開(kāi)始漸漸變?yōu)榉奂t色。所以，用戶(hù)能夠進(jìn)行這樣的判斷當(dāng)設(shè)置在生物傳感器100的質(zhì)量判定部13中的藍(lán)色部分等于或大于一定面積時(shí)進(jìn)行測(cè)定，對(duì)質(zhì)量判定部13中的藍(lán)色部分不滿(mǎn)一定面積的生物傳感器100，認(rèn)為是試劑部7已劣化的生物傳感器，不去使用它而將其換成新的生物傳感器。在本實(shí)施例中，為了使此判斷更簡(jiǎn)單，設(shè)置有表示質(zhì)量判定部13的藍(lán)色部分的面積是否等于或大于規(guī)定的一定面積的質(zhì)量判定位置20。也就是說(shuō)，當(dāng)粉紅色的部分存在于質(zhì)量判定位置20時(shí)，判斷試劑正在劣化。因此，一般用戶(hù)能夠在不需要特殊知識(shí)和技能的情況下，常常很容易地使用具備適于使用性能的生物傳感器，常常進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定。另外，這里所述的質(zhì)量判定部13的顏色變化，是基于為吸濕材料16的鈷鹽干燥時(shí)呈藍(lán)色，吸濕時(shí)呈粉紅色的這樣的性質(zhì)的變化。所以，當(dāng)使用其它材料作為吸濕材料16時(shí)，只要根據(jù)其干燥時(shí)及吸濕時(shí)顏色變化的性質(zhì)進(jìn)行生物傳感器的質(zhì)量判定就行。并且，對(duì)質(zhì)量判定位置20的位置、形狀也不作特別限定。雖然質(zhì)量判定位置20基于吸濕材料16中的變?yōu)榉奂t色的部分的比例來(lái)顯示試劑的劣化程度，但是最好形成質(zhì)量判定位置20的位置，是通過(guò)將本實(shí)施例的生物傳感器100暴露在外面的空氣中，用實(shí)驗(yàn)的方法推算出試劑劣化為不能使用時(shí)吸濕材料16的變色進(jìn)展位置來(lái)決定的。也就是說(shuō)，形成質(zhì)量判定位置20的位置，由因試劑與外面的空氣接觸而劣化的速度、和質(zhì)量判定部13與外面的空氣接觸的地方開(kāi)始漸漸變色的速度的關(guān)聯(lián)決定。
質(zhì)量判定部13的顏色變化，可以由測(cè)定者的目視來(lái)確認(rèn)，但是并不限定于此。例如，也可以使用檢測(cè)質(zhì)量判定部13的顏色變化的裝置。象這樣裝置的例子，在后述的實(shí)施例2中有詳細(xì)地記載。設(shè)置質(zhì)量判定部13的位置，并不限定于本實(shí)施例所示的位置。
并且，作為使用在本實(shí)施例中的吸濕材料16，只要是一吸收水分就變色的物質(zhì)就行。例如，能夠使用氯化鈷和溴化鈷那樣的鈷鹽。并且，如果吸濕材料16是因水分的吸收而變色的反應(yīng)為不可逆反應(yīng)那樣的物質(zhì)更好。若為這樣的物質(zhì)的話，則能夠更準(zhǔn)確地判定生物傳感器100和空氣中的水分的接觸狀況。例如，當(dāng)是藍(lán)色硅膠時(shí)，由于在吸收一次水分從藍(lán)色變成粉紅色后，為了放出所吸收的水必須要加熱，在常溫下的逆反應(yīng)(放出水分的反應(yīng))較慢，因此正好適于象本發(fā)明這樣的通過(guò)顏色變化而進(jìn)行的判定。
并且，在本實(shí)施例中，以電極5為基準(zhǔn)使向電極4施加的電壓為500mV，但是并不限定于此，只要是電子傳遞體能夠在電極4上反應(yīng)的電壓就行。
另外，在上述本實(shí)施例中，作為一個(gè)例子，對(duì)將B-D-葡萄糖水溶液作為樣品，使用于葡萄糖的定量的生物傳感器加以了說(shuō)明，但是并不限定于此。例如，也能夠使用全血、血漿、血清、間質(zhì)液、唾液、尿等生物樣品。
并且，本實(shí)施例的生物傳感器100，并不將被測(cè)定物質(zhì)限定于葡萄糖。例如，也能夠是以含在全血、血漿、血清、間質(zhì)液、唾液、尿等生物樣品中的物質(zhì)為被測(cè)定物質(zhì)的生物傳感器。另外，這里，全血的意思是指，例如，扎破手指尖和胳膊的皮膚而采的毛細(xì)血、或者靜脈血、動(dòng)脈血等沒(méi)有被進(jìn)行特殊處理的血液。
在以葡萄糖以外的物質(zhì)作為被測(cè)定物質(zhì)時(shí)的利用酶反應(yīng)的生物傳感器中，必須選擇以被測(cè)定物質(zhì)為基質(zhì)的酶。在本實(shí)施例中，作為含在試劑部7中的酶，使用了是氧化還原酶的GOD，但是，也可以使用GOD以外的氧化還原酶(例如，果糖脫氫酶、葡萄糖脫氫酶、酒精氧化酶、乳酸氧化酶、膽固醇氧化酶、苯基氧化酶、氨基酸氧化酶等)。
作為電子傳遞體，能夠列舉出鐵氰化鉀、p-苯醌、吩嗪甲硫酸酯、(堿性)亞甲藍(lán)、二茂鐵衍生物等物質(zhì)。并且，以酶作為電子傳遞體時(shí)也能夠獲得電流反應(yīng)。另外，作為電子傳遞體，也可以將兩種以上的物質(zhì)組合使用，來(lái)代替使用上述物質(zhì)中的一種。
其次，對(duì)本實(shí)施例的生物傳感器100的制造方法加以說(shuō)明。
首先，通過(guò)絲網(wǎng)印刷將銀膏等印刷在預(yù)先形成有凹部17的、由聚對(duì)苯二甲酸乙酯等制成的電氣絕緣性的基板1上，形成端子2及端子3。接著，將含樹(shù)脂粘結(jié)劑的導(dǎo)電性碳膠印刷在基板1上，形成與端子2連接的電極4。其次，將絕緣性膏印刷在基板1上，形成覆蓋電極4的外周部，規(guī)定電極4的露出部分面積的絕緣膜6。
其次，將含樹(shù)脂粘結(jié)劑的導(dǎo)電性碳膠印刷在基板1上，形成與端子3連接的電極5。
其次，在將含有是氧化還原酶的GOD、及是電子傳遞體的鐵氰化鉀的水溶液滴在電極4及電極5上后，使其干燥，形成試劑部7。然后，再在試劑部7上形成含有是界面活性劑的卵磷脂的界面活性劑層12。
其次，將隔離部件8粘結(jié)在絕緣膜6上，再在隔離部件8上粘結(jié)具有空氣孔11的保護(hù)板9。
最后，通過(guò)將由鈷鹽構(gòu)成的吸濕材料16放入基板1的凹部17，將薄膜18貼在基板1上，來(lái)形成質(zhì)量判定部13。然后，立刻將生物傳感器100包入帶有干燥劑的包裝體，進(jìn)行保管。
另外，在本實(shí)施例中，是在試劑部7中含有GOD作為酶、和鐵氰化鉀作為電子傳遞體的結(jié)構(gòu)，但是并不限定于此。酶及電子傳遞體的其它具體例，能夠使用上述方法。
而且，在本實(shí)施例中，通過(guò)涂敷含氧化還原酶的溶液及使其干燥來(lái)形成了試劑部7，但是，并不限定于此，例如，也能夠通過(guò)噴墨式涂敷含有氧化還原酶的溶液。此時(shí)，即使涂敷的溶液量為微量，也能夠準(zhǔn)確地控制設(shè)置試劑部7的位置。并且，可以使含有氧化還原酶的溶液含在玻璃濾紙中，將干燥的玻璃濾紙配置在樣品接收部15內(nèi)，也可以利用凍結(jié)干燥法使氧化還原酶含在樣品接收部15內(nèi)。而且，還可以通過(guò)將導(dǎo)電材料和試劑混合來(lái)形成電極。
配置試劑部7的位置，最好在電極4或者電極5上，但是并不限定于此，只要是能夠與樣品接觸的位置的話，可以是樣品接收部15內(nèi)的電極4及電極5上以外的地方。
在本實(shí)施例中，作為基板1及隔離部件8，只要是具有電氣絕緣性，在生物傳感器100的保存、以及使用生物傳感器的測(cè)定時(shí)具有充分的剛性的材料的話，就能夠使用。作為基板1的材料，例如，能夠列舉出聚對(duì)苯二甲酸乙酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、酰胺、飽和聚酯樹(shù)脂等熱可塑性樹(shù)脂，或者尿素樹(shù)脂、三聚氰胺(甲醛)樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂等熱硬化性樹(shù)脂。特別是，作為基板1，從與電極的密接性觀點(diǎn)出發(fā)，最好使用聚對(duì)苯二甲酸乙酯。
并且，隔離部件8及保護(hù)板9，最好由遮光性材料形成。這樣一來(lái)，能夠?qū)⒃噭┎?的酶及電子傳遞體從紫外線等可能帶來(lái)影響的光那里保護(hù)起來(lái)。
并且，在本實(shí)施例中，作為端子2和端子3、以及電極4和電極5的形成方法，使用了通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成的方法，但是并不限定于此。例如，可以使用在將鈀等貴金屬濺射到基板上后通過(guò)激光微調(diào)法來(lái)形成電極圖案的方法、和通過(guò)使用光刻來(lái)形成電極圖案等制造方法。
作為電極4及電極5，只要是在氧化電子傳遞體時(shí)其自身不被氧化的導(dǎo)電性材料的話，就能夠使用。例如，能夠列舉出碳、鈀、金、白金等。并且，可以用這些導(dǎo)電性材料將電氣絕緣性材料的表面遮住，來(lái)作為電極使用。
并且，空氣孔11的位置，并不限定于圖中所示的位置，只要將其配置于通到樣品接收部15，使產(chǎn)生將樣品從樣品提供口10a引導(dǎo)到樣品接收部15的毛細(xì)管現(xiàn)象的位置就行。具體地說(shuō)，只要位于裂縫10的兩端中的、與樣品提供口10a存在的端部相反一側(cè)的位置就行。
(第2實(shí)施例)利用圖2(a)及圖2(b)說(shuō)明本實(shí)施例的生物傳感器。圖2(a)為本實(shí)施例的生物傳感器100a的分解立體圖，圖2(b)為沿著圖2(a)中所示的Y-Y線的剖面圖。
如圖2(a)及圖2(b)所示，本實(shí)施例的生物傳感器100a，與上述實(shí)施例1的生物傳感器100幾乎具有相同的結(jié)構(gòu)，只有質(zhì)量判定部13a與生物傳感器100不同。
質(zhì)量判定部13a由含吸濕材料16a的薄片材形成，貼在基板1上。更詳細(xì)地加以說(shuō)明的話，將薄片狀吸濕材料16a貼在基板1上，貼上覆蓋此吸濕材料16a的大部分的薄膜18。薄膜18由沒(méi)有通氣性的材料形成，緊密地貼合在吸濕材料16a上。并且，吸濕材料16a的一端沒(méi)有被薄膜18覆蓋，露出在外。另外，這里，使用鈷鹽作為吸濕材料16a。本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，由于不必在基板1中形成凹部等，因此很容易制造生物傳感器。
不用說(shuō)，由于使用本實(shí)施例的生物傳感器100a，設(shè)置有質(zhì)量判定位置20，因此一般用戶(hù)也能夠在不需要特殊知識(shí)和技能的情況下，常常很容易地使用具有適于使用性能的生物傳感器，常常進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定。
(第3實(shí)施例)利用圖3(a)及圖3(b)說(shuō)明本實(shí)施例的生物傳感器。圖3(a)為本實(shí)施例的生物傳感器100b的分解立體圖，圖3(b)為沿著圖3(a)中所示的Z-Z線的剖面圖。
如圖3(a)及圖3(b)所示，本實(shí)施例的生物傳感器100b，與上述實(shí)施例1的生物傳感器100幾乎具有相同的結(jié)構(gòu)。但是，在生物傳感器100b中，與生物傳感器100的不同之處在于基板1具備貫穿孔17b，在基板1的下表面上貼附由吸濕材料構(gòu)成的吸濕材薄膜16b，再在吸濕材薄膜16b的下表面上貼附透明的不透水蓋膜19，質(zhì)量判定部13b設(shè)置在基板的下面一側(cè)，而且，質(zhì)量判定位置20也設(shè)置在基板1的下面一側(cè)。另外，這里，使用含鈷鹽的薄片材作為吸濕材薄膜16b。
在本實(shí)施例中，能夠透過(guò)透明的不透水蓋膜19，判別吸濕材薄膜16b的變色進(jìn)展程度。也就是說(shuō)，由于在貫穿孔17b的部分上，吸濕材薄膜16b露出在外，因此外面的空氣從該部分進(jìn)入，外面的空氣中的水分被吸濕材料吸收，吸濕材薄膜16b的顏色從在貫穿孔17b露出的部分開(kāi)始從藍(lán)色變?yōu)榉奂t色，此變色的進(jìn)展情況能夠透過(guò)透明的不透水蓋膜19觀察出來(lái)。
不用說(shuō)，使用本實(shí)施例的生物傳感器100b，一般用戶(hù)也能夠在不需要特殊知識(shí)和技能的情況下，常常很容易地使用具有適于使用性能的生物傳感器，常常進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定。
特別是，本實(shí)施例的生物傳感器100b很容易制造。參照?qǐng)D4(a)及圖4(b)對(duì)此加以說(shuō)明。圖4(a)及圖4(b)為示出了本實(shí)施例的生物傳感器100b的制造方法的工序剖面圖。
首先，在圖4(a)所示的工序中，通過(guò)絲網(wǎng)印刷將銀膏等印刷在預(yù)先形成有貫穿孔17b的、由聚對(duì)苯二甲酸乙酯等制成的電氣絕緣性的基板1上，形成端子2及端子3。接著，將含樹(shù)脂粘結(jié)劑的導(dǎo)電性碳膠印刷在基板1上，形成與端子2連接的電極4。其次，將絕緣性膏印刷在基板1上，形成覆蓋電極4的外周部，規(guī)定電極4的露出部分的面積的絕緣膜6。其次，將含樹(shù)脂粘結(jié)劑的導(dǎo)電性碳膠印刷在基板1上，形成與端子3連接的電極5。
其次，在將含有是氧化還原酶的GOD、及是電子傳遞體的鐵氰化鉀的水溶液滴在電極4及電極5上后，使其干燥，形成試劑部7。然后，再在試劑部7上形成含有是界面活性劑的卵磷脂的界面活性劑層12。其次，將隔離部件8粘結(jié)在絕緣膜6上，再在隔離部件8上，粘結(jié)具有空氣孔11的保護(hù)板9。
其次，在圖4(b)所示的工序中，將吸濕材薄膜16b貼附在基板1的下表面上，再將透明的不透水蓋膜19(這里，塑料薄膜)貼附在吸濕材薄膜16b的整個(gè)下表面上。藉此方法，形成質(zhì)量判定部13b。質(zhì)量判定位置20的印被預(yù)先印刷在不透水蓋膜19上。
當(dāng)用上述各工序，在一塊基板上一次性制造多個(gè)生物傳感器100b時(shí)，最后將其分割成一個(gè)一個(gè)的生物傳感器100b。
其次，立刻將生物傳感器100b包入帶干燥劑的包裝體中，進(jìn)行保管。
如上所述，本實(shí)施例的生物傳感器100b，能夠在制造時(shí)在一塊基板上一次性制造多個(gè)生物傳感器100b，最后將其分割成一個(gè)一個(gè)的生物傳感器100b。因此，能夠很容易地制造出大量的生物傳感器100b。
并且，在本實(shí)施例的生物傳感器100b中，制造時(shí)用以形成質(zhì)量判定部13b的工序極其單純(實(shí)質(zhì)上，沒(méi)有)。所以，能夠大幅度地縮短將吸濕材薄膜16b暴露在空氣中的時(shí)間，因此能夠盡可能地抑制制造時(shí)的吸濕材薄膜16b的吸濕。從而，能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行生物傳感器100b的試劑部7是否具備適于使用性能的判定。
(第4實(shí)施例)在本實(shí)施例中，參照?qǐng)D5及圖6對(duì)連接上述實(shí)施例1的生物傳感器100的生物傳感器測(cè)定裝置加以說(shuō)明。圖5為示出了本實(shí)施例的生物傳感器測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)的透視概略圖，模式地示出了裝有生物傳感器的情況。圖6(a)及圖6(b)為模式地示出了測(cè)定生物傳感器時(shí)的本實(shí)施例的生物傳感器測(cè)定裝置的動(dòng)作的剖面圖。
如圖5所示，本實(shí)施例的生物傳感器測(cè)定裝置200，包括一對(duì)連接器21及連接器22；檢測(cè)部23；連接一對(duì)連接器21及連接器22、和檢測(cè)部23的測(cè)定部24；連接在測(cè)定部24的數(shù)據(jù)處理部25；以及連接在數(shù)據(jù)處理部25的數(shù)據(jù)表示部26。在本實(shí)施例中，一對(duì)連接器21及連接器22、檢測(cè)部23、測(cè)定部24、數(shù)據(jù)處理部25、以及數(shù)據(jù)表示部26被收入筐體200a中?？痼w200a具備能夠?qū)⑸飩鞲衅?00插入內(nèi)部的槽(slot)(無(wú)圖示)。
一對(duì)連接器21及連接器22，在將生物傳感器100裝在生物傳感器測(cè)定裝置200中時(shí)，分別與生物傳感器100的端子2和端子3連接。
檢測(cè)部23，在將生物傳感器100裝在生物傳感器測(cè)定裝置200的槽后，檢測(cè)出由質(zhì)量判定部13的質(zhì)量判定位置20示出的部分的顏色變化，將所獲得的光學(xué)特性輸出給測(cè)定部24。本實(shí)施例的檢測(cè)部23被設(shè)置成這樣包括光源及受光元件，如圖6(a)所示，光源將光射到生物傳感器100的質(zhì)量判定部13的質(zhì)量判定位置20所示出的部分上，從質(zhì)量判定位置20所示出的部分反射的光入射到受光元件上。使用發(fā)光二極管或者半導(dǎo)體激光等作為光源，使用光電二極管或者光電晶體管等作為受光元件。受光元件，檢測(cè)出來(lái)自質(zhì)量判定部13的質(zhì)量判定位置20所示出的部分的入射光。
測(cè)定部24，從來(lái)自檢測(cè)部23的輸出，測(cè)定入射光的波長(zhǎng)光譜圖案或者特定波長(zhǎng)的光強(qiáng)度等光學(xué)特性數(shù)據(jù)，基于此來(lái)進(jìn)行生物傳感器100的試劑部7的劣化程度是否適于測(cè)定的判斷，當(dāng)試劑部7的性能適于測(cè)定時(shí)，通過(guò)一對(duì)連接器21及連接器22，測(cè)定在電極4和電極5之間流動(dòng)的電流值。例如，當(dāng)連接本實(shí)施例的生物傳感器100進(jìn)行使用時(shí)，若檢測(cè)部23檢測(cè)出由質(zhì)量判定部13的質(zhì)量判定位置20示出的部分的顏色是藍(lán)色的話，則經(jīng)過(guò)測(cè)定待機(jī)狀態(tài)后進(jìn)行測(cè)定，將測(cè)定數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)處理部25。若檢測(cè)部23檢測(cè)出由質(zhì)量判定部13的質(zhì)量判定位置20示出的部分的顏色是粉紅色的話，則將不適于測(cè)定的數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)處理部25。
數(shù)據(jù)處理部25，若被輸入測(cè)定數(shù)據(jù)的話，則將被數(shù)值化的測(cè)定數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)顯示部26，若被輸入不適于測(cè)定的數(shù)據(jù)的話，則向數(shù)據(jù)顯示部26輸出將不適于測(cè)定的顯示輸出的命令。
數(shù)據(jù)顯示部26，按照從數(shù)據(jù)處理部25輸出的數(shù)據(jù)或者命令進(jìn)行顯示。
特別是，在本實(shí)施例中，生物傳感器100的質(zhì)量判定部13，當(dāng)將生物傳感器100裝在生物傳感器測(cè)定裝置200的槽時(shí)，將其配置在生物傳感器測(cè)定裝置200內(nèi)的位置。這樣一來(lái)，能夠在生物傳感器測(cè)定裝置200內(nèi)的檢測(cè)部23中，檢測(cè)出質(zhì)量判定部13的顏色變化，判定生物傳感器是否適于使用。象這樣，使用生物傳感器100和生物傳感器測(cè)定裝置200的話，測(cè)定者能夠在不需要特殊知識(shí)的情況下，自動(dòng)地進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定。
這里，圖6(a)及圖6(b)示出了配置在生物傳感器測(cè)定裝置200內(nèi)的檢測(cè)部23和生物傳感器100的位置關(guān)系的一個(gè)例子。
如圖6(a)所示，在本實(shí)施例的生物傳感器測(cè)定裝置200的檢測(cè)部23中，在生物傳感器100的質(zhì)量判定部13的上方配置有檢測(cè)部的光源，在從光源射出的光的大約45°的反射光入射的位置上配置有受光元件。藉此方法，從反射光檢測(cè)出質(zhì)量判定部13(也就是，吸濕材料16)的顏色變化。
并且，也可以是將檢測(cè)部23的光源和檢測(cè)部配置成夾著生物傳感器100c，測(cè)定透過(guò)質(zhì)量判定部13c的光的結(jié)構(gòu)，如圖6(b)所示。此時(shí)，基板1c和不透水蓋膜19的任意一個(gè)對(duì)從光源射出的光都是透明的。另外，圖6(b)所示的生物傳感器100c，與上述實(shí)施例3的生物傳感器100b幾乎具有相同的結(jié)構(gòu)，不過(guò)，生物傳感器100c的基板1c是透明的特點(diǎn)與實(shí)施例3的生物傳感器100b不同。由于基板1c是透明的，因此來(lái)自光源的光通過(guò)基板1c，經(jīng)過(guò)吸濕材薄膜16c，再通過(guò)不透水蓋膜19入射到受光元件上。
另外，在本實(shí)施例中，生物傳感器100的質(zhì)量判定部13被配置在電極4和電極5之間，但是并不限定于此，只要是將生物傳感器100裝在生物傳感器測(cè)定裝置200的槽時(shí)，將其配置在生物傳感器測(cè)定裝置200內(nèi)的位置，檢測(cè)部23能夠在質(zhì)量判定部13中檢測(cè)出位于質(zhì)量判定位置20示出的部分上的吸濕材料16的顏色變化的結(jié)構(gòu)就行。
而且，在本實(shí)施例中，對(duì)于將生物傳感器100裝在生物傳感器測(cè)定裝置200內(nèi)進(jìn)行使用的情況加以了說(shuō)明，不用說(shuō)，也能夠安裝上述實(shí)施例2及實(shí)施例3的生物傳感器100a及100b進(jìn)行使用。不過(guò)，當(dāng)使用實(shí)施例3的生物傳感器100b時(shí)，使用光源和受光元件位于生物傳感器100b的下面一側(cè)的結(jié)構(gòu)的生物傳感器測(cè)定裝置。
(第5實(shí)施例)在上述實(shí)施例1～4中所示的生物傳感器100、100a、100b及100c，是電化學(xué)地檢測(cè)出被測(cè)定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(也就是，電化學(xué)式生物傳感器)，本發(fā)明并不限定于此結(jié)構(gòu)。這里，參照?qǐng)D7(a)及圖7(b)對(duì)其它結(jié)構(gòu)的生物傳感器的例子加以說(shuō)明。圖7(a)為光學(xué)地檢測(cè)被測(cè)定物質(zhì)的生物傳感器100’的立體圖，圖7(b)為沿著圖7(a)中所示的W-W線的剖面圖。
如圖7(a)及圖7(b)所示，生物傳感器100’，包括具有質(zhì)量判定部13的基板1、和設(shè)置在基板1上的被提供樣品的樣品接收部15’。質(zhì)量判定部13，包含因吸收水分而變色的吸濕材料。
在生物傳感器100’中，質(zhì)量判定部13由基板1所具備的凹部17、配置在凹部17內(nèi)的吸濕材料16、和幾乎堵住凹部17的開(kāi)口的與吸濕材料16緊貼在一起設(shè)置的沒(méi)有通氣性的薄膜(蓋)18構(gòu)成，與上述實(shí)施例1的生物傳感器100的質(zhì)量判定部13的結(jié)構(gòu)完全相同。另外，這里，使用鈷鹽作為吸濕材料16。
樣品接收部15’，具有基板1所具備的凹部25、配置在凹部25內(nèi)的含有以被測(cè)定物質(zhì)為基質(zhì)的酶的試劑部26、和堵住凹部25的開(kāi)口設(shè)置的水分能夠滲透的透過(guò)膜27。特別是，在本實(shí)施例的生物傳感器100’中，通過(guò)測(cè)定樣品接收部15’的顏色變化來(lái)檢測(cè)被測(cè)定物質(zhì)。試劑部26，例如，被采用下述結(jié)構(gòu)因含有的酶發(fā)生酶反應(yīng)而呈現(xiàn)顏色或者發(fā)出螢光的結(jié)構(gòu)，還包含因酶反應(yīng)引起的pH變化而呈現(xiàn)顏色的pH指示劑的結(jié)構(gòu)，隨著因酶反應(yīng)引起的基質(zhì)減少而發(fā)生顏色變化的結(jié)構(gòu)等。
并且，在光學(xué)地檢測(cè)被測(cè)定物質(zhì)的生物傳感器100’中，由于與上述實(shí)施例1～3的各生物傳感器完全一樣，設(shè)置有質(zhì)量測(cè)定部13，因此用戶(hù)也能夠判斷生物傳感器100’的試劑部26是否為適于測(cè)定的狀態(tài)。
(第6實(shí)施例)并且，上述實(shí)施例1～3中所示的生物傳感器，是在具有在使液體的樣品接觸樣品提供口后，樣品因毛細(xì)管現(xiàn)象被吸收，與試劑接觸，測(cè)定才成為可能的結(jié)構(gòu)的生物傳感器上設(shè)置了質(zhì)量判定部，本發(fā)明并不限定于此結(jié)構(gòu)。這里，參照?qǐng)D8對(duì)于通過(guò)在能夠旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)中形成收容液體的腔(cavity)，在液體裝在腔內(nèi)的狀態(tài)下使圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行液體分析的分析圓盤(pán)的例子加以說(shuō)明。
如圖8(a)及圖8(b)所示，本實(shí)施例的生物傳感器是圓盤(pán)形狀，質(zhì)量判定部313存在于分析圓盤(pán)300、300’上。質(zhì)量判定部313由實(shí)施例2所示的薄片狀吸濕材料316、薄膜318和質(zhì)量判定位置320構(gòu)成。并且，質(zhì)量判定部313貼在圓盤(pán)300上。另外，圖8(a)的分析圓盤(pán)300和圖8(b)的分析圓盤(pán)300’的不同之處在于質(zhì)量判定部313的位置。在圖8(a)的分析圓盤(pán)300中，圓盤(pán)中心到質(zhì)量判定位置320的距離、與圓盤(pán)中心到后述的試劑306的距離相同。另一方面，在圖8(b)的分析圓盤(pán)300’中，質(zhì)量判定部313可以設(shè)置在試劑306的上方以外的任何位置。
如圖8(c)所示，本實(shí)施例的圓盤(pán)300、300’由圓盤(pán)基板301、圓盤(pán)粘結(jié)層302、圓盤(pán)蓋303構(gòu)成。圓盤(pán)蓋303由透明的材料構(gòu)成。在圓盤(pán)中設(shè)置注入口304、腔即流路305，在流路305中涂敷與樣品發(fā)生反應(yīng)，光學(xué)特性(透過(guò)率、顏色等)就發(fā)生變化的試劑306。分析，是利用吸管和注射器等液體注入器800從注入口304向圓盤(pán)300、300’內(nèi)注入樣品900，將其裝在分析裝置上來(lái)進(jìn)行的。流路305具備空氣排出口307，以便很容易地注入樣品900。
圖9為表示為了了解用以分析圖8(b)所示的分析圓盤(pán)300’的分析裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。在圖9中，使分析圓盤(pán)300’為透明的，以便了解裝置內(nèi)的結(jié)構(gòu)。裝置的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于所謂的光圓盤(pán)裝置，由用以使圓盤(pán)300’旋轉(zhuǎn)的主軸電動(dòng)機(jī)411、用以向在圓盤(pán)300’內(nèi)散開(kāi)的樣品900或者與樣品900發(fā)生反應(yīng)的試劑306照射光束的光拾取412、和用以使該光拾取412在圓盤(pán)300’的半徑方向移動(dòng)的進(jìn)給電動(dòng)機(jī)413構(gòu)成。并且，光拾取412也向質(zhì)量判定位置320所指示的位置中的吸濕材料316照射光。
裝在裝置上的圓盤(pán)300’被主軸電動(dòng)機(jī)411驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在此之前光拾取412通過(guò)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)413移動(dòng)，為了使質(zhì)量判定位置320到達(dá)光拾取412上，使圓盤(pán)300’旋轉(zhuǎn)，首先測(cè)定質(zhì)量判定位置320所指示的位置中的吸濕材料316的吸光度，進(jìn)行質(zhì)量判定。當(dāng)判定了試劑306在劣化時(shí)，顯示錯(cuò)誤，不進(jìn)行以后的測(cè)定。此動(dòng)作與在實(shí)施例4所示的分析裝置中的動(dòng)作一樣。
其次，圓盤(pán)300’被主軸電動(dòng)機(jī)411驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從位于圓盤(pán)300’的內(nèi)徑一側(cè)的注入口304注入的樣品900，因離心力而在圓盤(pán)300’的流路305內(nèi)散開(kāi)，朝向位于圓盤(pán)300’的外周一側(cè)的空氣排出口307。此時(shí)，樣品900，與在流路305內(nèi)涂敷的試劑306反應(yīng)，發(fā)生酶反應(yīng)和免疫反應(yīng)等。在反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)一邊使圓盤(pán)300’旋轉(zhuǎn)，一邊利用光拾取412向流路305內(nèi)的樣品900或者試劑306照射光束，檢測(cè)該反射光或者透過(guò)光，來(lái)檢測(cè)出試劑306的反應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行定量、定性分析。
由于本實(shí)施例的分析圓盤(pán)300’具備質(zhì)量判定部313，因此在將分析圓盤(pán)300’裝在圖9所示的分析裝置后，在使圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)前，首先通過(guò)光拾取412進(jìn)行質(zhì)量判定。當(dāng)判定了試劑306劣化時(shí)，顯示錯(cuò)誤，不進(jìn)行這之后的測(cè)定。
這樣一來(lái)，即使對(duì)于通過(guò)使其旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行液體分析的分析圓盤(pán)，也能夠判定試劑的劣化程度，能夠進(jìn)行更準(zhǔn)確的測(cè)定。
并且，由于用以分析圖8(a)所示的分析圓盤(pán)300的分析裝置，質(zhì)量判定位置320在圓盤(pán)的直徑方向上與試劑306的設(shè)置位置處于相同的位置，因此不必使光拾取412在直徑方向移動(dòng)。所以，此分析裝置不需要進(jìn)給電動(dòng)機(jī)413，能夠制作得較小且成本較低。并且，也能夠縮短測(cè)定時(shí)間。
并且，在本實(shí)施例中，樣品的分析也并不限定于用光學(xué)地測(cè)定來(lái)進(jìn)行的分析，也可以用電氣測(cè)定來(lái)進(jìn)行等。
(第7實(shí)施例)上述實(shí)施例1～3中所示的生物傳感器，是在利用了酶反應(yīng)作為試劑的生物傳感器上設(shè)置了質(zhì)量判定部，本發(fā)明并不限定于此結(jié)構(gòu)。這里，參照?qǐng)D10對(duì)于利用了免疫反應(yīng)的生物傳感器加以說(shuō)明。
如圖10所示，本實(shí)施例的生物傳感器是免疫色譜傳感器500，質(zhì)量判定部513存在于塑料制支撐基板502上。質(zhì)量判定部513由實(shí)施例2所示的薄片狀吸濕材料516、薄膜518和質(zhì)量判定位置520構(gòu)成。并且，質(zhì)量判定部513貼在塑料制支撐基板502上。
圖10示出了免疫色譜傳感器500的結(jié)構(gòu)概要。此免疫色譜傳感器500將硝化纖維膜506配置在塑料制支撐基板502上。此硝化纖維膜506，包括采水部503、標(biāo)記抗體部504及抗體固定部505。采水部503形成在長(zhǎng)方形的硝化纖維膜506的一端。標(biāo)記抗體部504是對(duì)硝化纖維膜506涂敷色素標(biāo)記抗體形成的。此色素標(biāo)記抗體被涂敷成能夠從標(biāo)記抗體部504流出。色素標(biāo)記抗體選擇性地吸收規(guī)定波長(zhǎng)(例如，550nm)的光。并且，在抗體固定部505，和色素標(biāo)記抗體反應(yīng)的抗原發(fā)生反應(yīng)的其它抗體被固定成不能流出到硝化纖維膜506的狀態(tài)下。并且，在與采水部503相反一側(cè)的端上，用以吸取樣品液的玻璃纖維濾紙被設(shè)置在硝化纖維膜506上，成為吸水部507。
例如，如下述那樣進(jìn)行使用此免疫色譜傳感器500的吸光度的測(cè)定。在對(duì)采水部503提供例如尿等樣品后，由于色譜原理，樣品朝著吸水部507移動(dòng)。然后，在此樣品移動(dòng)時(shí)，首先，在標(biāo)記抗體部504中，色素標(biāo)記抗體與樣品中的抗原結(jié)合。由于色素標(biāo)記抗體能夠從標(biāo)記抗體部504流出，因此此色素標(biāo)記抗體所結(jié)合的抗原與樣品一起移動(dòng)到抗體固定部505，在這里與被固定的抗體結(jié)合，停在這里。然后，通過(guò)向抗體固定部505照射規(guī)定波長(zhǎng)的光L1，測(cè)定該反射光L2，能夠測(cè)定吸光度。由于抗體固定部505中的色素標(biāo)記抗體的量由樣品中的抗原量(濃度)來(lái)決定，因此能夠根據(jù)這樣測(cè)定的吸光度來(lái)決定含在樣品中的抗原濃度。
本實(shí)施例的免疫色譜傳感器500，包括質(zhì)量判定部513。因此，能夠在由分析裝置進(jìn)行樣品的測(cè)定之前，向質(zhì)量判定位置520所指示的位置的吸濕材料516照射光，先測(cè)定在質(zhì)量判定位置520的吸濕材料516的吸光度，利用此吸光度進(jìn)行試劑(色素標(biāo)記抗體及被固定的其它抗體)的質(zhì)量判定。當(dāng)判定了試劑劣化時(shí)，顯示錯(cuò)誤，不進(jìn)行測(cè)定。此動(dòng)作與在實(shí)施例4所示的分析裝置中的動(dòng)作一樣。另外，在本實(shí)施例中，由于在與抗體固定部505鄰接的位置上設(shè)置有質(zhì)量判定位置520，因此能夠?qū)⑦M(jìn)行樣品的測(cè)定的光學(xué)體系原封不動(dòng)地使用在質(zhì)量判定中。
象這樣，在本實(shí)施例中，利用了免疫反應(yīng)的生物傳感器，也能夠判定試劑的劣化程度，能夠進(jìn)行更準(zhǔn)確的測(cè)定。
在本實(shí)施例中，以抗原作為了被測(cè)定物質(zhì)，也可以以抗體為被測(cè)定物質(zhì)，那時(shí)，只要使色素標(biāo)記抗體為色素標(biāo)記抗原，形成抗原固定部來(lái)代替抗體固定部就行，其中，上述抗原固定部將與被測(cè)定物質(zhì)的抗體發(fā)生特殊反應(yīng)的抗原固定起來(lái)。
對(duì)在本實(shí)施例中使用的抗體、抗原并不作特別地限定。只要是一般能夠利用抗原抗體反應(yīng)進(jìn)行測(cè)定的物質(zhì)的話，可以是任何物質(zhì)。例如，能夠列舉出蛋白質(zhì)、核酸、類(lèi)脂物、細(xì)菌、病毒、半抗原等作為那樣的物質(zhì)。其中，由于蛋白質(zhì)是利用抗原抗體反應(yīng)的臨床檢驗(yàn)上的主要測(cè)定對(duì)象，因此能夠被有效地使用。在本實(shí)施例中，作為能夠被有效地使用的蛋白質(zhì)的例子，能夠列舉出LH(黃體形成激素)、FSH(卵泡囊刺激激素)、hCG(絨毛性性腺刺激激素)等激素，各種免疫球蛋白綱和亞綱，補(bǔ)體成分，各種感染癥標(biāo)記，C反應(yīng)性蛋白質(zhì)，清朊，類(lèi)風(fēng)濕因子，血液型抗原等。并且，作為抗體，只要是與抗原發(fā)生特殊反應(yīng)的抗體就行，例如，能夠列舉出來(lái)自鼷鼠的單克隆抗體，但是并不限定于此。
作為標(biāo)記抗體的色素，使用具有富于反應(yīng)性的官能基的花青染料系色素等。
并且，在本實(shí)施例中，示出了將抗體固定在硝化纖維膜506上，利用了色譜原理的結(jié)構(gòu)的免疫傳感器，但是傳感器的形狀并不限定于此。例如，可以是測(cè)定免疫濁度那樣的結(jié)構(gòu)的免疫傳感器，也可以是含干燥試劑那樣的結(jié)構(gòu)的生物傳感器，對(duì)其設(shè)置質(zhì)量判定部。
(實(shí)用性)如上所述，本發(fā)明所涉及的生物傳感器及生物傳感器測(cè)定裝置，對(duì)需要更準(zhǔn)確地將含在樣品中的被測(cè)定物質(zhì)定量的醫(yī)療診斷時(shí)的測(cè)定等比較有用。
權(quán)利要求
1.一種生物傳感器，用以測(cè)定含在樣品中的被測(cè)定物質(zhì)，其特征在于包括基板，設(shè)置在上述基板上、被提供上述樣品的樣品接收部，設(shè)置在上述樣品接收部的、含有與上述被測(cè)定物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的試劑的試劑部，以及因吸收水分而變色的吸濕材料；根據(jù)上述吸濕材料中的變色部分的比例，顯示上述試劑的劣化程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于還包括覆蓋上述吸濕材料的蓋；上述吸濕材料的一部分露出在外。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物傳感器，其特征在于上述試劑的上述劣化程度，利用上述吸濕材料中的、存在于距露出部分有規(guī)定距離的位置上且被上述蓋覆蓋的部分的變色程度顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于上述試劑含有酶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物傳感器，其特征在于上述試劑部還含有電子傳遞體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物傳感器，其特征在于還包括設(shè)置在上述基板上的一對(duì)端子，以及在上述樣品接收部?jī)?nèi)彼此被分開(kāi)設(shè)置的、分別與上述一對(duì)端子連接的一對(duì)電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于上述試劑含有抗體及抗原中的至少任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于上述吸濕材料形成為薄片狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于還包括形成在上述基板上的由遮光性材料制成的、覆蓋上述樣品接收部的遮蓋部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物傳感器，其特征在于在上述基板上，與設(shè)置了上述基板的上述樣品接收部的面相反一側(cè)的面上，設(shè)置形成為上述薄片狀的吸濕材料；在上述吸濕材料上，設(shè)置有覆蓋上述吸濕材料的薄膜。
11.一種生物傳感器測(cè)定裝置，用以利用生物傳感器測(cè)定上述被測(cè)定物質(zhì)，上述生物傳感器包括基板，設(shè)置在上述基板上的、具有包含與含在樣品中的被測(cè)定物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的試劑的試劑部的樣品接收部，以及因吸收水分而變色的吸濕材料，其特征在于包括具有向上述吸濕材料放射光的光源、和接受從上述光源經(jīng)由上述吸濕材料入射的入射光的受光元件的檢測(cè)部，以及連接在上述檢測(cè)部上、測(cè)定上述入射光的光學(xué)特性、根據(jù)上述入射光的光學(xué)特性來(lái)判定生物傳感器的試劑部的試劑劣化程度的測(cè)定部。
12.一種測(cè)定方法，利用生物傳感器測(cè)定上述被測(cè)定物質(zhì)，上述生物傳感器包括基板，設(shè)置在上述基板上的、具有包含與含在樣品中的被測(cè)定物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的試劑的試劑部的樣品接收部，以及因吸收水分而變色的吸濕材料，其特征在于包括將上述生物傳感器裝在生物傳感器測(cè)定裝置上的工序；從上述吸濕材料的變色情況來(lái)判定試劑的劣化程度的工序；以及在上述判定工序中，當(dāng)判定了試劑的劣化程度較輕時(shí)，進(jìn)行上述被測(cè)定物質(zhì)的測(cè)定，當(dāng)判定了試劑的劣化程度較重時(shí)，中止上述被測(cè)定物質(zhì)的測(cè)定的工序。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生物傳感器和生物傳感器測(cè)定裝置、以及測(cè)定方法。本發(fā)明的目的在于提供一種一般用戶(hù)能夠簡(jiǎn)單地判斷性能的生物傳感器及生物傳感器測(cè)定裝置。生物傳感器100，包括具有質(zhì)量判定部13的基板1、和設(shè)置在基板1上的被提供樣品的樣品接收部15。質(zhì)量判定部13，包含因吸收水分而變色的吸濕材料。樣品接收部15，具備含有以被測(cè)定物質(zhì)為基質(zhì)的酶的試劑部7。質(zhì)量判定部13，由基板1所具備的凹部17，設(shè)置在凹部17內(nèi)的吸濕材料16，以及幾乎堵住凹部17的開(kāi)口、貼緊吸濕材料16設(shè)置的沒(méi)有通氣性的膜18構(gòu)成。另外，這里，使用鈷鹽作為吸濕材料16。
文檔編號(hào)G01N27/327GK1764834SQ200580000020
公開(kāi)日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月4日
發(fā)明者谷池優(yōu)子, 宮下萬(wàn)里子, 吉岡俊彥 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社