基质定量测定方法及其测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术基质定量测定方法及其测定装置，该装置具备含有对被检试料内含有的基质与氧化还原酶的反应量进行电化学检测用的一对电极，该一对电极中的一个极为在单元本体的开口筒状中空部的壁面上形成的膜状电极而另一电极为针状，通过使该针状电极从中空部向外部暂时伸出。对被检体穿刺、从该被检体采取被检试料，从而提供能用微量试料高精度进行基质定量分析的分析单元和高可靠性的基质定量测定方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术具体涉及根据酶反应对试料中的蔗糖、葡萄糖等基质进行定量测定的方法及所使用的分析单元。近年来，要求提供能在家庭中容易进行血糖值、尿糖值定量测定分析的方法及其装置。以往，作为蔗糖、葡萄糖等糖类定量分析方法，开发了旋光度测量法、比色法、还原滴定法以及利用各种色谱法等的方法。但是，这些方法都难以在家庭中应用。例如，若采用旋光度测量法，虽然操作简便，但操作时受温度影响较大。同时，也很难用简易装置高精度测定血液的旋光度。此外，在这些方法中还因对对糖类的特异性不很高，因而测定精度低。因此，为了能在家庭中也能容易地进行糖类定量分析，正在开发利用含酶特异催化剂作用的生物传感器。以下，作为利用生物传感器的糖类定量测定方法的一例，对葡萄糖的定量测定方法进行说明。作为电化学的葡萄糖定量法，已知一般有使用作为酶的葡萄糖氧化酶(EC1.1.3.4，以下简称GOD)和使用氧电极或过氧化氢电极进行的方法(例如铃木周一编的“生物传感器”(讲谈社))。GOD在与电导体共存条件下使作为基质的β-D葡萄糖选择地氧化成葡萄酸-δ-内脂。在氧存在条件下，氧发挥电导体作用、在因GOD引起的氧化反应过程中，使氧还原成过氧化氢。因此，氧的减少量与过氧化氢的增加量和试料中的葡萄糖含量成比例。并且，通过使含葡萄糖的试料在氧存在条件下反应、用氧电极测定此反应的氧的减少量或用过氧化氢电极测定过氧化氢的增加量进行葡萄糖的定量测定。根据使用上述生物传感器的定量测定方法，虽能从该反应过程进行推测，但是，测定结果很受试料液中所含氧的浓度影响，此外，若试料液中不存在氧，不能进行测定。因此现正提出为替代氧、以铁氰化钾、二茂铁衍生物、醌衍生物等有机化合物或金属络合物作为电导体而使用的新型葡萄糖传感器。在用此种传感器的测定中，使酶反应结果产生的电导体的还原体在电极上氧化，从该氧化电流量求出试料液中所含葡萄糖等基质的浓度。通过将这样的有机化合物、金属络合物作为电导体使用，能确保使已知量的GOD及其电导体在稳定状态正确地在电极上形成反应层。且也能使反应层在接近干燥状态与电极系统成一体化。基于该技术的使舍型葡萄糖传感器近年来受到更多注目。代表例如日本专利特许第2517153号公报上揭示的生物传感器。在此种使舍型葡萄糖传感器中，能通过仅将试料液导入与测定装置可装拆相连的传感器，容易进行葡萄糖浓度测定。此种方法不限于葡萄糖定量，也能适用于试料液中含有其它基质的定量测定。在上述生物传感器中，虽然能以数微升试料进行测定，然而，近年来各方面切望提供能以1微升以下更微量试料进行测定的分析单元，但迄今为止、还难以大幅度降低试料量。以往，例如在进行血糖值测定场合，用解剖刀等专用穿刺工具血液渗出后、将采取的血液导入安装于测定装置的传感器内进行测定。在使用微量试料场合，试料干燥将使测量精度降低。为了尽量减少这样的干燥引起的不利影响，要求从采取血液至导入传感器能在短时间内进行。然而，由于用各别专用器具分别进行上述血液采取与测定，使缩短所用时间有限。此外，一般将传统生物传感器的一对电极配置在同一平面上，因此，在施加电压时容易产生流过的电流密度不均匀，使测定的误差增大。因此，本专利技术正是为了解决上述问题，目的在于提供能用微量试料高精度地进行基质定量测定的基质定量测定方法及其测定装置。在本专利技术基质定量方法中，作为基质定量测定用的分析单元，具备针状电极、以及在至少其一端面开口的中空部内容纳上述针状电极、并在其内壁上形成膜状电极的筒体。本专利技术的基质定量测定方法包括将筒体开口部向被检体按压的步序，使针状电极的尖端部从筒体部向外部暂时伸出、对被检体穿刺、从被检体采取体液等被检试料的步序，将已采取的被检试料向筒体的膜状电极与针状电极间导入的步序，使被检试料内含有的基质与氧化还原酶反应的步序，以及向膜状电极与针状电极间施加电压、对在膜状电极或针状电极上流过的电流进行测定的步序。本专利技术分析单元的实施形式为可将针状电极的轴沿中空部轴方向容纳在该中空部内。据此，通过将一对电极配置成相互面对面，在向两极间施加电压时、使流过的电流密度均匀。因此，能对试料的电化学反应进行高精度检测。此时，当缩小针状电极与中空部内面间的间隙、被检试料向中空部内浸透，就能进行测定。本专利技术分析单元的其它实施形式为可在针状电极表面的一部分上形成电绝缘层。据此，能使电极面积为一定。此外，能防止在与另一电极、即在中空部壁面上形成的膜状电极间产生短路。最好在针状电极表面或中空部壁面上形成含有氧化还原酶与电导体的试药层。通过预先将氧化还原酶与电导体配置在电极系统附近，仅通过供给试料就能进行测定。最好在电极表面上直接形成试药层。在本专利技术测定装置中，使用如上所述分析单元，具备使分析单元的针状电极的尖端部从本体中空部端面伸出移动的驱动部。在从生物体采取血液等体液时，使生物体的皮肤被中空部开口端面稍稍按压、使针状电极尖端部从该端面暂时伸出，对皮肤刺穿。其后，再次将针状电极容纳在中空部内。使从皮肤渗出的体液附着在针状电极上，利用毛细管现象向中空部内浸透。据此，将体液向电极间供给，可立即进行测定。在此，由于仅须使针状电极的顶端部暂时伸出，故能在驱动部使用弹簧，价格低，且控制简单。此外，通过再配设把从中空部伸出后的针状电极固定在一定处所、将测定时的膜状电极与针状电极的距离保持一定的机构，能进行高精度测定。根据本专利技术，由于使用立体配置的电极系统从而能抑制电流密度的不均匀性，能提供高精度基质定量方法。此外，由于能使试料采取、基质定量迅速进行，能使测定用试料量减少。对附图的简单说明。附图说明图1为表示本专利技术一实施例测定装置的结构简图，图2为表示本专利技术另一实施例测定装置的结构简图，图3为该测定装置的纵剖面图，图4a表示该测定装置采取试料时的状态，图4b表示该测定装置测定时的状态，图5为本专利技术又一实施例测定装置主要部分的纵剖面图，图6为用于该测定装置的支架立体图。在以下的实施例中，参照附图对作为基质定量测定方法一例的任一种葡萄糖的定量测定法进行具体说明。首先，说明在本专利技术中使用电极系统的动作。图1所示测定装置由分析单元1与装置本体5构成。分析单元1具有圆筒状构件2及针状导电性构件3。筒状构件2由合成树脂制成，具有其两端面敞开的中空部2a。将中空部2a形成直径为1.2mm、长度为10mm的圆筒状，在其侧壁上形成以银为主体的导电膜4。例如涂敷含银粉末的膏状物，干燥后形成导电膜4。针状构件3以碳为主体，直径为1.0mm、长度为20mm，将其配置在筒状构件2的中空部2a内、使与中空部2a车轴方向一致。在本分析单元1中，针状构件3作为检测被检试料电化学反应的作用电极的功能，导电膜4发挥作为对向电极的功能。使针状构件3与导电膜4分别与装置本体5相连。装置本体5具有在分析单元1的针状构件3与导电膜4间施加一定电压的施加电压部6以及检测从针状构件3流过电流的电流检测部7。实际用上述测定装置确认分析单元的动作。分别使一定量含GOD和铁氰化钾的溶液与数种β-D-葡萄糖浓度不同的溶液混合，分别调制成β-D-葡萄糖浓度不同的试料液，将制成的试料液放置一定时间后引入中空部2a的开口部。导入中空部2a的开口部的试料液因毛细管作用向内部浸透、向针状构件3与导电膜4间供给。以导电膜4为基准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基质定量测定方法，其特征在于包括以下步序：制备具有针状电极和在至少其一端开口的中空部内容纳所述针状电极并在其内壁上形成膜状电极的筒体的分析单元的步序；将上述筒体开口部向被检测体按压的步序；使上述针状电极尖端部从上述筒体开口部暂时伸出、对被检测体内穿刺、从上述被检测体采取被检测试料的步序；将采取的被检测试料向上述筒体膜状电极与针状电极间导入的步序；使包含在上述被检测试料内的基质与氧化还原酶反应的步序；以及向上述膜状电极和针状电极间施加电压，对从上述膜状电极或针状电极上流过的电流进行测定的步序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田信，渡边基一，吉冈俊彦，南海史朗，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]