專利名稱：縮短試藥的擴散距離的分析用具及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在分析試料中的特定成分時所使用的分析用具以其制造方法。
背景技術(shù)：
作為通過比色而在測定血糖值時所使用的分析用具，例如有圖20所示的葡萄糖傳感器9。該葡萄糖傳感器9具有通過一對隔板93來接合第一以及第二板材91、92的形態(tài)。該葡萄糖傳感器9具有由上述各構(gòu)件91～93規(guī)定的毛細(xì)管94。在毛細(xì)管94的內(nèi)部具有試藥部95。該試藥部95在被供給血液時而溶解，其作為含有發(fā)色劑、氧化還原酶以及電子傳遞物質(zhì)等反應(yīng)成分的組成而構(gòu)成。
在這種葡萄糖傳感器9中，當(dāng)通過開口96而導(dǎo)入血液的情況下，通過在毛細(xì)管94的內(nèi)部產(chǎn)生的毛細(xì)管力，使導(dǎo)入毛細(xì)管94的血液向開口97移動。此時，在毛細(xì)管94的內(nèi)部，通過試藥部95的溶解而構(gòu)成含有葡萄糖以及反應(yīng)成分的液相反應(yīng)體系。
在液相反應(yīng)體系內(nèi)，包含在試藥部95內(nèi)的反應(yīng)成分和葡萄糖擴散而發(fā)生反應(yīng)，從葡萄糖取出的電子，例如通過電子傳遞物質(zhì)而被供給到發(fā)色劑。發(fā)色劑通過被供給電子而發(fā)色，通過該發(fā)色來使液相反應(yīng)體系被著色。著色程度通過光學(xué)方法來檢測，根據(jù)該測知結(jié)果，能夠運算出血糖值。
如上所述，為了使發(fā)色劑發(fā)色，至少需要從葡萄糖取出電子的反應(yīng)和將取出的電子供給至發(fā)色劑的反應(yīng)。另一方面，在液相反應(yīng)體系內(nèi)，為了高效率地使發(fā)色劑發(fā)色、縮短測定時間，在液相反應(yīng)體系內(nèi)，需要均勻地分散包含在試藥部95的反應(yīng)成分。然而，在試藥部95作為通過試料的供給來進(jìn)行溶解的組成而構(gòu)成的情況下，經(jīng)過局部地(設(shè)置試藥部95的部分)反應(yīng)成分的濃度較高的狀態(tài)之后，通過反應(yīng)成分隨時間變化擴散，使得反應(yīng)成分的濃度被逐漸均勻化。這樣，在用葡萄糖傳感器9進(jìn)行的濃度測定中，存在測定時間依賴于反應(yīng)成分的擴散性的傾向。此外，在將血液導(dǎo)入毛細(xì)管94的初期階段，葡萄糖在液相反應(yīng)體系內(nèi)以大致均勻的濃度而存在，但伴隨著反應(yīng)的進(jìn)行，葡萄糖被消耗，未反應(yīng)的葡萄糖的濃度在反應(yīng)成分的濃度高的部分變低。這樣，不僅反應(yīng)成分，就連葡萄糖濃度的濃度分布乃至葡萄糖的擴散性也影響測定時間。
在葡萄糖傳感器9中，僅在第二透明板材92上形成試藥部95，通常，將第一透明板材91和第二透明板材92之間的距離H設(shè)定在200μm以下。這樣，在液相反應(yīng)體系內(nèi)，為了使包含在試藥部95的反應(yīng)成分的濃度均勻化，而使目標(biāo)成分的擴散距離較大。當(dāng)然，葡萄糖的擴散距離也增大。其結(jié)果，在葡萄糖傳感器9中存在這樣的問題，即用于獲得作為目標(biāo)反應(yīng)狀態(tài)(液相反應(yīng)體系的著色)的時間較長，測定時間變長。在該情況下，如果較短地設(shè)定測定時間，則在進(jìn)行葡萄糖濃度高的血液的濃度測定的情況下，不能獲得為了進(jìn)行正確的濃度測定所需的充分的發(fā)色，在高濃度區(qū)域的測定精度降低。另一方面，如果要一邊較短地確保測定時間，一邊充分地確保測定精度，則測定范圍變小。
此外，作為電子傳遞物質(zhì)，在使試藥部95含有如methoxy-PMS這樣的不穩(wěn)定試藥(反應(yīng)性高的試藥)的情況下，在保存葡萄糖傳感器9時，這種不穩(wěn)定的試藥和其他試藥反應(yīng)，會發(fā)生產(chǎn)生測定誤差這樣的不良情況。因此，在使單一的試藥部混合存在多種試藥的情況下，由于這些試藥的不同組合，保持穩(wěn)定性差，測定精度惡化發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種可以縮短分析時間，此外，即使在高濃度區(qū)域也能夠高精度地分析，而且保持穩(wěn)定性優(yōu)異的分析用具。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供的分析用具，包括用于使試料中的特定成分和試藥反應(yīng)的反應(yīng)空間，和配置在所述反應(yīng)空間且在試料被供給至所述反應(yīng)空間時而溶解的試藥部的分析用具，其中，所述試藥部在規(guī)定所述反應(yīng)空間的規(guī)定面上具有相互相對的第一以及第二部分。
第一以及第二部分優(yōu)選作為被互相分?jǐn)嗟臉?gòu)件而形成。其中，第一以及第二部分也可以作為連續(xù)的構(gòu)件而形成。
第一部分的組成和第二部分的組成優(yōu)選互不相同。因此，將在保存時等容易反應(yīng)的試藥分給第一以及第二部分，可以使它們不混合存在。這樣，能夠抑制保存時的試藥相互之間的反應(yīng)，提高保存穩(wěn)定性。不過，關(guān)于在保存時的相互反應(yīng)性缺乏的試藥，也可以使其混合存在于第一以及第二部分中的相同部分。
本發(fā)明的分析用具例如這樣構(gòu)成，即通過使試藥部含有發(fā)色試藥，而能夠通過比色來進(jìn)行試料分析。當(dāng)然，本發(fā)明也可以適用于能夠通過電極法來進(jìn)行試料分析這種構(gòu)成的分析用具，在該情況下，試藥部不需要作為含有發(fā)色試藥的部分而構(gòu)成。
規(guī)定面例如包括設(shè)置有第一部分的第一區(qū)域和設(shè)置有第二部分且在第一區(qū)域的法線方向與第一區(qū)域相對的第二區(qū)域。在該情況下，第一區(qū)域和第二區(qū)域的對面距離優(yōu)選設(shè)定在300μm以下。
對面距離優(yōu)選設(shè)定在200μm以下，更優(yōu)選是在150μm以下。對面距離例如設(shè)定在30μm以上。這是因為，在對面距離不合適地小的情況下，試料如含有血球的血液那樣，在試料包含固體成分這樣的情況下，或者在試料的粘度大的情況下，不能順利地進(jìn)行流路中的試料的移動。
本發(fā)明的分析用具例如這樣構(gòu)成，包括具有第一區(qū)域的第一板材、和具有第二區(qū)域并且和第一板材共同規(guī)定反應(yīng)空間的第二板材。本發(fā)明的分析用具也可以這樣構(gòu)成，即包括接合第一板材和第二板材且和這些板材共同規(guī)定反應(yīng)空間的隔板。在該情況下，對面距離可以由隔板所規(guī)定。
反應(yīng)空間例如這樣構(gòu)成，即通過在該反應(yīng)空間產(chǎn)生的毛細(xì)管力而使試料移動。其中，也可以利用泵等動力來使試料移動，此外，本發(fā)明的分析用具未必需要在反應(yīng)空間使其移動這樣構(gòu)造。
本發(fā)明的第二方面，提供一種分析用具的制造方法，包括在第一基板上形成一個以上第一試藥部的第一試藥部形成工序，在第二基板上形成一個以上第二試藥部的第二試藥部形成工序，和使第一以及第二試藥部互相相對來互相接合第一以及第二基板、以形成中間體的中間體形成工序。
這里，在“第一基板”以及“第二基板”上，除了相當(dāng)于涉及本發(fā)明的第一方面的分析用具中的第一以及第二板材的部分，還包括設(shè)定成為這些板材的多個區(qū)域。
優(yōu)選在第一試藥部形成工序中，對第一基板形成多個第一試藥部，另一方面，在第二試藥部形成工序中，對第二基板形成多個第二試藥部。在該情況下，本發(fā)明的制造方法優(yōu)選還包括為了至少各含有一個第一以及第二試藥部而切斷中間體的切斷工序。
第一試藥部和第二試藥部，例如作為組成互不相同的部分而形成。這樣的話，可以提供一種分離反應(yīng)性高的試藥和與該試藥容易反應(yīng)的試藥的分析用具。不過，第一試藥部和第二試藥部，也可以形成相同或者大致相同的組成。
在本發(fā)明的制造方法中，優(yōu)選還包括在中間體形成工序之前進(jìn)行的、且在第一以及第二基板中的至少一個上形成第一或者第二試藥部的面上，保持隔板的工序。該工序優(yōu)選在第一以及第二基板上形成第一以及第二試藥部之前進(jìn)行。這樣的話，可以通過隔板規(guī)定形成試藥部的區(qū)域，此外，可以抑制在形成試藥部的部分保持隔板這樣的不良情況。其中，該工序也可以在形成第一以及第二試藥部之后進(jìn)行。
作為隔板，例如使用在雙面上具有粘結(jié)性的雙面膠帶。因此，由于不需要對隔板或者第一和第二基板涂敷粘結(jié)劑，所以，能夠提高分析用具的制造效率。
本發(fā)明的第三方面，包括用于使包含在試料中的特定成分和試藥發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)空間、并且在通過比色分析所述特定成分時而利用的比色分析用具，提供這樣一種分析用具，即規(guī)定所述反應(yīng)空間的規(guī)定面包括用于保持試藥的試藥保持區(qū)域、和在所述試藥保持區(qū)域的法線方向與所述試藥保持區(qū)域相對地存在且沒有保持試藥的對面區(qū)域，其中，所述試藥保持區(qū)域和所述對面區(qū)域的對面距離設(shè)定為150μm以下。
優(yōu)選將對面距離設(shè)定為100μm以下，更優(yōu)選將其設(shè)定為75μm以下。但是，將對面距離例如設(shè)定為30μm以上。這是因為在對面距離不合適地小的情況下，試料如含有血球的血液那樣，在試料包含固體成分這樣的情況下，或者在試料的粘度較大的情況下，不能順利地進(jìn)行流路中的試料的移動。
反應(yīng)空間例如這樣構(gòu)成，即可以使試料移動。對于試料的移動可以這樣進(jìn)行，即在該反應(yīng)空間產(chǎn)生毛細(xì)管力，利用該毛細(xì)管力來進(jìn)行。當(dāng)然，也可以利用泵的動力來使反應(yīng)空間的試料移動這樣的構(gòu)成。
本發(fā)明的分析用具例如作為這樣的用具而構(gòu)成，包括具有試藥保持區(qū)域的第一板材，和具有對面區(qū)域且和第一板材共同規(guī)定反應(yīng)空間的第二板材。本發(fā)明的分析用具例如也可以作為這樣的用具而構(gòu)成，包括接合第一板材和第二板材且和這些板材共同規(guī)定反應(yīng)空間的隔板；在該情況下，對面距離可以由隔板所規(guī)定。
本發(fā)明適用于例如作為試料而使用血液的分析用具。當(dāng)然，本發(fā)明也可以適用于作為試料而使用血液以外的例如尿的分析用具。
本發(fā)明中，“對面”這個用語，如果沒有特別限定，其作為不僅包括平面之間的狀態(tài)，還包括平面和曲面的狀態(tài)以及曲面之間的狀態(tài)的用語而使用。此外，所謂“對面距離”，意思是指在試藥從試藥保持區(qū)域沿其法線方向擴散時，到達(dá)對面區(qū)域所需距離的最大數(shù)值。


圖1是表示涉及本發(fā)明第一實施方式的葡萄糖傳感器的整體立體圖。
圖2是沿著圖1的II-II線的截面圖。
圖3是沿著圖1的III-III線的截面圖。
圖4A以及圖4B是用于說明毛細(xì)管中的血液的行進(jìn)狀態(tài)的相當(dāng)于圖3的截面圖。
圖5是圖1～圖3所示的葡萄糖傳感器的制造方法中所使用的基板的整體立體圖。
圖6是表示在圖5所示基板上粘貼雙面膠帶的狀態(tài)的整體立體圖。
圖7是表示在圖6所示狀態(tài)的基板上形成有多個試藥部的第一次中間體的整體立體圖。
圖8是表示接合兩個第一次中間體的工序的整體立體圖。
圖9A～圖9D是表示涉及本發(fā)明的葡萄糖傳感器的其他方式的截面圖。
圖10A是截斷涉及本發(fā)明的葡萄糖傳感器的其他方式的一部分表示的立體圖，圖10B是其截面圖。
圖11是表示涉及本發(fā)明第二實施方式的葡萄糖傳感器的整體立體圖。
圖12是沿著圖11的XII-XII線的截面圖。
圖13是沿著圖11的XIII-XIII線的截面圖。
圖14A以及圖14B是用于說明毛細(xì)管中的血液的行進(jìn)狀態(tài)的相當(dāng)于圖13的截面圖。
圖15A是截斷涉及本發(fā)明的葡萄糖傳感器的其他方式的一部分表示的立體圖，圖15B是其截面圖。
圖16A是截斷涉及本發(fā)明的葡萄糖傳感器的另一方式的一部分表示的立體圖，圖16B是其截面圖。
圖17A是截斷涉及本發(fā)明的葡萄糖傳感器的再一方式的一部分表示的立體圖，圖17B是其截面圖。
圖18A～圖18C是第一實施方式中的吸光度的歷時變化的測定結(jié)果的圖表。
圖19A～圖19C是第二實施方式中的吸光度的歷時變化的測定結(jié)果的圖表。
圖20是用于說明現(xiàn)有的葡萄糖傳感器的整體立體圖。
具體實施例方式
關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，作為第一實施方式以及第二實施方式，參照附圖來具體地進(jìn)行說明。
第一實施方式首先，說明本發(fā)明的第一實施方式。
圖1～圖3所示的葡萄糖傳感器X1是作為一次性結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的，構(gòu)成為通過比色來測定葡萄糖濃度。該葡萄糖傳感器X1具有通過一對隔板3來接合矩形的第一以及第二板材1、2的形態(tài)。該葡萄糖傳感器X1具有由各構(gòu)件1～3來規(guī)定的毛細(xì)管4。
第一以及第二板材1、2例如由PET、PMMA、維尼綸形成為透明。在這些板材1、2上，在收容于毛細(xì)管4的內(nèi)部的狀態(tài)下而設(shè)置有第一以及第二試藥部51、52。各試藥部51、52這樣構(gòu)成，即形成為相對于血液而容易溶解的固體狀，這些試藥部51、52中的至少一個含有發(fā)色劑。因此，在將血液導(dǎo)入到毛細(xì)管4的情況下，在毛細(xì)管4的內(nèi)部，構(gòu)筑成含有葡萄糖以及發(fā)色劑的液相反應(yīng)體系。
作為發(fā)色劑，可以使用眾所周知的各種產(chǎn)品，但優(yōu)選使用當(dāng)通過電子接受而發(fā)色時的吸收波長從血液的吸收波長錯開的產(chǎn)品。作為發(fā)色劑，例如可以使用MTT(3-(4，5-Dimethyl-2-thiazolyl)-2，5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide)。
第一以及第二試藥部51、52也可以作為含有電子傳遞物質(zhì)或者氧化還原酶的構(gòu)件而構(gòu)成。因此，由于可以更加快速地進(jìn)行葡萄糖和發(fā)色劑之間的電子授受，所以能夠縮短測定時間。
作為氧化還原酶，例如可以使用葡萄糖脫氫酶(GDH)或者葡萄糖氧化酶(GOD)，典型地使用PQQGDH。作為電子傳遞物質(zhì)，例如可以使用[Ru(NH3)6]Cl3，K3[Fe(CN)6]或者methoxy-PMS(5-methylphenazinium methylsulfate)。
第一以及第二試藥部51、52的組成，既可以是相同的，也可以是不同的。但是，在使用如methoxy-PMS這樣的不穩(wěn)定的試藥(反應(yīng)性高的試藥)的情況下，優(yōu)選將這種試藥和其他試藥分離，例如，在第一試藥部51中含有不穩(wěn)定的試藥，在第二試藥部52中含有其他試藥。
一對隔板3用于規(guī)定第一以及第二板材1、2之間的距離，即毛細(xì)管4的高度尺寸H，且規(guī)定毛細(xì)管4的寬度尺寸W。在葡萄糖傳感器X1中，一對隔板3隔開一定間隔而配置，該間隔成為毛細(xì)管4的寬度尺寸W。另一方面，各隔板3的厚度尺寸與毛細(xì)管4的高度尺寸H相對應(yīng)。
毛細(xì)管4的內(nèi)部通過開口40、41而連通。開口40用于將血液導(dǎo)入到毛細(xì)管4的內(nèi)部，開口41用于排出毛細(xì)管4的內(nèi)部空氣。對于這種毛細(xì)管4來說，通過在毛細(xì)管4的內(nèi)部產(chǎn)生的毛細(xì)管力，來使血液在毛細(xì)管4的內(nèi)部移動。
將毛細(xì)管4的寬度尺寸W例如設(shè)定為0.05～10mm，將毛細(xì)管4的高度尺寸H(對面距離)例如設(shè)定為30μm～1mm以下。優(yōu)選將毛細(xì)管4的高度尺寸H設(shè)定為300μm，更優(yōu)選的為200μm以下。
在葡萄糖傳感器X1中，當(dāng)通過開口40向毛細(xì)管4供給血液的情況下，如圖4A以及圖4B所示，通過在毛細(xì)管4內(nèi)產(chǎn)生的毛細(xì)管力，來使血液在毛細(xì)管4的內(nèi)部行進(jìn)。在血液的行進(jìn)過程中，試藥部51、52被血液溶解，在毛細(xì)管4的內(nèi)部構(gòu)筑成液相反應(yīng)體系42。血液的行進(jìn)在血液到達(dá)開口41時停止。
在液相反應(yīng)體系42中，從葡萄糖取出的電子被供給至發(fā)色劑，從而使發(fā)色劑生色，液相反應(yīng)體系42被著色。當(dāng)在第一以及第二試藥部51、52中含有氧化還原酶或者電子傳遞物質(zhì)的情況下，氧化還原酶與血液中的葡萄糖發(fā)生特異反應(yīng)，電子從葡萄糖被取出，當(dāng)該電子供給至電子傳遞物質(zhì)之后，而供給至發(fā)色劑。因此，發(fā)色劑的發(fā)色程度(液相反應(yīng)體系的著色程度)與從葡萄糖取出的電子數(shù)量、即葡萄糖濃度有關(guān)。
液相反應(yīng)體系42的著色程度例如通過這樣來測定，即通過第一板材1對液相反應(yīng)體系42照射光，此時，接受透過液相反應(yīng)體系42從第二板材2射出光。對于照射在液相反應(yīng)體系42上的光，采用的是發(fā)色劑的顯現(xiàn)色中的吸收較大的波長的光。最終的葡萄糖濃度可以根據(jù)射入液相反應(yīng)體系42的入射光的強度和透過液相反應(yīng)體系42的透過光的強度而運算出來。
在葡萄糖傳感器X1中，為使第一以及第二試藥部51、52互相面對，分成第一以及第二板材1、2來形成。因此，關(guān)于毛細(xì)管4中的高度方向，為了均勻化發(fā)色劑的濃度，需要的發(fā)色劑的擴散距離縮小。
即，當(dāng)僅在第一以及第二板材1、2中的一個上形成試藥部的情況下，如果不使發(fā)色劑擴散到未形成有試藥部的板材的表面，就不能均勻化發(fā)色劑的濃度。與此相反，當(dāng)在第一以及第二板材1、2上沒有形成試藥部51、52的情況下，在試藥部51、52開始溶解的階段，由于在各板材的表面上的發(fā)色劑的濃度增高，它們中間的濃度降低，為了均勻化發(fā)色劑的濃度，使發(fā)色劑擴散到第一以及第二板材1、2的中間即可。這樣，當(dāng)在兩個第一以及第二板材1、2上形成試藥部51、52的情況下，為了使發(fā)色劑的濃度均勻化所需要的發(fā)色劑的擴散距離，與僅在一個板材上形成試藥部的情況相比，成為一半。
這就意味著，當(dāng)在第一以及第二板材1、2上形成第一以及第二試藥部51、52的情況下，在液相反應(yīng)體系中，均勻地分散發(fā)色劑所需要的時間縮短，從而能夠縮短反應(yīng)時間。
另一方面，如果著眼于葡萄糖，那么，在反應(yīng)前，液相反應(yīng)體系中的未反應(yīng)的葡萄糖的濃度大致均勻，但如果反應(yīng)進(jìn)行到某種程度，關(guān)于發(fā)色劑的濃度大的區(qū)域，未反應(yīng)的葡萄糖的濃度降低，與此相反，關(guān)于發(fā)色劑的濃度小的區(qū)域，未反應(yīng)的葡萄糖的濃度增大。因此，為了縮短測定時間，優(yōu)選在液相反應(yīng)體系中，不僅是發(fā)色劑、即使是未反應(yīng)的葡萄糖，也使其擴散來使?jié)舛染鶆蚧４藭r，如葡萄糖傳感器X1這樣，如果在第一以及第二板材1、2上形成第一以及第二試藥部51、52，根據(jù)與發(fā)色劑同樣的理由，均勻化濃度所需要的未反應(yīng)的葡萄糖的擴散距離縮短。從這點來看，也可以說如果在第一以及第二板材1、2上形成第一以及第二試藥部51、52，就能夠縮短反應(yīng)時間。
此外，在葡萄糖傳感器X1中，從后述實施方式也會明確，通過將對面距離H設(shè)定為300μm以下，可以進(jìn)一步縮短測定時間。即，通過縮小對面距離H，使得為了均勻化發(fā)色劑或者未反應(yīng)的葡萄糖的濃度所需要的擴散距離，在高度方向上變小。其結(jié)果，在葡萄糖傳感器X1中，為了使發(fā)色劑發(fā)色所需要的反應(yīng)容易發(fā)生，用于獲得達(dá)到目標(biāo)反應(yīng)狀態(tài)(液相反應(yīng)體系的著色)的時間變短，使得縮短測定時間成為可能。
下面，參照圖5～圖8說明葡萄糖傳感器X1的制造方法。
如圖5所示，在制造葡萄糖傳感器X1(參照圖1～圖3)時，首先準(zhǔn)備透明基板6。在該透明基板6上設(shè)定有在互相垂直的方向上延伸的多個第一以及第二切斷線61、62，由這些切斷線61、62圍成的區(qū)域作為葡萄糖傳感器形成區(qū)域63。
然后，如圖6所示，為了掩蓋各第一切斷線61，隔開一定間隔而粘貼有多個雙面膠帶64。接著，如圖7所示，在各葡萄糖傳感器形成區(qū)域63上形成有試藥部65，從而制成第一次中間體66。各試藥部65例如通過在涂敷了包含發(fā)色劑、氧化還原酶以及電子傳遞物質(zhì)的試藥液之后，進(jìn)行送風(fēng)干燥試藥液而形成。
同樣地，經(jīng)過參照圖5～圖7說明的步驟，再制成一個第一次中間體66，如圖8所示，互相接合第一次中間體66。此時，使各第一次中間體66的試藥部65相互面對，利用雙面膠帶64的粘著力來接合第一次中間體66，制成第二次中間體(圖示略)。最后，通過沿著第一以及第二切斷線61、62切斷第二次中間體，而得到圖1～圖3所示葡萄糖傳感器X1。
涉及本發(fā)明的葡萄糖傳感器并不限于本實施方式中說明的形態(tài)，例如也可以做成圖9A～圖9D、圖10A以及圖10B所示的那樣的構(gòu)造。
圖9A所示葡萄糖傳感器X2在第一板材1A上形成有第一試藥部51A，另一方面，在第二板材2A上形成有截面為矩形的凹部20A，在該凹部20A的內(nèi)部形成第二試藥部52A。在該葡萄糖傳感器X2中，對面距離H為凹部20A的底部和第一板材1A之間的距離。
圖9B所示葡萄糖傳感器X3將毛細(xì)管4B的截面形狀做成半圓狀。更具體地說，在葡萄糖傳感器X3中，在第二板材2A上形成截面為半圓的凹部20B，在該凹部20B的內(nèi)部形成第二試藥部52B。在葡萄糖傳感器X3中，對面距離H為凹部20B的最深部和第一板材1B之間的距離。
在如圖9C所示葡萄糖傳感器X4中，將毛細(xì)管4C的截面形狀做成圓形。更具體地說，在葡萄糖傳感器X4中，在兩個第一以及第二板材1C、2C上形成半圓狀的凹部10C、20C，在這些凹部10C、20C中形成第一以及第二試藥部51C、52C。
葡萄糖傳感器X4在圖紙上，第一以及第二試藥部51C、52C作為互相連續(xù)的構(gòu)件而形成，但這些試藥部51C、52C也可以做成互相分離的構(gòu)造。在該葡萄糖傳感器X4中，對面距離H是毛細(xì)管4C上的各板材1C、2C的厚度方向的直徑。
在圖9D所示葡萄糖傳感器X5中，將毛細(xì)管4D的截面形狀做成橢圓形。更具體地說，在葡萄糖傳感器X5中，在通過隔板3D互相接合的兩個第一以及第二板材1D、2D上形成半圓狀的凹部10D、20D，在這些凹部10D、20D上形成第一以及第二試藥部51D、52D。第一以及第二試藥部51D、52D通過隔板3D而被互相分離。在葡萄糖傳感器X5中，對面距離H是凹部10D、20D的最深部位置之間的距離。
圖10A以及圖10B所示葡萄糖傳感器X6在透明的圓管7E的內(nèi)部形成試藥部70E。葡萄糖傳感器X6與圖9C所示的葡萄糖傳感器X4同樣地，具備截面為圓形狀的毛細(xì)管71E，但在毛細(xì)管71E由圓管7E規(guī)定這點上，與圖9C所示的葡萄糖傳感器X4不同。在該葡萄糖傳感器X6中，對面距離H是圓管7E的內(nèi)徑。
第二實施方式下面，對本發(fā)明的第二實施方式進(jìn)行說明。其中，本實施方式中，在參照附圖時，對于與前面在第一實施方式中說明的構(gòu)件相同的部分，標(biāo)注相同符號。
圖11～圖14所示的葡萄糖傳感器X7是作為通過比色來測定葡萄糖濃度的一次性構(gòu)造，基本構(gòu)造與前面說明的葡萄糖傳感器X1(圖1～圖3)相同。即，該葡萄糖傳感器X7具有通過一對隔板3F而接合第一以及第二板材1、2的形態(tài)，通過各構(gòu)件1、2、3F，在第一以及第二板材1、2的長度方向上延伸的毛細(xì)管4F被規(guī)定下來。
在葡萄糖傳感器X7中，毛細(xì)管4F的高度尺寸H’以及試藥部51F的配置與前面說明的葡萄糖傳感器X1(圖1～圖3)不同。
毛細(xì)管的高度尺寸(對面距離)H’在150μm以下而形成。毛細(xì)管4F的高度尺寸H’優(yōu)選設(shè)定為100μm以下，更優(yōu)選為75μm以下。但是，如全血那樣，在使用含有血球(固體部分)的試料的情況下，為了使向毛細(xì)管4F進(jìn)行的試料(血液)可靠地導(dǎo)入，毛細(xì)管4F的高度尺寸H’優(yōu)選設(shè)定為30μm以下。毛細(xì)管4F的高度尺寸H’可以通過隔板3F的厚度尺寸來調(diào)整。
另一方面，試藥部51F僅設(shè)置在第一板材1上。該試藥部51F相對于血液而形成為容易溶解的固體狀，例如作為含有發(fā)色劑、電子傳遞物質(zhì)以及氧化還原酶的構(gòu)件而構(gòu)成。作為發(fā)色劑、電子傳遞物質(zhì)以及氧化還原酶，可以使用在第一實施方式中說明的相同的物品。
如圖14A以及圖14B所示，在葡萄糖傳感器X7中，在通過開口40向毛細(xì)管4F供給血液的情況下，通過在毛細(xì)管4F中產(chǎn)生的毛細(xì)管力，使血液在毛細(xì)管4F的內(nèi)部行進(jìn)。此時，試藥部51F被血液溶解，在毛細(xì)管4F的內(nèi)部構(gòu)筑成液相反應(yīng)體系42F。在液相反應(yīng)體系42F中，發(fā)色劑發(fā)色，其發(fā)色程度(液相反應(yīng)體系的著色程度)與前面說明的葡萄糖傳感器X1(參照圖1～圖3)同樣地被測出。
在葡萄糖傳感器X7中，從后述實施方式也可明確，通過將對面距離H’設(shè)定在150μm以下，比通常的小，而可以縮短測定時間。即，在葡萄糖傳感器X7中，為了均勻化在液相反應(yīng)體系42F中、包含在試藥部51F的目標(biāo)成分(發(fā)色劑、氧化還原酶、電子傳遞物質(zhì))的濃度而需要的目標(biāo)成分的擴散距離，在高度方向上變小。此外，即使在由于反應(yīng)而消耗葡萄糖的情況下，均勻分散未反應(yīng)葡萄糖用的葡萄糖擴散距離，在高度方向上也比通常的葡萄糖小。其結(jié)果，在葡萄糖傳感器X7中，為了使發(fā)色劑發(fā)色所需要的反應(yīng)變得容易發(fā)生，用于獲得作為目標(biāo)反應(yīng)狀態(tài)(液相反應(yīng)體系的著色)的時間變短，可以縮短測定時間。
涉及本發(fā)明的葡萄糖傳感器，并不限于本實施方式中說明的形態(tài)，例如也可以做成圖15～圖17所示的構(gòu)造。
在圖15A以及圖15B所示葡萄糖傳感器X8中，在第一板材1G上形成截面為矩形的凹部10G，在該凹部10G的底部形成試藥部51G。如圖15B所示，該葡萄糖傳感器X8中，對面距離H’為凹部10G的底面和第二板材2G之間的距離。
在圖16A以及圖16B所示葡萄糖傳感器X9中，將毛細(xì)管4H的截面形狀做成為半圓狀。更具體地說，在第一基板1H上形成截面為半圓的凹部10H，在該凹部10H的內(nèi)面形成試藥部51H。如圖16B所示，在該葡萄糖傳感器X9中，對面距離H’為凹部10H的深度。
在圖17A以及圖17B所示的葡萄糖傳感器X10中，將毛細(xì)管4I的截面形狀做成圓形。更具體地說，在葡萄糖傳感器X10中，在兩個第一以及第二板材1I、2I上形成半圓狀的凹部10I、20I，在第一板材1I的凹部10I形成試藥部51I。如圖17B所示，在該葡萄糖傳感器X10中，對面距離H’為毛細(xì)管4I的直徑。
在圖15～圖17所示的葡萄糖傳感器X8～X10中，在第一以及第二板材之間沒有設(shè)置隔板，但在設(shè)置隔板的構(gòu)造中，再加上隔板的厚度是對面距離。
在第一實施方式以及第二實施方式中，對根據(jù)射入光和透過光的強度而能夠測定葡萄糖濃度這樣構(gòu)造的葡萄糖傳感器進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也可以適用于根據(jù)射入光和反射光的強度來測定葡萄糖濃度這樣構(gòu)造的葡萄糖傳感器。特別是，涉及本發(fā)明第一實施方式的葡萄糖傳感器，并不限于通過比色來測定葡萄糖濃度這樣構(gòu)成的葡萄糖傳感器，也可以適用于通過電極法來測定葡萄糖濃度這樣構(gòu)成的葡萄糖傳感器。
各實施方式中的葡萄糖傳感器X1～X10通過毛細(xì)管力來使試料移動而構(gòu)成，但是，也可以通過泵等的動力使試料移動而構(gòu)成，此外，也未必需要采用使試料移動的構(gòu)造。
本發(fā)明也可以適用于分析血液中的除葡萄糖以外的成分例如膽固醇等的場合，此外，能夠適用于分析血液以外的試料例如尿等的場合。
實施例第一實施例在本實施方式中，當(dāng)使用血液作為試料的情況下，對于葡萄糖傳感器中的毛細(xì)管的高度尺寸(對面距離)給予測定時間的影響，通過測定吸光度的時間變化而進(jìn)行了探討。
(本實施例中使用的葡萄糖傳感器)在本實施例中，使用三種葡萄糖傳感器(1)～(3)。這些葡萄糖傳感器(1)～(3)基本上是同樣的構(gòu)造，通過規(guī)定雙面膠帶(隔板)的厚度尺寸，而如表1所示那樣，使毛細(xì)管的高度尺寸(對面距離)互不相同。
各葡萄糖傳感器(1)～(3)按如下方法制成。首先，將一對雙面膠帶隔開3mm的間隔粘貼在尺寸為10mm×30mm×0.2mm的PET制的第一透明板上。雙面膠帶規(guī)定毛細(xì)管的厚度尺寸，使用于各葡萄糖傳感器(1)～(3)的雙面膠帶的厚度如表1所示。然后，在將表1所示組成的試藥液分別注入一對雙面膠帶之間的3mm×3mm的區(qū)域之后，送風(fēng)干燥(30℃、10％Rh)試藥液，而形成試藥部。在制成各葡萄糖傳感器(1)～(3)時的試藥液的各自的注入量，如表1所示。即，試藥液的各自的注入量根據(jù)毛細(xì)管的容量而被設(shè)定，葡萄糖傳感器(1)～(3)這樣進(jìn)行設(shè)定，即在將血液導(dǎo)入到毛細(xì)管時，在毛細(xì)管內(nèi)的試藥濃度達(dá)到相同。接著，通過雙面膠帶將10mm×30mm×0.2mm的PET制的第二透明板接合在第一透明板上，而得到在本實施例中使用的葡萄糖傳感器(1)～(3)。
表1第一實施例中使用的葡萄糖傳感器的構(gòu)造 在表1中，PQQGDH是以砒咯喹啉醌(PQQ)為補充酶的葡萄糖脫氫酶(GDH)的簡稱，PMS是5-methylphenazinium methylsulfate(5-甲基吩嗪甲基硫酸鹽)的簡稱，MMT是3-(4、5-Dimethyl-2-thiazolyl)-2、5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide(3-(4、5-二甲基-2-噻唑基)-2、5-二苯基-2H-四唑溴鹽)的簡稱，PIPES是Piperazine-1、4-bis(2-ethanesulfonicacid)(哌嗪-1、4-雙(2-乙磺酸))的簡稱。
吸光度的測定在本實施例中，關(guān)于各葡萄糖傳感器(1)～(3)、關(guān)于作為濃度為0mg/dL、200mg/dL、400mg/dL或者600mg/dL相當(dāng)?shù)难?，隨時間變化對吸光度進(jìn)行了測定。
在測定吸光度時，對于設(shè)置試藥部的區(qū)域，沿著毛細(xì)管的高度方向照射光，此時，接受透過葡萄糖傳感器的光。光的照射是使用發(fā)光二極管通過照射630nm的光來進(jìn)行。透過光在光電二極管受光。吸光度通過下列公式算出。
ABS(吸光度)＝log(l1/l2)上列公式中，l1為射入光的強度，l2為透過光的強度。
(測定結(jié)果以及討論)各葡萄糖傳感器(1)～(3)中的吸光度的隨時間變化的測定結(jié)果分別如圖18A～圖18C所示。
如圖18A所示，在雙面膠帶(毛細(xì)管)的厚度(對面距離)為200μm的葡萄糖傳感器(1)中，吸光度隨時間變化而變小，在葡萄糖濃度為400mg/dL或者600mg/dL的情況下，即使從血液導(dǎo)入開始經(jīng)過30秒，對于最大吸光度也沒有充分逐漸接近。因此，在葡萄糖傳感器(1)中，從血液導(dǎo)入開始30秒以內(nèi)的葡萄糖濃度的測定比較困難，此外，如果從血液導(dǎo)入開始在30秒以內(nèi)高精度地測定葡萄糖濃度，則不得不縮小測定范圍。
如圖18B所示，在雙面膠帶(毛細(xì)管)的厚度(對面距離)為100μm的葡萄糖傳感器(2)中，即使葡萄糖濃度為600mg/dL，從血液導(dǎo)入開始在10秒左右，對于最大吸光度也已充分逐漸接近。這樣，在葡萄糖傳感器(2)中，至少在葡萄糖濃度為0～600mg/dL的范圍內(nèi)，從血液導(dǎo)入開始在10秒左右，能夠高精度地進(jìn)行葡萄糖濃度的測定。
如圖18C所示，在雙面膠帶(毛細(xì)管)的厚度(對面距離)為60μm的葡萄糖傳感器(3)中，即使葡萄糖濃度為600mg/dL，從血液導(dǎo)入開始在5秒左右，對于最大吸光度也已充分逐漸接近。這樣，在葡萄糖傳感器(3)中，至少在葡萄糖濃度為0～600mg/dL的范圍內(nèi)，從血液導(dǎo)入開始在5秒左右，能夠高精度地進(jìn)行葡萄糖濃度的測定。
從這些結(jié)果可知，在液相反應(yīng)體系的試藥濃度相同的情況下，吸光度到逐漸接近最大值的時間，隨著雙面膠帶(毛細(xì)管)的厚度(對面距離)變小而縮短。因此，在葡萄糖傳感器中，可以說通過縮短毛細(xì)管中的試藥部的法線方向的距離(對面距離)，例如該距離在150μm以下，優(yōu)選在75μm以下，而能夠縮短測定時間。
第二實施例本實施方式中，在使用葡萄糖溶液作為試料的情況下，對葡萄糖傳感器中的試藥部的形成樣態(tài)給予測定時間的影響，通過測定吸光度的時間變化而進(jìn)行了探討。
(第二實施例中使用的葡萄糖傳感器)本實施例中，使用了表2所示的三種葡萄糖傳感器(4)～(6)。
葡萄糖傳感器(4)在兩個第一以及第二板材上形成試藥部(參照圖1～圖3)。在該葡萄糖傳感器(4)中，當(dāng)在第一板材上粘貼了一對雙面膠帶之后，在一對雙面膠帶之間形成第一試藥部，另一方面，當(dāng)在第二板材上粘貼了一對雙面膠帶之后，在一對雙面膠帶之間形成第二試藥部，通過第一以及第二試藥部相對接合第一以及第二板材而形成。此外，關(guān)于葡萄糖傳感器(4)的構(gòu)造，關(guān)于與第一實施例的葡萄糖傳感器(1)～(3)不同的部分，表示在表2中，關(guān)于表2沒有記載的構(gòu)造，是與第一實施例的葡萄糖傳感器(1)～(3)同樣地制成。
葡萄糖傳感器(5)、(6)只在第一板材上形成試藥部，如下述圖2所示的構(gòu)成，與第一實施例的葡萄糖傳感器(1)～(3)同樣地制成。
表2第二實施例中使用的葡萄糖傳感器的構(gòu)造 (測定結(jié)果以及探討)本實施例中，使用各葡萄糖傳感器(4)～(6)，與第一實施例同樣地，隨著時間變化來測定了吸光度。吸光度是對濃度不同的三種葡萄糖溶液(0mg/dL、200mg/dL、400mg/dL)進(jìn)行了測定。各葡萄糖傳感器(4)～(6)中的吸光度的隨時間變化的測定結(jié)果，分別如圖19A～圖19C所示。
如圖19A所示，在葡萄糖傳感器(4)中，即使在葡萄糖濃度為600mg/dL的情況下，從血液導(dǎo)入開始在10秒左右，對于最大吸光度已充分逐漸接近。因此，如葡萄糖傳感器(4)那樣，在設(shè)置了相對的兩個試藥部的葡萄糖傳感器(4)中，至少在葡萄糖濃度為0～600mg/dL的范圍內(nèi)，從血液導(dǎo)入開始在10秒左右，能夠高精度地進(jìn)行葡萄糖濃度的測定。
如圖19B所示，在葡萄糖傳感器(5)中，吸光度隨時間變化而變小，在葡萄糖濃度為600mg/dL的情況下，即使從血液導(dǎo)入開始經(jīng)過30秒，對于最大吸光度也未充分地逐漸接近。因此，在僅在單面上設(shè)置試藥部的葡萄糖傳感器(5)中，即使使毛細(xì)管的高度尺寸(對面距離)以及試藥部的組成與葡萄糖傳感器(4)相同，從血液導(dǎo)入開始在30秒以內(nèi)的葡萄糖濃度的測定也很困難，此外，如果從血液導(dǎo)入開始在30秒以內(nèi)高精度地測定葡萄糖濃度，則測定范圍不得不變小。
如圖19C所示，在葡萄糖傳感器(6)中，可以獲得與葡萄糖傳感器(4)同樣的結(jié)果。
即，在設(shè)置了相對的兩個試藥部的葡萄糖傳感器(4)中，實質(zhì)上可以獲得與對面距離小的情況下(第一實施例的葡萄糖傳感器(2)、(3)]相同的效果。這就意味著，在相對形成試藥部的情況下，第一，即使在對面距離較大的情況下，也可以縮短測定時間；第二，如果較小地設(shè)定對面距離，在一方的板材上形成試藥部的情況下，有可能不能獲得短時間的測定。因此，在使兩個試藥部相對地形成的葡萄糖傳感器中，可以顯著地縮短測定時間。
權(quán)利要求
1.一種分析用具，其特征在于，包括用于使試料中的特定成分和試藥反應(yīng)的反應(yīng)空間，和配置于所述反應(yīng)空間內(nèi)且在試料被供給至所述反應(yīng)空間時溶解的試藥部，其中，所述試藥部在規(guī)定所述反應(yīng)空間的規(guī)定面上具有相互相對的第一以及第二部分。
2.如權(quán)利要求1所述的分析用具，其特征在于所述第一以及第二部分被互相分?jǐn)唷?br> 3.如權(quán)利要求1所述的分析用具，其特征在于所述第一部分中的組成和所述第二部分的組成互不相同。
4.如權(quán)利要求1所述的分析用具，其特征在于所述試藥部構(gòu)成為含有發(fā)色試藥，通過比色而能夠進(jìn)行試料的分析。
5.如權(quán)利要求1所述的分析用具，其特征在于所述規(guī)定面包括設(shè)置所述第一部分的第一區(qū)域，和設(shè)置所述第二部分且在所述第一區(qū)域的法線方向與所述第一區(qū)域相對的第二區(qū)域；將所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的對面距離設(shè)定在300μm以下。
6.如權(quán)利要求5所述的分析用具，其特征在于所述對面距離在30μm以上。
7.如權(quán)利要求5所述的分析用具，其特征在于，包括具有所述第一區(qū)域的第一板材，和具有所述第二區(qū)域且和所述第一板材共同規(guī)定所述反應(yīng)空間的第二板材。
8.如權(quán)利要求7所述的分析用具，其特征在于還包括接合所述第一板材和所述第二板材、并且和這些板材共同規(guī)定所述反應(yīng)空間的隔板；所述對面距離由所述隔板規(guī)定。
9.如權(quán)利要求1所述的分析用具，其特征在于所述反應(yīng)空間構(gòu)成為，通過在該反應(yīng)空間產(chǎn)生的毛細(xì)管力來使試料移動。
10.如權(quán)利要求1所述的分析用具，其特征在于作為所述試料，能夠使用血液。
11.一種分析用具的制造方法，其特征在于，包括在第一基板上形成一個以上第一試藥部的第一試藥部形成工序；在第二基板上形成一個以上第二試藥部的第二試藥部形成工序；和使所述第一以及第二試藥部互相相對地互相接合所述第一以及第二基板而形成中間體的中間體形成工序。
12.如權(quán)利要求11所述的分析用具的制造方法，其特征在于在所述第一試藥部形成工序中，對所述第一基板形成有多個第一試藥部；在所述第二試藥部形成工序中，對所述第二基板形成有多個第二試藥部；且還包括為了至少各含有一個所述第一以及第二試藥部而切斷所述中間體的切斷。
13.如權(quán)利要求11所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述第一試藥部和第二試藥部，作為組成互不相同的結(jié)構(gòu)而形成。
14.如權(quán)利要求11所述的分析用具的制造方法，其特征在于所述第一試藥部和第二試藥部，形成相同或者大致相同的組成。
15.如權(quán)利要求11所述的分析用具的制造方法，其特征在于，還包括在所述中間體形成工序之前進(jìn)行的、并且在所述第一以及第二基板中的至少一方上的、形成所述第一或者第二試藥部的面上，保持隔板的工序。
16.一種分析用具，其特征在于是包括用于使試料中的特定成分和試藥發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)空間，且在通過比色分析所述特定成分時所利用的分析用具；規(guī)定所述反應(yīng)空間的規(guī)定面包括用于保持試藥的試藥保持區(qū)域、和在所述試藥保持區(qū)域的法線方向與所述試藥保持區(qū)域相對地存在、且沒有保持試藥的對面區(qū)域；將所述試藥保持區(qū)域和所述對面區(qū)域的對面距離設(shè)定為150μm以下。
17.如權(quán)利要求16所述的分析用具，其特征在于所述對面距離為100μm以下。
18.如權(quán)利要求17所述的分析用具，其特征在于所述對面距離為75μm以下。
19.如權(quán)利要求16所述的分析用具，其特征在于所述對面距離為30μm以上。
20.如權(quán)利要求16所述的分析用具，其特征在于所述反應(yīng)空間構(gòu)成為可以使試料移動。
21.如權(quán)利要求20所述的分析用具，其特征在于所述反應(yīng)空間構(gòu)成為通過在該反應(yīng)空間產(chǎn)生的毛細(xì)管力而使試料移動。
22.如權(quán)利要求16所述的分析用具，其特征在于，包括具有所述試藥保持區(qū)域的第一板材，和具有所述對面區(qū)域并且和所述第一板材共同規(guī)定所述反應(yīng)空間的第二板材。
23.如權(quán)利要求22所述的分析用具，其特征在于還包括接合所述第一板材和所述第二板材、且和這些板材共同規(guī)定所述反應(yīng)空間的隔板；所述對面距離由所述隔板規(guī)定。
24.如權(quán)利要求16所述的分析用具，其特征在于作為所述試料，使用含有血球的血液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種分析用具(X1)，具有用于使試料中的特定成分和試藥發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)空間(4)，和配置于反應(yīng)空間(4)內(nèi)且在試料被供給至反應(yīng)空間(4)時溶解的試藥部(51、52)。試藥部(51、52)在規(guī)定反應(yīng)空間(4)的規(guī)定面上，具有互相相對的第一部分(51)和第二部分(52)。
文檔編號G01N21/03GK1774628SQ200480010320
公開日2006年5月17日 申請日期2004年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月16日
發(fā)明者永川健兒, 寺元正明, 川瀨喜幸, 星島光博 申請人:愛科來株式會社