液体収集装置
【課題】埃のような異物を排除して被験者から汗成分のような液体を次工程の分析装置で使用可能であり、確実に簡単に収集することができる液体収集装置を提供する。
【解決手段】液体収集装置１は、指の皮膚からの汗成分を収集するための携帯可能な装置であり、液体収集装置１は、指を挿入して指から汗成分を収集するための収集部１１と、汗成分を回収するカセット容器としてのセンサーチップＴを着脱可能に納めるカセット収容部１３と、を有する。
【解決手段】液体収集装置１は、指の皮膚からの汗成分を収集するための携帯可能な装置であり、液体収集装置１は、指を挿入して指から汗成分を収集するための収集部１１と、汗成分を回収するカセット容器としてのセンサーチップＴを着脱可能に納めるカセット収容部１３と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体収集装置に関し、特に汗成分などの液体を収集するための液体収集装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば血液中のグルコース値（血糖値）は、糖尿病疾患において非常に重要な指標であり、医療現場では、針を用いて採血を行っている。この採血をする際に、被験者の指には針を刺す必要があるので被験者には苦痛を伴う。
このため、被験者に対して針を刺さないで、いわゆる非侵襲でグルコース値が得られる方法が検討されている。例えば、指に対して霧吹きにより水分を与えることで、指の皮膚表面の汗成分を容器内に落下させて、その汗成分中に含まれるグルコース値を測定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３１５３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、特許文献１に開示されているグルコースの測定では、被験者に対する負荷を軽減できるが、指を外気に露出させた状態で指に小型の噴霧器から水溶液を噴霧して、指に付着した水滴を、外気に露出した状態で筒状の容器内に落下させる必要がある。このため、指に水溶液を噴霧して指に付着した水滴を落下させる際に埃などの異物が混入するおそれがある。しかもこの筒状の容器は、必ず指の下方に配置させる必要がある。このため、指からたれてくる水滴が容器の外にこぼれてしまうおそれがある。
【０００４】
このように、指は露出されており、指に噴霧器から水溶液を噴霧した状態で指から水滴が容器内に落下するのを待たなければならないので、指や水滴に埃など異物が付着してしまうおそれがある。従って、従来のグルコース測定方法では、異物を排除して指の汗成分を確実に容器内に収集することが難しい。さらに、少量の汗成分を用いてグルコース量を測定するためには、例えば遠心分離装置を用いて前記汗成分中のグルコース濃度を高めなくてはいけない。従って、収集された汗を効率良く収容するカセット容器が必要である。
そこで、本発明は上記課題を解消するために、埃のような異物を排除して被験者から汗成分のような液体を次工程の分析装置で使用可能であり、確実に簡単に収集することができる液体収集装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解消するために、本発明の液体収集装置は、指の皮膚からの汗成分を収集するための携帯可能な液体収集装置であって、
前記指を挿入して前記指から前記汗成分を収集するための収集部と、前記汗成分を回収するカセット容器を着脱可能に納めるカセット収容部と、を有することを特徴とする。
【０００６】
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記挿入部内の前記汗成分に対して汗成分回収剤を供給する汗成分回収剤供給部を有し、
前記汗成分回収剤供給部は、
前記汗成分回収剤を貯留する貯留部と、
前記貯留部内の前記汗成分回収剤を前記挿入部内に供給するためのポンプと、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部は、開口部と底部を有しており、前記開口部には挿入された前記指から前記汗成分を前記収集部内に掻き取るために弾性変形可能な掻き取り部材を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部内に配置されて前記汗成分を吸収する柔軟性を有する吸収部材と、
前記汗成分を吸収した前記吸収部材を押圧して前記汗成分を前記吸収部材から前記収集部内に絞り出すための押圧部材と、をさらに備えることを特徴とする。
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部の近傍には、振動を発生する振動子が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部の近傍には、ヒータが配置されていることを特徴とする。
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部と前記カセット収容部からなる第１構造部分は、前記汗成分回収剤供給部からなる第２構造部分に対して着脱可能であることを特徴とする。
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部の開口部を開閉可能な蓋部材を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記カセット容器は、前記皮膚からの前記汗成分を吸収する吸収室と、前記吸収室に連通し前記汗成分を電気信号に変換する試薬と前記電気信号を出力する電極を有する変換部からなり、前記カセット容器は前記カセット収容部に対して着脱可能に配置されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部は、前記吸収部が指先を封止して固定するサック状の汗収集部であり、前記カセット容器は、前記サック状の汗収集部の開口部に連通して着脱可能に付属されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、埃のような異物を排除して被験者から汗成分のような液体を次工程の分析装置で使用可能であり、確実に簡単に収集することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の液体収集装置の好ましい第１実施形態を示す図である。
図１に示す液体収集装置１は、図１に示す例えば被験者の手の指１０００の皮膚１００１からの汗成分を試料として収集するための携帯型の液体収集装置であり、指を収集部に挿入することで、埃のような異物を排除して被験者から汗成分のような液体を確実に簡単に効率良く収集してセンサーチップ１００内に納めることができる。図１は、指１０００が収集部１１内に挿入される前の状態を示しており、図２は、指１０００が収集部１１内に挿入された状態を示している。
【００１４】
汗成分は、塩化ナトリウム、窒化酸化物、乳酸、カルシウム、尿素、アンモニア、糖類などを含んだ水で構成されている。この汗の成分は、血液から作り出され、血液中の血漿と呼ばれる液体成分が汗として使われている。汗は汗腺から分泌されるが、この汗腺は全身に約２００万個〜５００万個ある。一番密に汗腺が存在しているのは、手掌であり、その次に密なのは足の裏、額である。
そこで、本発明の実施形態の液体収集装置１は、被験者の手の指または足の指に着目して、指からの汗成分を確実に簡単に効率良く収集する。
【００１５】
図１の液体収集装置１は、本体１０を有しており、本体１０内には、収集部１１と、汗成分回収剤供給部１２と、カセット収容部１３と、制御部１００と、バッテリＢが配置されている。本体１０は、例えばプラスチック製の直方体形状のケースである。
【００１６】
液体収集装置１は、第１構造部分２０１と第２構造部分２０２を有する。第１構造部分２０１は、指を挿入して前記指から前記汗成分を収集するための収集部１１と、収集部１１内において汗成分回収剤とともに集められた汗成分を回収するためのカセット容器としてのセンサーチップＴを、着脱可能に納めるためのカセット収容部１３を有する。第２構造部分２０２は、収集部１１内に汗成分に対して汗成分回収剤を供給する汗成分回収剤供給部１２を有する。
【００１７】
図１に示す収集部１１は汗採取部とも言い、例えば人差し指などの指１０００を挿入して指１０００の皮膚の汗成分を採取するための部分である。収集部１１は、例えば指１０００の第１関節部分まで収容できるほぼ筒状の内部空間１９を有している。収集部１１は開口部２３と底部２２と内周部２１を有している。収集部１１の上部は開口部２３であり、底部２２は排出路１１Ｐに接続されている。収集部１１は、吸収部材７０が指先を封止して固定するサック状の汗収集部であり、カセット容器としてのセンサーチップＴは、サック状の汗収集部の開口部２３に連通して着脱可能に付属されている
【００１８】
このような収集部１１の構造を採用しているので、収集部１１が汗成分を収集しようとする指の部分を収容して外気に露出しないようにすることができ、埃などの異物が指の汗成分の採取部位や汗成分に付着するのを防止することができる。
【００１９】
収集部１１の開口部２３には、掻き取り部材７０が設けられている。この掻き取り部材７０は、収集部１１の内部空間１９内に挿入された指１０００の肌面から汗成分を収集部１１内に掻き取る。
【００２０】
このように汗成分を指１０００から掻き取るために、掻き取り部材７０は、弾性変形可能な収縮ゴムやプラスチックなどにより例えばリング状に形成されていて、掻き取り部材７０の孔７１の内径は、指１０００の太さよりも小さい。従って、図２に示すように、指１０００がこの掻き取り部材７０の孔７１を通じてＺ方向に沿って収集部１１内に挿入されると、掻き取り部材７０の内周面は指１０００により半径方向外側に向けて圧縮され、指１０００を収集部１１内からＺ１方向に沿って引き抜く際には、掻き取り部材７０の内周面は指１０００の皮膚１００１から汗成分を強制的に確実に掻き取って、収集部１１の底部２２へ落とすことができる。
【００２１】
図１の収集部１１の開口部２３には、好ましくは蓋部材２４が配置されており、この蓋部材２４は例えば回転中心部２５を中心として回転することで掻き取り部材７０の孔７１を閉じることができる。これにより、収集部１１に指１０００を挿入しない場合には、掻き取り部材７０の孔７１を蓋部材２４により閉じておくことができ、収集部１１内に埃などの異物が入らないようになっている。しかも、指１０００の汗成分を収集した後に指１０００を収集部１１内から抜き取ると、掻き取り部材７０の孔７１は蓋部材２４により閉じておくことができ、収集部１１内に埃などの異物が入らず、収集した汗成分に対して埃などの異物が混入するのを確実に防ぐことができる。
【００２２】
次に、図１に示す汗成分回収剤供給部１２を説明する。
汗成分回収剤供給部１２は、本体１１において収集部１１の横側に配置されている。
汗成分回収剤供給部１２は、図２に示すように収集部１１内に挿入されている指１０００の皮膚１００１に対して汗成分回収剤３０を噴射して供給する。汗成分回収剤供給部１２は、ポンプ４０と、電動のモータ４１と、貯留部４２と、バルブ４３，４４と、パイプ４６，４７，４８を有する。
【００２３】
貯留部４２は、汗成分回収剤３０を貯留している。この汗成分回収剤３０は、例えば界面活性材を含有する水溶液、具体例としてはアルコール液を貯留している。貯留部４２は、パイプ４６とパイプ４７を通じて収集部１１の内部空間１９に接続されており、ポンプ４０はパイプ４８を通じてパイプ４６の途中部分に接続されている。
バルブ４３は、貯留部４２とパイプ４８の間に配置されている。バルブ４４は、パイプ４７に配置されている。
【００２４】
モータ４１はポンプ４０を駆動することにより、バルブ４３，４４が開いている状態において、貯留部４２内の汗成分回収剤３０を、パイプ４６，４７を通じて収集部１１内に供給することができる。
図１に示す制御部１００は、モータ４１の動作の制御と、バルブ４３，４４の開閉の制御を行う。バッテリＢは、制御部１００に対して電源供給を行う。
【００２５】
次に、図１に示すカセット収容部１３を、図３と図４を参照して説明する。
カセット収容部１３には、カセット容器としてのセンサーチップＴを着脱可能に収容することができる。カセット収容部１３は、本体１１において収集部１１の下側に配置されている。図３は、図１に示す液体収集装置１に対して着脱可能に装着されるセンサーチップＴの構造例を示す。図４は、図４のセンサーチップＴを本体１１のカセット収容部１３内に装着する様子を示す斜視図である。
【００２６】
図１と図４に示すように、カセット収容部１３は本体１１の側面部分に開口部５０を有しており、カセット収容部１３に、直方体形状の薄型のセンサーチップＴをＳ方向に挿入することで、カセット収容部１３はセンサーチップＴを保持でき、またセンサーチップＴはＳ１方向に沿ってカセット収容部１３内から取り出すことができる。
【００２７】
センサーチップＴを、この開口部５０を通じてカセット収容部１３内に挿入する際には、指でセンサーチップＴを押し込んで突き当てることで位置決めすればよい。センサーチップＴをカセット収容部１３内から取り出すのを容易にするために、センサーチップＴは例えば引っ張って取り出すためのリボンのような取り出し部材５１を有している。これにより、センサーチップＴはカセット収容部１３内から取り出すことができ、被験者によるセンサーチップＴの挿入と取り出しが簡単にできる。
【００２８】
図３に例示するセンサーチップＴは、図２に示す収集部１１内において汗成分回収剤３０とともに集められた汗成分１２００を回収するための汗成分回収部材の一例である。
図３に示すように、センサーチップＴは、直方体形状の薄型のケース６０と、吸収室８０と、電極７０，７１を有している。吸収室８０は、第１吸収部材６１と第２吸収部材６２で構成されている。ケース６０は、例えばプラスチックにより作られており、吸収室８０の第２吸収部材６２には、電極７０，７１が収容されている。
【００２９】
図１と図２に示す第１吸収部材６１は、汗成分を毛細管現象を用いて吸収して採取することができる材質、多孔質材料例えば板状のスポンジである。ケース６０は、第１吸収部材６１に対応する部分に、開口部６３を有している。しかし、第１吸収部材６１は、多孔質材料以外に不織布などであっても良い。
一方、第２吸収部材６２は、第１吸収部材６１で採取された汗成分を遠心分離作用により、電極７１，７２側にグルコース濃度を高めて分離吸着させるための管路構造を有している。
【００３０】
カセット容器としてのセンサーチップＴは、被検者の皮膚からの汗成分を吸収する吸収室８０と、吸収室８０に連通し汗成分を電気信号に変換する試薬と電気信号を出力する電極７０，７１を有する変換部からなり、センサーチップＴはカセット収容部１３に対して着脱可能に配置される。この吸収室８０は、図１と図２に示す第１吸収部材６１と第２吸収部材６２を有する。
【００３１】
図１と図２に示すように、センサーチップＴがカセット収容部１３内においてＳ方向に突き当てて位置決めされると、収集部１１のパイプ１１Ｐが開口部６３の上に来る。これにより、センサーチップＴの第１吸収部６１は、収集部１１内において汗成分回収剤３０とともに集められた汗成分１２００を、排出路１１Ｐを通じて吸収することで回収できる。
【００３２】
このセンサーチップＴがこのカセット収容部１３内から取り出されると、図１４において後で説明する遠心分離装置のディスク６００に配置されて、図３に示すＲ方向に沿って遠心力を加える。これにより、図３にて第１吸収部材６１内の汗成分は、第１吸収部材６１内から第２吸収部材６２内に移動して分離しようとする例えばグルコースを分離する。
【００３３】
第１吸収部材６１と第２吸収部材６２内には、予めグルコースを吸着する薬液が注入されている。第１吸収部材６１にグルコースを含む液体、例えば血液や汗成分が注入され、センサーチップＴを連続回転して遠心力を与えると、第１吸収部材６１から第２吸収部材６２側にグルコースを含む液体が遠心力により移動して、第２吸収部材６２の端部には比重差によりグルコースが電極に付着する。これにより、グルコースの量を電気信号の測定値は、この電極から得ることができる。この電極からの電気信号は、遠心分離装置の図３に示す処理回路７７により変換処理される。
【００３４】
グルコース（血中糖分）は、酵素層（バイオ層）で過酸化水素層に変換して、白金の電極で電子を取り出し、血液中の糖分濃度を、表示パネルに表示する。一例として示すこの測定方法は、ＧＯＤ（glucose oxidase）固定化酵素電極による最大反応加速解析法であり、以下の通りである。
測定原理（ＧＯＤ電極法）
Ｇ０Ｄを固定化した酵素膜と、金陰電極、および銀塩化銀陽電極を組み合わせて、ＧＯＤ反応により消費される酸素量を測定する。
（１）酵素の作用により電極表面で、下記のＧＯＤ反応が起こる。
グルコース＋Ｏ2＋Ｈ2Ｏ→グルコン酸＋Ｈ２Ｏ２
この反応で、反応液中の酸素が消費される。
【００３５】
（２）この酸素消費量を金陰極と銀塩化銀陽極からなる電極により、電流量として測定する。電極内部では、下記の反応が起こり、電流が流れ、この電流量は酸素分圧に比例する。酸素消費量は検体中のグルコース濃度に比例する。
金陰極 ：Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→ ４ＯＨ−
銀−塩化銀陽極 ：４Ａｇ＋４Ｃｌ→ ４ＡｇＣｌ＋４ｅ−
さらに、本測定方法では、酸素消費量の変化を二次微分することによって反応加速度を求め、この加速度の最大値を検知して、グルコースを測定する。反応加速度もまた検体中のグルコース濃度に比例する。
【００３６】
次に、上述した液体収集装置１を用いた汗成分の収集方法について説明する。
図１に示すカセット収容部１３内には、新しいセンサーチップＴが挿入して配置されている。蓋部材２４が収集部１１の開口部２３を閉じた状態から、被験者は蓋部材２４をＪ方向に旋回することで、収集部１１の開口部２３を外部に露出させる。
【００３７】
被験者の指１０００は消毒した後に、図２に示すように掻き取り部材７０の孔７１を通じて、Ｚ方向に沿って収集部１１内に挿入する。この際に、掻き取り部材７０の内周面は指１０００により圧縮されて、掻き取り部材７０の内周面は指１０００の皮膚１００１に密着される。
【００３８】
被験者がスイッチＳＷを押すと、制御部１００は、モータ４１を駆動制御してポンプ４０は圧力を発生させるとともに、制御部１００は、バルブ４３，４４を開ける。これにより、貯留部４２内の汗成分回収剤３０が、収集部１１内の指１０００の皮膚１００１に噴射して供給される。
【００３９】
このようにして、被験者の指１０００が収集部１１内に挿入され、貯留部４２内の汗成分回収剤３０が、収集部１１内の指１０００の皮膚１００１に噴射して供給されることで、指１０００の皮膚１００１の表面の汗成分１２００が、表面の皮膚１００１から汗成分回収剤３０を用いて流し落とされる。この汗成分１２００は、図２の排出路１１ＰとセンサーチップＴの開口部６３を通じて、吸収室８０の第１吸収部材６１に落下することから、汗成分は第１吸収部材６１に毛細管現象により吸収される。
【００４０】
そして、制御部１００は、スイッチＳＷを押してから一定時間が経過すると、モータ４１の動作を停止させるとともに、バルブ４３，４４を閉じる。これにより、貯留部４２内の汗成分回収剤３０が、収集部１１内の指１０００の皮膚１００１に噴射されなくなる。その後、被験者は図２に示すＺ１方向に沿って指１０００を収集部１１内から抜く際には、掻き取り部材７０は指１０００の皮膚１００１から汗成分を掻き取って、収集部１１の底部２２へ確実に落とすことができる。
【００４１】
その後、蓋部材２４により開口部２３を閉じる。これにより、収集部１１内に埃などの異物が混入しないので、異物が排出路１１Ｐを通じてセンサーチップＴ内に侵入するのも防ぐことができる。
【００４２】
被験者はカセット収容部１３内からセンサーチップＴを取り出して、センサーチップＴは遠心分離装置に装着して図２のＲ方向に遠心力を与える。これにより、第１吸収部材６１内の汗成分は、第１吸収部材６１内から第２吸収部材６２内に移動して分離しようとする例えばグルコースを分離する。
【００４３】
図３に示すセンサーチップＴは、この開口部５０を通じてカセット収容部１３内に挿入する際には、指でセンサーチップＴを押し込んで突き当てれば、簡単にカセット収容部１３内に位置決めして配置することができる。しかも、センサーチップＴは例えば引っ張って取り出すためのリボンのような取り出し部材５１を有しているので、センサーチップＴはカセット収容部１３内から容易に取り出すことができる。
【００４４】
図１にて再び液体収集装置１を使用する場合には、蓋部材２４をＪ方向に開いて収集部１１と排出路１１Ｐを洗浄液により洗浄して、汗成分を洗浄すればよい。
例えば制御部１００がモータ４１を駆動してポンプ４０を駆動し、しかもバルブ４３，４４を開けることで、収集部１１内と排出路１１Ｐ内は、貯留部４２内の汗成分回収剤３０を用いて確実に洗浄することができる。この場合には、カセット収容部１３内にはセンサーチップＴは入れておかない。
【００４５】
以上説明したように、図１〜図４に示す液体収集装置１は、埃のような異物を排除して被験者から汗成分のような試料を次工程の分析装置で使用可能であり、確実に簡単に収集することができる。ポンプ４０はモータ４１により駆動することにより、自動的に汗成分に対して汗成分回収剤を供給することができる。汗成分回収剤供給部１２の貯留部は、界面活性剤を含有する水溶液である。これにより、汗成分はこの水溶液を用いて収集部１１側からセンサーチップＴ側に容易に収集できる。
【００４６】
次に説明する各実施形態では、上述した第１実施形態と同じ個所には同じ符号を記して説明を省略する。
第２実施形態
次に、図５を参照して、本発明の液体収集装置の第２実施形態を説明する。
図５に示す第２実施形態の液体収集装置１が、図１に示す液体収集装置１と異なるのは、図１に示す貯留部４２に代えて、別の貯留部の一例である加湿器１２５が配置されていることである。加湿器１２５はミスト発生装置の一例である。この加湿器１２５内には、例えば水またはアルコール液３０Ｗが収容されている。制御部１００がバルブ４３，４４を開けるとともに加湿器１２５を作動させることで、加湿器１２５は水またはアルコール液３０Ｗを、収集部１１内の指１００の皮膚１００１に霧状にして噴射するので、指１０００の皮膚１００１から汗成分が流し落とされる。これにより、汗成分を容易に回収できる。
図５の液体収集装置１の他の構成要素とその作用効果は、図１の液体収集装置１の対応する構成要素とその作用効果と同じであるので、説明を省略する。
【００４７】
第３実施形態
次に、図６を参照して、本発明の液体収集装置の第３実施形態を説明する。
図６に示す第３実施形態の液体収集装置１が、図１に示す液体収集装置１と異なるのは、図１に示す排出路１１Ｐに対してバルブ４９が追加されていることである。制御部１００がバルブ４９を開けることにより、汗成分は、図１のパイプ１１Ｐを通じてセンサーチップＴの開口部６３を通じて第１吸収室８１の吸収部材６１に落下するが、バルブ４９を閉じていれば汗成分は、図１のパイプ１１Ｐを通じてセンサーチップＴの開口部６３を通じて第１吸収室８１の吸収部材６１に落下しないようにすることができる。
また、バルブ４９を閉じておくことで、収集部１１内は貯留部４２内の汗成分回収剤３０により洗浄した後に、バルブ４９を開けて排出することができる。
図６の液体収集装置１の他の構成要素とその作用効果は、図１の液体収集装置１の対応する構成要素とその作用効果と同じであるので、説明を省略する。
【００４８】
第４実施形態
次に、図７を参照して、本発明の液体収集装置の第４実施形態を説明する。
図７に示す第４実施形態の液体収集装置１が、図１に示す液体収集装置１と異なるのは、第１構造部分２０１であるユニット部分１５０が、第２構造部分２０２である本体１０に対して、着脱可能になっていることである。
このユニット部分１５０は、収集部１１と、センサーチップＴを収容するカセット収容部１３を含み、ユニット部分１５０は、本体１０側の汗成分回収剤供給部１２に対して着脱可能である。パイプ４７の端部４７Ｄはパイプ４６の端部４６Ｆに対して着脱可能に接続できる。
【００４９】
これにより、被験者の指１０００が代わる度に、第１構造部分２０１である使用済みのユニット部分１５０を新しいユニット部分１５０に簡単に交換することができる。図７の液体収集装置１の他の構成要素とその作用効果は、図１の液体収集装置１の対応する構成要素とその作用効果と同じであるので、説明を省略する。
【００５０】
第５実施形態
次に、図８を参照して、本発明の液体収集装置の第５実施形態を説明する。
図８に示す第５実施形態の液体収集装置１が、図１に示す液体収集装置１と異なるのは、掻き取り部材７０に代えて、筒状のスポンジ部材９０が着脱可能に配置されていることである。このスポンジ部材９０は、吸収部材の一例であり、収集部１１の内周面２１に配置されており、図９に示すように収集部１１内に指１０００を挿入すると弾性変形して指１０００の皮膚に密着される。
【００５１】
使用に際しては、図８から図９に示すように、指１０００が収集部１１内のスポンジ部材９０内に挿入され、貯留部４２内の汗成分回収剤３０が、収集部１１のスポンジ部分２０内の指１０００の皮膚１００１に噴射して供給されることで、指１０００の皮膚１００１の表面の汗成分が、表面の皮膚１００１から汗成分回収剤３０とともにスポンジ部材９０に吸収される。
【００５２】
その後、図１０に示すように、押圧部材２００がＺ方向に沿ってスポンジ部材９０内に挿入されることで、スポンジ部材９０は圧縮されることから、汗成分は、図１の排出路１１ＰとセンサーチップＴの開口部６３を通じて、第１吸収室８１の吸収部材６１に落下して、汗成分は凝縮して吸収部材６１に吸収される。
【００５３】
これにより、図８〜図１０に示す液体収集装置１は、異物を排除して被験者から汗成分のような試料を確実に簡単に収集することができる。図８〜図１０の液体収集装置１の他の構成要素とその作用効果は、図１の液体収集装置１の対応する構成要素とその作用効果と同じであるので、説明を省略する。
【００５４】
第６実施形態
次に、図１１を参照して、本発明の液体収集装置の第６実施形態を説明する。
図１１に示す第６実施形態の液体収集装置１が、図１に示す液体収集装置１と異なるのは、ヒータ３００が収集部１１の近傍に配置されていることである。ヒータ３００としては、例えばセラミックヒータを用いることができる。
【００５５】
ヒータ３００は制御部１００によりオンオフ制御が行われ、ヒータ３００が収集部１１内に挿入された指１０００の皮膚に熱を与えることで発汗作用を促すことができる。これにより、汗成分の収集効率を上げることができる。
図１１の液体収集装置１の他の構成要素とその作用効果は、図１の液体収集装置１の対応する構成要素とその作用効果と同じであるので、説明を省略する。
なお、第６実施形態では、汗成分回収剤供給部１２を備えていても良いが、汗成分回収剤供給部１２は無くても良い。
【００５６】
第７実施形態
次に、図１２を参照して、本発明の液体収集装置の第７実施形態を説明する。
図１２に示す第７実施形態の液体収集装置１が、図１に示す液体収集装置１と異なるのは、振動子４００が収集部１１の近傍に配置されていることである。
【００５７】
振動子４００は制御部１００によりオンオフ制御が行われ、振動子４００が発生する振動は、収集部１１内に挿入された指１０００の皮膚に発汗作用を促すことができる。これにより、汗成分の収集効率を上げることができる。
振動子４００としては、例えば超音波振動子を使用することができる。超音波振動子は、例えば２０ｋＨｚの振動周波数の振動を発生する。
【００５８】
また、振動子４００としては、超音波振動子を用いても良いが、機械的な振動を発生する装置を採用することもできる。例えば図１３に示す振動子４００の例は、電動モータである。振動子４００は、ロータ４０１と、ステータ５００と、重り５５０を有している。
ロータ４０１は、ロータコア４０２とマグネット４０３と主軸４０４を有している。重り５５０は、ロータコア４０２に固定されている。ステータ５００は、ステータコア５０１と軸受５０２と駆動コイル５０３を有している。
【００５９】
軸受５０２は主軸４０４を回転可能に支持している。制御部１００が駆動コイル５０３に通電することで、駆動コイル５０３が発生する磁界と、ロータ４０１のマグネット４０３の磁界の相互作用により、ロータ４０１がステータ５００に対して主軸４０４を中心として連続回転することで、重り５５０により振動を発生することができる。
【００６０】
図１２の液体収集装置１の他の構成要素とその作用効果は、図１の液体収集装置１の対応する構成要素とその作用効果と同じであるので、説明を省略する。なお、第６実施形態では、汗成分回収剤供給部１２を備えていても良いが、汗成分回収剤供給部１２は無くても良い。
【００６１】
図１４は、センサーチップＴに対して遠心力を付加するための遠心分離装置の例を簡単に示している。
【００６２】
図１４では、ディスク６００が、モータ６０１により回転中心軸ＣＬを中心としてＫ方向に高速連続回転される。モータ６０１の駆動制御は制御部７００により行われる。センサーチップＴはディスク６００の中心近傍に投入された後にＲ１方向に沿ってディスク６００の外周部付近に移動される。そして、ディスク６００が連続回転することにより、図３に示す第１吸収部材６１から第２吸収部材６２側にグルコースを含む液体が遠心力によりＲ方向に移動して、第２吸収部６２の端部には比重差によりグルコースが電極に付着する。これにより、グルコースの量を電気信号の測定値は、この電極から得ることができる。
【００６３】
図１２の液体収集装置１は、指を挿入して前記指から前記汗成分を収集するための収集部１１と、収集部１１内において汗成分回収剤とともに集められた汗成分を回収するためのカセット容器としてのセンサーチップＴを着脱可能に納めるためのカセット収容部１３を有する。これにより、埃のような異物を排除して被験者から汗成分のような液体を次工程の分析装置で使用可能であり、確実に簡単に収集することができる
収集部１１は、開口部２３と底部２２を有しており、開口部２３には挿入された指から汗成分を収集部１１内に掻き取るために弾性変形可能な掻き取り部材７０を備える。これにより、汗成分は指から掻き取って収集部１１内に移すことができる。
【００６４】
液体収集装置１は、収集部１１内に配置されて汗成分を吸収する柔軟性を有する吸収部材としてのスポンジ部材９０、汗成分を吸収したスポンジ部材９０を押圧して汗成分を収集部１１内に絞り出すための押圧部材２００を備える。これにより、汗成分は指からスポンジ部材９０に移した後に絞り出すことで収集部１１内に移すことができる。
収集部１１の近傍には、振動を発生する振動子が配置されている。これにより、収集部１１内に挿入された指１０００の皮膚に発汗作用を促すことができ、汗成分の収集効率を上げることができる。
【００６５】
収集部１１の近傍には、ヒータが配置されている。これにより、収集部１１内に挿入された指１０００の皮膚に発汗作用を促すことができ、汗成分の収集効率を上げることができる。
【００６６】
収集部１１とカセット収容部１３からなる第１構造部分２０１は、汗成分回収剤供給部１２からなる第２構造部分２０２に対して着脱可能である。これにより、被験者の指１０００が代わる度に、第１構造部分２０１である使用済みのユニット部分１５０を新しいユニット部分１５０に簡単に交換することができる。
【００６７】
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。
本発明は、図示した実施形態に限らず、上述した各実施形態における特徴的な要素は、相互に組み合わせて構成することができる。例えば、図８に示すスポンジ部材９０は、図１１に示すヒータ３００や図１２に示す振動子４００と組み合わせることができる。図６に示す排出路４９は、他の実施形態の排出路１１Ｐに対しても配置することができる。
蓋部材２４は回転中心部２５により開閉するのではなく、蓋部材を単に開口部２３にはめ込んで取り付けるようにしても良い。
【００６８】
バッテリＢが本体１０に内蔵されているが、バッテリＢに加えて商用電源から電源供給するようにしても良い。また、指は、手の指であっても足の指であっても良い。人間の指に限らず、例えばサルなどの動物の指であっても良い。収集部１１には、１本の指だけでなく、複数本の指を挿入できるようにして、各指から汗成分を収集するようにしても良い。
図示した液体収集装置１では、ポンプ４０を駆動するためのモータ４１を備えているが、モータ４１に代えて手動ハンドルを用いていることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の液体収集装置の好ましい第１実施形態を示す図である。
【図２】図１の液体収集装置の収集部に対して指を挿入した状態を示す図である。
【図３】図１に示す液体収集装置に対して着脱可能に装着されるセンサーチップの一例を示す図である。
【図４】図３のセンサーチップを装着する様子を示す斜視図である。
【図５】本発明の液体収集装置の好ましい第２実施形態を示す図である。
【図６】本発明の液体収集装置の好ましい第３実施形態を示す図である。
【図７】本発明の液体収集装置の好ましい第４実施形態を示す図である。
【図８】本発明の液体収集装置の好ましい第５実施形態を示す図である。
【図９】図８の液体収集装置の収集部に指を挿入した状態を示す図である。
【図１０】図９の液体収集装置の収集部から指を外して押圧部材２００を収集部に押し込む様子を示す図である。
【図１１】本発明の液体収集装置の好ましい第６実施形態を示す図である。
【図１２】本発明の液体収集装置の好ましい第７実施形態を示す図である。
【図１３】図７の第７実施形態に用いられる振動子の一例を示す図である。
【図１４】本発明の液体収集装置に用いられるセンサーチップに遠心力を加える例を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 液体収集装置
１０ 本体
１１ 収集部
１１Ｐ 排出路
１２ 汗成分回収剤供給部
１３ 収容部
１９ 内部空間
２０ スポンジ部分（柔軟性を有する吸収部材の一例）
２３ 開口部
２４ 蓋部材
３０ 汗成分回収剤
４０ ポンプ
４１ モータ
４３，４４，４９ バルブ
４６，４７，４８ パイプ（搬送経路の一例）
６１ 第１吸収部材
６２ 第２吸収部材
８０ 吸収室
１００ 制御部
１５０ ユニット部分
２０１ 第１構造部分
２０２ 第２構造部分
１０００ 指
１００１ 皮膚
１２００ 汗成分
Ｔ センサーチップ（カセット容器の一例）
Ｂ バッテリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体収集装置に関し、特に汗成分などの液体を収集するための液体収集装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば血液中のグルコース値（血糖値）は、糖尿病疾患において非常に重要な指標であり、医療現場では、針を用いて採血を行っている。この採血をする際に、被験者の指には針を刺す必要があるので被験者には苦痛を伴う。
このため、被験者に対して針を刺さないで、いわゆる非侵襲でグルコース値が得られる方法が検討されている。例えば、指に対して霧吹きにより水分を与えることで、指の皮膚表面の汗成分を容器内に落下させて、その汗成分中に含まれるグルコース値を測定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３１５３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、特許文献１に開示されているグルコースの測定では、被験者に対する負荷を軽減できるが、指を外気に露出させた状態で指に小型の噴霧器から水溶液を噴霧して、指に付着した水滴を、外気に露出した状態で筒状の容器内に落下させる必要がある。このため、指に水溶液を噴霧して指に付着した水滴を落下させる際に埃などの異物が混入するおそれがある。しかもこの筒状の容器は、必ず指の下方に配置させる必要がある。このため、指からたれてくる水滴が容器の外にこぼれてしまうおそれがある。
【０００４】
このように、指は露出されており、指に噴霧器から水溶液を噴霧した状態で指から水滴が容器内に落下するのを待たなければならないので、指や水滴に埃など異物が付着してしまうおそれがある。従って、従来のグルコース測定方法では、異物を排除して指の汗成分を確実に容器内に収集することが難しい。さらに、少量の汗成分を用いてグルコース量を測定するためには、例えば遠心分離装置を用いて前記汗成分中のグルコース濃度を高めなくてはいけない。従って、収集された汗を効率良く収容するカセット容器が必要である。
そこで、本発明は上記課題を解消するために、埃のような異物を排除して被験者から汗成分のような液体を次工程の分析装置で使用可能であり、確実に簡単に収集することができる液体収集装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解消するために、本発明の液体収集装置は、指の皮膚からの汗成分を収集するための携帯可能な液体収集装置であって、
前記指を挿入して前記指から前記汗成分を収集するための収集部と、前記汗成分を回収するカセット容器を着脱可能に納めるカセット収容部と、を有することを特徴とする。
【０００６】
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記挿入部内の前記汗成分に対して汗成分回収剤を供給する汗成分回収剤供給部を有し、
前記汗成分回収剤供給部は、
前記汗成分回収剤を貯留する貯留部と、
前記貯留部内の前記汗成分回収剤を前記挿入部内に供給するためのポンプと、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部は、開口部と底部を有しており、前記開口部には挿入された前記指から前記汗成分を前記収集部内に掻き取るために弾性変形可能な掻き取り部材を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部内に配置されて前記汗成分を吸収する柔軟性を有する吸収部材と、
前記汗成分を吸収した前記吸収部材を押圧して前記汗成分を前記吸収部材から前記収集部内に絞り出すための押圧部材と、をさらに備えることを特徴とする。
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部の近傍には、振動を発生する振動子が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部の近傍には、ヒータが配置されていることを特徴とする。
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部と前記カセット収容部からなる第１構造部分は、前記汗成分回収剤供給部からなる第２構造部分に対して着脱可能であることを特徴とする。
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部の開口部を開閉可能な蓋部材を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記カセット容器は、前記皮膚からの前記汗成分を吸収する吸収室と、前記吸収室に連通し前記汗成分を電気信号に変換する試薬と前記電気信号を出力する電極を有する変換部からなり、前記カセット容器は前記カセット収容部に対して着脱可能に配置されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の液体収集装置は、好ましくは前記収集部は、前記吸収部が指先を封止して固定するサック状の汗収集部であり、前記カセット容器は、前記サック状の汗収集部の開口部に連通して着脱可能に付属されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、埃のような異物を排除して被験者から汗成分のような液体を次工程の分析装置で使用可能であり、確実に簡単に収集することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の液体収集装置の好ましい第１実施形態を示す図である。
図１に示す液体収集装置１は、図１に示す例えば被験者の手の指１０００の皮膚１００１からの汗成分を試料として収集するための携帯型の液体収集装置であり、指を収集部に挿入することで、埃のような異物を排除して被験者から汗成分のような液体を確実に簡単に効率良く収集してセンサーチップ１００内に納めることができる。図１は、指１０００が収集部１１内に挿入される前の状態を示しており、図２は、指１０００が収集部１１内に挿入された状態を示している。
【００１４】
汗成分は、塩化ナトリウム、窒化酸化物、乳酸、カルシウム、尿素、アンモニア、糖類などを含んだ水で構成されている。この汗の成分は、血液から作り出され、血液中の血漿と呼ばれる液体成分が汗として使われている。汗は汗腺から分泌されるが、この汗腺は全身に約２００万個〜５００万個ある。一番密に汗腺が存在しているのは、手掌であり、その次に密なのは足の裏、額である。
そこで、本発明の実施形態の液体収集装置１は、被験者の手の指または足の指に着目して、指からの汗成分を確実に簡単に効率良く収集する。
【００１５】
図１の液体収集装置１は、本体１０を有しており、本体１０内には、収集部１１と、汗成分回収剤供給部１２と、カセット収容部１３と、制御部１００と、バッテリＢが配置されている。本体１０は、例えばプラスチック製の直方体形状のケースである。
【００１６】
液体収集装置１は、第１構造部分２０１と第２構造部分２０２を有する。第１構造部分２０１は、指を挿入して前記指から前記汗成分を収集するための収集部１１と、収集部１１内において汗成分回収剤とともに集められた汗成分を回収するためのカセット容器としてのセンサーチップＴを、着脱可能に納めるためのカセット収容部１３を有する。第２構造部分２０２は、収集部１１内に汗成分に対して汗成分回収剤を供給する汗成分回収剤供給部１２を有する。
【００１７】
図１に示す収集部１１は汗採取部とも言い、例えば人差し指などの指１０００を挿入して指１０００の皮膚の汗成分を採取するための部分である。収集部１１は、例えば指１０００の第１関節部分まで収容できるほぼ筒状の内部空間１９を有している。収集部１１は開口部２３と底部２２と内周部２１を有している。収集部１１の上部は開口部２３であり、底部２２は排出路１１Ｐに接続されている。収集部１１は、吸収部材７０が指先を封止して固定するサック状の汗収集部であり、カセット容器としてのセンサーチップＴは、サック状の汗収集部の開口部２３に連通して着脱可能に付属されている
【００１８】
このような収集部１１の構造を採用しているので、収集部１１が汗成分を収集しようとする指の部分を収容して外気に露出しないようにすることができ、埃などの異物が指の汗成分の採取部位や汗成分に付着するのを防止することができる。
【００１９】
収集部１１の開口部２３には、掻き取り部材７０が設けられている。この掻き取り部材７０は、収集部１１の内部空間１９内に挿入された指１０００の肌面から汗成分を収集部１１内に掻き取る。
【００２０】
このように汗成分を指１０００から掻き取るために、掻き取り部材７０は、弾性変形可能な収縮ゴムやプラスチックなどにより例えばリング状に形成されていて、掻き取り部材７０の孔７１の内径は、指１０００の太さよりも小さい。従って、図２に示すように、指１０００がこの掻き取り部材７０の孔７１を通じてＺ方向に沿って収集部１１内に挿入されると、掻き取り部材７０の内周面は指１０００により半径方向外側に向けて圧縮され、指１０００を収集部１１内からＺ１方向に沿って引き抜く際には、掻き取り部材７０の内周面は指１０００の皮膚１００１から汗成分を強制的に確実に掻き取って、収集部１１の底部２２へ落とすことができる。
【００２１】
図１の収集部１１の開口部２３には、好ましくは蓋部材２４が配置されており、この蓋部材２４は例えば回転中心部２５を中心として回転することで掻き取り部材７０の孔７１を閉じることができる。これにより、収集部１１に指１０００を挿入しない場合には、掻き取り部材７０の孔７１を蓋部材２４により閉じておくことができ、収集部１１内に埃などの異物が入らないようになっている。しかも、指１０００の汗成分を収集した後に指１０００を収集部１１内から抜き取ると、掻き取り部材７０の孔７１は蓋部材２４により閉じておくことができ、収集部１１内に埃などの異物が入らず、収集した汗成分に対して埃などの異物が混入するのを確実に防ぐことができる。
【００２２】
次に、図１に示す汗成分回収剤供給部１２を説明する。
汗成分回収剤供給部１２は、本体１１において収集部１１の横側に配置されている。
汗成分回収剤供給部１２は、図２に示すように収集部１１内に挿入されている指１０００の皮膚１００１に対して汗成分回収剤３０を噴射して供給する。汗成分回収剤供給部１２は、ポンプ４０と、電動のモータ４１と、貯留部４２と、バルブ４３，４４と、パイプ４６，４７，４８を有する。
【００２３】
貯留部４２は、汗成分回収剤３０を貯留している。この汗成分回収剤３０は、例えば界面活性材を含有する水溶液、具体例としてはアルコール液を貯留している。貯留部４２は、パイプ４６とパイプ４７を通じて収集部１１の内部空間１９に接続されており、ポンプ４０はパイプ４８を通じてパイプ４６の途中部分に接続されている。
バルブ４３は、貯留部４２とパイプ４８の間に配置されている。バルブ４４は、パイプ４７に配置されている。
【００２４】
モータ４１はポンプ４０を駆動することにより、バルブ４３，４４が開いている状態において、貯留部４２内の汗成分回収剤３０を、パイプ４６，４７を通じて収集部１１内に供給することができる。
図１に示す制御部１００は、モータ４１の動作の制御と、バルブ４３，４４の開閉の制御を行う。バッテリＢは、制御部１００に対して電源供給を行う。
【００２５】
次に、図１に示すカセット収容部１３を、図３と図４を参照して説明する。
カセット収容部１３には、カセット容器としてのセンサーチップＴを着脱可能に収容することができる。カセット収容部１３は、本体１１において収集部１１の下側に配置されている。図３は、図１に示す液体収集装置１に対して着脱可能に装着されるセンサーチップＴの構造例を示す。図４は、図４のセンサーチップＴを本体１１のカセット収容部１３内に装着する様子を示す斜視図である。
【００２６】
図１と図４に示すように、カセット収容部１３は本体１１の側面部分に開口部５０を有しており、カセット収容部１３に、直方体形状の薄型のセンサーチップＴをＳ方向に挿入することで、カセット収容部１３はセンサーチップＴを保持でき、またセンサーチップＴはＳ１方向に沿ってカセット収容部１３内から取り出すことができる。
【００２７】
センサーチップＴを、この開口部５０を通じてカセット収容部１３内に挿入する際には、指でセンサーチップＴを押し込んで突き当てることで位置決めすればよい。センサーチップＴをカセット収容部１３内から取り出すのを容易にするために、センサーチップＴは例えば引っ張って取り出すためのリボンのような取り出し部材５１を有している。これにより、センサーチップＴはカセット収容部１３内から取り出すことができ、被験者によるセンサーチップＴの挿入と取り出しが簡単にできる。
【００２８】
図３に例示するセンサーチップＴは、図２に示す収集部１１内において汗成分回収剤３０とともに集められた汗成分１２００を回収するための汗成分回収部材の一例である。
図３に示すように、センサーチップＴは、直方体形状の薄型のケース６０と、吸収室８０と、電極７０，７１を有している。吸収室８０は、第１吸収部材６１と第２吸収部材６２で構成されている。ケース６０は、例えばプラスチックにより作られており、吸収室８０の第２吸収部材６２には、電極７０，７１が収容されている。
【００２９】
図１と図２に示す第１吸収部材６１は、汗成分を毛細管現象を用いて吸収して採取することができる材質、多孔質材料例えば板状のスポンジである。ケース６０は、第１吸収部材６１に対応する部分に、開口部６３を有している。しかし、第１吸収部材６１は、多孔質材料以外に不織布などであっても良い。
一方、第２吸収部材６２は、第１吸収部材６１で採取された汗成分を遠心分離作用により、電極７１，７２側にグルコース濃度を高めて分離吸着させるための管路構造を有している。
【００３０】
カセット容器としてのセンサーチップＴは、被検者の皮膚からの汗成分を吸収する吸収室８０と、吸収室８０に連通し汗成分を電気信号に変換する試薬と電気信号を出力する電極７０，７１を有する変換部からなり、センサーチップＴはカセット収容部１３に対して着脱可能に配置される。この吸収室８０は、図１と図２に示す第１吸収部材６１と第２吸収部材６２を有する。
【００３１】
図１と図２に示すように、センサーチップＴがカセット収容部１３内においてＳ方向に突き当てて位置決めされると、収集部１１のパイプ１１Ｐが開口部６３の上に来る。これにより、センサーチップＴの第１吸収部６１は、収集部１１内において汗成分回収剤３０とともに集められた汗成分１２００を、排出路１１Ｐを通じて吸収することで回収できる。
【００３２】
このセンサーチップＴがこのカセット収容部１３内から取り出されると、図１４において後で説明する遠心分離装置のディスク６００に配置されて、図３に示すＲ方向に沿って遠心力を加える。これにより、図３にて第１吸収部材６１内の汗成分は、第１吸収部材６１内から第２吸収部材６２内に移動して分離しようとする例えばグルコースを分離する。
【００３３】
第１吸収部材６１と第２吸収部材６２内には、予めグルコースを吸着する薬液が注入されている。第１吸収部材６１にグルコースを含む液体、例えば血液や汗成分が注入され、センサーチップＴを連続回転して遠心力を与えると、第１吸収部材６１から第２吸収部材６２側にグルコースを含む液体が遠心力により移動して、第２吸収部材６２の端部には比重差によりグルコースが電極に付着する。これにより、グルコースの量を電気信号の測定値は、この電極から得ることができる。この電極からの電気信号は、遠心分離装置の図３に示す処理回路７７により変換処理される。
【００３４】
グルコース（血中糖分）は、酵素層（バイオ層）で過酸化水素層に変換して、白金の電極で電子を取り出し、血液中の糖分濃度を、表示パネルに表示する。一例として示すこの測定方法は、ＧＯＤ（glucose oxidase）固定化酵素電極による最大反応加速解析法であり、以下の通りである。
測定原理（ＧＯＤ電極法）
Ｇ０Ｄを固定化した酵素膜と、金陰電極、および銀塩化銀陽電極を組み合わせて、ＧＯＤ反応により消費される酸素量を測定する。
（１）酵素の作用により電極表面で、下記のＧＯＤ反応が起こる。
グルコース＋Ｏ2＋Ｈ2Ｏ→グルコン酸＋Ｈ２Ｏ２
この反応で、反応液中の酸素が消費される。
【００３５】
（２）この酸素消費量を金陰極と銀塩化銀陽極からなる電極により、電流量として測定する。電極内部では、下記の反応が起こり、電流が流れ、この電流量は酸素分圧に比例する。酸素消費量は検体中のグルコース濃度に比例する。
金陰極 ：Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→ ４ＯＨ−
銀−塩化銀陽極 ：４Ａｇ＋４Ｃｌ→ ４ＡｇＣｌ＋４ｅ−
さらに、本測定方法では、酸素消費量の変化を二次微分することによって反応加速度を求め、この加速度の最大値を検知して、グルコースを測定する。反応加速度もまた検体中のグルコース濃度に比例する。
【００３６】
次に、上述した液体収集装置１を用いた汗成分の収集方法について説明する。
図１に示すカセット収容部１３内には、新しいセンサーチップＴが挿入して配置されている。蓋部材２４が収集部１１の開口部２３を閉じた状態から、被験者は蓋部材２４をＪ方向に旋回することで、収集部１１の開口部２３を外部に露出させる。
【００３７】
被験者の指１０００は消毒した後に、図２に示すように掻き取り部材７０の孔７１を通じて、Ｚ方向に沿って収集部１１内に挿入する。この際に、掻き取り部材７０の内周面は指１０００により圧縮されて、掻き取り部材７０の内周面は指１０００の皮膚１００１に密着される。
【００３８】
被験者がスイッチＳＷを押すと、制御部１００は、モータ４１を駆動制御してポンプ４０は圧力を発生させるとともに、制御部１００は、バルブ４３，４４を開ける。これにより、貯留部４２内の汗成分回収剤３０が、収集部１１内の指１０００の皮膚１００１に噴射して供給される。
【００３９】
このようにして、被験者の指１０００が収集部１１内に挿入され、貯留部４２内の汗成分回収剤３０が、収集部１１内の指１０００の皮膚１００１に噴射して供給されることで、指１０００の皮膚１００１の表面の汗成分１２００が、表面の皮膚１００１から汗成分回収剤３０を用いて流し落とされる。この汗成分１２００は、図２の排出路１１ＰとセンサーチップＴの開口部６３を通じて、吸収室８０の第１吸収部材６１に落下することから、汗成分は第１吸収部材６１に毛細管現象により吸収される。
【００４０】
そして、制御部１００は、スイッチＳＷを押してから一定時間が経過すると、モータ４１の動作を停止させるとともに、バルブ４３，４４を閉じる。これにより、貯留部４２内の汗成分回収剤３０が、収集部１１内の指１０００の皮膚１００１に噴射されなくなる。その後、被験者は図２に示すＺ１方向に沿って指１０００を収集部１１内から抜く際には、掻き取り部材７０は指１０００の皮膚１００１から汗成分を掻き取って、収集部１１の底部２２へ確実に落とすことができる。
【００４１】
その後、蓋部材２４により開口部２３を閉じる。これにより、収集部１１内に埃などの異物が混入しないので、異物が排出路１１Ｐを通じてセンサーチップＴ内に侵入するのも防ぐことができる。
【００４２】
被験者はカセット収容部１３内からセンサーチップＴを取り出して、センサーチップＴは遠心分離装置に装着して図２のＲ方向に遠心力を与える。これにより、第１吸収部材６１内の汗成分は、第１吸収部材６１内から第２吸収部材６２内に移動して分離しようとする例えばグルコースを分離する。
【００４３】
図３に示すセンサーチップＴは、この開口部５０を通じてカセット収容部１３内に挿入する際には、指でセンサーチップＴを押し込んで突き当てれば、簡単にカセット収容部１３内に位置決めして配置することができる。しかも、センサーチップＴは例えば引っ張って取り出すためのリボンのような取り出し部材５１を有しているので、センサーチップＴはカセット収容部１３内から容易に取り出すことができる。
【００４４】
図１にて再び液体収集装置１を使用する場合には、蓋部材２４をＪ方向に開いて収集部１１と排出路１１Ｐを洗浄液により洗浄して、汗成分を洗浄すればよい。
例えば制御部１００がモータ４１を駆動してポンプ４０を駆動し、しかもバルブ４３，４４を開けることで、収集部１１内と排出路１１Ｐ内は、貯留部４２内の汗成分回収剤３０を用いて確実に洗浄することができる。この場合には、カセット収容部１３内にはセンサーチップＴは入れておかない。
【００４５】
以上説明したように、図１〜図４に示す液体収集装置１は、埃のような異物を排除して被験者から汗成分のような試料を次工程の分析装置で使用可能であり、確実に簡単に収集することができる。ポンプ４０はモータ４１により駆動することにより、自動的に汗成分に対して汗成分回収剤を供給することができる。汗成分回収剤供給部１２の貯留部は、界面活性剤を含有する水溶液である。これにより、汗成分はこの水溶液を用いて収集部１１側からセンサーチップＴ側に容易に収集できる。
【００４６】
次に説明する各実施形態では、上述した第１実施形態と同じ個所には同じ符号を記して説明を省略する。
第２実施形態
次に、図５を参照して、本発明の液体収集装置の第２実施形態を説明する。
図５に示す第２実施形態の液体収集装置１が、図１に示す液体収集装置１と異なるのは、図１に示す貯留部４２に代えて、別の貯留部の一例である加湿器１２５が配置されていることである。加湿器１２５はミスト発生装置の一例である。この加湿器１２５内には、例えば水またはアルコール液３０Ｗが収容されている。制御部１００がバルブ４３，４４を開けるとともに加湿器１２５を作動させることで、加湿器１２５は水またはアルコール液３０Ｗを、収集部１１内の指１００の皮膚１００１に霧状にして噴射するので、指１０００の皮膚１００１から汗成分が流し落とされる。これにより、汗成分を容易に回収できる。
図５の液体収集装置１の他の構成要素とその作用効果は、図１の液体収集装置１の対応する構成要素とその作用効果と同じであるので、説明を省略する。
【００４７】
第３実施形態
次に、図６を参照して、本発明の液体収集装置の第３実施形態を説明する。
図６に示す第３実施形態の液体収集装置１が、図１に示す液体収集装置１と異なるのは、図１に示す排出路１１Ｐに対してバルブ４９が追加されていることである。制御部１００がバルブ４９を開けることにより、汗成分は、図１のパイプ１１Ｐを通じてセンサーチップＴの開口部６３を通じて第１吸収室８１の吸収部材６１に落下するが、バルブ４９を閉じていれば汗成分は、図１のパイプ１１Ｐを通じてセンサーチップＴの開口部６３を通じて第１吸収室８１の吸収部材６１に落下しないようにすることができる。
また、バルブ４９を閉じておくことで、収集部１１内は貯留部４２内の汗成分回収剤３０により洗浄した後に、バルブ４９を開けて排出することができる。
図６の液体収集装置１の他の構成要素とその作用効果は、図１の液体収集装置１の対応する構成要素とその作用効果と同じであるので、説明を省略する。
【００４８】
第４実施形態
次に、図７を参照して、本発明の液体収集装置の第４実施形態を説明する。
図７に示す第４実施形態の液体収集装置１が、図１に示す液体収集装置１と異なるのは、第１構造部分２０１であるユニット部分１５０が、第２構造部分２０２である本体１０に対して、着脱可能になっていることである。
このユニット部分１５０は、収集部１１と、センサーチップＴを収容するカセット収容部１３を含み、ユニット部分１５０は、本体１０側の汗成分回収剤供給部１２に対して着脱可能である。パイプ４７の端部４７Ｄはパイプ４６の端部４６Ｆに対して着脱可能に接続できる。
【００４９】
これにより、被験者の指１０００が代わる度に、第１構造部分２０１である使用済みのユニット部分１５０を新しいユニット部分１５０に簡単に交換することができる。図７の液体収集装置１の他の構成要素とその作用効果は、図１の液体収集装置１の対応する構成要素とその作用効果と同じであるので、説明を省略する。
【００５０】
第５実施形態
次に、図８を参照して、本発明の液体収集装置の第５実施形態を説明する。
図８に示す第５実施形態の液体収集装置１が、図１に示す液体収集装置１と異なるのは、掻き取り部材７０に代えて、筒状のスポンジ部材９０が着脱可能に配置されていることである。このスポンジ部材９０は、吸収部材の一例であり、収集部１１の内周面２１に配置されており、図９に示すように収集部１１内に指１０００を挿入すると弾性変形して指１０００の皮膚に密着される。
【００５１】
使用に際しては、図８から図９に示すように、指１０００が収集部１１内のスポンジ部材９０内に挿入され、貯留部４２内の汗成分回収剤３０が、収集部１１のスポンジ部分２０内の指１０００の皮膚１００１に噴射して供給されることで、指１０００の皮膚１００１の表面の汗成分が、表面の皮膚１００１から汗成分回収剤３０とともにスポンジ部材９０に吸収される。
【００５２】
その後、図１０に示すように、押圧部材２００がＺ方向に沿ってスポンジ部材９０内に挿入されることで、スポンジ部材９０は圧縮されることから、汗成分は、図１の排出路１１ＰとセンサーチップＴの開口部６３を通じて、第１吸収室８１の吸収部材６１に落下して、汗成分は凝縮して吸収部材６１に吸収される。
【００５３】
これにより、図８〜図１０に示す液体収集装置１は、異物を排除して被験者から汗成分のような試料を確実に簡単に収集することができる。図８〜図１０の液体収集装置１の他の構成要素とその作用効果は、図１の液体収集装置１の対応する構成要素とその作用効果と同じであるので、説明を省略する。
【００５４】
第６実施形態
次に、図１１を参照して、本発明の液体収集装置の第６実施形態を説明する。
図１１に示す第６実施形態の液体収集装置１が、図１に示す液体収集装置１と異なるのは、ヒータ３００が収集部１１の近傍に配置されていることである。ヒータ３００としては、例えばセラミックヒータを用いることができる。
【００５５】
ヒータ３００は制御部１００によりオンオフ制御が行われ、ヒータ３００が収集部１１内に挿入された指１０００の皮膚に熱を与えることで発汗作用を促すことができる。これにより、汗成分の収集効率を上げることができる。
図１１の液体収集装置１の他の構成要素とその作用効果は、図１の液体収集装置１の対応する構成要素とその作用効果と同じであるので、説明を省略する。
なお、第６実施形態では、汗成分回収剤供給部１２を備えていても良いが、汗成分回収剤供給部１２は無くても良い。
【００５６】
第７実施形態
次に、図１２を参照して、本発明の液体収集装置の第７実施形態を説明する。
図１２に示す第７実施形態の液体収集装置１が、図１に示す液体収集装置１と異なるのは、振動子４００が収集部１１の近傍に配置されていることである。
【００５７】
振動子４００は制御部１００によりオンオフ制御が行われ、振動子４００が発生する振動は、収集部１１内に挿入された指１０００の皮膚に発汗作用を促すことができる。これにより、汗成分の収集効率を上げることができる。
振動子４００としては、例えば超音波振動子を使用することができる。超音波振動子は、例えば２０ｋＨｚの振動周波数の振動を発生する。
【００５８】
また、振動子４００としては、超音波振動子を用いても良いが、機械的な振動を発生する装置を採用することもできる。例えば図１３に示す振動子４００の例は、電動モータである。振動子４００は、ロータ４０１と、ステータ５００と、重り５５０を有している。
ロータ４０１は、ロータコア４０２とマグネット４０３と主軸４０４を有している。重り５５０は、ロータコア４０２に固定されている。ステータ５００は、ステータコア５０１と軸受５０２と駆動コイル５０３を有している。
【００５９】
軸受５０２は主軸４０４を回転可能に支持している。制御部１００が駆動コイル５０３に通電することで、駆動コイル５０３が発生する磁界と、ロータ４０１のマグネット４０３の磁界の相互作用により、ロータ４０１がステータ５００に対して主軸４０４を中心として連続回転することで、重り５５０により振動を発生することができる。
【００６０】
図１２の液体収集装置１の他の構成要素とその作用効果は、図１の液体収集装置１の対応する構成要素とその作用効果と同じであるので、説明を省略する。なお、第６実施形態では、汗成分回収剤供給部１２を備えていても良いが、汗成分回収剤供給部１２は無くても良い。
【００６１】
図１４は、センサーチップＴに対して遠心力を付加するための遠心分離装置の例を簡単に示している。
【００６２】
図１４では、ディスク６００が、モータ６０１により回転中心軸ＣＬを中心としてＫ方向に高速連続回転される。モータ６０１の駆動制御は制御部７００により行われる。センサーチップＴはディスク６００の中心近傍に投入された後にＲ１方向に沿ってディスク６００の外周部付近に移動される。そして、ディスク６００が連続回転することにより、図３に示す第１吸収部材６１から第２吸収部材６２側にグルコースを含む液体が遠心力によりＲ方向に移動して、第２吸収部６２の端部には比重差によりグルコースが電極に付着する。これにより、グルコースの量を電気信号の測定値は、この電極から得ることができる。
【００６３】
図１２の液体収集装置１は、指を挿入して前記指から前記汗成分を収集するための収集部１１と、収集部１１内において汗成分回収剤とともに集められた汗成分を回収するためのカセット容器としてのセンサーチップＴを着脱可能に納めるためのカセット収容部１３を有する。これにより、埃のような異物を排除して被験者から汗成分のような液体を次工程の分析装置で使用可能であり、確実に簡単に収集することができる
収集部１１は、開口部２３と底部２２を有しており、開口部２３には挿入された指から汗成分を収集部１１内に掻き取るために弾性変形可能な掻き取り部材７０を備える。これにより、汗成分は指から掻き取って収集部１１内に移すことができる。
【００６４】
液体収集装置１は、収集部１１内に配置されて汗成分を吸収する柔軟性を有する吸収部材としてのスポンジ部材９０、汗成分を吸収したスポンジ部材９０を押圧して汗成分を収集部１１内に絞り出すための押圧部材２００を備える。これにより、汗成分は指からスポンジ部材９０に移した後に絞り出すことで収集部１１内に移すことができる。
収集部１１の近傍には、振動を発生する振動子が配置されている。これにより、収集部１１内に挿入された指１０００の皮膚に発汗作用を促すことができ、汗成分の収集効率を上げることができる。
【００６５】
収集部１１の近傍には、ヒータが配置されている。これにより、収集部１１内に挿入された指１０００の皮膚に発汗作用を促すことができ、汗成分の収集効率を上げることができる。
【００６６】
収集部１１とカセット収容部１３からなる第１構造部分２０１は、汗成分回収剤供給部１２からなる第２構造部分２０２に対して着脱可能である。これにより、被験者の指１０００が代わる度に、第１構造部分２０１である使用済みのユニット部分１５０を新しいユニット部分１５０に簡単に交換することができる。
【００６７】
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。
本発明は、図示した実施形態に限らず、上述した各実施形態における特徴的な要素は、相互に組み合わせて構成することができる。例えば、図８に示すスポンジ部材９０は、図１１に示すヒータ３００や図１２に示す振動子４００と組み合わせることができる。図６に示す排出路４９は、他の実施形態の排出路１１Ｐに対しても配置することができる。
蓋部材２４は回転中心部２５により開閉するのではなく、蓋部材を単に開口部２３にはめ込んで取り付けるようにしても良い。
【００６８】
バッテリＢが本体１０に内蔵されているが、バッテリＢに加えて商用電源から電源供給するようにしても良い。また、指は、手の指であっても足の指であっても良い。人間の指に限らず、例えばサルなどの動物の指であっても良い。収集部１１には、１本の指だけでなく、複数本の指を挿入できるようにして、各指から汗成分を収集するようにしても良い。
図示した液体収集装置１では、ポンプ４０を駆動するためのモータ４１を備えているが、モータ４１に代えて手動ハンドルを用いていることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の液体収集装置の好ましい第１実施形態を示す図である。
【図２】図１の液体収集装置の収集部に対して指を挿入した状態を示す図である。
【図３】図１に示す液体収集装置に対して着脱可能に装着されるセンサーチップの一例を示す図である。
【図４】図３のセンサーチップを装着する様子を示す斜視図である。
【図５】本発明の液体収集装置の好ましい第２実施形態を示す図である。
【図６】本発明の液体収集装置の好ましい第３実施形態を示す図である。
【図７】本発明の液体収集装置の好ましい第４実施形態を示す図である。
【図８】本発明の液体収集装置の好ましい第５実施形態を示す図である。
【図９】図８の液体収集装置の収集部に指を挿入した状態を示す図である。
【図１０】図９の液体収集装置の収集部から指を外して押圧部材２００を収集部に押し込む様子を示す図である。
【図１１】本発明の液体収集装置の好ましい第６実施形態を示す図である。
【図１２】本発明の液体収集装置の好ましい第７実施形態を示す図である。
【図１３】図７の第７実施形態に用いられる振動子の一例を示す図である。
【図１４】本発明の液体収集装置に用いられるセンサーチップに遠心力を加える例を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 液体収集装置
１０ 本体
１１ 収集部
１１Ｐ 排出路
１２ 汗成分回収剤供給部
１３ 収容部
１９ 内部空間
２０ スポンジ部分（柔軟性を有する吸収部材の一例）
２３ 開口部
２４ 蓋部材
３０ 汗成分回収剤
４０ ポンプ
４１ モータ
４３，４４，４９ バルブ
４６，４７，４８ パイプ（搬送経路の一例）
６１ 第１吸収部材
６２ 第２吸収部材
８０ 吸収室
１００ 制御部
１５０ ユニット部分
２０１ 第１構造部分
２０２ 第２構造部分
１０００ 指
１００１ 皮膚
１２００ 汗成分
Ｔ センサーチップ（カセット容器の一例）
Ｂ バッテリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指の皮膚からの汗成分を収集するための携帯可能な液体収集装置であって、
前記指を挿入して前記指から前記汗成分を収集するための収集部と、前記汗成分を回収するカセット容器を着脱可能に納めるカセット収容部と、を有することを特徴とする液体収集装置。
【請求項２】
前記挿入部内に前記汗成分に対して汗成分回収剤を供給する汗成分回収剤供給部を有し、
前記汗成分回収剤供給部は、
前記汗成分回収剤を貯留する貯留部と、
前記貯留部内の前記汗成分回収剤を前記挿入部内に供給するためのポンプと、を有することを特徴とする請求項１に記載の液体収集装置。
【請求項３】
前記収集部は、開口部と底部を有しており、前記開口部には挿入された前記指から前記汗成分を前記収集部内に掻き取るために弾性変形可能な掻き取り部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の液体収集装置。
【請求項４】
前記収集部内に配置されて前記汗成分を吸収する柔軟性を有する吸収部材と、
前記汗成分を吸収した前記吸収部材を押圧して前記汗成分を前記吸収部材から前記収集部内に絞り出すための押圧部材と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の液体収集装置。
【請求項５】
前記収集部の近傍には、振動を発生する振動子が配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載の液体収集装置。
【請求項６】
前記収集部の近傍には、ヒータが配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載の液体収集装置。
【請求項７】
前記収集部と前記カセット収容部からなる第１構造部分は、前記汗成分回収剤供給部からなる第２構造部分に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つの項に記載の液体収集装置。
【請求項８】
前記収集部の開口部を開閉可能な蓋部材を有することを特徴とする請求項７に記載の液体収集装置。
【請求項９】
前記カセット容器は、前記皮膚からの前記汗成分を吸収する吸収室と、前記吸収室に連通し前記汗成分を電気信号に変換する試薬と前記電気信号を出力する電極を有する変換部からなり、前記カセット容器は前記カセット収容部に対して着脱可能に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液体収集装置。
【請求項１０】
前記収集部は、前記吸収部材が指先を封止して固定するサック状の汗収集部であり、前記カセット容器は、前記サック状の汗収集部の開口部に連通して着脱可能に付属されていることを特徴とする請求項９に記載の液体収集装置。
【請求項１】
指の皮膚からの汗成分を収集するための携帯可能な液体収集装置であって、
前記指を挿入して前記指から前記汗成分を収集するための収集部と、前記汗成分を回収するカセット容器を着脱可能に納めるカセット収容部と、を有することを特徴とする液体収集装置。
【請求項２】
前記挿入部内に前記汗成分に対して汗成分回収剤を供給する汗成分回収剤供給部を有し、
前記汗成分回収剤供給部は、
前記汗成分回収剤を貯留する貯留部と、
前記貯留部内の前記汗成分回収剤を前記挿入部内に供給するためのポンプと、を有することを特徴とする請求項１に記載の液体収集装置。
【請求項３】
前記収集部は、開口部と底部を有しており、前記開口部には挿入された前記指から前記汗成分を前記収集部内に掻き取るために弾性変形可能な掻き取り部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の液体収集装置。
【請求項４】
前記収集部内に配置されて前記汗成分を吸収する柔軟性を有する吸収部材と、
前記汗成分を吸収した前記吸収部材を押圧して前記汗成分を前記吸収部材から前記収集部内に絞り出すための押圧部材と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の液体収集装置。
【請求項５】
前記収集部の近傍には、振動を発生する振動子が配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載の液体収集装置。
【請求項６】
前記収集部の近傍には、ヒータが配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載の液体収集装置。
【請求項７】
前記収集部と前記カセット収容部からなる第１構造部分は、前記汗成分回収剤供給部からなる第２構造部分に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つの項に記載の液体収集装置。
【請求項８】
前記収集部の開口部を開閉可能な蓋部材を有することを特徴とする請求項７に記載の液体収集装置。
【請求項９】
前記カセット容器は、前記皮膚からの前記汗成分を吸収する吸収室と、前記吸収室に連通し前記汗成分を電気信号に変換する試薬と前記電気信号を出力する電極を有する変換部からなり、前記カセット容器は前記カセット収容部に対して着脱可能に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液体収集装置。
【請求項１０】
前記収集部は、前記吸収部材が指先を封止して固定するサック状の汗収集部であり、前記カセット容器は、前記サック状の汗収集部の開口部に連通して着脱可能に付属されていることを特徴とする請求項９に記載の液体収集装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−４７６１５（Ｐ２００９−４７６１５Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１５３６９（Ｐ２００７−２１５３６９）
【出願日】平成１９年８月２２日（２００７．８．２２）
【出願人】（３９４０００４９３）ヒーハイスト精工株式会社 (76)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２２日（２００７．８．２２）
【出願人】（３９４０００４９３）ヒーハイスト精工株式会社 (76)
【Ｆターム（参考）】
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