測定デバイス、測定装置及び測定方法
【課題】簡易な構成を有し、試料の光学測定及び電気化学測定を迅速かつ正確に行うことができる測定デバイスを提供する。
【解決手段】試料に含まれる被検物質の分析を行うための細長い測定デバイスであって、測定デバイスは、被検物質を含む試料を保持するための第１の容器及び第２の容器を備え、第１の容器は細長い測定デバイスの一端に設けられ、第２の容器は他端に設けられる。第１の容器は、試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備える。第２の容器は、試料を供給するための第２の試料供給口と、光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備え、電極を備えていない。
【解決手段】試料に含まれる被検物質の分析を行うための細長い測定デバイスであって、測定デバイスは、被検物質を含む試料を保持するための第１の容器及び第２の容器を備え、第１の容器は細長い測定デバイスの一端に設けられ、第２の容器は他端に設けられる。第１の容器は、試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備える。第２の容器は、試料を供給するための第２の試料供給口と、光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備え、電極を備えていない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料に含まれる物質の分析を行うための測定デバイス及び測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、臨床検査分野で使用される測定機器として、主に、大規模自動化機器およびＰＯＣＴ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｃａｒｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ）機器があった。
上記大規模自動化機器は、病院の中央臨床検査部門もしくは臨床検査受託業務を中心とする会社に設置されており、多数の患者の検体を多項目にわたり検査することができるものである（例えば、特許文献１参照）。例えば、日立製７１７０型の大型自動化機器は最大３６項目について毎時８００テストの検査を完了することができる。したがって、検査の効率化に大きく貢献してきており、多くの被験者を抱える病院向きの装置であるといえる。
【０００３】
一方、ＰＯＣＴ機器とは、病院の検査室や検査センターを除く医療現場で行われる臨床検査において用いられる機器を示し、在宅医療において用いられる機器も含まれる（例えば、特許文献２〜４参照）。例えば、血糖センサ、妊娠診断薬、排卵検査薬、ＨｂＡ１ｃ・微量アルブミン測定装置（例えば、バイエル製ＤＣＡ２０００）等が挙げられる。これらのＰＯＣＴ機器は、大規模自動化機器に比較して汎用性には乏しいが、ある病態に特異的なマーカー物質にフォーカスして、当該マーカー物質を簡易・迅速に測定することができるため、被験者のスクリーニング及びモニタリングに効果的である。また、ＰＯＣＴ機器は、小型であるため携帯性に優れ、低コストで導入でき、さらに操作性においても特に専門性を必要とせず誰でも使用することができる。
【０００４】
現在、臨床検査の測定項目は多く存在するが、尿等の体液を検体とする場合、測定方式は、主に光学測定方式と電気化学測定方式に大別される。上記従来の大規模自動化機器及びＰＯＣＴ機器では、それぞれいずれかの測定方式を用いて測定が行われている。
近年、医療費の高騰や生活習慣病患者の増大が医療経済を圧迫してきており、医療費削減や生活習慣病患者増大の抑制が課題となってきている。この課題の抜本的な解決策の一つとして、根拠に基づいた医療（ＥＢＭ：Ｅｖｉｄｅｎｃｅ Ｂａｓｅｄ−ｍｅｄｉｃａｌ）が検討されている。ＥＢＭを行うことにより、患者個々に応じて客観的に医療をマネジメントすることが可能となり、予防医療の実践により、特に生活習慣病患者数の抑制等につながることが期待されている。
【０００５】
ＥＢＭの確立・実践のためには、臨床検査による検査情報は欠かせない。ＥＢＭにおける検査情報は、検査結果とそれに基づく患者へのソリューションとを含む。ここで、患者へのソリューションとは、食事管理等の生活習慣指導や薬物治療等である。すなわち、ＥＢＭにおける検査の位置づけは、医療を受けようとしている者に対する「課題の設定」と「方針の決定」である。ＥＢＭにおいて、より安心・安全で、より充実したソリューションを提供するためには、医療を受けようとしている者に対して課題を明確に提示する必要がある。そこで、臨床検査において、互いに関係のある複数の検査項目について、それぞれの検査結果を簡易・迅速に知ることが重要になってきている。
【０００６】
上記のような従来の大規模自動化機器は、汎用性を有し、病態への関連性の有無にかかわらず多くの項目を検査することができる。しかしながら、装置の構成が複雑であるため、専門知識を有する者以外は操作をすることが困難であり、さらに、検査結果が得られるまでに要する時間が長く、被験者に結果をフィードバックするために要する時間が長いという問題がある。また、上記ＰＯＣＴ機器は、操作性に優れ、簡易かつ迅速に検査を行うことができるが、特定の病態に関連するマーカーを専用とする測定機器であるため、複数の項目を検査することはできない。
【０００７】
そこで、毛細管作用により試料液が流入するキャビティを備え、生化学または臨床試験に使用されるデバイスであって、試料の電気的特性を測定する電極構造と、キャビティ内に放出可能な抗体や酵素等の試薬とを有し、キャビティ内を光学的に測定できるようにキャビティの壁が透明であるデバイスが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平０９−１２７１２６号公報
【特許文献２】特開平０７−２４８３１０号公報
【特許文献３】特開平０３−０４６５６６号公報
【特許文献４】米国特許第５１４１８６８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献４に記載のデバイスの構造では、光学測定のために用いる試薬がキャビティ内に供給された試料に溶解することにより電極構造に到達して、電極構造による電気的特性の測定に悪影響を及ぼすという問題があった。
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、簡易な構成を有し、試料の光学測定及び電気化学測定を行うことにより、複数の測定項目について迅速かつ正確に測定を行うことができる測定デバイス、測定装置及び測定方法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】
【０００９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の測定デバイスは、
被検物質を含む試料を保持するための第１の容器及び第２の容器、並びに前記第２の容器内に保持された前記試料の光学測定を行うための光学測定部を備え、
前記第１の容器は、前記第１の容器に前記試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備え、
前記第２の容器は、前記第２の容器に前記試料を供給するための第２の試料供給口と、前記光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備える。
【００１０】
また、本発明の測定装置は、上記測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部と、
前記第２の容器の外部から内部に入射する入射光を出射するための光源と、
前記第２の容器の内部から外部に出射した出射光を受光するための受光部と、
前記電極に電圧を印加するための電圧印加部と、
前記電極からの電気信号を測定するための電気信号測定部と、
前記受光部により受光された前記出射光及び前記電気信号測定部により測定された前記電気信号のうちの少なくとも一方に基づき、前記試料に含まれる前記被検物質を検出または定量するための演算部とを備える。
【００１１】
また、本発明の測定方法は、
第１の被検物質及び第２の被検物質を含む試料を保持するための第１の容器及び第２の容器、並びに前記第２の容器内に保持された前記試料の光学測定を行うための光学測定部を備え、
前記第１の容器は、前記第１の容器に前記試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備え、
前記第２の容器は、前記第２の容器に前記試料を供給するための第２の試料供給口と、前記光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備える、測定デバイスを用いる、試料に含まれる第１の被検物質及び第２の被検物質の測定方法であって、
（Ａ）前記試料に浸された前記第１の試料供給口を通して前記第１の容器内に前記試料を供給する工程と、
（Ｂ）前記試料に浸された前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器内に前記試料を供給する工程と、
（Ｃ）前記電極に電圧を印加する工程と、
（Ｄ）前記電極からの電気信号を測定する工程と、
（Ｅ）前記工程（Ｄ）において測定された前記電気信号に基づいて前記第２の被検物質を検出または定量する工程と、
（Ｆ）前記第２の容器内に保持された前記試料に前記光学測定部を通して入射光を照射する工程と、
（Ｇ）前記入射光の照射に起因して前記第２の容器の内部から外部に前記光学測定部を通して出射した出射光を測定する工程と、
（Ｈ）前記工程（Ｇ）において測定された前記出射光に基づいて前記第１の被検物質を検出または定量する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、試料の光学測定及び電気化学測定を行うことにより、複数の測定項目について迅速かつ正確に測定を行うことが可能な測定デバイス、測定装置及び測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の測定デバイスは、試料を保持するための第１の容器及び第２の容器、並びに前記第２の容器内に保持された前記試料の光学測定を行うための光学測定部を備え、前記第１の容器には、前記第１の容器に試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備え、前記第２の容器には、前記第２の容器に試料を供給するための第２の試料供給口と、前記光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備える。
このような構成により、第１の容器及び第２の容器内へ試料を１回供給することにより、１つの測定デバイスを用いて、試料の光学測定及び電気化学測定を行うことが可能である。第１の容器及び第２の容器を設け、第１の容器内に電極を設け、第２の容器内に光学測定のための試薬を設けることにより、光学測定に必要な試薬が電極に拡散し、電気化学測定に影響を及ぼすことがないので、複数の測定項目について迅速かつ正確に測定を行うことができる。
【００１４】
ここで、前記第１の試料供給口と前記第２の試料供給口とが互いに隣接する位置に設けられていることが好ましい。このような構成によれば、同一の試料を第１の容器及び第２の容器に供給し易いからである。
また、前記光学測定部が、前記第２の容器の外部から内部に入射光を入射させるための光入射部と、前記第２の容器の内部から外部に出射光を出射させるための光出射部とを備えることが好ましい。
このような光入射部及び光出射部は、光学的に透明な材料または可視光の吸収を実質的に有していない材料で形成されていることが好ましい。例えば、石英やガラス、あるいはポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。デバイスを使い捨てにする場合には、コストの観点からポリスチレンが好ましい。
【００１５】
また、前記電極は一対の電極であることが好ましい。このような構成によれば、例えば試料の導電率を測定することにより、試料中に含まれる塩の濃度を知ることができる。
電極の材料としては、金、白金、パラジウムあるいはそれらの合金または混合物、及びカーボンのいずれかを少なくとも含むものが好ましい。これらの材料は化学的、電気化学的に安定であり、安定した測定を実現することができる。
また、上記電極は、試料中に含まれる特定の化合物またはイオンの濃度を測定するための電極であることが好ましい。このような構成によれば、試料中の特定の化合物の濃度を知ることができる。例えば、ガラス電極などを用いるとナトリウムイオンの濃度を測定することができる。
【００１６】
さらに、上記電極は、試料中に含まれる特定のイオンに感応する膜（イオン感応膜）を備えた電極であることが好ましい。このような構成によれば、試料中の特定イオンの濃度を知ることができる。
ここで、イオン感応膜は、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、アンモニウムイオン、水素イオンなどのイオンのうちいずれかを選択的に透過させる機能を有するものを用いることができる。
【００１７】
イオン感応膜を構成する化合物は、透過させたいイオンに応じて公知の化合物を用いることができる。例えば、ナトリウムイオンの場合、ビス［（１２−クラウン−４）メチル］２，２−ジベンゾマロネート（Ｂｉｓ［（１２−ｃｒｏｗｎ−４）ｍｅｔｈｙｌ］２，２−ｄｉｂｅｎｚｏｍａｌｏｎａｔｅ）等、カリウムイオンの場合、ビス［（ベンゾル５−クラウン−５）４−メチル］ピメレート（Ｂｉｓ［（ｂｅｎｚｏ１５−ｃｒｏｗｎ−５）４−ｍｅｔｈｙｌ］ｐｉｍｅｌａｔｅ）等、リチウムイオンの場合、フォスフォドデシル−１４−クラウン−４（ｐｈｏｓｐｈｏｄｏｄｅｃｙｌ−１４−ｃｒｏｗｎ−４）等、マグネシウムイオンの場合、４，１３−ビス［Ｎ−（１−アダマンチル）カルバモイルアセチル］−８−テトラデシル−１，７，１０，１６−テトラオキサ−４，１３−ジアザシクロオクタデカン（４，１３−ｂｉｓ［Ｎ−（１−ａｄａｍａｎｔｙｌ）ｃａｒｂａｍｏｙｌａｃｅｔｙｌ］−８−ｔｅｔｒａｄｅｃｙｌ−１，７，１０，１６−ｔｅｔｒａｏｘａ−４，１３−ｄｉａｚａｃｙｃｌｏｏｃｔａｄｅｃａｎｅ）等、カルシウムイオンの場合、４，１６−ビス（Ｎ−オクタデシルカルバモイル）−３−オクトブチリル−１，７，１０，１３，１９−ペンタオクサ−４，１６−ジアザシクロヘンイコサン（４，１６−ｂｉｓ（Ｎ−ｏｃｔａｄｅｃｙｌｃａｒｂａｍｏｙｌ）−３−ｏｃｔｂｕｔｙｒｙｌ−１，７，１０，１３，１９−ｐｅｎｔａｏｘａ−４，１６−ｄｉａｚａｃｙｃｌｏｈｅｎｉｃｏｓａｎｅ）等、塩化物イオンの場合、２，７−ジ−ｔ−ブチル−９，９−ジメチル−４，５−ビス（Ｎ−ｎ−ブチルチオウレイレン）キサンテン（２，７−Ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−９，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，５−ｂｉｓ（Ｎ−ｎ−ｂｕｔｙｌｔｈｉｏｕｒｅｙｌｅｎｅ）ｘａｎｔｈｅｎｅ）等、アンモニウムイオンの場合、２，６，１３，１６，２３，２６−ヘキサオクサヘプタシクロ［２５．４．４．４7,12．４17,22．０1,17．０7,12．０17,22］トリテトラコンタン（２，６，１３，１６，２３，２６−ｈｅｘａｏｘａｈｅｐｔａｃｙｃｌｏ［２５．４．４．４7,12．４17,22．０1,17．０7,12．０17,22］ｔｒｉｔｅｔｒａｃｏｎｔａｎｅ）等のイオン選択性を有する包接化合物を用いることができる。いずれも市販品として、例えば（株）同仁化学研究所から入手することができる。
【００１８】
電極上にイオン感応膜を形成する方法としては、例えば、前記包接化合物と、可塑剤と、アニオン排除剤と、ＰＶＣ等の高分子化合物とを有機溶剤に溶解し、得られた混合溶液を電極上に塗布して風乾等により乾燥させる方法がある。
【００１９】
上記電極は、シリコンなどによって形成される電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）の電極であってもよい。また、電位の安定した参照電極、例えばＡｇ／ＡｇＣｌや飽和カロメル電極を、一方の電極として使用したり、第三の電極として他の電極と組み合わせて使用したりすることが好ましい。
【００２０】
また、電極上には酵素が担持されていることが好ましい。酵素は特定の化合物の反応を高選択的に触媒するため、試料中の特定の化合物に対して選択性の高い測定を実現することができる。酵素は測定の対象とする化合物に応じて選択性・反応性の点から従来公知の最適なものが用いられる。
酵素の例としては、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、アルコールオキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ等を挙げることができる。これら酵素は市販品を入手することができる。
【００２１】
本発明においては、酵素は試料に溶解せず、電極に固定化されていることが好ましい。このような構成によれば、試料の量にばらつきがあっても精度の良い測定が可能となる。
また、必要に応じて、酵素と電極との間の電子輸送を可能にする電子伝達体、例えばフェリ／フェロシアン化物イオン、フェロセン誘導体、ルテニウム錯体、オスミウム錯体、あるいはキノン誘導体などを用いてもよい。酵素を電極に固定化する場合には、電子伝達体も併せて固定化することがより好ましい。
【００２２】
また、上記電極は、第１の容器内であって、測定デバイスの外部から内部に入射した入射光及び測定デバイスの内部から外部に出射する出射光の光路とは異なる位置に設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、電極が入射光及び出射光を遮ることがなくなり、また、第２の容器内には電極が設けられていないため、第２の容器内に供給された試料について良好な光学測定を行うことができる。
【００２３】
本発明の測定デバイスは、さらに、試薬が酵素または抗体を含んでいることが好ましい。試薬は、第２の容器内に乾燥状態で備えられ、第２の容器内に試料が供給されたときに、試料に溶解するように配置されていることが好ましい。
例えば、ガラス繊維や濾紙等からなる多孔性の担体に試薬の溶液を含浸させた後乾燥させることにより試薬を担持させ、その多孔性の担体を第２の容器内に設ければよい。また、第２の容器を構成する壁面に、試薬の溶液を直接塗布した後乾燥することにより試薬を配置してもよい。
【００２４】
試薬としての抗体は、公知の方法により産生させることができるので、試薬を作製しやすいという点で有利である。例えば、アルブミン等の蛋白や、ｈＣＧ、ＬＨ等のホルモンを抗原として、マウス・ウサギ等に免疫することにより、前記抗原に対する抗体を得ることができる。
抗体としては、アルブミン等の尿中に含まれる蛋白に対する抗体や、ｈＣＧ、ＬＨ等の尿中に含まれるホルモンに対する抗体等が挙げられる。必要に応じて抗原と抗体による凝集反応を促進させるポリエチレングリコールなどの化合物を測定デバイス内の抗体近傍に共存させてもよい。
【００２５】
試薬としての酵素は、特定の化合物の反応を高選択的に触媒するため、試料中の特定の化合物に対して選択性の高い測定を実現することができる。酵素は測定の対象とする化合物に応じて選択性・反応性の点から従来公知の最適なものが用いられる。
酵素の例としては、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、アルコールオキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼあるいはその他酸化還元酵素などを挙げることができる。この場合、酵素反応の結果呈色あるいは消色する色素あるいは色素源を酵素と共存させておくと光学測定が安定する。これら酵素は市販品を入手することができる。
【００２６】
また、本発明の測定装置は、上記測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部と、前記測定デバイスの前記第２の容器に入射する入射光を出射するための光源と、前記第２の容器から出射した出射光を受光するための受光部と、前記電極に電圧を印加するための電圧印加部と、前記電極からの電気信号を測定するための電気信号測定部と、前記受光部により受光された前記出射光及び前記電気信号測定部により測定された前記電気信号のうちの少なくとも一方に基づき、試料中に含まれる被検物質を検出または定量するための演算部とを備える。
ここで、上記測定デバイスは着脱可能な状態で上記測定装置に取付けられることが好ましい。また、測定デバイスは使い捨てであることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の測定装置は、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスにおける前記第１の容器及び前記第２の容器の少なくとも一方に前記試料を吸引により供給するための吸引部をさらに備えることが好ましい。
ここで、上記測定デバイスは、第１の容器及び／又は第２の容器内に試料を吸引するための吸引口をさらに備えていることが好ましい。このような構成によれば、測定デバイス取付け部に測定デバイスの吸引口が接続されるように測定デバイスを取付けた状態で、吸引部を用いて、測定デバイスの第１の容器及び／又は第２の容器内に容易に試料を供給することができる。
【００２８】
上記デバイスにおいては、第１の容器に第１の吸引口が設けられており、第２の容器に第２の吸引口が設けられていてもよい。この場合、第１の吸引口と第２の吸引口とが互いに隣接する位置に設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、測定デバイスを単一の測定デバイス取付け部に取り付けることにより、吸引部を用いて第１の吸引口及び第２の吸引口を通してそれぞれ第１の容器及び第２の容器内に試料を同時に吸引することができる。
【００２９】
吸引部は、手動によるものであっても自動によるものであってもよく、例えば、従来のシリンジ、ディスペンサー等と同様のピストン機構が挙げられる。
これらのピストン機構においてピストンを作動させる方法は、手動であっても、自動であってもよいが、自動化することが、作業者の負担を軽減することができるので好ましい。自動化する方法としては、ピストンをモーターで作動させる方法がある。モーターとしては、ステップモーター、直流モーター等がある。
【００３０】
ステップモーターは入力された１パルス信号あたりに特定の回転角を回転するモーターであり、パルス数で回転角度を決定できるため、位置決めのためのエンコーダーを必要としない。即ち、入力パルス数により、ピストンの動作距離を制御することができる。
モーターの回転運動は、歯車機構と雄ネジ及び雌ネジを組み合わせた直進機構等とを用いて直進運動へ変換することにより、ピストンを作動させる。直流モーターの場合も回転運動を直進運動へ変換する方法は同様であるが、直流モーターの場合は、ピストンの動作距離を制御するために、モーターの回転位置を検出するエンコーダーが必要となる。また、リニア型のステップモーターもあり、このタイプのモーターは、モーター内に雄ネジと雌ネジを組み合わせた直進機構が組み入れられており、入力パルス数に依存して、棒状の可動部が直進運動するように構成されている。このため、この棒に直接ピストンを連結すればよく、構成が簡単となる。
【００３１】
また、例えば測定デバイスの第２の容器への試料の供給には上記吸引部を用い、第１の容器への試料の供給には毛細管現象を利用してもよい。この場合、第１の容器を構成する部材の内表面を親水性にすることが好ましい。このような構成によれば、試料を円滑、均一または迅速に第１の容器に供給することができる。
【００３２】
また、本発明の測定方法は、
第１の被検物質及び第２の被検物質を含む試料を保持するための第１の容器及び第２の容器、並びに前記第２の容器内に保持された前記試料の光学測定を行うための光学測定部を備え、
前記第１の容器は、前記第１の容器に前記試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備え、
前記第２の容器は、前記第２の容器に前記試料を供給するための第２の試料供給口と、前記光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備える、測定デバイスを用いる、試料に含まれる第１の被検物質及び第２の被検物質の測定方法であって、
（Ａ）前記試料に浸された前記第１の試料供給口を通して前記第１の容器内に前記試料を供給する工程と、
（Ｂ）前記試料に浸された前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器内に前記試料を供給する工程と、
（Ｃ）前記電極に電圧を印加する工程と、
（Ｄ）前記電極からの電気信号を測定する工程と、
（Ｅ）前記工程（Ｄ）において測定された前記電気信号に基づいて前記第２の被検物質を検出または定量する工程と、
（Ｆ）前記第２の容器内に保持された前記試料に前記光学測定部を通して入射光を照射する工程と、
（Ｇ）前記入射光の照射に起因して前記第２の容器の内部から外部に前記光学測定部を通して出射した出射光を測定する工程と、
（Ｈ）前記工程（Ｇ）において測定された前記出射光に基づいて前記第１の被検物質を検出または定量する工程と、を含む。
【００３３】
ここで、本発明の測定デバイスにおいては、前記第２の試料供給口から前記試薬保持部までの距離Ｘと、前記第１の試料供給口から前記電極までの距離Ｙとが、関係式：Ｘ＜Ｙを満たすように、前記試薬保持部と前記電極とが配置されているのが好ましい。さらに、前記工程（Ｄ）において前記電気信号の変化を検出し、前記検出に基づき自動的に前記工程（Ｆ）を行うことが好ましい。
このような構成によれば、第１の試料供給口及び第２の試料供給口から供給された試料は、電極よりも先に試薬保持部に到達する。したがって、電極に試料が到達したことを電極からの電気信号の変化を検出することにより検知し、その検出に基づき試料に入射光を自動的に照射するようにすると、試料不足により試料中に試薬が溶解する前に誤って光学測定が行われることを防止することができる。
【００３４】
また、測定デバイスにおいて、第１の容器は空気孔をさらに備えていてもよい。空気孔は、電極を挟んで第１の試料供給口とは反対側に位置する部分に設けられていることが好ましい。この構成によると、第１の容器がキャピラリ（毛細管）として機能し、試料が、毛細管現象により第１の試料供給口から電極まで供給される。そのため、第１の試料供給口を試料と接触させるだけで第１の容器内に試料を容易に供給することができる。
【００３５】
また、前記第１の試料供給口と前記第２の試料供給口とが互いに隣接する位置に設けられており、前記工程（Ｄ）において前記電気信号の変化を検出し、前記検出に基づき、前記工程（Ｂ）において前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器内に前記試料を吸引することが好ましい。
このような構成によれば、電極において電気信号の変化を検出することにより、測定デバイスの第１の試料供給口及び第２の試料供給口が試料中に浸されたことを検知できるので、第２の試料供給口が試料中に浸される前に誤って試料の吸引が行われるのを防ぐことができる。
また、本発明の測定デバイスにおいて、前記第１の容器と前記第２の容器とが、前記第２の試料供給口を介して互いに連通していてもよい。このとき、前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器から前記第１の容器へ前記試料が流れることを防止する弁をさらに備えることが好ましい。
【００３６】
ここで、さらに、第１の被検物質の定量結果及び第２の被検物質の定量結果のいずれか一方に基づいて、他方の定量結果を補正することが好ましい。
このようにすると、互いに関係のある複数の検査項目について測定を行うことにより、測定結果の精度を向上させることができる。
【００３７】
本発明における試料としては、血清、血漿、血液、尿、間質液、あるいはリンパ液などの体液、培地の上清液等の液体の試料が挙げられる。または、上記体液中の特定の成分と反応する試薬、例えば酵素、抗体、もしくは色素などを、体液と混合したものを、試料として測定デバイスに供給してもよい。
これらのなかで、試料として尿が好ましい。試料が尿であると、非侵襲的に在宅での日常の健康管理を行うことができる。
【００３８】
第１の被検物質としては、アルブミン、ｈＣＧ、ＬＨ、ＣＲＰ、ＩｇＧ等が挙げられる。また、第２の被検物質としては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、アンモニウムイオン、水素イオン、グルコース等が挙げられる。
健康管理の最初の段階で行われる尿の定性検査では、ｐＨ、比重、蛋白、糖、潜血、ケトン体、ビリルビン、ウロビリノーゲン、亜硝酸塩、白血球、アスコルビン酸、アミラーゼ、食塩の１２項目について検査が行われる。また、腎機能を分析するという目的では微量アルブミンが、妊娠検査・排卵検査等のマーカーとしてはｈＣＧ、ＬＨ等のホルモンがある。
【００３９】
これらの検査項目を大別すると、蛋白や、微量アルブミン、ｈＣＧ、ＬＨ等のホルモンは、抗原抗体反応に基づいた光学測定が適している。抗原抗体反応に基づいた光学測定としては、免疫比ろう法、免疫比濁法、ラテックス免疫凝集法等の、抗原抗体反応に基づいて試料中に生じた濁りを測定するものが挙げられる。
一方、尿中の塩分（ナトリウムイオン、カリウムイオン）、ｐＨ、糖などは主に電気化学測定に基づいて測定される。特に尿中の糖分や塩分は、食事等の生活習慣を反映するものであり、健康管理に関するソリューションを提案するために重要な情報である。
【００４０】
塩分及びｐＨは、抗原抗体反応に影響を与える。例えば、高塩濃度状態における抗原抗体反応は解離性が強く反応量が少なくなるため、負の測定誤差をもたらす。尿中の塩分及びｐＨは日内変動・日外変動・個体差があるので、生じる誤差を予測することは困難である。しかしながら、電気化学測定により塩分値やｐＨ値を得、光学測定において種々の塩分濃度やｐＨ値における出射光強度と抗原濃度との関係を表すデータを検量線として参照することにより、抗原濃度の測定誤差を補正することができる。
【００４１】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することもある。
【００４２】
［実施の形態１］
１．測定デバイス
以下、図面を用いて、本発明の測定デバイスの一実施の形態を詳細に説明する。ここでは、試料が尿で、第１の被検物質がヒトアルブミンであり、第２の被検物質がグルコースである場合について説明する。
まず、本実施の形態に係る測定デバイスの構造について図１〜３を用いて説明する。図１は、本発明の測定デバイスの一実施の形態を示す斜視図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。また、図３は、図１及び２に示す本発明の測定デバイスの分解斜視図である。
【００４３】
本実施の形態の測定デバイス１００は、矢印Ｐの方向に長さを有し、透明のポリスチレン製である第１の部材１０１、第２の部材１０２及び第３の部材１０３を備えている。
第１の部材１０１と第３の部材１０３とを組み合わせることにより、両端が開放した空間が形成され、その空間の部分が第１の容器１０４として機能する。そして、第１の容器１０４として機能する空間の一方の開放端が第１の試料供給口１０５として機能し、他方の開放端が第１の吸引口１０６として機能する。
【００４４】
また、第３の部材１０３上には、一対の導電部が設けられている。さらに、一対の導電部上には、一対の電極２０１ａ、２０２ａおよび一対の接続部２０１ｂ、２０２ｂが第１の容器１０４内に露出するように、絶縁性の樹脂からなるカバー２０３が設けられている（図３参照）。
さらに、同様に、第２の部材１０２と第３の部材１０３とを組み合わせることにより、両端が開放した空間が形成され、その空間の部分が第２の容器１０７として機能する。そして、第２の容器１０７として機能する空間の一方の開放端が第２の試料供給口１０８として機能し、他方の開放端が第２の吸引口１０９として機能する。
【００４５】
また、第２の容器１０７内には、第２の部材１０２上に、光学測定のための試薬を保持する試薬保持部１１０が設けられている。そして、第２の試料供給口１０８から試薬保持部１１０との距離Ｘよりも、第１の試料供給口１０５から電極２０１ａ、２０２ａまでの距離Ｙの方が長くなるような位置（即ち、関係式：Ｘ＜Ｙを満たす位置）に、試薬保持部１１０が配置されている。
【００４６】
本実施の形態の測定デバイス１００における試薬保持部１１０は、図３に示すように、第２の部材１０２上であって第３の部材１０３と対向する面１０２ａ上に設けられている。
第２の部材１０２の外面は３つの面１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄで構成されているが、裏側に試薬保持部１１０が形成された第１の面１０２ｂを挟む位置にある２つの面１０２ｃ、１０２ｄのうちの一方が光入射部１１１として機能し、他方が光出射部１１２として機能する。光入射部１１１と光出射部１１２とが本発明の光学測定部に相当する。
【００４７】
ここで、本実施の形態に係る測定デバイス１００が使用されるときは、後述するように、測定デバイス１００の一部を例えば容器内に採取された尿に浸漬した後、測定装置によって第１の吸引口１０６及び第２の吸引口１０９から尿を吸引して第１の容器１０４及び第２の容器１０７内に供給する。
したがって、第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８付近には、測定デバイス１００に前記試料に浸漬するための目安となる目安線１１５が設けられている。このような目安線１１５があると、測定デバイス１００を試料である尿に浸す工程において、測定デバイス１００を当該目安線１１５の部分まで前記試料に浸漬することができることとなり、確実に尿を第１の容器１０４及び第２の容器１０７内に供給することができるとともにより確実に測定を行うことができる。
【００４８】
目安線１１５の太さや形状は目視可能な程度であれば特に制限はない。図１においては測定デバイス１００の１つの側面のみに設けられているが、すべての側面にわたって目安線を設けてもよい。
このような目安線１１５は、例えば、測定デバイス１００の表面に印刷をすることによって形成してもよく、また、溝又はリブを設けることによって形成してもよい。
【００４９】
次に、本実施の形態の測定デバイス１００の作製方法について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る測定デバイスの分解斜視図である。
第１の部材１０１、第２の部材１０２及び第３の部材１０３は、それぞれ透明のポリスチレン製であり、金型を用いた成形によって得ることができる。成型には、公知の樹脂成型技術を用いればよい。
【００５０】
第１の部材１０１及び第２の部材１０２はそれぞれ凹部を有し、板状である第３の部材１０３を挟んで互いに組み合わされることにより、第１の容器１０４及び第２の容器１０７を一体的に構成する。
第１の部材１０１、第２の部材１０２及び第３の部材１０３の寸法は、例えば、いずれも幅（図３のＡ）１０ｍｍ、長さ（図３のＢ）８４ｍｍ、厚み１ｍｍとすればよい。
また、第１の部材１０１及び第２の部材１０２の高さ（図３のＣ）は、例えば、いずれも６ｍｍとすればよい。
【００５１】
次に、第２の部材１０２の凹部の底面、即ち面１０２ａに試薬保持部１１０を形成する。
例えば、光学測定のための試薬であるヒトアルブミンに対する抗体の水溶液を、マイクロシリンジなどを用いて第２の部材１０２の凹部の底面（面１０２ａ）に一定量滴下することにより塗布し、これを室温〜３０℃程度の環境に静置して水分を蒸発させることにより、試薬を乾燥状態で担持することができる。例えば、濃度が８ｍｇ／ｄＬの上記抗体の水溶液を用い、０．７ｍＬの滴下量で、面積が５ｃｍ2の部分に滴下すればよい。
【００５２】
塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び量は、必要とするデバイスの特性や第２の部材１０２における形成位置の空間的な制限に応じて適切に選択することができる。また、第２の部材１０２における試薬保持部１１０の位置や面積は、試薬の試料に対する溶解性や光学測定部の位置などを鑑みて適宜選択することができる。
なお、ヒトアルブミンに対する抗体は従来公知の方法により得ることができる。例えば、ヒトアルブミンを免疫したウサギ抗血清を、プロテインＡカラムクロマトグラフィーにより精製した後、透析チューブを用いて透析することにより、抗ヒトアルブミン抗体が得られる。
【００５３】
一方、第３の部材１０３の第１の部材１０１側に位置する面１０３ａ上には、一対の導電部を配置する。例えば一対の導電部と同様の形状の空隙を有するアクリル樹脂製のマスクを第３の部材１０３上に配置し、それを介して金をスパッタした後、マスクを除去することにより一対の導電部を形成することができる。スパッタに代えて、蒸着でも同様の手順で形成することができる。
一対の導電部の寸法は特に制限されないが、例えば、それぞれ幅２ｍｍ程度、長さ１４ｍｍ程度、厚み５μｍ程度であればよい。電極２０１ａ、２０２ａおよび接続部２０１ｂ、２０２ｂの大きさ（長さ）を規定するために、導電部の両端が露出し、導電部の一部が覆われるように、絶縁性の樹脂からなるカバー２０３を貼付する。カバー２０３としては、例えば、幅１０ｍｍ程度、長さ５ｍｍ程度、厚さ０．１ｍｍ程度の、アクリル系の接着剤が塗布されたＰＥＴ製のフィルムを用いることができる。電極２０１ａ、２０２ａの長さが、例えばそれぞれ４ｍｍ、接続部の長さが、例えばそれぞれ５ｍｍとなるようにカバー２０３を配置する。
導電部、電極、接続部の材料、面積、厚さ、形状及び位置等は、必要とするデバイスの特性、光学測定系の位置などに鑑みて、適宜調整することができる。
【００５４】
また、電極２０１ａ、２０２ａの表面には、酵素であるグルコースオキシダーゼ及び電子伝達体であるオスミウム錯体を、公知の方法を用いて固定化担持する。
例えば、塩化ビスビピリジンオスミウムが配位結合したポリビニルイミダゾールの溶液をグルコースオキシダーゼの溶液と混合して電極２０１ａ、２０２ａ上に塗布し、電極２０１ａ、２０２ａ上の上記溶液へアミン架橋剤であるポリエチレングリコールジグリシジルエーテルを添加して混合する。１時間程度静置の後、蒸留水を用いて電極２０１ａ、２０２ａの表面を洗浄する。
【００５５】
上記のようにして得られる第１の部材１０１、第２の部材１０２及び第３の部材１０３を、図３に示す破線で示す位置関係をもって接合し、測定デバイス１００を組み立てる。第１の部材１０１と第３の部材１０３との接合部分、および第２の部材１０２と第３の部材１０３との接合部分に、例えばエポキシ樹脂などの接着剤を塗布した後、各部材を張り合わせ静置し、乾燥させることにより測定デバイス１００を組み立てる。
また、接着剤を使用せずに、第１の部材１０１、第２の部材１０２及び第３の部材１０３を貼り合わせた後、市販の溶着機を用いて接合部分を熱または超音波によって溶着させてもよい。以上のようにして図１及び２に示す測定デバイス１００を得ることができる。
【００５６】
２．測定装置
次に、図面を用いて、本発明の測定装置の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る測定装置の構成について図４及び５を用いて説明する。図４は、本実施の形態の測定装置を示す斜視図であり、図５は本実施の形態の測定装置の構成を示すブロック図である。
図４に示すように、本実施の形態の測定装置３００は、測定デバイス１００を取り付けるための測定デバイス取付け部３０１を有し、測定デバイス取付け部３０１には、測定デバイス１００の第１の吸引口１０６及び第２の吸引口１０９に着脱可能に接合するためのデバイス装着口（図示せず）、並びに接続部２０１ｂ、２０２ｂに電気的に接続するための端子（図示せず）を有する。また、測定結果が表示されるディスプレイである表示部３０２、試料吸引開始ボタン３０３、及び測定デバイス取外しボタン３０４が設けられている。
【００５７】
デバイス装着口の内側には２つの凸部が設けられ、測定デバイス１００を取り付ける際に凸部がそれぞれ第１の吸引口１０６及び第２の吸引口１０９に挿入される。このとき、接合部における空気の漏れが発生しないよう、例えばテフロン（登録商標）などのフッ素樹脂やイソプレンゴムなどの弾性を有する樹脂製のリング状の封止材等を上記凸部の周囲に設け、凸部と第１の吸引口１０６及び第２の吸引口１０９との密着性を高めることが好ましい。上記封止材は線状であってもよく、また、上記凸部そのものがテフロン（登録商標）やイソプレンゴム等の弾性を有する樹脂で構成されていてもよい。
【００５８】
図５に示すように、測定装置３００の内部には、測定デバイス取付け部３０１に取り付けられた測定デバイス１００の光学測定部に入射する入射光を出射するための光源４０７と、光学測定部から出射した出射光を受光するための受光器４０８と、測定デバイス１００の電極２０１ａ、２０２ａに電圧を印加するための電圧印加部４０２と、電極２０１ａ、２０２ａからの電気信号を測定するための電気信号測定部４０５とが設けられている。
さらに測定装置３００の内部には、受光器４０８により受光された出射光及び電気信号測定部４０５により測定された電気信号のうちの少なくとも一方に基づき、試料中に含まれる被検物質を検出または定量するための演算部であるＣＰＵ４０１と、測定デバイス１００の第１の容器１０４及び第２の容器１０７内に試料を吸引するための吸引部であるピストン機構４０４とが設けられている。
【００５９】
本実施の形態における光源４０７としては、例えば６５０ｎｍの波長の光を出射する半導体レーザーを用いることができる。これに代えて、ライトエミッティングダイオード（ＬＥＤ）などを用いてもよい。
なお、本実施の形態においては免疫比濁法による測定を適用することを想定して、６５０ｎｍの照射及び受光波長を選択するが、この波長は測定法や測定対象に応じて適宜選択することができる。
【００６０】
本実施の形態における受光器４０８としては、例えばフォトダイオードを用いることができる。これに代えて、受光器４０８としては、フォトマルチメーター、電荷結合型素子（ＣＣＤ）等を用いてもよい。
また、本実施の形態におけるピストン機構４０４は、ピストンをリニア型のステップモーターで作動させる構成となっている。
【００６１】
さらに、測定装置３００の内部には、第１の被検物質であるヒトアルブミンの濃度と受光器４０８により受光される出射光強度との関係を表す第１の検量線に関するデータと、第２の被検物質であるグルコースの濃度と電気信号測定部４０５により測定される電気信号との関係を表す第２の検量線に関するデータとが格納されている記憶部であるメモリ４０９が設けられている。
【００６２】
３．測定方法
次に、本実施の形態の測定デバイス１００及び測定装置３００を用いて試料中の被検物質を測定する方法を、図４及び５を参照しながら説明する。以下に、試料として尿を用いた例について述べる。
まず、測定デバイス１００の第１の吸引口１０６及び第２の吸引口１０９を、測定デバイス取付け部３０１内のデバイス装着口（図示せず）に接合し、測定デバイス取付け部３０１に測定デバイス１００を取付ける。これにより、測定デバイス１００の２つの電極２０１ａ、２０２ａに電気的に導通するように、接続部２０１ｂ、２０２ｂと測定デバイス取付け部３０１内部に設けられた２つの端子とがそれぞれ接触する。
【００６３】
このとき、測定装置３００内に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチ（図示せず）が作動して、制御部として機能するＣＰＵ４０１が測定デバイス１００の挿入を検知し、電圧印加部４０２により測定デバイス１００の２つの電極２０１ａ、２０２ａ間に電圧（例えば、電極２０１ａが電極２０２ａに比べて＋０．２Ｖとなる電圧）が印加される。
【００６４】
次に、例えば便器内に設けられた受尿容器又は紙コップ等の運搬可能な容器内に採取された尿に、測定デバイス１００を少なくとも目安線１１５の位置まで浸漬し、測定デバイス１００の第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８を尿に浸漬させる。
【００６５】
ここで、ユーザが、少なくとも第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８が尿に浸漬していることを確認し、その状態で、試料吸引開始ボタン３０３を押して測定装置３００内に設けられた吸引手段の一部であるピストン機構４０４が作動させ、これにより、ピストン機構４０４内のピストンが動き、測定デバイス１００の第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８から第１の容器１０４及び第２の容器１０７内に、試料の液面がカバー２０３の位置になるように、それぞれ所定量（例えば、３ｍＬ）の尿が吸引される。
このとき、試料を吸引した時の位置にピストンを保持することにより、第１の容器１０４及び第２の容器１０７内に尿が保持され、第１の試料供給口１０５または第２の試料供給口１０８から漏れ出したり、ピストン機構４０４内部に吸引されたりすることがない。
【００６６】
第１の容器１０４内に供給された尿が電極２０１ａ、２０２ａに接触すると、両電極間に電流が流れるため、それに起因する電気信号の変化を電気信号測定部４０５が検知する。
この検知に伴い、ＣＰＵ４０１が計時部４０６であるタイマーによる計時を開始させる。また、上記検知に伴い、ＣＰＵ４０１が電圧印加部４０２による電圧の印加を遮断する。タイマーによる計時が開始されると、表示部３０２に計時の開始が表示される。この表示の後は、第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８を尿中から引き上げてもよい。
【００６７】
第２の容器１０７内に供給された尿は、試薬保持部１１０に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体を溶解し、尿中の抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行する。
次に、計時部４０６からの信号によって、電極２０１ａ、２０２ａへの尿の到達から所定時間（例えば、２分）経過したことをＣＰＵ４０１が判断すると、ＣＰＵ４０１は光源４０７による光照射及び電圧印加部４０２による電圧（例えば、電極２０１ａが電極２０２ａに比べて＋０．５Ｖとなる電圧）の印加を実行させる。
【００６８】
光源４０７から出射して測定デバイス１００の光入射部１１１を通して第２の容器１０７内に入射し、尿中を透過及び散乱し、光出射部１１２から出射した光を、所定時間の間（例えば、３分間）、測定装置３００内に設けられた受光器４０８により受光する。
ＣＰＵ４０１はメモリ４０９に格納されている出射光強度とヒトアルブミン濃度との関係を表す第１の検量線に関するデータを読み出し、当該第１の検量線を参照することによりＣＰＵ４０１が受光器４０８により受光された出射光強度をヒトアルブミン濃度に換算する。
得られたヒトアルブミン濃度は表示部３０２に表示される。表示部３０２にヒトアルブミンが表示されることにより、ユーザはヒトアルブミン濃度測定が完了したことを知ることができる。
【００６９】
一方、計時部４０６からの信号によって、上記電圧の印加から所定時間（例えば、１分）経過したことをＣＰＵ４０１が判断すると、電極２０１ａと電極２０２ａとの間で流れる電流等の電気信号を電気信号測定部４０５で測定する。ＣＰＵ４０１はメモリ４０９に格納されている電気信号とグルコース（尿糖）濃度との関係を表す第２の検量線に関するデータを読み出し、それを参照することによりＣＰＵ４０１が測定された電気信号を尿中のグルコース濃度に換算する。
得られたグルコース濃度は表示部３０２に表示される。表示部３０２にグルコース濃度が表示されることにより、ユーザはグルコース濃度測定が完了したことを知ることができる。好ましくは、得られたグルコース濃度及びヒトアルブミン濃度は、計時部４０６により計時された時刻とともにメモリ４０９に保存される。
【００７０】
最後に、ユーザが測定デバイス取外しボタン３０４を押すことにより、測定デバイス取外し機構４１０が作動して、ピストン機構４０４内のピストンを動かすことにより、第１の容器１０４及び第２の容器１０７内の尿が第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８から便器内や紙コップ等の容器内に排出された後、測定デバイス１００が測定装置３００から自動的に取り外される。
なお、このようなデバイス取外し及び試料排出の機構を測定装置に設けずに、ユーザが手動で測定デバイス１００を測定デバイス取付け部３０１から取り外してもよい。
【００７１】
得られた尿糖濃度及びヒトアルブミン濃度は、記録部４１１によりＳＤカードなどの記憶媒体に記録することができる。取り外し可能な記憶媒体に保存することにより、測定結果を測定装置３００から容易に取り出すことができるので、前記記憶媒体を分析専門業者に持参もしくは郵送して、分析を依頼することができる。
また、得られた尿糖濃度及びヒトアルブミン濃度は、送信部４１２により測定装置３００外に送信することができる。これにより、測定結果を、病院内の分析関連部門または分析関連業者等に送信し、それを前記分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析することができるので、測定から分析までの時間を短縮することができる。
さらにまた、前記分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析した結果を受信するための受信部４１３を備えている。これにより、分析結果を迅速にユーザにフィードバックすることができる。
【００７２】
以上により第１の容器１０４及び第２の容器１０７内へ試料を１回供給することにより、１つの測定デバイス１００を用いて、試料の光学測定及び電気化学測定を行うことが可能である。
また、測定デバイス１００の第１の容器１０４内に電極２０１ａ、２０２ａを設け、第２の容器１０７内に試薬保持部１１０を設けることにより、光学測定に必要な試薬が電気化学測定部に拡散し、電気化学測定に影響を及ぼすことがないので、複数の測定項目について迅速かつ正確に測定を行うことができる。
【００７３】
また、第２の試料供給口１０８と試薬保持部１１０との距離よりも、第１の試料供給口１０５と電極２０１ａ、２０２ａとの距離の方が長くなるような位置に、試薬保持部１１０が配置されており、電極に試料が到達したことを電極からの電気信号の変化を検出することにより検知し、その検出に基づき試料に入射光を自動的に照射するようにしているので、試料不足により試料中に試薬が溶解する前に誤って光学測定が行われることを防止することができる。
【００７４】
以上においては、本発明の実施の形態の一例について説明したが、測定デバイス１００の形状は、本発明の構成要件を満たし、かつ本発明の効果を得られるものであれば、上記実施の形態において述べたものに限定されない。
ここで、図６は上記実施の形態の測定デバイスの変形例を示す斜視図であり、図７は図６におけるＢ−Ｂ部分の断面図である。それぞれ図１及び２と同様の構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
図６に示すように、本変形例の測定デバイス１００は、内部に第１の容器１０４及び第２の容器１０７として機能する空間を有する直方体形状を有している。また、本変形例の測定デバイス１００は、第１の部材１０１及び第２の部材１０２を備え、第１の部材１０１及び第２の部材１０２の側面に第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８がそれぞれ設けられている。
【００７５】
［実施の形態２］
１．測定デバイス
次に、本発明の測定デバイスの実施の形態２について説明する。本実施の形態では、実施の形態１と同様に、試料が尿で、第１の被検物質がヒトアルブミンであり、第２の被検物質がグルコースである場合について説明する。
まず、本実施の形態に係る測定デバイスの構造について図８〜１０を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係る測定デバイスの斜視図であり、図９は図８におけるＣ−Ｃ断面図である。また、図１０は図８及び９に示す測定デバイス６００の分解斜視図である。なお、図１〜３に示された構成要素と共通する構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００７６】
本実施の形態の測定デバイス６００は、透明のポリスチレン製であるカバー部材６０１、スペーサ６０２、第２の部材１０２及び第３の部材１０３を備えている。
空気孔６０３が設けられたカバー部材６０１と、スリット６０４が設けられたスペーサ６０２と、第３の部材１０３とを組み合わせることにより、第１の試料供給口１０５が開放した空間が形成される。この空間が第１の容器１０４として機能する。
【００７７】
第３の部材１０３上には、一対の導電部２０１、２０２が設けられている。一対の導電部２０１、２０２のうち、第１の容器１０４内に露出している部分が一対の電極２０１ａ、２０２ａとして機能し、測定デバイス６００の外側に露出している部分が一対の接続部２０１ｂ、２０２ｂとして機能する。第１の容器１０４はキャピラリ構造となっており、試料が第１の試料供給口１０５に接触すると、第１の容器１０４内の空気が空気孔６０３から排出され、毛細管現象により試料が第１の試料供給口１０５から第１の容器１０４内に供給される。
カバー部材６０１及びスペーサ６０２の寸法は、例えば、いずれも幅（図１０のＤ）３ｍｍ、長さ８４ｍｍ、厚み３００μｍとし、スリット６０４の幅は、例えば１ｍｍとすればよい。
【００７８】
実施の形態１と同様に、第２の部材１０２と第３の部材１０３とを組み合わせることにより、両端が開放した空間が形成され、その空間が第２の容器１０７として機能する。第２の容器１０７として機能する空間の一方の開放端が第２の試料供給口１０８として機能し、他方の開放端が第２の吸引口１０９として機能する。
そして、第２の容器１０７内には、第２の部材１０２上に、光学測定のための試薬を保持する試薬保持部１１０が設けられている。第２の試料供給口１０８と試薬保持部１１０との距離Ｘよりも、第１の試料供給口１０５と電極２０１ａ、２０２ａとの距離Ｙの方が長くなるような位置に、試薬保持部１１０が配置されている。第２の部材１０２及び第３の部材１０３の寸法は、実施の形態１と同じでよい。
【００７９】
本実施の形態の測定デバイス６００においては、試薬保持部１１０は、第２の部材１０２上であって第３の部材１０３と対向する面１０２ａ上に設けられている。第２の部材１０２の外面を構成する３つの面のうち、裏側に試薬保持部１１０が形成された第１の面１０２ｂを挟む位置にある２つ面１０２ｃ、１０２ｄの一方が光入射部１１１、他方が光出射部１１２としてそれぞれ機能する。光入射部１１１と光出射部１１２とが本発明の光学測定部に相当する。
【００８０】
次に、本実施の形態の測定デバイス６００の作製方法について図１０を用いて説明する。図１０は、本実施の形態に係る測定デバイスの分解斜視図である。
実施の形態１と同様に、カバー部材６０１、スペーサ６０２、第２の部材１０２及び第３の部材１０３は透明のポリスチレン製であり、金型を用いた成形によって得ることができる。
次に、第２の部材１０２の凹部の底面１０２ａに試薬保持部１１０を形成する。試薬保持部１１０の形成方法は実施の形態１と同じであるため省略する。
【００８１】
一方、第３の部材１０３上には、一対の導電部２０１、２０２を形成する。第３の部材１０３を、カバー部材６０１及びスペーサ６０２と組み合わせたときに、スペーサ６０２に設けられたスリット６０４により形成される第１の容器１０４内に導電部の一部が露出するような位置に、導電部２０１、２０２を配置する。ここでは、導電部２０１、２０２をそれぞれＬ字状及び逆Ｌ字状とした。
導電部２０１、２０２の形成方法は、絶縁性の樹脂からなるカバーを貼付しない点以外は実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
【００８２】
次に、第３の部材１０３、カバー部材６０１及びスリット６０４で構成される第１の容器１０４の内面は、親水性処理しておくのが好ましい。
例えば、第１の容器１０４の内面を構成する第３の部材１０３、カバー部材６０１及びスリット６０４の部分（面）の表面全体に、０．１％レシチン／トルエン溶液を０．０５ｍＬ滴下し、塗布する。２〜３分間大気中に静置し、トルエン溶媒を蒸発させることにより、上記表面全体に親水性を付与することができる。
また、レシチン溶液の代わりに、エチレングリコールアルキルエーテル（ＴｒｉｔｏｎＸ−１００）などの界面活性剤の水溶液を用いても、同様の親水性処理を行うことができる。
【００８３】
上記のようにして得られるカバー部材６０１、スペーサ６０２、第２の部材１０２及び第３の部材１０３を、図１０に記した破線で示す位置関係をもって接合し、測定デバイス６００を組み立てる。接合方法は実施の形態１と同じであるため省略する。
【００８４】
２．測定装置
次に本実施の形態の測定装置８００について図１１及び５を用いて説明する。図１１は、本実施の形態の測定装置を示す斜視図である。なお、図４に示す実施の形態１の測定装置と共通する構成には同じ符号を用い、説明を省略する。
本実施の形態の測定装置８００は、測定デバイス６００の第２の吸引口１０９側の端部に着脱可能に接合することによって測定装置８００に測定デバイス６００を取付けることができる。測定デバイス取付け部３０１はデバイス装着口（図示せず）を有し、測定結果が表示される表示部３０２、試料吸引開始ボタン３０３、及び測定デバイス取外しボタン３０４が設けられている。
【００８５】
デバイス装着口の内側には凸部が設けられて、測定デバイス６００を取り付ける際に凸部が第２の吸引口１０９に挿入される。このとき、接合部における空気の漏れが発生しないよう、実施の形態１と同様に、例えばテフロン（登録商標）やイソプレンゴムなどの弾性を有する樹脂製の封止リングを上記凸部の周囲に設け、凸部と第２の吸引口１０９との密着性を高めることが好ましい。
測定装置８００の内部の構造については実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
【００８６】
３．測定方法
次に、本実施の形態の測定デバイスを用いて試料中の被検物質を測定する方法について図１１及び５を参照しながら説明する。以下に、試料として尿を用いた例について述べる。
まず、測定装置８００の測定デバイス取付け部３０１に測定デバイス６００の第２の吸引口１０９が接合するように、測定デバイス６００を取付ける。これにより、測定デバイス６００の２つの電極２０１ａ、２０２ａに電気的に導通するように、接続部２０１ｂ、２０２ｂと測定デバイス取付け部３０１内部に設けられた２つの端子とがそれぞれ接触する。
【００８７】
このとき、測定装置８００内に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチ（図示せず）が作動して、制御部として機能するＣＰＵ４０１が測定デバイス６００の挿入を検知し、電圧印加部４０２により測定デバイス６００の２つの電極２０１ａ、２０２ａ間に電圧（例えば、電極２０１ａが電極２０２ａに比べて＋０．２Ｖとなる電圧）が印加される。
なお、本実施の形態の場合、空気孔６０３が測定装置８００の筐体により塞がれることがないようにしている。
【００８８】
次に、便器内に設けられた受尿容器または紙コップ等の運搬可能な容器内に採取された尿に、測定デバイス６００のうち少なくとも第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８を浸漬させる。このようにすると、第１の試料供給口１０５から、毛細管現象によって試料が第１の容器１０４に導入される。
この時、第１の容器１０４内の空気は空気孔６０３から排出され、同時に第１の容器１０４は空気孔６０３近傍まで試料で満たされる。本実施の形態では、第３の部材１０３、カバー部材６０１及びスリット６０４内面を親水処理しているので、試料は第１の容器１０４内へ円滑かつ均一に供給される。
【００８９】
第１の容器１０４内に供給された尿が、電圧が印加された２つの電極２０１ａ、２０２ａに到達すると、両電極間に電流が流れるため、それに起因する電気信号の変化を電気信号測定部４０５が検知する。この検知により、ＣＰＵ４０１は第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８が試料に浸漬したと判断し、ピストン機構４０４を作動させる。
これにより、ピストン機構４０４内のピストンが動き、測定デバイス６００の第２の試料供給口１０８から第２の容器１０７内に所定量（例えば、３ｍＬ）の尿が吸引される。ピストンをその位置に保持することにより、第２の容器１０７内に尿が保持され、第２の試料供給口１０８から漏れ出したり、ピストン機構４０４内部に吸引されたりすることがない。
【００９０】
また、この検知に伴い、ＣＰＵ４０１が計時部４０６であるタイマーによる計時を開始させる。また上記検知に伴い、ＣＰＵ４０１が電圧印加部４０２による電圧の印加を遮断する。タイマーによる計時が開始されると、表示部３０２に計時の開始が表示される。この表示の後は、第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８を尿中から引き上げてもよい。
第２の容器１０７内に供給された尿は、試薬保持部１１０に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体を溶解し、尿中の抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行する。
【００９１】
次に、計時部４０６からの信号によって、電極２０１ａ、２０２ａへの尿の到達から所定時間（例えば、２分）経過したことをＣＰＵ４０１が判断すると、ＣＰＵ４０１は光源４０７による光照射及び電圧印加部４０２による電圧（例えば、電極２０１ａが電極２０２ａに比べて＋０．５Ｖとなる電圧）の印加を実行させる。
以降の、受光器４０８により受光された出射光強度を用いたヒトアルブミン濃度測定、電気信号測定部４０５で測定した電気信号を用いたグルコース濃度測定の手順等は、実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
【００９２】
以上により第１の容器１０４及び第２の容器１０７内へ試料を１回供給することにより、実施の形態１と同様に、１つの測定デバイス６００を用いて、試料の光学測定及び電気化学測定を行うことが可能である。
測定デバイス６００の第１の容器１０４内に電極２０１ａ、２０２ａを設け、第２の容器１０７内に試薬保持部１１０を設けることにより、光学測定に必要な試薬が電気化学測定部に拡散し、電気化学測定に影響を及ぼすことがないので、複数の測定項目について迅速かつ正確に測定を行うことができる。
【００９３】
また、第１の容器１０４をキャピラリ構造とし、毛細管現象により試料が第１の試料供給口１０５から第１の容器１０４内に供給されるようにしているので、電極２０１ａ、２０２ａからの電気信号の変化により、第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８が試料に浸漬したことを検知することができる。その検知に伴い自動的にピストン機構４０４を作動させることにより、第２の試料供給口１０８が試料に接触する前に誤って試料の吸引が起るのを防ぐことができる。
また、試料吸引開始ボタン３０３を押す操作を省略することができるので、ユーザの作業を低減することができる。また、測定装置８００は試料吸引開始ボタン３０３を備えていなくてもよい。
【００９４】
なお、本実施の形態においては、カバー部材６０１の空気孔６０３を、金型を用いた成形によって作製したが、これに代えて、空気孔６０３を有していない板状のカバー部材６０１を成形により作製した後、空気孔６０３を切削や打ち抜きなどによって形成させてもよい。
また、第１の容器１０４内面が親水性を有するように、第３の部材１０３及びカバー部材６０１の表面、並びにスリット６０４の内面に対して親水性処理を施したが、これに代えて、第３の部材１０３、カバー部材６０１及びスペーサ６０２を、親水性を有する材料で形成してもよい。親水性を有する材料としては、例えばガラスなどを挙げることができる。
【００９５】
さらに、本実施の形態では、第１の容器１０４を形成するために、スリット６０４が設けられたスペーサ６０２を用いたが、これに限定されない。図１２は、本実施の形態の測定デバイスの変形例を示す分解斜視図である。図１０と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
図１２に示すように、スペーサ６０２として、２本の矩形状（レール状）の板部材を用いてもよい。この場合、カバー部材６０１は空気孔６０３を備えていなくともよい。カバー部材６０１とスペーサ６０２と第３の部材１０３とを組み合わせることにより、両端が開放した空間が形成され、第１の試料供給口１０５と反対側の開口部が空気孔６０３として機能する。
【００９６】
測定デバイス６００の形状については、本願発明の構成要件を満たし、かつ本願発明の効果を得られるものであれば、上記実施の形態において述べたものに限定されない。図１３は、本実施の形態の測定デバイスの変形例を示す斜視図であり、図１４は図１３におけるＤ−Ｄ断面図である。図１と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
図１３及び１４に示すように、本変形例の測定デバイス６００は、内部に第１の容器１０４として機能する空間を有する第１の直方体と、内部に第２の容器１０７として機能する空間を有する、第１の直方体よりも小さい第２の直方体とが組み合わさった形状を有している。また、本変形例の測定デバイス６００は、第２の部材１０２、カバー部材６０１、スペーサ６０２及び第３の部材１０３を備え、カバー部材６０１及び第２の部材１０２の側面に第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８がそれぞれ設けられている。
【００９７】
［実施の形態３］
次に、本発明の測定デバイスの実施の形態３について説明する。本実施の形態では、実施の形態１と同様に、試料が尿で、第１の被検物質がヒトアルブミンであり、第２の被検物質がグルコースである場合について説明する。
まず、本実施の形態に係る測定デバイス７００の構造について図１５〜１８を用いて説明する。図１５は、本実施の形態に係る測定デバイス７００の斜視図であり、図１６は図１５におけるＥ−Ｅ断面図である。また、図１７は本実施の形態に係る測定デバイス７００の上面図であり、図１８は測定デバイス７００の分解斜視図である。なお、図１〜３に示された構成要素と共通する構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００９８】
本実施の形態の測定デバイス７００は、透明のポリスチレン製である第１の部材７０１、第２の部材７０２及び第３の部材７０３を備えている。第１の部材７０１の外面は３つの面７０１ａ、７０１ｂ、および７０１ｃで構成されている。第１の面７０１ｃには、第１の試料供給口１０５が設けられている。
第１の部材７０１、第２の部材７０２及び第３の部材７０３を図１８の破線で示す位置関係で組み合わせることで、第３の部材７０３がスペーサとなって２つの空間が形成される。２つの空間のうち、第１の試料供給口１０５と連通する空間が第１の容器１０４、他方の空間が第２の容器１０７として機能する。
第３の部材７０３は、四角形の板状の部材の中央部分に、第１の容器１０４と第２の容器１０７とを連通する開口部７０５を有する。開口部７０５は、実施の形態１における測定デバイス１００の第１の吸引口１０６及び第２の試料供給口１０８としての機能を有する。また、第３の部材７０３の中心には、第２の容器１０７側において開口部７０５を覆うように逆流防止用の弁７０４が備えられており、第２の容器１０７から第１の容器１０４への逆流を防ぐことができる。
【００９９】
第２の部材７０２の内壁面７０２ｂ上には、一対の導電部２０１、２０２が設けられている。一対の導電部２０１、２０２の一部は絶縁性の樹脂からなるカバー２０３で覆われている。一対の導電部のうち、第１の容器１０４内に露出している部分が一対の電極２０１ａ、２０２ａとして機能し、第２の容器１０７内に露出している部分が一対の接続部２０１ｂ、２０２ｂとして機能する。
【０１００】
第１の部材７０１、第２の部材７０２の寸法は、例えば、いずれも幅（図１８のＡ）１０ｍｍ、長さ（図１８のＢ）８４ｍｍ、厚み１ｍｍとすればよい。
また、第１の部材７０１及び第２の部材７０２の高さ（図１８のＣ）は、例えば、いずれも３．５ｍｍとすればよい。
そして、第２の容器１０７内には、第２の部材７０２の内壁面７０２ａ上に、光学測定のための試薬を保持する試薬保持部１１０が設けられている。
【０１０１】
第１の部材７０１の外面は３つの面７０１ａ、７０１ｂ及び７０１ｃで構成されているが、対向する位置にある２つの面７０１ａ、７０１ｂのうちの一方の面において、第２の容器１０７を囲む部分が、光入射部１１１として機能し、他方の面において第２の容器１０７を囲む部分が、光出射部１１２として機能する。光入射部１１１と光出射部１１２とが本発明の光学測定部に相当する。
【０１０２】
次に、本実施の形態の測定デバイス７００の作製方法について図１８を用いて説明する。図１８は、本実施の形態に係る測定デバイス７００の分解斜視図である。
実施の形態１と同様に、第１の部材７０１、第２の部材７０２及び第３の部材７０３は透明のポリスチレン製であり、金型を用いた成形によって得ることができる。
【０１０３】
次に、第３の部材７０３の第２の容器１０７側の面上において、開口部７０５を覆うように、弁７０４を配置する。弁７０４は、天然ゴムや合成ゴムのような柔軟性を有する樹脂からなるのが好ましい。樹脂からなる弁７０４の周縁部の一部を第３の部材７０３に接着させ、残りの部分は接着しないようにして、第３の部材７０３の第２の容器１０７側の面上において、開口部７０５を覆うように、弁７０４を取り付ける。これにより、開口部７０５、及び弁７０４のうち第３の部材７０３と接着されていない部分を通して、第１の容器１０４から第２の容器１０７へ試料が流れる。より具体的には、第１の試料供給口１０５から第１の容器１０４中に試料が供給されると、供給された試料が下方から弁７０４を押し上げ、弁７０４の接着していない部分が上方に押し上げられて、図１９に示すように弁７０４が変形する。これにより、矢印に示す方向に試料が流入することができ、試料が第２の容器１０７内に供給される。これに対して、図１９中の矢印の向きと反対の方向、すなわち第２の容器１０７から第１の容器１０４へは、試料が流れない。このように、弁７０４は逆流防止弁として機能する。
【０１０４】
次に、第２の部材７０２の面７０２ａに試薬保持部１１０を形成する。試薬保持部１１０の形成方法は実施の形態１と同じであるため省略する。
さらに、第２の部材７０２の凹部の底面７０２ｂに一対の導電部２０１、２０２及びカバー２０３を形成する。導電部２０１、２０２及びカバー２０３の形成方法は、実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
上記のようにして得られる第１の部材７０１、第２の部材７０２及び第３の部材７０３を、図１８に記した破線で示す位置関係をもって接合し、測定デバイス７００を組み立てる。接合方法は実施の形態１と同じであるため省略する。
【０１０５】
２．測定装置
次に本実施の形態の測定装置９００について図２０及び２１を用いて説明する。図２０は、本実施の形態の測定装置を示す斜視図である。図２１は、本実施の形態の測定装置の構成を示すブロック図である。なお、図４および５に示された構成と共通する構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
本実施の形態の測定装置９００は、実施の形態１の測定装置における測定デバイス７００の第２の吸引口１０９側の端部に着脱可能に接合することによって測定装置９００に測定デバイス７００を取付けることができる。測定デバイス取付け部９０１はデバイス装着口（図示せず）を有し、測定結果が表示される表示部９０２、及び試料吸引開始ボタン９０３が設けられている。
【０１０６】
デバイス装着口の内側には凸部が設けられて、測定デバイス７００を取り付ける際に凸部が第２の吸引口１０９に挿入される。このとき、接合部における空気の漏れが発生しないよう、実施の形態１と同様に、例えばテフロン（登録商標）やイソプレンゴムなどの弾性を有する樹脂製の封止リングを上記凸部の周囲に設け、凸部と第２の吸引口１０９との密着性を高めることが好ましい。
図２１に示すように、測定装置９００の内部の構造は、実施の形態１の図４に示す測定装置の構成から測定デバイス取外し機構４１０および測定デバイス取り外しボタン３０４を取り除いた構成である。
【０１０７】
３．測定方法
次に、本実施の形態の測定デバイス７００及び測定装置９００を用いて試料中の被検物質を測定する方法を、図２０及び２１を参照しながら説明する。以下に、試料として尿を用いた例について述べる。
まず、測定デバイス７００の第２の吸引口１０９を、測定デバイス取付け部９０１内のデバイス装着口（図示せず）に接合し、測定デバイス取付け部９０１に測定デバイス７００を取付ける。これにより、測定デバイス７００の２つの電極２０１ａ、２０２ａに電気的に導通するように、接続部２０１ｂ、２０２ｂと測定デバイス取付け部９０１内部に設けられた２つの端子とがそれぞれ接触する。
【０１０８】
このとき、測定装置９００内に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチ（図示せず）が作動して、制御部として機能するＣＰＵ４０１が測定デバイス７００の挿入を検知し、電圧印加部４０２により測定デバイス７００の２つの電極２０１ａ、２０２ａ間に電圧（例えば、電極２０１ａが電極２０２ａに比べて＋０．２Ｖとなる電圧）が印加される。
【０１０９】
次に、例えば便器内に設けられた受尿容器又は紙コップ等の運搬可能な容器内に採取された尿に、測定デバイス７００を少なくとも目安線１１５の位置まで浸漬し、測定デバイス７００の第１の試料供給口１０５を尿に浸漬させる。
【０１１０】
ここで、ユーザが、少なくとも第１の試料供給口１０５が尿に浸漬していることを確認し、その状態で、試料吸引開始ボタン９０３を押して測定装置９００内に設けられた吸引手段の一部であるピストン機構４０４を作動させ、これにより、ピストン機構４０４内のピストンが動き、測定デバイス７００の第１の試料供給口１０５から第１の容器１０４に、尿が吸引される。
【０１１１】
第１の容器１０４内に供給された尿が電極２０１ａ、２０２ａに接触すると、両電極間に電流が流れるため、それに起因する電気信号の変化を電気信号測定部４０５が検知する。
この検知に伴い、ＣＰＵ４０１が計時部４０６であるタイマーによる計時を開始させる。また、上記検知に伴い、ＣＰＵ４０１が電圧印加部４０２による電圧の印加を遮断する。タイマーによる計時が開始されると、表示部９０２に計時の開始が表示される。
第２の容器１０７内には、図１９に示すような弁７０４の変形により生じた弁７０４と第３の部材７０３との隙間、及び開口部７０５を介して尿が供給される。この際、弁７０４により、第２の容器１０７に供給された尿が、第１の容器１０４に逆流することを防ぐ。
【０１１２】
次に、計時部４０６からの信号によって、電極２０１ａ、２０２ａへの尿の到達から第１の所定時間（例えば、３０秒）経過し、第２の容器１０７内に所定量の尿が供給されたことをＣＰＵ４０１が判断すると、ＣＰＵ４０１はピストン機構４０４による尿の吸引を停止させる。
このとき、試料を吸引した時の位置にピストンを保持することにより、第１の容器１０４及び第２の容器１０７内に尿が保持され、第１の試料供給口１０５から漏れ出したり、ピストン機構４０４内部に吸引されたりすることがない。
第２の容器１０７内に供給された尿は、試薬保持部１１０に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体を溶解し、尿中の抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行する。
【０１１３】
次に、計時部４０６からの信号によって、電極２０１ａ、２０２ａへの尿の到達から第２の所定時間（例えば、２分）経過したことをＣＰＵ４０１が判断すると、ＣＰＵ４０１は光源４０７による光照射及び電圧印加部４０２による電圧（例えば、電極２０１ａが電極２０２ａに比べて＋０．５Ｖとなる電圧）の印加を実行させる。
【０１１４】
光源４０７から出射して測定デバイス７００の光入射部１１１を通して第２の容器１０７内に入射し、尿中を透過及び散乱し、光出射部１１２から出射した光を、第３の所定時間の間（例えば、３分間）、測定装置９００内に設けられた受光器４０８により受光する。なお、ここでは、図１７および１８に示すように、測定デバイス７００における第１の部材７０１の面７０１ｂのうち第２の容器１０７を囲む部分を光入射部１１１とし、測定デバイス７００における第１の部材７０１の面７０１ａのうち第２の容器１０７を囲む部分を光出射部１１２とした。
ＣＰＵ４０１はメモリ４０９に格納されている出射光強度とヒトアルブミン濃度との関係を表す第１の検量線に関するデータを読み出し、当該第１の検量線を参照することによりＣＰＵ４０１が受光器４０８により受光された出射光強度をヒトアルブミン濃度に換算する。
得られたヒトアルブミン濃度は表示部９０２に表示される。表示部９０２にヒトアルブミンが表示されることにより、ユーザはヒトアルブミン濃度測定が完了したことを知ることができる。
【０１１５】
一方、計時部４０６からの信号によって、上記電圧の印加から所定時間（例えば、１分）経過したことをＣＰＵ４０１が判断すると、電極２０１ａと電極２０２ａとの間で流れる電流等の電気信号を電気信号測定部４０５で測定する。ＣＰＵ４０１はメモリ４０９に格納されている電気信号とグルコース（尿糖）濃度との関係を表す第２の検量線に関するデータを読み出し、それを参照することによりＣＰＵ４０１が測定された電気信号を尿中のグルコース濃度に換算する。
得られたグルコース濃度は表示部９０２に表示される。表示部９０２にグルコース濃度が表示されることにより、ユーザはグルコース濃度測定が完了したことを知ることができる。好ましくは、得られたグルコース濃度及びヒトアルブミン濃度は、計時部４０６により計時された時刻とともにメモリ４０９に保存される。
最後に、ユーザが手動で測定デバイス７００を測定デバイス取付け部９０１から取り外す。
【０１１６】
なお、上記実施の形態で参照した図３、図８、図１０、図１２、図１３、図１５及び図１８においては、導電部２０１、２０２、電極２０１ａ、２０２ａ、接続部２０１ｂ、２０２ｂ、及びカバー２０３についてそれらの厚みは無視して示されている。また、図１８においては、弁７０４及び試薬保持部１１０についてもそれらの厚みは無視して示されている。
【０１１７】
なお、以上の実施の形態において、光学測定のための試薬を含む水溶液を塗布、乾燥することにより試薬保持部を形成したが、これに代えて、ガラス繊維や濾紙等からなる多孔性の担体に試薬の溶液を含浸させた後、乾燥または凍結乾燥させることにより試薬を担持させ、その多孔性の担体を第２の部材１０２の凹部の底面に貼付することによって試薬を担持する方法を用いてもよい。
また、スパッタや蒸着により電極を形成したが、これに代えて、金属のリボンを貼付する方法や、金属やカーボンを含むインクを印刷する方法などを用いることができる。これらの場合、電極とともに、各電極と測定装置との電気的接続を達成するためのリードを同時に作製してもよい。
【０１１８】
さらに、以上の実施の形態において、尿が２つの電極２０１ａ、２０２ａに接触したことの検知に伴って電圧を一度遮断し、電圧を再度印加する際には電圧値を切り替えが、これに限定されない。測定に必要な電圧値を試料の供給前から印加しておけば、供給後もその電圧を継続して印加してもよい。
また、以上の実施の形態においては、尿が２つの電極２０１ａ、２０２ａに接触したことを検知してから所定時間後に光の照射を行ったが、試料検知と同時に照射を開始してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明によれば、試料の光学測定及び電気化学測定を行うことにより、簡易な構成で複数の測定項目について迅速かつ正確に測定を行うことが可能な測定デバイス、測定装置及び測定方法を提供することができるため、医療及び医療関連の検査分野で、特に尿検体を測定する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る測定デバイスを示す斜視図である。
【図２】同測定デバイスの図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】同測定デバイスの分解斜視図である。
【図４】同実施の形態に係る測定装置を示す斜視図である。
【図５】同測定装置の構成を示すブロック図である。
【図６】同実施の形態に係る測定デバイスの変形例を示す斜視図である。
【図７】同測定デバイスの図６におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る測定デバイスを示す斜視図である。
【図９】同測定デバイス図８におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】同測定デバイスの分解斜視図である。
【図１１】同実施の形態に係る測定装置を示す斜視図である。
【図１２】同実施の形態に係る測定デバイスの変形例を示す分解斜視図である。
【図１３】同実施の形態に係る測定デバイスの他の変形例を示す斜視図である。
【図１４】同実施の形態に係る測定デバイスの他の変形例の図１３におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施の形態に係る測定デバイスの変形例を示す斜視図である。
【図１６】同測定デバイスの図１５におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図１７】同測定デバイスの上面図である。
【図１８】同測定デバイスの分解斜視図である。
【図１９】同測定デバイスの弁が開いた状態を示す要部断面図である。
【図２０】同実施の形態に係る測定装置を示す斜視図である。
【図２１】同測定装置の構成を示すブロック図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料に含まれる物質の分析を行うための測定デバイス及び測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、臨床検査分野で使用される測定機器として、主に、大規模自動化機器およびＰＯＣＴ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｃａｒｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ）機器があった。
上記大規模自動化機器は、病院の中央臨床検査部門もしくは臨床検査受託業務を中心とする会社に設置されており、多数の患者の検体を多項目にわたり検査することができるものである（例えば、特許文献１参照）。例えば、日立製７１７０型の大型自動化機器は最大３６項目について毎時８００テストの検査を完了することができる。したがって、検査の効率化に大きく貢献してきており、多くの被験者を抱える病院向きの装置であるといえる。
【０００３】
一方、ＰＯＣＴ機器とは、病院の検査室や検査センターを除く医療現場で行われる臨床検査において用いられる機器を示し、在宅医療において用いられる機器も含まれる（例えば、特許文献２〜４参照）。例えば、血糖センサ、妊娠診断薬、排卵検査薬、ＨｂＡ１ｃ・微量アルブミン測定装置（例えば、バイエル製ＤＣＡ２０００）等が挙げられる。これらのＰＯＣＴ機器は、大規模自動化機器に比較して汎用性には乏しいが、ある病態に特異的なマーカー物質にフォーカスして、当該マーカー物質を簡易・迅速に測定することができるため、被験者のスクリーニング及びモニタリングに効果的である。また、ＰＯＣＴ機器は、小型であるため携帯性に優れ、低コストで導入でき、さらに操作性においても特に専門性を必要とせず誰でも使用することができる。
【０００４】
現在、臨床検査の測定項目は多く存在するが、尿等の体液を検体とする場合、測定方式は、主に光学測定方式と電気化学測定方式に大別される。上記従来の大規模自動化機器及びＰＯＣＴ機器では、それぞれいずれかの測定方式を用いて測定が行われている。
近年、医療費の高騰や生活習慣病患者の増大が医療経済を圧迫してきており、医療費削減や生活習慣病患者増大の抑制が課題となってきている。この課題の抜本的な解決策の一つとして、根拠に基づいた医療（ＥＢＭ：Ｅｖｉｄｅｎｃｅ Ｂａｓｅｄ−ｍｅｄｉｃａｌ）が検討されている。ＥＢＭを行うことにより、患者個々に応じて客観的に医療をマネジメントすることが可能となり、予防医療の実践により、特に生活習慣病患者数の抑制等につながることが期待されている。
【０００５】
ＥＢＭの確立・実践のためには、臨床検査による検査情報は欠かせない。ＥＢＭにおける検査情報は、検査結果とそれに基づく患者へのソリューションとを含む。ここで、患者へのソリューションとは、食事管理等の生活習慣指導や薬物治療等である。すなわち、ＥＢＭにおける検査の位置づけは、医療を受けようとしている者に対する「課題の設定」と「方針の決定」である。ＥＢＭにおいて、より安心・安全で、より充実したソリューションを提供するためには、医療を受けようとしている者に対して課題を明確に提示する必要がある。そこで、臨床検査において、互いに関係のある複数の検査項目について、それぞれの検査結果を簡易・迅速に知ることが重要になってきている。
【０００６】
上記のような従来の大規模自動化機器は、汎用性を有し、病態への関連性の有無にかかわらず多くの項目を検査することができる。しかしながら、装置の構成が複雑であるため、専門知識を有する者以外は操作をすることが困難であり、さらに、検査結果が得られるまでに要する時間が長く、被験者に結果をフィードバックするために要する時間が長いという問題がある。また、上記ＰＯＣＴ機器は、操作性に優れ、簡易かつ迅速に検査を行うことができるが、特定の病態に関連するマーカーを専用とする測定機器であるため、複数の項目を検査することはできない。
【０００７】
そこで、毛細管作用により試料液が流入するキャビティを備え、生化学または臨床試験に使用されるデバイスであって、試料の電気的特性を測定する電極構造と、キャビティ内に放出可能な抗体や酵素等の試薬とを有し、キャビティ内を光学的に測定できるようにキャビティの壁が透明であるデバイスが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平０９−１２７１２６号公報
【特許文献２】特開平０７−２４８３１０号公報
【特許文献３】特開平０３−０４６５６６号公報
【特許文献４】米国特許第５１４１８６８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献４に記載のデバイスの構造では、光学測定のために用いる試薬がキャビティ内に供給された試料に溶解することにより電極構造に到達して、電極構造による電気的特性の測定に悪影響を及ぼすという問題があった。
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、簡易な構成を有し、試料の光学測定及び電気化学測定を行うことにより、複数の測定項目について迅速かつ正確に測定を行うことができる測定デバイス、測定装置及び測定方法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】
【０００９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の測定デバイスは、
被検物質を含む試料を保持するための第１の容器及び第２の容器、並びに前記第２の容器内に保持された前記試料の光学測定を行うための光学測定部を備え、
前記第１の容器は、前記第１の容器に前記試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備え、
前記第２の容器は、前記第２の容器に前記試料を供給するための第２の試料供給口と、前記光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備える。
【００１０】
また、本発明の測定装置は、上記測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部と、
前記第２の容器の外部から内部に入射する入射光を出射するための光源と、
前記第２の容器の内部から外部に出射した出射光を受光するための受光部と、
前記電極に電圧を印加するための電圧印加部と、
前記電極からの電気信号を測定するための電気信号測定部と、
前記受光部により受光された前記出射光及び前記電気信号測定部により測定された前記電気信号のうちの少なくとも一方に基づき、前記試料に含まれる前記被検物質を検出または定量するための演算部とを備える。
【００１１】
また、本発明の測定方法は、
第１の被検物質及び第２の被検物質を含む試料を保持するための第１の容器及び第２の容器、並びに前記第２の容器内に保持された前記試料の光学測定を行うための光学測定部を備え、
前記第１の容器は、前記第１の容器に前記試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備え、
前記第２の容器は、前記第２の容器に前記試料を供給するための第２の試料供給口と、前記光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備える、測定デバイスを用いる、試料に含まれる第１の被検物質及び第２の被検物質の測定方法であって、
（Ａ）前記試料に浸された前記第１の試料供給口を通して前記第１の容器内に前記試料を供給する工程と、
（Ｂ）前記試料に浸された前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器内に前記試料を供給する工程と、
（Ｃ）前記電極に電圧を印加する工程と、
（Ｄ）前記電極からの電気信号を測定する工程と、
（Ｅ）前記工程（Ｄ）において測定された前記電気信号に基づいて前記第２の被検物質を検出または定量する工程と、
（Ｆ）前記第２の容器内に保持された前記試料に前記光学測定部を通して入射光を照射する工程と、
（Ｇ）前記入射光の照射に起因して前記第２の容器の内部から外部に前記光学測定部を通して出射した出射光を測定する工程と、
（Ｈ）前記工程（Ｇ）において測定された前記出射光に基づいて前記第１の被検物質を検出または定量する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、試料の光学測定及び電気化学測定を行うことにより、複数の測定項目について迅速かつ正確に測定を行うことが可能な測定デバイス、測定装置及び測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の測定デバイスは、試料を保持するための第１の容器及び第２の容器、並びに前記第２の容器内に保持された前記試料の光学測定を行うための光学測定部を備え、前記第１の容器には、前記第１の容器に試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備え、前記第２の容器には、前記第２の容器に試料を供給するための第２の試料供給口と、前記光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備える。
このような構成により、第１の容器及び第２の容器内へ試料を１回供給することにより、１つの測定デバイスを用いて、試料の光学測定及び電気化学測定を行うことが可能である。第１の容器及び第２の容器を設け、第１の容器内に電極を設け、第２の容器内に光学測定のための試薬を設けることにより、光学測定に必要な試薬が電極に拡散し、電気化学測定に影響を及ぼすことがないので、複数の測定項目について迅速かつ正確に測定を行うことができる。
【００１４】
ここで、前記第１の試料供給口と前記第２の試料供給口とが互いに隣接する位置に設けられていることが好ましい。このような構成によれば、同一の試料を第１の容器及び第２の容器に供給し易いからである。
また、前記光学測定部が、前記第２の容器の外部から内部に入射光を入射させるための光入射部と、前記第２の容器の内部から外部に出射光を出射させるための光出射部とを備えることが好ましい。
このような光入射部及び光出射部は、光学的に透明な材料または可視光の吸収を実質的に有していない材料で形成されていることが好ましい。例えば、石英やガラス、あるいはポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。デバイスを使い捨てにする場合には、コストの観点からポリスチレンが好ましい。
【００１５】
また、前記電極は一対の電極であることが好ましい。このような構成によれば、例えば試料の導電率を測定することにより、試料中に含まれる塩の濃度を知ることができる。
電極の材料としては、金、白金、パラジウムあるいはそれらの合金または混合物、及びカーボンのいずれかを少なくとも含むものが好ましい。これらの材料は化学的、電気化学的に安定であり、安定した測定を実現することができる。
また、上記電極は、試料中に含まれる特定の化合物またはイオンの濃度を測定するための電極であることが好ましい。このような構成によれば、試料中の特定の化合物の濃度を知ることができる。例えば、ガラス電極などを用いるとナトリウムイオンの濃度を測定することができる。
【００１６】
さらに、上記電極は、試料中に含まれる特定のイオンに感応する膜（イオン感応膜）を備えた電極であることが好ましい。このような構成によれば、試料中の特定イオンの濃度を知ることができる。
ここで、イオン感応膜は、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、アンモニウムイオン、水素イオンなどのイオンのうちいずれかを選択的に透過させる機能を有するものを用いることができる。
【００１７】
イオン感応膜を構成する化合物は、透過させたいイオンに応じて公知の化合物を用いることができる。例えば、ナトリウムイオンの場合、ビス［（１２−クラウン−４）メチル］２，２−ジベンゾマロネート（Ｂｉｓ［（１２−ｃｒｏｗｎ−４）ｍｅｔｈｙｌ］２，２−ｄｉｂｅｎｚｏｍａｌｏｎａｔｅ）等、カリウムイオンの場合、ビス［（ベンゾル５−クラウン−５）４−メチル］ピメレート（Ｂｉｓ［（ｂｅｎｚｏ１５−ｃｒｏｗｎ−５）４−ｍｅｔｈｙｌ］ｐｉｍｅｌａｔｅ）等、リチウムイオンの場合、フォスフォドデシル−１４−クラウン−４（ｐｈｏｓｐｈｏｄｏｄｅｃｙｌ−１４−ｃｒｏｗｎ−４）等、マグネシウムイオンの場合、４，１３−ビス［Ｎ−（１−アダマンチル）カルバモイルアセチル］−８−テトラデシル−１，７，１０，１６−テトラオキサ−４，１３−ジアザシクロオクタデカン（４，１３−ｂｉｓ［Ｎ−（１−ａｄａｍａｎｔｙｌ）ｃａｒｂａｍｏｙｌａｃｅｔｙｌ］−８−ｔｅｔｒａｄｅｃｙｌ−１，７，１０，１６−ｔｅｔｒａｏｘａ−４，１３−ｄｉａｚａｃｙｃｌｏｏｃｔａｄｅｃａｎｅ）等、カルシウムイオンの場合、４，１６−ビス（Ｎ−オクタデシルカルバモイル）−３−オクトブチリル−１，７，１０，１３，１９−ペンタオクサ−４，１６−ジアザシクロヘンイコサン（４，１６−ｂｉｓ（Ｎ−ｏｃｔａｄｅｃｙｌｃａｒｂａｍｏｙｌ）−３−ｏｃｔｂｕｔｙｒｙｌ−１，７，１０，１３，１９−ｐｅｎｔａｏｘａ−４，１６−ｄｉａｚａｃｙｃｌｏｈｅｎｉｃｏｓａｎｅ）等、塩化物イオンの場合、２，７−ジ−ｔ−ブチル−９，９−ジメチル−４，５−ビス（Ｎ−ｎ−ブチルチオウレイレン）キサンテン（２，７−Ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−９，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，５−ｂｉｓ（Ｎ−ｎ−ｂｕｔｙｌｔｈｉｏｕｒｅｙｌｅｎｅ）ｘａｎｔｈｅｎｅ）等、アンモニウムイオンの場合、２，６，１３，１６，２３，２６−ヘキサオクサヘプタシクロ［２５．４．４．４7,12．４17,22．０1,17．０7,12．０17,22］トリテトラコンタン（２，６，１３，１６，２３，２６−ｈｅｘａｏｘａｈｅｐｔａｃｙｃｌｏ［２５．４．４．４7,12．４17,22．０1,17．０7,12．０17,22］ｔｒｉｔｅｔｒａｃｏｎｔａｎｅ）等のイオン選択性を有する包接化合物を用いることができる。いずれも市販品として、例えば（株）同仁化学研究所から入手することができる。
【００１８】
電極上にイオン感応膜を形成する方法としては、例えば、前記包接化合物と、可塑剤と、アニオン排除剤と、ＰＶＣ等の高分子化合物とを有機溶剤に溶解し、得られた混合溶液を電極上に塗布して風乾等により乾燥させる方法がある。
【００１９】
上記電極は、シリコンなどによって形成される電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）の電極であってもよい。また、電位の安定した参照電極、例えばＡｇ／ＡｇＣｌや飽和カロメル電極を、一方の電極として使用したり、第三の電極として他の電極と組み合わせて使用したりすることが好ましい。
【００２０】
また、電極上には酵素が担持されていることが好ましい。酵素は特定の化合物の反応を高選択的に触媒するため、試料中の特定の化合物に対して選択性の高い測定を実現することができる。酵素は測定の対象とする化合物に応じて選択性・反応性の点から従来公知の最適なものが用いられる。
酵素の例としては、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、アルコールオキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ等を挙げることができる。これら酵素は市販品を入手することができる。
【００２１】
本発明においては、酵素は試料に溶解せず、電極に固定化されていることが好ましい。このような構成によれば、試料の量にばらつきがあっても精度の良い測定が可能となる。
また、必要に応じて、酵素と電極との間の電子輸送を可能にする電子伝達体、例えばフェリ／フェロシアン化物イオン、フェロセン誘導体、ルテニウム錯体、オスミウム錯体、あるいはキノン誘導体などを用いてもよい。酵素を電極に固定化する場合には、電子伝達体も併せて固定化することがより好ましい。
【００２２】
また、上記電極は、第１の容器内であって、測定デバイスの外部から内部に入射した入射光及び測定デバイスの内部から外部に出射する出射光の光路とは異なる位置に設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、電極が入射光及び出射光を遮ることがなくなり、また、第２の容器内には電極が設けられていないため、第２の容器内に供給された試料について良好な光学測定を行うことができる。
【００２３】
本発明の測定デバイスは、さらに、試薬が酵素または抗体を含んでいることが好ましい。試薬は、第２の容器内に乾燥状態で備えられ、第２の容器内に試料が供給されたときに、試料に溶解するように配置されていることが好ましい。
例えば、ガラス繊維や濾紙等からなる多孔性の担体に試薬の溶液を含浸させた後乾燥させることにより試薬を担持させ、その多孔性の担体を第２の容器内に設ければよい。また、第２の容器を構成する壁面に、試薬の溶液を直接塗布した後乾燥することにより試薬を配置してもよい。
【００２４】
試薬としての抗体は、公知の方法により産生させることができるので、試薬を作製しやすいという点で有利である。例えば、アルブミン等の蛋白や、ｈＣＧ、ＬＨ等のホルモンを抗原として、マウス・ウサギ等に免疫することにより、前記抗原に対する抗体を得ることができる。
抗体としては、アルブミン等の尿中に含まれる蛋白に対する抗体や、ｈＣＧ、ＬＨ等の尿中に含まれるホルモンに対する抗体等が挙げられる。必要に応じて抗原と抗体による凝集反応を促進させるポリエチレングリコールなどの化合物を測定デバイス内の抗体近傍に共存させてもよい。
【００２５】
試薬としての酵素は、特定の化合物の反応を高選択的に触媒するため、試料中の特定の化合物に対して選択性の高い測定を実現することができる。酵素は測定の対象とする化合物に応じて選択性・反応性の点から従来公知の最適なものが用いられる。
酵素の例としては、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、アルコールオキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼあるいはその他酸化還元酵素などを挙げることができる。この場合、酵素反応の結果呈色あるいは消色する色素あるいは色素源を酵素と共存させておくと光学測定が安定する。これら酵素は市販品を入手することができる。
【００２６】
また、本発明の測定装置は、上記測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部と、前記測定デバイスの前記第２の容器に入射する入射光を出射するための光源と、前記第２の容器から出射した出射光を受光するための受光部と、前記電極に電圧を印加するための電圧印加部と、前記電極からの電気信号を測定するための電気信号測定部と、前記受光部により受光された前記出射光及び前記電気信号測定部により測定された前記電気信号のうちの少なくとも一方に基づき、試料中に含まれる被検物質を検出または定量するための演算部とを備える。
ここで、上記測定デバイスは着脱可能な状態で上記測定装置に取付けられることが好ましい。また、測定デバイスは使い捨てであることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の測定装置は、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスにおける前記第１の容器及び前記第２の容器の少なくとも一方に前記試料を吸引により供給するための吸引部をさらに備えることが好ましい。
ここで、上記測定デバイスは、第１の容器及び／又は第２の容器内に試料を吸引するための吸引口をさらに備えていることが好ましい。このような構成によれば、測定デバイス取付け部に測定デバイスの吸引口が接続されるように測定デバイスを取付けた状態で、吸引部を用いて、測定デバイスの第１の容器及び／又は第２の容器内に容易に試料を供給することができる。
【００２８】
上記デバイスにおいては、第１の容器に第１の吸引口が設けられており、第２の容器に第２の吸引口が設けられていてもよい。この場合、第１の吸引口と第２の吸引口とが互いに隣接する位置に設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、測定デバイスを単一の測定デバイス取付け部に取り付けることにより、吸引部を用いて第１の吸引口及び第２の吸引口を通してそれぞれ第１の容器及び第２の容器内に試料を同時に吸引することができる。
【００２９】
吸引部は、手動によるものであっても自動によるものであってもよく、例えば、従来のシリンジ、ディスペンサー等と同様のピストン機構が挙げられる。
これらのピストン機構においてピストンを作動させる方法は、手動であっても、自動であってもよいが、自動化することが、作業者の負担を軽減することができるので好ましい。自動化する方法としては、ピストンをモーターで作動させる方法がある。モーターとしては、ステップモーター、直流モーター等がある。
【００３０】
ステップモーターは入力された１パルス信号あたりに特定の回転角を回転するモーターであり、パルス数で回転角度を決定できるため、位置決めのためのエンコーダーを必要としない。即ち、入力パルス数により、ピストンの動作距離を制御することができる。
モーターの回転運動は、歯車機構と雄ネジ及び雌ネジを組み合わせた直進機構等とを用いて直進運動へ変換することにより、ピストンを作動させる。直流モーターの場合も回転運動を直進運動へ変換する方法は同様であるが、直流モーターの場合は、ピストンの動作距離を制御するために、モーターの回転位置を検出するエンコーダーが必要となる。また、リニア型のステップモーターもあり、このタイプのモーターは、モーター内に雄ネジと雌ネジを組み合わせた直進機構が組み入れられており、入力パルス数に依存して、棒状の可動部が直進運動するように構成されている。このため、この棒に直接ピストンを連結すればよく、構成が簡単となる。
【００３１】
また、例えば測定デバイスの第２の容器への試料の供給には上記吸引部を用い、第１の容器への試料の供給には毛細管現象を利用してもよい。この場合、第１の容器を構成する部材の内表面を親水性にすることが好ましい。このような構成によれば、試料を円滑、均一または迅速に第１の容器に供給することができる。
【００３２】
また、本発明の測定方法は、
第１の被検物質及び第２の被検物質を含む試料を保持するための第１の容器及び第２の容器、並びに前記第２の容器内に保持された前記試料の光学測定を行うための光学測定部を備え、
前記第１の容器は、前記第１の容器に前記試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備え、
前記第２の容器は、前記第２の容器に前記試料を供給するための第２の試料供給口と、前記光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備える、測定デバイスを用いる、試料に含まれる第１の被検物質及び第２の被検物質の測定方法であって、
（Ａ）前記試料に浸された前記第１の試料供給口を通して前記第１の容器内に前記試料を供給する工程と、
（Ｂ）前記試料に浸された前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器内に前記試料を供給する工程と、
（Ｃ）前記電極に電圧を印加する工程と、
（Ｄ）前記電極からの電気信号を測定する工程と、
（Ｅ）前記工程（Ｄ）において測定された前記電気信号に基づいて前記第２の被検物質を検出または定量する工程と、
（Ｆ）前記第２の容器内に保持された前記試料に前記光学測定部を通して入射光を照射する工程と、
（Ｇ）前記入射光の照射に起因して前記第２の容器の内部から外部に前記光学測定部を通して出射した出射光を測定する工程と、
（Ｈ）前記工程（Ｇ）において測定された前記出射光に基づいて前記第１の被検物質を検出または定量する工程と、を含む。
【００３３】
ここで、本発明の測定デバイスにおいては、前記第２の試料供給口から前記試薬保持部までの距離Ｘと、前記第１の試料供給口から前記電極までの距離Ｙとが、関係式：Ｘ＜Ｙを満たすように、前記試薬保持部と前記電極とが配置されているのが好ましい。さらに、前記工程（Ｄ）において前記電気信号の変化を検出し、前記検出に基づき自動的に前記工程（Ｆ）を行うことが好ましい。
このような構成によれば、第１の試料供給口及び第２の試料供給口から供給された試料は、電極よりも先に試薬保持部に到達する。したがって、電極に試料が到達したことを電極からの電気信号の変化を検出することにより検知し、その検出に基づき試料に入射光を自動的に照射するようにすると、試料不足により試料中に試薬が溶解する前に誤って光学測定が行われることを防止することができる。
【００３４】
また、測定デバイスにおいて、第１の容器は空気孔をさらに備えていてもよい。空気孔は、電極を挟んで第１の試料供給口とは反対側に位置する部分に設けられていることが好ましい。この構成によると、第１の容器がキャピラリ（毛細管）として機能し、試料が、毛細管現象により第１の試料供給口から電極まで供給される。そのため、第１の試料供給口を試料と接触させるだけで第１の容器内に試料を容易に供給することができる。
【００３５】
また、前記第１の試料供給口と前記第２の試料供給口とが互いに隣接する位置に設けられており、前記工程（Ｄ）において前記電気信号の変化を検出し、前記検出に基づき、前記工程（Ｂ）において前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器内に前記試料を吸引することが好ましい。
このような構成によれば、電極において電気信号の変化を検出することにより、測定デバイスの第１の試料供給口及び第２の試料供給口が試料中に浸されたことを検知できるので、第２の試料供給口が試料中に浸される前に誤って試料の吸引が行われるのを防ぐことができる。
また、本発明の測定デバイスにおいて、前記第１の容器と前記第２の容器とが、前記第２の試料供給口を介して互いに連通していてもよい。このとき、前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器から前記第１の容器へ前記試料が流れることを防止する弁をさらに備えることが好ましい。
【００３６】
ここで、さらに、第１の被検物質の定量結果及び第２の被検物質の定量結果のいずれか一方に基づいて、他方の定量結果を補正することが好ましい。
このようにすると、互いに関係のある複数の検査項目について測定を行うことにより、測定結果の精度を向上させることができる。
【００３７】
本発明における試料としては、血清、血漿、血液、尿、間質液、あるいはリンパ液などの体液、培地の上清液等の液体の試料が挙げられる。または、上記体液中の特定の成分と反応する試薬、例えば酵素、抗体、もしくは色素などを、体液と混合したものを、試料として測定デバイスに供給してもよい。
これらのなかで、試料として尿が好ましい。試料が尿であると、非侵襲的に在宅での日常の健康管理を行うことができる。
【００３８】
第１の被検物質としては、アルブミン、ｈＣＧ、ＬＨ、ＣＲＰ、ＩｇＧ等が挙げられる。また、第２の被検物質としては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、アンモニウムイオン、水素イオン、グルコース等が挙げられる。
健康管理の最初の段階で行われる尿の定性検査では、ｐＨ、比重、蛋白、糖、潜血、ケトン体、ビリルビン、ウロビリノーゲン、亜硝酸塩、白血球、アスコルビン酸、アミラーゼ、食塩の１２項目について検査が行われる。また、腎機能を分析するという目的では微量アルブミンが、妊娠検査・排卵検査等のマーカーとしてはｈＣＧ、ＬＨ等のホルモンがある。
【００３９】
これらの検査項目を大別すると、蛋白や、微量アルブミン、ｈＣＧ、ＬＨ等のホルモンは、抗原抗体反応に基づいた光学測定が適している。抗原抗体反応に基づいた光学測定としては、免疫比ろう法、免疫比濁法、ラテックス免疫凝集法等の、抗原抗体反応に基づいて試料中に生じた濁りを測定するものが挙げられる。
一方、尿中の塩分（ナトリウムイオン、カリウムイオン）、ｐＨ、糖などは主に電気化学測定に基づいて測定される。特に尿中の糖分や塩分は、食事等の生活習慣を反映するものであり、健康管理に関するソリューションを提案するために重要な情報である。
【００４０】
塩分及びｐＨは、抗原抗体反応に影響を与える。例えば、高塩濃度状態における抗原抗体反応は解離性が強く反応量が少なくなるため、負の測定誤差をもたらす。尿中の塩分及びｐＨは日内変動・日外変動・個体差があるので、生じる誤差を予測することは困難である。しかしながら、電気化学測定により塩分値やｐＨ値を得、光学測定において種々の塩分濃度やｐＨ値における出射光強度と抗原濃度との関係を表すデータを検量線として参照することにより、抗原濃度の測定誤差を補正することができる。
【００４１】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することもある。
【００４２】
［実施の形態１］
１．測定デバイス
以下、図面を用いて、本発明の測定デバイスの一実施の形態を詳細に説明する。ここでは、試料が尿で、第１の被検物質がヒトアルブミンであり、第２の被検物質がグルコースである場合について説明する。
まず、本実施の形態に係る測定デバイスの構造について図１〜３を用いて説明する。図１は、本発明の測定デバイスの一実施の形態を示す斜視図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。また、図３は、図１及び２に示す本発明の測定デバイスの分解斜視図である。
【００４３】
本実施の形態の測定デバイス１００は、矢印Ｐの方向に長さを有し、透明のポリスチレン製である第１の部材１０１、第２の部材１０２及び第３の部材１０３を備えている。
第１の部材１０１と第３の部材１０３とを組み合わせることにより、両端が開放した空間が形成され、その空間の部分が第１の容器１０４として機能する。そして、第１の容器１０４として機能する空間の一方の開放端が第１の試料供給口１０５として機能し、他方の開放端が第１の吸引口１０６として機能する。
【００４４】
また、第３の部材１０３上には、一対の導電部が設けられている。さらに、一対の導電部上には、一対の電極２０１ａ、２０２ａおよび一対の接続部２０１ｂ、２０２ｂが第１の容器１０４内に露出するように、絶縁性の樹脂からなるカバー２０３が設けられている（図３参照）。
さらに、同様に、第２の部材１０２と第３の部材１０３とを組み合わせることにより、両端が開放した空間が形成され、その空間の部分が第２の容器１０７として機能する。そして、第２の容器１０７として機能する空間の一方の開放端が第２の試料供給口１０８として機能し、他方の開放端が第２の吸引口１０９として機能する。
【００４５】
また、第２の容器１０７内には、第２の部材１０２上に、光学測定のための試薬を保持する試薬保持部１１０が設けられている。そして、第２の試料供給口１０８から試薬保持部１１０との距離Ｘよりも、第１の試料供給口１０５から電極２０１ａ、２０２ａまでの距離Ｙの方が長くなるような位置（即ち、関係式：Ｘ＜Ｙを満たす位置）に、試薬保持部１１０が配置されている。
【００４６】
本実施の形態の測定デバイス１００における試薬保持部１１０は、図３に示すように、第２の部材１０２上であって第３の部材１０３と対向する面１０２ａ上に設けられている。
第２の部材１０２の外面は３つの面１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄで構成されているが、裏側に試薬保持部１１０が形成された第１の面１０２ｂを挟む位置にある２つの面１０２ｃ、１０２ｄのうちの一方が光入射部１１１として機能し、他方が光出射部１１２として機能する。光入射部１１１と光出射部１１２とが本発明の光学測定部に相当する。
【００４７】
ここで、本実施の形態に係る測定デバイス１００が使用されるときは、後述するように、測定デバイス１００の一部を例えば容器内に採取された尿に浸漬した後、測定装置によって第１の吸引口１０６及び第２の吸引口１０９から尿を吸引して第１の容器１０４及び第２の容器１０７内に供給する。
したがって、第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８付近には、測定デバイス１００に前記試料に浸漬するための目安となる目安線１１５が設けられている。このような目安線１１５があると、測定デバイス１００を試料である尿に浸す工程において、測定デバイス１００を当該目安線１１５の部分まで前記試料に浸漬することができることとなり、確実に尿を第１の容器１０４及び第２の容器１０７内に供給することができるとともにより確実に測定を行うことができる。
【００４８】
目安線１１５の太さや形状は目視可能な程度であれば特に制限はない。図１においては測定デバイス１００の１つの側面のみに設けられているが、すべての側面にわたって目安線を設けてもよい。
このような目安線１１５は、例えば、測定デバイス１００の表面に印刷をすることによって形成してもよく、また、溝又はリブを設けることによって形成してもよい。
【００４９】
次に、本実施の形態の測定デバイス１００の作製方法について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る測定デバイスの分解斜視図である。
第１の部材１０１、第２の部材１０２及び第３の部材１０３は、それぞれ透明のポリスチレン製であり、金型を用いた成形によって得ることができる。成型には、公知の樹脂成型技術を用いればよい。
【００５０】
第１の部材１０１及び第２の部材１０２はそれぞれ凹部を有し、板状である第３の部材１０３を挟んで互いに組み合わされることにより、第１の容器１０４及び第２の容器１０７を一体的に構成する。
第１の部材１０１、第２の部材１０２及び第３の部材１０３の寸法は、例えば、いずれも幅（図３のＡ）１０ｍｍ、長さ（図３のＢ）８４ｍｍ、厚み１ｍｍとすればよい。
また、第１の部材１０１及び第２の部材１０２の高さ（図３のＣ）は、例えば、いずれも６ｍｍとすればよい。
【００５１】
次に、第２の部材１０２の凹部の底面、即ち面１０２ａに試薬保持部１１０を形成する。
例えば、光学測定のための試薬であるヒトアルブミンに対する抗体の水溶液を、マイクロシリンジなどを用いて第２の部材１０２の凹部の底面（面１０２ａ）に一定量滴下することにより塗布し、これを室温〜３０℃程度の環境に静置して水分を蒸発させることにより、試薬を乾燥状態で担持することができる。例えば、濃度が８ｍｇ／ｄＬの上記抗体の水溶液を用い、０．７ｍＬの滴下量で、面積が５ｃｍ2の部分に滴下すればよい。
【００５２】
塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び量は、必要とするデバイスの特性や第２の部材１０２における形成位置の空間的な制限に応じて適切に選択することができる。また、第２の部材１０２における試薬保持部１１０の位置や面積は、試薬の試料に対する溶解性や光学測定部の位置などを鑑みて適宜選択することができる。
なお、ヒトアルブミンに対する抗体は従来公知の方法により得ることができる。例えば、ヒトアルブミンを免疫したウサギ抗血清を、プロテインＡカラムクロマトグラフィーにより精製した後、透析チューブを用いて透析することにより、抗ヒトアルブミン抗体が得られる。
【００５３】
一方、第３の部材１０３の第１の部材１０１側に位置する面１０３ａ上には、一対の導電部を配置する。例えば一対の導電部と同様の形状の空隙を有するアクリル樹脂製のマスクを第３の部材１０３上に配置し、それを介して金をスパッタした後、マスクを除去することにより一対の導電部を形成することができる。スパッタに代えて、蒸着でも同様の手順で形成することができる。
一対の導電部の寸法は特に制限されないが、例えば、それぞれ幅２ｍｍ程度、長さ１４ｍｍ程度、厚み５μｍ程度であればよい。電極２０１ａ、２０２ａおよび接続部２０１ｂ、２０２ｂの大きさ（長さ）を規定するために、導電部の両端が露出し、導電部の一部が覆われるように、絶縁性の樹脂からなるカバー２０３を貼付する。カバー２０３としては、例えば、幅１０ｍｍ程度、長さ５ｍｍ程度、厚さ０．１ｍｍ程度の、アクリル系の接着剤が塗布されたＰＥＴ製のフィルムを用いることができる。電極２０１ａ、２０２ａの長さが、例えばそれぞれ４ｍｍ、接続部の長さが、例えばそれぞれ５ｍｍとなるようにカバー２０３を配置する。
導電部、電極、接続部の材料、面積、厚さ、形状及び位置等は、必要とするデバイスの特性、光学測定系の位置などに鑑みて、適宜調整することができる。
【００５４】
また、電極２０１ａ、２０２ａの表面には、酵素であるグルコースオキシダーゼ及び電子伝達体であるオスミウム錯体を、公知の方法を用いて固定化担持する。
例えば、塩化ビスビピリジンオスミウムが配位結合したポリビニルイミダゾールの溶液をグルコースオキシダーゼの溶液と混合して電極２０１ａ、２０２ａ上に塗布し、電極２０１ａ、２０２ａ上の上記溶液へアミン架橋剤であるポリエチレングリコールジグリシジルエーテルを添加して混合する。１時間程度静置の後、蒸留水を用いて電極２０１ａ、２０２ａの表面を洗浄する。
【００５５】
上記のようにして得られる第１の部材１０１、第２の部材１０２及び第３の部材１０３を、図３に示す破線で示す位置関係をもって接合し、測定デバイス１００を組み立てる。第１の部材１０１と第３の部材１０３との接合部分、および第２の部材１０２と第３の部材１０３との接合部分に、例えばエポキシ樹脂などの接着剤を塗布した後、各部材を張り合わせ静置し、乾燥させることにより測定デバイス１００を組み立てる。
また、接着剤を使用せずに、第１の部材１０１、第２の部材１０２及び第３の部材１０３を貼り合わせた後、市販の溶着機を用いて接合部分を熱または超音波によって溶着させてもよい。以上のようにして図１及び２に示す測定デバイス１００を得ることができる。
【００５６】
２．測定装置
次に、図面を用いて、本発明の測定装置の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る測定装置の構成について図４及び５を用いて説明する。図４は、本実施の形態の測定装置を示す斜視図であり、図５は本実施の形態の測定装置の構成を示すブロック図である。
図４に示すように、本実施の形態の測定装置３００は、測定デバイス１００を取り付けるための測定デバイス取付け部３０１を有し、測定デバイス取付け部３０１には、測定デバイス１００の第１の吸引口１０６及び第２の吸引口１０９に着脱可能に接合するためのデバイス装着口（図示せず）、並びに接続部２０１ｂ、２０２ｂに電気的に接続するための端子（図示せず）を有する。また、測定結果が表示されるディスプレイである表示部３０２、試料吸引開始ボタン３０３、及び測定デバイス取外しボタン３０４が設けられている。
【００５７】
デバイス装着口の内側には２つの凸部が設けられ、測定デバイス１００を取り付ける際に凸部がそれぞれ第１の吸引口１０６及び第２の吸引口１０９に挿入される。このとき、接合部における空気の漏れが発生しないよう、例えばテフロン（登録商標）などのフッ素樹脂やイソプレンゴムなどの弾性を有する樹脂製のリング状の封止材等を上記凸部の周囲に設け、凸部と第１の吸引口１０６及び第２の吸引口１０９との密着性を高めることが好ましい。上記封止材は線状であってもよく、また、上記凸部そのものがテフロン（登録商標）やイソプレンゴム等の弾性を有する樹脂で構成されていてもよい。
【００５８】
図５に示すように、測定装置３００の内部には、測定デバイス取付け部３０１に取り付けられた測定デバイス１００の光学測定部に入射する入射光を出射するための光源４０７と、光学測定部から出射した出射光を受光するための受光器４０８と、測定デバイス１００の電極２０１ａ、２０２ａに電圧を印加するための電圧印加部４０２と、電極２０１ａ、２０２ａからの電気信号を測定するための電気信号測定部４０５とが設けられている。
さらに測定装置３００の内部には、受光器４０８により受光された出射光及び電気信号測定部４０５により測定された電気信号のうちの少なくとも一方に基づき、試料中に含まれる被検物質を検出または定量するための演算部であるＣＰＵ４０１と、測定デバイス１００の第１の容器１０４及び第２の容器１０７内に試料を吸引するための吸引部であるピストン機構４０４とが設けられている。
【００５９】
本実施の形態における光源４０７としては、例えば６５０ｎｍの波長の光を出射する半導体レーザーを用いることができる。これに代えて、ライトエミッティングダイオード（ＬＥＤ）などを用いてもよい。
なお、本実施の形態においては免疫比濁法による測定を適用することを想定して、６５０ｎｍの照射及び受光波長を選択するが、この波長は測定法や測定対象に応じて適宜選択することができる。
【００６０】
本実施の形態における受光器４０８としては、例えばフォトダイオードを用いることができる。これに代えて、受光器４０８としては、フォトマルチメーター、電荷結合型素子（ＣＣＤ）等を用いてもよい。
また、本実施の形態におけるピストン機構４０４は、ピストンをリニア型のステップモーターで作動させる構成となっている。
【００６１】
さらに、測定装置３００の内部には、第１の被検物質であるヒトアルブミンの濃度と受光器４０８により受光される出射光強度との関係を表す第１の検量線に関するデータと、第２の被検物質であるグルコースの濃度と電気信号測定部４０５により測定される電気信号との関係を表す第２の検量線に関するデータとが格納されている記憶部であるメモリ４０９が設けられている。
【００６２】
３．測定方法
次に、本実施の形態の測定デバイス１００及び測定装置３００を用いて試料中の被検物質を測定する方法を、図４及び５を参照しながら説明する。以下に、試料として尿を用いた例について述べる。
まず、測定デバイス１００の第１の吸引口１０６及び第２の吸引口１０９を、測定デバイス取付け部３０１内のデバイス装着口（図示せず）に接合し、測定デバイス取付け部３０１に測定デバイス１００を取付ける。これにより、測定デバイス１００の２つの電極２０１ａ、２０２ａに電気的に導通するように、接続部２０１ｂ、２０２ｂと測定デバイス取付け部３０１内部に設けられた２つの端子とがそれぞれ接触する。
【００６３】
このとき、測定装置３００内に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチ（図示せず）が作動して、制御部として機能するＣＰＵ４０１が測定デバイス１００の挿入を検知し、電圧印加部４０２により測定デバイス１００の２つの電極２０１ａ、２０２ａ間に電圧（例えば、電極２０１ａが電極２０２ａに比べて＋０．２Ｖとなる電圧）が印加される。
【００６４】
次に、例えば便器内に設けられた受尿容器又は紙コップ等の運搬可能な容器内に採取された尿に、測定デバイス１００を少なくとも目安線１１５の位置まで浸漬し、測定デバイス１００の第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８を尿に浸漬させる。
【００６５】
ここで、ユーザが、少なくとも第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８が尿に浸漬していることを確認し、その状態で、試料吸引開始ボタン３０３を押して測定装置３００内に設けられた吸引手段の一部であるピストン機構４０４が作動させ、これにより、ピストン機構４０４内のピストンが動き、測定デバイス１００の第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８から第１の容器１０４及び第２の容器１０７内に、試料の液面がカバー２０３の位置になるように、それぞれ所定量（例えば、３ｍＬ）の尿が吸引される。
このとき、試料を吸引した時の位置にピストンを保持することにより、第１の容器１０４及び第２の容器１０７内に尿が保持され、第１の試料供給口１０５または第２の試料供給口１０８から漏れ出したり、ピストン機構４０４内部に吸引されたりすることがない。
【００６６】
第１の容器１０４内に供給された尿が電極２０１ａ、２０２ａに接触すると、両電極間に電流が流れるため、それに起因する電気信号の変化を電気信号測定部４０５が検知する。
この検知に伴い、ＣＰＵ４０１が計時部４０６であるタイマーによる計時を開始させる。また、上記検知に伴い、ＣＰＵ４０１が電圧印加部４０２による電圧の印加を遮断する。タイマーによる計時が開始されると、表示部３０２に計時の開始が表示される。この表示の後は、第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８を尿中から引き上げてもよい。
【００６７】
第２の容器１０７内に供給された尿は、試薬保持部１１０に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体を溶解し、尿中の抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行する。
次に、計時部４０６からの信号によって、電極２０１ａ、２０２ａへの尿の到達から所定時間（例えば、２分）経過したことをＣＰＵ４０１が判断すると、ＣＰＵ４０１は光源４０７による光照射及び電圧印加部４０２による電圧（例えば、電極２０１ａが電極２０２ａに比べて＋０．５Ｖとなる電圧）の印加を実行させる。
【００６８】
光源４０７から出射して測定デバイス１００の光入射部１１１を通して第２の容器１０７内に入射し、尿中を透過及び散乱し、光出射部１１２から出射した光を、所定時間の間（例えば、３分間）、測定装置３００内に設けられた受光器４０８により受光する。
ＣＰＵ４０１はメモリ４０９に格納されている出射光強度とヒトアルブミン濃度との関係を表す第１の検量線に関するデータを読み出し、当該第１の検量線を参照することによりＣＰＵ４０１が受光器４０８により受光された出射光強度をヒトアルブミン濃度に換算する。
得られたヒトアルブミン濃度は表示部３０２に表示される。表示部３０２にヒトアルブミンが表示されることにより、ユーザはヒトアルブミン濃度測定が完了したことを知ることができる。
【００６９】
一方、計時部４０６からの信号によって、上記電圧の印加から所定時間（例えば、１分）経過したことをＣＰＵ４０１が判断すると、電極２０１ａと電極２０２ａとの間で流れる電流等の電気信号を電気信号測定部４０５で測定する。ＣＰＵ４０１はメモリ４０９に格納されている電気信号とグルコース（尿糖）濃度との関係を表す第２の検量線に関するデータを読み出し、それを参照することによりＣＰＵ４０１が測定された電気信号を尿中のグルコース濃度に換算する。
得られたグルコース濃度は表示部３０２に表示される。表示部３０２にグルコース濃度が表示されることにより、ユーザはグルコース濃度測定が完了したことを知ることができる。好ましくは、得られたグルコース濃度及びヒトアルブミン濃度は、計時部４０６により計時された時刻とともにメモリ４０９に保存される。
【００７０】
最後に、ユーザが測定デバイス取外しボタン３０４を押すことにより、測定デバイス取外し機構４１０が作動して、ピストン機構４０４内のピストンを動かすことにより、第１の容器１０４及び第２の容器１０７内の尿が第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８から便器内や紙コップ等の容器内に排出された後、測定デバイス１００が測定装置３００から自動的に取り外される。
なお、このようなデバイス取外し及び試料排出の機構を測定装置に設けずに、ユーザが手動で測定デバイス１００を測定デバイス取付け部３０１から取り外してもよい。
【００７１】
得られた尿糖濃度及びヒトアルブミン濃度は、記録部４１１によりＳＤカードなどの記憶媒体に記録することができる。取り外し可能な記憶媒体に保存することにより、測定結果を測定装置３００から容易に取り出すことができるので、前記記憶媒体を分析専門業者に持参もしくは郵送して、分析を依頼することができる。
また、得られた尿糖濃度及びヒトアルブミン濃度は、送信部４１２により測定装置３００外に送信することができる。これにより、測定結果を、病院内の分析関連部門または分析関連業者等に送信し、それを前記分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析することができるので、測定から分析までの時間を短縮することができる。
さらにまた、前記分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析した結果を受信するための受信部４１３を備えている。これにより、分析結果を迅速にユーザにフィードバックすることができる。
【００７２】
以上により第１の容器１０４及び第２の容器１０７内へ試料を１回供給することにより、１つの測定デバイス１００を用いて、試料の光学測定及び電気化学測定を行うことが可能である。
また、測定デバイス１００の第１の容器１０４内に電極２０１ａ、２０２ａを設け、第２の容器１０７内に試薬保持部１１０を設けることにより、光学測定に必要な試薬が電気化学測定部に拡散し、電気化学測定に影響を及ぼすことがないので、複数の測定項目について迅速かつ正確に測定を行うことができる。
【００７３】
また、第２の試料供給口１０８と試薬保持部１１０との距離よりも、第１の試料供給口１０５と電極２０１ａ、２０２ａとの距離の方が長くなるような位置に、試薬保持部１１０が配置されており、電極に試料が到達したことを電極からの電気信号の変化を検出することにより検知し、その検出に基づき試料に入射光を自動的に照射するようにしているので、試料不足により試料中に試薬が溶解する前に誤って光学測定が行われることを防止することができる。
【００７４】
以上においては、本発明の実施の形態の一例について説明したが、測定デバイス１００の形状は、本発明の構成要件を満たし、かつ本発明の効果を得られるものであれば、上記実施の形態において述べたものに限定されない。
ここで、図６は上記実施の形態の測定デバイスの変形例を示す斜視図であり、図７は図６におけるＢ−Ｂ部分の断面図である。それぞれ図１及び２と同様の構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
図６に示すように、本変形例の測定デバイス１００は、内部に第１の容器１０４及び第２の容器１０７として機能する空間を有する直方体形状を有している。また、本変形例の測定デバイス１００は、第１の部材１０１及び第２の部材１０２を備え、第１の部材１０１及び第２の部材１０２の側面に第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８がそれぞれ設けられている。
【００７５】
［実施の形態２］
１．測定デバイス
次に、本発明の測定デバイスの実施の形態２について説明する。本実施の形態では、実施の形態１と同様に、試料が尿で、第１の被検物質がヒトアルブミンであり、第２の被検物質がグルコースである場合について説明する。
まず、本実施の形態に係る測定デバイスの構造について図８〜１０を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係る測定デバイスの斜視図であり、図９は図８におけるＣ−Ｃ断面図である。また、図１０は図８及び９に示す測定デバイス６００の分解斜視図である。なお、図１〜３に示された構成要素と共通する構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００７６】
本実施の形態の測定デバイス６００は、透明のポリスチレン製であるカバー部材６０１、スペーサ６０２、第２の部材１０２及び第３の部材１０３を備えている。
空気孔６０３が設けられたカバー部材６０１と、スリット６０４が設けられたスペーサ６０２と、第３の部材１０３とを組み合わせることにより、第１の試料供給口１０５が開放した空間が形成される。この空間が第１の容器１０４として機能する。
【００７７】
第３の部材１０３上には、一対の導電部２０１、２０２が設けられている。一対の導電部２０１、２０２のうち、第１の容器１０４内に露出している部分が一対の電極２０１ａ、２０２ａとして機能し、測定デバイス６００の外側に露出している部分が一対の接続部２０１ｂ、２０２ｂとして機能する。第１の容器１０４はキャピラリ構造となっており、試料が第１の試料供給口１０５に接触すると、第１の容器１０４内の空気が空気孔６０３から排出され、毛細管現象により試料が第１の試料供給口１０５から第１の容器１０４内に供給される。
カバー部材６０１及びスペーサ６０２の寸法は、例えば、いずれも幅（図１０のＤ）３ｍｍ、長さ８４ｍｍ、厚み３００μｍとし、スリット６０４の幅は、例えば１ｍｍとすればよい。
【００７８】
実施の形態１と同様に、第２の部材１０２と第３の部材１０３とを組み合わせることにより、両端が開放した空間が形成され、その空間が第２の容器１０７として機能する。第２の容器１０７として機能する空間の一方の開放端が第２の試料供給口１０８として機能し、他方の開放端が第２の吸引口１０９として機能する。
そして、第２の容器１０７内には、第２の部材１０２上に、光学測定のための試薬を保持する試薬保持部１１０が設けられている。第２の試料供給口１０８と試薬保持部１１０との距離Ｘよりも、第１の試料供給口１０５と電極２０１ａ、２０２ａとの距離Ｙの方が長くなるような位置に、試薬保持部１１０が配置されている。第２の部材１０２及び第３の部材１０３の寸法は、実施の形態１と同じでよい。
【００７９】
本実施の形態の測定デバイス６００においては、試薬保持部１１０は、第２の部材１０２上であって第３の部材１０３と対向する面１０２ａ上に設けられている。第２の部材１０２の外面を構成する３つの面のうち、裏側に試薬保持部１１０が形成された第１の面１０２ｂを挟む位置にある２つ面１０２ｃ、１０２ｄの一方が光入射部１１１、他方が光出射部１１２としてそれぞれ機能する。光入射部１１１と光出射部１１２とが本発明の光学測定部に相当する。
【００８０】
次に、本実施の形態の測定デバイス６００の作製方法について図１０を用いて説明する。図１０は、本実施の形態に係る測定デバイスの分解斜視図である。
実施の形態１と同様に、カバー部材６０１、スペーサ６０２、第２の部材１０２及び第３の部材１０３は透明のポリスチレン製であり、金型を用いた成形によって得ることができる。
次に、第２の部材１０２の凹部の底面１０２ａに試薬保持部１１０を形成する。試薬保持部１１０の形成方法は実施の形態１と同じであるため省略する。
【００８１】
一方、第３の部材１０３上には、一対の導電部２０１、２０２を形成する。第３の部材１０３を、カバー部材６０１及びスペーサ６０２と組み合わせたときに、スペーサ６０２に設けられたスリット６０４により形成される第１の容器１０４内に導電部の一部が露出するような位置に、導電部２０１、２０２を配置する。ここでは、導電部２０１、２０２をそれぞれＬ字状及び逆Ｌ字状とした。
導電部２０１、２０２の形成方法は、絶縁性の樹脂からなるカバーを貼付しない点以外は実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
【００８２】
次に、第３の部材１０３、カバー部材６０１及びスリット６０４で構成される第１の容器１０４の内面は、親水性処理しておくのが好ましい。
例えば、第１の容器１０４の内面を構成する第３の部材１０３、カバー部材６０１及びスリット６０４の部分（面）の表面全体に、０．１％レシチン／トルエン溶液を０．０５ｍＬ滴下し、塗布する。２〜３分間大気中に静置し、トルエン溶媒を蒸発させることにより、上記表面全体に親水性を付与することができる。
また、レシチン溶液の代わりに、エチレングリコールアルキルエーテル（ＴｒｉｔｏｎＸ−１００）などの界面活性剤の水溶液を用いても、同様の親水性処理を行うことができる。
【００８３】
上記のようにして得られるカバー部材６０１、スペーサ６０２、第２の部材１０２及び第３の部材１０３を、図１０に記した破線で示す位置関係をもって接合し、測定デバイス６００を組み立てる。接合方法は実施の形態１と同じであるため省略する。
【００８４】
２．測定装置
次に本実施の形態の測定装置８００について図１１及び５を用いて説明する。図１１は、本実施の形態の測定装置を示す斜視図である。なお、図４に示す実施の形態１の測定装置と共通する構成には同じ符号を用い、説明を省略する。
本実施の形態の測定装置８００は、測定デバイス６００の第２の吸引口１０９側の端部に着脱可能に接合することによって測定装置８００に測定デバイス６００を取付けることができる。測定デバイス取付け部３０１はデバイス装着口（図示せず）を有し、測定結果が表示される表示部３０２、試料吸引開始ボタン３０３、及び測定デバイス取外しボタン３０４が設けられている。
【００８５】
デバイス装着口の内側には凸部が設けられて、測定デバイス６００を取り付ける際に凸部が第２の吸引口１０９に挿入される。このとき、接合部における空気の漏れが発生しないよう、実施の形態１と同様に、例えばテフロン（登録商標）やイソプレンゴムなどの弾性を有する樹脂製の封止リングを上記凸部の周囲に設け、凸部と第２の吸引口１０９との密着性を高めることが好ましい。
測定装置８００の内部の構造については実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
【００８６】
３．測定方法
次に、本実施の形態の測定デバイスを用いて試料中の被検物質を測定する方法について図１１及び５を参照しながら説明する。以下に、試料として尿を用いた例について述べる。
まず、測定装置８００の測定デバイス取付け部３０１に測定デバイス６００の第２の吸引口１０９が接合するように、測定デバイス６００を取付ける。これにより、測定デバイス６００の２つの電極２０１ａ、２０２ａに電気的に導通するように、接続部２０１ｂ、２０２ｂと測定デバイス取付け部３０１内部に設けられた２つの端子とがそれぞれ接触する。
【００８７】
このとき、測定装置８００内に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチ（図示せず）が作動して、制御部として機能するＣＰＵ４０１が測定デバイス６００の挿入を検知し、電圧印加部４０２により測定デバイス６００の２つの電極２０１ａ、２０２ａ間に電圧（例えば、電極２０１ａが電極２０２ａに比べて＋０．２Ｖとなる電圧）が印加される。
なお、本実施の形態の場合、空気孔６０３が測定装置８００の筐体により塞がれることがないようにしている。
【００８８】
次に、便器内に設けられた受尿容器または紙コップ等の運搬可能な容器内に採取された尿に、測定デバイス６００のうち少なくとも第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８を浸漬させる。このようにすると、第１の試料供給口１０５から、毛細管現象によって試料が第１の容器１０４に導入される。
この時、第１の容器１０４内の空気は空気孔６０３から排出され、同時に第１の容器１０４は空気孔６０３近傍まで試料で満たされる。本実施の形態では、第３の部材１０３、カバー部材６０１及びスリット６０４内面を親水処理しているので、試料は第１の容器１０４内へ円滑かつ均一に供給される。
【００８９】
第１の容器１０４内に供給された尿が、電圧が印加された２つの電極２０１ａ、２０２ａに到達すると、両電極間に電流が流れるため、それに起因する電気信号の変化を電気信号測定部４０５が検知する。この検知により、ＣＰＵ４０１は第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８が試料に浸漬したと判断し、ピストン機構４０４を作動させる。
これにより、ピストン機構４０４内のピストンが動き、測定デバイス６００の第２の試料供給口１０８から第２の容器１０７内に所定量（例えば、３ｍＬ）の尿が吸引される。ピストンをその位置に保持することにより、第２の容器１０７内に尿が保持され、第２の試料供給口１０８から漏れ出したり、ピストン機構４０４内部に吸引されたりすることがない。
【００９０】
また、この検知に伴い、ＣＰＵ４０１が計時部４０６であるタイマーによる計時を開始させる。また上記検知に伴い、ＣＰＵ４０１が電圧印加部４０２による電圧の印加を遮断する。タイマーによる計時が開始されると、表示部３０２に計時の開始が表示される。この表示の後は、第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８を尿中から引き上げてもよい。
第２の容器１０７内に供給された尿は、試薬保持部１１０に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体を溶解し、尿中の抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行する。
【００９１】
次に、計時部４０６からの信号によって、電極２０１ａ、２０２ａへの尿の到達から所定時間（例えば、２分）経過したことをＣＰＵ４０１が判断すると、ＣＰＵ４０１は光源４０７による光照射及び電圧印加部４０２による電圧（例えば、電極２０１ａが電極２０２ａに比べて＋０．５Ｖとなる電圧）の印加を実行させる。
以降の、受光器４０８により受光された出射光強度を用いたヒトアルブミン濃度測定、電気信号測定部４０５で測定した電気信号を用いたグルコース濃度測定の手順等は、実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
【００９２】
以上により第１の容器１０４及び第２の容器１０７内へ試料を１回供給することにより、実施の形態１と同様に、１つの測定デバイス６００を用いて、試料の光学測定及び電気化学測定を行うことが可能である。
測定デバイス６００の第１の容器１０４内に電極２０１ａ、２０２ａを設け、第２の容器１０７内に試薬保持部１１０を設けることにより、光学測定に必要な試薬が電気化学測定部に拡散し、電気化学測定に影響を及ぼすことがないので、複数の測定項目について迅速かつ正確に測定を行うことができる。
【００９３】
また、第１の容器１０４をキャピラリ構造とし、毛細管現象により試料が第１の試料供給口１０５から第１の容器１０４内に供給されるようにしているので、電極２０１ａ、２０２ａからの電気信号の変化により、第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８が試料に浸漬したことを検知することができる。その検知に伴い自動的にピストン機構４０４を作動させることにより、第２の試料供給口１０８が試料に接触する前に誤って試料の吸引が起るのを防ぐことができる。
また、試料吸引開始ボタン３０３を押す操作を省略することができるので、ユーザの作業を低減することができる。また、測定装置８００は試料吸引開始ボタン３０３を備えていなくてもよい。
【００９４】
なお、本実施の形態においては、カバー部材６０１の空気孔６０３を、金型を用いた成形によって作製したが、これに代えて、空気孔６０３を有していない板状のカバー部材６０１を成形により作製した後、空気孔６０３を切削や打ち抜きなどによって形成させてもよい。
また、第１の容器１０４内面が親水性を有するように、第３の部材１０３及びカバー部材６０１の表面、並びにスリット６０４の内面に対して親水性処理を施したが、これに代えて、第３の部材１０３、カバー部材６０１及びスペーサ６０２を、親水性を有する材料で形成してもよい。親水性を有する材料としては、例えばガラスなどを挙げることができる。
【００９５】
さらに、本実施の形態では、第１の容器１０４を形成するために、スリット６０４が設けられたスペーサ６０２を用いたが、これに限定されない。図１２は、本実施の形態の測定デバイスの変形例を示す分解斜視図である。図１０と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
図１２に示すように、スペーサ６０２として、２本の矩形状（レール状）の板部材を用いてもよい。この場合、カバー部材６０１は空気孔６０３を備えていなくともよい。カバー部材６０１とスペーサ６０２と第３の部材１０３とを組み合わせることにより、両端が開放した空間が形成され、第１の試料供給口１０５と反対側の開口部が空気孔６０３として機能する。
【００９６】
測定デバイス６００の形状については、本願発明の構成要件を満たし、かつ本願発明の効果を得られるものであれば、上記実施の形態において述べたものに限定されない。図１３は、本実施の形態の測定デバイスの変形例を示す斜視図であり、図１４は図１３におけるＤ−Ｄ断面図である。図１と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
図１３及び１４に示すように、本変形例の測定デバイス６００は、内部に第１の容器１０４として機能する空間を有する第１の直方体と、内部に第２の容器１０７として機能する空間を有する、第１の直方体よりも小さい第２の直方体とが組み合わさった形状を有している。また、本変形例の測定デバイス６００は、第２の部材１０２、カバー部材６０１、スペーサ６０２及び第３の部材１０３を備え、カバー部材６０１及び第２の部材１０２の側面に第１の試料供給口１０５及び第２の試料供給口１０８がそれぞれ設けられている。
【００９７】
［実施の形態３］
次に、本発明の測定デバイスの実施の形態３について説明する。本実施の形態では、実施の形態１と同様に、試料が尿で、第１の被検物質がヒトアルブミンであり、第２の被検物質がグルコースである場合について説明する。
まず、本実施の形態に係る測定デバイス７００の構造について図１５〜１８を用いて説明する。図１５は、本実施の形態に係る測定デバイス７００の斜視図であり、図１６は図１５におけるＥ−Ｅ断面図である。また、図１７は本実施の形態に係る測定デバイス７００の上面図であり、図１８は測定デバイス７００の分解斜視図である。なお、図１〜３に示された構成要素と共通する構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００９８】
本実施の形態の測定デバイス７００は、透明のポリスチレン製である第１の部材７０１、第２の部材７０２及び第３の部材７０３を備えている。第１の部材７０１の外面は３つの面７０１ａ、７０１ｂ、および７０１ｃで構成されている。第１の面７０１ｃには、第１の試料供給口１０５が設けられている。
第１の部材７０１、第２の部材７０２及び第３の部材７０３を図１８の破線で示す位置関係で組み合わせることで、第３の部材７０３がスペーサとなって２つの空間が形成される。２つの空間のうち、第１の試料供給口１０５と連通する空間が第１の容器１０４、他方の空間が第２の容器１０７として機能する。
第３の部材７０３は、四角形の板状の部材の中央部分に、第１の容器１０４と第２の容器１０７とを連通する開口部７０５を有する。開口部７０５は、実施の形態１における測定デバイス１００の第１の吸引口１０６及び第２の試料供給口１０８としての機能を有する。また、第３の部材７０３の中心には、第２の容器１０７側において開口部７０５を覆うように逆流防止用の弁７０４が備えられており、第２の容器１０７から第１の容器１０４への逆流を防ぐことができる。
【００９９】
第２の部材７０２の内壁面７０２ｂ上には、一対の導電部２０１、２０２が設けられている。一対の導電部２０１、２０２の一部は絶縁性の樹脂からなるカバー２０３で覆われている。一対の導電部のうち、第１の容器１０４内に露出している部分が一対の電極２０１ａ、２０２ａとして機能し、第２の容器１０７内に露出している部分が一対の接続部２０１ｂ、２０２ｂとして機能する。
【０１００】
第１の部材７０１、第２の部材７０２の寸法は、例えば、いずれも幅（図１８のＡ）１０ｍｍ、長さ（図１８のＢ）８４ｍｍ、厚み１ｍｍとすればよい。
また、第１の部材７０１及び第２の部材７０２の高さ（図１８のＣ）は、例えば、いずれも３．５ｍｍとすればよい。
そして、第２の容器１０７内には、第２の部材７０２の内壁面７０２ａ上に、光学測定のための試薬を保持する試薬保持部１１０が設けられている。
【０１０１】
第１の部材７０１の外面は３つの面７０１ａ、７０１ｂ及び７０１ｃで構成されているが、対向する位置にある２つの面７０１ａ、７０１ｂのうちの一方の面において、第２の容器１０７を囲む部分が、光入射部１１１として機能し、他方の面において第２の容器１０７を囲む部分が、光出射部１１２として機能する。光入射部１１１と光出射部１１２とが本発明の光学測定部に相当する。
【０１０２】
次に、本実施の形態の測定デバイス７００の作製方法について図１８を用いて説明する。図１８は、本実施の形態に係る測定デバイス７００の分解斜視図である。
実施の形態１と同様に、第１の部材７０１、第２の部材７０２及び第３の部材７０３は透明のポリスチレン製であり、金型を用いた成形によって得ることができる。
【０１０３】
次に、第３の部材７０３の第２の容器１０７側の面上において、開口部７０５を覆うように、弁７０４を配置する。弁７０４は、天然ゴムや合成ゴムのような柔軟性を有する樹脂からなるのが好ましい。樹脂からなる弁７０４の周縁部の一部を第３の部材７０３に接着させ、残りの部分は接着しないようにして、第３の部材７０３の第２の容器１０７側の面上において、開口部７０５を覆うように、弁７０４を取り付ける。これにより、開口部７０５、及び弁７０４のうち第３の部材７０３と接着されていない部分を通して、第１の容器１０４から第２の容器１０７へ試料が流れる。より具体的には、第１の試料供給口１０５から第１の容器１０４中に試料が供給されると、供給された試料が下方から弁７０４を押し上げ、弁７０４の接着していない部分が上方に押し上げられて、図１９に示すように弁７０４が変形する。これにより、矢印に示す方向に試料が流入することができ、試料が第２の容器１０７内に供給される。これに対して、図１９中の矢印の向きと反対の方向、すなわち第２の容器１０７から第１の容器１０４へは、試料が流れない。このように、弁７０４は逆流防止弁として機能する。
【０１０４】
次に、第２の部材７０２の面７０２ａに試薬保持部１１０を形成する。試薬保持部１１０の形成方法は実施の形態１と同じであるため省略する。
さらに、第２の部材７０２の凹部の底面７０２ｂに一対の導電部２０１、２０２及びカバー２０３を形成する。導電部２０１、２０２及びカバー２０３の形成方法は、実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
上記のようにして得られる第１の部材７０１、第２の部材７０２及び第３の部材７０３を、図１８に記した破線で示す位置関係をもって接合し、測定デバイス７００を組み立てる。接合方法は実施の形態１と同じであるため省略する。
【０１０５】
２．測定装置
次に本実施の形態の測定装置９００について図２０及び２１を用いて説明する。図２０は、本実施の形態の測定装置を示す斜視図である。図２１は、本実施の形態の測定装置の構成を示すブロック図である。なお、図４および５に示された構成と共通する構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
本実施の形態の測定装置９００は、実施の形態１の測定装置における測定デバイス７００の第２の吸引口１０９側の端部に着脱可能に接合することによって測定装置９００に測定デバイス７００を取付けることができる。測定デバイス取付け部９０１はデバイス装着口（図示せず）を有し、測定結果が表示される表示部９０２、及び試料吸引開始ボタン９０３が設けられている。
【０１０６】
デバイス装着口の内側には凸部が設けられて、測定デバイス７００を取り付ける際に凸部が第２の吸引口１０９に挿入される。このとき、接合部における空気の漏れが発生しないよう、実施の形態１と同様に、例えばテフロン（登録商標）やイソプレンゴムなどの弾性を有する樹脂製の封止リングを上記凸部の周囲に設け、凸部と第２の吸引口１０９との密着性を高めることが好ましい。
図２１に示すように、測定装置９００の内部の構造は、実施の形態１の図４に示す測定装置の構成から測定デバイス取外し機構４１０および測定デバイス取り外しボタン３０４を取り除いた構成である。
【０１０７】
３．測定方法
次に、本実施の形態の測定デバイス７００及び測定装置９００を用いて試料中の被検物質を測定する方法を、図２０及び２１を参照しながら説明する。以下に、試料として尿を用いた例について述べる。
まず、測定デバイス７００の第２の吸引口１０９を、測定デバイス取付け部９０１内のデバイス装着口（図示せず）に接合し、測定デバイス取付け部９０１に測定デバイス７００を取付ける。これにより、測定デバイス７００の２つの電極２０１ａ、２０２ａに電気的に導通するように、接続部２０１ｂ、２０２ｂと測定デバイス取付け部９０１内部に設けられた２つの端子とがそれぞれ接触する。
【０１０８】
このとき、測定装置９００内に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチ（図示せず）が作動して、制御部として機能するＣＰＵ４０１が測定デバイス７００の挿入を検知し、電圧印加部４０２により測定デバイス７００の２つの電極２０１ａ、２０２ａ間に電圧（例えば、電極２０１ａが電極２０２ａに比べて＋０．２Ｖとなる電圧）が印加される。
【０１０９】
次に、例えば便器内に設けられた受尿容器又は紙コップ等の運搬可能な容器内に採取された尿に、測定デバイス７００を少なくとも目安線１１５の位置まで浸漬し、測定デバイス７００の第１の試料供給口１０５を尿に浸漬させる。
【０１１０】
ここで、ユーザが、少なくとも第１の試料供給口１０５が尿に浸漬していることを確認し、その状態で、試料吸引開始ボタン９０３を押して測定装置９００内に設けられた吸引手段の一部であるピストン機構４０４を作動させ、これにより、ピストン機構４０４内のピストンが動き、測定デバイス７００の第１の試料供給口１０５から第１の容器１０４に、尿が吸引される。
【０１１１】
第１の容器１０４内に供給された尿が電極２０１ａ、２０２ａに接触すると、両電極間に電流が流れるため、それに起因する電気信号の変化を電気信号測定部４０５が検知する。
この検知に伴い、ＣＰＵ４０１が計時部４０６であるタイマーによる計時を開始させる。また、上記検知に伴い、ＣＰＵ４０１が電圧印加部４０２による電圧の印加を遮断する。タイマーによる計時が開始されると、表示部９０２に計時の開始が表示される。
第２の容器１０７内には、図１９に示すような弁７０４の変形により生じた弁７０４と第３の部材７０３との隙間、及び開口部７０５を介して尿が供給される。この際、弁７０４により、第２の容器１０７に供給された尿が、第１の容器１０４に逆流することを防ぐ。
【０１１２】
次に、計時部４０６からの信号によって、電極２０１ａ、２０２ａへの尿の到達から第１の所定時間（例えば、３０秒）経過し、第２の容器１０７内に所定量の尿が供給されたことをＣＰＵ４０１が判断すると、ＣＰＵ４０１はピストン機構４０４による尿の吸引を停止させる。
このとき、試料を吸引した時の位置にピストンを保持することにより、第１の容器１０４及び第２の容器１０７内に尿が保持され、第１の試料供給口１０５から漏れ出したり、ピストン機構４０４内部に吸引されたりすることがない。
第２の容器１０７内に供給された尿は、試薬保持部１１０に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体を溶解し、尿中の抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行する。
【０１１３】
次に、計時部４０６からの信号によって、電極２０１ａ、２０２ａへの尿の到達から第２の所定時間（例えば、２分）経過したことをＣＰＵ４０１が判断すると、ＣＰＵ４０１は光源４０７による光照射及び電圧印加部４０２による電圧（例えば、電極２０１ａが電極２０２ａに比べて＋０．５Ｖとなる電圧）の印加を実行させる。
【０１１４】
光源４０７から出射して測定デバイス７００の光入射部１１１を通して第２の容器１０７内に入射し、尿中を透過及び散乱し、光出射部１１２から出射した光を、第３の所定時間の間（例えば、３分間）、測定装置９００内に設けられた受光器４０８により受光する。なお、ここでは、図１７および１８に示すように、測定デバイス７００における第１の部材７０１の面７０１ｂのうち第２の容器１０７を囲む部分を光入射部１１１とし、測定デバイス７００における第１の部材７０１の面７０１ａのうち第２の容器１０７を囲む部分を光出射部１１２とした。
ＣＰＵ４０１はメモリ４０９に格納されている出射光強度とヒトアルブミン濃度との関係を表す第１の検量線に関するデータを読み出し、当該第１の検量線を参照することによりＣＰＵ４０１が受光器４０８により受光された出射光強度をヒトアルブミン濃度に換算する。
得られたヒトアルブミン濃度は表示部９０２に表示される。表示部９０２にヒトアルブミンが表示されることにより、ユーザはヒトアルブミン濃度測定が完了したことを知ることができる。
【０１１５】
一方、計時部４０６からの信号によって、上記電圧の印加から所定時間（例えば、１分）経過したことをＣＰＵ４０１が判断すると、電極２０１ａと電極２０２ａとの間で流れる電流等の電気信号を電気信号測定部４０５で測定する。ＣＰＵ４０１はメモリ４０９に格納されている電気信号とグルコース（尿糖）濃度との関係を表す第２の検量線に関するデータを読み出し、それを参照することによりＣＰＵ４０１が測定された電気信号を尿中のグルコース濃度に換算する。
得られたグルコース濃度は表示部９０２に表示される。表示部９０２にグルコース濃度が表示されることにより、ユーザはグルコース濃度測定が完了したことを知ることができる。好ましくは、得られたグルコース濃度及びヒトアルブミン濃度は、計時部４０６により計時された時刻とともにメモリ４０９に保存される。
最後に、ユーザが手動で測定デバイス７００を測定デバイス取付け部９０１から取り外す。
【０１１６】
なお、上記実施の形態で参照した図３、図８、図１０、図１２、図１３、図１５及び図１８においては、導電部２０１、２０２、電極２０１ａ、２０２ａ、接続部２０１ｂ、２０２ｂ、及びカバー２０３についてそれらの厚みは無視して示されている。また、図１８においては、弁７０４及び試薬保持部１１０についてもそれらの厚みは無視して示されている。
【０１１７】
なお、以上の実施の形態において、光学測定のための試薬を含む水溶液を塗布、乾燥することにより試薬保持部を形成したが、これに代えて、ガラス繊維や濾紙等からなる多孔性の担体に試薬の溶液を含浸させた後、乾燥または凍結乾燥させることにより試薬を担持させ、その多孔性の担体を第２の部材１０２の凹部の底面に貼付することによって試薬を担持する方法を用いてもよい。
また、スパッタや蒸着により電極を形成したが、これに代えて、金属のリボンを貼付する方法や、金属やカーボンを含むインクを印刷する方法などを用いることができる。これらの場合、電極とともに、各電極と測定装置との電気的接続を達成するためのリードを同時に作製してもよい。
【０１１８】
さらに、以上の実施の形態において、尿が２つの電極２０１ａ、２０２ａに接触したことの検知に伴って電圧を一度遮断し、電圧を再度印加する際には電圧値を切り替えが、これに限定されない。測定に必要な電圧値を試料の供給前から印加しておけば、供給後もその電圧を継続して印加してもよい。
また、以上の実施の形態においては、尿が２つの電極２０１ａ、２０２ａに接触したことを検知してから所定時間後に光の照射を行ったが、試料検知と同時に照射を開始してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明によれば、試料の光学測定及び電気化学測定を行うことにより、簡易な構成で複数の測定項目について迅速かつ正確に測定を行うことが可能な測定デバイス、測定装置及び測定方法を提供することができるため、医療及び医療関連の検査分野で、特に尿検体を測定する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る測定デバイスを示す斜視図である。
【図２】同測定デバイスの図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】同測定デバイスの分解斜視図である。
【図４】同実施の形態に係る測定装置を示す斜視図である。
【図５】同測定装置の構成を示すブロック図である。
【図６】同実施の形態に係る測定デバイスの変形例を示す斜視図である。
【図７】同測定デバイスの図６におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る測定デバイスを示す斜視図である。
【図９】同測定デバイス図８におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】同測定デバイスの分解斜視図である。
【図１１】同実施の形態に係る測定装置を示す斜視図である。
【図１２】同実施の形態に係る測定デバイスの変形例を示す分解斜視図である。
【図１３】同実施の形態に係る測定デバイスの他の変形例を示す斜視図である。
【図１４】同実施の形態に係る測定デバイスの他の変形例の図１３におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施の形態に係る測定デバイスの変形例を示す斜視図である。
【図１６】同測定デバイスの図１５におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図１７】同測定デバイスの上面図である。
【図１８】同測定デバイスの分解斜視図である。
【図１９】同測定デバイスの弁が開いた状態を示す要部断面図である。
【図２０】同実施の形態に係る測定装置を示す斜視図である。
【図２１】同測定装置の構成を示すブロック図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物質を含む試料を保持するための第１の容器及び第２の容器、並びに前記第２の容器内に保持された前記試料の光学測定を行うための光学測定部を備え、
前記第１の容器は、前記第１の容器に前記試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備え、
前記第２の容器は、前記第２の容器に前記試料を供給するための第２の試料供給口と、前記光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備え、
前記第２の容器は、電極を備えていない、
試料に含まれる被検物質の分析を行うための測定デバイス。
【請求項２】
前記光学測定部が、前記第２の容器の外部から内部に入射光を入射させるための光入射部と、前記第２の容器の内部から外部に出射光を出射させるための光出射部とを備える、請求項１記載の測定デバイス。
【請求項３】
前記電極が一対の電極である、請求項１または２に記載の測定デバイス。
【請求項４】
前記電極上に酵素が担持されている、請求項１記載の測定デバイス。
【請求項５】
前記試薬が酵素または抗体を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項６】
前記第２の試料供給口から前記試薬保持部までの距離Ｘと、前記第１の試料供給口から前記電極までの距離Ｙとが、関係式：Ｘ＜Ｙを満たすように、前記試薬保持部と前記電極とが配置されている、請求項１〜５のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項７】
前記第１の容器は空気孔をさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項８】
請求項３に記載の測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部と、
前記第２の容器の外部から内部に入射する入射光を出射するための光源と、
前記第２の容器の内部から外部に出射した出射光を受光するための受光部と、
前記一対の電極に電圧を印加するための電圧印加部と、
前記一対の電極からの電気信号を測定するための電気信号測定部と、
前記受光部により受光された前記出射光及び前記電気信号測定部により測定された前記電気信号のうちの少なくとも一方に基づき、前記試料に含まれる前記被検物質を検出または定量するための演算部とを備える、
試料に含まれる被検物質の分析を行うための測定装置。
【請求項９】
前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスにおける前記第１の容器及び前記第２の容器の少なくとも一方に前記試料を吸引により供給するための吸引部をさらに備える、請求項８記載の測定装置。
【請求項１０】
第１の被検物質及び第２の被検物質を含む試料を保持するための第１の容器及び第２の容器、並びに前記第２の容器内に保持された前記試料の光学測定を行うための光学測定部を備え、
前記第１の容器は、前記第１の容器に前記試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備え、
前記第２の容器は、前記第２の容器に前記試料を供給するための第２の試料供給口と、前記光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備える、測定デバイスを用いる、試料に含まれる第１の被検物質及び第２の被検物質の測定方法であって、
（Ａ）前記試料に浸された前記第１の試料供給口を通して前記第１の容器内に前記試料を供給する工程と、
（Ｂ）前記試料に浸された前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器内に前記試料を供給する工程と、
（Ｃ）前記電極に電圧を印加する工程と、
（Ｄ）前記電極からの電気信号を測定する工程と、
（Ｅ）前記工程（Ｄ）において測定された前記電気信号に基づいて前記第２の被検物質を検出または定量する工程と、
（Ｆ）前記第２の容器内に保持された前記試料に前記光学測定部を通して入射光を照射する工程と、
（Ｇ）前記入射光の照射に起因して前記第２の容器の内部から外部に前記光学測定部を通して出射した出射光を測定する工程と、
（Ｈ）前記工程（Ｇ）において測定された前記出射光に基づいて前記第１の被検物質を検出または定量する工程と、
を含む測定方法。
【請求項１１】
前記測定デバイスにおいて、
前記第２の試料供給口から前記試薬保持部までの距離Ｘと、前記第１の試料供給口から前記電極までの距離Ｙとが、関係式：Ｘ＜Ｙを満たすように、前記試薬保持部と前記電極とが配置されており、
前記工程（Ｄ）において前記電気信号の変化を検出し、
前記検出に基づき自動的に前記工程（Ｆ）を行う、請求項１０記載の測定方法。
【請求項１２】
前記測定デバイスにおいて、
前記第１の容器は空気孔をさらに備え、前記第１の試料供給口と前記第２の試料供給口とが互いに隣接する位置に設けられており、
前記工程（Ｄ）において前記電気信号の変化を検出し、前記検出に基づき、前記工程（Ｂ）において前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器の内部に前記試料を吸引する、請求項１０記載の測定方法。
【請求項１３】
前記第１の容器と前記第２の容器とが、前記第２の試料供給口を介して互いに連通している、請求項１〜５のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項１４】
前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器から前記第１の容器へ前記試料が流れることを防止する弁をさらに備える、請求項１３に記載の測定デバイス。
【請求項１】
被検物質を含む試料を保持するための第１の容器及び第２の容器、並びに前記第２の容器内に保持された前記試料の光学測定を行うための光学測定部を備え、
前記第１の容器は、前記第１の容器に前記試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備え、
前記第２の容器は、前記第２の容器に前記試料を供給するための第２の試料供給口と、前記光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備え、
前記第２の容器は、電極を備えていない、
試料に含まれる被検物質の分析を行うための測定デバイス。
【請求項２】
前記光学測定部が、前記第２の容器の外部から内部に入射光を入射させるための光入射部と、前記第２の容器の内部から外部に出射光を出射させるための光出射部とを備える、請求項１記載の測定デバイス。
【請求項３】
前記電極が一対の電極である、請求項１または２に記載の測定デバイス。
【請求項４】
前記電極上に酵素が担持されている、請求項１記載の測定デバイス。
【請求項５】
前記試薬が酵素または抗体を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項６】
前記第２の試料供給口から前記試薬保持部までの距離Ｘと、前記第１の試料供給口から前記電極までの距離Ｙとが、関係式：Ｘ＜Ｙを満たすように、前記試薬保持部と前記電極とが配置されている、請求項１〜５のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項７】
前記第１の容器は空気孔をさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項８】
請求項３に記載の測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部と、
前記第２の容器の外部から内部に入射する入射光を出射するための光源と、
前記第２の容器の内部から外部に出射した出射光を受光するための受光部と、
前記一対の電極に電圧を印加するための電圧印加部と、
前記一対の電極からの電気信号を測定するための電気信号測定部と、
前記受光部により受光された前記出射光及び前記電気信号測定部により測定された前記電気信号のうちの少なくとも一方に基づき、前記試料に含まれる前記被検物質を検出または定量するための演算部とを備える、
試料に含まれる被検物質の分析を行うための測定装置。
【請求項９】
前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスにおける前記第１の容器及び前記第２の容器の少なくとも一方に前記試料を吸引により供給するための吸引部をさらに備える、請求項８記載の測定装置。
【請求項１０】
第１の被検物質及び第２の被検物質を含む試料を保持するための第１の容器及び第２の容器、並びに前記第２の容器内に保持された前記試料の光学測定を行うための光学測定部を備え、
前記第１の容器は、前記第１の容器に前記試料を供給するための第１の試料供給口と、電極とを備え、
前記第２の容器は、前記第２の容器に前記試料を供給するための第２の試料供給口と、前記光学測定のための試薬を保持するための試薬保持部とを備える、測定デバイスを用いる、試料に含まれる第１の被検物質及び第２の被検物質の測定方法であって、
（Ａ）前記試料に浸された前記第１の試料供給口を通して前記第１の容器内に前記試料を供給する工程と、
（Ｂ）前記試料に浸された前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器内に前記試料を供給する工程と、
（Ｃ）前記電極に電圧を印加する工程と、
（Ｄ）前記電極からの電気信号を測定する工程と、
（Ｅ）前記工程（Ｄ）において測定された前記電気信号に基づいて前記第２の被検物質を検出または定量する工程と、
（Ｆ）前記第２の容器内に保持された前記試料に前記光学測定部を通して入射光を照射する工程と、
（Ｇ）前記入射光の照射に起因して前記第２の容器の内部から外部に前記光学測定部を通して出射した出射光を測定する工程と、
（Ｈ）前記工程（Ｇ）において測定された前記出射光に基づいて前記第１の被検物質を検出または定量する工程と、
を含む測定方法。
【請求項１１】
前記測定デバイスにおいて、
前記第２の試料供給口から前記試薬保持部までの距離Ｘと、前記第１の試料供給口から前記電極までの距離Ｙとが、関係式：Ｘ＜Ｙを満たすように、前記試薬保持部と前記電極とが配置されており、
前記工程（Ｄ）において前記電気信号の変化を検出し、
前記検出に基づき自動的に前記工程（Ｆ）を行う、請求項１０記載の測定方法。
【請求項１２】
前記測定デバイスにおいて、
前記第１の容器は空気孔をさらに備え、前記第１の試料供給口と前記第２の試料供給口とが互いに隣接する位置に設けられており、
前記工程（Ｄ）において前記電気信号の変化を検出し、前記検出に基づき、前記工程（Ｂ）において前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器の内部に前記試料を吸引する、請求項１０記載の測定方法。
【請求項１３】
前記第１の容器と前記第２の容器とが、前記第２の試料供給口を介して互いに連通している、請求項１〜５のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項１４】
前記第２の試料供給口を通して前記第２の容器から前記第１の容器へ前記試料が流れることを防止する弁をさらに備える、請求項１３に記載の測定デバイス。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００９−４７７０３（Ｐ２００９−４７７０３Ａ）
【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２００８−２５４７７６（Ｐ２００８−２５４７７６）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【分割の表示】特願２００７−５４２５９１（Ｐ２００７−５４２５９１）の分割
【原出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【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２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【分割の表示】特願２００７−５４２５９１（Ｐ２００７−５４２５９１）の分割
【原出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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