生体成分分析装置およびこの装置に用いられる抽出カートリッジ、ならびに抽出媒体収容具
【課題】液体収容部からの抽出媒体の蒸発や漏出を防止して、良好な測定精度を維持できる生体成分分析装置を提供する。
【解決手段】被験者の皮膚に接触可能であり、当該被験者の皮膚から抽出される抽出物を保持するための抽出媒体を保持することができる抽出媒体保持部５３と、前記抽出物によって所定の反応を生じる反応部５４と、この反応部５４で生じる所定の反応に基づき前記抽出物を検出する検出部４０と、前記抽出媒体を収容可能な抽出媒体収容部５２と、この抽出媒体収容部５２に収容された抽出媒体を前記抽出媒体保持部５３に移送するとともに、当該抽出媒体保持部５３に移送され、被験者から抽出された抽出物を保持した抽出媒体の少なくとも一部を、前記抽出媒体保持部５３から前記反応部５４に移送する抽出媒体移送部と、前記検出部４０による検出結果を分析する分析部１７とを備えている。前記抽出媒体収容部５２は、金属薄膜製の容器からなる。
【解決手段】被験者の皮膚に接触可能であり、当該被験者の皮膚から抽出される抽出物を保持するための抽出媒体を保持することができる抽出媒体保持部５３と、前記抽出物によって所定の反応を生じる反応部５４と、この反応部５４で生じる所定の反応に基づき前記抽出物を検出する検出部４０と、前記抽出媒体を収容可能な抽出媒体収容部５２と、この抽出媒体収容部５２に収容された抽出媒体を前記抽出媒体保持部５３に移送するとともに、当該抽出媒体保持部５３に移送され、被験者から抽出された抽出物を保持した抽出媒体の少なくとも一部を、前記抽出媒体保持部５３から前記反応部５４に移送する抽出媒体移送部と、前記検出部４０による検出結果を分析する分析部１７とを備えている。前記抽出媒体収容部５２は、金属薄膜製の容器からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体成分分析装置およびこの装置に用いられる抽出カートリッジ、ならびに抽出媒体収容具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被験者からグルコースなどの分析物を抽出した後、グルコースオキシターゼなどの酵素を触媒として利用することによって、抽出したグルコースを反応させて分析を行う生体成分分析装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、グルコースがグルコースオキシターゼを触媒として反応する反応部と、被験者から抽出したグルコースを保持するための抽出媒体を保持可能に構成された抽出部と、抽出媒体を収容し、当該抽出媒体を各部に提供（移送）するシリンジポンプとを備えた生体成分分析装置が開示されている。この生体成分分析装置では、シリンジポンプは、収容された抽出媒体を抽出部に提供するとともに、抽出部においてグルコースが抽出媒体に抽出された後、シリンジポンプからさらに抽出媒体を抽出部に提供することによって、グルコースを保持する抽出媒体を抽出部から反応部に移送する（押し出す）ように構成されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の生体成分分析装置では、抽出部においてグルコースが抽出媒体に抽出された後、シリンジポンプからさらに抽出媒体を抽出部に提供することによって、グルコースを保持する抽出媒体を抽出部から反応部に移送する（押し出す）ように構成されているので、抽出部内のグルコースを保持する抽出媒体を反応部側に押し出すためのシリンジポンプからの抽出媒体に、抽出部内のグルコースを保持する抽出媒体が接触して、グルコースがシリンジポンプからの抽出媒体に混和してしまう可能性がある。このようにグルコースが抽出部の外にある抽出媒体に混和してしまうと、抽出媒体中のグルコース濃度が不均一となり、分析精度が低下してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本出願人は、抽出媒体を移送する手段としてシリンジポンプに代えてエアポンプを採用し、抽出部への抽出媒体の移送および抽出部から反応部への抽出媒体の移送をエアで行う装置を共同で提案している（特願２００８−９１５９９）。
【０００６】
この特願２００８−９１５９９に係る生体成分分析装置では、抽出媒体保持部（被験者から抽出される抽出物を保持するための所定量の抽出媒体を保持可能に構成された部分）によって保持可能な量と略等しい量の抽出媒体を収容した液体収容部を設けている。そして、エアポンプを備えた液体移送部によって、前記液体収容部に収容された抽出媒体を抽出媒体保持部へ移送するとともに、当該抽出媒体保持部に移送され、被験者から抽出された抽出物を保持した抽出媒体の少なくとも一部を抽出媒体保持部から反応部に移送している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２４６０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特願２００８−９１５９９に係る生体成分分析装置によれば、抽出媒体の混和を防止することで抽出物の濃度が不均一になるのを抑制することができるが、合成樹脂製の抽出カートリッジに形成された凹所からなる液体収容部に抽出媒体を保持させているので、当該抽出カートリッジを長期間放置しておくと、液体収容部から抽出媒体が蒸発したり、漏出したりする惧れがある。そして、蒸発などにより抽出媒体が所定量よりも減少すると測定精度が低下してしまう。
また、液体収容部から蒸発または漏出した抽出媒体が反応部に到達すると、当該反応部が劣化し、この劣化に起因して測定精度が低下する惧れもある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、液体収容部からの抽出媒体の蒸発や漏出を防止して、良好な測定精度を維持することができる生体成分分析装置およびこの装置に用いられる抽出カートリッジ、ならびに抽出媒体収容具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点に係る生体成分分析装置は、被験者の皮膚に接触可能であり、当該被験者の皮膚から抽出される抽出物を保持するための抽出媒体を保持することができる抽出媒体保持部と、
前記抽出物によって所定の反応を生じる反応部と、
この反応部で生じる所定の反応に基づき前記抽出物を検出する検出部と、
前記抽出媒体を収容可能な抽出媒体収容部と、
この抽出媒体収容部に収容された抽出媒体を前記抽出媒体保持部に移送するとともに、当該抽出媒体保持部に移送され、被験者から抽出された抽出物を保持した抽出媒体の少なくとも一部を、前記抽出媒体保持部から前記反応部に移送する抽出媒体移送部と、
前記検出部による検出結果を分析する分析部と
を備え、前記抽出媒体収容部が、金属薄膜製の容器からなることを特徴としている。
【００１１】
本発明の第１の観点に係る生体成分分析装置では、抽出媒体を収容する抽出媒体収容部が合成樹脂に比べて液透過性の低い金属薄膜製の容器からなっているので、長期間保存した場合でも、当該容器に収容されている抽出媒体の蒸発や漏出を抑制することができる。これにより、抽出媒体が減少するのを防ぐことができ、当該抽出媒体の減少に起因する測定精度の低下を防止することができる。また、蒸発または漏出した抽出媒体によって反応部が劣化することがないので、良好な測定精度を維持することができる。
ここで、抽出媒体保持部に保持される抽出媒体の所定量は、抽出媒体を収容可能な抽出媒体収容部の容量と略等しい量とするのが、分析精度を高める上で好ましい。
【００１２】
また、本発明の第２の観点に係る抽出カートリッジは、前記第１の観点に係る生体成分分析装置に用いることができ、前記抽出媒体収容部および抽出媒体保持部を備えることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の第３の観点に係る抽出媒体収容具は、被験者の皮膚から抽出される抽出物を保持するための抽出媒体を収容する容器を備えており、この容器が金属薄膜で作製されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の生体成分分析装置およびこの装置に用いられる抽出カートリッジ、ならびに抽出媒体収容具によれば、液体収容部からの抽出媒体の蒸発や漏出を防止して、良好な測定精度を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の生体成分分析装置およびこの装置に用いられる抽出カートリッジ、ならびに抽出媒体収容具の実施の形態を詳細に説明する。
まず、本発明の生体成分分析装置の一実施の形態としての血糖値推定装置１００の全体構成について説明する。
【００１６】
［血糖値推定装置の全体構成］
図１は、本発明の生体成分分析装置の一実施の形態としての血糖値推定装置１００を示す斜視図であり、図２は、図１に示される血糖値推定装置１００の装置本体を開いた状態を示す斜視図であり、図３は、図１に示される血糖値推定装置１００の分析ユニットを図２の状態で被験者の腕に装着した状態を示す斜視図である。また、図４は、図１に示される血糖値推定装置１００の装置本体の構成を説明する概略説明図である。なお、図４では分かり易くするために、実際には紙面貫通方向に重なるように配置されている要素を紙面左右方向に並べて表現しているものもある。
【００１７】
本実施の形態に係る血糖値推定装置１００は、生体から生化学成分の一つであるグルコースを抽出するとともに、抽出されたグルコースを分析することにより血糖値を推定する装置である。この血糖値推定装置１００は、図１および図２に示されるように、分析ユニット１と、抽出カートリッジ５０（図２参照）とを備えている。分析ユニット１は、抽出カートリッジ５０を着脱可能に保持する装置本体１０と、この装置本体１０を矢印Ａおよび矢印Ｂ方向に回動可能に保持する保持部材２０と、この保持部材２０を被験者の腕１１０（図３参照）に装着するための装着部材３０とを含んでいる。
【００１８】
分析ユニット１の装置本体１０は、図１〜３に示されるように、表面側に配置された表示部１１（図１参照）および操作ボタン１２（図１参照）と、使用時の状態（装置本体１０が閉じられた状態）で矢印Ｘ１方向の端部側に配置される解除ボタン１３と、裏面側に配置された抽出カートリッジ取付部１４（図２および図３参照）および係合孔１５（図２および図３参照）と、内部に配置された直流方式の定電圧電源として機能するとともに、交流方式の高周波電源としても機能する電源１６（図４参照）と、後述する検出部４０によるグルコースの検出結果に基づいてグルコース量および血糖値を推定（分析）する分析部としての制御部１７と、抽出媒体を移送させるためのエアを送風する、抽出媒体移送部としてのポンプ１８とを含んでいる。
【００１９】
装置本体１０の表示部１１は、制御部１７により算出されたグルコース量、および／または、推定された血糖値を表示するために設けられている。装置本体１０の操作ボタン１２は、測定の開始など、被験者が血糖値推定装置１００を操作するために設けられている。装置本体１０の解除ボタン１３は、後述する保持部材２０の係合部２１ｅと、装置本体１０の係合孔１５（図２および図３参照）との係合を解除するために設けられている。
【００２０】
装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４は、図２および図３に示されように、抽出カートリッジ５０を取り付ける際のガイドとして機能する一対のリブ状の突出部１４ａと、抽出カートリッジ５０（図２参照）を取り付けるための４つの係合部１４ｂと、装置本体１０の電源１６（図４参照）と接続されている端子部１４ｃ（図３参照）と、検出部４０（図４参照）を構成する光源部４１および受光部４２と、ポンプ１８から送風されるエアを抽出カートリッジ取付部１４の外側に噴出する噴出部１４ｄとを含んでいる。また、抽出カートリッジ取付部１４の４つの係合部１４ｂは、弾性変形可能に設けられることによって、抽出カートリッジ５０（図２参照）を着脱することができるように構成されている。また、噴出部１４ｄは、半球形状を有し、図示しないバネ部材により抽出カートリッジ取付部１４の外側方向に突出するように付勢されている。さらに、抽出カートリッジ取付部１４には、後述する抽出媒体収容部（容器）を押圧して当該抽出媒体収容部内の抽出媒体を液溜め部に供給するための凸部５が形成されている。
【００２１】
装置本体１０の係合孔１５は、当該装置本体１０が保持部材２０に対して閉状態のとき（図１参照）に、保持部材２０の係合部２１ｅと係合するように設けられている。
また、保持部材２０は、図２および図３に示されように、装置本体１０を回動可能に保持する保持部材本体部２１と、ラチェット機構を構成する係合部材２２と、保持部材本体部２１の一方端部側（矢印Ｙ１方向の端部側）を覆うカバー部材２３とを含んでいる。
【００２２】
また、保持部材２０の保持部材本体部２１は、平面的に見て中央部近傍に設けられた開口部２１ａ、４つの逃げ部２１ｂ、段差部２１ｃおよび２１ｄと、矢印Ｘ１方向の端部側に設けられた係合部２１ｅとを含んでいる。前記保持部材本体部２１はＡＢＳなどの合成樹脂により作製されており、当該保持部材本体部２１の下面部２１ｆはＸ２方向から見て円弧形状に形成されている。これにより、保持部材２０が被験者の腕１１０に装着された際に、被験者の腕１１０との密着性を向上させることが可能となる。
【００２３】
また、保持部材本体部２１の開口部２１ａは平面的に見て正方形状に形成されている。また、開口部２１ａは、図３に示されように、保持部材２０が装着部材３０により被験者の腕１１０に装着されることによって、被験者の腕１１０の測定対象領域１１０ａを規定する機能を有している。このとき、被験者の腕１１０の測定対象領域１１０ａは、開口部２１ａを介して矢印Ｚ２方向に突出する。
【００２４】
保持部材本体部２１の４つの逃げ部２１ｂは、装置本体１０が保持部材２０に対して閉状態のとき（図１参照）に、それぞれ、装置本体１０の４つの係合部１４ｂ（図２および図３参照）を収容するために設けられている。保持部材本体部２１の段差部２１ｃは、装置本体１０が保持部材２０に対して閉状態のとき（図１参照）に、装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４（図２および図３参照）を収容するために設けられている。また、保持部材本体部２１の段差部２１ｄには、図２に示されるように、一対の係合突起２１ｇが形成されている。また、段差部２１ｄおよび係合突起２１ｇは、後述する微細孔形成装置１２０を使用する際の位置決めを行う機能を有している。
【００２５】
保持部材本体部２１の係合部２１ｅ（図２および図３参照）は、装置本体１０が保持部材２０に対して閉状態のとき（図１参照）に、装置本体１０の係合孔１５（図２および図３参照）と係合することにより、装置本体１０が保持部材本体部２１に対してＡ方向（開く方向）に回動するのを規制する機能を有している。このとき、装置本体１０に抽出カートリッジ５０（図２参照）が取り付けられている場合には、図４に示されるように、抽出カートリッジ５０は、保持部材本体部２１の開口部２１ａから露出された被験者の腕１１０の表面に接触する。
【００２６】
また、保持部材本体部２１の下面部２１ｆには、電源１６と電気的に接続された導電性材料からなるシート（図示せず）が貼り付けられている。これにより、保持部材本体部２１は、電極として機能するように構成されている。
【００２７】
また、係合部材２２は、ポリアセタールなどの合成樹脂により作製されているとともに、押圧部２２ａを含んでいる。前記係合部材２２は、保持部材２０に対する装着部材３０の移動方向を一方向（矢印Ｚ２方向）に規制するラチェット機構を構成している。また、係合部材２２は、ラチェット機構の規制を解除する解除機能を有しており、押圧部２２ａを押圧した際に、装着部材３０に対して、ラチェット機構の規制が解除されるように構成されている。一方、押圧部２２ａの押圧を解除した際には、装着部材３０に対して、ラチェット機構による規制が行われるように構成されている。
【００２８】
また、保持部材２０のカバー部材２３は、装着部材３０が通過する一対の通過孔２３ａと、係合部材２２の押圧部２２ａが配置される穴部２３ｂとを含んでいる。また、カバー部材２３はＡＢＳなどの合成樹脂により作製されており、ねじ８１により保持部材本体部２１に取り付けられている。
【００２９】
また、装着部材３０は、図１および図２に示されるように、連結部３１と、連結部３１の下端部（矢印Ｚ１方向側の端部）から矢印Ｙ２方向に延びる２つの挟み部３２とを含んでいる。前記装着部材３０は、ＡＢＳなどの合成樹脂（剛性体）により作製されている。また、装着部材３０の内面には、保持部材本体部２１の下面部２１ｆに貼り付けられたシートと同様に、電源１６と電気的に接続された導電性材料からなるシート（図示せず）が貼り付けられている。これにより、装着部材３０は、電極として機能するように構成されている。
【００３０】
また、装着部材３０の連結部３１は、複数の係合爪３１ａを有する一対の係合領域３１ｂと、抜け止め用係合溝３１ｃと、矢印Ｙ２方向に突出する突起部３１ｄとを含んでいる。連結部３１は、挟み部３２と保持部材２０との間の距離を変更することが可能なように構成されている。また、複数の係合爪３１ａは、装着部材３０が保持部材２０に対して矢印Ｚ２方向（上方向）に移動するのを許容するとともに、装着部材３０が保持部材２０に対して矢印Ｚ１方向（下方向）に移動するのを規制するように構成されている。また、抜け止め用係合溝３１ｃは、連結部３１を矢印Ｚ１方向にスライド移動させた場合に、装着部材３０が保持部材２０から抜け落ちるのを防止するために設けられている。また、矢印Ｙ２方向に突出する突起部３１ｄには、矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向に延びる貫通孔３１１ｄが設けられている。
【００３１】
前記装着部材３０の挟み部３２は、矢印Ｘ２方向から見て湾曲板状に構成されているとともに、弾性変形可能に構成されている。また、挟み部３２は、連結部３１により挟み部３２と保持部材２０との間の距離が変更されることによって、保持部材２０との間に被験者の腕１１０（図３参照）を上下方向から挟むことが可能なように構成されている。また、挟み部３２には、矢印Ｙ１方向側の端部に２つの突起部３２ａが設けられている。また、２つの突起部３２ａには、それぞれ、矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向に延びる貫通孔（図示せず）が形成されている。これらの貫通孔は、連結部３１の貫通孔３１１ｄと同軸になるように形成されており、連結部３１の貫通孔３１１ｄおよび突起部３２ａの貫通孔には、ステンレス製の軸部材３３が挿入されている。これにより、挟み部３２を、連結部３１に対して、軸部材３３を中心に回動させることが可能となるとともに、挟み部３２を連結部３１側に折りたたむことが可能となる。
【００３２】
［抽出カートリッジ］
次に抽出カートリッジ５０について説明する。
図５は、図１に示される血糖値推定装置１００の抽出カートリッジ５０を上側から見た場合の平面図であり、図６は、図５に示される抽出カートリッジ５０を下側から見た場合の平面図である。また、図７は、図５のＡ−Ａ線断面説明図であり、図８は、図５のＢ―Ｂ線断面説明図である。
【００３３】
本実施の形態における抽出カートリッジ５０は、図４〜５に示されるように、アクリルなどの合成樹脂からなるカートリッジ本体５１と、被験者の腕１１０から抽出されるグルコースを保持するための抽出媒体として機能する純水を収容する抽出媒体収容部である容器５２と、被験者の腕１１０から抽出されるグルコースを保持するための所定量の純水を保持することができる抽出媒体保持部５３と、グルコースに所定の反応を生じさせる反応部５４と、噴出部１４ｄから噴出されるエアが流入されるエア流入口５５と、前記容器５２から供給された純水を一時的に収容する液溜め部６とを含んでいる。前記容器５２は、前記液溜め部６に隣接して配置された、容器設置部としての第４凹部５１ｄ内に配設されている。なお、図５〜６において、５９は装置本体１０から後述する電極６３、６４への配線を通すための長孔である。
【００３４】
また、図４および図６に示されるように、カートリッジ本体５１の下面のほぼ中央部には、長方形状の開口部５１１ａを有する第１凹部５１ａが形成されている。抽出媒体保持部５３は、この第１凹部５１ａにより構成されている。また、長方形状の開口部５１１ａは、矢印Ｙ１および矢印Ｙ２方向に延びるように形成されている。第１凹部５１ａ内の第１底面５１２ａには、外側方向（矢印Ｚ１方向）に向かって延びる円柱形状の複数の侵入防止部５１３ａが形成されている。また、侵入防止部５１３ａは、その高さが第１凹部５１ａの深さとほぼ同じになるように形成されている。このため、侵入防止部５１３ａの先端面は、カートリッジ本体５１の下面とほぼ同一平面上に位置している。また、複数の侵入防止部５１３ａは、開口部５１１ａの全域にわたって、矢印Ｙ１および矢印Ｙ２方向に所定の間隔を隔てて１列に配置されている。これにより、被験者の腕１１０の表面が抽出媒体保持部５３内に侵入するのを防止することができる。また、抽出媒体保持部５３は、所定量（たとえば、約５μｌ〜約６μｌ）の液体を保持可能な容積を有している。
【００３５】
また、図５に示されるように、カートリッジ本体５１の上面には、平面的に見て、抽出媒体保持部５３（第１凹部５１ａ）の矢印Ｙ１方向側の端部付近と重なるように第２凹部５１ｂが形成されている。液溜め部６は、この第２凹部５１ｂにより構成されている。また、図４に示されるように、第２凹部５１ｂの第２底面５１１ｂは、第１凹部５１ａの第１底面５１２ａよりも上側（矢印Ｚ２方向側）に配置されている。すなわち、液溜め部６および抽出媒体保持部５３は、高さ方向（矢印Ｚ１および矢印Ｚ２方向）において重ならないように配置されている。また、第２底面５１１ｂの、平面的に見て液溜め部６および抽出媒体保持部５３が重なる部分には、第１凹部５１ａの第１底面５１２ａまで貫通する第１流路５６が形成されている。これにより、液溜め部６および抽出媒体保持部５３は、第１流路５６を介して空間的に接続される。また、液溜め部６は、抽出媒体保持部５３が保持可能な所定量とほぼ同量（たとえば、約５μｌ〜約６μｌ）の液体を収容することが可能な容積を有している。
【００３６】
また、図４および図５に示されるように、カートリッジ本体５１の上面には、第２凹部５１ｂから矢印Ｚ１方向に所定距離だけ延び、ついで矢印Ｘ２方向に所定距離だけ延び、さらに矢印Ｙ１方向に所定距離だけ延び、最後に矢印Ｚ２方向に所定距離だけ延びる第２流路５７が形成されている。この第２流路５７のカートリッジ本体５１上面における開口がポンプ接続口５５となっている。
【００３７】
このポンプ接続口５５は、平面的に見て円形形状を有している。ポンプ接続口５５の直径は、半球形状を有する噴出部１４ｄの直径よりも小さくなるように設定されている。これにより、抽出カートリッジ５０が抽出カートリッジ取付部１４に取り付けられた状態において、当該ポンプ接続口５５を、噴出部１４ｄの外側表面によりふさぐことが可能である。この際、噴出部１４は、図示しないバネ部材によって抽出カートリッジ取付部１４の外側方向に付勢されているので、噴出部１４ｄの外側表面およびポンプ接続口５５の縁部は所定の付勢力がかかった状態で互いに当接している。これにより、噴出部１４ｄから噴出されるエアが、ポンプ接続口５５から漏れてしまうのを抑制することができる。
【００３８】
また、図５に示されるように、カートリッジ本体５１の上面には、平面的に見て、抽出媒体保持部５３（第１凹部５１ａ）の矢印Ｙ２方向側の端部と重なるように第３凹部５１ｃが長方形状に形成されている。図４に示されるように、第３凹部５１ｃの第３底面５１１ｃは、第１凹部５１ａの第１底面５１２ａよりも上側（矢印Ｚ２方向側）に配置されている。すなわち、第３凹部５１ｄおよび抽出媒体保持部５３は、高さ方向（矢印Ｚ１および矢印Ｚ２方向）において重ならないように配置されている。また、第３底面５１１ｃの、平面的に見て第３凹部５１ｃおよび抽出媒体保持部５３が重なる部分には、第１凹部５１ａの第１底面５１２ａまで貫通する第３流路５８が形成されている。また、図５に示されるように、カートリッジ本体５１の矢印Ｘ１および矢印Ｘ２方向側のほぼ中央部には、第３凹部５１ｃからカートリッジ本体５１の矢印Ｙ２方向側の端部まで延びる溝部６１が形成されている。また、溝部６１は、その深さが第３凹部５１ｃの深さとほぼ同じ深さになるように形成されている。
【００３９】
また、本実施の形態では、図５に示されるように、第３凹部５１ｃの第３底面５１１ｃには、平面的に見て、第３底面５１１ｃのほぼ中央部を長方形状に取り囲むように、所定の高さを有する２つの遮光テープ７１および７２が配置されている。具体的には、一方の遮光テープ７１は、長方形状を有するとともに、他方の遮光テープ７２は、Ｌ字形状を有している。また、一方の遮光テープ７１は、他方の遮光テープ７２に対して矢印Ｘ１方向側で、かつ、第３凹部５１ｃの内側面から所定距離だけ離間した位置に配置されている。また、他方のＬ字形状を有する遮光テープ７２は、一方の遮光テープ７１に対して矢印Ｘ２方向側で、かつ、第３凹部５１ｃの内側面から所定距離だけ離間した位置に配置されている。また、Ｌ字形状を有する遮光テープ７２の矢印Ｘ１方向に延びる部分７２ａは、その先端部が一方の遮光テープ７１から所定距離だけ離間した位置に配置されるように形成されている。また、遮光テープ７１および７２は、検出部４０によるグルコースの検出の際に、光を遮光する機能を有している。
【００４０】
また、遮光テープ７１および７２の上面には、後述するセンサ部材８０が配置されている。センサ部材８０は、平面的に見て、第３凹部５１ｃとほぼ同じ大きさの長方形状を有しており、第３凹部５１ｃの開口部を塞ぐように当該第３凹部５１ｃに嵌め込まれている。また、遮光テープ７１および７２がスペーサとして機能することによって、センサ部材８０が第３凹部５１ｃの第３底面５１１ｃから所定距離（ほぼ遮光テープの高さ分の距離）だけ離間する位置に配置されている。ここで、反応部５４は、平面的に見て第３凹部５１ｃのほぼ中央部において、遮光テープ７１および７２と、第３凹部５１ｃの第３底面５１１ｃと、センサ部材８０の下面８０ａとにより取り囲まれることにより構成されている。また、第３凹部５１ｃ内において、第３凹部５１ｃの内側面と、遮光テープ７１および７２と、第３凹部５１ｃの底面５１１ｃと、センサ部材８０の下面８０ａとにより取り囲まれた反応部５４以外の部分は、反応部５４のエア抜き、および、余剰分の液体を溝部６１に逃がすための流路として機能する。また、反応部５４は、抽出媒体保持部５３が保持可能な所定量よりも少ない量（たとえば、約２．５μｌ〜約３μｌ）の液体を保持可能に構成されている。また、反応部５４には、反応部５４全域にわたって、遮光テープ７１および７２とほぼ同じ高さを有するメッシュシート６２が配置されている。これにより、反応部５４に移送された液体がメッシュシート６２に吸収されるので、反応部５４内に一定量以上の液体を確実に保持することが可能であるとともに、反応部５４内に移送された液体をセンサ部材８０の下面８０ａに容易に接触させることが可能となる。
【００４１】
また、図６に示されるように、カートリッジ本体５１の下面には、開口部５１１ａの矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向にそれぞれ第１電極６３および第２電極６４が取り付けられている。また、抽出カートリッジ５０が装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４に取り付けられている状態において、第１電極６３および第２電極６４は、抽出カートリッジ取付部１４の端子部１４ｃおよび端子部１４ｃと当接される抽出カートリッジ５０の端子部５１ｅを介して、装置本体１０の電源１６に電気的に接続されている。また、第１電極６３は、開口部５１１ａの矢印Ｙ１方向側の端部から矢印Ｙ２方向側の端部近傍まで延びるように配置されている。また、第２電極６４は、第１電極６３に接触されないように、開口部５１１ａの矢印Ｙ２方向側の端部から矢印Ｙ１方向に微小距離だけ延びるように配置されている。すなわち、第１電極６３と第２電極６４とは、開口部５１１ａの矢印Ｙ２方向側の端部近傍において離間するように配置されている。なお、第１電極６３および第２電極６４は、実際には図４には現れない位置に配置されているが、ここでは、説明のために便宜上、図４に第１電極６３および第２電極６４を記載している。
【００４２】
また、カートリッジ本体５１の下面には、抽出媒体保持部５３の開口部５１１ａ以外の領域に両面テープ６５が貼り付けられている。これにより、カートリッジ本体５１を被験者の腕１１０に密着させることが可能となる。また、図４および図５に示されるように、カートリッジ本体５１の上面側に開放された第２凹部５１ｂを塞ぐように、カートリッジ本体５１の上面にテープ６６が貼り付けられている。
【００４３】
また、センサ部材８０の下面８０ａの反応部５４内に露出される部分には、グルコースが反応することに起因して発色する発色色素と、所定の酵素とを含む混合ゲルが塗布され、その混合ゲルを乾燥させる処理が施されている。具体的には、センサ部材８０の下面８０ａには、グルコースに対する触媒としての酸化酵素であるグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）と、グルコースがＧＯＤを触媒として反応することによって生成される過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）に対する触媒としての酸化還元酵素であるペルオキシダーゼ（ＰＯＤ）と、Ｈ2Ｏ2がＰＯＤを触媒として反応することによって生成されるＯ*（活性酸素）と反応して発色する発色色素とをゲルに混合した混合ゲルが塗布され、その混合ゲルを乾燥させる処理が施されている。
【００４４】
［抽出媒体収容部］
図９は、前記容器設置部を構成する第４凹部５１ｄ内に配設される容器５２の平面説明図である。この容器５２は、厚さ０．１ｍｍ程度のアルミニウム薄膜から形成された容器本体５２ａと、この容器本体５２ａ内に収容された純水（抽出媒体）が排出される排出口５２ｂを備えた筒状の口部５２ｃとで構成されている。
【００４５】
容器本体５２ａは、短辺が３〜４ｍｍ程度、長辺が４〜５ｍｍ程度の矩形状のアルミニウム薄膜を２枚重ね合わせ、その周縁領域５２ｄに合成樹脂製の薄膜を介在させてヒートシールにより互いに固着したものである。
口部５２ｃはＡＢＳなどの合成樹脂や真鍮などの金属で作製されており、外径が１〜１．５ｍｍ程度、内径が０．５〜１．０ｍｍ程度の筒体からなっている。前記口部５２ｃを、容器本体５２ａを構成する２枚のアルミニウム薄膜の間に配設した状態で前記周縁領域５２ｄがヒートシールされ、これにより当該口部５２ｃが容器本体５２ａに固定される。
【００４６】
前記口部５２ｃの容器内部側端部の近傍には、容器内部と口部５２ｃの通路５２ｅとの間を遮断するシール手段としてのイージーピール７が設けられている。このイージーピール７は、容器本体５２ａの周縁領域５２ｄと同様にヒートシールによって形成されており、その固着の程度（強さ）を、純水が封入された容器本体５２ａのふくらみ部分が所定の方法で押圧することで破れるように設定されている。具体的には、ヒートシールに用いるホットメルト接着剤の種類や帯状のヒートシール領域の幅を適宜選定することで所望の固着強度を有するイージーピール７を得ることができる。
容器５２は、図８に示されるように、容器本体５２が第４凹部５１ｄに位置し、且つ、口部５２ｃが第２凹部５１ｂと第４凹部５１ｄとを連通する連通路６０内に位置するように配設される。
【００４７】
なお、シール手段としては、イージーピール７に代えて厚さ０．０３ｍｍ程度のナイロンフィルムなどの合成樹脂フィルムを採用することもでき、このフィルムは筒状の口部５２ｃの両端面のいずれか一方の端面に固着される。
【００４８】
［装置の使用手順］
図１０は、被験者が血糖値推定装置を使用する際の手順を説明するためのフローチャートであり、図１１は、図１に示される血糖値推定装置の使用手順を説明するための図である。
【００４９】
まず、ステップＳ１において、図１１に示されるように、保持部材２０と装着部材３０の挟み部３２との間に被験者の腕１１０が挟み込まれるように、血糖値推定装置１００を被験者の腕１１０に装着する。これにより、保持部材２０の開口部２１ａによって測定対象領域１１０ａが規定される。そして、ステップＳ２において、微細孔形成装置１２０を用いて、被験者の腕１１０の開口部２１ａによって規定された測定対象領域１１０ａに微細孔（抽出孔）１１１（図１２参照）を形成する。具体的には、微細孔形成装置１２０のガイド部１２２を保持部材本体部２１の段差部２１ｄに嵌め込んだ後、被験者が、ボタン部１２１を押圧することにより、微細孔形成装置１２０の内部から微細針（図示せず）が突出する。これにより、被験者の腕１１０の開口部２１ａに規定された測定対象領域１１０ａに微細孔（抽出孔）１１１（図１２参照）が形成される。その際、図１２に示されるように、被験者の腕１１０に、表皮を貫通し、真皮までは到達するが、皮下組織までは到達しない微細孔（抽出孔）１１１が形成されるので、これらの複数の微細孔（抽出孔）１１１を介して被験者の腕１１０から体液を抽出することが可能となる。これにより、血糖値推定装置１００を用いて被験者の腕１１０からグルコースを抽出する際に、被験者が感じる痛みを軽減することが可能である。この後、微細孔形成装置１２０を保持部材本体部２１から取り外す。
【００５０】
次に、ステップＳ３において、抽出カートリッジ５０を装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４に取り付ける。具体的には、図１３に示されるように、未使用の抽出カートリッジ５０には、カートリッジ本体５１の上面および下面のほぼ全域を覆うようにフィルム９０が貼り付けられており、カートリッジ本体５１の上面および下面に露出されたすべての開口がフィルム９０により塞がれている。これにより、カートリッジ本体５１に設けられた各部に不純物が付着するのを防止している。この状態で、被験者は、カートリッジ本体５１の下面側の矢印Ｙ１方向側に配置されたフィルム９０の端部を矢印Ｙ２方向に引っ張ることにより、カートリッジ本体５１からフィルム９０を剥がす。また、カートリッジ本体５１内部の各部は、エア（気体）で満たされている。そして、被験者は、抽出カートリッジ５０を装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４に取り付ける。
【００５１】
抽出カートリッジ５０を装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４に取り付けると、容器５２の位置に対応するように前記抽出カートリッジ取付部１４に形成された凸部５によって当該容器５２のふくらみ部分が押圧される。その結果、容器５２のイージーピール７が破れ、当該容器５２内部の純水が液溜め部６へ排出される。
その後、装置本体１０をＢ方向に回動させて装置本体１０を閉状態にし、操作ボタン１２を操作することにより測定を開始する。
【００５２】
［測定処理］
図１４は、図１に示される血糖値推定装置の制御部による測定処理を説明するためのフローチャートである。図１５〜２０は、図１に示される血糖値推定装置の制御部による測定処理を説明するための図である。次に、図１４〜２０を参照しつつ、本実施の形態に係る血糖値推定装置１００の制御部１７による測定処理について説明する。
【００５３】
図１５および図１６に示されるように、測定が開始された直後は、容器５２から供給された所定量（たとえば、約５μｌ〜約６μｌ）の純水（液体）が液溜め部６に収容されている。そして、ステップＳ１１において、ポンプ１８から送風されたエアが噴出部１４ｄからエア流入部５５に噴出される。これにより、第２流路５７に存在するエアが液溜め部６側に移送されるので、当該液溜め部６に収容された純水が、第２流路５７から流入されるエアに押し出されるように、第１流路５６を介して抽出媒体保持部５３に移送される。そして、ステップＳ１２において、制御部１７により、液溜め部６から抽出媒体保持部５３への純水の移送完了を確認する動作が行われる。具体的には、電源１６により、第１電極６３および第２電極６４に高周波の電圧を印加するとともに、制御部１７により、第１電極６３および第２電極６４の間のインピーダンスの変化を検知する。すなわち、抽出媒体保持部５３の矢印Ｙ１方向側に配置された第１流路５６から抽出媒体保持部５３に流入される純水が、抽出媒体保持部５３の矢印Ｙ２方向側の端部近傍にある、第１電極６３と第２電極６４との離間部分まで到達されると、第１電極６３および第２電極６４の間のインピーダンスが低下するので、その低下を制御部１７により検知する。これにより、抽出媒体保持部５３のほぼ全域に純水が移送されたことを確認することが可能となる。
【００５４】
そして、ステップＳ１３において、第１電極６３および第２電極６４の間のインピーダンスの変化の検知結果に基づいて、液溜め部６から抽出媒体保持部５３への純水の移送が完了されたか否かが判断される。なお、この判断において、第１電極６３および第２電極６４の間のインピーダンスが所定の閾値を下回った場合に液溜め部６から抽出媒体保持部５３への純水の移送が完了されたと判断するように制御部１７を構成してもよいし、所定時間内のインピーダンスの低下量が閾値を超えた場合に液溜め部６から抽出媒体保持部５３への純水の移送が完了されたと判断するように制御部１７を構成してもよい。そして、所定時間が経過しても移送が完了しない場合には、ステップＳ１９において、エラーとして取り扱われて、そのまま測定処理の動作が終了される。
【００５５】
一方、制御部１７により純水の移送が完了したと判断すると、ポンプ１８によるエアの送風が停止され、純水の移送が停止される。その際、図１７および図１８に示されるように、所定量（たとえば、約５μｌ〜約６μｌ）の純水が抽出媒体保持部５３だけに存在する状態となる（すなわち、図１７および図１８において、純水が存在している領域が抽出媒体保持部５３である）。そして、ステップＳ１４において、被験者の腕１１０の表面により開口部５１１ａが塞がれた抽出媒体保持部５３に純水を保持したまま、所定の時間、被験者の腕１１０（微細孔１１１）からグルコースが抽出される。具体的には、制御部１７の制御に基づいて、電源１６により第１電極６３および第２電極６４が負極、装着部材３０の内面に貼り付けられた導電性材料からなるシートが正極となるように定電流を供給する。これにより、被験者の体内のグルコースが負の電圧が印加された第１電極６３および第２電極６４に向かって移動され易くなるので、抽出媒体保持部５３内の純水に被験者の腕１１０（微細孔１１１）からスムーズにグルコースを抽出することが可能となる。そして、所定の時間経過後、電源１６による第１電極６３および第２電極６４と、装着部材３０の導電性材料からなるシートとに対する定電流の供給が停止され、グルコースの抽出が完了される。なお、電源１６は、直流電流を供給してもよいし、交流電流を供給してもよいし、直流と交流とを混合した電流を供給してもよい。また、電源１６は、定電圧を印加する定電圧電源であってもよい。
【００５６】
その後、ステップＳ１５において、ポンプ１８によるエアの送風が再開される。これにより、第２流路５７、液溜め部６および第１流路５６に存在するエアがそれぞれ抽出媒体保持部５３側に移送されるので、抽出したグルコースを保持する抽出媒体保持部５３内の純水（以下、この液体をグルコース保持液とよぶ）の一部（たとえば、約２．５μｌ〜約３μｌ）が、第１流路５６から流入されるエアに押し出されるように、第３流路５８を介して反応部５４に移送される（図１９、図２０を参照）。そして、反応部５４に移送されたグルコース保持液は、反応部５４に設置されたメッシュシート６２に吸収されることによって、反応部５４内に保持されるとともに、センサ部材８０の下面８０ａに塗布された混合ゲルに接触される。また、グルコース保持液が移送される前に反応部５４に存在したエアは、グルコース保持液の移送に伴って、溝部６１を介して抽出カートリッジ５０の外部に放出される。また、反応部５４に移送されたグルコース保持液以外の余剰分のグルコース保持液は、第３凹部５１ｃ内の反応部５４以外のスペース（流路）に逃がされる。
【００５７】
そして、ステップＳ１６において、グルコースの検出が開始される。具体的には、制御部１７は、検出部４０（図４参照）を構成する光源部４１および受光部４２を用いて、光源部４１の光がセンサ部材８０の発色色素により吸収された吸光度を所定時間、継続的に監視している。その後、ステップＳ１７において、吸光度が実質的に飽和状態になった際の吸光度に基づいて、制御部１７により血糖値が算出される。そして、ステップＳ１８において、算出した血糖値が表示部１１に表示され、制御部１７による測定処理動作が終了する。
【００５８】
なお、前述した実施の形態における容器５２は、容器本体とは別に筒状の口部を備えているが、図２１に示されるように金属薄膜だけで容器１５２を構成することもできる。この場合、容器１５２の周縁の一部を排出口１５２ａとし、この排出口１５２ａの近傍にシール手段としてのイージーピール１０７を設ける。図２１に示される態様では、前述した実施の形態のような容器設置部（第４凹部５１ｄ）および装置本体１０の凸部５を省略することができる。すなわち、カートリッジ本体５１の平坦な面における所定箇所に容器１５２を配置し、この状態で装置本体１０に抽出カートリッジ５０を装着して、当該装置本体１０とカートリッジ本体５１とで容器１５２を挟むことにより容器内部に圧力を加えることができる。そして、この圧力によってイージーピール１０７を破って容器内部の抽出媒体を液溜め部６内に排出することができる。この場合、装置本体１０から液溜め部６への抽出媒体の移動を容易にするために、排出口１５２ａを長くして、その先端部分を液溜め部６内に配置するとともに、排出口１５２ａが配設される部分のカートリッジ本体５１表面に断面半円形の凹所を形成することができる。
【００５９】
また、前述した実施の形態では、抽出媒体保持部、反応部および検出部が別々の場所に設定されているが、これらは同じ場所に設定することもできる。すなわち、抽出媒体によって被験者から抽出物を抽出させながら、同じ場所で抽出された抽出物の測定を行うことができる。
【００６０】
また、前述した実施の形態では、容器５２、１５２を構成する素材としてアルミニウムなどの金属薄膜を用いているが、金属薄膜に代えて、例えば比較的防湿度の高いポリテトラフルオロエチレン系の合成樹脂を用いることも可能である。
【００６１】
さらに、前述した実施の形態に係る生体成分分析装置では、被験者から抽出物を抽出する抽出媒体保持部と、抽出された抽出物によって生じる所定の反応に基づいて当該抽出物を検出する検出部とが同一の装置内に配設されているが、本発明の抽出カートリッジおよび抽出媒体収容具は、抽出媒体保持部と検出部とが別々の装置に設けられている場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の生体成分分析装置の一実施の形態としての血糖値推定装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示される血糖値推定装置の装置本体を開いた状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示される血糖値推定装置の分析ユニットを被験者の腕に装着した状態を示す斜視図である。
【図４】図１に示される血糖値推定装置の装置本体の構成を説明する概略説明図である。
【図５】図１に示される血糖値推定装置の抽出カートリッジを上側から見た場合の平面図である。
【図６】図５に示される抽出カートリッジを下側から見た場合の平面図である。
【図７】図５のＡ−Ａ線断面説明図である。
【図８】図５のＢ―Ｂ線断面説明図である。
【図９】図１に示される血糖値推定装置の抽出媒体収容部の平面説明図である。
【図１０】被験者が血糖値推定装置を使用する際の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１に示される血糖値推定装置の使用手順を説明するための図である。
【図１２】図１１に示される微細孔形成装置によって微細孔が形成された皮膚の状態を示す断面図である。
【図１３】図１に示される血糖値推定装置に用いられる未使用の抽出カートリッジを示す概略図である。
【図１４】図１に示される血糖値推定装置の制御部による測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１に示される血糖値推定装置において、液体収容部に液体が収容された状態の抽出カートリッジを示す平面説明図である。
【図１６】図１に示される血糖値推定装置において、液体収容部に液体が収容された状態の抽出カートリッジを示す断面説明図である。
【図１７】図１に示される血糖値推定装置において、抽出媒体保持部に液体が保持された状態の抽出カートリッジを示す平面説明図である。
【図１８】図１に示される血糖値推定装置において、抽出媒体保持部に液体が保持された状態の抽出カートリッジを示す断面説明図である。
【図１９】図１に示される血糖値推定装置において、反応部に液体が保持された状態の抽出カートリッジを示す平面説明図である。
【図２０】図１に示される血糖値推定装置において、反応部に液体が保持された状態の抽出カートリッジを示す断面説明図である。
【図２１】血糖値推定装置の抽出媒体収容部の他の態様の平面説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 分析ユニット
５ 凸部
６ 液溜め部
７ イージーピール
１０ 装置本体
１１ 表示部
１２ 操作ボタン
１３ 解除ボタン
１４ 抽出カートリッジ取付部
１５ 係合孔
１６ 電源
１７ 制御部
１８ ポンプ
２０ 保持部材
２１ 保持部材本体部
２２ 係合部材
２３ カバー部材
３０ 装着部材
３１ 連結部
３２ 挟み部
３３ 軸部材
４０ 検出部
４１ 光源部
４２ 受光部
５１ カートリッジ本体
５２ 容器（抽出媒体収容部）
５３ 抽出媒体保持部
５４ 反応部
５６ 第１流路
５７ 第２流路
５８ 第３流路
５９ 連通路
６０ 長孔
８０ センサ部材
９０ フィルム
１０７ イージーピール
１１０ 腕
１５２ 容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体成分分析装置およびこの装置に用いられる抽出カートリッジ、ならびに抽出媒体収容具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被験者からグルコースなどの分析物を抽出した後、グルコースオキシターゼなどの酵素を触媒として利用することによって、抽出したグルコースを反応させて分析を行う生体成分分析装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、グルコースがグルコースオキシターゼを触媒として反応する反応部と、被験者から抽出したグルコースを保持するための抽出媒体を保持可能に構成された抽出部と、抽出媒体を収容し、当該抽出媒体を各部に提供（移送）するシリンジポンプとを備えた生体成分分析装置が開示されている。この生体成分分析装置では、シリンジポンプは、収容された抽出媒体を抽出部に提供するとともに、抽出部においてグルコースが抽出媒体に抽出された後、シリンジポンプからさらに抽出媒体を抽出部に提供することによって、グルコースを保持する抽出媒体を抽出部から反応部に移送する（押し出す）ように構成されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の生体成分分析装置では、抽出部においてグルコースが抽出媒体に抽出された後、シリンジポンプからさらに抽出媒体を抽出部に提供することによって、グルコースを保持する抽出媒体を抽出部から反応部に移送する（押し出す）ように構成されているので、抽出部内のグルコースを保持する抽出媒体を反応部側に押し出すためのシリンジポンプからの抽出媒体に、抽出部内のグルコースを保持する抽出媒体が接触して、グルコースがシリンジポンプからの抽出媒体に混和してしまう可能性がある。このようにグルコースが抽出部の外にある抽出媒体に混和してしまうと、抽出媒体中のグルコース濃度が不均一となり、分析精度が低下してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本出願人は、抽出媒体を移送する手段としてシリンジポンプに代えてエアポンプを採用し、抽出部への抽出媒体の移送および抽出部から反応部への抽出媒体の移送をエアで行う装置を共同で提案している（特願２００８−９１５９９）。
【０００６】
この特願２００８−９１５９９に係る生体成分分析装置では、抽出媒体保持部（被験者から抽出される抽出物を保持するための所定量の抽出媒体を保持可能に構成された部分）によって保持可能な量と略等しい量の抽出媒体を収容した液体収容部を設けている。そして、エアポンプを備えた液体移送部によって、前記液体収容部に収容された抽出媒体を抽出媒体保持部へ移送するとともに、当該抽出媒体保持部に移送され、被験者から抽出された抽出物を保持した抽出媒体の少なくとも一部を抽出媒体保持部から反応部に移送している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２４６０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特願２００８−９１５９９に係る生体成分分析装置によれば、抽出媒体の混和を防止することで抽出物の濃度が不均一になるのを抑制することができるが、合成樹脂製の抽出カートリッジに形成された凹所からなる液体収容部に抽出媒体を保持させているので、当該抽出カートリッジを長期間放置しておくと、液体収容部から抽出媒体が蒸発したり、漏出したりする惧れがある。そして、蒸発などにより抽出媒体が所定量よりも減少すると測定精度が低下してしまう。
また、液体収容部から蒸発または漏出した抽出媒体が反応部に到達すると、当該反応部が劣化し、この劣化に起因して測定精度が低下する惧れもある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、液体収容部からの抽出媒体の蒸発や漏出を防止して、良好な測定精度を維持することができる生体成分分析装置およびこの装置に用いられる抽出カートリッジ、ならびに抽出媒体収容具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点に係る生体成分分析装置は、被験者の皮膚に接触可能であり、当該被験者の皮膚から抽出される抽出物を保持するための抽出媒体を保持することができる抽出媒体保持部と、
前記抽出物によって所定の反応を生じる反応部と、
この反応部で生じる所定の反応に基づき前記抽出物を検出する検出部と、
前記抽出媒体を収容可能な抽出媒体収容部と、
この抽出媒体収容部に収容された抽出媒体を前記抽出媒体保持部に移送するとともに、当該抽出媒体保持部に移送され、被験者から抽出された抽出物を保持した抽出媒体の少なくとも一部を、前記抽出媒体保持部から前記反応部に移送する抽出媒体移送部と、
前記検出部による検出結果を分析する分析部と
を備え、前記抽出媒体収容部が、金属薄膜製の容器からなることを特徴としている。
【００１１】
本発明の第１の観点に係る生体成分分析装置では、抽出媒体を収容する抽出媒体収容部が合成樹脂に比べて液透過性の低い金属薄膜製の容器からなっているので、長期間保存した場合でも、当該容器に収容されている抽出媒体の蒸発や漏出を抑制することができる。これにより、抽出媒体が減少するのを防ぐことができ、当該抽出媒体の減少に起因する測定精度の低下を防止することができる。また、蒸発または漏出した抽出媒体によって反応部が劣化することがないので、良好な測定精度を維持することができる。
ここで、抽出媒体保持部に保持される抽出媒体の所定量は、抽出媒体を収容可能な抽出媒体収容部の容量と略等しい量とするのが、分析精度を高める上で好ましい。
【００１２】
また、本発明の第２の観点に係る抽出カートリッジは、前記第１の観点に係る生体成分分析装置に用いることができ、前記抽出媒体収容部および抽出媒体保持部を備えることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の第３の観点に係る抽出媒体収容具は、被験者の皮膚から抽出される抽出物を保持するための抽出媒体を収容する容器を備えており、この容器が金属薄膜で作製されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の生体成分分析装置およびこの装置に用いられる抽出カートリッジ、ならびに抽出媒体収容具によれば、液体収容部からの抽出媒体の蒸発や漏出を防止して、良好な測定精度を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の生体成分分析装置およびこの装置に用いられる抽出カートリッジ、ならびに抽出媒体収容具の実施の形態を詳細に説明する。
まず、本発明の生体成分分析装置の一実施の形態としての血糖値推定装置１００の全体構成について説明する。
【００１６】
［血糖値推定装置の全体構成］
図１は、本発明の生体成分分析装置の一実施の形態としての血糖値推定装置１００を示す斜視図であり、図２は、図１に示される血糖値推定装置１００の装置本体を開いた状態を示す斜視図であり、図３は、図１に示される血糖値推定装置１００の分析ユニットを図２の状態で被験者の腕に装着した状態を示す斜視図である。また、図４は、図１に示される血糖値推定装置１００の装置本体の構成を説明する概略説明図である。なお、図４では分かり易くするために、実際には紙面貫通方向に重なるように配置されている要素を紙面左右方向に並べて表現しているものもある。
【００１７】
本実施の形態に係る血糖値推定装置１００は、生体から生化学成分の一つであるグルコースを抽出するとともに、抽出されたグルコースを分析することにより血糖値を推定する装置である。この血糖値推定装置１００は、図１および図２に示されるように、分析ユニット１と、抽出カートリッジ５０（図２参照）とを備えている。分析ユニット１は、抽出カートリッジ５０を着脱可能に保持する装置本体１０と、この装置本体１０を矢印Ａおよび矢印Ｂ方向に回動可能に保持する保持部材２０と、この保持部材２０を被験者の腕１１０（図３参照）に装着するための装着部材３０とを含んでいる。
【００１８】
分析ユニット１の装置本体１０は、図１〜３に示されるように、表面側に配置された表示部１１（図１参照）および操作ボタン１２（図１参照）と、使用時の状態（装置本体１０が閉じられた状態）で矢印Ｘ１方向の端部側に配置される解除ボタン１３と、裏面側に配置された抽出カートリッジ取付部１４（図２および図３参照）および係合孔１５（図２および図３参照）と、内部に配置された直流方式の定電圧電源として機能するとともに、交流方式の高周波電源としても機能する電源１６（図４参照）と、後述する検出部４０によるグルコースの検出結果に基づいてグルコース量および血糖値を推定（分析）する分析部としての制御部１７と、抽出媒体を移送させるためのエアを送風する、抽出媒体移送部としてのポンプ１８とを含んでいる。
【００１９】
装置本体１０の表示部１１は、制御部１７により算出されたグルコース量、および／または、推定された血糖値を表示するために設けられている。装置本体１０の操作ボタン１２は、測定の開始など、被験者が血糖値推定装置１００を操作するために設けられている。装置本体１０の解除ボタン１３は、後述する保持部材２０の係合部２１ｅと、装置本体１０の係合孔１５（図２および図３参照）との係合を解除するために設けられている。
【００２０】
装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４は、図２および図３に示されように、抽出カートリッジ５０を取り付ける際のガイドとして機能する一対のリブ状の突出部１４ａと、抽出カートリッジ５０（図２参照）を取り付けるための４つの係合部１４ｂと、装置本体１０の電源１６（図４参照）と接続されている端子部１４ｃ（図３参照）と、検出部４０（図４参照）を構成する光源部４１および受光部４２と、ポンプ１８から送風されるエアを抽出カートリッジ取付部１４の外側に噴出する噴出部１４ｄとを含んでいる。また、抽出カートリッジ取付部１４の４つの係合部１４ｂは、弾性変形可能に設けられることによって、抽出カートリッジ５０（図２参照）を着脱することができるように構成されている。また、噴出部１４ｄは、半球形状を有し、図示しないバネ部材により抽出カートリッジ取付部１４の外側方向に突出するように付勢されている。さらに、抽出カートリッジ取付部１４には、後述する抽出媒体収容部（容器）を押圧して当該抽出媒体収容部内の抽出媒体を液溜め部に供給するための凸部５が形成されている。
【００２１】
装置本体１０の係合孔１５は、当該装置本体１０が保持部材２０に対して閉状態のとき（図１参照）に、保持部材２０の係合部２１ｅと係合するように設けられている。
また、保持部材２０は、図２および図３に示されように、装置本体１０を回動可能に保持する保持部材本体部２１と、ラチェット機構を構成する係合部材２２と、保持部材本体部２１の一方端部側（矢印Ｙ１方向の端部側）を覆うカバー部材２３とを含んでいる。
【００２２】
また、保持部材２０の保持部材本体部２１は、平面的に見て中央部近傍に設けられた開口部２１ａ、４つの逃げ部２１ｂ、段差部２１ｃおよび２１ｄと、矢印Ｘ１方向の端部側に設けられた係合部２１ｅとを含んでいる。前記保持部材本体部２１はＡＢＳなどの合成樹脂により作製されており、当該保持部材本体部２１の下面部２１ｆはＸ２方向から見て円弧形状に形成されている。これにより、保持部材２０が被験者の腕１１０に装着された際に、被験者の腕１１０との密着性を向上させることが可能となる。
【００２３】
また、保持部材本体部２１の開口部２１ａは平面的に見て正方形状に形成されている。また、開口部２１ａは、図３に示されように、保持部材２０が装着部材３０により被験者の腕１１０に装着されることによって、被験者の腕１１０の測定対象領域１１０ａを規定する機能を有している。このとき、被験者の腕１１０の測定対象領域１１０ａは、開口部２１ａを介して矢印Ｚ２方向に突出する。
【００２４】
保持部材本体部２１の４つの逃げ部２１ｂは、装置本体１０が保持部材２０に対して閉状態のとき（図１参照）に、それぞれ、装置本体１０の４つの係合部１４ｂ（図２および図３参照）を収容するために設けられている。保持部材本体部２１の段差部２１ｃは、装置本体１０が保持部材２０に対して閉状態のとき（図１参照）に、装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４（図２および図３参照）を収容するために設けられている。また、保持部材本体部２１の段差部２１ｄには、図２に示されるように、一対の係合突起２１ｇが形成されている。また、段差部２１ｄおよび係合突起２１ｇは、後述する微細孔形成装置１２０を使用する際の位置決めを行う機能を有している。
【００２５】
保持部材本体部２１の係合部２１ｅ（図２および図３参照）は、装置本体１０が保持部材２０に対して閉状態のとき（図１参照）に、装置本体１０の係合孔１５（図２および図３参照）と係合することにより、装置本体１０が保持部材本体部２１に対してＡ方向（開く方向）に回動するのを規制する機能を有している。このとき、装置本体１０に抽出カートリッジ５０（図２参照）が取り付けられている場合には、図４に示されるように、抽出カートリッジ５０は、保持部材本体部２１の開口部２１ａから露出された被験者の腕１１０の表面に接触する。
【００２６】
また、保持部材本体部２１の下面部２１ｆには、電源１６と電気的に接続された導電性材料からなるシート（図示せず）が貼り付けられている。これにより、保持部材本体部２１は、電極として機能するように構成されている。
【００２７】
また、係合部材２２は、ポリアセタールなどの合成樹脂により作製されているとともに、押圧部２２ａを含んでいる。前記係合部材２２は、保持部材２０に対する装着部材３０の移動方向を一方向（矢印Ｚ２方向）に規制するラチェット機構を構成している。また、係合部材２２は、ラチェット機構の規制を解除する解除機能を有しており、押圧部２２ａを押圧した際に、装着部材３０に対して、ラチェット機構の規制が解除されるように構成されている。一方、押圧部２２ａの押圧を解除した際には、装着部材３０に対して、ラチェット機構による規制が行われるように構成されている。
【００２８】
また、保持部材２０のカバー部材２３は、装着部材３０が通過する一対の通過孔２３ａと、係合部材２２の押圧部２２ａが配置される穴部２３ｂとを含んでいる。また、カバー部材２３はＡＢＳなどの合成樹脂により作製されており、ねじ８１により保持部材本体部２１に取り付けられている。
【００２９】
また、装着部材３０は、図１および図２に示されるように、連結部３１と、連結部３１の下端部（矢印Ｚ１方向側の端部）から矢印Ｙ２方向に延びる２つの挟み部３２とを含んでいる。前記装着部材３０は、ＡＢＳなどの合成樹脂（剛性体）により作製されている。また、装着部材３０の内面には、保持部材本体部２１の下面部２１ｆに貼り付けられたシートと同様に、電源１６と電気的に接続された導電性材料からなるシート（図示せず）が貼り付けられている。これにより、装着部材３０は、電極として機能するように構成されている。
【００３０】
また、装着部材３０の連結部３１は、複数の係合爪３１ａを有する一対の係合領域３１ｂと、抜け止め用係合溝３１ｃと、矢印Ｙ２方向に突出する突起部３１ｄとを含んでいる。連結部３１は、挟み部３２と保持部材２０との間の距離を変更することが可能なように構成されている。また、複数の係合爪３１ａは、装着部材３０が保持部材２０に対して矢印Ｚ２方向（上方向）に移動するのを許容するとともに、装着部材３０が保持部材２０に対して矢印Ｚ１方向（下方向）に移動するのを規制するように構成されている。また、抜け止め用係合溝３１ｃは、連結部３１を矢印Ｚ１方向にスライド移動させた場合に、装着部材３０が保持部材２０から抜け落ちるのを防止するために設けられている。また、矢印Ｙ２方向に突出する突起部３１ｄには、矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向に延びる貫通孔３１１ｄが設けられている。
【００３１】
前記装着部材３０の挟み部３２は、矢印Ｘ２方向から見て湾曲板状に構成されているとともに、弾性変形可能に構成されている。また、挟み部３２は、連結部３１により挟み部３２と保持部材２０との間の距離が変更されることによって、保持部材２０との間に被験者の腕１１０（図３参照）を上下方向から挟むことが可能なように構成されている。また、挟み部３２には、矢印Ｙ１方向側の端部に２つの突起部３２ａが設けられている。また、２つの突起部３２ａには、それぞれ、矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向に延びる貫通孔（図示せず）が形成されている。これらの貫通孔は、連結部３１の貫通孔３１１ｄと同軸になるように形成されており、連結部３１の貫通孔３１１ｄおよび突起部３２ａの貫通孔には、ステンレス製の軸部材３３が挿入されている。これにより、挟み部３２を、連結部３１に対して、軸部材３３を中心に回動させることが可能となるとともに、挟み部３２を連結部３１側に折りたたむことが可能となる。
【００３２】
［抽出カートリッジ］
次に抽出カートリッジ５０について説明する。
図５は、図１に示される血糖値推定装置１００の抽出カートリッジ５０を上側から見た場合の平面図であり、図６は、図５に示される抽出カートリッジ５０を下側から見た場合の平面図である。また、図７は、図５のＡ−Ａ線断面説明図であり、図８は、図５のＢ―Ｂ線断面説明図である。
【００３３】
本実施の形態における抽出カートリッジ５０は、図４〜５に示されるように、アクリルなどの合成樹脂からなるカートリッジ本体５１と、被験者の腕１１０から抽出されるグルコースを保持するための抽出媒体として機能する純水を収容する抽出媒体収容部である容器５２と、被験者の腕１１０から抽出されるグルコースを保持するための所定量の純水を保持することができる抽出媒体保持部５３と、グルコースに所定の反応を生じさせる反応部５４と、噴出部１４ｄから噴出されるエアが流入されるエア流入口５５と、前記容器５２から供給された純水を一時的に収容する液溜め部６とを含んでいる。前記容器５２は、前記液溜め部６に隣接して配置された、容器設置部としての第４凹部５１ｄ内に配設されている。なお、図５〜６において、５９は装置本体１０から後述する電極６３、６４への配線を通すための長孔である。
【００３４】
また、図４および図６に示されるように、カートリッジ本体５１の下面のほぼ中央部には、長方形状の開口部５１１ａを有する第１凹部５１ａが形成されている。抽出媒体保持部５３は、この第１凹部５１ａにより構成されている。また、長方形状の開口部５１１ａは、矢印Ｙ１および矢印Ｙ２方向に延びるように形成されている。第１凹部５１ａ内の第１底面５１２ａには、外側方向（矢印Ｚ１方向）に向かって延びる円柱形状の複数の侵入防止部５１３ａが形成されている。また、侵入防止部５１３ａは、その高さが第１凹部５１ａの深さとほぼ同じになるように形成されている。このため、侵入防止部５１３ａの先端面は、カートリッジ本体５１の下面とほぼ同一平面上に位置している。また、複数の侵入防止部５１３ａは、開口部５１１ａの全域にわたって、矢印Ｙ１および矢印Ｙ２方向に所定の間隔を隔てて１列に配置されている。これにより、被験者の腕１１０の表面が抽出媒体保持部５３内に侵入するのを防止することができる。また、抽出媒体保持部５３は、所定量（たとえば、約５μｌ〜約６μｌ）の液体を保持可能な容積を有している。
【００３５】
また、図５に示されるように、カートリッジ本体５１の上面には、平面的に見て、抽出媒体保持部５３（第１凹部５１ａ）の矢印Ｙ１方向側の端部付近と重なるように第２凹部５１ｂが形成されている。液溜め部６は、この第２凹部５１ｂにより構成されている。また、図４に示されるように、第２凹部５１ｂの第２底面５１１ｂは、第１凹部５１ａの第１底面５１２ａよりも上側（矢印Ｚ２方向側）に配置されている。すなわち、液溜め部６および抽出媒体保持部５３は、高さ方向（矢印Ｚ１および矢印Ｚ２方向）において重ならないように配置されている。また、第２底面５１１ｂの、平面的に見て液溜め部６および抽出媒体保持部５３が重なる部分には、第１凹部５１ａの第１底面５１２ａまで貫通する第１流路５６が形成されている。これにより、液溜め部６および抽出媒体保持部５３は、第１流路５６を介して空間的に接続される。また、液溜め部６は、抽出媒体保持部５３が保持可能な所定量とほぼ同量（たとえば、約５μｌ〜約６μｌ）の液体を収容することが可能な容積を有している。
【００３６】
また、図４および図５に示されるように、カートリッジ本体５１の上面には、第２凹部５１ｂから矢印Ｚ１方向に所定距離だけ延び、ついで矢印Ｘ２方向に所定距離だけ延び、さらに矢印Ｙ１方向に所定距離だけ延び、最後に矢印Ｚ２方向に所定距離だけ延びる第２流路５７が形成されている。この第２流路５７のカートリッジ本体５１上面における開口がポンプ接続口５５となっている。
【００３７】
このポンプ接続口５５は、平面的に見て円形形状を有している。ポンプ接続口５５の直径は、半球形状を有する噴出部１４ｄの直径よりも小さくなるように設定されている。これにより、抽出カートリッジ５０が抽出カートリッジ取付部１４に取り付けられた状態において、当該ポンプ接続口５５を、噴出部１４ｄの外側表面によりふさぐことが可能である。この際、噴出部１４は、図示しないバネ部材によって抽出カートリッジ取付部１４の外側方向に付勢されているので、噴出部１４ｄの外側表面およびポンプ接続口５５の縁部は所定の付勢力がかかった状態で互いに当接している。これにより、噴出部１４ｄから噴出されるエアが、ポンプ接続口５５から漏れてしまうのを抑制することができる。
【００３８】
また、図５に示されるように、カートリッジ本体５１の上面には、平面的に見て、抽出媒体保持部５３（第１凹部５１ａ）の矢印Ｙ２方向側の端部と重なるように第３凹部５１ｃが長方形状に形成されている。図４に示されるように、第３凹部５１ｃの第３底面５１１ｃは、第１凹部５１ａの第１底面５１２ａよりも上側（矢印Ｚ２方向側）に配置されている。すなわち、第３凹部５１ｄおよび抽出媒体保持部５３は、高さ方向（矢印Ｚ１および矢印Ｚ２方向）において重ならないように配置されている。また、第３底面５１１ｃの、平面的に見て第３凹部５１ｃおよび抽出媒体保持部５３が重なる部分には、第１凹部５１ａの第１底面５１２ａまで貫通する第３流路５８が形成されている。また、図５に示されるように、カートリッジ本体５１の矢印Ｘ１および矢印Ｘ２方向側のほぼ中央部には、第３凹部５１ｃからカートリッジ本体５１の矢印Ｙ２方向側の端部まで延びる溝部６１が形成されている。また、溝部６１は、その深さが第３凹部５１ｃの深さとほぼ同じ深さになるように形成されている。
【００３９】
また、本実施の形態では、図５に示されるように、第３凹部５１ｃの第３底面５１１ｃには、平面的に見て、第３底面５１１ｃのほぼ中央部を長方形状に取り囲むように、所定の高さを有する２つの遮光テープ７１および７２が配置されている。具体的には、一方の遮光テープ７１は、長方形状を有するとともに、他方の遮光テープ７２は、Ｌ字形状を有している。また、一方の遮光テープ７１は、他方の遮光テープ７２に対して矢印Ｘ１方向側で、かつ、第３凹部５１ｃの内側面から所定距離だけ離間した位置に配置されている。また、他方のＬ字形状を有する遮光テープ７２は、一方の遮光テープ７１に対して矢印Ｘ２方向側で、かつ、第３凹部５１ｃの内側面から所定距離だけ離間した位置に配置されている。また、Ｌ字形状を有する遮光テープ７２の矢印Ｘ１方向に延びる部分７２ａは、その先端部が一方の遮光テープ７１から所定距離だけ離間した位置に配置されるように形成されている。また、遮光テープ７１および７２は、検出部４０によるグルコースの検出の際に、光を遮光する機能を有している。
【００４０】
また、遮光テープ７１および７２の上面には、後述するセンサ部材８０が配置されている。センサ部材８０は、平面的に見て、第３凹部５１ｃとほぼ同じ大きさの長方形状を有しており、第３凹部５１ｃの開口部を塞ぐように当該第３凹部５１ｃに嵌め込まれている。また、遮光テープ７１および７２がスペーサとして機能することによって、センサ部材８０が第３凹部５１ｃの第３底面５１１ｃから所定距離（ほぼ遮光テープの高さ分の距離）だけ離間する位置に配置されている。ここで、反応部５４は、平面的に見て第３凹部５１ｃのほぼ中央部において、遮光テープ７１および７２と、第３凹部５１ｃの第３底面５１１ｃと、センサ部材８０の下面８０ａとにより取り囲まれることにより構成されている。また、第３凹部５１ｃ内において、第３凹部５１ｃの内側面と、遮光テープ７１および７２と、第３凹部５１ｃの底面５１１ｃと、センサ部材８０の下面８０ａとにより取り囲まれた反応部５４以外の部分は、反応部５４のエア抜き、および、余剰分の液体を溝部６１に逃がすための流路として機能する。また、反応部５４は、抽出媒体保持部５３が保持可能な所定量よりも少ない量（たとえば、約２．５μｌ〜約３μｌ）の液体を保持可能に構成されている。また、反応部５４には、反応部５４全域にわたって、遮光テープ７１および７２とほぼ同じ高さを有するメッシュシート６２が配置されている。これにより、反応部５４に移送された液体がメッシュシート６２に吸収されるので、反応部５４内に一定量以上の液体を確実に保持することが可能であるとともに、反応部５４内に移送された液体をセンサ部材８０の下面８０ａに容易に接触させることが可能となる。
【００４１】
また、図６に示されるように、カートリッジ本体５１の下面には、開口部５１１ａの矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向にそれぞれ第１電極６３および第２電極６４が取り付けられている。また、抽出カートリッジ５０が装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４に取り付けられている状態において、第１電極６３および第２電極６４は、抽出カートリッジ取付部１４の端子部１４ｃおよび端子部１４ｃと当接される抽出カートリッジ５０の端子部５１ｅを介して、装置本体１０の電源１６に電気的に接続されている。また、第１電極６３は、開口部５１１ａの矢印Ｙ１方向側の端部から矢印Ｙ２方向側の端部近傍まで延びるように配置されている。また、第２電極６４は、第１電極６３に接触されないように、開口部５１１ａの矢印Ｙ２方向側の端部から矢印Ｙ１方向に微小距離だけ延びるように配置されている。すなわち、第１電極６３と第２電極６４とは、開口部５１１ａの矢印Ｙ２方向側の端部近傍において離間するように配置されている。なお、第１電極６３および第２電極６４は、実際には図４には現れない位置に配置されているが、ここでは、説明のために便宜上、図４に第１電極６３および第２電極６４を記載している。
【００４２】
また、カートリッジ本体５１の下面には、抽出媒体保持部５３の開口部５１１ａ以外の領域に両面テープ６５が貼り付けられている。これにより、カートリッジ本体５１を被験者の腕１１０に密着させることが可能となる。また、図４および図５に示されるように、カートリッジ本体５１の上面側に開放された第２凹部５１ｂを塞ぐように、カートリッジ本体５１の上面にテープ６６が貼り付けられている。
【００４３】
また、センサ部材８０の下面８０ａの反応部５４内に露出される部分には、グルコースが反応することに起因して発色する発色色素と、所定の酵素とを含む混合ゲルが塗布され、その混合ゲルを乾燥させる処理が施されている。具体的には、センサ部材８０の下面８０ａには、グルコースに対する触媒としての酸化酵素であるグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）と、グルコースがＧＯＤを触媒として反応することによって生成される過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）に対する触媒としての酸化還元酵素であるペルオキシダーゼ（ＰＯＤ）と、Ｈ2Ｏ2がＰＯＤを触媒として反応することによって生成されるＯ*（活性酸素）と反応して発色する発色色素とをゲルに混合した混合ゲルが塗布され、その混合ゲルを乾燥させる処理が施されている。
【００４４】
［抽出媒体収容部］
図９は、前記容器設置部を構成する第４凹部５１ｄ内に配設される容器５２の平面説明図である。この容器５２は、厚さ０．１ｍｍ程度のアルミニウム薄膜から形成された容器本体５２ａと、この容器本体５２ａ内に収容された純水（抽出媒体）が排出される排出口５２ｂを備えた筒状の口部５２ｃとで構成されている。
【００４５】
容器本体５２ａは、短辺が３〜４ｍｍ程度、長辺が４〜５ｍｍ程度の矩形状のアルミニウム薄膜を２枚重ね合わせ、その周縁領域５２ｄに合成樹脂製の薄膜を介在させてヒートシールにより互いに固着したものである。
口部５２ｃはＡＢＳなどの合成樹脂や真鍮などの金属で作製されており、外径が１〜１．５ｍｍ程度、内径が０．５〜１．０ｍｍ程度の筒体からなっている。前記口部５２ｃを、容器本体５２ａを構成する２枚のアルミニウム薄膜の間に配設した状態で前記周縁領域５２ｄがヒートシールされ、これにより当該口部５２ｃが容器本体５２ａに固定される。
【００４６】
前記口部５２ｃの容器内部側端部の近傍には、容器内部と口部５２ｃの通路５２ｅとの間を遮断するシール手段としてのイージーピール７が設けられている。このイージーピール７は、容器本体５２ａの周縁領域５２ｄと同様にヒートシールによって形成されており、その固着の程度（強さ）を、純水が封入された容器本体５２ａのふくらみ部分が所定の方法で押圧することで破れるように設定されている。具体的には、ヒートシールに用いるホットメルト接着剤の種類や帯状のヒートシール領域の幅を適宜選定することで所望の固着強度を有するイージーピール７を得ることができる。
容器５２は、図８に示されるように、容器本体５２が第４凹部５１ｄに位置し、且つ、口部５２ｃが第２凹部５１ｂと第４凹部５１ｄとを連通する連通路６０内に位置するように配設される。
【００４７】
なお、シール手段としては、イージーピール７に代えて厚さ０．０３ｍｍ程度のナイロンフィルムなどの合成樹脂フィルムを採用することもでき、このフィルムは筒状の口部５２ｃの両端面のいずれか一方の端面に固着される。
【００４８】
［装置の使用手順］
図１０は、被験者が血糖値推定装置を使用する際の手順を説明するためのフローチャートであり、図１１は、図１に示される血糖値推定装置の使用手順を説明するための図である。
【００４９】
まず、ステップＳ１において、図１１に示されるように、保持部材２０と装着部材３０の挟み部３２との間に被験者の腕１１０が挟み込まれるように、血糖値推定装置１００を被験者の腕１１０に装着する。これにより、保持部材２０の開口部２１ａによって測定対象領域１１０ａが規定される。そして、ステップＳ２において、微細孔形成装置１２０を用いて、被験者の腕１１０の開口部２１ａによって規定された測定対象領域１１０ａに微細孔（抽出孔）１１１（図１２参照）を形成する。具体的には、微細孔形成装置１２０のガイド部１２２を保持部材本体部２１の段差部２１ｄに嵌め込んだ後、被験者が、ボタン部１２１を押圧することにより、微細孔形成装置１２０の内部から微細針（図示せず）が突出する。これにより、被験者の腕１１０の開口部２１ａに規定された測定対象領域１１０ａに微細孔（抽出孔）１１１（図１２参照）が形成される。その際、図１２に示されるように、被験者の腕１１０に、表皮を貫通し、真皮までは到達するが、皮下組織までは到達しない微細孔（抽出孔）１１１が形成されるので、これらの複数の微細孔（抽出孔）１１１を介して被験者の腕１１０から体液を抽出することが可能となる。これにより、血糖値推定装置１００を用いて被験者の腕１１０からグルコースを抽出する際に、被験者が感じる痛みを軽減することが可能である。この後、微細孔形成装置１２０を保持部材本体部２１から取り外す。
【００５０】
次に、ステップＳ３において、抽出カートリッジ５０を装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４に取り付ける。具体的には、図１３に示されるように、未使用の抽出カートリッジ５０には、カートリッジ本体５１の上面および下面のほぼ全域を覆うようにフィルム９０が貼り付けられており、カートリッジ本体５１の上面および下面に露出されたすべての開口がフィルム９０により塞がれている。これにより、カートリッジ本体５１に設けられた各部に不純物が付着するのを防止している。この状態で、被験者は、カートリッジ本体５１の下面側の矢印Ｙ１方向側に配置されたフィルム９０の端部を矢印Ｙ２方向に引っ張ることにより、カートリッジ本体５１からフィルム９０を剥がす。また、カートリッジ本体５１内部の各部は、エア（気体）で満たされている。そして、被験者は、抽出カートリッジ５０を装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４に取り付ける。
【００５１】
抽出カートリッジ５０を装置本体１０の抽出カートリッジ取付部１４に取り付けると、容器５２の位置に対応するように前記抽出カートリッジ取付部１４に形成された凸部５によって当該容器５２のふくらみ部分が押圧される。その結果、容器５２のイージーピール７が破れ、当該容器５２内部の純水が液溜め部６へ排出される。
その後、装置本体１０をＢ方向に回動させて装置本体１０を閉状態にし、操作ボタン１２を操作することにより測定を開始する。
【００５２】
［測定処理］
図１４は、図１に示される血糖値推定装置の制御部による測定処理を説明するためのフローチャートである。図１５〜２０は、図１に示される血糖値推定装置の制御部による測定処理を説明するための図である。次に、図１４〜２０を参照しつつ、本実施の形態に係る血糖値推定装置１００の制御部１７による測定処理について説明する。
【００５３】
図１５および図１６に示されるように、測定が開始された直後は、容器５２から供給された所定量（たとえば、約５μｌ〜約６μｌ）の純水（液体）が液溜め部６に収容されている。そして、ステップＳ１１において、ポンプ１８から送風されたエアが噴出部１４ｄからエア流入部５５に噴出される。これにより、第２流路５７に存在するエアが液溜め部６側に移送されるので、当該液溜め部６に収容された純水が、第２流路５７から流入されるエアに押し出されるように、第１流路５６を介して抽出媒体保持部５３に移送される。そして、ステップＳ１２において、制御部１７により、液溜め部６から抽出媒体保持部５３への純水の移送完了を確認する動作が行われる。具体的には、電源１６により、第１電極６３および第２電極６４に高周波の電圧を印加するとともに、制御部１７により、第１電極６３および第２電極６４の間のインピーダンスの変化を検知する。すなわち、抽出媒体保持部５３の矢印Ｙ１方向側に配置された第１流路５６から抽出媒体保持部５３に流入される純水が、抽出媒体保持部５３の矢印Ｙ２方向側の端部近傍にある、第１電極６３と第２電極６４との離間部分まで到達されると、第１電極６３および第２電極６４の間のインピーダンスが低下するので、その低下を制御部１７により検知する。これにより、抽出媒体保持部５３のほぼ全域に純水が移送されたことを確認することが可能となる。
【００５４】
そして、ステップＳ１３において、第１電極６３および第２電極６４の間のインピーダンスの変化の検知結果に基づいて、液溜め部６から抽出媒体保持部５３への純水の移送が完了されたか否かが判断される。なお、この判断において、第１電極６３および第２電極６４の間のインピーダンスが所定の閾値を下回った場合に液溜め部６から抽出媒体保持部５３への純水の移送が完了されたと判断するように制御部１７を構成してもよいし、所定時間内のインピーダンスの低下量が閾値を超えた場合に液溜め部６から抽出媒体保持部５３への純水の移送が完了されたと判断するように制御部１７を構成してもよい。そして、所定時間が経過しても移送が完了しない場合には、ステップＳ１９において、エラーとして取り扱われて、そのまま測定処理の動作が終了される。
【００５５】
一方、制御部１７により純水の移送が完了したと判断すると、ポンプ１８によるエアの送風が停止され、純水の移送が停止される。その際、図１７および図１８に示されるように、所定量（たとえば、約５μｌ〜約６μｌ）の純水が抽出媒体保持部５３だけに存在する状態となる（すなわち、図１７および図１８において、純水が存在している領域が抽出媒体保持部５３である）。そして、ステップＳ１４において、被験者の腕１１０の表面により開口部５１１ａが塞がれた抽出媒体保持部５３に純水を保持したまま、所定の時間、被験者の腕１１０（微細孔１１１）からグルコースが抽出される。具体的には、制御部１７の制御に基づいて、電源１６により第１電極６３および第２電極６４が負極、装着部材３０の内面に貼り付けられた導電性材料からなるシートが正極となるように定電流を供給する。これにより、被験者の体内のグルコースが負の電圧が印加された第１電極６３および第２電極６４に向かって移動され易くなるので、抽出媒体保持部５３内の純水に被験者の腕１１０（微細孔１１１）からスムーズにグルコースを抽出することが可能となる。そして、所定の時間経過後、電源１６による第１電極６３および第２電極６４と、装着部材３０の導電性材料からなるシートとに対する定電流の供給が停止され、グルコースの抽出が完了される。なお、電源１６は、直流電流を供給してもよいし、交流電流を供給してもよいし、直流と交流とを混合した電流を供給してもよい。また、電源１６は、定電圧を印加する定電圧電源であってもよい。
【００５６】
その後、ステップＳ１５において、ポンプ１８によるエアの送風が再開される。これにより、第２流路５７、液溜め部６および第１流路５６に存在するエアがそれぞれ抽出媒体保持部５３側に移送されるので、抽出したグルコースを保持する抽出媒体保持部５３内の純水（以下、この液体をグルコース保持液とよぶ）の一部（たとえば、約２．５μｌ〜約３μｌ）が、第１流路５６から流入されるエアに押し出されるように、第３流路５８を介して反応部５４に移送される（図１９、図２０を参照）。そして、反応部５４に移送されたグルコース保持液は、反応部５４に設置されたメッシュシート６２に吸収されることによって、反応部５４内に保持されるとともに、センサ部材８０の下面８０ａに塗布された混合ゲルに接触される。また、グルコース保持液が移送される前に反応部５４に存在したエアは、グルコース保持液の移送に伴って、溝部６１を介して抽出カートリッジ５０の外部に放出される。また、反応部５４に移送されたグルコース保持液以外の余剰分のグルコース保持液は、第３凹部５１ｃ内の反応部５４以外のスペース（流路）に逃がされる。
【００５７】
そして、ステップＳ１６において、グルコースの検出が開始される。具体的には、制御部１７は、検出部４０（図４参照）を構成する光源部４１および受光部４２を用いて、光源部４１の光がセンサ部材８０の発色色素により吸収された吸光度を所定時間、継続的に監視している。その後、ステップＳ１７において、吸光度が実質的に飽和状態になった際の吸光度に基づいて、制御部１７により血糖値が算出される。そして、ステップＳ１８において、算出した血糖値が表示部１１に表示され、制御部１７による測定処理動作が終了する。
【００５８】
なお、前述した実施の形態における容器５２は、容器本体とは別に筒状の口部を備えているが、図２１に示されるように金属薄膜だけで容器１５２を構成することもできる。この場合、容器１５２の周縁の一部を排出口１５２ａとし、この排出口１５２ａの近傍にシール手段としてのイージーピール１０７を設ける。図２１に示される態様では、前述した実施の形態のような容器設置部（第４凹部５１ｄ）および装置本体１０の凸部５を省略することができる。すなわち、カートリッジ本体５１の平坦な面における所定箇所に容器１５２を配置し、この状態で装置本体１０に抽出カートリッジ５０を装着して、当該装置本体１０とカートリッジ本体５１とで容器１５２を挟むことにより容器内部に圧力を加えることができる。そして、この圧力によってイージーピール１０７を破って容器内部の抽出媒体を液溜め部６内に排出することができる。この場合、装置本体１０から液溜め部６への抽出媒体の移動を容易にするために、排出口１５２ａを長くして、その先端部分を液溜め部６内に配置するとともに、排出口１５２ａが配設される部分のカートリッジ本体５１表面に断面半円形の凹所を形成することができる。
【００５９】
また、前述した実施の形態では、抽出媒体保持部、反応部および検出部が別々の場所に設定されているが、これらは同じ場所に設定することもできる。すなわち、抽出媒体によって被験者から抽出物を抽出させながら、同じ場所で抽出された抽出物の測定を行うことができる。
【００６０】
また、前述した実施の形態では、容器５２、１５２を構成する素材としてアルミニウムなどの金属薄膜を用いているが、金属薄膜に代えて、例えば比較的防湿度の高いポリテトラフルオロエチレン系の合成樹脂を用いることも可能である。
【００６１】
さらに、前述した実施の形態に係る生体成分分析装置では、被験者から抽出物を抽出する抽出媒体保持部と、抽出された抽出物によって生じる所定の反応に基づいて当該抽出物を検出する検出部とが同一の装置内に配設されているが、本発明の抽出カートリッジおよび抽出媒体収容具は、抽出媒体保持部と検出部とが別々の装置に設けられている場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の生体成分分析装置の一実施の形態としての血糖値推定装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示される血糖値推定装置の装置本体を開いた状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示される血糖値推定装置の分析ユニットを被験者の腕に装着した状態を示す斜視図である。
【図４】図１に示される血糖値推定装置の装置本体の構成を説明する概略説明図である。
【図５】図１に示される血糖値推定装置の抽出カートリッジを上側から見た場合の平面図である。
【図６】図５に示される抽出カートリッジを下側から見た場合の平面図である。
【図７】図５のＡ−Ａ線断面説明図である。
【図８】図５のＢ―Ｂ線断面説明図である。
【図９】図１に示される血糖値推定装置の抽出媒体収容部の平面説明図である。
【図１０】被験者が血糖値推定装置を使用する際の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１に示される血糖値推定装置の使用手順を説明するための図である。
【図１２】図１１に示される微細孔形成装置によって微細孔が形成された皮膚の状態を示す断面図である。
【図１３】図１に示される血糖値推定装置に用いられる未使用の抽出カートリッジを示す概略図である。
【図１４】図１に示される血糖値推定装置の制御部による測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１に示される血糖値推定装置において、液体収容部に液体が収容された状態の抽出カートリッジを示す平面説明図である。
【図１６】図１に示される血糖値推定装置において、液体収容部に液体が収容された状態の抽出カートリッジを示す断面説明図である。
【図１７】図１に示される血糖値推定装置において、抽出媒体保持部に液体が保持された状態の抽出カートリッジを示す平面説明図である。
【図１８】図１に示される血糖値推定装置において、抽出媒体保持部に液体が保持された状態の抽出カートリッジを示す断面説明図である。
【図１９】図１に示される血糖値推定装置において、反応部に液体が保持された状態の抽出カートリッジを示す平面説明図である。
【図２０】図１に示される血糖値推定装置において、反応部に液体が保持された状態の抽出カートリッジを示す断面説明図である。
【図２１】血糖値推定装置の抽出媒体収容部の他の態様の平面説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 分析ユニット
５ 凸部
６ 液溜め部
７ イージーピール
１０ 装置本体
１１ 表示部
１２ 操作ボタン
１３ 解除ボタン
１４ 抽出カートリッジ取付部
１５ 係合孔
１６ 電源
１７ 制御部
１８ ポンプ
２０ 保持部材
２１ 保持部材本体部
２２ 係合部材
２３ カバー部材
３０ 装着部材
３１ 連結部
３２ 挟み部
３３ 軸部材
４０ 検出部
４１ 光源部
４２ 受光部
５１ カートリッジ本体
５２ 容器（抽出媒体収容部）
５３ 抽出媒体保持部
５４ 反応部
５６ 第１流路
５７ 第２流路
５８ 第３流路
５９ 連通路
６０ 長孔
８０ センサ部材
９０ フィルム
１０７ イージーピール
１１０ 腕
１５２ 容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の皮膚に接触可能であり、当該被験者の皮膚から抽出される抽出物を保持するための抽出媒体を保持することができる抽出媒体保持部と、
前記抽出物によって所定の反応を生じる反応部と、
この反応部で生じる所定の反応に基づき前記抽出物を検出する検出部と、
前記抽出媒体を収容可能な抽出媒体収容部と、
この抽出媒体収容部に収容された抽出媒体を前記抽出媒体保持部に移送するとともに、当該抽出媒体保持部に移送され、被験者から抽出された抽出物を保持した抽出媒体の少なくとも一部を、前記抽出媒体保持部から前記反応部に移送する抽出媒体移送部と、
前記検出部による検出結果を分析する分析部と
を備え、前記抽出媒体収容部が、金属薄膜製の容器からなることを特徴とする生体成分分析装置。
【請求項２】
前記容器から抽出媒体が排出される排出口近傍に、当該容器を構成する金属薄膜の押圧により密封性が解除されるシール手段が設けられている請求項１に記載の生体成分分析装置。
【請求項３】
前記シール手段が合成樹脂製薄膜のヒートシールによって形成されている請求項２に記載の生体成分分析装置。
【請求項４】
前記金属薄膜がアルミニウムからなる請求項１または２に記載の生体成分分析装置。
【請求項５】
前記生体成分分析装置は、前記抽出媒体収容部および抽出媒体保持部を含む抽出カートリッジが当該生体成分分析装置に装着されたときに、当該抽出媒体収容部に対応する位置に凸部を備えており、この凸部によって抽出媒体収容部を構成する金属薄膜製の容器が押圧されることで前記シール手段による密封が解除されて抽出媒体が所定の位置に供給される請求項２〜４のいずれかに記載の生体成分分析装置。
【請求項６】
請求項１に記載の生体成分分析装置に用いることができ、前記抽出媒体収容部および抽出媒体保持部を備えることを特徴とする抽出カートリッジ。
【請求項７】
前記容器から抽出媒体が排出される排出口近傍に、当該容器を構成する金属薄膜の押圧により密封性が解除されるシール手段が設けられている請求項６に記載の抽出カートリッジ。
【請求項８】
前記シール手段が合成樹脂製薄膜のヒートシールによって形成されている請求項７に記載の抽出カートリッジ。
【請求項９】
前記金属薄膜がアルミニウムからなる請求項６または７に記載の抽出カートリッジ。
【請求項１０】
被験者の皮膚から抽出される抽出物を保持するための抽出媒体を収容する容器を備えており、この容器が金属薄膜で作製されていることを特徴とする抽出媒体収容具。
【請求項１１】
前記容器から抽出媒体が排出される排出口近傍に、当該容器を構成する金属薄膜の押圧により密封性が解除されるシール手段が設けられている請求項１０に記載の抽出媒体収容具。
【請求項１２】
前記シール手段が合成樹脂製薄膜のヒートシールによって形成されている請求項１１に記載の抽出媒体収容具。
【請求項１３】
前記金属薄膜がアルミニウムからなる請求項１０または１１に記載の抽出媒体収容具。
【請求項１】
被験者の皮膚に接触可能であり、当該被験者の皮膚から抽出される抽出物を保持するための抽出媒体を保持することができる抽出媒体保持部と、
前記抽出物によって所定の反応を生じる反応部と、
この反応部で生じる所定の反応に基づき前記抽出物を検出する検出部と、
前記抽出媒体を収容可能な抽出媒体収容部と、
この抽出媒体収容部に収容された抽出媒体を前記抽出媒体保持部に移送するとともに、当該抽出媒体保持部に移送され、被験者から抽出された抽出物を保持した抽出媒体の少なくとも一部を、前記抽出媒体保持部から前記反応部に移送する抽出媒体移送部と、
前記検出部による検出結果を分析する分析部と
を備え、前記抽出媒体収容部が、金属薄膜製の容器からなることを特徴とする生体成分分析装置。
【請求項２】
前記容器から抽出媒体が排出される排出口近傍に、当該容器を構成する金属薄膜の押圧により密封性が解除されるシール手段が設けられている請求項１に記載の生体成分分析装置。
【請求項３】
前記シール手段が合成樹脂製薄膜のヒートシールによって形成されている請求項２に記載の生体成分分析装置。
【請求項４】
前記金属薄膜がアルミニウムからなる請求項１または２に記載の生体成分分析装置。
【請求項５】
前記生体成分分析装置は、前記抽出媒体収容部および抽出媒体保持部を含む抽出カートリッジが当該生体成分分析装置に装着されたときに、当該抽出媒体収容部に対応する位置に凸部を備えており、この凸部によって抽出媒体収容部を構成する金属薄膜製の容器が押圧されることで前記シール手段による密封が解除されて抽出媒体が所定の位置に供給される請求項２〜４のいずれかに記載の生体成分分析装置。
【請求項６】
請求項１に記載の生体成分分析装置に用いることができ、前記抽出媒体収容部および抽出媒体保持部を備えることを特徴とする抽出カートリッジ。
【請求項７】
前記容器から抽出媒体が排出される排出口近傍に、当該容器を構成する金属薄膜の押圧により密封性が解除されるシール手段が設けられている請求項６に記載の抽出カートリッジ。
【請求項８】
前記シール手段が合成樹脂製薄膜のヒートシールによって形成されている請求項７に記載の抽出カートリッジ。
【請求項９】
前記金属薄膜がアルミニウムからなる請求項６または７に記載の抽出カートリッジ。
【請求項１０】
被験者の皮膚から抽出される抽出物を保持するための抽出媒体を収容する容器を備えており、この容器が金属薄膜で作製されていることを特徴とする抽出媒体収容具。
【請求項１１】
前記容器から抽出媒体が排出される排出口近傍に、当該容器を構成する金属薄膜の押圧により密封性が解除されるシール手段が設けられている請求項１０に記載の抽出媒体収容具。
【請求項１２】
前記シール手段が合成樹脂製薄膜のヒートシールによって形成されている請求項１１に記載の抽出媒体収容具。
【請求項１３】
前記金属薄膜がアルミニウムからなる請求項１０または１１に記載の抽出媒体収容具。
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１０４４１７（Ｐ２０１０−１０４４１７Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６７００（Ｐ２００８−２７６７００）
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（３９００１４９６０）シスメックス株式会社 (810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（３９００１４９６０）シスメックス株式会社 (810)
【Ｆターム（参考）】
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