专利名称：传感器及干涉物质的除去方法
技术领域：
本发明涉及对试料中包含的目标物质进行測定的传感器、及附着于传感器的干渉物质的除去方法。
背景技术：
作为用于对试料中包含的目标物质(特定成分)进行測定的传感器，例如公知有电化学传感器。电化学传感器是能够利用电化学反应检测微量的电流的传感器。在皮下留置型的葡萄糖传感器中，当存在于检体中的葡萄糖分子到达在电极上展开的酶吋，由于酶反应而葡萄糖被氧化。基于对此时产生的过氧化氢(H2O2)进行电化学氧化而得到的响应电流信号，能够推定体液中的葡萄糖的浓度。作为试料，可列举出例如存在于皮下组织的细胞外的组织液等。如此，測定使试料中的葡萄糖与測定传感器的试药酶(例如，葡萄糖氧化酶(G0D)、葡萄糖脱氢酶(⑶H))等)发生了反应时的响应电流的方法称为“酶电极法”。而且， 还已知有采用了预先涂敷与试料中包含的目标物质发生特异反应的发色试药酶(例如，己糖激酶(HX)等)，来测定发色波长的强度的光学检测方法(有时称为“比色法”)的传感器。在本说明书中，将设置于测定传感器的基板且检测试料中包含的目标物质的部位称为“检测部”。该检测部例如保持有上述反应试药。在体液中，除了作为目标物质的葡萄糖之外，还含有微生物(细菌、真菌等)、蛋白质、纤维蛋白、类脂物等。例如，当微生物存在于检测部(例如，葡萄糖传感器的电极)的周围时，在电极上展开的酶会被破坏，或葡萄糖、氧等被消耗，从而測定精度可能会变差。与之关联，提出了在酶中预先混合抗真菌剂、抗生物质等的技术(例如，參照专利文献I)。另外，当向皮下的留置期间变长时，蛋白质、纤维蛋白等逐渐附着于电极，会引起异物胶囊化(FBC)。并且最終形成脉管纤维状组织这样成熟的FBC (例如，參照非专利文献I)。这样的话，葡萄糖难以到达电极等而可能会影响葡萄糖浓度的測定。与之关联，还提出了ー种生物传感器，其包括第一膜，其覆盖电极且具有多孔性，在其表面上形成有容易附着蛋白质及纤维蛋白的电子供体部位；第二膜，其具有与第一膜的电子供体部位结合且由苯基环构成的结合性氢原子供体(例如，參照专利文献2 )。在先技术文献专利文献专利文献I :日本特表2003-513230号公报专利文献2 :日本特表平11-513914号公报非专利文献非专利又献 I :Inflammation and Biomaterials in Greco RS、ed. ImplantationBiology the Host Response and Biomedical Devices、pp68_80、CRC Press (1994)
发明内容
上述的微生物、蛋白质、纤维蛋白、类脂物等的物质是对葡萄糖传感器的目标物质与酶之间的反应进行干渉的(施加影响的)干渉物质。即使为了避免干涉物质附着于酶，采取将抗真菌剂、抗生物质等药剂预先与酶混合或使覆盖酶的膜保持药剂等的对策，随着时间的经过而其效果也会下降，考虑到这点的话，还有改善的余地。本发明鉴于上述实际情况而作出，其目的是提供一种在对试料中含有的目标物质进行測定的传感器中抑制由于试料中含有的干渉物质而对检测部的目标物质的检测造成坏影响的技术。本发明为了解决上述课题而采用以下的手段。即，本发明涉及一种传感器，对试料中含有的目标物质进行測定，其具备基板；设置在所述基板上并检测所述目标物质的检测部；覆盖所述检测部且允许所述目标物质的浸透而限制所述试料中含有的干涉物质的浸透的过滤器；及将附着于所述过滤器的干涉物质除去的除去単元。本发明的传感器也可以是例如具备在设置于基板上的电极保持试药酶而成的检测部的电化学传感器。而且，在本发明中，干渉物质是指与检测部的目标物质的检测发生干渉(造成影响)的物质。例如，在检测部保持有与目标物质发生反应的试药酶时，可以例示与该试药酶和目标物质之间的反应 发生干渉的物质等作为干涉物质。根据本发明，由于干涉物质没有透过过滤器，因此干涉物质不会到达检测部。并且，例如在向皮下的留置期间为长期时，试料中含有的干涉物质会逐渐附着、堆积在过滤器上。当干涉物质向过滤器的附着量(堆积量)变得过剩时，例如过滤器完全闭塞等，会妨碍目标物质向检测部(例如，检测部保持的试药酶等)的顺畅的到达。相对于此，在本发明中，在过滤器暴露于试料的状态下，能够将附着于过滤器上的干涉物质从过滤器除去。例如，这种干涉物质的除去处理每隔一定期间执行，或者在本发明的传感器为电化学传感器时，基于该电化学传感器生成的响应电流信号的监视结果来执行，由此能够抑制干涉物质向过滤器的附着量变得过剩的情況。換言之，在干涉物质的附着量増加成过度之前能够进行干涉物质的除去。因此，根据本发明，能够抑制因试料中含有的干涉物质对检测部中的目标物质的检测造成坏影响的情況。由此，还能够抑制基于传感器的目标物质的測定精度发生恶化的情況。本发明的传感器的所述除去単元也可以通过使所述过滤器振动，而将附着于该过滤器的所述干涉物质除去。这种情况下，例如，所述除去単元还可以构成为具有通过电压的施加而发生振动的压电元件和固定于所述压电元件而将该压电元件的振动能量向所述过滤器传递的振动传递単元。由此，能够将附着于过滤器的干涉物质从该过滤器适当地除去。本发明的传感器的所述除去単元也可以通过将用于分解所述干涉物质的药剂向所述过滤器供给，而将附着于该过滤器的所述干涉物质除去。这种情况下，例如，所述除去単元具有通过电压的施加而发生振动的压电元件、收容所述药剂的收容壳体、在所述收容壳体进行开ロ形成的喷出孔，也可以通过所述压电元件的振动能量的向所述收容壳体的传递而从所述喷出孔喷出所述药剂，并将该药剂向所述过滤器供给。在该结构中，在压电元件发生了振动时通过将其振动能量向收容壳体传递,而将收容于收容壳体的药剂从喷出孔朝向过滤器喷出。由此，能够将附着于过滤器的干涉物质从该过滤器适当地除去。本发明的传感器的所述除去単元具有与所述过滤器相互接触或接近配置的至少ー对除去用电极，通过利用向所述除去用电极间的电压的施加而进行的该除去用电极的电解清洗，来将附着于所述过滤器的所述干涉物质除去。由此，能够将附着于过滤器的干渉物质从该过滤器适当地除去。在此，所述除去用电极还可以配置成使附着于该除去用电极及所述过滤器的所述干涉物质相连而形成。另外，在到上述为止的本发明的传感器中，也可以是，所述检测部检测部留置于皮下而使用。在此，为了解决上述课题，也可以从干涉物质的除去方法的方面来领会本发明。详细而言，本发明涉及一种干涉物质的除去方法，适用于将检测试料中含有的目标物质的检测部设置在基板上的传感器，其中，利用允许所述目标物质的浸透而限制试料中含有的干涉物质的浸透的过滤器来覆盖所述检测部，由此使该干涉物质附着于该过滤器，并利用除去干涉物质的除去单元将附着于该过滤器的干涉物质除去。根据该除去方法，能够将附着于过滤器的干涉物质从该过滤器适当地除去。另外，上述的本发明的干涉物质的除去方法可以适用于到上述为止的传感器的任ー个。而且，用于解决本发明的课题的単元可以在可能的范围内组合。
发明效果根据本发明，在对试料中含有的目标物质进行測定的传感器中，能够抑制由于试料中含有的干渉物质而对检测部的目标物质的检测造成的坏影响。
图I是表示具备实施例I的电化学传感器的成分连续測定装置的概略结构的图。图2是实施例I的电化学传感器的整体立体图。图3是图2中的A-A’向视剖视图。图4是实施例I的第一变形例的电化学传感器的整体立体图。图5是图4的B-B ’向视剖视图。图6是实施例2的电化学传感器的整体立体图。图7是图6的C-C ’向视剖视图。图8是表示实施例2的干涉物质除去部的药剂收容壳体及压电元件的详细结构例的图。图9是实施例3的电化学传感器的整体立体图。
具体实施例方式以下，參照附图，说明本发明的传感器。本实施方式的传感器以利用电化学反应来測定目标物质的电化学传感器为例进行说明。以下的实施例的结构是例示，本实施方式的电化学传感器并不局限于实施例的结构。例如，各实施例中的结构要素的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要未特别特定地记载，就不是将发明的技术范围仅限定于此。而且，在以下的附图中，对于与已述的附图中记载的部件同样的部件标注同一编号。而且，以下说明的本发明的传感器的各实施方式的说明兼作为适用于本发明的传感器的干涉物质的除去方法的各实施方式的说明。<实施例1>说明本实施方式的电化学传感器的第一实施例。图I表不具备实施例I的电化学传感器的成分连续測定装置I的概略结构图。图I所示的成分连续測定装置I能够连续地测定试料中的特定目标物质(特定目的成分)的浓度。作为试料，例如有血液、组织液等。作为特定目标物质，例如有葡萄糖、乳酸、胆汁酸等。成分连续測定装置I能够安装于人体来使用。成分连续測定装置I具备框体2、电路基板3及电化学传感器4。在以下的实施例中，作为特定目标物质，例示地说明了以组织液中含有的葡萄糖为对象的情況。框体2包括罩盖10及主体基板11。在由罩盖10及主体基板11规定的空间中收容有电路基板3。框体2优选具有防水性或耐水性。罩盖10及主体基板11也可以使用金属、聚丙烯树脂等的透水性极低的材料。主体基板11是供电化学传感器4插通的部分，且将电化学传感器4的一部分固定。在主体基板11上固定有粘接膜5。粘接膜5在将成分连续測定装 置I固定于皮肤6时被利用。作为粘接膜5，可以使用例如两面具有粘着性的帯。电路基板3搭载有成分连续測定装置I的规定的动作(例如，电压的施加、特定目标物质浓度的运算、或与外部装置的通信)所需的电子部件。电路基板3具备用于与电化学传感器4电连接的端子12。端子12向电化学传感器4施加电压，用于从电化学传感器4得到响应电流值。电化学传感器4是用于得到与检体中的特定成分、在此为组织液中含有的葡萄糖的浓度对应的响应的传感器。电化学传感器4的一部分从皮肤6突出而与电路基板3的端子12接触，并且电化学传感器4的一部分被植入皮肤6而插入。S卩，电化学传感器4的一部分留置在皮肤6的内部(皮下)而使用。图2是实施例I的电化学传感器4的整体立体图。电化学传感器4具有传感器基板21、检测部检测部22、引线23、端子24及过滤器25。传感器基板21具有绝缘性及挠性，对检测部22进行支承。传感器基板21的包括端部21A的一部分收容在框体2的内部。传感器基板21的包括端部21A的相反侧的端部21B的一部分插入皮肤6。传感器基板21的端部21B也可以为锐利的形状。通过使传感器基板21的端部21B为锐利的形状，能够容易地进行电化学传感器4相对于皮肤6的插入，能够减少插入电化学传感器4的对象者的疼痛。传感器基板21可以使用具有生物体适合性及绝缘性的材料。例如，作为传感器基板21，可以使用聚丙烯、聚酰亚胺、聚对苯ニ甲酸こニ醇酯、聚醚醚酮及聚萘ニ甲酸こニ酯等树脂。以下，传感器基板21的长度方向是指从传感器基板21的端部21B朝向传感器基板21的端部21A的方向(传感器基板21向框体2的内部收容的方向)、或从传感器基板21的端部21A朝向传感器基板21的端部21B的方向(传感器基板21插入皮肤6的方向)。传感器基板21的宽度方向是指与传感器基板21的长度方向正交的方向。而且，传感器基板21中的端部21A也标记为“前端部21A”，端部21B也标记为“基端部21B”。在传感器基板21的前端侧形成有凹部21C，在凹部21C表面上设有检测部检测部22。检测部22例如可以通过蒸镀、溅射、印刷(网板印刷、凹版印刷等)或转印等而形成。检测部22包括作用极22A及反极22B。作用极22A是进行检体中的特定目标物质和电子授受的部分。反极22B与作用极22k 一起被利用于电压施加。在作用极22A及反极22B连接有引线23的一方的端部，在引线23的另一方的端部连接有端子24。而且，端子24与电路基板3的端子12接触。在作用极22k的表面形成有(例如，涂敷有)试药酶。在本实施例中，由于使用电化学传感器4来测定检体中的葡萄糖的浓度，因此作为试药酶，采用以葡萄糖为基质的葡萄糖氧化酶(GOD)。而且，作为该试药酶，也可以取代葡萄糖氧化酶而采用葡萄糖脱氢酶(GDH)。需要说明的是，例如，在测定检体中的乳酸的浓度时，作为试药酶，可以使用乳酸氧化酶。作为试药酶的固定化方法，可以采用公知的各种方法，例如利用向聚合性凝胶、聚丙烯酰胺或磷等的高分子、磷类脂物聚合物导入了硅烷偶联剂的MPC聚合体或蛋白质膜的方法。如图示那样，以覆盖作用极22A、反极22B的方式将过滤器25设置在传感器基板21上。更详细而言，以将形成于传感器基板21的凹部21C整体覆盖的方式堵塞其上端开ロ部地设置过滤器25。而且，过滤器25以覆盖检测部22的方式设置，因此在将电化学传感器4插入皮肤6时，检测部22不会与皮肤6直接接触。如此，过滤器25也作为保护检测部22的保护膜发挥作用。当浸透到过滤器25的内部的组织液到达作用极22A的表面吋，固定化在作用极22A的表面上的葡萄糖氧化酶与葡萄糖发生反应。通过作用极22A及反极22B对葡萄糖氧 化酶施加电压，由此在组织液中包含的葡萄糖与作用极22A之间进行电子的授受。S卩，由于固定化在检测部22的作用极22A上的葡萄糖氧化酶而组织液中的葡萄糖被还原(取出电子)，向作用极22A供给。并且，向作用极22A供给的电子的量被測定作为响应电流值。其结果是，表示电压施加时的响应电流值的电信号由电化学传感器4生成，该电信号向成分连续測定装置I的电路基板3输入。表示该响应电流值的电信号是与葡萄糖浓度相关的电信号。电路基板3基于该响应电流值而运算葡萄糖浓度(血糖值)。而且，葡萄糖浓度的运算结果根据需要而向外部的信息终端发送。接下来，详细说明过滤器25和与该过滤器25关联的结构。该过滤器25是具有如下功能的构件允许特定目标物质即葡萄糖向凹部21C内部侧的浸透，另ー方面限制作为试药酶的葡萄糖氧化酶与葡萄糖的反应、即限制干渉葡萄糖氧化酶的酶反应的干涉物质的浸透(禁止浸透)并捕集该干涉物质。作为上述干涉物质，是检体中包含的微生物(细菌、真菌等)、蛋白质、纤维蛋白、类脂物等。当检测部22的周围存在微生物时，葡萄糖氧化酶会被微生物破坏，或消耗葡萄糖、氧，从而影响葡萄糖氧化酶的酶反应。而且，当在检测部22上附着有蛋白质、纤维蛋白等吋，由于上述的异物胶囊(FBC)的形成等而葡萄糖难以到达检测部22，仍然会影响到葡萄糖氧化酶的酶反应。这样的话，可能会导致葡萄糖浓度的測定精度的恶化等。因此，利用过滤器25，对检体中包含的蛋白质、微生物等的干渉物质进行过滤，从而防止该干涉物质到达固定化有葡萄糖氧化酶的检测部22。本实施例的电化学传感器4是所谓皮下留置型，以在比较长的期间内持续进行葡萄糖浓度的測定的方式设定该測定持续期间。例如，该测定持续期间有时会达到几周。如此，在电化学传感器4的向皮下的留置期间达到长期时，由过滤器25捕集的干涉物质的捕集量、即过滤器25上的干涉物质的附着量(堆积量)会变得过剩，可能会导致过滤器25的网眼堵塞等。其结果是，可能会妨碍葡萄糖向保持于检测部22的作用极22A的葡萄糖氧化酶的顺畅的到达。因此，电化学传感器4通过以下说明的干涉物质除去部8，将附着于过滤器25的干涉物质除去。由干涉物质除去部8对干涉物质的除去在过滤器25曝露于检体(组织液)的状态、即在电化学传感器4向皮下的留置期间中进行。附着于本发明的电化学传感器4的干涉物质的除去方法的特征在于，由于利用过滤器25覆盖检测部22而使干涉物质附着于过滤器25，通过除去干涉物质的干涉物质除去部8将附着于过滤器25的干涉物质除去。作为过滤器25，可以使用具有生物体适合性的材料。作为过滤器25，可以使用例如聚氨脂、硅系聚合物(聚硅氧烷)、醋酸纤维素、水凝胶、聚こ烯醇、HEMA (甲基丙烯酸羟こ酷)及包含它们的共聚物等。过滤器25例如可以通过旋涂、浸涂或滴涂等来形成。以下，參照图2及图3，说明实施例I的干涉物质除去部8的详细结构。图3是图2的A-A’向视剖视图。该剖视图表示将传感器基板21的凹部21C沿着宽度方向切断时的剖面结构。干涉物质除去部8通过使过滤器25振动，而将堆积在过滤器25上的干涉物质除去。干涉物质除去部8构成为具有压电元件(piezo元件)81和振动传递构件82。压电元件81设置于传感器基板21。在图2的例子中，凹部21C的上端开ロ的形状形成为矩形。压电元件81沿着凹部21C的ー个上端开ロ缘配置在与过滤器25接近的位置。压电元件81构成包括因施加电压而变形的压电体810和以将该压电体810夹入的方式连接的两个电极 811。压电元件810是周知的元件，因此省略其详细的说明。需要说明的是，在本说明书中，将与传感器基板21的长度方向及宽度方向这双方正交的方向(即，与传感器基板21的面内方向正交的方向)定义为“上下方向”。在成分连续測定装置I的框体2中收容有用于向压电元件81施加交流电压的交流电源7。压电元件81的电极811、811经由引线7A、端子7B而与交流电源7连接。示意性地表示了图3所示的引线7A、交流电源7与压电元件81的电连接关系。而且，交流电源7例如在使电压为±0. 2疒±24V的范围、使频率为O. ΟΟΙΗζ^ΙΟΟΟΜΗζ的范围能够输出。但是，这些数值范围是例示。当将来自交流电源7的交流电压向压电元件81施加时，压电元件81因周期性地反复伸缩变形而发生振动。如图3所示，压电体810在其上下表面粘贴有电极811。因此，压电元件81沿着上下方向反复进行其伸缩变形。需要说明的是，与由交流电源7进行的电压的施加相关的控制通过成分连续測定装置I中的电路基板3进行。在此，将通过从某特定的方向朝向结晶施加力引起电分极而产生正负的电荷的现象称为压电效果，将当对某结晶施加电压时与电压成比例地产生变形的情况称为逆压电效果。在本发明的实施方式中，利用该逆压电效果，在与分极方向平行地施加电场时，在排列成一直线的电双极子产生旋转力，由此，在单结晶中会产生长度的变化，结果是产生强转矩。作为在压电体810中使用的材料，优选使用钛酸/锆酸/铅(Pb (Zr、Ti)03)等，通常简称为PZT (压电)。并且，利用因向电极811间的电压的施加而产生的压电体810的长度的变化和转矩，经由后述的振动传递构件82而使过滤器25振动，由此能够将附着在该过滤器25上的上述干涉物质除去。振动传递构件82是与压电元件81连接并将压电元件81的振动能量向过滤器25传递的构件。如图示那样，振动传递构件82是以其一端固定于压电元件81且另一端成为自由端的方式构成的细板状的构件。振动传递构件82沿着过滤器25的上表面配置。若振动传递构件82与压电元件81的伸缩变形连动而沿着图2的上下方向发生振动，则在振动传递构件82向接近过滤器25的方向位移时,振动传递构件82与过滤器25碰撞(图3中的双点划线示意性地表示振动传递构件82的振动的情况)。由此,压电元件81的振动能量向过滤器25传递，由于该冲击而堆积在过滤器25上的干涉物质从过滤器25剥离。需要说明的是，也可以在振动传递构件82与过滤器25始终相接的形态下配置振动传递构件82。而且，振动传递构件82除了固定在压电元件81的上表面之外，也可以固定在下表面。作为更具体的形态，振动传递构件82也可以夹持在例如压电元件81的下表面与传感器基板21之间。无论如何，由于振动传递构件82振动而将该振动能量向过滤器25传递，从而适当地将附着于过滤器25的干涉物质除去。而且，在该实施方式中，经由振动传递构件82将压电元件81的振动能量向过滤器25传递，但压电元件81也可以直接使过滤器25振动。如以上那样，当由于来自交流电源7的施加电压而干涉物质除去部8动作时，能够将处于曝露于检体的状态的过滤器25上附着的干涉物质除去。因此，即使在电化学传感器4的向皮下的留置期间达到长期的情况下，通过例如定期地进行干涉物质的除去处理，也会抑制干涉物质向过滤器25的附着量(堆积量)过度增多的情況。由此，能够确保作为特定目标物质的葡萄糖与试药酶的顺畅的反应。即，在葡萄糖浓度的测定时，能够抑制因试料中包含的干渉物质而对葡萄糖与试药酶的反应造成影响的情況。 将堆积于过滤器25的干涉物质除去的控制(以下，称为“干涉物质除去控制”)在葡萄糖浓度的測定持续期间中也可以每隔一定期间实施。其结果是，能够抑制干涉物质相对于过滤器25的附着量变得过剩的情況。而且，还优选在根据葡萄糖浓度的运算结果的推移而识别到表示葡萄糖难以到达检测部22的情况的征兆时，执行干涉物质除去控制。关于在此叙述的干涉物质除去控制的执行时间，也能够适用于后述的其他的实施例、变形例。另外，如图2所示，本实施例的干涉物质除去部8具备多个振动传递构件82。由此，能够将振动能量有效地向过滤器25整体传递，能够更好地除去干渉物质。但是，本实施方式并未限定于此，也可以使用単一的振动传递构件82将压电元件81的振动能量向过滤器25传递。而且，在本实施例中，将振动传递构件82的形状形成为细板形状，但也可以采用其他的形状。例如，也优选细长的棒形状。而且，在本实施例中，说明了在传感器基板21上仅配置一个压电元件81的例子，例如也可以以如下方式配置多个压电元件81，即按照振动传递构件82对应压电元件81。另外，在实施例I中，在传感器基板21的前端侧形成凹部21C，而在该凹部21C配置检测部22，但本实施方式并未限定于此。即，即便未形成凹部21C，也可以优选地适用本发明。这种情况下，例如只要在平坦的传感器基板21的前端侧形成检测部22并以覆盖该检测部22的方式设置过滤器25即可。根据这种方式，也能够起到与实施例I同样的效果。该事项关于后续的实施例、变形例也同样。另外，在实施例I中，说明了将各ー个作用极22A及反极22B配置在传感器基板21上的例子。然而，本实施方式并未限定于此，也可以将多个检测部22设置在传感器基板
21上。而且，既可以将多个作用极22A设置在传感器基板21上，也可以将多个反极22B设置在传感器基板21上。通过将多个作用极22A设置在传感器基板21上，即使在ー个作用极22A发生故障等不良情况，也能够持续进行组织液中的葡萄糖浓度的測定。而且，通过将多个反极22B设置在传感器基板21上，即使在一个反极22B发生故障等不良情況，也能够持续进行组织液中的葡萄糖浓度的測定。而且，通过将多个反极22B设置在传感器基板21上，能够测定各不相同的分析对象项目。即，通过将多个反极22B设置在传感器基板21上，能够进行在检体中包含的多种特定成分的測定。<第一变形例>说明实施例I的第一变形例。图4是实施例I的第一变形例的电化学传感器4A的整体立体图。标号8A表示第一变形例的干涉物质除去部。本变形例的电化学传感器4A除了干涉物质除去部8A之外与实施例I的结构相同。干涉物质除去部8A也通过使过滤器25振动而将堆积在过滤器25上的干涉物质除去。干涉物质除去部8A构成为具有压电元件81、振动传递构件82A、固定构件83。需要说明的是，在图4所示的电化学传感器4A中，对于与实施例I的电化学传感器4共通的构件标注共通的标号，而省略其详细的说明。图5是图4的B-B’向视剖视图。如图5所示，压电元件81中，将两个电极811粘贴在压电体810的侧面。电极811、811分别经由引线7A、端子7B而与交流电源7连接。对如此构成的压电元件81施加来自交流电源7的交流电压。这样的话，压电元件81反复进行向传感器基板21的面内方向的伸缩变形。在图5的配置例中，压电元件81反复进行向 传感器基板21的宽度方向的伸缩变形。振动传递构件82A与实施例I中的振动传递构件82的形状不同。振动传递构件82A是具有格栅(格子)结构、网眼结构的面状构件。振动传递构件82A具有某种程度的刚性。而且，固定构件83以隔着凹部21C与压电元件81相対的方式沿着凹部21C的上端开ロ缘配置。固定构件83是固定于传感器基板21的不动构件。振动传递构件82A固定在压电元件81的上表面和固定构件83的上表面上。由于来自交流电源7的施加电压而压电元件81沿着传感器基板21的宽度方向发生振动时，压电元件81和固定构件83的水平间隔会发生变化。由于振动传递构件82A的刚性比较高，因此由于上述水平间隔变化而振动传递构件82A沿着上下方向弯曲，达到振动(图5中的双点划线示意性地表示振动传递构件82A沿着上下方向振动的情况)。这样的话,振动传递构件82A周期性地与过滤器25碰撞，其振动能量向过滤器25传递。其结果是，能够将附着在过滤器25上的干渉物质剥离，从而能够良好地除去干渉物质。在本变形例中，在压电元件81及固定构件83的上表面固定有振动传递构件82A，但并未限定于此。例如，也可以在压电元件81的侧面与固定构件83的侧面之间夹持振动传递构件82A。而且，除此之外，也可以将振动传递构件82A在压电元件81的下表面和固定构件83的下表面以夹持在与传感器基板21之间的形态固定。根据这种形态，由于压电元件81振动而压电元件81及固定构件83的水平间隔变化，也能够使振动传递构件82A沿着上下方向振动。而且，也可以使过滤器25与振动传递构件82A为一体结构。例如，也可以在振动传递构件82A的格子内成膜过滤器25。或者也可以不经由振动传递构件82A而使压电元件81与过滤器25単体接触而配置，由此将压电元件81的振动能量向过滤器25直接传递，从而使过滤器25振动。而且，在本实施方式中，也可以在传感器基板21上配置多个压电元件81。到上述为止的实施例I的振动传递构件82、及第一变形例的振动传递构件82A例如与日本特表2004-524059号公报(P2004-524059A)所记载的生物体适合性网眼结构同样地,为生物体适合性,也可以形成作为织成由各种有机物(organic)及合成的材料构成的单纤维或多纤维的纤维且具有各种尺寸及几何学的形态的孔的网眼。具体而言，例如，也可以由聚丙烯、聚四氟こ烯、发泡聚四氟こ烯、聚对苯ニ甲酸こニ醇酯、聚こニ醇酸、聚乳酸羟基こ酸(ポリグラクチン)、聚酯纤维聚こ烯强化硅(ダクロンーポリテン強化シリコン)、聚こ烯等形成。而且，例如日本特表2010-508897号公报(P2010-508897A)记载那样，采用与形成在多个间隙之间的多个相互连结的由股线构成的生物体适合性网眼结构同样的材料来制造振动传递构件82、振动传递构件82A。<实施例2>说明本实施方式的电化学传感器的第二实施例。图6是实施例2的电化学传感器4B的整体立体图。在电化学传感器4B中，通过对与电化学传感器4、4A共通的构件标注共通的标号，而省略其详细的说明。在电化学传感器4B中，具备用于将附着于过滤器25的检体中的干涉物质除去的干涉物质除去部8B。干涉物质除去部8B通过将用于分解干涉物质的药剂向过滤器25供给，而将附着于过滤器25的干涉物质除去。以下，说明本实施例的干涉物质除去部8B的具体的结构。
图7是图6的C-C’向视剖视图。干涉物质除去部8B由压电元件81和药剂收容壳体84构成。药剂收容壳体84是在其内部收容有用于将干涉物质除去的药剂的壳体。在该药剂中可以包含例如抗凝固剂、蛋白酶(蛋白质分解酶)、脂酶(类脂物分解酶)等。但是，在药剂收容壳体84中也可以收容上述以外的药剂。如图6所示，药剂收容壳体84沿着凹部21C的ー个上端开ロ缘，且配置在与过滤器25接近的位置。在药剂收容壳体84开设形成有用于将积存在内部的药剂如后述那样朝向过滤器25喷出的喷出孔84A。在药剂收容壳体84沿着传感器基板21的长度方向形成有多个(本实施例中为三个)喷出孔84A。各喷出孔84A朝向井面对覆盖凹部21C的过滤器25。将药剂收容壳体84中形成有喷出孔84A的面称为“正面”，将其相反侧的面称为“背面”。压电元件81以与药剂收容壳体84的背面相接的方式设置在传感器基板21上。压电元件81与实施例I同样地，由压电体810和夹着压电带810的侧面的两个电极811、811构成。电极811、811分别经由引线7A、端子7B而与交流电源7连接。并且，与其他的实施例同样地，对压电元件81施加来自交流电源7的交流电压。当由交流电源7将交流电压向压电元件81施加时，压电元件81沿着传感器基板21的水平方向振动。在此，由于药剂收容壳体84的背面与压电元件81的侧面抵接，因此将压电元件81的振动能量向药剂收容壳体84传递，按压其背面。其结果是，药剂收容壳体84发生振动，将积存在其内部的药剂从喷出孔84A朝向过滤器25喷出。其结果是，通过将药剂收容壳体84内的药剂散布在过滤器25上，而将附着于过滤器25的干涉物质分解、除去。例如堆积在过滤器上的蛋白质由蛋白酶分解，类脂物由脂酶分解。根据本实施例的电化学传感器4B，在測定持续期间(例如，向皮下的留置期间)中的无论何吋，都能够将用于除去干涉物质的新鮮的药剂向过滤器25供给。由此，与预先在过滤器25中浸溃药剂的情况相比，能够高效地进行干涉物质的除去。在本实施例中，说明了在药剂收容壳体84形成有三个喷出孔84A的例子，但当然其个数也可以变更。例如，也可以基于过滤器25的表面积、喷出孔84A的截面积、向压电元件81施加的电压等參数来决定。而且,也可以将药剂收容壳体84的内部划分成多个收容室。这种情况下，也可以在各收容室内收容不同种类的药剂。而且，也可以是以包围过滤器25的方式将多个药剂收容壳体84配置在传感器基板21上。
在此，说明药剂收容壳体84和压电元件81的详细结构例。图8是表示干涉物质除去部8B的药剂收容壳体84及压电元件81的详细结构例的图。本实施例的药剂收容壳体84和压电元件81可以形成为与例如日本特开2011-25632号公报(P2011-25632A)所记载的液体喷出头同样的结构。在图示的例子中，药剂收容壳体84的背面侧设有压电元件81。在药剂收容壳体84的内部形成有能够收容药剂的中空空间即药剂收容部840。而且，在药剂收容壳体84的前面壁形成有将药剂向外部喷出的喷出孔84A。药剂收容部840及喷出孔84A经由第一药剂供给流路841、节流部842、液体加压室843、第二药剂供给流路844而连通。药剂收容壳体84的背面成为开ロ，通过与药剂收容壳体84粘接的电元件81将该开ロ闭塞。药剂收容壳体84如图示那样具有将多个板层叠而成的层叠结构。所述板从压电元件81侧依次为腔室板845、供应板846、收容板847、罩盖板848、喷嘴板849。在所述板 上形成有多个孔。各板845 849以各自的孔相互连通的方式经由粘接剂层而层叠，由此形成药剂收容部840、第一药剂供给流路841、节流部842、液体加压室843、第二药剂供给流路844、喷出孔84A等。在图8所示的结构例中，液体加压室843的深度为1(Γ200μπι、宽度为100 1000 μ m、长度为200 2000 μ m左右。而且，节流部842的深度为O. 05 I μ m、宽度为10(Γ 000μπι、长度为1(Γ 00μπι左右。但是，并未限定为上述的尺寸。另外，上述板845 849也可以在利用轧制法等制成了板之后，通过蚀刻将药剂收容部840、第一药剂供给流路841、液体加压室843、第二药剂供给流路844、成为喷出孔84Α的孔加工成规定的形状，并对成为节流部842的部分进行半蚀刻，由此来制造。而且，各板845 849也可以通过选自Fe — Cr系、Fe-Ni系、WC-TiC系的组的至少ー种金属来形成。接下来，压电元件81具有由2个压电体即压电陶瓷层810a、810b构成的层叠结构。所述压电陶瓷层810a、810b分别具有20μπι左右的厚度。因此，压电元件81整体的厚度成为约40 μ m左右。压电陶瓷层810a、810b例如由具有强介电性的锆钛酸铅(PZT)系的陶瓷材料构成。另外，压电元件81具有由Ag-Pd系等金属材料构成的第一电极811a和由Au系等金属材料构成的第二电极811b。在该结构例中，从接近药剂收容壳体84的背面的一方依次设置压电陶瓷层810a、第一电极81 la、压电陶瓷层810b、第二电极811b。S卩，第一电极811a和第二电极811b以仅夹持位于外侧的压电陶瓷层810b的方式配置。压电陶瓷层810b的由第二电极811b和第一电极811a夹着的区域被称为活性部，该部分的压电陶瓷进行分扱。在该结构例的压电元件81中，仅外侧的压电陶瓷层810b包含活性部，压电陶瓷810a不包含活性部，作为振动板起作用。因此，该压电元件81具有所谓单压电晶片类型的结构。如以上所述构成的压电元件81与药剂收容壳体84的粘接例如经由粘接层进行。作为粘接层，也可以使用例如环氧树脂、酚醛树脂、聚苯醚树脂等热硬化性树脂的粘接剂。如图7所示那样，第一电极811a和第二电极811b经由引线7A、端子7B而与交流电源7连接，对压电元件81施加来自交流电源7的交流电压。并且，在将第二电极811b形成为与第一电极811a不同的电位并对压电陶瓷层810b沿着其分极方向施加电压时，被施加了该电压的部分作为因压电效果而变形的活性部起作用。此时，压电陶瓷层810b沿着其厚度方向即层叠方向伸长或收缩，由于压电横向效果而沿着与层叠方向垂直的方向即面方向进行收缩或伸长。另ー方面，其余的压电陶瓷层810a是不具有由第二电极811b和第一电极811a夹持的区域的非活性层，因此不会自发地变形。即，由于非活性层的压电陶瓷层810a不会受到电场的影响，因此不会发生自发收缩而要限制活性部的变形。其结果是，在压电陶瓷层810b与压电陶瓷层810a之间向分极方向的变形产生差别，压电陶瓷层810b以向液体加压室843侧成为凸的方式发生变形(单压电晶片变形)。说明将收容在药剂收容壳体84的内部的药剂从喷出孔84A喷出时的具体的控制内容。作为该控制内容，预先将第二电极811b形成为比第一电极811a高的电位(以下称为高电位)，在每次具有喷出要求时将第二电极811b暂时形成为与第一电极811a相同电位(以下称为低电位)，然后在规定的时间再次形成为高电位。由此，在第二电极811b成为低电位的时间，压电陶瓷层810a、810b返回原来的形状，液体加压室843的容积比初始状态(两电极的电位不同的状态)増加。此时，向液体加压室843内施加负压，将药剂从药剂收容部840侧吸入到液体加压室843内。然后，在再次使第二电极811b为高电位的时间，使压电陶瓷层810a、810b以向液 体加压室843侧成为凸状的方式变形，由于液体加压室843的容积减少而液体加压室843内的压カ成为正压，从喷出孔84A喷出药剂。如此的话，通过控制基于交流电源7的电カ施カロ，能够在所希望的时间从喷出孔84A将药剂散布在过滤器25上，从而能够将附着于过滤器25的干涉物质分解、除去。另夕卜，在图8所示的结构例中，液体加压室843的深度为1(Γ200μπι、宽度为10(Γ 000μπι、长度为20(Γ2000μπι左右。而且，节流部842的深度为O. 05 I μ m、宽度为10(Γ1000 μ m、长度为1(Γ100 μ m左右。但是，并未限定为上述的尺寸。需要说明的是，參照图8叙述的压电元件81的结构、构成材料等在其他的实施例的压电元件81中当然也能够适当地适用。<实施例3>对本实施方式的电化学传感器的第三实施例进行说明。图9是实施例3的电化学传感器4C的整体立体图。在电化学传感器4C中，对于与电化学传感器4、4A、4B共通的构件标注共通的标号，省略详细说明。在电化学传感器4C中，还具备用于将过滤器所捕集的干涉物质除去的干涉物质除去部SC。本实施例的过滤器35在具有允许作为特定目标物质的葡萄糖的浸透而限制干渉物质的浸透的功能的方面上与过滤器25相同。过滤器35构成为其内部的电阻比检体(在此为组织液)的电阻高。在该实施例中，过滤器35由绝缘体构成。过滤器35例如可以使用陶瓷、玻璃、合成树脂等形成。干涉物质除去部SC具备为了将附着于过滤器35的干涉物质从过滤器35除去而使用的ー组除去处理用电极85A、85B。除去处理用电极85A、85B设置在传感器基板21上。并且，除去处理用电极85A、85B配置成将过滤器35从其两侧夹入且与过滤器35接触的状态。在该图中，以沿着凹部21C的一组相对的上端开ロ缘的方式设置除去处理用电极85A、85B。除去处理用电极85A、85B经由引线7A、端子7B而与交流电源7连接。除去处理用电极85A、85B例如为钼电极。但是，除去处理用电极85A、85B的材质并未限定于此。由于夹在除去处理用电极85A、85B之间的过滤器35为绝缘体，因此在由交流电源7对除去处理用电极85A、85B之间施加交流电压吋，电カ流过电阻更低且其路径长度更短的路径。在本实施例中，当在除去处理用电极85A、85B之间夹有过滤器35而利用交流电源7将电压向除去处理用电极85A、85B施加时，成为电カ流过过滤器35的表面的可能性高的状況。然而，组织液可以作为电解液来捕捉，因此当向浸溃于组织液的除去处理用电极85A、85B之间施加电压时，除去处理用电极85A、85B被电解。即，通过电解清洗的作用，将附着于除去处理用电极85A、85B的干涉物质除去。更详细而言，通过对除去处理用电极85A、85B之间施加电压，相对于阳极将阴离子拉近，从组织液夺取电子而引起氧化。另ー方面，相对于阴极将阳离子拉近，由此向组织液施加电子而发生还原。通过这种氧化还原的化学作用而将除去处理用电极85A、85B电解，从阳极局部性地(微观性地)产生氧气，从阴极局部性地产生氢气。并且，本实施例的干涉物质除去部8C利用从除去处理用电极85A、85B产生的气泡的力、例如气体产生的搅拌作用弓I起的物理效果，从而将附着于除去处理用电极85A、85B的干涉物质剥离。在此，除去处理用电极85A、85B分别配置成与过滤器35接触的形态，因 此附着于除去处理用电极85A、85B及过滤器35的干涉物质相连而形成为ー块。例如，附着于除去处理用电极85A、85B及过滤器35的干涉物质相连而形成异物胶囊(FBC)。換言之，在本实施例的电化学传感器4C中，为了使附着于除去处理用电极85A、85B及过滤器35的干渉物质相连(连结)而形成，将除去处理用电极85A、85B及过滤器35相互接触配置。因此，如上述那样，当通过对除去处理用电极85A、85B进行电解清洗而从除去处理用电极85A、85B剥离干涉物质时，与之连动，从过滤器35也剥离干涉物质。如此，能够与除去处理用电极85A、85B的电解清洗连动地进行附着于过滤器35的干涉物质的除去、即形成于过滤器35的异物胶囊(FBC)的除去。此外，在本实施例中，由于将来自交流电源7的交流电压向除去处理用电极85A、85B施加，因此双方的极性脉冲性地交替。因此，除去处理用电极85A、85B的清洗效率提高，最終能够将附着于过滤器35的干涉物质更有效地除去。需要说明的是，在本实施例的电化学传感器4C中，使除去处理用电极85A、85B及过滤器35相互接触配置，但本实施方式并未限定于此。只要是附着于除去处理用电极85A、85B及过滤器35的干涉物质相连而形成的形态即可，也可以将除去处理用电极85A、85B及过滤器35相互接近配置。以上对本发明进行了说明，但与本发明的电化学传感器相关的技术并不局限于此，也可以在可能的范围内包括它们的组合。而且，也可以在不脱离本发明的主g的范围内对上述的实施方式施加各种变更。例如，本发明可以适用于电化学传感器以外的传感器。例如，也可以适用于如下类型的传感器，即在对试料中所含有的目标物质进行检测的检测部保持与目标物质发生特异反应的发色试药酶，通过利用光学装置来测定发色波长的强度的比色法对目标物质进行測定。标号说明I 成分连续測定装置2 框体3 电路基板4、4A、4B、4C 电化学传感器5 粘接膜
6皮肤7交流电源8、8A、8B、8C 干涉物质除去部21传感器基板21C凹部22检测部22A作用极22B反极
25、35过滤器81压电元件82振动传递构件83固定构件84药剂收容壳体84A喷出孔
权利要求
1.一种传感器，对试料中含有的目标物质进行測定，其具备 基板； 设置在所述基板上并检测所述目标物质的检测部； 覆盖所述检测部且允许所述目标物质的浸透而限制所述试料中含有的干涉物质的浸透的过滤器 '及 将附着于所述过滤器的干涉物质除去的除去単元。
2.根据权利要求I所述的传感器，其中， 所述除去単元通过使所述过滤器振动，而将附着于该过滤器的所述干涉物质除去。
3.根据权利要求2所述的传感器，其中， 所述除去单元具有 通过电压的施加而发生振动的压电元件；及 固定于所述压电元件并将该压电元件的振动能量向所述过滤器传递的振动传递単元。
4.根据权利要求I所述的传感器，其中， 所述除去単元通过将用于分解所述干涉物质的药剂向所述过滤器供给，而将附着于该过滤器的所述干涉物质除去。
5.根据权利要求4所述的传感器，其中， 所述除去单元具有 通过电压的施加而发生振动的压电元件； 收容所述药剂的收容壳体；及 在所述收容壳体上开ロ形成的喷出孔， 通过所述压电元件的振动能量向所述收容壳体的传递而从所述喷出孔喷出所述药剂，并将该药剂向所述过滤器供给。
6.根据权利要求I所述的传感器，其中， 所述除去単元具有与所述过滤器相互接触或接近配置的至少ー对除去用电极， 通过利用向所述除去用电极间的电压的施加而进行的该除去用电极的电解清洗，来将附着于所述过滤器的所述干涉物质除去。
7.根据权利要求6所述的传感器，其中， 所述除去用电极配置成使附着于该除去用电极及所述过滤器的所述干涉物质相连而形成。
8.根据权利要求Γ7中任一项所述的传感器，其中， 所述检测部检测部留置于皮下而使用。
9.一种干涉物质的除去方法，适用于将检测试料中含有的目标物质的检测部设置在基板上的传感器，其中， 利用允许所述目标物质的浸透而限制试料中含有的干涉物质的浸透的过滤器来覆盖所述检测部，由此使该干涉物质附着于该过滤器，并利用除去干涉物质的除去单元将附着于该过滤器的干涉物质除去。
10.根据权利要求9所述的干涉物质的除去方法，其中， 所述除去単元通过使所述过滤器振动，而将附着于该过滤器的所述干涉物质除去。
11.根据权利要求10所述的干涉物质的除去方法，其中，所述除去单元具有 通过电压的施加而发生振动的压电元件；及 固定于所述压电元件并将该压电元件的振动能量向所述过滤器传递的振动传递単元。
12.根据权利要求9所述的干涉物质的除去方法，其中， 所述除去単元通过将用于分解所述干涉物质的药剂向所述过滤器供给，而将附着于该过滤器的所述干涉物质除去。
13.根据权利要求12所述的干涉物质的除去方法，其中， 所述除去单元具有 通过电压的施加而发生振动的压电元件； 收容所述药剂的收容壳体；及 在所述收容壳体上开ロ形成的喷出孔， 通过所述压电元件的振动能量向所述收容壳体的传递而从所述喷出孔喷出所述药剂，并将该药剂向所述过滤器供给。
14.根据权利要求9所述的干涉物质的除去方法，其中， 所述除去単元具有与所述过滤器相互接触或接近配置的至少ー对除去用电极， 通过利用向所述除去用电极间的电压的施加而进行的该除去用电极的电解清洗，来将附着于所述过滤器的所述干涉物质除去。
15.根据权利要求14所述的干涉物质的除去方法，其中， 所述除去用电极配置成使附着于该除去用电极及所述过滤器的所述干涉物质相连而形成。
全文摘要
本发明提供一种在对检体中含有的目标物质进行测定的电化学传感器中，抑制由于检体中含有的干涉物质而对目标物质与试药酶的反应造成影响的技术。传感器具备基板；设置在基板上并检测目标物质的检测部；及覆盖所述检测部且允许目标物质的浸透而限制试料中含有的干涉物质的浸透的过滤器；及将附着于过滤器的干涉物质除去的除去单元。
文档编号G01N27/28GK102843969SQ201180019440
公开日2012年12月26日 申请日期2011年3月28日 优先权日2010年4月16日
发明者白木裕章, 胜木幸治, 池谷和也 申请人:爱科来株式会社