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JP2009077871A - Needle integrated sensor - Google Patents

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Publication number
JP2009077871A
JP2009077871A JP2007248709A JP2007248709A JP2009077871A JP 2009077871 A JP2009077871 A JP 2009077871A JP 2007248709 A JP2007248709 A JP 2007248709A JP 2007248709 A JP2007248709 A JP 2007248709A JP 2009077871 A JP2009077871 A JP 2009077871A
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JP
Japan
Prior art keywords
needle
flow path
sensor
integrated sensor
path forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007248709A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Fujimura
剛 藤村
Toshihisa Osaki
寿久 大崎
Tomoko Ishikawa
智子 石川
Hideaki Nakamura
秀明 中村
Masao Goto
正男 後藤
Masao Karube
征夫 輕部
Shingo Kaimori
信吾 改森
Takahiko Kitamura
貴彦 北村
Hiroto Nakajima
裕人 中嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2007248709A priority Critical patent/JP2009077871A/en
Publication of JP2009077871A publication Critical patent/JP2009077871A/en
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

【課題】 ランセット針がセンサチップに固定されたランセット針一体型のセンサ体において、指先から出血させた血液をセンサチップの試料空間内に十分に導入させる。
【解決手段】 本発明の針一体型センサ100は、センサチップ200と、センサチップ200の片端部に固定されたランセット針300と、ランセット針300による穿刺箇所とセンサチップ200の試料導入口201との間に流路111を形成する流路方向に伸縮自在である蛇腹構造の流路形成体110を備える。また、針一体型センサ100は圧縮された流路形成体110を元の形状に復元する板バネなどからなる復元力発生部材130を備える。
【選択図】図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To sufficiently introduce blood bleed from a fingertip into a sample space of a sensor chip in a lancet needle integrated sensor body in which a lancet needle is fixed to a sensor chip.
A needle integrated sensor 100 of the present invention includes a sensor chip 200, a lancet needle 300 fixed to one end of the sensor chip 200, a puncture site by the lancet needle 300, a sample introduction port 201 of the sensor chip 200, and the like. A flow path forming body 110 having a bellows structure that is extendable in the flow path direction for forming the flow path 111 is provided. In addition, the needle integrated sensor 100 includes a restoring force generating member 130 made of a leaf spring or the like that restores the compressed flow path forming body 110 to its original shape.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、針一体型センサ、具体的にはバイオセンサチップとランセット針が一体になったランセット針一体型のセンサに関する。   The present invention relates to a needle integrated sensor, specifically, a lancet needle integrated sensor in which a biosensor chip and a lancet needle are integrated.

患者自身で血液採取用のランセット装置を用いて血液採取を行い、採取した血液中の血糖値等を測定することが行われている。ランセット装置は、一般には穿刺針などのランセット針とこれを駆動するためのランセット本体とからなり、ランセット本体から勢いよく飛び出させて指先等に衝突させ、指先等に傷を付けて出血させる装置である。   A patient collects blood by using a lancet device for blood collection, and measures a blood sugar level or the like in the collected blood. The lancet device is generally composed of a lancet needle such as a puncture needle and a lancet main body for driving the lancet needle. is there.

従来、血糖値などの測定はこのようなランセット装置と、それと別体となった測定装置を用いて行われてきたが、近年、バイオセンサとランセット装置を組み合わせ、両者を一体にして血液採取から測定までを一度の操作で行えるようにしたランセット針一体型センサデバイスが提案されている。   Conventionally, blood sugar levels and the like have been measured using such a lancet device and a separate measurement device. Recently, however, a combination of a biosensor and a lancet device is used to collect blood from a blood sample. A lancet-needle integrated sensor device has been proposed that can perform measurement up to a single operation.

例えば特許文献1に記載されたセンサデバイスは、内部空間を有するチップ本体とランセット針を備えたランセット体及びチップ本体を装着するデバイス本体とから構成されている。ランセット体はチップ本体の内部空間内を移動可能に作製されている。ランセット体はチップ本体内に収納された後、デバイス本体にセットされ、デバイス本体内の駆動装置によってランセット針の先端がチップ本体先端に開設された試料導入口から突出されるように構成されている。   For example, the sensor device described in Patent Document 1 includes a chip body having an internal space, a lancet body having a lancet needle, and a device body on which the chip body is mounted. The lancet body is manufactured to be movable in the internal space of the chip body. After the lancet body is stored in the chip body, the lancet body is set in the device body, and the tip of the lancet needle is projected from the sample introduction port opened at the tip of the chip body by the driving device in the device body. .

チップ本体は内部空間を構成するための凹所を備えた基板とバイオセンサが構成されたカバーとからなる。カバーの内面には、バイオセンサを構成する1対の電極と当該電極と配線で接続された端子部が設けられている。電極は試料導入口から内部空間に延びる溝状の試料空間に臨ませるように設けられており、当該電極と当該電極の表面に塗布された試薬層とによってバイオセンサが構成されている。   The chip body includes a substrate having a recess for forming an internal space and a cover in which a biosensor is configured. On the inner surface of the cover, a pair of electrodes constituting the biosensor and a terminal portion connected to the electrodes by wiring are provided. The electrode is provided so as to face a groove-like sample space extending from the sample introduction port to the internal space, and a biosensor is constituted by the electrode and a reagent layer applied to the surface of the electrode.

ところが、このセンサデバイスは、基板とカバーの間の試料空間内において針を移動させ、チップ本体の先端にある試料導入口から血液を試料空間内に導入する構造であるために、チップ本体の厚みが大きくなる。また、試料導入口は比較的大きく、それに伴い多くの血液量を必要とするので、患者への痛みが相当大きなものとなっていた。   However, this sensor device has a structure in which the needle is moved in the sample space between the substrate and the cover, and blood is introduced into the sample space from the sample introduction port at the tip of the chip body. Becomes larger. Moreover, since the sample inlet is relatively large and requires a large amount of blood, the pain to the patient is considerably large.

その一方で、非常に小型でかつ簡単な方法で量産可能なセンサチップが開発されている。特許文献2に示すバイオセンサチップは、図3に示すバイオセンサチップとほぼ同様な構造をしており、絶縁性のある板部材を折り曲げることでカバーと基板を形成し、両者を接着剤層によって接着することによりチップの先端に試料導入口を形成すると共に、両者の間に血液を導入する試料空間を形成している。そして、基板にはスパッタリングなどの方法によって電極と当該電極と配線で結ばれた電極が形成されており、試料導入口近傍に設けられた電極と当該電極の表面及びその近傍に塗布された試薬層とによってバイオセンサが構成されている。このセンサチップは板部材が貼り合わせられた構造であるため、非常に薄くて小型に作製され、必要とされる血液量は少なくなり、患者への肉体的負担がかなり軽減されることが期待される。
国際公開公報WO02/056769号 国際公開公報WO05/010519号
On the other hand, sensor chips that are very small and can be mass-produced by a simple method have been developed. The biosensor chip shown in Patent Document 2 has almost the same structure as the biosensor chip shown in FIG. 3, and a cover and a substrate are formed by bending an insulating plate member, and both are formed by an adhesive layer. A sample introduction port is formed at the tip of the chip by bonding, and a sample space for introducing blood is formed between the two. The substrate is formed with an electrode and an electrode connected by wiring to the electrode by a method such as sputtering. The electrode provided in the vicinity of the sample inlet, the surface of the electrode, and the reagent layer applied in the vicinity thereof A biosensor is constituted by the above. Since this sensor chip has a structure in which plate members are bonded together, it is expected to be very thin and small, reduce the amount of blood required, and significantly reduce the physical burden on the patient. The
International Publication No. WO02 / 056769 International Publication No. WO05 / 010519

ところで針などのランセット針とバイオセンサチップとを一体にする場合、血液がバイオセンサチップの試料導入口から試料空間に導入されるためには、試料導入口に血液が十分に行き渡る必要がある。ところが、特許文献2のような薄型のバイオセンサチップを用いて一体型にする場合、試料空間から試料導入口において、皮膚に穿刺可能な剛性を有する針(つまり、ある程度の太さが必要である)を挿通し、特許文献1記載のセンサチップのように試料導入口から針先を飛び出させ、その後再び試料空間内に納める構造とすることは実現性に乏しい。   By the way, when a lancet needle such as a needle and a biosensor chip are integrated, in order for blood to be introduced into the sample space from the sample inlet of the biosensor chip, it is necessary to sufficiently spread the blood to the sample inlet. However, when using a thin biosensor chip as in Patent Document 2, a needle having rigidity that can puncture the skin from the sample space to the sample introduction port (that is, a certain thickness is required). ), A structure in which the tip of the needle is popped out from the sample introduction port as in the sensor chip described in Patent Document 1, and then stored in the sample space is not feasible.

そこで、特許文献2に記載されたバイオセンサチップのカバー上面若しくは基板下面にランセット針を固定することが考えられる。しかしながら、このバイオセンサチップの試料導入口は非常に狭いので、針を伝わった血液が試料導入口に接触しただけでは、試料空間に血液が十分に入り込まないおそれがある。また、試料導入口は針先(針の軸)から離れた位置にあるために、出血した血液が針を伝わって試料導入口に行き渡らないというおそれもあった。   Therefore, it is conceivable to fix the lancet needle to the upper surface of the cover or the lower surface of the substrate of the biosensor chip described in Patent Document 2. However, since the sample introduction port of this biosensor chip is very narrow, there is a possibility that the blood does not sufficiently enter the sample space if the blood transmitted through the needle just contacts the sample introduction port. Further, since the sample introduction port is located away from the needle tip (needle axis), there is a risk that the blood that has bleed will not travel through the needle and reach the sample introduction port.

その一方で、折り曲げられた板部材の間に針を挟み込むように固定することも考えられる。この場合、試料導入口から針が飛び出る構造となるため、バイオセンサチップの上面(若しくは下面)に固定する場合に比べて血液を誘導しやすいとも考えられる。しかしながら、針が指先から抜かれるとセンサチップもそれと共に指先から離れるので、やはり出血した血液が試料導入口に血液が十分に行き渡らないことになる。   On the other hand, it is also conceivable to fix the needle so as to be sandwiched between the folded plate members. In this case, since the needle protrudes from the sample introduction port, it is considered that blood can be easily induced as compared with the case where the needle is fixed to the upper surface (or lower surface) of the biosensor chip. However, when the needle is removed from the fingertip, the sensor chip is also separated from the fingertip together with this, so that the blood that has bleed is not sufficiently distributed to the sample inlet.

このような問題を解決すべく、本願発明者らは、センサチップの片端部に貫通穴を有する弾性体を配置した針一体型センサを考案し、特許出願している。この針一体型センサでは、センサが皮膚に勢いよく衝突した際に圧縮した弾性体の貫通穴からランセット針が突出する。その後、その復元力により弾性体が元の形状に復帰した際に血液が貫通穴に流れ込み、十分な量の血液が試料導入口に行き渡る。   In order to solve such a problem, the present inventors have devised a patent-integrated sensor in which an elastic body having a through hole is arranged at one end of a sensor chip and has filed a patent application. In this needle-integrated sensor, the lancet needle protrudes from the through hole of the compressed elastic body when the sensor collides with the skin vigorously. Thereafter, when the elastic body returns to its original shape by the restoring force, blood flows into the through hole, and a sufficient amount of blood reaches the sample introduction port.

しかしながら、(1)前記弾性体はシリコーンやウレタンなどからなるゴムやスポンジ等の材質から選択されるが適切な復元力を備えた材質を選択することが必要となる。(2)弾性体の先端面が穿刺対象面に十分に接触した状態を保つことができなければ、元の形状に復帰した際にその先端面が穿刺対象面から離れ、センサチップに血液が十分に行き渡らないことが予想される。従って、弾性体の先端面が穿刺対象面に接触した状態が保たれることが望まれる。(3)採取された血液は弾性体と接触するので、弾性体からの溶出物が測定結果に悪影響を及ぼすことが考えられる。つまり、弾性体の材質には、(1)適切な復元力、(2)穿刺対象面への十分な接触性、(3)測定結果への悪影響がないこと、この3つの条件が要求される。ところが、このような3つの条件を満たす材質はほとんど見あたらない。これまでのところ、適切な復元力を有していても接触性が経時的に劣化して、接触性が十分に確保できなかったり、適切な復元力や接触性を有するが測定結果に悪影響を及ぼしたりしていた。   However, (1) The elastic body is selected from materials such as rubber or sponge made of silicone or urethane, but it is necessary to select a material having an appropriate restoring force. (2) If the distal end surface of the elastic body cannot be kept in sufficient contact with the surface to be punctured, the distal end surface will be separated from the surface to be punctured when returning to its original shape, and blood will be sufficiently in the sensor chip. It is expected not to go around. Therefore, it is desired that the state where the tip surface of the elastic body is in contact with the puncture target surface is desired. (3) Since the collected blood comes into contact with the elastic body, it is considered that the eluate from the elastic body adversely affects the measurement result. That is, the material of the elastic body is required to satisfy these three conditions: (1) an appropriate restoring force, (2) sufficient contact with the puncture target surface, and (3) no adverse effect on the measurement result. . However, there are hardly any materials that satisfy these three conditions. So far, even if it has an appropriate restoring force, the contactability deteriorates over time, and sufficient contactability cannot be ensured, or it has an appropriate restoring force and contactability, but the measurement result is adversely affected. I was doing.

また、弾性体自身による復元力を利用するので、皮膚への衝突時に大きな力が要される。このため、センサの発射装置が小型化できず、衝突時の痛みが大きくなるという問題もあった。   Further, since the restoring force of the elastic body itself is used, a large force is required at the time of collision with the skin. For this reason, there has been a problem that the sensor launcher cannot be miniaturized and the pain at the time of collision increases.

そこで、本発明はこのような弾性体の代替となるような構造体を提供し、少量の血液でしかも測定誤差が少ない針一体型のバイオセンサを提供し、小型でかつ患者にやさしいセンサデバイスを提供することを目的としている。   Therefore, the present invention provides a structure that can replace such an elastic body, provides a needle-integrated biosensor with a small amount of blood and with little measurement error, and is a small and patient-friendly sensor device. It is intended to provide.

そこで、本発明は、センサチップと前記センサチップの片端部に固定されたランセット針とを有する針一体型センサにおいて、当該センサチップの片端部に流路方向に伸縮する蛇腹構造体からなる流路形成体を備えることにしている。そして、圧縮された流路形成体を元の形状に復元させる復元力発生部材を備えることにしている。   Therefore, the present invention provides a flow path comprising a bellows structure that expands and contracts in the flow path direction at one end of the sensor chip in a sensor-integrated sensor having a sensor chip and a lancet needle fixed to one end of the sensor chip. The formation is to be provided. Then, a restoring force generating member that restores the compressed flow path forming body to the original shape is provided.

本発明によると、弾性体を用いることなく穿刺箇所とセンサチップとの間に流路を確保できる。このために、構造体の材質に選択の幅が広がり、特に測定結果に影響を及ぼさないような材質の選択が可能となる。この結果、少量の血液で測定誤差の少ない測定が行える。   According to the present invention, a flow path can be secured between the puncture site and the sensor chip without using an elastic body. For this reason, the range of selection of the material of the structure is widened, and it is possible to select a material that does not particularly affect the measurement result. As a result, measurement with little measurement error can be performed with a small amount of blood.

また、流路形成体は蛇腹構造体で構成されるので、例えば、フッ素樹脂からなる薄肉のチューブ体を用いることができる。このため、流路形成体に加えるべき圧縮力が小さくてよい。この結果、針一体型センサの駆動装置を小型化でき、皮膚への衝突時の痛みが軽減される。こうして所望する目的が達成される。   Moreover, since the flow path forming body is formed of a bellows structure, for example, a thin tube body made of a fluororesin can be used. For this reason, the compression force which should be applied to a flow-path formation body may be small. As a result, the driving device for the needle integrated sensor can be reduced in size, and pain at the time of collision with the skin is reduced. The desired purpose is thus achieved.

以下、本発明について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。図1は針一体型センサ100を備えたセンサ体10を一部破断した概略斜視図、図2は当該センサ体10の一部を拡大した概略説明図、図3は針一体型センサ100に用いられるセンサチップの概略斜視図、図4は別な実施形態であるセンサ体10の一部を拡大した概略説明図、図5は針一体型センサが装着されたセンサデバイスの外観図、図6は当該センサデバイスの概略内部構造図、図7は針一体型センサ100の動作説明図である。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. 1 is a schematic perspective view in which a sensor body 10 including a needle integrated sensor 100 is partially broken, FIG. 2 is an enlarged schematic explanatory view of a part of the sensor body 10, and FIG. 4 is a schematic perspective view of an enlarged part of a sensor body 10 according to another embodiment, FIG. 5 is an external view of a sensor device equipped with a needle integrated sensor, and FIG. FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the needle integrated sensor 100. FIG.

本発明の針一体型センサ100は、センサチップ200とランセット針300と当該バイオセンサチップ200の片端部に備えられた流路方向に伸縮自在である蛇腹構造体からなる流路形成体110を有する。   The needle integrated sensor 100 of the present invention has a flow path forming body 110 made of a bellows structure that is extendable in the flow path direction provided at one end of the sensor chip 200, the lancet needle 300, and the biosensor chip 200. .

センサチップ200は、図3に示すように、絶縁性を有する板部材であるカバー220と基板210の間で試料空間230を形成するようにカバー220と基板210とが接着剤層240で貼り合わせられた構造をしている。センサチップ200は、その先端に試料空間230に繋がる試料導入口201を有する。また、試料空間230の後端には、試料空間230とセンサチップ200の外部と繋がった通気孔241がその両側に延設されている。基板210には、試料空間230に臨ませて一対の電極211が形成されている。そして、試料導入口201と反対側の基板端部には、前記電極211と導体で電気的に接続された電圧取り出し用の端子212が形成されている。カバー220には、試料空間230に臨ませて試料(具体的には血液等の体液)と反応する試薬層221が設けられている。この一対の電極211と試薬層221によってバイオセンサが構成されている。このようなセンサチップ200としては、例えば前記特許文献2に記載されたような板部材が折り曲げられて基板とカバーとが作製されたチップが例示される。もっとも、本発明においては、特許文献2に示された構造のものでなくても差し支えなく、基板210とカバー220との間に試料導入口201が備えられ、その試料導入口201から試料を導入する構造のものであれば適用できる。   As shown in FIG. 3, in the sensor chip 200, the cover 220 and the substrate 210 are bonded together with an adhesive layer 240 so as to form a sample space 230 between the cover 220, which is a plate member having an insulating property, and the substrate 210. Has a structured. The sensor chip 200 has a sample introduction port 201 connected to the sample space 230 at the tip thereof. At the rear end of the sample space 230, vent holes 241 connected to the sample space 230 and the outside of the sensor chip 200 are extended on both sides. A pair of electrodes 211 is formed on the substrate 210 so as to face the sample space 230. A voltage extraction terminal 212 electrically connected to the electrode 211 by a conductor is formed at the end of the substrate opposite to the sample introduction port 201. The cover 220 is provided with a reagent layer 221 that faces the sample space 230 and reacts with a sample (specifically, a body fluid such as blood). The pair of electrodes 211 and the reagent layer 221 constitute a biosensor. Examples of such a sensor chip 200 include a chip in which a plate member as described in Patent Document 2 is bent to produce a substrate and a cover. However, in the present invention, the structure shown in Patent Document 2 does not matter, and the sample introduction port 201 is provided between the substrate 210 and the cover 220, and the sample is introduced from the sample introduction port 201. Any structure can be applied.

ランセット針300はセンサチップ200のカバー220上に配置され、例えば固定部材150と支持部材160によって挟まれてセンサチップ200に固定される。ランセット針300は、皮膚(被検体)に傷を付けるべくセンサチップ200の先端からランセット針300の先端を突出させて固定される。また、皮膚から出た体液が速やかに試料導入口201に誘導されるべく、ランセット針300の軸がほぼ試料空間230の配設方向とほぼ平行になるように配置され、当該軸が試料導入口201に近接、好ましくは試料導入口201の真上に位置するように配置される。なお、本発明においては、後述するように流路形成体110が装着されるために、それによって形成された流路111(流路横断面)内に位置する限りにおいて、試料導入口201から多少離れた位置にあっても差し支えない。   The lancet needle 300 is disposed on the cover 220 of the sensor chip 200 and is fixed to the sensor chip 200 by being sandwiched between the fixing member 150 and the support member 160, for example. The lancet needle 300 is fixed by protruding the tip of the lancet needle 300 from the tip of the sensor chip 200 in order to damage the skin (subject). Further, the lancet needle 300 is arranged so that the axis of the lancet needle 300 is substantially parallel to the arrangement direction of the sample space 230 so that the bodily fluid coming out of the skin can be quickly guided to the sample introduction port 201. It arrange | positions so that it may be located in proximity to 201, Preferably just above the sample inlet 201. FIG. In the present invention, since the flow path forming body 110 is mounted as will be described later, as long as the flow path forming body 110 is positioned within the flow path 111 (flow path cross section) formed by the flow path forming body 110, the sample introduction port 201 is somewhat It does not matter if it is in a remote location.

支持部材160はセンサチップ200の下面からセンサチップ200を保持する機能を有しており、例えばプラスチック材料などから作製される。また、デバイス本体2に着脱しやすいように、支持部材160は2本の指で挟持しやすい翼部161を備えている。固定部材150はセンサチップ200の上面からセンサチップ200を保護する機能を有しており、例えばプラスチック材料などから作製される。また、固定部材150はランセット針300を固定する機能も有しており、その下面にはランセット針300を固定するための切り欠き(図示せず)が形成されている。もちろん、固定部材150と支持部材160を一体成形することもできる。   The support member 160 has a function of holding the sensor chip 200 from the lower surface of the sensor chip 200, and is made of, for example, a plastic material. In addition, the support member 160 includes a wing portion 161 that can be easily held between two fingers so that the device body 2 can be easily attached to and detached from the device body 2. The fixing member 150 has a function of protecting the sensor chip 200 from the upper surface of the sensor chip 200, and is made of, for example, a plastic material. The fixing member 150 also has a function of fixing the lancet needle 300, and a notch (not shown) for fixing the lancet needle 300 is formed on the lower surface thereof. Of course, the fixing member 150 and the support member 160 may be integrally formed.

センサチップ200の前面には流路形成体110が備えられる。この流路形成体110は、後述するように穿刺部位から流れ出た体液(血液)を速やかに試料導入口201に導くものである。図示する流路形成体110はチューブ状であり、チューブ内部が血液の流れる流路111となっている。流路形成体110はいわゆる蛇腹状に形成され、流路方向に伸縮自在となっている。流路形成体110はその復元力によって元の形状に復帰する必要はなく、弾性を備えている必要はない。復元力発生部材130が圧縮した流路形成体110を復元するからである。もちろん、流路形成体110が復元力を有していても差し支えない。また、流路方向に伸縮する必要があることより、その厚み(肉厚)は薄いものが好ましい。肉厚が薄ければ圧縮や伸張に必要とする力が小さくなるので、針一体型センサ100(センサ体10)を衝突させる機構を小さくできる。また、衝突時の痛みが小さくなる。これらの機能を満足させるものであればその材質は特に制約されず、わずかの剛性を有するものでもよい。ただし、剛性の大きな材質では圧縮や伸張に必要とする力が大きくなり、余り好ましくない。さらに、流路形成体110にはその溶出成分などによって測定結果に悪影響を与えない材質が望ましい。このような材質として、例えば人工血管として利用されている高分子材料が好適に利用できる。このような高分子材料としては、延伸ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂やダクロン(商品名)等のポリエステルが例示される。もちろん、測定結果に影響を与えない測定項目もあり、これらの項目を対象とする場合には、ポリエチレンやポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリマーを用いることもできる。   A flow path forming body 110 is provided on the front surface of the sensor chip 200. As will be described later, the flow path forming body 110 promptly guides body fluid (blood) flowing out from the puncture site to the sample introduction port 201. The illustrated flow path forming body 110 has a tube shape, and the inside of the tube is a flow path 111 through which blood flows. The flow path forming body 110 is formed in a so-called bellows shape, and can expand and contract in the flow path direction. The flow path forming body 110 does not need to return to its original shape by its restoring force, and does not need to have elasticity. This is because the restoring force generating member 130 restores the compressed flow path forming body 110. Of course, the flow path forming body 110 may have a restoring force. Moreover, since it is necessary to expand and contract in the flow path direction, it is preferable that the thickness (thickness) is thin. If the wall thickness is thin, the force required for compression and expansion becomes small, so that the mechanism for causing the needle integrated sensor 100 (sensor body 10) to collide can be made small. Moreover, the pain at the time of a collision becomes small. As long as these functions are satisfied, the material is not particularly limited, and may have a slight rigidity. However, a material having high rigidity increases the force required for compression and extension, and is not preferable. Further, the flow path forming body 110 is preferably made of a material that does not adversely affect the measurement result due to the eluted components. As such a material, for example, a polymer material used as an artificial blood vessel can be preferably used. Examples of such a polymer material include fluororesins such as expanded polytetrafluoroethylene and polyesters such as Dacron (trade name). Of course, there are measurement items that do not affect the measurement results, and when these items are targeted, polymers such as polyethylene, polystyrene, polypropylene, and polyethylene terephthalate can be used.

流路形成体110は流路111から外部に体液が漏れないように備えられる。このためには、例えば、センサチップ200の前面に合成樹脂などから作製された基台140を設け、基台140に流路形成体110の端部を埋設する、センサチップ200を保持する支持部材160や固定部材150の前面に接着剤により直接固定する方法が挙げられる。このとき、図示するように、基台140に貫通孔141を設け、その内周面に流路形成体110の外周面を貼り合わせるようするのが好ましい。   The flow path forming body 110 is provided so that body fluid does not leak from the flow path 111 to the outside. For this purpose, for example, a base 140 made of synthetic resin or the like is provided on the front surface of the sensor chip 200, and the support member that holds the sensor chip 200 is embedded in the base 140 at the end of the flow path forming body 110. The method of fixing directly to the front surface of 160 or the fixing member 150 with an adhesive is mentioned. At this time, as shown in the figure, it is preferable that a through hole 141 is provided in the base 140 and the outer peripheral surface of the flow path forming body 110 is bonded to the inner peripheral surface thereof.

流路形成体110の先端部には、その先端開口が穿刺対象面すなわち皮膚面に安定に接触するための接触安定部材120が取り付けられる。接触安定部材120の材質は特に制約されるものではないが、皮膚に接触した際に安定かつソフトに接触する材質、例えばわずかに粘着性を有する樹脂材料、具体的には熱硬化性のシリコーンゴム、熱可塑性のスチレン系ゴム(例えば、セプトン(商品名))が好適である。   A contact stabilizing member 120 is attached to the distal end portion of the flow path forming body 110 so that the distal end opening stably contacts the puncture target surface, that is, the skin surface. The material of the contact stabilizing member 120 is not particularly limited, but is a material that comes into contact with the skin in a stable and soft manner, for example, a slightly sticky resin material, specifically a thermosetting silicone rubber. Thermoplastic styrene rubber (for example, Septon (trade name)) is preferable.

図示するものでは、接触安定部材120に設けられた貫通孔121の内周面に、流路形成体110の外周面が貼り合わせられているが、その取付方法によっては血液が接触安定部材120と接触する可能性がある。また、接触安定部材120にはある程度の剛性が必要とされ、流路形成体110との接着性も必要となる。このようなことを考慮すると、上記の人工血管として利用されているフッ素樹脂材料が好ましい。ところが、フッ素樹脂を用いた接触安定部材120は皮膚との接触が不安定であり、衝突後に位置ずれを起こし流路111に血液を十分に行き渡らせることが困難になるおそれがある。この場合には、例えば、図4に示すごとく、表面に突設した滑止部材121を設けた接触安定部材120を用いる。また、表面に粘着剤を塗布し、接着性を向上した接触安定部材120を用いてもよい。   In the illustrated example, the outer peripheral surface of the flow path forming body 110 is bonded to the inner peripheral surface of the through-hole 121 provided in the contact stabilizing member 120, but depending on the attachment method, blood may be in contact with the contact stabilizing member 120. There is a possibility of contact. Further, the contact stabilizing member 120 needs to have a certain degree of rigidity, and also needs adhesiveness with the flow path forming body 110. In consideration of this, the fluororesin material used as the artificial blood vessel is preferable. However, the contact stabilizing member 120 using a fluororesin is unstable in contact with the skin, and there is a possibility that the position is displaced after the collision and it is difficult to sufficiently distribute the blood to the flow path 111. In this case, for example, as shown in FIG. 4, a contact stabilizing member 120 provided with a non-slip member 121 protruding on the surface is used. Moreover, you may use the contact stabilization member 120 which apply | coated the adhesive to the surface and improved adhesiveness.

ランセット針300は、力が加えられていない非圧縮時には針先が流路形成体110内に位置し、穿刺対象面すなわち皮膚に衝突した圧縮時には針先が流路111に繋がる接触安定部材120の前面からわずかに飛び出るように設けられる。   The lancet needle 300 has a needle tip that is positioned in the flow path forming body 110 when no force is applied, and a contact stabilizing member 120 that connects the flow path 111 when the needle tip collides with the puncture target surface, that is, the skin. It is provided to protrude slightly from the front.

基台140と接触安定部材120の間には、板バネからなる2つの復元力発生部材130が対向して設けられている。図示された復元力発生部材130は、2枚の板バネが基台140と接触安定部材120の間でその端部が接合して作製され、流路方向に復元力を発生する。復元力発生部材130は、接合されず自由端となった板バネ端部の少なくとも一方は接触安定部材120に埋設などにより固定され、接触安定部材120と一体化される。また、好ましくはその残る板バネ他端も基台140に固定される。接触安定部材120の少なくとも一端を固定することにより、圧縮した流路形成体110を元の形状に復元させるだけでなく、流路形成体110を流路方向に正しく圧縮させる機能を果たす。復元力発生部材130はこれらの機能を果たすものであればその構成は特に問わない。小型で軽量化の観点から板バネが好適であるが、弦巻バネを用いてもよい。   Between the base 140 and the contact stabilizing member 120, two restoring force generating members 130 made of leaf springs are provided to face each other. The restoring force generating member 130 shown in the figure is produced by joining two leaf springs at the end portions between the base 140 and the contact stabilizing member 120, and generates a restoring force in the flow path direction. The restoring force generating member 130 is fixed to the contact stabilizing member 120 by embedding at least one of the end portions of the leaf spring that is not joined and becomes a free end, and is integrated with the contact stabilizing member 120. In addition, the other end of the remaining leaf spring is preferably fixed to the base 140. Fixing at least one end of the contact stabilizing member 120 not only restores the compressed flow path forming body 110 to its original shape, but also functions to correctly compress the flow path forming body 110 in the flow path direction. The restoring force generating member 130 is not particularly limited in configuration as long as it fulfills these functions. A leaf spring is preferable from the viewpoint of small size and light weight, but a string spring may be used.

針一体型センサ100は、例えば図1に示すような略筒状をしたセンサボディ20に装着されセンサ体10として提供される。センサボディ20は、デバイス本体2への装着用に用いられるものである。その内部には、センサチップ200の端子212とデバイス本体2の測定回路(図示せず)を電気的に接続するためのコネクタ21を備えている。また、センサボディ20の後端側は、ボディ先端側に比べて外径が小さくなった筒状の駆動バネ装着部22となっている。   The needle-integrated sensor 100 is provided as a sensor body 10 mounted on a sensor body 20 having a substantially cylindrical shape as shown in FIG. The sensor body 20 is used for mounting on the device body 2. Inside, a connector 21 for electrically connecting a terminal 212 of the sensor chip 200 and a measurement circuit (not shown) of the device main body 2 is provided. In addition, the rear end side of the sensor body 20 is a cylindrical drive spring mounting portion 22 having an outer diameter smaller than that of the front end side of the body.

流路形成体110を有するセンサ10は、翼部161の基端近傍を、デバイス本体2の誘導スリット4に挿通させてデバイス本体2に装着される(図5参照)。デバイス本体2は、装着されたセンサ体10を皮膚に衝突させ穿刺するための穿刺機構と、センサチップ200で生じた起電圧から測定値に変換する変換回路や測定値を表示するための表示機構(図示せず)などを備えている。穿刺機構は、例えばバネ機構から構成される。バネ機構は、センサ体10の後部に備えられる駆動バネ31と、駆動バネ31を圧縮した状態で保持するとともに駆動ボタン3によって保持状態を解除する保持機構とから構成される。駆動バネ31は、先端側の一部に駆動バネ装着部22を挿入するようにセンサボディ20に取り付けられ、その他端をデバイス本体2の所定位置にある壁面22に押し付け可能にデバイス本体2内に収納される。また、図示する駆動バネ31はデバイス本体2に固定されているものではなく、収縮した駆動バネ31が自然長に復帰した際には、自然長のままで移動可能となっている。駆動バネ31はその片端がデバイス本体2(例えば壁面24)に固定されていてもよい。   The sensor 10 having the flow path forming body 110 is attached to the device body 2 by inserting the vicinity of the base end of the wing portion 161 into the guide slit 4 of the device body 2 (see FIG. 5). The device main body 2 has a puncture mechanism for puncturing the mounted sensor body 10 against the skin, a conversion circuit for converting an electromotive voltage generated in the sensor chip 200 into a measured value, and a display mechanism for displaying the measured value. (Not shown). The puncture mechanism is constituted by a spring mechanism, for example. The spring mechanism includes a drive spring 31 provided at the rear portion of the sensor body 10 and a holding mechanism that holds the drive spring 31 in a compressed state and releases the hold state by the drive button 3. The drive spring 31 is attached to the sensor body 20 so that the drive spring mounting portion 22 is inserted into a part of the distal end side, and the other end is pressed into the wall surface 22 at a predetermined position of the device body 2 in the device body 2. Stored. Further, the illustrated drive spring 31 is not fixed to the device main body 2, and can move with the natural length when the contracted drive spring 31 returns to the natural length. One end of the drive spring 31 may be fixed to the device body 2 (for example, the wall surface 24).

保持機構は、センサボディ20に形成されたフック固定用の凹所25と駆動ボタン3と連動するフック部材26及び保持バネ27とからなる。保持バネ27は駆動ボタン3を上方に付勢しており、フック部材26の先端に設けられたフック28を凹所25に係止する。センサ体10がデバイス本体2に挿入されるとフック部材26の先端にあるフック28が凹所25に係合し、駆動バネ31を圧縮した状態に保持する。次いで、駆動ボタン3が押されると、フック28が凹所25から外れ、駆動バネ31が解放される結果、その復元力によってセンサ体10が勢いよく前方に飛び出る。これにより皮膚に衝突した針一体型センサ100は、図7に示すように復元力発生部材130の復元力に打ち勝って、流路形成体110が圧縮し、ランセット針300の先端が皮膚に突き刺さる。その後、接触安定部材120は皮膚に接触した状態に保たれる一方、復元力発生部材130の復元力によってランセット針300が皮膚から外れ、皮膚から流れ出た血液は流路111を満たす。こうして、血液が十分に試料導入口201に行き渡る。   The holding mechanism includes a hook fixing recess 25 formed in the sensor body 20, a hook member 26 interlocking with the drive button 3, and a holding spring 27. The holding spring 27 urges the drive button 3 upward, and locks the hook 28 provided at the tip of the hook member 26 in the recess 25. When the sensor body 10 is inserted into the device body 2, the hook 28 at the tip of the hook member 26 engages with the recess 25 and holds the drive spring 31 in a compressed state. Next, when the drive button 3 is pressed, the hook 28 is removed from the recess 25 and the drive spring 31 is released. As a result, the sensor body 10 jumps forward with a strong force. As a result, the needle-integrated sensor 100 that has collided with the skin overcomes the restoring force of the restoring force generating member 130 as shown in FIG. Thereafter, while the contact stabilizing member 120 is kept in contact with the skin, the lancet needle 300 is detached from the skin by the restoring force of the restoring force generating member 130, and the blood flowing out from the skin fills the flow path 111. Thus, the blood is sufficiently distributed to the sample inlet 201.

このように、流路111を確保する流路形成体110は流路方向に伸縮する蛇腹構造体からなるので、フッ素樹脂のように剛性を有する材質を使用できる。このために、材質の選択の幅が広がり、測定結果に影響を与えない材質の選択ができる。   Thus, since the flow path forming body 110 that secures the flow path 111 is formed of a bellows structure that expands and contracts in the flow path direction, a rigid material such as a fluororesin can be used. For this reason, the selection range of the material is widened, and the material can be selected without affecting the measurement result.

また、復元力発生部材130により流路形成体110を復元させるので、流路形成体110自身には復元力が必要ではなく、流路形成体110を薄肉のチューブ状に構成できる。このために発生させる復元力を弱くできる。その結果、針一体型センサ100を衝突させるための穿刺機構の駆動力を小さくでき、センサデバイスの小型化に貢献する。また、衝突力が小さくなるので、衝突による痛みが軽減される。   Further, since the flow path forming body 110 is restored by the restoring force generating member 130, the flow path forming body 110 itself does not require a restoring force, and the flow path forming body 110 can be configured in a thin tube shape. For this reason, the restoring force generated can be weakened. As a result, the driving force of the puncture mechanism for causing the needle integrated sensor 100 to collide can be reduced, which contributes to the downsizing of the sensor device. Further, since the collision force is reduced, the pain caused by the collision is reduced.

本発明の針一体型センサを備えたセンサ体を一部破断した概略斜視図である。It is the schematic perspective view which fractured | ruptured partially the sensor body provided with the needle | hook integrated sensor of this invention. センサ体の一部を拡大した概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing which expanded a part of sensor body. 針一体型センサに用いられるセンサチップの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the sensor chip used for a needle integrated sensor. 別な実施形態である針一体型センサを備えたセンサ体の一部を拡大した概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing which expanded a part of sensor body provided with the needle integrated sensor which is another embodiment. 針一体型センサが装着されたセンサデバイスの外観図である。It is an external view of a sensor device to which a needle integrated sensor is attached. 針一体型センサが装着されたセンサデバイスの概略内部構造図である。It is a schematic internal structure figure of the sensor device with which the needle | hook integrated sensor was mounted | worn. 針一体型センサの動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a needle | hook integrated sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1 センサデバイス
2 デバイス本体
3 駆動ボタン
4 誘導スリット
10 センサ体
20 センサボディ
21 コネクタ
22 駆動バネ装着部
25 凹所
26 フック部材
27 保持バネ
28 フック
31 駆動バネ
100 針一体型センサ
110 流路形成体
111 流路
120 接触安定部材
122 滑止部材
130 復元力発生部材
140 基台
150 固定部材
160 支持部材
161 翼部
200 センサチップ
201 試料導入口
210 基板
220 カバー
221 試薬層
230 試料空間
240 接着剤層
300 ランセット針
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor device 2 Device main body 3 Drive button 4 Guidance slit 10 Sensor body 20 Sensor body 21 Connector 22 Drive spring mounting part 25 Recess 26 Hook member 27 Holding spring 28 Hook 31 Drive spring 100 Needle integrated sensor 110 Flow path formation body 111 Flow path 120 Contact stabilizing member 122 Antiskid member 130 Restoring force generating member 140 Base 150 Fixing member 160 Support member 161 Wing part 200 Sensor chip 201 Sample inlet 210 Substrate 220 Cover 221 Reagent layer 230 Sample space 240 Adhesive layer 300 Lancet needle

Claims (9)

センサチップと、前記センサチップの片端部に固定されたランセット針と、当該センサチップの片端部に備えられた流路方向に伸縮する蛇腹構造体からなる流路形成体とを有することを特徴とする針一体型センサ。   It has a sensor chip, a lancet needle fixed to one end of the sensor chip, and a flow path forming body made of a bellows structure that expands and contracts in the flow path direction provided at the one end of the sensor chip. Needle integrated sensor. 前記流路形成体は穿刺対象面に対する接触安定部材を有することを特徴とする請求項1に記載の針一体型センサ。   The needle integrated sensor according to claim 1, wherein the flow path forming body includes a contact stabilizing member for a puncture target surface. 収縮した流路形成体を元の形状に復元させる復元力発生部材を有することを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の針一体型センサ。   The needle integrated sensor according to claim 1, further comprising a restoring force generating member that restores the contracted flow path forming body to an original shape. 前記流路形成体は収縮した流路形成体を元の形状に復元させる復元力発生部材と当該復元力発生部材と一体化された穿刺対象面に対する接触安定部材を有することを特徴とする請求項1に記載の針一体型センサ。   The flow path forming body includes a restoring force generating member for restoring the contracted flow path forming body to an original shape, and a contact stabilizing member for a puncture target surface integrated with the restoring force generating member. The needle integrated sensor according to 1. 前記接触安定部材の接触面は滑止防止手段を有することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の針一体型センサ。   The needle-integrated sensor according to any one of claims 2 to 4, wherein the contact surface of the contact stabilizing member has anti-slip means. 前記滑止防止手段は突起物であることを特徴とする請求項5に記載の針一体型センサ。   The needle-integrated sensor according to claim 5, wherein the anti-slip means is a protrusion. 前記滑止防止手段は滑止防止剤の塗布であることを特徴とする請求項5又は6のいずれか1項に記載の針一体型センサ。   The needle-integrated sensor according to any one of claims 5 and 6, wherein the anti-slip means is application of an anti-slip agent. 前記復元力発生部材が板バネであることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載の針一体型センサ。   The needle integrated sensor according to any one of claims 3 to 7, wherein the restoring force generating member is a leaf spring. 前記流路形成体がフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の針一体型センサ。   The needle integrated sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein the flow path forming body is made of a fluororesin.
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