JPH0765978B2 - Trace component measuring method and trace component measuring device - Google Patents

Trace component measuring method and trace component measuring device

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JPH0765978B2
JPH0765978B2 JP4244993A JP24499392A JPH0765978B2 JP H0765978 B2 JPH0765978 B2 JP H0765978B2 JP 4244993 A JP4244993 A JP 4244993A JP 24499392 A JP24499392 A JP 24499392A JP H0765978 B2 JPH0765978 B2 JP H0765978B2
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trace component
perfusate
dialysis
trace
glucose
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辰生 鈴木
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Nikkiso Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、微量成分測定方法及
び微量成分測定装置に関し、更に詳しくは、温度等の測
定条件による測定結果の変動が少なく精度に優れ、簡便
かつ連続的に測定することのできる微量成分測定方法、
及びその方法に好適に使用することのできる、軽量かつ
小型で取扱の便利な微量成分測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a trace amount component and a device for measuring a trace amount component, and more specifically, it provides simple and continuous measurement with little variation in measurement results due to measurement conditions such as temperature. A method for measuring trace components,
The present invention also relates to a light weight, small size, and convenient handling trace amount component measuring device that can be suitably used for the method.

【0002】[0002]

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、バ
イオエレクトロニクスの分野において、酵素反応を利用
して特定の物質を測定する酵素センサー、微生物センサ
ー等をはじめとするバイオセンサーの開発が盛んであ
る。更に、バイオセンサーを装備した分析機器、測定機
器、医療機器等の開発が盛んに行なわれてきている。こ
れらの中で、注目すべきものの一つに血液中のグルコー
ス濃度を測定する血糖測定装置がある。血糖値は、糖尿
病患者にとって制御しなければならない重要な因子であ
る。従来においては、例えば、以下のような血糖測定装
置が提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of bioelectronics, development of biosensors including enzyme sensors, microbial sensors, etc. for measuring a specific substance by utilizing an enzymatic reaction has been actively pursued. is there. Furthermore, development of analytical instruments, measuring instruments, medical instruments, etc. equipped with biosensors has been actively conducted. Among these, one of the notable ones is a blood glucose measuring device that measures the glucose concentration in blood. Blood glucose level is an important factor that must be controlled for diabetics. Conventionally, for example, the following blood glucose measuring device has been proposed.

【0003】一つは、先ずシリンジポンプを用いて生体
液等の被測定液中に留置した透析用ホローファイバーに
生理的食塩水を送る。次に透析用ホローファイバーにお
いてその内外の濃度差を利用して被測定液中に含まれる
グルコースを透析する。そして、この透析液を測定部に
送り、測定部において透析液中のグルコースの量をグル
コースセンサーにより測定する装置である(橋口ら,人
工臓器 21(3);1094(1992)、橋口ら,
医用電子と生体工学 第30巻特別号(1992)参
照)。
First, a physiological saline solution is first sent to a hollow fiber for dialysis, which is placed in a solution to be measured, such as a biological fluid, using a syringe pump. Next, in the dialysis hollow fiber, glucose contained in the liquid to be measured is dialyzed by utilizing the difference in concentration between the inside and the outside. Then, this dialysate is sent to the measuring unit, and the amount of glucose in the dialysate is measured by the glucose sensor in the measuring unit (Hashiguchi et al., Artificial Organ 21 (3); 1094 (1992), Hashiguchi et al.
Medical Electronics and Biotechnology, Vol. 30, Special Issue (1992)).

【0004】他としては、先ずシリンジポンプ又はペリ
スタルティックポンプを用いて生体液等の被測定液中に
留置した透析用ホローファイバーに生理的食塩水及びグ
ルコースオキシダーゼを送る。次に透析用ホローファイ
バーにおいてその内外の濃度差を利用して被測定液中に
含まれるグルコースを透析すると共に、このグルコース
とグルコースオキシダーゼとを反応させる。そして、前
記反応の際に消費される酸素の量を、測定部における酸
素センサーで測定してグルコース濃度に換算することに
より、グルコース濃度を間接的に測定する装置である
(A. J. M. Schoonen et al., Biosensors and Bioelec
tronics 5; 37(1990) 、A. L. Aalders etal., Intern.
J. Artif. Organs; 14(2); 102(1991)参照)。また、
グルコース濃度以外では、同様にして得られた透析液中
の薬物の濃度を質量分析計により測定する装置が提案さ
れている(R.M.Caprioli、 WO9014791 参照)。
In other cases, first, a physiological saline solution and glucose oxidase are sent to a hollow fiber for dialysis, which is left in a solution to be measured such as a biological fluid by using a syringe pump or a peristaltic pump. Next, in the dialysis hollow fiber, the glucose contained in the liquid to be measured is dialyzed by utilizing the difference in concentration between the inside and outside thereof, and the glucose and glucose oxidase are reacted. Then, the amount of oxygen consumed during the reaction is an apparatus for indirectly measuring the glucose concentration by measuring the glucose concentration by measuring with an oxygen sensor in the measuring unit (AJM Schoonen et al., Biosensors and Bioelec
tronics 5; 37 (1990), AL Aalders et al., Intern.
J. Artif. Organs; 14 (2); 102 (1991)). Also,
In addition to the glucose concentration, an apparatus has been proposed in which the concentration of the drug in the dialysate obtained in the same manner is measured by a mass spectrometer (see RMCaprioli, WO9014791).

【0005】しかしながら、これらの装置には、被測定
液中の微量成分を透析するための生理的食塩水を透析ホ
ローファイバーに送るのに、いずれも機械駆動方式のシ
リンジポンプなどを用いているので、装置全体が大きく
重量があり、取扱が不便で、しかも高価であるという問
題があった。
However, in these devices, a mechanically driven syringe pump or the like is used to send physiological saline for dialysis of trace components in the liquid to be measured to the dialysis hollow fiber. However, there is a problem that the entire device is large and heavy, inconvenient to handle, and expensive.

【0006】ところで、酵素にはその反応活性が最大と
なる至適温度があるので、酵素反応は温度依存性を有す
る。したがって、酵素反応を利用するバイオセンサーを
使用する場合には、一般的に、一定の温度条件下で使用
するか、又はそれ自身が温度補償機構を有することが必
要となる。
By the way, since the enzyme has an optimum temperature at which its reaction activity is maximized, the enzyme reaction has temperature dependence. Therefore, when using a biosensor that utilizes an enzymatic reaction, it is generally necessary to use it under a constant temperature condition or to have a temperature compensation mechanism itself.

【0007】しかしながら、前記従来の装置において
は、いずれも温度補償機構は設けられていない。しか
も、その使用条件は、常に一定の温度に制御されている
とは限らない環境下であることが多いので、温度の影響
を直接的に受けてしまい、測定誤差が大きいという問題
があった。かかる誤差の大きい測定結果、例えば血糖値
等に基づいて、インシュリン投与等の処置・治療等を行
なうのでは患者にとって非常に危険である。
However, none of the above conventional devices is provided with a temperature compensation mechanism. Moreover, since the use conditions are often in an environment where the temperature is not always controlled to a constant temperature, there is a problem that the influence of temperature is directly exerted and a measurement error is large. It is very dangerous for a patient to perform treatment / treatment such as insulin administration based on a measurement result having such a large error, for example, a blood glucose level.

【0008】糖尿病を初めとする成人病が急増し、高齢
化社会に進みつつある現在においては、血糖等の微量成
分を連続的に安全かつ簡便に、しかも測定条件の影響が
少なく精度よく測定することのできる、小型で取扱に便
利な装置が、医療分野において特に要望されている。こ
の発明は、前記問題を解決すると共に、かかる要望に応
え、温度依存性等による出力変動を少なくすることによ
り、微量成分を簡便かつ連続的に、しかも測定誤差が少
なく精度よく測定することのできる微量成分測定方法
と、その方法に好適な小型で取扱に便利な微量成分測定
装置とを提供することを目的としている。
With the rapid increase in adult diseases such as diabetes and the aging of society, trace components such as blood glucose can be measured continuously and safely and accurately with little influence of measurement conditions. There is a particular need in the medical field for a compact and convenient device to handle. The present invention solves the above-mentioned problems, and in response to such a demand, by reducing the output fluctuation due to temperature dependence and the like, it is possible to measure trace components simply and continuously, and with a small measurement error and high accuracy. An object of the present invention is to provide a method for measuring a trace component and a device for measuring a trace component, which is suitable for the method and is small in size and convenient to handle.

【0009】[0009]

【前記課題を解決するための手段】前記課題を解決する
ためにこの発明者が鋭意検討を行ったところ、従来の測
定装置における機械駆動方式のシリンジポンプに変え
て、溶液の浸透圧により駆動する方式の注入ポンプを用
いれば、装置全体を小型化することができると共に取扱
い性を向上させることができることを見出した。更に驚
くべきことに、浸透圧駆動方式注入ポンプによる透析グ
ルコース濃度とグルコースセンサー出力との温度依存性
が互いに逆であることにより、それぞれの温度依存性が
逆に作用して相殺されて、結果として装置全体の温度依
存性を低くすることができることを見出し、この発明に
到達した。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has made earnest studies and found that the conventional measuring device is driven by the osmotic pressure of the solution instead of the mechanically driven syringe pump. It has been found that the use of the infusion pump of the type makes it possible to reduce the size of the entire apparatus and improve the handleability. Even more surprisingly, the temperature dependence of the dialysis glucose concentration and the glucose sensor output by the osmotic pressure driven infusion pump are opposite to each other, and the temperature dependences of the two are counteracted and offset, resulting in The inventors have found that the temperature dependence of the entire device can be reduced and have reached the present invention.

【0010】即ち、前記課題を解決するための請求項1
に記載の発明は、溶液の浸透圧を駆動源とした注入ポン
プにより灌流液を吐出し、前記吐出された灌流液を透析
プローブにおいて収容し、更に測定する微量成分を透析
して前記灌流液中に取り込むことにより微量成分含有灌
流液とすると共にこれを送り出し、前記送り出された灌
流液に含まれる微量成分を酵素センサーフローセルによ
り測定することを特徴とする微量成分測定方法であり、
前記請求項2に記載の発明は、微量成分がグルコースで
ある前記請求項1に記載の微量成分測定方法であり、前
記請求項3に記載の発明は、溶液の浸透圧を駆動源とし
て灌流液を吐出する注入ポンプと、前記吐出された灌流
液を収容し、測定する微量成分を透析により取り込むこ
とにより微量成分含有灌流液とすると共にこれを送り出
す透析プローブと、前記送り出された灌流液に含まれる
微量成分を測定する酵素センサーフローセルとを有する
ことを特徴とする微量成分測定装置であり、前記請求項
4に記載の発明は、微量成分がグルコースである前記請
求項3に記載の微量成分測定装置である。
That is, claim 1 for solving the above problems
In the invention described in 1), the perfusate is discharged by an infusion pump using the osmotic pressure of the solution as a driving source, the discharged perfusate is stored in a dialysis probe, and a trace component to be measured is further dialyzed in the perfusate. It is a trace component-containing perfusate that is taken in by and is sent out, and a trace component measuring method characterized by measuring a trace component contained in the delivered perfusate with an enzyme sensor flow cell,
The invention according to claim 2 is the method for measuring a trace component according to claim 1, wherein the trace component is glucose, and the invention according to claim 3 uses the osmotic pressure of the solution as a driving source. An infusion pump that discharges the perfusion solution, a dialysis probe that contains the discharged perfusion solution and takes in the trace component to be measured by dialysis to form a trace component-containing perfusion solution, and a dialysis probe that sends this out. An enzyme sensor flow cell for measuring a trace component contained therein, the trace component measuring device according to claim 4, wherein the trace component is glucose. It is a device.

【0011】[0011]

【作用】この発明の微量成分測定方法においては、溶液
の浸透圧を駆動源とした注入ポンプにより、灌流液を吐
出する。前記吐出された灌流液は、透析プローブ内に収
容される。次に、透析プローブにおいて、測定する微量
成分が、透析により前記灌流液中に取り込まれる。する
と、透析プローブの内部において、微量成分含有灌流液
が生ずる。次に、これを酵素センサーフローセルに送
る。酵素センサーフローセルにおいて、前記送られてき
た灌流液に含まれる微量成分が測定される。
In the method for measuring trace constituents of the present invention, the perfusate is discharged by the injection pump using the osmotic pressure of the solution as the driving source. The discharged perfusate is stored in the dialysis probe. Next, in the dialysis probe, the trace components to be measured are incorporated into the perfusion solution by dialysis. Then, a perfusate containing trace components is generated inside the dialysis probe. It is then sent to the enzyme sensor flow cell. In the enzyme sensor flow cell, trace components contained in the sent perfusate are measured.

【0012】また、この発明の微量成分測定装置におい
ては、注入ポンプは、溶液の浸透圧を駆動源として灌流
液を吐出する。透析プローブは、前記灌流液を収容する
と共に、測定する微量成分を透析により前記灌流液中に
取り込む。すると、透析プローブにおいて、微量成分含
有灌流液が生じる。更に、透析プローブは前記微量成分
含有灌流液を送り出す。前記微量成分含有灌流液は、酵
素センサーフローセルにおいて、酵素反応に供される。
これにより、微量成分が測定される。この微量成分測定
装置は、注入ポンプが浸透圧駆動方式であるので、モー
ター等の駆動部材や電源等が不要であるので、装置全体
は極めて小さく、取扱いが便利である。
Further, in the trace component measuring apparatus of the present invention, the infusion pump discharges the perfusate using the osmotic pressure of the solution as a driving source. The dialysis probe accommodates the perfusate and takes in trace components to be measured into the perfusate by dialysis. Then, in the dialysis probe, a perfusate containing trace components is generated. Further, the dialysis probe delivers the perfusate containing the trace components. The perfusate containing trace components is subjected to an enzymatic reaction in an enzyme sensor flow cell.
With this, a trace component is measured. Since the injection pump is an osmotic pressure drive system, this trace component measuring device does not require a drive member such as a motor or a power source, so that the entire device is extremely small and convenient to handle.

【0013】[0013]

【実施例】以下に、この発明の微量成分測定方法と共に
微量成分測定装置について図を参照しながら説明する。
なお、この発明は以下の実施例に何ら限定されるもので
はない。図1に示すのは、この発明の微量成分測定装置
の一実施例を示す概略説明図である。図1に示した微量
成分測定装置は、注入ポンプ1と、透析プローブ20
と、酵素センサーフローセル30とからなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Below, a description will be given of a trace component measuring apparatus and a trace component measuring device of the present invention with reference to the drawings.
The present invention is not limited to the following embodiments. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing one embodiment of the trace component measuring apparatus of the present invention. The trace component measuring device shown in FIG. 1 includes an infusion pump 1 and a dialysis probe 20.
And an enzyme sensor flow cell 30.

【0014】前記注入ポンプ1と前記透析プローブ20
とは、塩化ビニル製のチューブ40aにより接続されて
いる。また、前記透析プローブ20と酵素センサーフロ
ーセル30とは、塩化ビニル製のチューブ40bにより
接続されている。注入ポンプ1は、灌流液を、吐出する
と共に透析プローブに注入する。注入ポンプ1は、水充
填容器13と浸透圧容器7と灌流液供給容器3とを有す
る。水充填容器13と浸透圧容器7とは、水流出管6b
により接続され、また、浸透圧容器7と灌流液供給容器
3とは、水溶液流出管6aにより接続されている。
The infusion pump 1 and the dialysis probe 20
Are connected to each other by a vinyl chloride tube 40a. The dialysis probe 20 and the enzyme sensor flow cell 30 are connected by a vinyl chloride tube 40b. The infusion pump 1 discharges the perfusate and injects it into the dialysis probe. The infusion pump 1 has a water filling container 13, an osmotic pressure container 7, and a perfusate supply container 3. The water filling container 13 and the osmotic pressure container 7 are the water outflow pipe 6b.
Further, the osmotic pressure container 7 and the perfusate supply container 3 are connected by the aqueous solution outflow pipe 6a.

【0015】水充填容器13は、その内部に水充填室1
2bを有する。浸透圧容器7は、その内部に通水孔8を
有する支持体9及びこれに張設される平膜状の半透膜1
0を備える。また、この支持体9及び半透膜10により
画成される、水溶液流出管6aに臨む水溶液室11b及
び水流出管6bに臨む水充填室12aを有する。
The water filling container 13 has a water filling chamber 1 inside.
With 2b. The osmotic pressure container 7 includes a support 9 having a water passage hole 8 therein and a flat membrane-shaped semipermeable membrane 1 stretched over the support 9.
Equipped with 0. Further, it has an aqueous solution chamber 11b facing the aqueous solution outflow pipe 6a and a water filling chamber 12a facing the water outflow pipe 6b, which are defined by the support 9 and the semipermeable membrane 10.

【0016】灌流液供給容器3は、その内部に、前記灌
流液供給容器3の内壁に密接すると共に前後に摺動可能
な移動子4と、前記灌流液供給容器3における注出口2
とは反対側にある開口部を塞いで固定されるゴム栓14
とを備える。また、前記注出口2及び移動子4により画
成される灌流液室5と、前記移動子4及びゴム栓14に
より画成される水溶液室11aとを有する。
The perfusate supply container 3 has a moving member 4 which is in close contact with the inner wall of the perfusion liquid supply container 3 and can slide back and forth, and a spout 2 in the perfusion liquid supply container 3.
Rubber stopper 14 fixed by closing the opening on the side opposite to
With. Further, it has a perfusion solution chamber 5 defined by the spout 2 and the mover 4, and an aqueous solution chamber 11 a defined by the mover 4 and the rubber plug 14.

【0017】前記水充填容器13における水充填室12
bは、その内部に水を収容する。前記浸透圧容器7にお
ける水充填室12aは、その内部に水を収容し、また水
溶液室11bは、その内部に浸透圧惹起用の水溶液を収
容する。前記灌流液供給容器3における水溶液室11a
は、その内部に水溶液11を収容し、また灌流液室5
は、生理的食塩水である灌流液5aを収容する。
Water filling chamber 12 in the water filling container 13
b accommodates water therein. The water filling chamber 12a of the osmotic pressure container 7 stores water inside, and the aqueous solution chamber 11b stores an aqueous solution for inducing osmotic pressure inside. Aqueous solution chamber 11a in the perfusion solution supply container 3
Contains the aqueous solution 11 therein, and the perfusion solution chamber 5
Contains a perfusion solution 5a which is physiological saline.

【0018】この注入ポンプ1においては、前記浸透圧
容器7において、水充填室12aに収容される水が浸透
圧により水溶液室11bに移動する。すると、水溶液室
11bにおける水溶液11の容積が増加する。すると、
水溶液室11bに収容されきれなくなった分の水溶液1
1が、水溶液流出管6aを通って灌流液供給容器3にお
ける水溶液室11aに押し出される。すると、水溶液室
11aにおける水溶液11の容積が増加し、移動子4が
注出口2側に押される。これにより、灌流液室5に収容
されきれなくなった分の灌流液5aが、注出口2から吐
出される。吐出された灌流液5aは、チューブ40a内
部を通過して透析プローブ20に注入される。こうし
て、注入ポンプ1により、灌流液5aが吐出されると共
に透析プローブ20に注入される。
In this injection pump 1, in the osmotic pressure vessel 7, the water contained in the water filling chamber 12a moves to the aqueous solution chamber 11b by the osmotic pressure. Then, the volume of the aqueous solution 11 in the aqueous solution chamber 11b increases. Then,
Aqueous solution 1 that cannot be stored in the aqueous solution chamber 11b
1 is pushed out to the aqueous solution chamber 11a in the perfusion solution supply container 3 through the aqueous solution outflow pipe 6a. Then, the volume of the aqueous solution 11 in the aqueous solution chamber 11a increases, and the mover 4 is pushed to the spout 2 side. As a result, the perfusate 5 a that cannot be stored in the perfusate chamber 5 is discharged from the spout 2. The discharged perfusate 5a passes through the inside of the tube 40a and is injected into the dialysis probe 20. In this manner, the infusion pump 1 discharges the perfusate 5 a and injects it into the dialysis probe 20.

【0019】透析プローブ20は、注入ポンプ1から吐
出された灌流液5aを収容し、測定する微量成分を透析
により前記灌流液5a中に取り込むことにより微量成分
含有灌流液5bとすると共に、これを酵素センサーフロ
ーセル30に送る。この実施例において測定する微量成
分は、血液中に含まれるグルコースである。透析プロー
ブ20は、インレット23、針状シャフト21、透析膜
22、アウトレット24及び補強材25からなる。かか
る透析プローブ20の形状は、針状である。
The dialysis probe 20 accommodates the perfusate 5a discharged from the infusion pump 1, takes in the trace component to be measured into the perfusate 5a by dialysis, and forms the trace component-containing perfusate 5b. Send to the enzyme sensor flow cell 30. The trace component measured in this example is glucose contained in blood. The dialysis probe 20 includes an inlet 23, a needle shaft 21, a dialysis membrane 22, an outlet 24, and a reinforcing material 25. The dialysis probe 20 has a needle-like shape.

【0020】インレット23は、中空の細孔であり、そ
の一端が前記チューブ40aに接続される。このインレ
ット23は、中空の針状シャフト21の内部に収納され
る。針状シャフト21の内部におけるインレット23と
針状シャフト21との間には空間がある。この空間がア
ウトレット24である。アウトレット24と酵素センサ
ーフローセル30とは、チューブ40bにより接続され
ている。
The inlet 23 is a hollow fine hole, and one end thereof is connected to the tube 40a. The inlet 23 is housed inside the hollow needle shaft 21. There is a space between the inlet 23 and the needle shaft 21 inside the needle shaft 21. This space is the outlet 24. The outlet 24 and the enzyme sensor flow cell 30 are connected by a tube 40b.

【0021】透析プローブ20の先端、即ち針状シャフ
ト21の先端は、透析膜22になっている。一方、反対
側におけるインレット23とアウトレット24との枝別
れの部分は、補強材25により固定されている。前記透
析膜22は、中空糸状の透析膜であるホローファイバー
である。透析膜22の長さは、15mmである。
The tip of the dialysis probe 20, that is, the tip of the needle shaft 21 is a dialysis membrane 22. On the other hand, the branching portion of the inlet 23 and the outlet 24 on the opposite side is fixed by the reinforcing material 25. The dialysis membrane 22 is a hollow fiber, which is a hollow fiber dialysis membrane. The length of the dialysis membrane 22 is 15 mm.

【0022】透析プローブ20においては、透析膜22
以外は密閉系であり、外部との間で物質の行き来はな
い。透析プローブ20は、グルコースを含有する被測定
液たる血液中に留置される。この透析プローブ20にお
いては、注入ポンプ1から吐出される灌流液5aがチュ
ーブ40aを経てインレット23に導かれる。更に灌流
液5aは、インレット23を通り透析膜22部に導かれ
る。透析膜22においては、その内部にある生理的食塩
水である灌流液5aと外部にあるグルコースが含まれて
いる血液との間の濃度差により、グルコースが透析膜2
2を通過して透析プローブ20内に移動し、取り込まれ
る。これにより、グルコースの透析が行なわれる。する
と、ここで灌流液5aは、グルコース含有灌流液5bと
なると共に、アウトレット24を通過しチューブ40b
を経て、酵素センサーフローセル30に送られる。
In the dialysis probe 20, the dialysis membrane 22
Other than is a closed system, there is no transfer of substances to or from the outside. The dialysis probe 20 is left in the blood to be measured containing glucose. In the dialysis probe 20, the perfusate 5a discharged from the infusion pump 1 is guided to the inlet 23 via the tube 40a. Further, the perfusate 5a is guided to the dialysis membrane 22 through the inlet 23. In the dialysis membrane 22, due to the difference in concentration between the perfusate 5a, which is physiological saline inside the dialysis membrane 22, and the blood, which contains glucose outside, in the dialysis membrane 22, glucose is adsorbed on the dialysis membrane 2
It passes through 2 and moves into the dialysis probe 20, and is taken in. As a result, glucose is dialyzed. Then, the perfusate 5a becomes the glucose-containing perfusate 5b, passes through the outlet 24, and passes through the tube 40b.
And is sent to the enzyme sensor flow cell 30.

【0023】酵素センサーフローセル30は、透析プロ
ーブ20からチューブ40bを経て送られてくる微量成
分含有灌流液5bを通過させながら、その中に含まれる
微量成分を測定する。酵素センサーフローセル30は、
酵素センサー31とフローセル32とからなる。前記酵
素センサー31はグルコースセンサーである。酵素セン
サー31は、測定対象のグルコースを測定するために、
グルコースの酸化反応を触媒する酵素であるグルコース
オキシダーゼを固定化した酵素膜33を有する。この酵
素膜33において酵素反応が行なわれる。
The enzyme sensor flow cell 30 measures the trace components contained therein while passing the trace component-containing perfusion liquid 5b sent from the dialysis probe 20 through the tube 40b. The enzyme sensor flow cell 30 is
It is composed of an enzyme sensor 31 and a flow cell 32. The enzyme sensor 31 is a glucose sensor. The enzyme sensor 31 measures the glucose to be measured,
It has an enzyme film 33 on which glucose oxidase, which is an enzyme that catalyzes the oxidation reaction of glucose, is immobilized. An enzymatic reaction is performed in this enzyme film 33.

【0024】グルコースの測定原理は、グルコースオキ
シダーゼにより触媒される以下のグルコースの酸化反応
において、 グルコース+O2 → グルコノラクトン+H22 発生する過酸化水素を白金電極を作用電極として用いて
電流法により検出することによる。
The principle of measuring glucose is as follows: In the following oxidation reaction of glucose catalyzed by glucose oxidase, glucose + O 2 → gluconolactone + H 2 O 2 generated hydrogen peroxide is used as a working electrode by a current method. By detecting by.

【0025】前記フローセル32は、微量成分含有灌流
液5bが酵素センサー31における酵素膜33に接触し
ながら通過することができるように設計されている。酵
素センサーフローセル30を通過した微量成分含有灌流
液5bは、チューブ40cにより廃液瓶に導いて廃液と
して処分される。この酵素センサーフローセル30にお
いては、チューブ40bを経て透析プローブ20から送
られてくる微量成分含有灌流液5bが酵素センサーフロ
ーセル30の内部に導かれる。微量成分含有灌流液5b
は、酵素センサーフローセル30の内部において、酵素
センサー31における酵素膜33に接触しながら通過す
る。このとき、酵素膜33において、グルコースオキシ
ダーゼによる酸化反応が行なわれる。この酵素反応によ
って発生した過酸化水素は、酵素センサー31内の図示
しない白金電極において酸化還元反応に供される。する
と、前記酸化還元反応により限界拡散電流が得られる。
この電流はリード線34により、図示しない測定器に導
かれると共に計測される。測定結果は、あらかじめ作成
された校正直線によりグルコース濃度に換算される。こ
うして、グルコースの量を測定することができる。
The flow cell 32 is designed so that the perfusate 5b containing a trace component can pass while contacting the enzyme membrane 33 of the enzyme sensor 31. The trace component-containing perfusion liquid 5b that has passed through the enzyme sensor flow cell 30 is guided to a waste liquid bottle by a tube 40c and disposed of as a waste liquid. In the enzyme sensor flow cell 30, the trace component-containing perfusion solution 5b sent from the dialysis probe 20 via the tube 40b is introduced into the enzyme sensor flow cell 30. Perfusion solution containing trace components 5b
Passes through the inside of the enzyme sensor flow cell 30 while being in contact with the enzyme film 33 of the enzyme sensor 31. At this time, the oxidation reaction by glucose oxidase is performed in the enzyme film 33. Hydrogen peroxide generated by this enzymatic reaction is subjected to a redox reaction at a platinum electrode (not shown) in the enzyme sensor 31. Then, a limiting diffusion current is obtained by the redox reaction.
This current is guided by a lead wire 34 to a measuring device (not shown) and is measured. The measurement result is converted into glucose concentration by a calibration line created in advance. In this way, the amount of glucose can be measured.

【0026】《微量成分測定装置の特性》この実施例に
おける微量成分測定装置について、以下の特性につき試
験を行なった。 〈注入ポンプの吐出量と温度との関係〉図4に、注入ポ
ンプの吐出量と温度との関係を示した。ここでは、注入
ポンプにおける、半透膜10にセルロースアセテートの
平膜を、水溶液11に塩化ナトリウム飽和水溶液を用い
た、図1に示すポンプを用いた。図4のグラフを見ても
わかるように、この発明において用いる注入ポンプは、
従来のシリンジポンプに比べて、温度変化に対する吐出
量の変化の割合がはるかに大きい。即ち、従来のシリン
ジポンプに比べて、この発明において用いる注入ポンプ
は、温度依存性が大きい。注入ポンプにおける吐出量の
温度依存性は、通常+3〜6(%/℃)である。この場
合、25℃を基準にしたときの、注入ポンプにおける吐
出量の温度依存性は+5.3(%/℃)であり、一方、
従来のシリンジポンプにおける吐出量の温度依存性は0
(%/℃)であった。
<< Characteristics of Trace Component Measuring Device >> The following characteristics of the trace component measuring device in this example were tested. <Relationship Between Discharge Amount of Injection Pump and Temperature> FIG. 4 shows the relationship between the discharge amount of the injection pump and temperature. Here, in the injection pump, the pump shown in FIG. 1 in which a flat membrane of cellulose acetate was used as the semipermeable membrane 10 and a saturated aqueous solution of sodium chloride was used as the aqueous solution 11 was used. As can be seen from the graph of FIG. 4, the infusion pump used in the present invention is
Compared with the conventional syringe pump, the change rate of the discharge amount with respect to the temperature change is much larger. That is, the infusion pump used in the present invention has a greater temperature dependency than the conventional syringe pump. The temperature dependence of the discharge amount in the injection pump is usually +3 to 6 (% / ° C). In this case, the temperature dependence of the discharge amount in the injection pump is +5.3 (% / ° C.) based on 25 ° C., while
The temperature dependence of the discharge amount in a conventional syringe pump is 0
(% / ° C.).

【0027】〈透析プローブにおいて透析されるグルコ
ースの濃度と、温度との関係〉この発明の微量成分測定
装置における透析プローブ(カプロファン膜ホローファ
イバ、膜長15mm)を、グルコース濃度が100(m
g/dl生理的食塩水)である水溶液中に浸漬し、透析
プローブにより透析されてくるグルコースの濃度をGO
D比色法により測定し、グルコースの透析効率の温度依
存性を調べた。なお、このとき、注入ポンプとしては図
4に示す特性を有するものを、吐出する灌流液としては
生理的食塩水を、それぞれ使用した。
<Relationship between the concentration of glucose dialyzed by the dialysis probe and the temperature> The dialysis probe (caprophan membrane hollow fiber, membrane length 15 mm) in the trace component measuring apparatus of the present invention has a glucose concentration of 100 (m).
g / dl physiological saline), and the concentration of glucose dialyzed by the dialysis probe is GO.
It was measured by the D colorimetric method, and the temperature dependence of the dialysis efficiency of glucose was examined. At this time, an infusion pump having the characteristics shown in FIG. 4 was used, and a physiological saline solution was used as the perfusate to be discharged.

【0028】結果としては、図5に示すように、この発
明における注入ポンプの温度依存性は大きく、温度が上
昇する程、吐出量が増えることに対応して、透析効率が
下がることが分かった。25℃を基準にしたときの、注
入ポンプにおける透析グルコース濃度の温度依存性は−
2.5(%/℃)であり、一方、従来のシリンジポンプ
における透析グルコース濃度の温度依存性は+0.2
(%/℃)であった。
As a result, as shown in FIG. 5, it was found that the temperature dependence of the infusion pump according to the present invention was large, and the higher the temperature, the lower the dialysis efficiency corresponding to the increase in the discharge amount. . The temperature dependence of the dialysis glucose concentration in the infusion pump at 25 ° C. is −
2.5 (% / ° C.), while the temperature dependence of the dialysis glucose concentration in the conventional syringe pump is +0.2.
(% / ° C.).

【0029】〈酵素センサーの出力と温度との関係〉酵
素センサーの出力における温度依存性を調べるために、
シリンジポンプを用いて、グルコース濃度が100(m
g/dl生理的食塩水)である水溶液を、酵素センサー
フローセルに吐出量100(μl/hr)で送液した。
酵素センサーとしては、陽極が白金であり、陰極が銀/
塩化銀である過酸化水素電極に、グルコースオキシダー
ゼを固定化して作成したグルコースセンサーを使用し
た。酵素センサーフローセルにおける酵素センサーの出
力電流をポテンショスタットにて測定し(印加電圧0.
65V)、酵素センサー出力の温度依存性を調べた。結
果としては、図6で示すような、酵素センサー出力と温
度との関係になった。25℃を基準にしたときの、酵素
センサー出力の温度依存性は+3.2(%/℃)であっ
た。
<Relationship between the output of the enzyme sensor and the temperature> In order to investigate the temperature dependence of the output of the enzyme sensor,
Using a syringe pump, the glucose concentration is 100 (m
An aqueous solution (g / dl physiological saline) was sent to the enzyme sensor flow cell at a discharge rate of 100 (μl / hr).
For the enzyme sensor, the anode is platinum and the cathode is silver /
A glucose sensor prepared by immobilizing glucose oxidase on a hydrogen peroxide electrode of silver chloride was used. The output current of the enzyme sensor in the enzyme sensor flow cell was measured with a potentiostat (applied voltage 0.
65 V), the temperature dependence of the enzyme sensor output was investigated. As a result, the relationship between the enzyme sensor output and the temperature was obtained as shown in FIG. The temperature dependence of the enzyme sensor output was +3.2 (% / ° C) based on 25 ° C.

【0030】〈この発明に係る微量成分測定装置の温度
依存性〉この発明の微量成分測定装置、即ち、注入ポン
プ、透析プローブ及び酵素センサーフローセルからなる
微量成分測定装置と、従来の装置、即ち、シリンジポン
プ、透析プローブ及び酵素センサーからなる測定装置と
の温度依存性について調べた。注入ポンプ、透析プロー
ブ及び酵素センサーとしては、それぞれ図4〜6に示す
特性を有するものを使用した。なお、灌流液としては、
生理的食塩水を用い、透析プローブは、グルコース濃度
が100(mg/dl生理的食塩水)である水溶液に浸
漬し、酵素センサーの出力電流は、ポテンショスタット
にて測定した。
<Temperature Dependence of Trace Component Measuring Device According to the Present Invention> The trace component measuring device of the present invention, that is, a trace component measuring device comprising an infusion pump, a dialysis probe and an enzyme sensor flow cell, and a conventional device, that is, The temperature dependency with a measuring device consisting of a syringe pump, a dialysis probe and an enzyme sensor was investigated. As the infusion pump, the dialysis probe and the enzyme sensor, those having the characteristics shown in FIGS. In addition, as the perfusate,
Using physiological saline, the dialysis probe was immersed in an aqueous solution having a glucose concentration of 100 (mg / dl physiological saline), and the output current of the enzyme sensor was measured with a potentiostat.

【0031】結果としては、図7に示すように、温度変
化に対する酵素センサー出力の変化の割合は、この発明
に係る微量成分測定装置の方が、従来の測定装置に比べ
て小さい。即ち、温度依存性が少なかった。25℃を基
準にしたときの、この発明に係る微量成分測定装置の温
度依存性は+0.6(%/℃)であり、一方、従来の測
定装置の温度依存性は+3.3(%/℃)であった。
As a result, as shown in FIG. 7, the change rate of the enzyme sensor output with respect to the temperature change is smaller in the trace component measuring device according to the present invention than in the conventional measuring device. That is, the temperature dependence was small. The temperature dependency of the trace component measuring device according to the present invention is +0.6 (% / ° C.) based on 25 ° C., while the temperature dependency of the conventional measuring device is +3.3 (% / ° C.). ℃).

【0032】上記結果の理由としては、この発明に係る
微量成分測定装置においては、注入ポンプによる透析グ
ルコース濃度と酵素センサー出力との温度依存性が互い
に逆であるので、装置全体としたときは、それぞれの温
度依存性が相殺されて、結果として温度依存性を小さく
することができたのである。かかるこの発明における微
量成分測定装置は、微量成分の測定に際し、温度の影響
を少なくすることができる。
The reason for the above results is that in the trace component measuring device according to the present invention, the temperature dependence of the dialysis glucose concentration by the infusion pump and the output of the enzyme sensor are opposite to each other. The respective temperature dependences were canceled out, and as a result, the temperature dependence could be reduced. The trace component measuring apparatus according to the present invention can reduce the influence of temperature when measuring trace components.

【0033】この発明の他の実施例としては、前記実施
例における注入ポンプ1、透析プローブ20又は酵素セ
ンサーフローセル30に代えて、以下の注入ポンプ、透
析プローブ又は酵素センサーフローセルを用いた微量成
分測定装置を挙げることができる。なお、前記実施例に
おいて測定した微量成分は、グルコースであったが、こ
の発明においては、透析プローブにより透析することが
でると共に、酵素反応により測定することができる物質
であれば特に制限はない。例えば、アセチルコリン等の
神経伝達物質、アミン、アミノ酸、アルデヒド、尿酸、
乳酸、ピルビン酸、コレステロール、及びグルコース等
の生体内成分を挙げることができる。
As another embodiment of the present invention, instead of the infusion pump 1, the dialysis probe 20 or the enzyme sensor flow cell 30 in the above-mentioned embodiment, the following infusion pump, dialysis probe or enzyme sensor flow cell is used to measure a trace amount of components. A device can be mentioned. The trace component measured in the above examples was glucose, but in the present invention, there is no particular limitation as long as it is a substance that can be dialyzed with a dialysis probe and can be measured by an enzymatic reaction. For example, neurotransmitters such as acetylcholine, amines, amino acids, aldehydes, uric acid,
In-vivo components such as lactic acid, pyruvic acid, cholesterol, and glucose can be mentioned.

【0034】また、透析プローブと注入ポンプとを、又
は、透析プローブと酵素センサーフローセルとを接続す
るチューブは、透析プローブ20が、例えば人又は動物
等の生体内に留置される場合には、コイル状であること
が好ましい。コイル状であると、たとえ動物等が運動し
ても、透析プローブ20が外れることがないからであ
る。この発明においては、前記実施例における注入ポン
プ1に代えて、例えば、図2に示した中空糸状の半透膜
を備える浸透圧容器を有する注入ポンプ1を用いること
ができる。
The tube connecting the dialysis probe and the infusion pump or the dialysis probe and the enzyme sensor flow cell is a coil when the dialysis probe 20 is left in a living body such as a human being or an animal. It is preferably in the form of a shape. This is because the coiled shape prevents the dialysis probe 20 from coming off even if the animal or the like moves. In the present invention, instead of the infusion pump 1 in the above-described embodiment, for example, the infusion pump 1 having the osmotic pressure vessel having the hollow fiber semipermeable membrane shown in FIG. 2 can be used.

【0035】この図2に示す注入ポンプ1は、前記注入
ポンプ1と機能は同じであるが、浸透圧容器7の構造が
異なっている。この浸透圧容器7は、仕切り部材16と
中空糸状の半透膜10とを備える。また、仕切り部材1
6と中空糸状の半透膜10とにより画成される水充填室
12aと水溶液室11bとを有する。前記中空糸状の半
透膜10の長さ及び数は、特に制限はなく、目的に応じ
て適宜選択することができる。
The infusion pump 1 shown in FIG. 2 has the same function as the infusion pump 1, but the structure of the osmotic pressure vessel 7 is different. The osmotic pressure container 7 includes a partition member 16 and a hollow fiber-shaped semipermeable membrane 10. Also, the partition member 1
It has a water filling chamber 12a and an aqueous solution chamber 11b defined by 6 and the hollow fiber-shaped semipermeable membrane 10. The length and the number of the hollow fiber-shaped semipermeable membranes 10 are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.

【0036】この浸透圧容器7においては、半透膜10
の表面積が大きいので、水移動効率が大きい。したがっ
て、この浸透圧容器7を有する注入ポンプ1は、適度に
大きな速度で灌流液を吐出する場合に好適である。また
他に、図3に示すような、その開口部を注出口2とする
容積可変の包体で形成される灌流液室5を有する灌流液
供給容器3を有する注入ポンプを挙げることができる。
前記包体としては、容積可変であり、その内部に溶液を
収容することができれば特に制限はないが、例えば、ゴ
ム又はビニール等で形成された包体を挙げることができ
る。
In this osmotic pressure vessel 7, the semipermeable membrane 10
Because of the large surface area, the water transfer efficiency is high. Therefore, the infusion pump 1 having the osmotic pressure container 7 is suitable for discharging the perfusate at an appropriately large speed. In addition, as shown in FIG. 3, an infusion pump having a perfusion solution supply container 3 having a perfusion solution chamber 5 formed by a volume-variable envelope having the opening as a spout 2 can be mentioned.
The envelope is not particularly limited as long as it has a variable volume and can store a solution therein, and examples thereof include an envelope formed of rubber or vinyl.

【0037】この注入ポンプ1においては、浸透圧容器
7における水充填室12aに収容される水が浸透圧によ
り水溶液室11bに移動すると、水溶液室11bにおけ
る水溶液11の容積が増加する。すると、水溶液室11
aに収容されきれなくなった分の水溶液11が、水溶液
流出管6aを通って灌流液供給容器3における水溶液室
11aに押し出される。このとき、水溶液11が灌流液
室5を形成する包体の壁面を押圧する。すると、灌流液
室5の容積が減少し、その内部に収容しきれなくなった
灌流液5aが注出口2から吐出される。この吐出された
灌流液5aは、注出口2に接続したチューブにより透析
プローブに送られる。こうして、灌流液を透析プローブ
に注入することができる。
In this injection pump 1, when the water contained in the water filling chamber 12a of the osmotic pressure vessel 7 moves to the aqueous solution chamber 11b by the osmotic pressure, the volume of the aqueous solution 11 in the aqueous solution chamber 11b increases. Then, the aqueous solution chamber 11
The aqueous solution 11 that cannot be accommodated in a is pushed out to the aqueous solution chamber 11a in the perfusion solution supply container 3 through the aqueous solution outflow pipe 6a. At this time, the aqueous solution 11 presses the wall surface of the envelope forming the perfusion solution chamber 5. Then, the volume of the perfusate chamber 5 is reduced, and the perfusate 5a that cannot be accommodated inside is discharged from the spout 2. The discharged perfusion solution 5a is sent to the dialysis probe by a tube connected to the spout 2. Thus, the perfusate can be injected into the dialysis probe.

【0038】更に、注入ポンプ1の他の例としては、特
開平1−126979号、同1−223974号、実公
平3−52524号、実開平3−58437号及び同4
−22963号の各公報に記載のポンプを挙げることが
できる。これらの注入ポンプ1における灌流液室の容量
は、通常2〜50mlである。水溶液室11bに充填す
る水溶液としては、浸透圧を惹起させる溶質を飽和状態
に溶解させたものであれば特に制限はない。前記溶質と
しては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の水
溶性無機塩、クエン酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム
等の水溶性有機酸塩、ポリエチレングリコール等の水溶
性高分子の物質を用いることができる。
Further, as other examples of the injection pump 1, Japanese Patent Laid-Open Nos. 1-126979, 1-223974, 3-52524, 3-58437 and 4-37.
The pumps described in each publication of No. 22963 can be mentioned. The volume of the perfusate chamber in these infusion pumps 1 is usually 2 to 50 ml. The aqueous solution with which the aqueous solution chamber 11b is filled is not particularly limited as long as it is a solution in which a solute causing an osmotic pressure is dissolved in a saturated state. As the solute, for example, water-soluble inorganic salts such as sodium chloride and potassium chloride, water-soluble organic acid salts such as sodium citrate and sodium benzoate, and water-soluble polymer substances such as polyethylene glycol can be used.

【0039】この発明においては、水溶液が移動してき
た水により希釈されてしまい、浸透圧差が小さくなるの
を防ぐ目的で、水溶液室に更に前記溶質を顆粒又は錠剤
等の固体状態で補充しておくこともできる。灌流液とし
ては、目的に応じて適宜選択することができるが、例え
ば、血液中の微量成分を測定対象とする場合には、通
常、血液と等張である生理的食塩水を用いる。前記生理
的食塩水は、調製したものでも、市販のものでもよい。
In the present invention, the solute is further replenished in the aqueous solution chamber in a solid state such as granules or tablets for the purpose of preventing the osmotic pressure difference from being reduced due to the aqueous solution being diluted by the moving water. You can also The perfusate can be appropriately selected according to the purpose. For example, when a trace component in blood is to be measured, physiological saline that is isotonic with blood is usually used. The physiological saline may be prepared or commercially available.

【0040】注入ポンプの吐出量は、通常50〜400
μl/hrである。注入ポンプの吐出速度は、目的に適
合するように、注出口の口径、水溶液室に充填する水溶
液の量又は濃度、半透膜の表面積等を変化させることに
より調節することができる。この発明における注入ポン
プ1は、溶液の浸透圧により、脈流を発生することなく
灌流液を吐出することができるポンプであればよく、そ
の大きさ、形状、構造につき特に制限はなく、目的に応
じて適宜選択することができる。注入ポンプは、微量成
分測定装置におけるどの位置に備えられてもよい。注入
ポンプの使用する数としては、1個でも、あるいは2個
以上用いてもよい。
The discharge amount of the injection pump is usually 50 to 400.
μl / hr. The discharge speed of the injection pump can be adjusted by changing the diameter of the spout, the amount or concentration of the aqueous solution to be filled in the aqueous solution chamber, the surface area of the semipermeable membrane, etc. so as to suit the purpose. The infusion pump 1 in the present invention may be any pump as long as it can discharge the perfusate without generating a pulsating flow due to the osmotic pressure of the solution, and its size, shape, and structure are not particularly limited, It can be selected as appropriate. The infusion pump may be provided at any position in the trace component measuring device. The number of infusion pumps used may be one, or two or more.

【0041】この発明においては、前記実施例における
透析プローブ20に代えて、例えば、両端の開口したホ
ローファイバーの一端がインレットと接続され、他端が
アウトレットと接続される、直線状の透析プローブを用
いることができる。この場合、透析プローブは、直線状
の簡単な形状であるので、灌流液の流れがスムーズであ
る。これらの透析プローブにおける各部は、種々選択す
ることができる。
In the present invention, instead of the dialysis probe 20 in the above-described embodiment, for example, a linear dialysis probe in which one end of a hollow fiber having open both ends is connected to the inlet and the other end is connected to the outlet. Can be used. In this case, since the dialysis probe has a straight and simple shape, the flow of the perfusate is smooth. Each part in these dialysis probes can be variously selected.

【0042】インレット、アウトレット及び針状シャフ
トとしては、その内部を流れる灌流液の滞留の発生等を
考慮して、通常、適宜選択した素材により形成された直
線形状である。透析膜は、通常、中空糸状の透析膜であ
るホローファイバーである。ホローファイバーとして
は、例えば、測定対象との適合性及び拡散特性に優れる
カプロファン、エチレンビニルアルコール共重合体(E
VAL)等を挙げることができるが、この発明において
は、その目的に応じて適宜選択することができる。
The inlet, outlet, and needle-shaped shaft are usually linear shapes made of appropriately selected materials in consideration of the generation of retention of the perfusate flowing inside the shaft. The dialysis membrane is usually hollow fiber which is a hollow fiber dialysis membrane. Examples of hollow fibers include caprophane and ethylene vinyl alcohol copolymer (E
VAL) and the like, but in the present invention, it can be appropriately selected according to the purpose.

【0043】透析膜の長さは、通常1〜30mmであ
る。この長さは、測定対象により適宜選択することがで
きる。透析膜の外径は、通常200〜300μmであ
る。また、透析膜の膜厚は、通常5〜50μmである。
透析プローブの透析膜部分の外径は、通常200〜30
0μmである。この透析プローブにより取り込むことの
できる微量成分は、その分子量が約20000〜600
00以下の比較的低分子の微量成分である。
The length of the dialysis membrane is usually 1 to 30 mm. This length can be appropriately selected depending on the measurement target. The outer diameter of the dialysis membrane is usually 200 to 300 μm. The thickness of the dialysis membrane is usually 5 to 50 μm.
The outer diameter of the dialysis membrane portion of the dialysis probe is usually 200 to 30.
It is 0 μm. The trace components that can be incorporated by this dialysis probe have a molecular weight of about 20000 to 600.
It is a relatively low molecular weight trace component of 00 or less.

【0044】したがって、アルブミン等のタンパク質は
ほとんど透析されることはないので、酵素センサーフロ
ーセルにおいて微量成分を測定する際に、除タンパク等
の操作をする必要がないので、測定操作が簡便であると
共に、測定する微量成分のロスが少ないので精度が高
い。また、酵素センサーフローセルはタンパク等により
汚染されることがないので、酵素センサーの劣化を極め
て少なくすることができる。
Therefore, since proteins such as albumin are rarely dialyzed, there is no need to perform deproteinization or the like when measuring trace components in the enzyme sensor flow cell, and the measurement operation is simple and , High accuracy because there is little loss of trace components to be measured. Further, since the enzyme sensor flow cell is not contaminated with protein or the like, deterioration of the enzyme sensor can be extremely reduced.

【0045】この発明における透析プローブとしては、
注入ポンプから吐出された灌流液を収容し、測定する微
量成分を透析により前記灌流液中に取り込むことにより
微量成分含有灌流液とすると共に、これを酵素センサー
フローセルに送る機能を有していれば特に制限はなく、
市販品を使用することもできる。また、その大きさ、形
状、構造は、特に制限はないが、針状のものを好適に使
用することができる。
As the dialysis probe in the present invention,
As long as it has a function of containing the perfusate discharged from the infusion pump and incorporating the trace component to be measured into the perfusate by dialysis to form the trace component-containing perfusate, and sending it to the enzyme sensor flow cell. There are no particular restrictions,
A commercially available product can also be used. The size, shape, and structure are not particularly limited, but needle-shaped ones can be preferably used.

【0046】透析プローブが留置される場所としては、
ビーカー又は試験管等の容器に採取された被測定溶液中
のみならず、人間又は動物の脳内、組織内又は血管内等
の生体内でもよく、目的に応じて適宜選択することがで
きる。透析プローブは、1つでも、あるいは2つ以上用
いてもよい。この発明においては、前記実施例における
酵素センサーフローセル30に代えて、目的に応じて種
々選択した酵素センサーフローセルを用いることができ
る。
As a place where the dialysis probe is placed,
Not only in the solution to be measured collected in a container such as a beaker or a test tube, but also in a living body such as a brain of a human or an animal, a tissue or a blood vessel, it can be appropriately selected according to the purpose. One dialysis probe may be used, or two or more dialysis probes may be used. In the present invention, instead of the enzyme sensor flow cell 30 in the above embodiment, various enzyme sensor flow cells selected according to the purpose can be used.

【0047】酵素センサーフローセルは、微量成分測定
装置のどの位置に備えられてもよい。酵素センサーフロ
ーセルは1つでも、あるいは2つ以上用いてもよい。酵
素センサーフローセルにおける酵素センサーは、酵素反
応を利用して微量成分を測定することができれば、特に
制限はなく、酵素を固定した酵素膜を有するセンサーを
用いることができる。酵素センサーは、市販品を使用す
ることができる。
The enzyme sensor flow cell may be provided at any position of the trace component measuring device. One or two or more enzyme sensor flow cells may be used. The enzyme sensor in the enzyme sensor flow cell is not particularly limited as long as it can measure a trace amount of component by utilizing an enzyme reaction, and a sensor having an enzyme membrane on which an enzyme is immobilized can be used. A commercial item can be used for an enzyme sensor.

【0048】酵素センサーは、1つでも、あるいは2以
上用いてもよい。またその際、酵素センサーの種類は、
1種でも、あるいは2種以上用いてもよい。また、酵素
センサーにおいて利用する酵素反応は、測定対象に応じ
て選択することができ、例えば、測定する微量成分が、
グルコースの場合はグルコースの酸化反応であり、乳酸
の場合は乳酸の酸化反応である。この場合における酵素
センサーは、それぞれグルコースセンサー、乳酸センサ
ーである。
One enzyme sensor may be used, or two or more enzyme sensors may be used. At that time, the type of enzyme sensor is
You may use 1 type or 2 or more types. In addition, the enzyme reaction used in the enzyme sensor can be selected according to the measurement target, and for example, a trace component to be measured is
In the case of glucose, it is an oxidation reaction of glucose, and in the case of lactic acid, it is an oxidation reaction of lactic acid. The enzyme sensors in this case are a glucose sensor and a lactate sensor, respectively.

【0049】酵素センサーにおける微量成分の測定に
は、どのような原理を採用してもよい。例えば、微量成
分がグルコースの場合、グルコースオキシダーゼにより
触媒されるグルコースの酸化反応において生成する過酸
化水素、あるいは消費される酸素を白金電極等を作用電
極として用いて電流法により検出することにより、グル
コース濃度を測定する原理を採用することができる。ま
た、例えば、前記反応により生成したグルコノラクトン
が水と反応してグルコン酸となったときのpH変化をp
H電極による電位法で測定する原理を採用することがで
きる。
Any principle may be adopted for the measurement of trace components in the enzyme sensor. For example, when the trace component is glucose, hydrogen peroxide produced in the oxidation reaction of glucose catalyzed by glucose oxidase or oxygen consumed is detected by a current method using a platinum electrode or the like as a working electrode to give glucose. The principle of measuring the concentration can be adopted. Further, for example, the pH change when the gluconolactone produced by the above reaction reacts with water to form gluconic acid is
The principle of measurement by the potential method using the H electrode can be adopted.

【0050】更に、酵素センサー31としては、フェロ
センなどのエレクトロン・メディエータを酵素と共に固
定化した、メディエータ型酵素センサーを用いることも
できる。フローセルとしては、その大きさ、形状、構造
等に特に制限はなく、適宜選択された素材により形成す
ることができる。以上説明した他の実施例においても、
注入ポンプの吐出特性、透析プローブの透析特性、酵素
センサーの出力特性は、前記実施例において示した通り
であるので、微量成分測定装置としての温度依存性は低
くすることができる。この場合、測定する微量成分が異
なること等以外は、前記実施例で説明した作用を実現す
ることができる。
Further, as the enzyme sensor 31, a mediator type enzyme sensor in which an electron mediator such as ferrocene is immobilized together with an enzyme can be used. The size, shape, structure, etc. of the flow cell are not particularly limited, and can be formed of an appropriately selected material. Also in the other embodiments described above,
Since the discharge characteristics of the infusion pump, the dialysis characteristics of the dialysis probe, and the output characteristics of the enzyme sensor are as described in the above embodiments, the temperature dependence of the trace component measuring device can be reduced. In this case, the action described in the above-described embodiment can be realized except that the trace components to be measured are different.

【0051】[0051]

【発明の効果】この発明によると、温度依存性等による
出力変動を少なくすることができるので、また、ポンプ
における駆動部材及び電源等が不要であるので、簡便か
つ連続的に、しかも測定誤差が少なく精度よく測定する
ことのできる、小型で取扱に便利な微量成分測定装置
と、微量成分測定方法とを提供することができる。この
発明の微量成分測定装置及び微量成分測定方法は、安全
かつ簡便な操作で微量成分を連続的に測定することがで
きるので、生体液中に含まれる微量成分等の測定に好適
であり、特に医療分野における利用価値は高い。
According to the present invention, output fluctuations due to temperature dependence and the like can be reduced, and since a driving member, a power source, and the like in the pump are unnecessary, it is simple and continuous, and measurement error is reduced. It is possible to provide a small amount of a trace amount measuring device which can be measured with a small amount of accuracy and is convenient to handle, and a trace amount measuring method. Since the trace component measuring device and the trace component measuring method of the present invention can continuously measure the trace component by a safe and simple operation, it is suitable for the measurement of the trace component contained in the biological fluid. High utility value in the medical field.

【0052】また、測定の際に、アルブミン等のタンパ
ク質はほとんど透析されることはないので、除タンパク
等の操作をする必要がないので、測定操作が簡便である
と共に、測定する微量成分のロスが少ないので精度が高
い。更に、酵素センサーフローセルがタンパク等により
汚染されることがないので、酵素センサーの劣化を極め
て少なくすることができる。装置の構成が簡単であるの
で、保守、点検及び交換等が容易であるので、取扱が便
利である。しかも、小型であるので携帯用とすることも
でき、使用の際に多大なスペースは必要としない。
In addition, since the protein such as albumin is hardly dialyzed during the measurement, it is not necessary to perform the operation such as deproteinization. Therefore, the measurement operation is simple and the loss of trace components to be measured is low. Since there are few, the accuracy is high. Further, since the enzyme sensor flow cell is not contaminated with protein or the like, deterioration of the enzyme sensor can be extremely reduced. Since the structure of the device is simple, maintenance, inspection, replacement, etc. are easy, and therefore handling is convenient. Moreover, since it is small, it can be portable and does not require a large space when used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、この発明の微量成分測定装置の一実施
例を示す概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of a trace component measuring device of the present invention.

【図2】図2は、中空糸状の半透膜を備える透析容器を
有する注入ポンプの一例を示す概略説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing an example of an infusion pump having a dialysis container provided with a hollow fiber-shaped semipermeable membrane.

【図3】図3は、注入ポンプにおける、容積可変の包体
である灌流液室を有する灌流液供給容器の一例を示す概
略説明図である。
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing an example of a perfusion solution supply container having a perfusion solution chamber which is a variable volume envelope in an infusion pump.

【図4】図4は、注入ポンプの吐出量と温度との関係を
示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the discharge amount of the infusion pump and the temperature.

【図5】図5は、透析により取り込むグルコース濃度と
温度との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between glucose concentration taken in by dialysis and temperature.

【図6】図6は、酵素センサーの出力と温度との関係を
示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the output of an enzyme sensor and temperature.

【図7】図7は、従来の装置とこの発明の微量成分測定
装置とにおける酵素センサーの出力と温度との関係を示
すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the output of the enzyme sensor and the temperature in the conventional device and the trace component measuring device of the present invention.

【符合の説明】[Explanation of sign]

1 注入ポンプ 2 注出口 3 灌流液供給容器 4 移動子 5 灌流液室 5a 灌流液 5b 微量成分含有灌流液 6a 水溶液流出管 6b 水流出管 7 浸透圧容器 8 通水孔 9 支持体 10 半透膜 11 水溶液 11a、11b 水溶液室 12a、12b 水充填室 13 水充填容器 14 ゴム栓 16 仕切り部材 20 透析プローブ 21 針状シャフト 22 透析膜 23 インレット 24 アウトレット 25 補強材 30 酵素センサーフローセル 31 酵素センサー 32 フローセル 33 酵素膜 34 リード線 40a、40b、40c チューブ 1 injection pump 2 spout 3 perfusion liquid supply container 4 mover 5 perfusion liquid chamber 5a perfusion liquid 5b perfusion liquid containing trace components 6a aqueous solution outflow pipe 6b water outflow pipe 7 osmotic pressure vessel 8 water hole 9 support 10 semipermeable membrane 11 aqueous solution 11a, 11b aqueous solution chamber 12a, 12b water filling chamber 13 water filling container 14 rubber stopper 16 partition member 20 dialysis probe 21 needle shaft 22 dialysis membrane 23 inlet 24 outlet 25 reinforcing material 30 enzyme sensor flow cell 31 enzyme sensor 32 flow cell 33 Enzyme membrane 34 Lead wire 40a, 40b, 40c Tube

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶液の浸透圧を駆動源とした注入ポンプ
により灌流液を吐出し、前記吐出された灌流液を透析プ
ローブにおいて収容し、更に測定する微量成分を透析し
て前記灌流液中に取り込むことにより微量成分含有灌流
液とすると共にこれを送り出し、前記送り出された灌流
液に含まれる微量成分を酵素センサーフローセルにより
測定することを特徴とする微量成分測定方法。
1. A perfusion solution is discharged by an infusion pump using an osmotic pressure of a solution as a driving source, the discharged perfusion solution is stored in a dialysis probe, and a trace amount of component to be measured is dialyzed into the perfusion solution. A method for measuring a trace component, which is characterized in that a perfusate containing a trace component is taken in and sent out, and the trace component contained in the sent out perfusate is measured by an enzyme sensor flow cell.
【請求項2】 微量成分がグルコースである前記請求項
1に記載の微量成分測定方法。
2. The trace component measuring method according to claim 1, wherein the trace component is glucose.
【請求項3】 溶液の浸透圧を駆動源として灌流液を吐
出する注入ポンプと、前記吐出された灌流液を収容し、
測定する微量成分を透析により前記灌流液中に取り込む
ことにより微量成分含有灌流液とすると共にこれを送り
出す透析プローブと、前記送り出された灌流液に含まれ
る微量成分を測定する酵素センサーフローセルとを有す
ることを特徴とする微量成分測定装置。
3. An infusion pump that discharges a perfusate using an osmotic pressure of the solution as a driving source, and a container that contains the discharged perfusate,
It has a dialysis probe for producing a trace component-containing perfusate by incorporating a trace component to be measured into the perfusate by dialysis and sending this, and an enzyme sensor flow cell for measuring the trace component contained in the delivered perfusate. A trace element measuring device characterized in that
【請求項4】 微量成分がグルコースである前記請求項
3に記載の微量成分測定装置。
4. The trace component measuring device according to claim 3, wherein the trace component is glucose.
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