專利名稱：體液采集用電路基板以及生物傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及體液采集用電路基板以及生物傳感器，詳細而言提供一種體液采集用 電路基板以及具有該體液采集用電路基板的生物傳感器。
背景技術(shù)：
糖尿病有胰島素依賴型(I型)和非胰島素依賴型(II型)，前者必須定期補充胰 島素。因此，在患有前一種類型的糖尿病時，往往采用讓患者自己采血、自己測量血糖值、然 后自己補充與該血糖值相對應(yīng)的補充量的胰島素的處理方法。公知一種專門為該種患者開發(fā)的能夠讓患者自己獨立地采血、測量血糖值的血糖
值測量裝置。例如，提出了一種流體收集裝置，其包括插入有電極且設(shè)在主體中央的反應(yīng)區(qū)域、 自主體中央向外突出的穿刺針、以及將電極和穿刺針連通的毛細管通路(例如參照下述專 利文獻1)。專利文獻1 日本特開2004-493號公報在上述專利文獻1所述的流體收集裝置中，由于將穿刺針和反應(yīng)區(qū)域一體地形成 在主體上，因此能夠簡便地進行測量的準備工作。但在該流體收集裝置中，通過將與反應(yīng)區(qū) 域彼此獨立地形成的電極插入在反應(yīng)區(qū)域中來測量血液成分。因此，血液的檢測精度變得 不穩(wěn)定，存在不能進行高精度的測量這樣的不良情況。另外，在I型糖尿病中，根據(jù)癥狀的不同，患者有時必須1天測量多次血糖值、詳細 而言每次飯前或每次飯后都要測量血糖值。另一方面，在上述專利文獻1所述的流體收集裝置中，由于1個裝置只有1根穿刺 針，因此從必須避免重復(fù)使用穿刺針的觀點出發(fā)，只能進行1次測量。因此，在利用上述流體收集裝置如上所述那樣進行多次測量的情況下，必須廢棄 使用過的流體收集裝置、然后準備新的流體收集裝置。因此，在該流體收集裝置中，上述的 測量準備工作變得繁雜，必然使運轉(zhuǎn)成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠利用簡易的結(jié)構(gòu)高精度地測量體液成分、而且能 夠利用1個體液采集用電路基板簡便地進行多次測量的體液采集用電路基板以及具有該 體液采集用電路基板的生物傳感器。為了達到上述目的，本發(fā)明的體液采集用電路基板的特征在于，具有測量單元，該 測量單元包括穿刺針和用于與利用穿刺針的穿刺操作所采集的體液接觸的電極，且在同一 平面上呈放射狀地設(shè)有多個上述測量單元。該體液采集用電路基板具有包括穿刺針和電極的測量單元。因此，能夠利用穿刺 針的穿刺操作使體液流出，簡便地使流出的體液與測量單元的電極接觸。結(jié)果，采用該體液 采集用電路基板，能夠利用簡易的結(jié)構(gòu)簡便地測量體液成分。
而且，在該體液采集用電路基板中，能夠利用設(shè)在1個體液采集用電路基板上的 多個測量單元多次測量體液成分。此外，在該體液采集用電路基板中，由于在同一平面上呈放射狀地配置測量單元， 因此在使用了 1個測量單元后，通過使體液采集用電路基板沿周向旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)⑹褂眠^的 測量單元替換成與該測量單元的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)相鄰的未使用過的測量單元。因此，能夠 在每進行多次測量時簡便地更換測量單元。另外，在本發(fā)明的體液采集用電路基板中，優(yōu)選各上述測量單元具有位于比上述 穿刺針的頂端靠上述穿刺的方向上游側(cè)位置的能進行彎折的彎折部。采用該體液采集用電路基板，在使用測量單元時，通過利用彎折部彎折測量單元， 能夠使欲使用的穿刺針的頂端自配置有多個測量單元的同一平面離開。因此，能夠利用被 彎折了的穿刺針可靠地進行穿刺。另外，在本發(fā)明的體液采集用電路基板中，優(yōu)選在上述體液采集用電路基板的中 心設(shè)有開口部，且在上述體液采集用電路基板的開口部的內(nèi)周面上形成有嵌合部，該嵌合 部能與用于使上述體液采集用電路基板沿周向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動構(gòu)件嵌合。采用該體液采集用電路基板，在將驅(qū)動構(gòu)件嵌合在嵌合部上而對驅(qū)動構(gòu)件進行驅(qū) 動時，能夠使體液采集用電路基板沿周向可靠地旋轉(zhuǎn)。因此，能夠在每進行多次測量時更加 簡便地更換測量單元。另外，本發(fā)明的生物傳感器的特征在于，包括上述體液采集用電路基板和與上述 電極電連接的用于測量上述體液成分的測量部。采用該生物傳感器，能夠使利用上述體液采集用電路基板的穿刺操作而流出的體 液與電極接觸，從而利用與該電極電連接的測量部簡便地測量體液成分。采用本發(fā)明的體液采集用電路基板，能夠利用簡易的結(jié)構(gòu)簡便地測量體液成分， 并且能夠利用1個體液采集用電路基板上的多個測量單元多次測量體液成分。此外，能夠 在每進行多次測量時簡便地更換測量單元。另外，采用本發(fā)明的生物傳感器，能夠簡便地測量體液成分。


圖1表示作為本發(fā)明的體液采集用電路基板的一實施方式的采血用電路基板的 俯視圖。圖2表示圖1所示的采血用電路基板的測量單元的放大俯視圖。圖3表示圖1所示的采血用電路基板的測量單元的放大后視圖。圖4表示圖2的A-A線剖視圖。圖5是用于說明采集用電路基板的制造方法的制造工序圖，(a)表示準備金屬基 板的工序，(b)表示形成基底絕緣層的工序，(C)表示形成具有3個電極的導(dǎo)體圖案的工序。圖6是接著圖5繼續(xù)說明采集用電路基板的制造方法的制造工序圖，(d)表示形 成覆蓋絕緣層的工序，(e)表示對金屬基板進行外形加工而形成嵌合槽和具有穿刺針的多 個測量單元的工序，(f)表示在電極上涂敷藥劑的工序。圖7表示安裝有圖1所示的采血用電路基板的、作為本發(fā)明的生物傳感器的一實 施方式的血糖值測量裝置的概略立體圖。
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圖8表示用于說明圖7所示的血糖測量裝置的使用方法的側(cè)剖視圖。
具體實施例方式圖1表示作為本發(fā)明的體液采集用電路基板的一實施方式的采血用電路基板的 俯視圖，圖2表示圖1所示的采血用電路基板的測量單元的放大俯視圖，圖3表示圖1所示 的采血用電路基板的測量單元的放大后視圖，圖4表示圖2的A-A剖視圖，圖5以及圖6表 示用于說明采血用電路基板的制造方法的制造工序圖。在圖1中，該采血用電路基板1安裝在后述的血糖值測量裝置19(參照圖7以及 圖8)中，以能夠使患者利用該采血用電路基板1穿刺手指等皮膚而進行采血、測量所采集 的血液中的葡萄糖量。準備能夠進行多次測量的可重復(fù)使用(可連續(xù)使用)方式的該采血 用電路基板1。采血用電路基板1為在中心形成有作為開口部的中心開口部17的大致圓板狀。在 采血用電路基板1上的中心開口部17的徑向外側(cè)在同一平面上呈放射狀地設(shè)有多個(32 個)測量單元2。另外，在采血用電路基板1的中心開口部17的內(nèi)周面上形成有后述的作 為嵌合部的嵌合槽18。如圖2以及圖3所示，測量單元2 —體地包括配置在徑向內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)部3和配置 在內(nèi)側(cè)部3的徑向外側(cè)的外側(cè)部4。在徑向上與采血用電路基板1的嵌合槽18隔開間隔地配置內(nèi)側(cè)部3，且如圖1所 示那樣與在周向上相鄰的測量單元2的內(nèi)側(cè)部3相連續(xù)地形成該內(nèi)側(cè)部3。另外，如圖2以 及圖3所示，內(nèi)側(cè)部3的徑向外側(cè)端面俯視呈大致圓弧狀(或大致直線狀)，由此采血用電 路基板1為大致圓板狀(或大致為正多邊形(大致正32邊形))。自內(nèi)側(cè)部3的徑向外側(cè)端面上的周向大致中央向徑向外側(cè)突出地配置外側(cè)部4。 另外，比內(nèi)側(cè)部3的周向長度短地形成外側(cè)部4的周向長度。由此，如圖1所示，在周向上 與沿周向相鄰的測量單元2的外側(cè)部4隔開間隔地配置外側(cè)部4。另外，如圖2以及圖3所 示，外側(cè)部4由俯視呈大致正五邊形的電極部28和配置在電極部28的徑向外側(cè)的穿刺針 6構(gòu)成。并且，測量單元2具有導(dǎo)體圖案7和1根穿刺針6。為了利用穿刺操作采血而設(shè)置穿刺針6。S卩、在外側(cè)部4上的電極部28的徑向外 側(cè)(即穿刺方向下游側(cè))相鄰地配置穿刺針6，且與電極部28 —體地形成該穿刺針6。詳 細而言，穿刺針6自電極部28的徑向外側(cè)端部的周向中央朝向徑向外側(cè)突出。另外，將穿刺 針6形成為頂端29 (徑向外側(cè)端部)沿徑向越來越尖的俯視呈大致三角形(等腰三角形) 的形狀。穿刺針6的頂端29的角度θ (參照圖3)例如為10 30°，優(yōu)選為15 25°。 在頂端29的角度θ小于10°時，有時因強度不足而不能穿刺皮膚。另一方面，在頂端29 的角度θ大于30°時，有時不易穿刺。另外，穿刺針6的徑向(穿刺方向)的長度例如為 0.5 10mm，穿刺針6的周向長度(徑向內(nèi)側(cè)部分的寬度)例如為0. 3 3mm。在穿刺針 6的穿刺方向長度以及寬度小于上述范圍時，有時難以進行采血，在穿刺針6的穿刺方向長 度以及寬度大于上述范圍時，有時加大對穿刺部位的損傷。導(dǎo)體圖案7包括3個電極8、3個端子9和3條布線10。
為了與利用后述的穿刺針6的穿刺操作所采集的血液接觸而設(shè)置3個電極8，該3 個電極8在電極部28上沿周向以及徑向相鄰地配置。更詳細而言，在電極部28上沿周向隔開間隔且彼此相對地配置3個電極8中的2 個電極8a。2個電極8a俯視呈大致圓形。另外，在電極部28上相對于2個電極8b在徑向外側(cè)與該2個電極8b隔開間隔且 與該2個電極8b相對地配置剩余的1個電極Sb。將電極8b形成為比2個電極8a之間的 距離長地延伸的俯視呈大致矩形的形狀。另外，3個電極8以任意方式分別對應(yīng)于工作電極、對電極或參比電極。2個電極 8a的各直徑例如為100 μ m 2. 5mm，1個電極8b的一邊的長度例如為IOOym 2. 5mm。另 外，在徑向上距穿刺針6的頂端29例如0. 2 5mm、優(yōu)選在0. 5 3mm以內(nèi)地配置3個電極 8。在穿刺針6的頂端29與電極8之間的距離過短時，有時電極8會與穿刺針6 —起刺入 皮膚，使涂敷在電極8的表面上的藥劑30(見后述)擴散到體內(nèi)而影響測量的準確度。另 一方面，在穿刺針6的頂端29與電極8之間的距離過長時，為了將血液自穿刺針6導(dǎo)向電 極8而必須設(shè)置用于利用吸引作用、毛細管現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)。與3個電極8對應(yīng)地設(shè)置3個端子9，該3個端子9配置在內(nèi)側(cè)部3上，以與后述 的CPU25相連接。更詳細而言，與2個電極8a對應(yīng)、且在內(nèi)側(cè)部3上沿周向隔開間隔且彼此相對地 配置2個端子9a。另外，將2個端子9a形成為越靠近徑向內(nèi)側(cè)周向長度(寬度)越小的俯 視呈大致錐形的形狀。詳細而言，沿徑向并列狀地配置2個端子9a的彼此相對的周向內(nèi)側(cè) 端緣。另外，沿在徑向上彼此交叉的方向形成2個端子9a的周向外側(cè)端緣。剩余的1個端子9b與1個電極8b相對應(yīng)，該端子9b在徑向內(nèi)側(cè)與該2個端子9a 隔開間隔且與該2個端子9a相對地配置。在各測量單元2上，1個端子9b沿周向為俯視呈 大致圓弧狀的形狀。即，如圖1所示，在1個采血用電路基板1上連續(xù)且呈大致圓環(huán)狀地形 成端子％。也就是說，在1個采血用電路基板1上設(shè)有1個端子％。由此，1個端子9b與在 周向上相鄰的另一測量單元2上的端子9b連續(xù)地形成，將多個測量單元2的端子9b共用 為1個端子。在3個端子9中，2個端子9a的一邊的長度例如為0. 5 10mm，1個端子9b的徑 向長度(寬度)例如為0. 5 5mm。如圖2以及圖3所示，從內(nèi)側(cè)部3到外側(cè)部4地設(shè)置3條布線10，且在周向上彼此 隔開間隔地并列配置該3條布線10。分別將各電極8和與各電極8對應(yīng)的各端子9電連 接地沿徑向設(shè)置3條布線10。連續(xù)且一體地設(shè)置各電極8、各端子9以及將電極8和端子 9連接起來的布線10。各布線10的周向長度例如為0. 01 2mm，各布線10的徑向長度例 如為5 28mm。另外，各測量單元2包括彎折部5以及止擋部31。如圖8所示，在位于比穿刺針6的頂端29靠徑向內(nèi)側(cè)(穿刺方向上游側(cè))的位置 能彎折地設(shè)置彎折部5。S卩，如圖2以及圖3所示，彎折部5在內(nèi)側(cè)部3以及外側(cè)部4之間 形成為沿周向延伸的直線部分。在內(nèi)側(cè)部3與外側(cè)部4的鄰接部分上利用較窄地切入到周向內(nèi)側(cè)的切入部32將彎折部5形成為周向長度較短的收縮部分。由此，由于將彎折部5形成為位于內(nèi)側(cè)部3與外側(cè)部4之間的脆弱部分，因此能夠 使外側(cè)部4相對于內(nèi)側(cè)部3彎折地設(shè)置外側(cè)部4。為了防止穿刺針6過深地穿刺皮膚而在外側(cè)部4上的電極部28的徑向外側(cè)端部 設(shè)有止擋部31。詳細而言，在電極部28上將止擋部31形成為俯視呈大致正五邊形的徑向 最外側(cè)頂點朝向徑向內(nèi)側(cè)凹陷的部分。即、在電極部28上夾著穿刺針6自周向兩外側(cè)(周 向兩外側(cè)的斜向的徑向外部)突出地設(shè)置止擋部31。另外，止擋部31的徑向(穿刺方向下 游側(cè))端緣與穿刺針6的頂端29的分開長度例如為0. 3 2mm。另外，如圖1所示，在采血用電路基板1的中心開口部17的整個內(nèi)周面上形成有 能與后述的作為驅(qū)動構(gòu)件的驅(qū)動軸21嵌合的嵌合槽18。詳細而言，將嵌合槽18形成為突 部以及凹部交互排列的花鍵形狀。如圖4所示，采血用電路基板1包括金屬基板11、層疊在金屬基板11上的基底絕 緣層12、層疊在基底絕緣層12上的導(dǎo)體圖案7以及覆蓋導(dǎo)體圖案7地設(shè)在基底絕緣層12 上的覆蓋絕緣層13。如圖1以及圖4所示，金屬基板11由金屬箔等構(gòu)成、且形成為與采血用電路基板1 的外形形狀相對應(yīng)的薄片狀。即、在采血用電路基板1中將金屬基板11形成為1張薄片。例如能夠使用鎳、鉻、鐵、不銹鋼(SUS 304、SUS430、SUS 316L)等為形成金屬基板 11的金屬材料。優(yōu)選使用不銹鋼。另外，金屬基板11的厚度例如為10 300μπι，優(yōu)選為 20 100 μ m。在金屬基板11的厚度小于10 μ m時，有時因強度不足而不能穿刺皮膚(見 后述)。另一方面，在金屬基板11的厚度大于300 μ m時，有時在穿刺時有痛感、過度損傷皮 膚、有時不能順利地將彎折部5彎折。并且，在該金屬基板11上形成內(nèi)側(cè)部3、外側(cè)部4(電極部28以及穿刺針6)和嵌 合槽18。另外，由于利用由上述金屬材料構(gòu)成的金屬基板11來形成穿刺針6，因此能夠利 用穿刺針6可靠地進行穿刺。另外，由于利用由上述金屬材料構(gòu)成的金屬基板11來形成嵌 合槽18，因此能夠利用嵌合槽18使采血用電路基板1可靠地旋轉(zhuǎn)。將基底絕緣層12形成在金屬基板11的與內(nèi)側(cè)部3以及外側(cè)部4相對應(yīng)的表面上。 另外，如圖2所示，俯視看來，在內(nèi)側(cè)部3的部分，使金屬基板11的徑向外側(cè)端部露出地形 成基底絕緣層12。另外，如圖3所示，俯視看來，基底絕緣層12在包括止擋部31在內(nèi)的外 側(cè)部4的部分，向金屬基板11的周端部鼓出，更詳細而言自金屬基板11的周向外側(cè)端部以 及徑向兩側(cè)端部向周向外側(cè)以及徑向兩側(cè)鼓出。例如能夠使用聚酰亞胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯 樹脂、環(huán)氧樹脂、氟化乙烯樹脂等合成樹脂作為形成基底絕緣層12的絕緣材料。從確保機 械耐久性以及耐藥品性的觀點出發(fā)，優(yōu)選使用聚酰亞胺樹脂。另外，基底絕緣層12的厚度 例如為3 50 μ m，優(yōu)選為5 25 μ m。在基底絕緣層12的厚度小于3 μ m時，有時產(chǎn)生針 孔(pinhole)等絕緣缺陷。另一方面，在基底絕緣層12的厚度大于50 μ m時，有時難以進 行切斷、外形加工。如圖4所示，導(dǎo)體圖案7形成在基底絕緣層12的表面上且形成為包括上述3個電 極8、3個端子9和3條布線10的布線電路圖案。例如能夠使用鐵、鎳、鉻、銅、金、銀、鉬或上述金屬的合金等金屬材料作為形成導(dǎo)體圖案7的導(dǎo)體材料。從確保與基底絕緣層12、覆蓋絕緣層13的密合性、易加工性的觀點 出發(fā)，適當(dāng)?shù)剡x擇導(dǎo)體材料。另外，也可以層疊2種以上的導(dǎo)體材料。導(dǎo)體圖案7的厚度例 如為5 50 μ m，優(yōu)選為10 20 μ m。在基底絕緣層12的表面上以覆蓋各布線10的方式形成有覆蓋絕緣層13。另外， 如圖2 圖4所示，俯視看來，覆蓋絕緣層13的周端部被配置成與基底絕緣層12的周端部 位于同一位置。另外，如圖4所示，在覆蓋絕緣層13上形成有供電極8露出的電極側(cè)開口部38和 供端子9露出的端子側(cè)開口部39。詳細而言，如圖2所示，俯視看來以包圍電極8且比電極 8稍大的方式形成電極側(cè)開口部38。另外，俯視看來以包圍端子9且比端子9稍大的方式 形成端子側(cè)開口部39。能夠使用與用于形成上述基底絕緣層12的材料相同的絕緣材料作 為形成覆蓋絕緣層13的絕緣材料。覆蓋絕緣層13的厚度例如為2 50 μ m。并且，如圖3所示，在上述基底絕緣層12以及覆蓋絕緣層13的鼓出部分上形成止 擋部31。另外，由于形成止擋部31的絕緣材料通常比金屬基板11的金屬材料柔軟，因此在 防止穿刺針6的過度穿刺時，該止擋部31能夠有效防止與止擋部31抵接的皮膚受到損傷。另外，在上述的金屬基板11、基底絕緣層12、覆蓋絕緣層13上形成彎折部5。接下來，參照圖5以及圖6說明采血用電路基板1的制造方法。在本方法中，首先，如圖5的(a)所示，準備金屬基板11。例如，準備能夠形成許多 金屬基板11的細長薄片狀的金屬箔。在后面的工序中對該細長的金屬箔上的各金屬基板 11進行外形加工而制造多個采血用電路基板1。接下來，在本方法中，如圖5的(b)所示，在金屬基板11的表面上形成基底絕緣層 12。能夠使用下述方法形成基底絕緣層12，S卩、例如在金屬基板11的表面上涂敷感光性的 合成樹脂清漆、然后進行曝光加工而使該合成樹脂清漆硬化的方法，例如在金屬基板11的 表面上層疊合成樹脂的薄膜、然后在該薄膜的表面上層疊與基底絕緣層12相同圖案的抗 蝕劑、然后對自抗蝕劑露出的薄膜進行濕蝕刻的方法，例如在金屬基板11的表面上層疊預(yù) 先機械沖裁而成的合成樹脂的薄膜的方法，例如在金屬基板11的表面上層疊合成樹脂的 薄膜、之后對該薄膜進行放電加工或激光加工的方法等。從確保加工精度的觀點出發(fā)，優(yōu)選 使用在金屬基板11的表面上涂敷感光性的合成樹脂清漆、然后進行曝光加工而使該合成 樹脂清漆硬化的方法。然后，在本方法中，如圖5的(c)所示，形成導(dǎo)體圖案7。能夠使用加成法、減成法 等用于形成印刷布線的公知的圖案形成法來形成導(dǎo)體圖案7。從能夠形成微細圖案的觀點 出發(fā)，優(yōu)選使用加成法。在加成法中，例如采用化學(xué)蒸鍍、濺射的方式在基底絕緣層12的表 面上形成金屬薄膜34 (虛線)，然后在該金屬薄膜34的表面上形成抗鍍層，之后利用電解鍍 在自抗鍍層露出的金屬薄膜34的表面上以金屬薄膜34為基礎(chǔ)膜形成電鍍層35。另外，也可以采用化學(xué)蒸鍍、濺射的方式只利用金屬薄膜34形成導(dǎo)體圖案7。另外，在形成導(dǎo)體圖案7時，也可以在電極8的表面以及端子9的表面上進一步利 用電解鍍、非電解鍍形成不同種類的金屬鍍層(未圖示)。優(yōu)選該金屬鍍層的厚度為0. 05 20 μ m0接下來，在本方法中，如圖6的(d)所示，形成覆蓋絕緣層13。能夠采用與形成基 底絕緣層12的方法相同的方法來形成覆蓋絕緣層13。優(yōu)選使用在基底絕緣層12的表面上以覆蓋導(dǎo)體圖案7的方式涂敷感光性的合成樹脂清漆、然后進行曝光加工而使該合成樹脂 清漆硬化的方法。另外，對于電極側(cè)開口部38以及端子側(cè)開口部39的形成方法，在以圖案 的形式形成覆蓋絕緣層13的情況下，只要以具有電極側(cè)開口部38和端子側(cè)開口部39的圖 案來形成覆蓋絕緣層13即可，另外，例如也可以采用對覆蓋絕緣層13進行放電加工或激光 加工的方法等來穿孔形成電極側(cè)開口部38和端子側(cè)開口部39。然后，如圖6的(e)所示，對金屬基板11進行外形加工而同時形成內(nèi)側(cè)部3、嵌合 槽18、彎折部5以及包括穿刺針6以及電極部28的外側(cè)部4(包括止擋部31在內(nèi))。例如 能夠使用放電加工、激光加工、機械沖裁加工(例如穿孔加工等)、蝕刻加工等對金屬基板 11進行外形加工。從易于在加工后沖洗的觀點出發(fā)，優(yōu)選使用蝕刻加工(濕蝕刻)。由此，能夠獲得具有多個測量單元2的采血用電路基板1，該測量單元2具有穿刺 針6以及電極8。如圖6的(f)所示，在所獲得的采血用電路基板1的電極8上涂敷藥劑30，S卩，單 獨或組合地涂敷例如葡萄糖氧化酶、葡萄糖脫氫酶等酶和例如鐵氰化鉀、二茂鐵、苯醌等介 質(zhì)。另外，例如使用浸漬法、噴涂法、噴射法等適當(dāng)?shù)姆椒ㄍ糠笏巹?0。另外，根據(jù)藥劑30的種類的不同，也可以在如上所述那樣在電極8的表面上形成 了不同種類的金屬鍍層之后，再預(yù)先形成不同種類的金屬覆蓋膜，從而賦予電極8規(guī)定的 電位差。詳細而言，例如在形成了鍍金層之后，再在該鍍金層的表面上涂敷銀或氯化銀。圖7表示安裝有圖1所示的采血用電路基板1的、作為本發(fā)明的生物傳感器的一 實施方式的血糖值測量裝置的概略立體圖，圖8表示用于說明圖7所示的血糖值測量裝置 的使用方法的側(cè)剖視圖。另外，在圖8中，以紙面的右側(cè)為“前側(cè)”、以紙面的左側(cè)為“后側(cè)”、 以紙面的上側(cè)為“上側(cè)”、以紙面的下側(cè)為“下側(cè)”、以紙面的前側(cè)為“左側(cè)”、以紙面的后側(cè)為 “右側(cè)”，圖7的各方向與圖8中的方向例相同。接下來，參照圖7以及圖8說明安裝有采血用電路基板1的血糖值測量裝置19的 使用方法。在圖7以及圖8中，將利用上述方法獲得的采血用電路基板1安裝在血糖值測量 裝置19中進行使用，以能夠如上所述那樣供患者穿刺手指等皮膚而進行采血、測量所采集 的血液中的葡萄糖量。S卩、該血糖值測量裝置19包括殼體41、采血部42、顯示部44和用于測量血液中的 葡萄糖的測量部43 (在圖7中省略表示)。為了收容血糖值測量裝置19中的各構(gòu)件而準備了殼體41，該殼體41呈箱狀。詳 細而言，在殼體41中內(nèi)置有采血部42以及測量部43，并且在殼體41的表面設(shè)有顯示部44。 另外，在殼體41上形成有前側(cè)開口部33、上側(cè)開口部22以及彎折引導(dǎo)部49。前側(cè)開口部33在殼體41的前壁上開口成沿左右方向延伸的正面看為大致矩形的 形狀，且如下面所說明的那樣，以在采血用電路基板1向前方前進時，一部分(幾個)測量 單元2能自該前側(cè)開口部33露出。上側(cè)開口部22在殼體41的上壁的前側(cè)且左右方向中央部上形成為沿前后方向延 伸的長孔，詳細而言，能以使后述的驅(qū)動軸21沿前后方向滑動自如地插入在上側(cè)開口部22 中的方式形成該上側(cè)開口部22。彎折引導(dǎo)部49設(shè)在殼體41的前壁的左右方向中央部且前壁的上側(cè)開口部22的
9上端緣上，大致為平板狀。另外，能使前端緣以后端緣為支點沿上下方向擺動自如地設(shè)置彎 折引導(dǎo)部49，且自殼體41的前壁朝向前方斜下側(cè)地配置彎折引導(dǎo)部49，以便彎折引導(dǎo)部49 始終遮擋上側(cè)開口部22的前方。另外，在利用采血用電路基板1進行穿刺時，彎折引導(dǎo)部 49以遮擋的方式封閉前側(cè)開口部33的前方(參照圖8的(b))，而在測量血糖值時，彎折引 導(dǎo)部49使前側(cè)開口部33露出而使最前側(cè)的測量單元2自該前側(cè)開口部33露出，從而不與 最前側(cè)的測量單元2接觸地開放彎折引導(dǎo)部49(參照圖8的(d))。另外，在利用采血用電路基板1進行穿刺時，從側(cè)面看來，將彎折引導(dǎo)部49的形成 方向與前后方向所成的角度設(shè)定為例如15 60°，優(yōu)選為20 45°。如圖8所示，采血部42包括驅(qū)動軸21、引導(dǎo)部23以及采血用電路基板1。以軸線沿上下方向延伸的方式配置驅(qū)動軸21，在該驅(qū)動軸21的整個外周面上以 能與采血用電路基板1的嵌合槽18嵌合的方式設(shè)有驅(qū)動槽40。S卩、驅(qū)動軸21插入在采血 用電路基板1的中心開口部17(參照圖1)中，驅(qū)動槽40與嵌合槽18 (參照圖1)嵌合。由 此，驅(qū)動軸21能相對于嵌合槽18在上下方向上裝卸自如、且不能與嵌合槽18相對旋轉(zhuǎn)地 與嵌合槽18嵌合，并且，能使采血用電路基板1以驅(qū)動軸21的軸線為中心周向旋轉(zhuǎn)。引導(dǎo)部23設(shè)在殼體41的上壁的上側(cè)開口部22的周端。詳細而言，能沿前后方向 引導(dǎo)驅(qū)動軸21進退地設(shè)置引導(dǎo)部23。能利用驅(qū)動軸21沿前后方向進退、且能沿以驅(qū)動軸21的軸線為中心的周向進行 旋轉(zhuǎn)地設(shè)置采血用電路基板1。另外，使電極8以及端子9朝下露出地配置采血用電路基 板1。另外，在采血用電路基板1向前方前進時，前側(cè)的幾個測量單元2自前側(cè)開口部33露 出，并且上述幾個測量單元2中的最前側(cè)的測量單元2的穿刺針6與彎折引導(dǎo)部49接觸。測量部43與電極8電連接，包括觸點26以及CPU25。相對于端子9滑動自如地設(shè)置觸點26，以能夠在利用采血用電路基板1進行測量 時使該觸點26與用于進行測量的測量單元2的端子9 (參照圖2以及圖3)接觸。另外，觸 點26能夠借助端子9對電極8施加電壓，并且能夠檢測在施加了電壓時的各電極8之間的 電阻值的變化。CPU25借助信號布線48與觸點26電連接，并且與顯示部44相連接。另外，在利用 采血用電路基板1進行測量時，CPU25能夠根據(jù)在觸點26處所檢測到的各電極8間的電阻 值的變化計算出葡萄糖值，以該葡萄糖值為血糖值。顯示部44設(shè)在殼體41的上壁的后側(cè)，且例如由LED等構(gòu)成，用于顯示由CPU25測 得的血糖值。在使用血糖值測量裝置19時，首先，如圖7的(a)以及圖8的(a)所示，使驅(qū)動軸 21滑動到后側(cè)而準備血糖值測量裝置19，并且將患者自己的手指等配置在彎折引導(dǎo)部49 的下方。另外，在預(yù)先已使驅(qū)動軸21滑動到后側(cè)的情況下，無需滑動驅(qū)動軸21。在這種情況下，在血糖值測量裝置19中，采血用電路基板1上的所有測量單元2 都未自前側(cè)開口部33露出而被收容在殼體41內(nèi)。在本方法中，接下來，如圖7的(b)以及圖8的(b)所示，使驅(qū)動軸21滑動到前側(cè) 而使穿刺針6自前側(cè)開口部33露出，從而患者自己將該穿刺針6穿刺在手指等中。此時，使采血用電路基板1前進到前側(cè)而使測量單元2中的幾個測量單元2自前 側(cè)開口部33露出，并且使最前側(cè)的測量單元2與彎折引導(dǎo)部49抵接，從而以彎折部5為界限而相對于內(nèi)側(cè)部3向斜下方彎折外側(cè)部4。然后，將被彎折了的外側(cè)部4的穿刺針6穿刺 在手指中。另外，由于從側(cè)面看來是以上述規(guī)定角度配置彎折引導(dǎo)部49的，因此彎折部5的 彎折角度例如為15 60°，優(yōu)選為20 45°。另外，此時，在止擋部31與皮膚抵接時，限制穿刺針6進行進一步的穿刺。由此， 穿刺針6的穿刺深度為例如0. 5 1. 5mm。接下來，在本方法中，如圖8的(c)所示，使驅(qū)動軸21滑動到后側(cè)而自手指等拉出 穿刺針6，從而自穿刺位置流出微量的血。此時，使利用彎折引導(dǎo)部49彎折了的測量單元2自彎折引導(dǎo)部49離開，從而緩和 了彎折部5的彎折角度。詳細而言，彎折部5的彎折角度例如為15 60°，優(yōu)選為30 45°。另外，根據(jù)需要可以按壓(施加壓力)穿刺位置的附近而促進穿刺位置的微量出血。接下來，在本方法中，如圖8的(d)所示，向上擺動彎折引導(dǎo)部49的前端部從而開 放彎折引導(dǎo)部49，然后使驅(qū)動軸21再次滑動到前側(cè)而使最前側(cè)的測量單元2的電極8自前 側(cè)開口部33露出，從而使電極8靠近穿刺位置而與穿刺部位接觸。于是，利用穿刺針6的穿刺操作所采集的血液與電極8的表面接觸，從而血液與藥 劑30反應(yīng)。此時，觸點26與端子9接觸，并且自該觸點26借助端子9對電極8施加電壓。 然后，利用觸點26檢測在施加了電壓時的各電極8間的電阻值的變化，利用CPU25根據(jù)由 該觸點26檢測到的電阻值的變化計算出葡萄糖量，以該葡萄糖量為血糖值。然后，在顯示 部44上顯示由CPU25測得的血糖值。然后，在本方法中，使驅(qū)動軸21以驅(qū)動軸21的軸線為中心周向旋轉(zhuǎn)從而使采血用 電路基板1旋轉(zhuǎn)、由此將相對于使用過的測量單元2相鄰地配置在旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的未使 用過的測量單元2配置在最前側(cè)(該操作未圖示)。然后，實施多次上述圖8的(a) 圖8 的(d)所示的各工序，測量多次血糖值。采用該采血用電路基板1以及具有該采血用電路基板1的血糖值測量裝置19，利 用穿刺針6的穿刺操作使血液流出而使流出的血液與測量單元2的電極8簡便地接觸，從 而能夠利用與該電極8電連接的CPU25簡便地測量血糖值。結(jié)果，該采血用電路基板1以及血糖值測量裝置19能夠利用簡易的結(jié)構(gòu)簡便地測
量血糖值。而且，在該采血用電路基板1中，能夠利用設(shè)在1個采血用電路基板1上的多個測 量單元2多次測量血糖值。此外，在該采血用電路基板1中，由于在同一平面上呈放射狀地配置測量單元2， 因此在使用了 1個測量單元2后，通過沿使采血用電路基板1周向旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)⑹褂眠^的測 量單元2換成相對于該測量單元2相鄰地配置在旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的未使用過的測量單元2。 因此，能夠在每進行多次測量時簡便地更換測量單元2。另外，采用該體液采集用電路基板1，在使用測量單元2時，通過利用彎折部5彎 折測量單元2，能夠使欲使用的穿刺針6的頂端29自配置有多個測量單元2的同一平面離 開。因此，能夠利用被彎折了的穿刺針6而可靠地進行穿刺。
另外，采用該體液采集用電路基板1，通過使驅(qū)動軸21與嵌合槽18嵌合而使驅(qū)動 軸21周向旋轉(zhuǎn)，能夠可靠地使采血用電路基板1周向旋轉(zhuǎn)。因此，能夠在每進行多次測量 時更加簡便地更換測量單元2。另外，在上述圖1所示的說明中，在采血用電路基板1上設(shè)有32個測量單元2，但 測量單元2的數(shù)量沒有特別限定，可以依據(jù)殼體41的尺寸等適當(dāng)選擇測量單元2的數(shù)量， 例如可以設(shè)置10個以上、優(yōu)選為20個以上，通常測量單元2的數(shù)量為100個以下。另外，在上述圖1所示的說明中，可以依據(jù)殼體41的尺寸、測量單元2的數(shù)量等適 當(dāng)選擇采血用電路基板1的尺寸，沒有特別限定，例如采血用電路基板1的直徑為20mm 100mm。在采血用電路基板1的直徑小于上述范圍時，有時測量單元2的數(shù)量過少。另外， 在采血用電路基板1的直徑大于上述范圍時，有時殼體41過大而難以操作血糖值測量裝置 19。另外，在上述圖2以及圖3所示的說明中，在內(nèi)側(cè)部3與外側(cè)部4之間設(shè)置彎折部 5，但例如也可以在內(nèi)側(cè)部3中的穿刺針6上設(shè)置彎折部5，詳細而言在比穿刺針6的頂端 29靠徑向內(nèi)側(cè)(穿刺方向上游側(cè))部分上、即穿刺針6的徑向中途或徑向內(nèi)側(cè)端部設(shè)置彎 折部5 (該情況未圖示)。另外，在上述圖1所示的說明中，在采血用電路基板1的中心開口部17的整個內(nèi) 周面上設(shè)置嵌合槽18，但例如也可以只在內(nèi)周面的一部分表面上設(shè)置嵌合槽18而將剩余 的表面形成為圓筒狀(沒有凹凸的形狀)(該情況未圖示)。另外，在該情況下，將驅(qū)動軸 21的驅(qū)動槽40 (參照圖7以及圖8)形成為與上述嵌合槽18相對應(yīng)的形狀。此外，也可以將嵌合槽18形成為能與鍵狀的驅(qū)動軸21鍵嵌合的鍵槽。另外，在上述說明中，以采血用電路基板1以及具有該采血用電路基板1的血糖值 測量裝置19為例說明了本發(fā)明的體液采集用電路基板以及具有該體液采集用電路基板的 生物傳感器。也就是說，將利用體液采集用電路基板的穿刺針的穿刺操作所采集的體液作 為血液進行了說明。但是，作為體液，只要是存在于生物體內(nèi)的液體、則沒有特別限定，例如也可以舉 出細胞外液、細胞內(nèi)液。作為細胞外液，除了可以使用上述血液之外，例如還可以使用血漿、 組織間液、淋巴液、或緊密的結(jié)締組織、骨頭以及軟骨中的水分、細胞透過液等。并且，能夠 利用體液采集用電路基板以及具有該體液采集用電路基板的生物傳感器測量上述體液的 特定成分。實施例實施例1制造圖1所示的采血用電路基板首先，準備厚度為50ym、*SUS430構(gòu)成的細長薄片狀的金屬基板(參照圖5的 (a))。接下來，在金屬基板的表面上涂敷感光性聚酰亞胺樹脂前體(感光性聚酰胺酸樹 脂)的清漆，進行加熱干燥而形成覆蓋膜，然后進行曝光、顯影從而將覆蓋膜形成為圖案。 然后，在氮氣的氣氛下加熱到400°C而以上述圖案形成了厚度為IOym的基底絕緣層(參照 圖5的(b))。接下來，利用濺射的方式在基底絕緣層的表面上依次形成由鉻薄膜形成的金屬薄膜和由銅薄膜構(gòu)成的金屬薄膜。然后，在金屬薄膜的表面上層疊干膜抗蝕劑而進行曝光、顯 影，從而將抗鍍層形成為圖案。然后，在自抗鍍層露出的金屬薄膜的表面上利用電解鍍銅的 方法以金屬薄膜為基礎(chǔ)膜形成由銅構(gòu)成的鍍層，從而形成了具有電極、端子和布線的導(dǎo)體 圖案(參照圖5的(C))。然后，進行蝕刻而去除抗鍍層以及形成有該抗鍍層的部分的金屬薄膜。導(dǎo)體圖案的厚度為12 μ m，2個電極(8a)的直徑為0. 3mm，1個電極(8b)的長邊的 長度為1.0mm，短邊的長度為0.6mm。另外，2個端子(9a)的周向內(nèi)側(cè)端緣的長度為4mm， 在沿周向的邊中、徑向外側(cè)端緣(長邊)的長度為1mm、徑向內(nèi)側(cè)端緣(短邊)的長度為 0.5mm。另外，1個端子(9b)的寬度為1mm。另外，布線的寬度為100 μ m，分別將2個電極 8a以及2個端子9a連接起來的布線的長度為25mm，將1個電極8b以及1個端子9b連接 起來的布線的長度為10mm。然后，在基底絕緣層的表面上覆蓋導(dǎo)體圖案地涂敷感光性聚酰亞胺樹脂前體(感 光性聚酰胺酸樹脂)的清漆，進行加熱干燥而形成覆蓋膜，然后進行曝光、顯影從而將覆蓋 膜形成為圖案。然后，在氮氣的氣氛下加熱到400°C而形成了厚度為5 μ m的覆蓋絕緣層(參 照圖6的(d))。另外，在覆蓋絕緣層上形成電極側(cè)開口部以及端子側(cè)開口部，從而該覆蓋絕 緣層能使電極以及端子露出、且覆蓋布線。然后，在電極以及端子的表面上依次形成電解鍍鎳層(厚度為0. 5 μ m)、電解鍍金 層(厚度為2. 5 μ m)。接下來，在金屬基板的表面上層疊干膜抗蝕劑然后進行曝光、顯影，從而將抗蝕涂 層形成為圖案。之后，利用以氯化鐵為蝕刻劑的濕蝕刻對自抗蝕涂層露出的金屬基板進行 蝕刻，從而將金屬基板外形加工成具有多個(32個)測量單元的上述圖案，該測量單元具有 穿刺針(參照圖6的(e))。另外，通過對該金屬基板進行外形加工而形成了內(nèi)側(cè)部、外側(cè)部 (包括止擋部在內(nèi))、嵌合槽以及彎折部。另外，從穿刺針的頂端到1個電極(8b)(距頂端最近的電極)的長度為0.5mm，穿 刺針頂端的角度為20°，止擋部的鼓出部分的寬度為0.5mm，止擋部的徑向(穿刺方向下游 側(cè))端緣與穿刺針的頂端之間的分開長度為1. 5mm。由此，利用上述操作獲得了采血用電路基板。然后，在所獲得的采血用電路基板上，利用噴射的方法在各測量單元中的電極上 涂敷含有葡萄糖氧化酶以及鐵氰化鉀溶液的藥劑(參照圖6的(f))。將所獲得的采血用電路基板與驅(qū)動軸以及引導(dǎo)構(gòu)件一起安裝在設(shè)有顯示部的殼 體內(nèi)(參照圖7以及圖8)。在安裝采血用電路基板時，將驅(qū)動軸插入在中心開口部中而使驅(qū)動槽與嵌合槽嵌 合，并且將驅(qū)動軸滑動自如地插入到引導(dǎo)部中。利用血糖倌測量裝置測量血糖倌首先，準備上述血糖值測量裝置，然后將患者自己的手指配置在彎折引導(dǎo)部的下 方(參照圖7的(a)以及圖8的(a))。然后，將驅(qū)動軸滑動到前側(cè)而使穿刺針自前側(cè)開口部露出，從而患者自己將該穿 刺針6穿刺到手指中(參照圖7的(b)以及圖8的(b))。此時，使測量單元中的幾個測量
13單元自前側(cè)開口部露出，并且使最前側(cè)的測量單元與彎折引導(dǎo)部抵接，從而以彎折部為界 限相對于內(nèi)側(cè)部以45°的角度彎折外側(cè)部。然后，將被彎折了的外側(cè)部的穿刺針穿刺到手 指中。然后，將驅(qū)動軸滑動到后側(cè)而自手指拉出穿刺針，從而自穿刺部位流出微量的血 (參照圖8的(c))。由此，在彎折部處被彎折了的測量單元離開彎折引導(dǎo)部，彎折部的彎折 角度變成35°，緩和了測量單元2的彎折角度。然后，開放彎折引導(dǎo)部而使驅(qū)動軸再次滑動到前側(cè)，從而使最前側(cè)的測量單元的 電極自前側(cè)開口部露出，使電極靠近穿刺部位而與穿刺部位接觸(參照圖8的(d))。于是，由于是血液，葡萄糖氧化，并與鐵氰化鉀離子反應(yīng)。同時自觸點借助端子對 電極施加電壓。然后，利用觸點檢測在施加了電壓時的各電極間的電阻值的變化，利用CPU 根據(jù)該電阻值的變化計算出葡萄糖量，以該葡萄糖量作為血糖值。然后，在顯示部上顯示由 CPU測得的血糖值。然后，在本方法中，使驅(qū)動軸以驅(qū)動軸的軸線為中心周向旋轉(zhuǎn)，從而使采血用電路 基板旋轉(zhuǎn)，由此將相對于使用過的測量單元相鄰地配置在旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的未使用過的測 量單元配置在最前側(cè)。然后，實施上述各工序，測量了多次(共32次)血糖值。另外，作為本發(fā)明的例示的實施方式而提供了上述說明，但上述說明只是例示，不 可限定性地解釋。該技術(shù)領(lǐng)域的本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚的本發(fā)明的變形例包含在后述的權(quán) 利要求中。工業(yè)實用件本發(fā)明的體液采集用電路基板以及生物傳感器例如能夠較佳地用在測量血液中 的血糖值等的領(lǐng)域中。
權(quán)利要求
一種體液采集用電路基板，其特征在于，該體液采集用電路基板具有測量單元，該測量單元包括穿刺針和用于與利用上述穿刺針的穿刺操作所采集的體液相接觸的電極；在同一平面上呈放射狀地設(shè)有多個上述測量單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體液采集用電路基板，其特征在于，各上述測量單元具有位于比上述穿刺針的頂端靠上述穿刺的方向上游側(cè)的位置的能 進行彎折的彎折部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體液采集用電路基板，其特征在于， 在上述體液采集用電路基板的中心設(shè)有開口部；在上述體液采集用電路基板的開口部的內(nèi)周面上形成有嵌合部，該嵌合部能與用于使 上述體液采集用電路基板沿周向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動構(gòu)件嵌合。
4.一種生物傳感器，其特征在于， 該生物傳感器包括權(quán)利要求1所述的體液采集用電路基板； 與上述電極電連接的用于測量上述體液成分的測量部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種體液采集用電路基板以及生物傳感器。該體液采集用電路基板具有測量單元，該測量單元包括穿刺針和用于與利用穿刺針的穿刺操作所采集的體液接觸的電極，在同一平面上呈放射狀地設(shè)有多個測量單元。
文檔編號A61B5/1473GK101959460SQ20098010635
公開日2011年1月26日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日
發(fā)明者金戶正行 申請人:日東電工株式會社