JP2004184255A - 分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外乱ノイズの影響を抑制すること、たとえば分析用具の電極の抵抗値が比較的に大きくても、静電気に対して適切に対応することができるようにする。
【解決手段】試料液を含む反応場を提供し、かつ反応場に対して電圧を印加するための第１および第２電極２０Ａ，２０Ｂを備えた分析用具２を装着して使用する分析装置１であって、第１および第２電極２０Ａ、２０Ｂに接触させるためのコネクタ部１０と、このコネクタ部１０を介して分析用具２から取得した試料液に関する情報に基づいて分析を行う分析回路１３と、コネクタ部１０と分析回路１３との間を繋ぐ信号線１６と、を備えた分析装置１において、分析回路１３よりもコネクタ部１０よりの部位に、静電気を吸収するための外乱ノイズ対策部１１を設けた。外乱ノイズ対策部１１は、たとえば信号線１６の途中に設けられる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料液中の特定成分を分析するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血糖値を測定する一般的な方法としては、酸化還元反応を利用したものがある。その一方で、自宅や出先などで簡易に血糖値の測定が行えるように、手のひらに収まるようなサイズの簡易型の血糖値測定装置が汎用されている。この簡易型の血糖値測定装置では、酵素反応場を提供するとともに使い捨てとして構成されたバイオセンサを装着した上で、このバイオセンサに血液を供給することにより血糖値の測定が行われる。
【０００３】
血糖値を測定する方法としては、電気化学的手法を利用したものがある。この場合には、図７に示したようにバイオセンサ８は、絶縁基板８０と、酵素反応場に対して電圧を印加するための第１および第２電極８１，８２と、を備えたものとして構成される。一方、血糖値測定装置９は、第１および第２電極８１，８２に接触させるための第１および第２端子９１，９２を有するコネクタ部９０と、コネクタ部９０からの情報に基づいて血糖値を演算するための測定回路９３と、を備えたものとして構成される（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平８−１０２０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
測定装置９は、様々な外乱ノイズの影響を受けるが、この外乱ノイズにより測定値が影響を受け、あるいは電子部品が破壊されて測定不能になる場合がある。特に携帯可能な小型の測定装置においては、人からの静電気の影響を受け易い。図７に示す測定装置９では、バイオセンサ８は、通常、血糖値測定装置９に対して手操作で装着される。このため、人体が静電気を帯びていれば、その静電気がバイオセンサ１の第１および第２電極８１，８２、あるいは血糖値測定装置９の第１および第２端子９１，９２に飛んでしまう。この静電気は、何らの手立ても講じなければ、外乱ノイズとして、たとえば第１電極８１を介して分析回路に入力されてしまう。したがって、静電気の影響を低減するために、たとえばバイオセンサ８の第１および第２電極８１，８２や血糖値測定装置９の第１および第２端子９１，９２の配置を工夫したり、測定回路９３を構成する個々の電子部品の耐電圧を大きくしたり、あるいは静電気をグランドに落とし込む方法が採用されている。
【０００６】
近年においては、バイオセンサ８の製造コストを低減するために、第１および第２電極８１，８２の厚みを小さくする傾向がある。また、バイオセンサ８を簡易型の血糖値測定装置９に適合させるためには、第１および第２電極８１，８２を含めたバイオセンサ８のサイズを小さくせざるを得ない。これらの場合、第１および第２電極８１，８２の抵抗が大きくなるために、たとえば図７に示した回路構成では、第１電極８１と血糖値測定装置９の第１端子９１との接点を静電気が移動しようとする際に、この接点近傍において大きなジュール熱が発生する。そして、発生するジュール熱が大きければ、第１電極８１が溶けてしまうこともある。そうなると、装着されたバイオセンサ８では血糖値測定を行うことができないばかりか、血糖値測定装置９の第１端子９１にバイオセンサ８の第１電極８１の溶融物が付着して第１端子の抵抗値が事実上変わってしまい、以後の応答電流値の測定において誤差を生じてしまう。このような不具合は、第１電極８１の厚みを小さくするほど顕著に現れる。
【０００７】
本発明は、このような事情のもとに考えだされたものであって、外乱ノイズの影響を抑制すること、たとえば分析用具の電極の抵抗値が比較的に大きくても、静電気に対して適切に対応することができるようにすることを課題としている。
【０００８】
【発明の開示】
本発明では、上記した課題を解決するために、次の技術的手段を講じている。すなわち、本発明により提供される分析装置は、試料液を含む反応場を提供し、かつ上記反応場に対して電圧を印加するための第１および第２電極を備えた分析用具を装着して使用する分析装置であって、上記第１および第２電極に接触させるためのコネクタ部と、このコネクタ部を介して上記分析用具から取得した上記試料液に関する情報に基づいて分析を行う分析回路と、を備えた分析装置において、上記分析回路よりも上記コネクタ部よりの部位に、外乱ノイズを吸収するための外乱ノイズ対策部を設けたことを特徴としている。
【０００９】
本発明の分析装置においては、コネクタ部と分析回路との間は、たとえば信号線によって接続される。外乱ノイズ対策部は、たとえば信号線の途中に設けられ、あるいはコネクタ部に設けられる。外乱ノイズ対策部は、抵抗、コンデンサ、コイル、フェライトコアおよびバリスタから選択される少なくとも１つを有するものとして構成するのが好ましい。
【００１０】
分析用具としては、たとえば血液中のグルコースを反応させるように構成されたものが使用される。この場合、分析回路は、第１および第２電極を利用して反応場に電圧を印加したときに得られる電流値に基づいて、血液中のグルコース濃度を演算するように構成するのが好ましい。
【００１１】
本発明の外乱ノイズ対策部を設ける思想は、とくに携帯可能なように構成された分析装置に対して有効である。分析装置を携帯可能とするためには、たとえば寸法４００ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍ以下、重量２０ｋｇ以下とすればよい。この場合、カバンやポケットに収納可能なように、寸法１５０ｍｍ×１００ｍｍ×５００ｍｍ以下、重量５００ｇ以下とするのが好ましく、さらに好ましくは寸法１００ｍｍ×６０ｍｍ×１５ｍｍ以下、重量７０ｇ以下とされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１３】
図１ないし図３に示したように、分析装置１は、携帯可能なように構成されており、バイオセンサ２を装着して使用されるものである。分析装置１は、コネクタ部１０、外乱ノイズ対策部１１、電流電圧変換アンプ１２、分析回路１３、複数の操作ボタン１４、および表示部１５を有している。
【００１４】
コネクタ部１０は、バイオセンサ２の端部２ａを挿入するためのものであり、第１および第２端子１０ａ，１０ｂを有している。第１および第２端子１０ａ，１０ｂは、バイオセンサ２の目的部位に電圧を印加する際に利用されるものであり、図２に良く表れているようにバイオセンサ２の端部２ａを押圧できるようにバネ性が付与されている。コネクタ部１０は、信号線１６を介して分析回路１３に対して電気的に接続されている。この信号線１６には、上記した外乱ノイズ対策部１１および電流電圧変換アンプ１２が配置されている。
【００１５】
図３に示した外乱ノイズ対策部１１は、たとえば人体から飛来してくる静電気に対応するためのものであり、抵抗、コンデンサ、コイル、フェライトコアおよびバリスタから選択される少なくとも１つを有している。
【００１６】
図４（ａ）〜（ｇ）には、外乱ノイズ対策部１１の回路例を示した。図４（ａ）にはコンデンサＣを配置した例を、図４（ｂ）には抵抗Ｒを配置した例を、図４（ｃ）にはコイルＬを配置した例を示した。図４（ｄ）には、抵抗Ｒを配置するとともに、抵抗Ｒの下流におけるグランドに繋がるライン上に、コンデンサＣを配置した例を示した。図４（ｅ）には、コイルＬを配置するとともに、コイルＬの上流および下流におけるグランドに繋がる２つのライン上に、コンデンサＣ_１，Ｃ_２を配置した例を示した。図４（ｆ）には、抵抗ＲとコンデンサＣを並列に配置した例を示した。図４（ｇ）には、２つのコイルＬ_１，Ｌ_２を配置するとともに、これらのコイルＬ_１，Ｌ_２の間においてグランドに繋がるライン上に、コンデンサＣを配置した例を示した。
【００１７】
外乱ノイズ対策部１１は、先に例示した回路構成に限らず、また先に例示した部品に限らず、外乱ノイズを除去または低減できるその他の部品により構成してもよい。
【００１８】
図３に示した電流電圧変換アンプ１２は、バイオセンサ２から電流値として得られる情報を、電圧値に変換してから分析回路１３に入力するためのものである。
【００１９】
分析回路１３は、電流電圧変換アンプ１２から出力された情報に基づいて、たとえば試料液中の特定成分の濃度を演算し、あるいは試料液中の特定成分が目的量以上含有されているか否かを判断するためのものである。この分析回路１３は、たとえば演算などの動作を制御するためのＣＰＵ、演算などの動作プログラムを記憶したＲＯＭ、および演算などに必要な情報を記憶するＲＡＭによって構成される。
【００２０】
複数の操作ボタン１４は、分析装置１に対して各種の情報を入力するために使用されるものであり、たとえば分析開始合図を送ったり、分析装置１の設定を行う際に利用される。
【００２１】
表示部１５は、分析結果の他、操作手順やエラーである旨を表示するためのものであり、たとえば液晶表示装置により構成される。
【００２２】
図２、図３および図５に示したように、バイオセンサ２は、基板２０に対して、スペーサ２１を介してカバー２２を積層した形態を有しており、上記各要素２０〜２２によって流路２３が形成されている。流路２３は、試料液導入口２３ａを介して導入された試料液を、毛細管現象によりカバー２２の穴部２２ａに向けて移動させ、かつ反応場を提供するためのものである。流路２３の寸法は、スペーサ２１に形成されたスリット２１ａによって規定されている。
【００２３】
基板２０には、反応場に対して電圧を印加するための作用極２０Ａおよび対極２０Ｂが形成されている。作用極２０Ａおよび対極２０Ｂの端部２０Ａａ，２０Ｂａの間は、試薬部２４により繋げられている。図２に良く表れているように、作用極２０Ａおよび対極２０Ｂの端部２０Ａｂ，２０Ｂｂは、バイオセンサ２を分析装置１のコネクタ部１０に装着したときに、分析装置１の第１および第２端子１０ａ，１０ｂと接触させられる。試薬部２４は、たとえば酸化還元酵素および電子伝達物質を含んだ固体状に形成されており、試料液が供給されたときに溶解するように構成されている。酸化還元酵素や電子伝達物質の種類は、測定対象成分の種類などに応じて選択され、たとえばグルコース濃度を測定する場合には、酸化還元酵素としてグルコースデヒドロゲナーゼやグルコースオキシダーゼが使用され、電子伝達物質としてフェリシアン化カリウムが使用される。
【００２４】
分析装置１において試料液の分析を行う場合には、たとえば分析装置１に対してバイオセンサ２を装着した後に、バイオセンサ２の試料液導入口２３ａから試料液（典型的には血液や尿）を導入する。そうすれば、バイオセンサ２では、毛細管現象によって流路２３内を試料液が移動し、流路２３内が試料液により満たされる。このとき、試料液によって試薬部２４が溶解し、流路２３内には液相反応系が構築される。この液相反応系に対しては、たとえば分析装置１の直流電源（図示略）によって電圧が印加される。このときの応答電流は、バイオセンサ２の作用極２０Ａ、分析装置１の第１端子１０ａ、外乱ノイズ対策部１１を介して電流電圧変換アンプ１２に入力される。分析回路１３には、電流電圧変換アンプ１２において電流から電圧に変換された情報が、たとえば図外のＡＤ変換器によってデジタル信号化されてから入力される。分析回路１３では、応答電流に対応するデジタル信号に基づいて、試料液の分析、たとえば血液中のグルコース濃度の演算が行われる。分析結果は、たとえば分析装置１の表示部１５において表示される。
【００２５】
上述したように、分析装置１にバイオセンサ２を装着する場合には、人体に帯電した静電気が、バイオセンサ２の作用極２０Ａおよび対極２０Ｂ、あるいは分析装置１の第１および第２端子１０ａ，１０ｂに飛んでしまうことがある。これに対して、分析装置１では、飛来してきた静電気に対して、外乱ノイズ対策部１１によって対応することとしている。すなわち、分析装置１の外部から静電気が飛来してきた場合には、外乱ノイズ対策部１１において静電気が消費され、あるいは蓄積される。このため、分析装置１の第１端子１０ａとバイオセンサ２における作用極２０Ａの端部２０Ａｂとの接点近傍における静電気の消費量、すなわちジュール熱の発生量が低減され、作用極２０の端部２０Ａｂが溶融してしまうことを抑制することができる。また、外乱ノイズ対策部１１において静電気が吸収されれば、分析回路１３に対して静電気がノイズとして入力されることを抑制することができるようになる。したがって、分析装置１では、静電気による測定エラーや測定誤差が生じることを抑制することができる。もちろん外乱ノイズ対策部１１は、人体から飛来してくる静電気に限らず、その他の外乱ノイズを吸収することもできる。
【００２６】
本実施の形態においては、外乱ノイズ対策部１１が分析回路１３とコネクタ部１０との間を繋ぐ信号線１６の途中に設けられていたが、図６に示したように、外乱ノイズ対策部１１をコネクタ部１０に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分析装置にバイオセンサを装着した状態を示す全体斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示した状態を、分析装置に関して回路ブロックで、バイオセンサに関して平面図でそれぞれ示した模式図である。
【図４】外乱ノイズ対策部の回路例を示す回路図である。
【図５】バイオセンサの分解斜視図である。
【図６】分析装置の他の例を示す図３に相当する模式図である。
【図７】従来の簡易型の血糖値測定装置およびバイオセンサを説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ 分析装置
１０ コネクタ部
１１ 外乱ノイズ対策部
１３ 分析回路
１６ 信号線
２ バイオセンサ
２０Ａ 作用極（第１電極）
２０Ｂ 対極（第２電極）

Claims (6)

1. 試料液を含む反応場を提供し、かつ上記反応場に対して電圧を印加するための第１および第２電極を備えた分析用具を装着して使用する分析装置であって、上記第１および第２電極に接触させるためのコネクタ部と、このコネクタ部を介して上記分析用具から取得した上記試料液に関する情報に基づいて分析を行う分析回路と、を備えた分析装置において、
   上記分析回路よりも上記コネクタ部よりの部位に、外乱ノイズを吸収するための外乱ノイズ対策部を設けたことを特徴とする、分析装置。
2. 上記コネクタ部と上記分析回路との間を繋ぐ信号線を備えており、
   上記外乱ノイズ対策部は、上記信号線の途中に設けられている、請求項１に記載の分析装置。
3. 上記外乱ノイズ対策部は、上記コネクタ部に設けられている、請求項１に記載の分析装置。
4. 上記外乱ノイズ対策部は、抵抗、コンデンサ、コイル、フェライトコアおよびバリスタから選択される少なくとも１つを有している、請求項１ないし３のいずれかに記載の分析装置。
5. 上記分析用具は、血液中のグルコースを反応させるように構成されており、
   上記分析回路は、上記第１および第２電極を利用して上記反応場に電圧を印加したときに得られる電流値に基づいて、血液中のグルコース濃度を演算するように構成されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の分析装置。
6. 携帯可能に構成されている、請求項１ないし５のいずれかに記載の分析装置。

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