JP2009180545A - Biosensor correction chip and biosensor system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バイオセンサチップの測定を行う測定器の挿入部に挿入可能であり、測定器の挿入部に設けられたコネクタ電極に接続可能なディジタル信号出力用の複数の接続端子と、バイオセンサチップの製造ロット毎に異なるデータを記憶する記憶手段と、を備えるバイオセンサ補正チップ及びバイオセンサシステムに関する。 The present invention relates to a plurality of connection terminals for digital signal output that can be inserted into an insertion part of a measuring instrument for measuring a biosensor chip and connectable to a connector electrode provided in the insertion part of the measuring instrument, and a biosensor The present invention relates to a biosensor correction chip and a biosensor system comprising storage means for storing different data for each chip production lot.
従来から、生体機能をエレクトロニクス分野に応用するバイオエレクトロニクスの研究が進んでいる。このバイオエレクトロニクス分野におけるバイオセンサチップは、生体が持つ優れた分子識別機能を利用したデバイスであり、化学物質を迅速にしかも簡便に測定できるものとして、将来有望視されている。 Conventionally, research on bioelectronics in which biological functions are applied to the electronics field has been progressing. The biosensor chip in the bioelectronics field is a device that uses an excellent molecular identification function of a living body, and is promising in the future as it can measure a chemical substance quickly and easily.
かかるバイオセンサチップは、微量試料測定用センサとして応用され、例えば血糖値や尿糖値を測定して糖尿病を自己管理し、予防する家庭内健康診断(セルフケア)に使い捨て使用されたり、工業的には生産ライン上の商品の抜取品質検査等に用いられたりするなど応用分野は広い。 Such a biosensor chip is applied as a sensor for measuring a small amount of sample. For example, the biosensor chip is used for a home health check (self-care) for self-management and prevention of diabetes by measuring a blood glucose level and a urine sugar level, or industrially. Is widely used in applications such as sampling quality inspection of products on the production line.
前記バイオセンサチップを利用するバイオセンサシステムとして、例えば特許文献1に記載の定量分析装置がある。この定量分析装置では、使い捨てセンサ(バイオセンサチップ)を、コネクタ端子を介して測定回路に接続可能とする構成を持ち、コネクタ端子の接続後にスイッチを入れて電源としての電池からオペアンプを介して使い捨てセンサ(バイオセンサチップ)に電圧を印加可能にしている。 As a biosensor system using the biosensor chip, for example, there is a quantitative analysis device described in Patent Document 1. This quantitative analyzer has a configuration that allows a disposable sensor (biosensor chip) to be connected to a measurement circuit via a connector terminal. After the connector terminal is connected, a switch is turned on and the battery as a power source is disposable via an operational amplifier. A voltage can be applied to the sensor (biosensor chip).
この使い捨てセンサ(バイオセンサチップ)は、反応部における内部抵抗等のばらつきに基づいて生体情報の測定結果に違い(測定誤差)が生じることがある。このため、測定誤差を、調整モード切換え用、機差補正用・校正用、単位切換え用などの用途ごとに、異なった抵抗値を持つバイオセンサ補正チップを前記測定器に挿し込むことによって、自動的に補正する方法が、前記特許文献1に記載されている。
しかしながら、従来のバイオセンサ補正チップにあっては、前述の用途ごとに異なった値の抵抗を持ち、バイオセンサ補正チップの前記差込み時に、測定器側ではその抵抗値に応じた電流値を検知し、測定値の補正、検量線の識別・選択、濃度値に基づく装置異常の有無、濃度単位の変更等が行えるものの、前記用途ごとのバイオセンサ補正チップを測定器に接続するという、極めて面倒な作業が必要になる。 However, the conventional biosensor correction chip has a resistance with a different value for each application described above, and when the biosensor correction chip is inserted, the current value corresponding to the resistance value is detected on the measuring instrument side. , Correction of measured values, identification / selection of calibration curve, presence / absence of device abnormality based on concentration value, change of concentration unit, etc., but it is extremely troublesome to connect a biosensor correction chip for each application to a measuring instrument. Work is required.
また、各補正用の抵抗値が固定値であるため、温度などの周辺環境の変化や経時変化に柔軟に対応できず、出荷段階などにおいて前記測定誤差の補正が行えないという不都合がある。また、調整モード切換え用、機差補正用・校正用、単位切換え用などの用途ごとに、抵抗値が異なる抵抗を持つ別々のバイオセンサ補正チップを用意する必要がある。 In addition, since each correction resistance value is a fixed value, it cannot flexibly cope with changes in the surrounding environment such as temperature and changes over time, and the measurement error cannot be corrected at the shipping stage. Further, it is necessary to prepare separate biosensor correction chips having resistances having different resistance values for each application such as adjustment mode switching, machine difference correction / calibration, and unit switching.
さらに、各バイオセンサ補正チップは、抵抗値(または電流値)の違いによって測定値の補正を行うため、使用済みのバイオセンサチップと補正用チップとの区別が付かなくなる。例えば、使用済みのバイオセンサチップを用いた前記補正の処理を制御部に対して誤って実行させてしまう場合が考えられる。 Furthermore, since each biosensor correction chip corrects a measurement value based on a difference in resistance value (or current value), it becomes impossible to distinguish between a used biosensor chip and a correction chip. For example, there may be a case where the correction process using the used biosensor chip is erroneously executed by the control unit.
本発明は前記のような従来の問題点に着目してなされたものであり、バイオセンサチップの測定を行う測定器の挿入部に挿入可能であり、測定器の挿入部に設けられたコネクタ電極に接続可能なディジタル信号出力用の複数の接続端子と、バイオセンサチップの製造ロット毎に異なるデータを記憶する記憶手段と、を備え、自動的にかつ確実にバイオセンサチップとの判別ができるバイオセンサ補正チップ及びバイオセンサシステムを得ることを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the conventional problems as described above, and can be inserted into an insertion portion of a measuring instrument for measuring a biosensor chip, and a connector electrode provided at the inserting portion of the measuring instrument. A biosensor chip that can be automatically and reliably discriminated from a biosensor chip, and has a plurality of connection terminals for digital signal output that can be connected to the memory and storage means for storing different data for each production lot of biosensor chips. An object is to obtain a sensor correction chip and a biosensor system.
前記目的達成のために、本発明に係るバイオセンサ補正チップは、バイオセンサチップの測定を行う測定器の挿入部に挿入可能であり、前記測定器の挿入部に設けられた複数の端子を持つコネクタ電極に接続可能な複数の端子を持つディジタル信号出力用の接続電極と、
前記バイオセンサチップの製造ロット毎に異なるデータを記憶する記憶手段と、を備え、
該記憶手段から読み出した前記データを前記接続電極及びコネクタ電極を介して前記測定器に送信可能に構成され、
前記測定器の挿入部に挿入して接続電極をコネクタ電極に接続したとき、前記コネクタ電極の複数の端子のうちの第1の端子に現れる電圧レベルが前記バイオセンサチップを挿入した場合と異なることにより、前記バイオセンサチップと判別可能に構成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the biosensor correction chip according to the present invention can be inserted into an insertion part of a measuring instrument for measuring the biosensor chip, and has a plurality of terminals provided in the insertion part of the measuring instrument. A connection electrode for digital signal output having a plurality of terminals connectable to the connector electrode;
Storage means for storing different data for each production lot of the biosensor chip,
The data read from the storage means is configured to be transmitted to the measuring device via the connection electrode and the connector electrode,
When the connection electrode is connected to the connector electrode by inserting into the insertion portion of the measuring instrument, the voltage level appearing at the first terminal among the plurality of terminals of the connector electrode is different from the case where the biosensor chip is inserted. Therefore, the biosensor chip can be distinguished from the biosensor chip.
また、前記コネクタ電極の第1の端子に接続されるバイオセンサチップの接続電極の端子が開放である場合に、前記コネクタ電極の第1の端子に接続される接続電極の端子にプルダウン用の抵抗が接続されることが好ましい。 In addition, when the terminal of the connection electrode of the biosensor chip connected to the first terminal of the connector electrode is open, a pull-down resistor is connected to the terminal of the connection electrode connected to the first terminal of the connector electrode. Are preferably connected.
また、前記コネクタ電極の第2の端子に接続されるバイオセンサチップの接続電極の端子が接地電位である場合に、前記コネクタ電極の第2の端子に接続される接続電極の端子にプルダウン用の抵抗が接続されることが好ましい。 In addition, when the terminal of the connection electrode of the biosensor chip connected to the second terminal of the connector electrode is at the ground potential, the terminal of the connection electrode connected to the second terminal of the connector electrode is used for pull-down. A resistor is preferably connected.
また、前記データは検量線を補正する検量線データであり、該検量線データは検量線計算式に代入する複数の係数からなることが好ましい。 The data is calibration curve data for correcting a calibration curve, and the calibration curve data preferably includes a plurality of coefficients to be substituted into the calibration curve calculation formula.
また、前記記憶手段に、ロット管理用データが記憶されていることが好ましい。 The storage means preferably stores lot management data.
また、前記記憶手段が、書き換え可能な不揮発性メモリ、特にシリアルクロックとシリアルデータ用の2本の信号線を備えたI2CEEPROMであることであることが好ましい。 Preferably, the storage means is a rewritable nonvolatile memory, particularly an I 2 CEEPROM provided with two signal lines for serial clock and serial data.
また、本発明のかかるバイオセンサシステムは、バイオセンサチップの測定を行う測定器の挿入部に挿入可能であり、前記測定器の挿入部に設けられた複数の端子を有するコネクタ電極に接続可能な複数の端子を有するディジタル信号出力用の接続電極と、前記バイオセンサチップの製造ロット毎に異なるデータを記憶する記憶手段と、を備えるバイオセンサ補正チップと、
前記バイオセンサ補正チップを前記挿入部に挿入して接続電極をコネクタ電極に接続したとき、前記コネクタ電極が持つ複数の端子のうちの第1の端子に現れる電圧レベルが前記バイオセンサチップを挿入した場合と異なることによりチップの種類を判別するチップ判別手段を備える測定器と、を含むことを特徴とする。
In addition, the biosensor system according to the present invention can be inserted into an insertion portion of a measuring instrument for measuring a biosensor chip, and can be connected to a connector electrode having a plurality of terminals provided in the insertion portion of the measuring instrument. A biosensor correction chip comprising a connection electrode for digital signal output having a plurality of terminals, and storage means for storing different data for each production lot of the biosensor chip;
When the biosensor correction chip is inserted into the insertion portion and the connection electrode is connected to the connector electrode, the voltage level appearing at the first terminal among the plurality of terminals of the connector electrode is inserted into the biosensor chip. And a measuring instrument provided with a chip discriminating means for discriminating the type of the chip depending on the case.
また、前記バイオセンサ補正チップには、前記コネクタ電極の第1の端子に接続されるバイオセンサチップの接続端子が開放である場合に、前記コネクタ電極の第1の端子に接続される接続電極の端子にプルダウン用の抵抗が接続されることが好ましい。 The biosensor correction chip includes a connection electrode connected to the first terminal of the connector electrode when the connection terminal of the biosensor chip connected to the first terminal of the connector electrode is open. It is preferable that a pull-down resistor is connected to the terminal.
また、前記バイオセンサ補正チップには、前記コネクタ電極の複数の端子のうちの第2の端子に接続されたバイオセンサチップの接続電極の端子が接地電位である場合に、前記コネクタ電極の第2の端子に接続される前記接続電極の端子にプルダウン用の抵抗を設けることが好ましい。 The biosensor correction chip includes a second connector electrode when the connection electrode terminal of the biosensor chip connected to the second terminal among the plurality of terminals of the connector electrode is at a ground potential. It is preferable to provide a pull-down resistor at the terminal of the connection electrode connected to the terminal.
本発明に係るバイオセンサ補正チップ及びバイオセンサシステムによれば、自動的にチップの挿入が検知できると共に、挿入されたチップがバイオセンサチップであるかバイオセンサ補正チップであるかの判別が自動的かつ確実にできる。 According to the biosensor correction chip and the biosensor system of the present invention, it is possible to automatically detect the insertion of the chip, and to automatically determine whether the inserted chip is a biosensor chip or a biosensor correction chip. And surely.
以下に、本発明の実施形態によるバイオセンサ補正チップ及びバイオセンサシステムを、図面を参照して説明する。
なお、本実施形態では、バイオセンサチップに供給される生体物質(試料)の一例として血液を挙げ、この血液中の血糖値を測定するバイオセンサシステムを例にして説明する。
Hereinafter, a biosensor correction chip and a biosensor system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, blood is taken as an example of a biological material (sample) supplied to the biosensor chip, and a biosensor system that measures a blood glucose level in the blood will be described as an example.
図1は、本実施形態に係るバイオセンサ補正チップを接続した測定器を示す回路図、図2は、バイオセンサチップを測定器に接続した状態の測定器を示す回路図、図3は、測定器各部の電圧、電流波形のタイミングチャートである。
図2及び図3を参照しながら、バイオセンサチップ1を使用するバイオセンサシステムについて説明する。このバイオセンサシステムは、バイオセンサチップ1と、バイオセンサ補正チップ14と、バイオチップセンサ1に供給された生体物質の生体情報を測定する測定器2とからなる。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a measuring instrument connected to the biosensor correction chip according to the present embodiment, FIG. 2 is a circuit diagram showing the measuring instrument in a state where the biosensor chip is connected to the measuring instrument, and FIG. It is a timing chart of the voltage and current waveform of each part.
A biosensor system using the biosensor chip 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. This biosensor system includes a biosensor chip 1, a
これらのうち、バイオセンサチップ1は、複数のセンサ電極としての接続電極(以下、接続電極という)3に接続するように設けられ、かつ生体物質が供給(滴下)される反応部4を備えている。接続電極3は5個の端子a〜eを備えている。
反応部4は、例えば血糖値反応用として構成されるものでは、酸化還元酵素と電子伝導体(メディエータ)との混合物、例えば、グルコースオキシダーゼとフェリシアン化カリウムとの混合物により形成される。
Among these, the biosensor chip 1 includes a reaction unit 4 that is provided so as to be connected to connection electrodes (hereinafter referred to as connection electrodes) 3 as a plurality of sensor electrodes and to which a biological substance is supplied (dropped). Yes. The
For example, the reaction unit 4 is configured for blood sugar level reaction, and is formed of a mixture of an oxidoreductase and an electron conductor (mediator), for example, a mixture of glucose oxidase and potassium ferricyanide.
測定器2は、コネクタ電極6及び制御部7を有する。これらのうちコネクタ電極6は5個の端子a〜eを備えている。
制御部7は、アナログ/ディジタル変換回路(以下、ADCという)9、生体情報測定回路10、メモリ11、チップ判別手段12及びディジタル/アナログ変換回路(以下、DACという)13を有する。チップ判別手段12は挿入部5に挿入された(コネクタ電極6に接続された)チップが、後述のチップ判別信号がハイレベルかローレベルかによってバイオセンサチップ1か、後述のバイオセンサ補正チップ14であるかを判別するものである。
The
The
前記ADC9には、コネクタ電極6と生体情報測定回路10とを直接接続するバイパス回路及びスイッチ(いずれも、図示省略)が設けられている。また、生体情報測定回路10は、挿入部5へのバイオセンサチップ1の挿入によって、DAC13を通じて反応部4に対する印加電圧を所定レベルに立ち上げるように機能する。
The
生体情報測定回路10は、反応部4に血液が供給されると、この反応部4に対する印加電圧を所定時間、酸化還元電位以下のレベル(例えば、反応物質がフェリシアン化カリウムの場合は0.33V)に維持するように機能する。これにより、前記血液の酵素反応による電荷の生成が促される。
When blood is supplied to the reaction unit 4, the biological
さらに、生体情報測定回路10は、前記所定レベルの印加電圧を設定時間内で再び立ち上げた後、所定時間内における反応部4の電荷放出による反応電流値を測定するように機能する。
Further, the biological
DAC13は、0V以上のレベル可変の印加電圧を連続的に生成することができ、接続電極3及びコネクタ電極6を介して反応部4に所定レベルの電圧を、任意に設定するように機能する。
The
従って、本実施形態では、図3に示すように、バイオセンサチップ1の挿入部5への挿入タイミングt1時から血液滴下時を含む所定時間及びt3時からt4時を含む期間は、所定の高い電圧に設定することができる。また、t2時からt3時を含む期間は前記酸化還元電位以下の電圧に設定できる。
メモリ11は、バイオセンサ補正チップ14から得られる情報を記憶する。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the predetermined time including the time of dropping the blood from the insertion timing t1 to the
The
次に、この測定器の動作を、図3のタイミングチャートを参照しながら説明する。
まず、血液などの生体物質の測定開始時には、制御部7のDAC13から印加電圧を出力し、さらにバイオセンサチップ1を測定器2の挿入部5に挿し込む。
このとき印加電圧は、接続電極3及びコネクタ電極6を介して反応部4に印加される。
Next, the operation of this measuring device will be described with reference to the timing chart of FIG.
First, at the start of measurement of a biological substance such as blood, an applied voltage is output from the
At this time, the applied voltage is applied to the reaction unit 4 via the
このため、この印加電圧によって反応部4に電流が流れ、この電流が図3(a)において、t1時にADC9を介して制御部7の生体情報測定回路10に入力される。
Therefore, a current flows through the reaction unit 4 by this applied voltage, and this current is input to the biological
このようにバイオセンサチップ1を挿入部5へ挿入した後は、所定時間経過した後のt2時に、反応部4上に生体物質を、ここでは血液を供給(滴下)する。この血液の滴下によって反応部4に流れる反応電流は、図2(b)に示すように瞬時に立ち上がる。制御部7はこの血液の滴下を、瞬時に立ち上がるパルス状の電流に基づいて認識する。
After inserting the biosensor chip 1 into the
続いて、制御部7は、DAC13から酸化還元電位以下の電圧を、接続電極3及びコネクタ電極6を介して反応部4に加える。制御部7は、反応部4に加える前記低電圧を予め設定された放置期間(t3時まで)維持し、この間に血液の化学(酵素)反応により生成される電荷を反応部4に蓄積させる。
Subsequently, the
次に、制御部7は、t2時からの放置期間を経過したt3時に、DAC13から前記所定レベルの電圧を再び反応部4の両端に印加する。これにより反応部4には酵素反応に基づく抵抗値変化に応じた、図3(b)に示すような反応電流が放出される。この反応電流値に対応する電圧が、前述のように制御部7に印加される。
Next, the
前記反応電流は、印加電圧の印加時に鋭く所定の高レベルに立ち上がった後、反応部4における前記電荷の放電時定数に従って徐々に漸減していく傾向にある。そこで、この反応電流の漸減動作終盤付近の所定タイミングt4で反応電流値をそれぞれ採取する。 The reaction current sharply rises to a predetermined high level when an applied voltage is applied, and then gradually decreases according to a discharge time constant of the charge in the reaction section 4. Therefore, the reaction current value is sampled at a predetermined timing t4 near the end of the gradual decrease operation of the reaction current.
そして、電流値と血糖値との関係を示す検量線を使用して、採取した反応電流値から血糖値を計算する。
例えば、以下の検量線計算式を使用して計算する。
(式1)
I<Gのとき、
Y=(A1−B1×T)×I2+(C1−D1×T)×I+(E1−F1×T)
(式2)
I≧Gのとき、
Y=(A2−B2×T)×I2+(C2−D2×T)×I+(E2−F2×T)
Then, using a calibration curve showing the relationship between the current value and the blood glucose level, the blood glucose level is calculated from the collected reaction current value.
For example, the calculation is performed using the following calibration curve calculation formula.
(Formula 1)
When I <G,
Y = (A1−B1 × T) × I 2 + (C1−D1 × T) × I + (E1−F1 × T)
(Formula 2)
When I ≧ G
Y = (A2−B2 × T) × I 2 + (C2−D2 × T) × I + (E2−F2 × T)
ここで、Yは血糖値、Iは反応電流値、Tは測定環境温度、Gは検量線選定閾値、A1〜F1はI<Gのときの検量線の計数、A2〜F2はI≧Gのときの検量線の計数である。
ところで、バイオセンサチップ1は、製造ロット毎に上記の式1,式2におけるA1〜F1,A2〜F2,Gの値(検量線データ)が異なっており、この検量線データは、バイオセンサ補正チップ14のEEPROM15に格納されている。
Here, Y is blood glucose level, I is reaction current value, T is measurement environment temperature, G is calibration curve selection threshold, A1 to F1 are calibration curve counts when I <G, and A2 to F2 are I ≧ G It is the count of the calibration curve.
By the way, the biosensor chip 1 has different values (calibration curve data) of A1 to F1, A2 to F2, and G in the
本実施形態では、バイオセンサチップ1による測定を行う前に、バイオセンサ補正チップ14を接続して測定器2に予めバイオセンサチップ1が属する製造ロットの検量線データを送信する。これにより、バイオセンサチップ1の製造ロットに対応した検量線データを、検量線計算式(前記式1または式2)に用いて血糖値を計算することができる。
In this embodiment, before the measurement by the biosensor chip 1, the
バイオセンサ補正チップ14は、書き換え可能な不揮発性メモリの一例であり電気的に書き換え可能なEEPROM15を記憶手段として持ち、EEPROM15には、上記の検量線データ(A1〜F1,A1〜F1,Gの値)の他に、ロット管理用データとして、バイオセンサチップのロット番号、製造日、当該製造ロットのバイオセンサチップの枚数、バイオセンサ補正チップのロット番号等を格納しており、これらのロット管理用データも上記の検量線データとともに制御部7へディジタル信号として送信する。
The
バイオセンサ補正チップ14は、測定器2のコネクタ電極6に接続可能なディジタル信号出力用の接続電極16を備える。
また、前述のように、制御部7にはメモリ11が設けられている。このメモリ11には、バイオセンサ補正チップ14から送信された製造ロットに対応する検量線データが記憶される。
The
Further, as described above, the
EEPROM15を備えるバイオセンサ補正チップ14は、前述のようにバイオセンサチップ1の製造ロット毎に異なる情報を持っている。従って、バイオセンサチップ1を用いた生体情報の測定の際には、同一製造ロットのバイオセンサチップ1に対して予め用意されたバイオセンサ補正チップ14を前もって挿入部5に挿し込み、EEPROM15に予め格納しておいた情報を測定器2に入力する。
The
生体情報測定回路10は、メモリ11内の検量線データを読み出す。その後、バイオセンサ補正チップ14に代えて挿入されるバイオセンサチップ1から得られた反応電流値を、このバイオセンサチップ1の製造ロットに対応した検量線データの検量線計算式(式1)あるいは(式2)を用いて血糖値を計算する。
The biological
この結果、生体情報測定回路10は、製造ロット毎のバイオセンサチップ1の出力に誤りを生じることない、正確な血糖値(生体情報値)を出力及び表示することとなる。
As a result, the biological
また、EEPROM15に予め格納しておいたロット管理用データ、例えば、バイオセンサチップ1のロット番号、製造日、当該製造ロットのバイオセンサチップ1の枚数、バイオセンサ補正チップのロット番号などの情報も同時に測定器2に送信され、メモリ11内に記憶される。
The lot management data stored in the
このようなロット管理用データを使用することにより、例えば、バイオセンサ補正チップと同じ製造ロットのバイオセンサチップ1が全て使用し終わったか否かが判別できる。あるいは、バイオセンサチップ1の製造日が使用期限を過ぎているか否かの判別なども可能である。 By using such lot management data, for example, it can be determined whether or not all the biosensor chips 1 of the same production lot as the biosensor correction chip have been used. Alternatively, it is possible to determine whether or not the date of manufacture of the biosensor chip 1 has expired.
なお、測定器2は、PCやネットワークを介してサーバ等に接続可能に構成することもできる。このように構成された測定器2を用いることにより、PCやネットワークを介して新たな製造ロットのデータを取得して、バイオセンサ補正チップ14の書き換え可能な記憶手段であるEEPROM15に記憶された検量線データ等の情報を、新たな製造ロットのデータに書き換えることも容易にできる。
The measuring
次に、本発明の実施形態によるバイオセンサチップ及びバイオセンサシステムを、図面を参照して説明する。図4はバイオセンサチップの回路図、図5はバイオセンサ補正チップの回路図、図6は測定器の入出力部の回路図、図7は測定器に挿入されたチップの判別時の電圧波形を示す図である。 Next, a biosensor chip and a biosensor system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 4 is a circuit diagram of a biosensor chip, FIG. 5 is a circuit diagram of a biosensor correction chip, FIG. 6 is a circuit diagram of an input / output unit of the measuring instrument, and FIG. 7 is a voltage waveform when a chip inserted into the measuring instrument is identified. FIG.
図4に示すように、バイオセンサチップ1は、接続電極3及び反応部4を有し、接続電極3は端子a〜eを有する。端子a、bは互いに接続され、さらに反応部4に接続されている。端子c、d、eはいずれも開放状態となっている。
As shown in FIG. 4, the biosensor chip 1 has a
図5に示すように、バイオセンサ補正チップ14は、記憶手段としてのEEPROM15および接続端子16を有する。コネクタ電極6は端子a〜eを備え、これらのサイズ、数は接続端子16の端子a〜eに対応している。
As shown in FIG. 5, the
EEPROM15は、電源(Vcc)端子、シリアルクロック(SCL)端子、シリアルデータ(SDA)端子を有し、電源端子は接続電極16の端子cに接続されている。また、シリアルクロック端子はインダクタンスL1を介して接続電極16の端子b(第2の端子)に接続されている。シリアルデータ端子はインダクタンスL2を介して接続電極16の端子(第1の端子)dに接続されている。
The
また、接続電極16の端子aは接地されるとともに、端子aと端子bとの間に抵抗(例えば、10kΩ)R1が接続されている。接続電極16の端子dは抵抗(例えば、10kΩ)R2を介して接地されている。なお、接続電極16の端子eは開放状態である。また、EEPROM15には電源電圧安定化用のダイオードDおよびコンデンサCが接続されている。
The terminal a of the
図6は、測定器2における入出力部(チップ挿入検出部)の回路構成を示す。この入出力部を構成するコネクタ電極6の端子aは接地され、端子bにはシリアルクロック信号(SCL)出力、チップ検知入力TB0、抵抗R3を含むチップ検知用電圧出力P1が接続されている。
コネクタ電極6の端子cは電源Vccに接続されている。コネクタ電極6の端子dは、抵抗R4(例えば、100kΩ)を介して電源(Vcc)側に接続されるとともに、シリアルデータ信号(SDA)入力とチップ判別信号を兼ねたP3および抵抗R5を介してプルアップ信号出力P2にそれぞれ接続されている。接続電極16の端子eは測定電流を増幅するアンプAに接続されている。
FIG. 6 shows a circuit configuration of an input / output unit (chip insertion detection unit) in the measuring
The terminal c of the
次に、測定器2におけるバイオセンサチップ1およびバイオセンサ補正チップ14の判別方法を、図7に示す回路各部のタイミングチャートに従って説明する。なお、測定器2における入出力部(チップ挿入検出部)においてチップ検知用電圧出力P1には所定の電圧(例えば、3.3V)が印加され(図7(a))、従って、チップ検知入力TB0はハイレベルの所定電位に保たれている。
Next, a method of discriminating between the biosensor chip 1 and the
ここで、バイオセンサチップ1を測定器2の挿入部5に挿入し、測定器2の前記コネクタ電極6に、図4に示すようなバイオセンサチップ1の接続電極3を、図2に示すように接続する。これにより、各電極3、6の各端子a、bを介してチップ検知入力TB0の電位は接地電位側に引かれて、ローレベルとなる(図7(b))。これにより、測定器2のチップ判別手段12により、チップ(バイオセンサチップ1あるいはバイオセンサ補正チップ14のどちらか)が挿入されたことが検知される。
Here, the biosensor chip 1 is inserted into the
また、接続電極3の端子c、dは開放状態であるため、抵抗R4を介して測定器2の電源Vccに接続されたチップ判別信号P3はVccと同レベルとなる。すなわち図7(e)に示すように、バイオセンサチップ1を接続した場合は、Vccがハイレベルであれば、チップ判別信号P3はハイレベルのLV1となり、チップ判別手段12により、挿入されたチップがバイオセンサチップ1であると判別される。
Further, since the terminals c and d of the
一方、バイオセンサチップ1に代えてバイオセンサ補正チップ14を測定器に接続した場合には、チップ検知入力TB0が抵抗R1を介して接地された形態となり、このチップ検知入力TB0の電位は、図7(b)に示すように、ローレベルを維持する。これにより、測定器2のチップ判別手段12により、チップ(バイオセンサチップ1あるいはバイオセンサ補正チップ14のどちらか)が挿入されたことが検知される。そして、図7(c)に示すように、電源Vccからコネクタ電極6および接続電極16の各端子cを通じて、EEPROM15に動作電源が印加される。
On the other hand, when the
また、チップ判別信号P3はプルアップ抵抗R4を介して電源Vccに接続されている。チップ判別信号P3には抵抗R5を介してプルアップ信号出力P2が接続されている。従って、接続電極16をコネクタ電極6に接続した際に、それぞれの電極6、16の各端子dに接続されたプルダウン抵抗R2によって、チップ判別信号P3の電位は、図7(e)に示すように、略1/10のレベルのLV2に低下する。
The chip discrimination signal P3 is connected to the power source Vcc via the pull-up resistor R4. A pull-up signal output P2 is connected to the chip discrimination signal P3 via a resistor R5. Accordingly, when the
なお、上記のようにして、チップの判別がなされた後は、バイオセンサ補正チップ14と測定器2間でシリアルデータ(SDA)の送受信が行われる。測定器2からバイオセンサ補正チップ14へデータを送信する場合(送信時)は、図7(d)に示すようにP2をローレベルとして、図7(e)に示すようにP3からシリアルデータ(SDA)をバイオセンサ補正チップ14へ送信する。また、測定器2がバイオセンサ補正チップ14からのデータを受信する場合(受信時)は、図7(d)に示すようにP2をハイレベルとして、図7(e)に示すようにP3でバイオセンサ補正チップ14からのシリアルデータ(SDA)を受信する。
In addition, after the chip is determined as described above, serial data (SDA) is transmitted and received between the
以上のように、本発明の実施形態によれば、測定器2のコネクタ電極6に対し、バイオセンサチップ1側の接続電極3及びバイオセンサ補正チップ14の接続電極16のいずれを接続しても、チップ検知入力TB0の電位が下がるため、この電位を検出することで、それらの接続があったことを測定器2側で検知及び表示することができる。
さらに、測定器2のコネクタ電極6にバイオセンサチップ1側の接続電極3を接続した際には、チップ判別信号P3の電位に変化がないものの、バイオセンサ補正チップ14側の接続電極16を接続した場合には、チップ判別信号P3の電位が低下することによって、測定器2に接続されたチップの種類を判別することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, either the
Furthermore, when the
なお、測定器2及びバイオセンサ補正チップ14がディジタル信号のやり取りを、I2C通信方式によりSCL(シリアルクロック)とSDA(シリアルデータ)用の2本の信号線を用いることで可能になるため、これらを結ぶバイオセンサ補正チップ14側の電源用ピン及び接地用ピンを除く信号ピン数を少なく抑えることができ、合わせて高速のシリアル通信が可能になる。
The measuring
以上、詳述したように、本実施形態にかかるバイオセンサ補正チップ14及びバイオセンサシステムによれば、製造ロット毎に異なる検量線の違いによってバイオセンサチップ1で測定される血糖値を正確に測定できるバイオセンサ補正チップ14に対し、自動的にこのバイオセンサ補正チップの挿入が検知できると共に、挿入されたチップがバイオセンサチップであるかバイオセンサ補正チップであるかの判別が自動的かつ確実にできる。
As described above in detail, according to the
1 バイオセンサチップ
2 測定器
3 接続電極
4 反応部
5 挿入部
6 コネクタ電極
7 制御部
9 アナログ/ディジタル変換回路(ADC)
10 生体情報測定回路
11 メモリ
12 チップ判別手段
13 ディジタル/アナログ変換回路(DAC)
14 バイオセンサ補正チップ
15 EEPROM(記憶手段)
16 接続端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
14
16 Connection terminal
Claims (10)
前記バイオセンサチップの製造ロット毎に異なるデータを記憶する記憶手段と、を備え、
該記憶手段から読み出した前記データを前記接続電極及びコネクタ電極を介して前記測定器に送信可能に構成され、
前記測定器の挿入部に挿入して接続電極をコネクタ電極に接続したとき、前記コネクタ電極の複数の端子のうちの第1の端子に現れる電圧レベルが前記バイオセンサチップを挿入した場合と異なることにより、前記バイオセンサチップと判別可能に構成されることを特徴とするバイオセンサ補正チップ。 Connection for digital signal output having a plurality of terminals connectable to a connector electrode having a plurality of terminals provided in the insertion section of the measuring instrument, which can be inserted into the inserting section of the measuring instrument for measuring the biosensor chip Electrodes,
Storage means for storing different data for each production lot of the biosensor chip,
The data read from the storage means is configured to be transmitted to the measuring device via the connection electrode and the connector electrode,
When the connection electrode is connected to the connector electrode by inserting into the insertion portion of the measuring instrument, the voltage level appearing at the first terminal among the plurality of terminals of the connector electrode is different from the case where the biosensor chip is inserted. The biosensor correction chip is configured to be distinguishable from the biosensor chip.
前記バイオセンサ補正チップを前記挿入部に挿入して接続電極をコネクタ電極に接続したとき、前記コネクタ電極が持つ複数の端子のうちの第1の端子に現れる電圧レベルが前記バイオセンサチップを挿入した場合と異なることによりチップの種類を判別するチップ判別手段を備える測定器と、を含むことを特徴とするバイオセンサシステム。 Connection for digital signal output having a plurality of terminals connectable to a connector electrode having a plurality of terminals provided in the insertion section of the measuring instrument, which can be inserted into the inserting section of the measuring instrument for measuring the biosensor chip A biosensor correction chip comprising an electrode and storage means for storing different data for each production lot of the biosensor chip;
When the biosensor correction chip is inserted into the insertion portion and the connection electrode is connected to the connector electrode, the voltage level appearing at the first terminal among the plurality of terminals of the connector electrode is inserted into the biosensor chip. A biosensor system comprising: a measuring device including a chip discriminating unit that discriminates the type of the chip depending on the case.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008017887A JP2009180545A (en) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Biosensor correction chip and biosensor system |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017500571A (en) * | 2013-12-23 | 2017-01-05 | ライフスキャン・スコットランド・リミテッド | Detecting the test strip of the analyte measuring instrument |
JP2018059749A (en) * | 2016-10-03 | 2018-04-12 | 大日本印刷株式会社 | Device and method for detecting microbial contaminants |
-
2008
- 2008-01-29 JP JP2008017887A patent/JP2009180545A/en active Pending
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