JP4814953B2 - 血液試料のヘマトクリット値の測定方法、血液試料中の分析物の濃度の測定方法、センサチップおよびセンサユニット - Google Patents

Description

本発明は、血液試料のヘマトクリット（Ｈｃｔ）値の測定方法、血液試料中の分析物の濃度の測定方法、それらの測定に適したセンサチップおよびセンサユニットに関する。

血液試料中の分析物の濃度、例えば血中グルコース濃度（血糖値）、を測定するために、センサチップが使用されている。

センサチップは、分析物が関与する酵素サイクリング反応後に、血液試料中に流れる電流量を測定するために用いられ、この電流量に基づいて分析物の濃度が計算される。この電流量は、分析物濃度に加え、血液試料のＨｃｔ値によっても変化する。血液試料のＨｃｔ値は、その血液試料を提供した動物の健康状態に応じて変動する。ヒトの標準Ｈｃｔ値は、成人男子において３９〜５０％、成人女子では３６〜４５％である。血液試料のＨｃｔ値は、その血液試料中の分析物濃度を正確に特定するために、さらにはその血液試料の性状、例えば、血液のさらさら度および貧血、を知るために、センサチップの測定対象とすることが望ましい。

特表平８−５００１９０号公報、特表２００３−５０１６２７号公報、国際公開第２００５／０５４８３９号パンフレットおよび国際公開第２００５／０５４８４０号パンフレットは、血液試料のＨｃｔ値を測定するためのセンサチップを開示する。これら公知のセンサチップは、作用極および対極を含む電極系と、作用極と対極との間に血液試料を保持するための流路（血液試料保持部）とを備える。

特表平８−５００１９０号公報に記載のセンサチップは、血液試料に溶出可能な状態で血液試料保持部に配置された、電子メディエータの還元体および酸化体を有する。電子メディエータの還元体および酸化体は、血液試料保持部への血液試料の導入により作用極上および対極上に混ざり合った状態で付着する。特表２００３−５０１６２７号公報に記載のセンサチップでは、作用極上および対極上に電子メディエータの酸化体が配置されている。これらのセンサチップでは、各電極上に付着した電子メディエータの酸化還元反応に伴って血液試料中に流れる電流量の測定によって、血液試料のＨｃｔ値が特定される。

国際公開第２００５／０５４８３９号パンフレットおよび国際公開第２００５／０５４８４０号パンフレットに記載のセンサチップでは、Ｈｃｔ値を測定するための作用極および対極を含む電極系のうち対極上にのみ電子メディエータが配置されている。このセンサチップでは、血液試料保持部への血液試料の導入により、電子メディエータを含有しないピュアな血液試料が作用極上に接触する。このセンサチップでは、血液試料中の血液成分、例えば、アスコルビン酸、尿酸および水、の酸化還元反応に起因して、血液試料と作用極との界面で電子が移動する。血液試料と対極との界面での電子の移動は、対極上に配置された電子メディエータが寄与する。

特表平８−５００１９０号公報および特表２００３−５０１６２７号公報に記載のセンサチップは、血液試料のＨｃｔ値の変動率に対し、Ｈｃｔ値の測定時に血液試料中に流れる電流（酸化還元電流）の量の変動率が小さく、十分な検出感度を有しない。例えば、血液試料のＨｃｔ値が２０％変動しても、酸化還元電流の振幅が８％程度しか変動しない場合がある。国際公開第２００５／０５４８３９号パンフレットおよび国際公開第２００５／０５４８４０号パンフレットに記載のセンサチップでは、Ｈｃｔ値の測定時に作用極と対極との間に印加する電圧（Ｈｃｔ値測定電圧）を低下させると、酸化還元電流の振幅の揺らぎが激しくなり、血液試料のＨｃｔ値を安定して測定できない。

本発明は、Ｈｃｔ値測定電圧を低下させても、血液試料のＨｃｔ値を十分な検出感度でかつ安定して測定できる、血液試料のＨｃｔ値の測定方法、血液試料中の分析物の濃度の測定方法、それらの測定に適したセンサチップおよびセンサユニットの提供を目的とする。

本発明者は、血液試料の導入後に、酸化還元物質の還元体が作用極に接し酸化体が対極に接し、反対型の酸化還元物質が対極または作用極に実質的に接しない状態が形成されるように、センサチップに配置する酸化還元物質の配置パターンを設定すると、作用極を正極、対極を負極として両電極間に印加する電圧を低下させても、酸化還元電流の振幅の揺らぎを抑制でき、またＨｃｔ値の変動に対する、電圧印加直後における酸化還元電流の振幅の変動率を増加できることを見出した。

本発明は、血液試料に接する作用極と対極との間に電圧を印加して、前記作用極と前記対極との間に流れる電流を検出し、前記電流に基づいて前記血液試料のＨｃｔ値を算出する、血液試料のＨｃｔ値を電気化学的に測定する方法であって、酸化還元物質の酸化体が前記作用極に実質的に接することなく前記対極に接し、かつ酸化還元物質の還元体が前記対極に実質的に接することなく前記作用極に接した状態で、前記作用極と前記対極との間に印加する電圧により、前記還元体の酸化と前記酸化体の還元とを引き起こし、当該酸化および還元に伴う電流を測定する、血液試料のＨｃｔ値の測定方法を提供する。

本発明は、別の側面から、血液試料のＨｃｔ値を反映する電流Ａを電気化学的に検出し、前記電流Ａまたは前記電流Ａの換算値である、前記Ｈｃｔ値に対応するデータＡを得る工程と、前記血液試料中の分析物を、酸化還元物質の存在下で、前記分析物を基質とする酸化還元酵素により酸化または還元し、前記分析物の前記酸化または還元に伴う電流Ｂを電気化学的に検出し、前記電流Ｂまたは前記電流Ｂの換算値である、データＢを得る工程と、前記データＡを用いて前記データＢを補正して得られるデータＣに基づいて、前記血液試料中の前記分析物の濃度を決定する工程と、を含む、血液試料中の分析物の濃度を電気化学的に測定する方法であって、前記電流Ａとして、酸化還元物質の酸化体が前記作用極に実質的に接することなく前記対極に接しかつ酸化還元物質の還元体が前記対極に実質的に接することなく前記作用極に接した状態で、前記作用極と前記対極との間に電圧を印加して、前記還元体の酸化と前記酸化体の還元とを引き起こし、当該酸化および還元に伴う電流を検出する、血液試料中の分析物の濃度の測定方法を提供する。

本発明は、別の側面から、血液試料のＨｃｔ値を反映する電流を電気化学的に検出するためのＨｃｔ分析部を含む、センサチップであって、前記Ｈｃｔ値分析部は、作用極および対極と、前記作用極および前記対極に接するように血液試料を保持するための血液試料保持部と、前記血液試料を前記血液試料保持部に導入するための血液試料導入口とを有し、酸化還元物質の酸化体を含み酸化還元物質の還元体を実質的に含まない第１試薬が、前記対極の前記血液試料保持部に面する表面を覆うように配置され、かつ前記還元体を含み前記酸化体を実質的に含まない第２試薬が、前記作用極の前記血液試料保持部に面する表面を覆うように配置された、センサチップを提供する。本発明は、別の側面から、血液試料のＨｃｔ値を反映する電流を電気化学的に検出するためのＨｃｔ分析部を含む、センサチップであって、前記Ｈｃｔ値分析部は、作用極および対極と、前記作用極および前記対極に接するように血液試料を保持するための血液試料保持部と、前記血液試料を前記血液試料保持部に導入するための血液試料導入口とを有し、前記血液試料保持部が、前記血液試料導入口に連通する導入部と、前記導入部から分岐した第１分岐部および第２分岐部とを有し、前記第１分岐部が前記対極に面し、前記第２分岐部が前記作用極に面し、酸化還元物質の酸化体を含み酸化還元物質の還元体を実質的に含まない第１試薬が、前記第１分岐部に配置され、前記還元体を含み前記酸化体を実質的に含まない第２試薬が、前記第２分岐部に配置された、センサチップを開示する。本発明は、別の側面から、血液試料のＨｃｔ値を反映する電流を電気化学的に検出するためのＨｃｔ分析部を含む、センサチップであって、前記Ｈｃｔ値分析部は、作用極および対極と、前記作用極および前記対極に接するように血液試料を保持するための血液試料保持部と、前記血液試料を前記血液試料保持部に導入するための血液試料導入口とを有し、前記血液試料保持部に、酸化還元物質の酸化体を含み酸化還元物質の還元体を実質的に含まない第１試薬と、前記還元体を含み前記酸化体を実質的に含まない第２試薬とが配置され、前記第１試薬および前記第２試薬から選ばれるいずれか一方の試薬が、他方の試薬よりも前記血液試料導入口から前記血液試料保持部に導入される血液試料の流れに関して上流側に配置され、ａ）前記他方の試薬が前記第１試薬である場合には、前記対極が前記作用極よりも前記流れに関して下流側に配置され、前記対極の前記血液試料保持部に面する表面を覆うように前記第１試薬が配置され、前記作用極が前記対極よりも前記流れに関して上流側に配置され、前記作用極から離れて前記作用極よりも前記流れに関して上流側に、または前記作用極に接するように、前記第２試薬が配置され、ｂ）前記他方の試薬が前記第２試薬である場合には、前記作用極が前記対極よりも前記流れに関して下流側に配置され、前記作用極の前記血液試料保持部に面する表面を覆うように前記第２試薬が配置され、前記対極が、前記作用極よりも前記流れに関して上流側に配置され、前記対極から離れて前記対極よりも前記流れに関して上流側に、または前記対極に接するように、前記第１試薬が配置された、センサチップを提供する。

さらに、本発明は、別の側面から、上記のセンサチップと、前記作用極と前記対極との間に所定の電圧を印加するための電圧印加回路を含むセンサ本体とを有するセンサユニットであって、前記センサチップが前記センサ本体に着脱自在であって、かつ前記センサチップが前記センサ本体に装着された状態で前記電圧印加回路から前記作用極と前記対極との間に前記所定の電圧が印加可能となり、前記所定の電圧が、前記作用極を正極とし、前記対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなる電圧である、センサユニットを提供する。

本発明によれば、Ｈｃｔ値測定電圧を低下させても、血液試料のＨｃｔ値を十分な検出感度でかつ安定して測定できる。

本発明によるＨｃｔ値の測定では、酸化還元物質の酸化体が作用極に実質的に接することなく対極に接しかつ酸化還元物質の還元体が対極に実質的に接することなく作用極に接するように、酸化還元物質と電極との接触パターンを制御する。

酸化体または還元体である酸化還元物質が対極または作用極である電極に接している状態は、例えば当該酸化還元物質を含む血液試料が電極に接している状態であってもよいし、また例えば当該酸化還元物質が電極上に配置された状態であってもよいし、また例えば当該酸化還元物質が電極の表面に埋め込まれた状態であってもよい。このようにＨｃｔ値の測定時に酸化還元物質は、血液試料に溶解した状態で電極に接していてもよいし、固体として電極に接していてもよい。

還元体は、作用極を正極とし、対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなる電圧を印加した場合に作用極において電気化学的に酸化する物質である。還元体としては、フェロシアン化物、ｐ−ヒドロキノン、ｐ−ヒドロキノン誘導体、還元型フェナジンメトサルフェート、ロイコメチレンブルー、フェロセン、フェロセン誘導体といった可逆性電子活性化合物の還元体、アスコルビン酸、尿酸、アセトアミノフェン、銀、銅、ニッケルが挙げられる。好ましい還元体はフェロシアン化物である。好ましいフェロシアン化物はフェロシアン化カリウムである。

酸化体は、作用極を正極とし、対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなる電圧を印加した場合に対極において電気化学的に還元する物質である。酸化体としては、フェリシアン化物、ｐ−ベンゾキノン、ｐ−ベンゾキノン誘導体、酸化型フェナジンメトサルフェート、メチレンブルー、フェリシニウム、およびフェリシニウム誘導体といった、可逆性電子活性化合物の酸化体が挙げられる。好ましい酸化体はフェリシアン化物である。好ましいフェリシアン化物はフェリシアン化カリウムである。

Ｈｃｔ値の測定時において電極（作用極および対極）に接触させる酸化還元物質の量は、例えば、電極に接触させる血液試料に０．１〜１０００ｍＭ、さらには１〜５００ｍＭ、場合によっては１０〜２００ｍＭの酸化体および還元体を含ませることによって制御すればよい。

なお、Ｈｃｔ値の測定時において、血液試料（例えば、ヒト血液）に本来的に含まれる酸化還元物質が電極（作用極および対極）に接することは制限しない。換言すれば、本明細書では、血液試料に本来的に含まれる酸化還元物質が電極に接している状態は、電極に酸化還元物質が実質的に接していない状態として取り扱う。また、本明細書では、ヒト血液に本来的に含まれる程度の量の酸化還元物質を含む血液試料については、実質的に酸化還元物質を含まないものとして取り扱う。

酸化体または還元体が実質的に電極に接していない状態は、電極の表面を酸化体または還元体を実質的に含まない試薬により覆うことによっても実現できる。例えば、還元体を実質的に含まない試薬を対極の表面を覆うように配置すると、血液試料に還元体が含まれたとしても対極に還元体が実質的に接しない状態を実現できる。

作用極を構成する材料は、例えばパラジウム、白金、金、チタンおよび炭素といった、作用極を正極とし、対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなる電圧を作用極に印加しても酸化しにくい導電性材料が好ましい。こうした導電性材料によって作用極を構成すると、血液試料のＨｃｔ値を一層安定して測定できる。作用極は、例えば、上記の導電性材料を用いて形成した電極芯体そのものであってもよいし、また例えば、高分子膜を電極芯体上に形成したものであってもよい。高分子膜の材料としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンおよびポリジンといったポリアミノ酸、ポリスチレンスルホン酸、ゼラチンおよびその誘導体、ポリアクリル酸およびその塩、ポリメタクリル酸およびその塩、スターチおよびその誘導体、無水マレイン酸重合体およびその塩、アガロースゲルおよびその誘導体、が挙げられる。これらの化合物は、単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。

対極を構成する導電性材料は特に限定されない。対極は、例えば、上記に例示した導電性材料に代表される公知の導電性材料を用いて形成した電極芯体そのものであってもよいし、また例えば、上記の高分子膜を電極芯体上に形成したものであってもよい。

作用極および対極の形状、サイズは特に限定されない。また、絶縁基板上における作用極および対極の配置パターンも特に限定されないが、作用極と対極との間の最近接距離を０．０５ｍｍ以上、さらには０．１ｍｍ以上、場合によっては０．５ｍｍ以上とすると、血液試料のＨｃｔ値を安定して測定することが容易になる。当該最近接距離の上限は特に限定されない。

Ｈｃｔ値の測定時において作用極と対極との間に印加する電圧（Ｈｃｔ値測定電圧）は、作用極を正極とし、対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなる電圧とする。本発明によれば、Ｈｃｔ値測定電圧を、作用極を正極とし、対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなる範囲、さらには１．０Ｖ以下にまで低下させても、作用極に接する還元体の酸化と対極に接する酸化体の還元とが関与して流れる電流を電圧印加開始直後から安定して得ることができる。この理由は定かではないが、Ｈｃｔ値の測定時において、作用極に接する還元体の酸化反応のみによる酸化電流が発生すること、および作用極の表面では酸化膜が緩やかに形成されることに起因すると考えられる。

Ｈｃｔ値測定電圧を印加する時間は、例えば０．００１〜６０秒、好ましくは０．０１〜１０秒、より好ましくは０．０１〜５秒、さらに好ましくは０．０１〜３秒である。Ｈｃｔ値測定電圧は、作用極を正極とし、対極を負極としたときに、例えば０．７５Ｖ以下、０．５Ｖ以下、０．２５Ｖ以下、０．１５Ｖ以下、０．１Ｖ以下としてもよい。Ｈｃｔ値測定電圧の下限は、作用極における還元体の酸化および対極における酸化体の還元が生じる限り特に限定されないが、上記と同様に作用極を正極とし、対極を負極としたときに０Ｖを超え、作用極の電位が正の値になる電圧であることが望ましい。

血液試料のＨｃｔ値は、Ｈｃｔ値測定電圧の印加によって作用極と対極との間に流れる上記の電流に基づいて算出する。Ｈｃｔ値は、例えば、Ｈｃｔ値測定電圧の印加開始から所定時間後における上記の電流の量とＨｃｔ値との関係を表示する検量線または検量線テーブルを参照して算出できる。

上記で説明したＨｃｔ値は、本発明のセンサチップの一例であるＨｃｔ値測定用センサチップを用いて測定できる。

Ｈｃｔ値測定用センサチップは、血液試料のＨｃｔ値を反映する電流を電気化学的に検出するためのＨｃｔ値分析部を有する。Ｈｃｔ値分析部は、作用極および対極を含む電極系と、作用極および対極に接して血液試料を保持するための血液試料保持部とを有する。血液試料保持部は、血液試料をその内部に導入するための血液試料導入口と連通している。

作用極および対極の少なくとも一部は、血液試料保持部に血液試料を導入したときに血液試料と接するように血液試料保持部に面している。血液試料保持部に面する作用極および対極の当該表面は、例えばそれぞれの電極芯体の表面であってもよいし、また例えば電極芯体上に形成された上記の高分子膜の表面であってもよい。

作用極および対極の電極芯体は、例えば、スクリーン印刷法、スパッタリング法および蒸着法によって形成できる。高分子膜は、例えば、当該膜を形成するための高分子材料の溶液を電極芯体上に塗布し乾燥させることによって形成できる。作用極や対極の形状、サイズ、絶縁基板上での配置パターンは特に限定されないが、作用極と対極との間の最近接距離を上記で例示した範囲に設定とすると、血液試料のＨｃｔ値を安定して測定することが容易になる。

Ｈｃｔ値分析部では、血液試料を血液試料保持部に導入し作用極と対極との間に電圧を印加する際に、酸化還元物質の酸化体が作用極に実質的に接することなく対極に接し、かつ酸化還元物質の還元体が対極に実質的に接することなく作用極に接して、血液試料が対極および作用極に接触した状態が形成されるように、酸化還元物質の酸化体または還元体を含む試薬の配置パターン、血液試料保持部の形状、および対極と作用極との相対的な配置パターンを例えば下記１）〜３）のように設定する。

１）酸化還元物質の酸化体を含み酸化還元物質の還元体を実質的に含まない第１試薬を、対極の血液試料保持部に面する表面を覆うように配置し、かつ還元体を含み酸化体を実質的に含まない第２試薬を、作用極の血液試料保持部に面する表面を覆うように配置する。このように電極の上記の表面を覆うように試薬をそれぞれ配置すると、仮に血液試料の導入に伴い一方の試薬から酸化還元物質が血液試料に溶出し他方の試薬を配置した電極の近傍に血液試料とともに移動したとしても、Ｈｃｔ値の測定時に、各電極の表面には、接触させるべき酸化体または還元体が接触し反対型の酸化還元物質は実質的に接しない状態を実現できる。

２）血液試料保持部が、血液試料導入口に連通する導入部と、導入部から分岐した第１分岐部および第２分岐部とを有し、第１分岐部が対極に面し、第２分岐部が作用極に面する場合には、上記の第１試薬を第１分岐部に配置し、上記の第２試薬を第２分岐部に配置してもよい。この配置によっても、各電極の表面には、接触させるべき酸化体または還元体が接触し反対型の酸化還元物質は実質的に接しない状態を実現できる。分岐部において試薬は、電極から離して配置してもよいし電極に接するように配置してもよい。

３）血液試料保持部において、上記の第１試薬および第２試薬から選ばれるいずれか一方の試薬を、他方の試薬よりも血液試料導入口から血液試料保持部に導入される血液試料の流れに関して上流側に配置し、ａ）上記の他方の試薬が第１試薬である場合には、対極を作用極よりも上記の血液試料の流れに関して下流側に配置し、対極の血液試料保持部に面する表面を覆うように第１試薬を配置し、作用極を対極よりも上記の流れに関して上流側に配置し、作用極から離れて作用極よりも上記の流れに関して上流側にまたは作用極に接するように第２試薬を配置してもよいし、ｂ）上記の他方の試薬が第２試薬である場合には、作用極を対極よりも上記の血液試料の流れに関して下流側に配置し、作用極の血液試料保持部に面する表面を覆うように第２試薬を配置し、対極を作用極よりも上記の流れに関して上流側に配置し、対極から離れて対極よりも上記の流れに関して上流側に、または対極に接するように、第１試薬を配置してもよい。このように下流側に配置した電極の上記の表面を覆うように試薬を配置すると、仮に血液試料の導入に伴い当該電極よりも上流側に配置した一方の試薬から酸化還元物質が血液試料に溶出し他方の試薬を配置した当該下流側の電極の近傍に血液試料とともに移動したとしても、Ｈｃｔ値の測定時に、各電極の表面には、接触させるべき酸化体または還元体が接触し反対型の酸化還元物質は実質的に接しない状態を実現できる。

酸化還元物質（酸化体、還元体）を含む試薬は、例えば、タウリン、グリシン、セリン、プロリン、トレオニンおよびリシンといったアミノ酸（結晶均質化剤）、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンおよびポリジンといったポリアミノ酸、ポリスチレンスルホン酸、ゼラチンおよびその誘導体、ポリアクリル酸およびその塩、ポリメタクリル酸およびその塩、スターチおよびその誘導体、無水マレイン酸重合体およびその塩、アガロースゲル、をさらに含んでいてもよい。Ｈｃｔ値分析部に配置する酸化還元物質の量は、Ｈｃｔ値測定時に電極に接触する酸化還元物質の量が、例えば０．１〜１０００ｍＭ、さらには１〜５００ｍＭ、場合によっては１０〜２００ｍＭになるように設定すればよい。

血液試料保持部の形状および容積は、血液試料を毛管現象によってその内部に導入できるように設定することが望ましい。

図１〜６、２８および２９は、Ｈｃｔ値測定用センサチップにおける酸化還元物質を含む試薬の配置パターン、血液試料保持部の形状、および対極と作用極との相対的な配置パターンの具体例を説明するための図である。

＜Ｈｃｔ値測定用センサチップＡ＞
図１はＨｃｔ値測定用センサチップＡの分解斜視図であり図２はその平面図である。図示のようにＨｃｔ値測定用センサチップＡ１００ａは、Ｔ字状の切欠部１０４が形成されたスペーサー１０２を介してかつ絶縁基板１０１の一方の端部（図において右側の端部）を残して、絶縁基板１０１上にカバー１０３が配置されている。各部材１０１、１０２、１０３は、例えば接着や熱溶着により一体化されている。スペーサー１０２の切欠部１０４は、各部材の一体化後には血液試料保持部１４となる。血液試料保持部１４は、チップ１００ａの長辺に沿って伸長する導入部１７と、導入部１７からそれぞれ分岐しチップ１００ａの短辺に沿って伸長する２つの分岐部１８ａ、１８ｂとにより構成されている。スペーサー１０２の一方の端部（図において左側の端部）において導入部１７は外部に連通している。換言すれば、血液試料保持部１４は、チップ１００ａの外部に開口する血液試料導入口１６と連通している。カバー１０３は、分岐部１８ａ、１８ｂの先端に対応する部分に排気口１５をそれぞれ有している。作用極１１および対極１２は、作用極１１の一部分（部分３１）と対極１２の一部分（部分３２）とがそれぞれ異なる分岐部１８ａ、１８ｂに面するように絶縁基板１０１上に配置されている。作用極１１および対極１２は、それぞれリード（図示せず）と連結している。リードの一端は、作用極と対極との間に電圧を印加できるように、スペーサー１０２およびカバー１０３で覆われていない絶縁基板１０１の端部においてチップ１００ａの外部に露出している。

酸化還元物質のうち酸化体を含み還元体を実質的に含まない第１試薬１３は、対極１２の部分３２に接して配置されている。酸化還元物質のうち還元体を含み酸化体を実質的に含まない第２試薬１９は、作用極１１の部分３１に接して配置されている。各試薬は、血液試料に溶解しにくい状態にあってもよいし血液試料に容易に溶解する状態にあってもよい。

なお、第１試薬１３は、血液試料保持部１４において対極の部分３２にのみ接して配置することが好ましい。このような試薬配置であると、Ｈｃｔ値の測定時に、酸化還元物質の酸化体を実質的に含有しないピュアな血液試料を作用極と対極との間に多く配置でき、Ｈｃｔ値の検出感度を向上できるためである。

絶縁基板、スペーサーおよびカバーの材料は、それらの一体化に伴い作用極と対極とが短絡しない材料を用いる限り特に限定されない。当該材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰVＣ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、モノマーキャストナイロン（ＭＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、ガラスが例示できる。

本発明のＨｃｔ値測定用センサチップは、血液試料を血液試料保持部に導入し作用極と対極との間に電圧を印加する際に、センサチップ内に配置した試薬に由来する酸化還元物質の酸化体および還元体のうち酸化体が作用極に実質的に接することなく対極に接し、かつ還元体が対極に実質的に接することなく作用極に接して、血液試料が対極および作用極に接触した状態が形成される限り、血液試料保持部における第１試薬および第２試薬の配置パターン、血液試料保持部の形状、酸化還元物質を含む試薬の配置パターンの設定、および対極と作用極との相対的な配置パターンの設定を変更できる。本発明のＨｃｔ値測定用センサチップの別例の構造を説明する。

＜Ｈｃｔ値測定用センサチップＢ＞
図２８はＨｃｔ値測定用センサチップＢの分解斜視図であり図２９はその平面図である。図示のようにＨｃｔ値測定用センサチップＢ１００ｂは、分岐部１８ａにおいて、作用極１１の部分３１から離れてかつ部分３１よりも導入部１７に近接して第２試薬１９が配置され、また分岐部１８ｂにおいて、対極１２の部分３２から離れてかつ部分３２よりも導入部１７に近接して第１試薬１３が配置されていること以外は、Ｈｃｔ値測定用センサチップＡと同様の構造を有する。第１試薬および第２試薬は、分岐部１８ａ、１８ｂへの血液試料の導入に伴って血液試料に容易に溶解する。

＜Ｈｃｔ値測定用センサチップＣ＞
図３はＨｃｔ値測定用センサチップＣの分解斜視図であり図４はその平面図である。図示のようにＨｃｔ値測定用センサチップＣ１００ｃは、矩形状の切欠部２０４が形成されたスペーサー２０２を介してかつ絶縁基板２０１の一方の端部（図において右側の端部）を残して、絶縁基板２０１上にカバー２０３が配置されている。各部材２０１、２０２、２０３は、例えば接着や熱溶着により一体化されている。スペーサー２０２の切欠部２０４は、各部材の一体化後には血液試料保持部２４となる。血液試料保持部２４は、チップ１００ｃの長辺に沿って伸長し、スペーサー２０２の一方の端部（図において左側の端部）において外部に連通している。換言すれば、血液試料保持部２４は、チップ１００ｃの外部に開口する血液試料導入口２６と連通している。カバー２０３は、血液試料保持部２４における外部に連通する端と反対側の端に対応する部分に排気口２５を有している。作用極２１および対極２２は、作用極２１の一部分（部分４１）および対極２２の一部分（部分４２）が血液試料保持部２４に面しかつ部分４１が部分４２よりも血液試料導入口２６に近接するように、絶縁基板２０１上に配置されている。作用極２１および対極２２は、それぞれリード（図示せず）と連結している。リードの一端は、作用極と対極との間に電圧を印加できるように、スペーサー２０２およびカバー２０３で覆われていない絶縁基板２０１の端部においてチップ１００ｃの外部に露出している。

酸化還元物質のうち酸化体を含み還元体を実質的に含まない第１試薬２３は、対極２２の部分４２を覆うように配置されている。酸化還元物質のうち還元体を含み酸化体を実質的に含まない第２試薬２７は、作用極２１の部分４１を覆うように配置されている。各試薬は、血液試料に溶解しにくい状態で配置することが好ましい。

＜Ｈｃｔ値測定用センサチップＤ＞
図５はＨｃｔ値測定用センサチップＤの分解斜視図であり図６はその平面図である。図示のようにＨｃｔ値測定用センサチップＤ１００ｄは、対極２２の部分４２が作用極２１の部分４１よりも血液試料導入口２６に近接するように絶縁基板２０１上に対極２２および作用極２１が配置され、対極２２の部分４２を覆うように第１試薬２３が配置され、また作用極２１の部分４１を覆うように第２試薬２７が配置されていること以外は、Ｈｃｔ値測定用センサチップＣと同様の構造を有する。各試薬は、血液試料に溶解しにくい状態で配置することが好ましい。

Ｈｃｔ値測定用センサチップによる血液試料のＨｃｔ値の測定は、例えば本発明のセンサユニットの一例であるＨｃｔ値測定用センサユニットを用いて行うことができる。

Ｈｃｔ値測定用センサユニットは、Ｈｃｔ値測定用センサチップと、当該センサチップを着脱自在に装着できるセンサ本体とを有している。センサ本体は、センサチップが装着された状態でセンサチップの作用極と対極との間に所定の電圧を印加できる電圧印加回路を有している。

電圧印加回路は、作用極を正極とし、対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなる電圧を両電極間に印加する。印加する電圧は、例えば１．０Ｖ以下、０．７５Ｖ以下、０．５Ｖ以下、０．２５Ｖ以下、０．１５Ｖ以下、０．１Ｖ以下であってもよい。電圧の下限は、作用極における還元体の酸化および対極における酸化体の還元が生じる限り特に限定されないが、上記と同様に作用極を正極とし、対極を負極としたときに０Ｖ以上とするとよい。

図２６は、Ｈｃｔ値測定用センサユニットの一例について示す図である。このＨｃｔ値測定用センサユニット１２６は、扁平六面体状のセンサ本体１２３とＨｃｔ値測定用センサチップ１２１とを有している。センサ本体１２３の側壁面には矩形状の孔である装着口１２５が形成されている。センサチップ１２１は、装着口１２５に着脱自在な状態で装着されセンサ本体１２３に接続されている。センサ本体１２３の一方の主面の略中央部には、Ｈｃｔ値の測定結果を表示するための表示部１２４が配置されている。

図２７は、Ｈｃｔ値測定用センサユニット１２６におけるＨｃｔ値を測定するための回路構成の一例を示す図である。センサ本体１２３は、センサチップ１２１の作用極１１と対極１２との間に所定の電圧を印加するための電圧印加回路１１０と、表示部１２４に相当する液晶表示装置（ＬＣＤ）１１５とを有している。電圧印加回路１１０は、２つのコネクタ１１１ａならびに１１１ｂ、電流／電圧変換回路１１２、Ａ／Ｄ変換回路１１３、中央演算装置（ＣＰＵ）１１４および基準電圧源１１６を有している。各要素１１１ａ、１１１ｂ、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６の間は、図２７において実線で表示するように電気的に接続されている。

センサユニット１２６を用いた血液試料のＨｃｔ値の測定は、例えば次のようにして行われる。まずセンサチップ１２１の血液試料導入口１２２からセンサチップ１２１の血液試料保持部１４に血液試料が導入される。その後ＣＰＵ１１４の指令により電流／電圧変換回路１１２および基準電圧源１１６から作用極１１と対極１２との間に上記の所定のＨｃｔ値測定電圧が印加される。Ｈｃｔ値測定電圧の印加時間は、上記に例示した範囲、例えば０．００１〜６０秒、好ましくは０．０１〜１０秒、より好ましくは０．０１〜５秒、さらに好ましくは０．０１〜３秒の範囲で調整される。Ｈｃｔ値測定電圧の印加に伴い作用極１１と対極１２との間に流れた電流の値は、電流／電圧変換回路１１２により電圧値に変換された後にＡ／Ｄ変換回路１１３によりデジタル値に変換されＣＰＵ１１４に入力される。ＣＰＵ１１４では、このデジタル値に基づいてＨｃｔ値が算出される。Ｈｃｔ値の算出は、例えば、Ｈｃｔ値測定電圧の印加開始から所定時間後における上記の電流の量と血液試料のＨｃｔ値との関係を表示する検量線または検量線テーブルを参照して行われる。算出の結果は、ＬＣＤ１１５において画像表示される。

本発明の血液試料のＨｃｔ値の測定方法によれば、血液試料中の分析物濃度の測定精度を向上できる。血液試料中の分析物濃度は、血液試料のＨｃｔ値に対応するデータＡによって血液試料中の分析物の仮測定データ（データＢ）を補正して得られるデータＣに基づいて決定する。

血液試料のＨｃｔ値に対応するデータＡは、本発明の血液試料のＨｃｔ値の測定方法を用いて得る。当該データＡは、Ｈｃｔ値測定用の作用極および対極（補正用作用極および補正用対極）の間に流れる、血液試料のＨｃｔ値を反映する電流ＡをＨｃｔ値に換算した値であってもよいし、当該電流ＡをＨｃｔ値とは別のパラメータ値に換算した値であってもよいし、当該電流Ａそのものであってもよい。電流ＡのＨｃｔ値への換算は、例えば、Ｈｃｔ値測定電圧の印加開始から所定時間後における電流ＡとＨｃｔ値との関係を表示する検量線または検量線テーブルを参照して行う。

データＢを得るために、電流Ｂを検出する。当該電流Ｂは、血液試料中の分析物と、当該分析物を基質とする酸化還元酵素とを血液試料中で一定時間反応させた後、当該血液試料に接する作用極（仮測定用作用極）と対極（仮測定用対極）との間に電圧（仮測定電圧）を印加することによって、両電極間に流れる電流である。データＢは、例えば、電流Ｂを分析物の仮測定濃度に換算した値であってもよいし、また例えば、電流Ｂを上記の仮測定濃度とは別のパラメータ値に換算した値であってもよいし、また例えば、電流Ｂそのものであってもよい。仮測定濃度への電流Ｂの換算は、例えば、仮測定電圧印加開始から所定時間後における電流Ｂと仮測定濃度との関係を表示する検量線または検量線テーブルを参照して行う。

電流Ｂは、酵素反応と電極反応との間の電子の移動を酸化還元物質、例えばフェリシアン化物に代表される可逆性電子活性化合物、に媒介させて検出する。酸化還元物質は、仮測定用作用極および仮測定用対極に接触させる血液試料に、例えば０．１〜１０００ｍＭの範囲で含有されていればよい。電流Ｂの検出時において、酸化還元酵素および酸化還元物質は、例えばこれらを含む血液試料が仮測定用対極および仮測定用作用極に接触することによって両電極上に接している状態にあってもよいし、また例えば両電極上に直接配置された状態にあってもよいし、また例えば両電極の表面に埋め込まれた状態にあってもよい。このように酸化還元酵素および酸化還元物質は、電流Ｂの検出時において、血液試料に溶解した状態で電極に接していてもよいし、固体として電極に接していてもよい。

血液試料中の分析物としては、血球を除く物質、例えば、グルコース、アルブミン、乳酸、ビリルビンおよびコレステロールが挙げられる。酸化還元酵素は、対象とする分析物を基質とするものを使用する。酸化還元酵素としては、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、ラクテートオキシダーゼ、ラクテートデヒドロゲナーゼ、ビリルビンオキシダーゼおよびコレステロールオキシダーゼが例示できる。分析物と反応させる酸化還元酵素の量は、血液試料中の酸化還元酵素の含有量が、例えば０．０１〜１００ユニット（Ｕ）、さらには０．０５〜１０Ｕ、場合によっては０．１〜５Ｕになるように設定すればよい。

分析物と酸化還元酵素との反応時間は、例えば０〜６０秒、さらには０．５〜３０秒、場合によっては１〜１０秒としてよい。仮測定電圧は、仮測定用作用極を正極とし、仮測定用対極を負極としたときに、例えば０．０５〜１Ｖ、さらには０．１〜０．８Ｖ、場合によっては０．２〜０．５Ｖとなる大きさとしてよい。仮測定電圧を印加する時間は、例えば０．０１〜３０秒、さらには０．１〜１０秒、場合によっては１〜５秒としてよい。

仮測定用対極または仮測定用作用極は、補正用対極または補正用作用極とは別に準備してもよいし、補正用対極または補正用作用極の一部または全部を兼用してもよい。例えば、仮測定用作用極を補正用対極と兼用してよい。

仮測定用対極および仮測定用作用極は、上記の補正用対極と同様にして構成できる。仮測定用対極および仮測定用作用極の形状やサイズ、それらの配置パターンも特に限定されない。

電流Ａと電流Ｂとを検出する順序は特に制限されないが、例えば上記のように１つの電極を仮測定用作用極および補正用対極として兼用する場合は、各電流の検出時において当該１つの電極に接触させるべき型の酸化還元物質が不足し、当該電極における酸化還元反応が律速段階になることを防止する観点から、電流Ｂの検出後に電流Ａの検出を行うことが望ましい。

血液試料中の分析物濃度は、上記のとおり、データＢをデータＡで補正して得られるデータＣに基づいて決定する。得られるデータＣの値は、データＢに対応するものとなる。データＣは、例えば、血液試料中の分析物濃度そのものでありうるし、また例えば、補正された電流値であることもある。データＣの値が分析物濃度そのものでない場合には、当該値と血液試料中の分析物濃度との関係を表示する検量線または検量線テーブルを参照して、血液試料の分析物濃度を決定する。

上記で説明した血液試料中の分析物の濃度は、本発明のセンサチップの別例である分析物濃度測定用センサチップを用いて測定できる。

分析物濃度測定用センサチップは、Ｈｃｔ値測定用センサチップと同様のＨｃｔ値分析部を有する。

分析物濃度測定用センサチップは、上記の電流Ｂを電気化学的に検出するための仮測定用分析部を有する。仮測定用分析部は、Ｈｃｔ値分析部とは別に形成してもよいし、Ｈｃｔ値分析部の一部または全部を兼用する構成としてもよい。例えば、仮測定用作用極および仮測定用対極を含む電極系（電極系Ｂ）、仮測定用作用極および仮測定用対極に接するように血液試料を保持するための血液試料保持部（血液試料保持部Ｂ）、ならびに血液試料保持部Ｂに連通する血液試料導入口（血液試料導入口Ｂ）を、それぞれＨｃｔ値分析部における電極系（電極系Ａ）、血液試料保持部（血液試料保持部Ａ）および血液試料導入口（血液試料導入口Ａ）によって構成してもよい。

仮測定用分析部とＨｃｔ値分析部とを別々に形成する場合は、例えば、血液試料をセンサチップの内部に導入する場合の当該血液試料の流れに関して、仮測定用分析部の血液試料導入口ＢをＨｃｔ値分析部よりも下流側に配置し、血液試料の導入に伴って、上記の電流Ａの検出時に、補正用作用極に酸化還元物質の酸化体が接する状態が形成されることを防止するとよい。仮測定用分析部をＨｃｔ値分析部の一部または全部を用いて構成とする場合は、酸化体を含む試薬の配置パターン、血液試料保持部の形状、および各電極系の配置パターンを、後述のように設定するとよい。なお、電極系Ａの少なくとも一部を用いて電極系Ｂを構成する場合は、上記のとおり、１つの電極を仮測定用作用極および補正用対極として兼用するとよい。

仮測定用作用極および仮測定用対極の少なくとも一部は、血液試料保持部Ｂに血液試料を導入したときに血液試料と接するように血液試料保持部Ｂに面している。

血液試料保持部Ｂの形状および容積は、血液試料を毛管現象によってその内部に導入できるように設定することが望ましい。

仮測定用分析部には、分析物濃度を仮測定するための酵素サイクリング反応に関与する上記の酸化還元酵素および酸化還元物質を配置するとよい。酸化還元酵素は、例えばマルチトール、ソルビトール、キシリトールといった糖アルコールに代表される酵素安定化剤と混合して配置してもよい。仮測定用分析部に配置する酸化還元酵素の量は、血液試料中の酸化還元酵素の含有量が、例えば０．０１〜１００ユニット（Ｕ）、さらには０．０５〜１０Ｕ、場合によっては０．１〜５Ｕになるように設定すればよい。

図３０〜３５、３７および３８は、分析物濃度測定用センサチップにおける酸化体を含む試薬の配置パターン、血液試料保持部の形状、および電極系の配置パターンの具体例を説明するための図である。いずれの例も、仮測定用分析部およびＨｃｔ値分析部は、その構成の一部を共有している。具体的には、１つの電極が仮測定用作用極および補正用対極を兼ね、血液試料保持部Ａおよび血液試料導入口Ａが、それぞれ血液試料保持部Ｂおよび血液試料導入口Ｂを兼ねる。

＜分析物濃度測定用センサチップＡ＞
図３０は分析物濃度測定用センサチップＡの分解斜視図であり図３１はその平面図である。図示のように分析物濃度測定用センサチップＡ２００ａは、仮測定用対極３０が、その一部分（部分３３）が分岐部１８ｂに面しかつ部分３２よりも導入部１７に近接するように絶縁基板１０１上に配置されていること以外は、上記Ｈｃｔ値測定用センサチップＡ１００ａと同様の構造を有する。対極１２は、仮測定用作用極としても使用される。仮測定用対極３０は、リード（図示せず）と連結している。リードの一端は、スペーサー１０２およびカバー１０３で覆われていない絶縁基板１０１の端部においてチップ２００ａの外部に露出している。

絶縁基板上には、さらに別の電極を配置してもよい。例えば、各測定の実施に十分な量の血液試料が血液試料保持部内に導入されたことを検知するための血液検知極を、当該血液検知極の一部分が血液試料保持部に面しかつ部分３３よりも血液試料導入口から離れるように、絶縁基板上に配置する。

＜分析物濃度測定用センサチップＢ＞
図３７は分析物濃度測定用センサチップＢの分解斜視図であり図３８はその平面図である。図示のように分析物濃度測定用センサチップＢ２００ｂは、分岐部１８ａにおいて、作用極１１の部分３１から離れてかつ部分３１よりも導入部１７に近接して第２試薬１９が配置され、また分岐部１８ｂにおいて、対極１２の部分３２から離れてかつ部分３２よりも導入部１７に近接して第１試薬１３が配置されていること以外は、分析物濃度測定用センサチップＡと同様の構造を有する。

＜分析物濃度測定用センサチップＣ＞
図３２は分析物濃度測定用センサチップＣの分解斜視図であり図３３はその平面図である。図示のように分析物濃度測定用センサチップＣ２００ｃは、仮測定用対極２８が、その一部分（部分４３）がＵ字状に分岐しており、当該部分４３が血液試料保持部２４に面しかつ部分４２を挟むように絶縁基板２０１上に配置されていること以外は、上記Ｈｃｔ値測定用センサチップＣ１００ｃと同様の構造を有する。対極２２は、仮測定用作用極としても使用される。仮測定用対極２８は、リード（図示せず）と連結している。リードの一端は、スペーサー２０２およびカバー２０３で覆われていない絶縁基板２０１の端部においてチップ２００ｃの外部に露出している。

＜分析物濃度測定用センサチップＤ＞
図３４は分析物濃度測定用センサチップＤの分解斜視図であり図３５はその平面図である。図示のように分析物濃度測定用センサチップＤ２００ｄは、対極２２の部分４２が作用極２１の部分４１よりも血液試料導入口２６に近接するように絶縁基板２０１上に対極２２および作用極２１が配置され、対極２２の部分４２を覆うように第１試薬２３が配置され、また作用極２１の部分４１を覆うように第２試薬２７が配置されていること以外は、分析物濃度測定用センサチップＣと同様の構造を有する。

分析物濃度測定用センサチップによる血液試料の分析物濃度の測定は、例えば本発明のセンサユニットの別例である分析物濃度測定用センサユニットを用いて行うことができる。

分析物濃度測定用センサユニットは、分析物濃度測定用センサチップと、当該センサチップを着脱自在に装着できるセンサ本体とを有している。当該センサ本体は、Ｈｃｔ値を測定するための回路に加えてさらに血液試料中の分析物濃度を仮測定するための回路を有すること以外は、図２６に示すＨｃｔ値測定用センサユニットのセンサ本体と同様の構造を有する。

図３６は、分析物濃度測定用センサユニットにおける、血液試料中の分析物濃度を測定するための回路構成の一例を示す図である。センサ本体２２３は、分析物濃度測定用センサチップ２２１における補正用作用極２１、補正用対極２２、仮測定用対極２８および血液試料検知極２９のうち少なくとも２つの電極間に電圧を印加する電圧印加回路２１０と、センサ本体における表示部に相当する液晶表示装置（ＬＣＤ）１３２とを有している。電圧印加回路２１０は、補正用作用極２１と補正用対極２２の間に所定の電圧を印加でき、また１つの電極を正極または負極として使用できるように、当該電極に印加する電位を切り換えることもできる。この切り換えにより、補正用対極２２は仮測定用作用極としても使用される。電圧印加回路２１０は、４つのコネクタ１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃならびに１３７ｄ、切換回路１３６、電流／電圧変換回路１３５、Ａ／Ｄ変換回路１３４、基準電圧源１３３および中央演算装置（ＣＰＵ）１３１を有している。各要素１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃ、１３７ｄの間は、図３６において実線で表示するように電気的に接続されている。

分析物濃度測定用センサユニットを用いた血液試料中の分析物濃度の測定は、例えば次のようにして行われる。

まずＣＰＵ１３１の指令により、補正用作用極２１がコネクタ１３７ｄを介して電流／電圧変換回路１３５に接続され、血液試料検知極２９がコネクタ１３７ｂを介して基準電圧源１３３に接続される。その後、ＣＰＵ１３１の指令により、両電極間に一定の電圧が印加される。当該電圧は、例えば、補正用作用極を正極とし、血液試料検知極を負極としたときに０．０５〜１Ｖの大きさとなる電圧としてよい。センサチップ２２１の血液試料導入口からセンサチップ２２１の血液試料保持部２４に血液試料が導入されると、補正用作用極２１と血液試料検知極２９との間に電流が流れる。この電流の値は、電流／電圧変換回路１３５により電圧値に変換された後にＡ／Ｄ変換回路１３４によりデジタル値に変換されＣＰＵ１３１に入力される。ＣＰＵ１３１は、このデジタル値に基づいて血液試料が血液試料保持部に導入されたことを検知する。

血液試料の導入後、例えば、０〜６０秒の範囲の反応時間で血液試料中の分析物と酸化還元酵素とを反応させ、以下のようにして血液試料中の分析物の仮測定濃度を算出する。まずＣＰＵ１３１の指令により、切換回路１３６が作動して、補正用対極２２を兼ねる仮測定用作用極がコネクタ１３７ａを介して電流／電圧変換回路１３５に接続され、仮測定用対極２８がコネクタ１３７ｃを介して基準電圧源１３３に接続される。その後、ＣＰＵ１３１の指令により、両電極間に上記に例示した電圧、例えば仮測定用作用極を正極とし、仮測定用対極を負極としたときに０．０５〜１Ｖの大きさとなる仮測定電圧、が印加される。仮測定電圧の印加時間は、例えば０．０１〜３０秒の範囲で調整される。仮測定電圧の印加に伴って両電極間に流れた電流の値は、電流／電圧変換回路１３５により電圧値に変換された後にＡ／Ｄ変換回路１３４によりデジタル値に変換されＣＰＵ１３１に入力される。ＣＰＵ１３１では、このデジタル値に基づいて分析物の仮測定濃度が算出される。仮測定濃度の算出は、仮測定電圧印加開始から所定時間後における上記の電流の量と分析物の仮測定濃度との関係を表示する検量線または検量線テーブルを参照して行われる。

仮測定濃度の算出後、例えば以下のようにして血液試料のＨｃｔ値が算出される。まずＣＰＵ１３１の指令により、切換回路１３６が作動して、補正用作用極２１がコネクタ１３７ｄを介して電流／電圧変換回路１３５に接続され、補正用対極２２がコネクタ１３７ａを介して基準電圧源１３３に接続される。その後、ＣＰＵ１３１の指令により、両電極間に、補正用作用極を正極とし、補正用対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなるＨｃｔ値測定電圧が印加される。Ｈｃｔ値測定電圧の印加時間は、例えば０．００１〜６０秒の範囲で調整される。Ｈｃｔ値測定電圧の印加に伴って両電極間に流れた電流の値は、電流／電圧変換回路１３５により電圧値に変換された後にＡ／Ｄ変換回路１３４によりデジタル値に変換されＣＰＵ１３１に入力される。ＣＰＵ１３１では、このデジタル値に基づいてＨｃｔ値が算出される。Ｈｃｔ値の算出は、例えば、Ｈｃｔ値測定電圧印加開始から所定時間後における上記の電流の量とＨｃｔ値との関係を表示する検量線または検量線テーブルを参照して行われる。

続いて、ＣＰＵ１３１において、上記のようにして算出された仮測定濃度がＨｃｔ値に基づいて補正され、血液試料中の分析物濃度が決定される。決定された分析物濃度は、ＬＣＤ１３２において画像表示される。Ｈｃｔ値に基づく仮測定濃度の補正は、例えば、Ｈｃｔ値および仮測定濃度と血液試料中の分析物濃度との関係を表示する検量性または検量線テーブルを参照して行われる。

本発明の実施例および比較例について説明する。

（実施例１）
Ｈｃｔ値測定用センサチップＡを作製した。作用極および対極の電極芯体はパラジウムで構成した。厚み１００μｍのスペーサーを用い、容積０．８マイクロリットル（μＬ）の血液試料保持部を形成した。血液試料保持部における作用極および対極の有効面積はそれぞれ０．４ｍｍ²、０．７ｍｍ²とし、作用極と対極との最近接距離は２．４ｍｍとした。血液試料保持部に面する作用極の表面を覆うように酸化還元物質のうち還元体を含み酸化体を含まない反応試薬層Ａを配置し、血液試料保持部に面する対極の表面を覆うように酸化還元物質のうち酸化体を含み還元体を含まない反応試薬層Ｂを配置した。反応試薬層Ａは、５０ｍＭのフェロシアン化カリウム（関東化学社製）および２５０Ｕ／ｇのグルコースオキシダーゼ（シグマ社製）を０．５質量％のＣＭＣ水溶液（第一工業社製）に溶解して調製した試薬液を、０．６３ｍｇ／センサとなるように作用極の電極芯体の表面に塗布した後に５５℃で１０分間乾燥することによって当該表面上に配置した。反応試薬層Ｂは、５０ｍＭのフェリシアン化カリウム（関東化学社製）および２５０Ｕ／ｇのグルコースオキシダーゼを０．５質量％のＣＭＣ水溶液に溶解して調製した試薬液を、０．６３ｍｇ／センサとなるように対極の電極芯体の表面に塗布した後に５５℃で１０分間乾燥することによって当該表面上に配置した。カバーには、予め界面活性剤による親水化処理が施されたものを用いた。作用極と反応試薬層Ｂとの最近接距離は１．８ｍｍとした。

２５％、４５％、６５％のＨｃｔ値を有する３種類の血液試料を準備した。これらの血液試料を別々のセンサチップの血液試料保持部に導入した後、作用極を正極とし、対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなる電圧を両電極間に印加し、これに伴って作用極と対極との間に流れる電流（応答電流）を測定した。応答電流の測定結果を図７〜１３のグラフに示す。各図におけるグラフ（Ａ）は、各血液試料から得られた応答電流値（μＡ）の経時変化を示すグラフである。グラフ（Ｂ）は、４５％のＨｃｔ値を有する血液試料から得た応答電流の振幅を基準として算出した、その他の２種の血液試料からそれぞれ得た応答電流の振幅の相対値（感度差（％））の経時変化を示すグラフである。グラフ（Ａ）および（Ｂ）の横軸は、電圧印加開始からの時間（秒：sec）である。

各グラフに示すように実施例１のセンサチップにより、作用極を正極とし、対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなる電圧を両電極間に印加しても電圧印加開始直後から安定かつ明確な感度差で血液試料のＨｃｔ値を反映した応答電流を検出できた。

（実施例２）
５０ｍＭのフェロシアン化カリウムおよび１．０質量％のウシ血清アルブミン（シグマ社製）を０．５質量％のＣＭＣ水溶液に溶解して調製した試薬液を用いて反応試薬層Ａを形成したこと以外は、上記実施例１と同様のセンサチップを作製した。

上記３種類の血液試料を別々のセンサチップの血液試料保持部に導入し、作用極を正極とし、対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなる電圧を両電極間に印加し、作用極と対極との間に流れる応答電流を測定した。応答電流の測定結果を図１４〜１９のグラフに示す。各グラフに示すように実施例２のセンサチップにより、上記と同様に作用極を正極とし、対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなる電圧を両電極間に印加しても電圧印加開始直後から安定かつ明確な感度差で血液試料のＨｃｔ値を反映した応答電流を検出できた。

（比較例１）
反応試薬層Ａを配置しなかったこと以外は、実施例１と同様のセンサチップを作製した。

上記３種類の血液試料を別々のセンサチップの血液試料保持部に導入し、作用極を正極とし、対極を負極としたときに２．０Ｖ、１．０Ｖ、０．５Ｖの大きさとなる電圧を両電極間に印加し、作用極と対極との間に流れる応答電流を測定した。応答電流の測定結果を図２０〜２２のグラフに示す。図２１および２２に示すように、比較例１のセンサチップでは、上記と同様に作用極を正極とし、対極を負極としたときに１．０Ｖ以下の大きさとなる電圧を両電極間に印加した場合には、安定した感度差が得られなかった。より具体的には、図２１に示すように上記と同様に作用極を正極とし、対極を負極としたときに１．０Ｖの大きさとなる印加電圧の場合は、電圧印加開始直後に感度差が急激に変動し、その後変動は緩やかにはなるものの電圧印加開始から３秒経過しても定常状態に到らなかった。また図２２に示すように上記と同様に作用極を正極とし、対極を負極としたときに０．５Ｖの大きさとなる印加電圧の場合は、電圧印加開始直後に感度差が急激に変動しその後も激しい変動が持続し電圧印加開始から３秒経過しても定常状態に到らなかった。

比較例１のセンサチップにおいて、このような不具合が発生する理由は定かではないが、血液成分中の水の電気分解により発生する酸化還元電流が、作用極上で得られる酸化還元電流の大部分を占めることに起因すると考えられる。

（比較例２）
第１試薬および第２試薬に代えて、還元体および酸化体を含む反応試薬層Ｃを血液試料保持部に面する作用極および対極の表面を覆うようにそれぞれ配置したこと以外は、Ｈｃｔ値測定用センサチップＣと同様のセンサチップを作製した。作用極および対極の電極芯体はパラジウムで構成した。厚み１００μｍのスペーサーを用いて容積３０４ナノリットルの血液試料保持部を形成した。血液試料保持部における作用極および対極の有効面積はそれぞれ０．３２ｍｍ²、０．４ｍｍ²とし、作用極と対極との最近接距離は０．０５ｍｍとした。反応試薬層Ｃは、６０ｍＭのフェリシアン化カリウム、８．２５ｍＭのフェロシアン化カリウム、１．０質量％のタウリン（ナカライテスク社製）および０．２５質量％のマルチトール（林原社製）を０．１質量％のＣＭＣ水溶液に溶解して調製した試薬液を、０．５５ｍｇ／センサとなるように作用極および対極の電極芯体の表面に塗布した後２０℃で５０分間乾燥することによって当該表面上に配置した。

上記３種類の血液試料を別々のセンサチップの血液試料保持部に導入し、作用極を正極とし、対極を負極としたときに０．２Ｖの大きさとなる電圧を両電極間に印加し、作用極と対極との間に流れる応答電流を測定した。応答電流の測定結果を図２３のグラフに示す。このグラフに示すように比較例２のセンサチップでは、上記と同様に作用極を正極とし、対極を負極としたときに０．２Ｖの大きさとなる電圧を印加した場合に電圧印加直後に得られる感度差が小さくまた測定を通じて安定した感度差が得られなかった。

（比較例３）
反応試薬層Ｃに代えて、酸化体を含み還元体を含まない反応試薬層Ｄを配置したこと以外は、比較例２と同様のセンサチップを作製した。反応試薬層Ｄは、６０ｍＭのフェリシアン化カリウム、１．０質量％のタウリンおよび０．２５質量％のマルチトールを０．１質量％のＣＭＣ水溶液に溶解して調製した試薬液を、０．５５ｍｇ／センサとなるように作用極および対極の電極芯体の表面に塗布した後２０℃で５０分間乾燥することによって当該表面上に配置した。

上記３種類の血液試料を別々のセンサチップの血液試料保持部に導入し、作用極を正極とし、対極を負極としたときに２．５Ｖの大きさとなる電圧を両電極間に印加し、作用極と対極との間に流れる応答電流を測定した。応答電流の測定結果を図２４のグラフに示す。このグラフに示すように比較例３のセンサチップでは、上記と同様に作用極を正極とし、対極を負極としたときに２．５Ｖの大きさとなる比較的高い電圧を印加しても電圧印加直後に得られる感度差が小さくまた測定を通じて安定した感度差が得られなかった。

（比較例４）
反応試薬層Ｃに代えて、還元体を含み酸化体を含まない反応試薬層Ｅを血液試料保持部に面する対極の表面を覆うように配置し、血液試料保持部に面する作用極の表面には反応試薬層Ｃも反応試薬層Ｅも配置せず、作用極の電極芯体の表面にＣＭＣ膜を配置し、血液試料保持部における作用極および対極の有効面積をそれぞれ０．４ｍｍ²、０．５ｍｍ²としたこと以外は、比較例２と同様のセンサチップを作製した。ＣＭＣ膜は、作用極の電極芯体の表面に０．０１〜２．０質量％のＣＭＣ水溶液を０．０１〜１００ｍｇ滴下しこれを乾燥することによって当該表面上に配置した。反応試薬層Ｅの配置は、６０ｍＭのフェロシアン化カリウム、１．０質量％のタウリンおよび０．２５質量％のマルチトールを０．１質量％のＣＭＣ水溶液に溶解して調製した試薬液を、０．５５ｍｇ／センサとなるように対極の電極芯体の表面に塗布した後２０℃で５０分間乾燥することによって当該表面上に配置した。

上記３種類の血液試料を別々のセンサチップの血液試料保持部に導入し、作用極を正極とし、対極を負極としたときに２．５Ｖの大きさとなる電圧を両電極間に印加し、作用極と対極との間に流れる応答電流を測定した。応答電流の測定結果を図２５のグラフに示す。このグラフで示すように比較例４のセンサチップでは、上記と同様に作用極を正極とし、対極を負極としたときに２．５Ｖの大きさとなる比較的高い電圧を印加しても測定を通じて安定した感度差が得られなかった。

なお、下記の分析物濃度測定用センサチップ（１）〜（６）と、それぞれ６７ｍｇ／ｄｌのグルコースを含有し２５％、４５％、６５％のＨｃｔ値を有する３種類の血液試料とを用いて、実施例１〜２および比較例１〜４と同様にして応答電流を測定したところ、図７〜２５に示す応答電流の測定結果と同様の結果が得られた。また、分析物濃度測定用センサチップ（１）および（２）を用いて上記の血液試料中のグルコース濃度を測定したところ、その濃度を正確に特定できた。

分析物濃度測定用センサチップ（１）〜（３）は、血液試料保持部において、有効面積０．４ｍｍ²の仮測定用対極が、対極と仮測定用対極との最近接距離が１．８ｍｍになるように形成されていること以外は、それぞれ実施例１〜２および比較例１のセンサチップと同様の構造を有する。分析物濃度測定用センサチップ（４）〜（６）は、血液試料保持部において、有効面積０．７ｍｍ²の仮測定用対極が、対極と仮測定用対極との最近接距離が０．０５ｍｍになるように形成されており、作用極と対極との最近接距離が０．７ｍｍであること以外は、それぞれ比較例２〜４のセンサチップと同様の構造を有する。

本発明は、Ｈｃｔ値測定電圧を低下させても、血液試料のＨｃｔ値を十分な検出感度でかつ安定して測定できる血液試料のＨｃｔ値の測定方法、血液試料中の分析物の濃度の測定方法、それらの測定に適したセンサチップおよびセンサユニットを提供できる。

本発明のＨｃｔ値測定用センサチップの一例を示す分解斜視図である。 本発明のＨｃｔ値測定用センサチップの一例を示す平面図である。 本発明のＨｃｔ値測定用センサチップの別例を示す分解斜視図である。 本発明のＨｃｔ値測定用センサチップの別例を示す平面図である。 本発明のＨｃｔ値測定用センサチップの別例を示す分解斜視図である。 本発明のＨｃｔ値測定用センサチップの別例を示す平面図である。 実施例１のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の一例を示すグラフである。 実施例１のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 実施例１のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 実施例１のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 実施例１のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 実施例１のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 実施例１のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 実施例２のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の一例を示すグラフである。 実施例２のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 実施例２のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 実施例２のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 実施例２のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 実施例２のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 比較例１のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の一例を示すグラフである。 比較例１のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 比較例１のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の別例を示すグラフである。 比較例２のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の一例を示すグラフである。 比較例３のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の一例を示すグラフである。 比較例４のセンサチップによるＨｃｔ値の測定結果の一例を示すグラフである。 本発明のＨｃｔ値測定用センサユニットの一例を示す斜視図である。 本発明のＨｃｔ値測定用センサユニットの回路構成の一例を示す図である。 本発明のＨｃｔ値測定用センサチップの別例を示す分解斜視図である。 本発明のＨｃｔ値測定用センサチップの別例を示す平面図である。 本発明の分析物濃度測定用センサチップの一例を示す分解斜視図である。 本発明の分析物濃度測定用センサチップの一例を示す平面図である。 本発明の分析物濃度測定用センサチップの別例を示す分解斜視図である。 本発明の分析物濃度測定用センサチップの別例を示す平面図である。 本発明の分析物濃度測定用センサチップの別例を示す分解斜視図である。 本発明の分析物濃度測定用センサチップの別例を示す平面図である。 本発明の分析物濃度測定用センサユニットの回路構成の一例を示す図である。 本発明の分析物濃度測定用センサチップの別例を示す分解斜視図である。 本発明の分析物濃度測定用センサチップの別例を示す平面図である。

Claims (13)

1. 血液試料に接する作用極と対極との間に電圧を印加して、前記作用極と前記対極との間に流れる電流を検出し、前記電流に基づいて前記血液試料のヘマトクリット値を算出する、血液試料のヘマトクリット値を電気化学的に測定する方法であって、
   酸化還元物質の酸化体が前記作用極に実質的に接することなく前記対極に接し、かつ酸化還元物質の還元体が前記対極に実質的に接することなく前記作用極に接した状態で、前記作用極と前記対極との間に印加する電圧により、前記還元体の酸化と前記酸化体の還元とを引き起こし、当該酸化および還元に伴う電流を測定する、
   血液試料のヘマトクリット値の測定方法。
2. 前記作用極を正極とし、前記対極を負極としたときに、前記作用極と前記対極との間に印加する前記電圧が３．０Ｖ以下である、請求項１に記載の測定方法。
3. 前記電圧が１．０Ｖ以下である、請求項２に記載の測定方法。
4. 前記電圧が０．５Ｖ以下である、請求項３に記載の測定方法。
5. 前記酸化体がフェリシアン化物である、請求項１に記載の測定方法。
6. 血液試料のヘマトクリット値を反映する電流Ａを電気化学的に検出し、前記電流Ａまたは前記電流Ａの換算値である、前記ヘマトクリット値に対応するデータＡを得る工程と、
   前記血液試料中の分析物を、酸化還元物質の存在下で、前記分析物を基質とする酸化還元酵素により酸化または還元し、前記分析物の前記酸化または還元に伴う電流Ｂを電気化学的に検出し、前記電流Ｂまたは前記電流Ｂの換算値である、データＢを得る工程と、
   前記データＡを用いて前記データＢを補正して得られるデータＣに基づいて、前記血液試料中の前記分析物の濃度を決定する工程と、
   を含む、血液試料中の分析物の濃度を電気化学的に測定する方法であって、
   前記電流Ａとして、酸化還元物質の酸化体が前記作用極に実質的に接することなく前記対極に接しかつ酸化還元物質の還元体が前記対極に実質的に接することなく前記作用極に接した状態で、前記作用極と前記対極との間に電圧を印加して、前記還元体の酸化と前記酸化体の還元とを引き起こし、当該酸化および還元に伴う電流を検出する、
   血液試料中の分析物の濃度の測定方法。
7. 血液試料のヘマトクリット値を反映する電流を電気化学的に検出するためのヘマトクリット分析部を含む、センサチップであって、
   前記ヘマトクリット値分析部は、作用極および対極と、前記作用極および前記対極に接するように血液試料を保持するための血液試料保持部と、前記血液試料を前記血液試料保持部に導入するための血液試料導入口とを有し、
   酸化還元物質の酸化体を含み酸化還元物質の還元体を実質的に含まない第１試薬が、前記対極の前記血液試料保持部に面する表面を覆うように配置され、かつ前記還元体を含み前記酸化体を実質的に含まない第２試薬が、前記作用極の前記血液試料保持部に面する表面を覆うように配置された、
   センサチップ。
8. 血液試料のヘマトクリット値を反映する電流を電気化学的に検出するためのヘマトクリット分析部を含む、センサチップであって、
   前記ヘマトクリット値分析部は、作用極および対極と、前記作用極および前記対極に接するように血液試料を保持するための血液試料保持部と、前記血液試料を前記血液試料保持部に導入するための血液試料導入口とを有し、
   前記血液試料保持部が、前記血液試料導入口に連通する導入部と、前記導入部から分岐した第１分岐部および第２分岐部とを有し、前記第１分岐部が前記対極に面し、前記第２分岐部が前記作用極に面し、
   酸化還元物質の酸化体を含み酸化還元物質の還元体を実質的に含まない第１試薬が、前記第１分岐部に配置され、
   前記還元体を含み前記酸化体を実質的に含まない第２試薬が、前記第２分岐部に配置された、
   センサチップ。
9. 血液試料のヘマトクリット値を反映する電流を電気化学的に検出するためのヘマトクリット分析部を含む、センサチップであって、
   前記ヘマトクリット値分析部は、作用極および対極と、前記作用極および前記対極に接するように血液試料を保持するための血液試料保持部と、前記血液試料を前記血液試料保持部に導入するための血液試料導入口とを有し、
   前記血液試料保持部に、酸化還元物質の酸化体を含み酸化還元物質の還元体を実質的に含まない第１試薬と、前記還元体を含み前記酸化体を実質的に含まない第２試薬とが配置され、
   前記第１試薬および前記第２試薬から選ばれるいずれか一方の試薬が、他方の試薬よりも前記血液試料導入口から前記血液試料保持部に導入される血液試料の流れに関して上流側に配置され、
   ａ）前記他方の試薬が前記第１試薬である場合には、前記対極が前記作用極よりも前記流れに関して下流側に配置され、前記対極の前記血液試料保持部に面する表面を覆うように前記第１試薬が配置され、前記作用極が前記対極よりも前記流れに関して上流側に配置され、前記作用極から離れて前記作用極よりも前記流れに関して上流側に、または前記作用極に接するように、前記第２試薬が配置され、
   ｂ）前記他方の試薬が前記第２試薬である場合には、前記作用極が前記対極よりも前記流れに関して下流側に配置され、前記作用極の前記血液試料保持部に面する表面を覆うように前記第２試薬が配置され、前記対極が、前記作用極よりも前記流れに関して上流側に配置され、前記対極から離れて前記対極よりも前記流れに関して上流側に、または前記対極に接するように、前記第１試薬が配置された、 センサチップ。
10. 前記酸化体がフェリシアン化物であり、前記還元体がフェロシアン化物である、請求項７〜９のいずれか１項に記載のセンサチップ。
11. 請求項７〜９のいずれか１項に記載のセンサチップと、前記作用極と前記対極との間に所定の電圧を印加するための電圧印加回路を含むセンサ本体とを有するセンサユニットであって、
    前記センサチップが前記センサ本体に着脱自在であって、かつ前記センサチップが前記センサ本体に装着された状態で前記電圧印加回路から前記作用極と前記対極との間に前記所定の電圧が印加可能となり、
    前記所定の電圧が、前記作用極を正極とし、前記対極を負極としたときに３．０Ｖ以下の大きさとなる電圧である、センサユニット。
12. 前記所定の電圧が１．０Ｖ以下である、請求項１１に記載のセンサユニット。
13. 前記所定の電圧が０．５Ｖ以下である、請求項１２に記載のセンサユニット。

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