JP5713465B2 - バイオセンサの校正方法 - Google Patents

Description

本発明は、被測定試料液中に含まれる特定物質の濃度を測定するバイオセンサの測定方法に関する。

従来より用いられている繰り返し使用可能なグルコースセンサ等のバイオセンサを備える生化学測定装置は、そのセンサの感度が種々の要因（例えば、使用回数、使用期間など）により変化するため、定濃度の校正液を用いて定期的に校正を行う必要があった。その校正方法としては、校正液をセンサに一度にかけて行う方法（一点校正）や、複数回連続して校正を行う方法（数点校正）などが用いられており、例えば、特許文献１に記載の校正方法も提案されている。

特開２００８−１７５８０１

しかしながら、校正を１回行うのみの一点校正によると、例えば使用者の校正液のかけ方（校正液をかける勢いや分量の差異）などに起因して、必ずしも十分な校正を実現できないおそれがあり、精度が安定しないという問題点があった。
また、複数回連続して校正を行う数点校正は、一般的には、校正液の滴下、洗浄、待機の順で第１の校正を実行した後、更に、校正液の滴下、洗浄、待機の順で第２の校正を繰り返すことにより行われているが（図９参照）、使用者にとっては、これらの作業をそのまま繰り返し行うことに伴う手間や待機時間、特に、第１の校正の校正液の洗浄作業と、第２の校正を開始するまでの待機時間が要求されてしまい、煩雑な校正作業であって、また、それに伴う作業時間も要してしまい、不便を感じるものであった。

そこで、本発明は、第１校正液を接触させたバイオセンサを洗浄しないまま、第１校正液とは濃度の異なる第２校正液をバイオセンサに接触させてバイオセンサの感度校正を行って、校正工程を短縮し及びセンサの精度を向上させることが可能な、バイオセンサの校正方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明のバイオセンサの校正方法は、被測定試料液中の特定物質の濃度を測定するバイオセンサの校正方法であって、前記バイオセンサに装着されるキャップ内に充填されている保管液に前記バイオセンサが浸漬された状態においてベース出力値を測定するベース電流測定工程と、前記キャップが外された前記バイオセンサに第１校正液を接触させたときに前記バイオセンサが出力する第１実測値から前記ベース出力値を差し引いて第１出力値を取得する第１工程と、前記第１校正液とは濃度の異なる第２校正液を、前記第１工程に連続して前記バイオセンサに接触させたときに前記バイオセンサが出力する第２実測値から前記ベース出力値を差し引いて第２出力値を取得し、前記第１出力値と前記第２出力値とに基づいて前記バイオセンサの交換時期を判定する第２工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明のバイオセンサの校正方法において、前記第２工程における交換時期の判定は、前記第１出力値及び前記第２出力値が、前記第１校正液と前記第２校正液との濃度比率に基づいた判定式の関係を満たすか否かを判定することを特徴とする。また、本発明のバイオセンサの校正方法において、前記第２校正液の濃度は、前記第１校正液の濃度よりも高いものであって、前記第２工程における交換時期の判定は、前記第１出力値と前記第２出力値とが、（第１出力値×ｎ）×（１−０．３５）≦第２出力値≦（第１出力値×ｎ）×（１＋０．０５） （ただし、ｎ＝前記第２校正液の濃度／前記第１校正液の濃度）の関係を満たすか否かを判定することを特徴とする。

また、本発明のバイオセンサの校正方法において、前記ベース電流測定工程は、測定された前記ベース出力値が、所定の規定値の範囲内であるかを判定する工程をさらに含むことを特徴とする。また、本発明のバイオセンサの校正方法において、前記第１工程は、前記第１出力値が所定範囲内であるか否かを判定する工程をさらに含むことを特徴とする。

また、本発明のバイオセンサの校正方法において、前記ベース電流測定工程は、前記バイオセンサが、グルコースを含まない前記保管液に浸漬された状態で実行されることを特徴とする。

また、本発明のバイオセンサの校正方法において、所定の時間内に所定の作業が行われない場合に前記バイオセンサの破損防止措置を実行する放置エラー処理工程と、使用者に前記バイオセンサの洗浄の実施及び／又は校正の実施を促進するエラー処理工程と、をさらに含むことを特徴とする。

本発明によれば、第１校正液をバイオセンサに接触させたときのセンサ出力を取得する第１工程に連続して、第１校正液とは濃度の異なる第２校正液を接触させたときのセンサ出力を取得する第２工程を実施し、第１校正液の洗浄作業を行わない校正方法とすることで、使用者に要求される作業工程と作業時間の短縮をはかることができる。

また、第１校正液と、該第１校正液とは濃度の異なる濃度の第２校正液とを採用したことで、従来の一点校正による校正方法よりも、校正後の測定センサの機種毎の測定誤差のばらつきを減少させることができ、被測定試料液の測定において、機種毎の測定誤差の少ない、精密な測定結果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る生化学測定装置の全体構成を模式的に示す斜視図である。 図１に示される生化学測定装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１に示される生化学測定装置を用いた測定方法を示すフローチャートである。 図１に示される生化学測定装置を用いた測定方法をのうち、エラー処理を示すフローチャートである。 図５（Ａ）乃至（Ｄ）は、測定モード時の表示部の表示内容を示す図である。 図６（Ａ）乃至（Ｅ）は、校正モード時の表示部の表示内容を示す図である。 図１に示される生化学測定装置を用いた校正時における電流値（センサ出力値）変化を模式的に示すグラフである。 図８（Ａ）は本発明の校正方法を使用後の測定センサの表示値を示す図、図８（Ｂ）は従来の校正方法を使用後の測定センサの表示値を示す図である。 従来の二点校正方法を示すフロー図である。

〔生化学測定装置〕
以下、本発明による校正方法を用いるための生化学測定装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係る生化学測定装置１の全体構成を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１に示される生化学測定装置１の電気的構成を示すブロック図である。

図１に示す生化学測定装置１は、生化学測定装置１の装置全体の構成を示しており、図２は、生化学測定装置１の電気的構成を示すものであるが、本発明に係るバイオセンサの校正方法を実施することができるものであれば、これらの構成に限られるものではない。
図１及び図２に示すように、生化学測定装置１は、少なくとも、生化学測定装置本体３、センサホルダ５、操作部６、ヒンジ１９、キャップ７とを備える。

生化学測定装置本体３は、図２に示す電気的構成である制御部１７、計時部２１等を内蔵する筐体であり、生化学測定装置本体３のほぼ中央に使用者に種々の情報を表示する表示手段（報知手段）である表示部（ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ））９が設けられている。表示部９は、測定値、測定日時等を表示するものである。操作部６は、生化学測定装置本体３に設けられ、主として、過去の測定値を表示部９に表示させるための操作、校正モードへの切り替え操作、電源オン／オフ操作などの操作手段である。

センサホルダ５は、図１に示す生化学測定装置本体３の左上側肩部に回動可能に設けられているヒンジ１９に交換可能に設けられている。
センサホルダ５は、自由端部に向かって円筒状で長手状に形成されており，自由端部近傍の一側面の開口５ａ内にグルコースセンサ（バイオセンサ）１１が設けられており、保管液２や被測定試料液が開口５ａを通して外部からグルコースセンサ１１に接触できるようになっている。
センサホルダ５は、図１に示すように、センサホルダ５を延ばした状態（図１の実線で示す状態）で生化学測定装置１により測定を行うことができ、生化学測定装置本体３に対し、ヒンジ１９を介して、図１の矢印方向に回動可能に装着されている。

グルコースセンサ１１は、センサ電極として、少なくとも、作用極１１ａと対極１１ｂとを有し、作用極１１ａと対極１１ｂとが保管液２に接触した（又は浸漬した）状態で所定電位を印加することにより生じるベース電流を測定し、作用極１１ａと対極１１ｂとが被測定試料液（又は校正液）に接触した（又は浸漬した）状態で所定電位を印加することにより生じるピーク電流を測定するものである。

また、キャップ７は、全体が円筒状になっていて、生化学測定装置１のセンサホルダ５を保管する際に用いるものであって、センサホルダ５の先端部から矢印８で示す方向に挿通して、センサホルダ５に被せて保管するものである。キャップ７が装着され延びた状態のセンサホルダ５は、ヒンジ１９を介して、生化学測定装置本体３側（図１の二点鎖線の状態）に回動されて、生化学測定装置本体３の上面側に折り畳まれた状態でセンサホルダ５がキャップ７に被せられた状態で保管される。キャップ７内部には、グルコースセンサ１１のベース電流値を基準値に戻すための保管液（基準液）２が充填されている。なお、キャップ７内部の保管液２は、特定物質がゼロ濃度であるような保存液であって、グルコースセンサ１１の状態を常に最適に保つものが好適であるが、濃度測定の際に基準となりうる基準濃度を提供しうる基準液であればよい。
また、後に詳述するが、計時部２１は、作用極１１ａと対極１１ｂとが保管液２に接触してからベース電流を測定するまでの経過時間、グルコースセンサ１１が被測定試料液に接触してから一定時間のピーク電流を計測するまでの測定時間（例えば６秒）等を計測する。制御部１７は、グルコースセンサ１１により取得されるベース電流のベース電流値とピーク電流のピーク電流値とに基づき被測定試料液の濃度を取得する。

次に、生化学測定装置１の電気的構成は、生化学測定装置本体３に内蔵されており、それらの詳細について図２を参照して説明する。
生化学測定装置本体３に内蔵されている電気的構成としては、マイクロコンピュータからなる制御部１７と、ポテンショスタット１６と、ヒンジスイッチ１９ａと、操作部６と、表示部９と、計時部２１と、記憶部２３と、電源２５とからなり、それぞれが制御部１７と電気的に接続されている。
ポテンショスタット１６は、測定手段であり、導体から成る作用極１１ａ、対極１１ｂ、参照極１１ｃが絶縁基板上に配置される３電極方式からなるグルコースセンサ１１と、作用極１１ａの電流を検出する電流検出部１５と、対極１１ｂ、参照極１１ｃのそれぞれに電圧を印加する電圧印加部１３とからなり、制御部１７と接続されている。

グルコースセンサ１１の作用極１１ａは、グルコースオキシダーゼの酵素膜で覆われており、制御部１７からの信号により、測定手段であるポテンショスタット１６が、常に作用極１１ａと参照極１１ｃとの間の電位を一定に保つように対極１１ｂの電位を制御しつつ、作用極１１ａから対極１１ｂに流れる電流の電流値を検出する構成である。なお、本実施形態では３電極方式のグルコースセンサを用いているが、参照極１１ｃ（第３電極）を備えない２電極方式のグルコースセンサを用いることも可能である。

記憶部２３は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、生化学測定装置１を作動させるプログラム、グルコースセンサ１１により検出されるデータ、生化学測定装置１（グルコースセンサ１１）の使用回数、前回の校正日時、エラーの発生状況等が格納される。

本実施形態の生化学測定装置１の測定可能状態と待機状態との切替えは、ヒンジ１９に内蔵されているヒンジスイッチ（ヒンジ部）１９ａにより行われる。センサホルダ５が生化学測定装置本体３に対して延ばされる状態（図１の実線で示す状態。第１状態。）とされると、被測定試料液中に含まれる特定物質の濃度の測定工程を行うことが可能な測定可能状態となり、キャップ７が装着されセンサホルダ５が折り畳まれる状態（図１の二点鎖線の状態。第２状態。）とされると、前記測定工程可能状態が解除されて、生化学測定装置１は待機状態となる。なお、待機状態においても、キャップ７内の保管液２に浸漬されたグルコースセンサ１１に制御部１７からの指令によって所定電位を印加しておくようにするのが好適である。このようにしておくことにより、所定電位の印加を開始してからベース電流が安定するまでの時間を待つことなく、生化学測定装置１を第２状態から第１状態とし、センサホルダ５からキャップ７を外して直ぐに使用することが可能であるため、使用者にとっての利便性が向上する。

時間をカウントする計時手段である計時部２１は、グルコースセンサ１１がキャップ７の保管液２に浸漬されてから、電流検出部１５により被測定試料液のピーク電流を検出するまでの時間を計測するために利用される。センサホルダ５が第２状態に折り畳まれると、ヒンジスイッチ１９により生化学測定装置１が待機状態とされるとともに、計時部２１による経過時間のカウントが開始される。また、計時部２１は、グルコースセンサ１１が被測定試料液に接触してから一定時間のピーク電流を計測するまでの測定時間を計測する。

本実施形態は、グルコースセンサ１１が保管液２に浸漬されるタイミングと、ヒンジ１９が折り畳まれるタイミングとが同時期であるものとして、経過時間を計時し、測定工程を行う構成である。即ち、グルコースセンサ１１が保管液２に浸漬されてから、センサホルダ５を延ばし電流検出部１５により被測定試料液のピーク電流値を測定するまでの経過時間は、センサホルダ５が折り畳まれてから（即ち、第２状態とされてから）、センサホルダ５を延ばし電流検出部１５により被測定試料液のピーク電流を測定するまでの時間を計時することで取得する。

なお、本実施形態の生化学測定装置１は、センサホルダ５をヒンジ１９を介して回動させることにより、生化学測定装置１の測定可能状態と待機状態とを切替える構成であるが、キャップ７の保管液２を有したスタンドの挿抜によって切替えてもよい。また、操作部６の操作によって切替える構成としてもよく、表示部９にタッチパネル機能を有する液晶を用い、そのタッチパネル操作により切替える構成とすることもできる。

グルコースセンサ１１では、被測定試料液や校正液中で以下のような化学反応が起きる。グルコースオキシダーゼの作用により、被測定試料液（又は校正液）中のグルコースが酸化し、酸素が過酸化水素に還元されて、グルコノラクトンと過酸化水素が生成される。このときに、前記電極（作用極１１ａ及び対極１１ｂ）に電圧印加部１３から電圧が印加されることにより、作用極１１ａ上で過酸化水素の酸化反応が生じて電子が生成され、作用極１１ａから対極１１ｂに酸化電流が流れ、これを酸化電流値として測定する。過酸化水素の生成量はグルコース量に比例するので、過酸化水素の酸化電流値を測定することにより、グルコースの濃度を測定することができるようになっている。即ち、生化学測定装置１を用いて被測定試料液を測定する場合、グルコースを含まない保管液中に浸漬された状態の両電極（作用極１１ａ及び対極１１ｂ）間に定電位を印加することで流れるベース電流のベース電流値と、被測定試料液中で両電極（作用極１１ａ及び対極１１ｂ）間に定電位を印加し両電極間に流れる酸化電流のピーク電流値との差分に基づき、被測定試料液中のグルコース濃度が測定される。

〔測定方法フロー〕
以下に、生化学測定装置１を用いた被測定試料液の測定方法について、図３及び図４に示すフローチャート、図５、図６を参照して説明する。図３は、本発明に係る生化学測定装置を用いた測定方法を示すフローチャートを示す図、図４は、生化学測定装置を用いた測定方法をのうち、エラー処理のフローチャートを示す図、図５（Ａ）乃至（Ｄ）は、測定モード時の表示部の表示内容を示す図、図６（Ａ）乃至（Ｅ）は、校正モード時の表示部の表示内容を示す図である。

まず、生化学測定装置１により測定を開始するために、図１に実線で示すように、ヒンジ１９を介してセンサホルダ５を回動して伸ばし、ヒンジスイッチ１９ａにより生化学測定装置１の電源がオンになり、測定可能状態へ切替えられる（ステップＳ１）。

次に、制御部１７は、電源部２５の電池残量を確認する（ステップＳ２）。電池の電圧が例えば２．５Ｖ以上の場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、電池残量は十分であると判断して、次のステップＳ４に進む。電池の電圧が２．５Ｖ未満の場合（ステップＳ２でＮｏ）、表示部９に電池マークを点灯させる等の警告を行い、使用者に電池の残量が少ないことを報知する（ステップＳ３）。使用者は必要に応じて、新しい電池と交換する。本発明において、電池残量についての閾値は、前記２．５Ｖに限定されるものではない。

次に、制御部１７は、記憶部２３に記憶したグルコースセンサ１１の使用回数及び使用日数の判定を行う。グルコースセンサ１１の使用回数が、例えば２００回未満の場合、又は、グルコースセンサ１１の使用日数が、使用開始日から例えば６０日未満の場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、グルコースセンサ１１の交換時期（信頼できる測定精度）に到達していないと判断して、次のステップＳ６に進む。本発明において、前記使用回数についての閾値は、前記２００回に限定されず、同様に、前記日数についての閾値は、前記６０日に限定されるものではない。これらの閾値の変更は、生化学測定装置１の工場生産時や性能の向上したセンサ交換時で行うことができるようになっている。

グルコースセンサ１１の使用回数が２００回以上の場合、又は、グルコースセンサ１１の使用日数が、使用開始日から６０日以上の場合（ステップＳ４でＮｏ）、表示部９にグルコースセンサ１１の交換を示す警告を表示し、使用者に報知する（ステップＳ５）。使用者は必要に応じて、新しいグルコースセンサ１１と交換する。

次に、キャップ７を装着した状態、即ち、グルコースセンサ１１が保管液２に浸漬（接触）された状態で、電圧印加部１３が一定定電位を作用極１１ａと対極１１ｂとの間に印加して、待機中の状態における作用極１１ａから対極１１ｂに流れる電流の電流値が、電流検出部１５により取得される電流値を、ベース出力値として記憶部２３に記憶し、当該ベース出力値が所定の規定値の範囲内であるかを判定する（ステップＳ６、図７に示すＴ１）。ここで、図７に示す例においては、ベース出力値はＡ１［ｎＡ（ナノアンペア）］とする。ベース出力値が正常な範囲にある場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、グルコースセンサ１１及び保管液２は正常なものと判断して、次のステップＳ７に進む。一方、ベース出力値が正常な範囲にない場合（ステップＳ６でＮｏ）、グルコースセンサ１１又は保管液２に異常があるものと判断して、後述するエラー処理（図４に示す、ステップＳ３２）に進み、処理を中断する。

次に、生化学測定装置１を使用する環境の周囲の温度を測定する。温度が０℃以上４０℃以下の場合は、正常な温度であると判定する（ステップＳ７でＹｅｓ）。しかし、前記範囲外の温度の場合は、グルコースセンサ１１又は保管液２が温度によって変調を来し、以降の測定結果に影響を与える事態が発生する場合がある。したがって、正常な温度でないと判定した場合は（ステップＳ７でＮｏ）、グルコースセンサ１１又は保管液２に異常生ずるものと判断して、後述するエラー処理（図４に示す、ステップＳ３２）に進み、処理を中断する。また、生化学測定装置１が未使用時（保管時）の周囲の温度を測定して記憶部２３に保存し、ステップＳ７で未使用時（保管時）の温度が正常か否かを判定する機能を付加してもよい。本発明において、前記温度についての閾値は、前記範囲に限定されるものではない。温度についての閾値の変更は、生化学測定装置１の工場生産時や性能の向上したセンサ交換時で行うことができるようになっている。

＜測定モード＞
ここで、ステップＳ７の判定が終わった場合、生化学測定装置の初期動作確認が終了し、測定モードとなる。使用者によりキャップ７をセンサホルダ５から取り外して使用することが可能となる（図７に示すＴ２）。このとき、表示部９は、図５（Ａ）に示すような初期状態の画面が表示される。

まず、制御部１７は、ステップＳ３にて電池交換を行ったか否か、ステップＳ５にてグルコースセンサ１１の交換を行ったか否かの判定を行う。記憶部２３に交換の記録が残っておらず、交換していないと判断した場合（ステップＳ８でＹｅｓ）、グルコースセンサ１１の状態は、前回の測定時から状態が変化していないとみなして、次のステップＳ９に進む。

電池交換又はグルコースセンサ１１の交換を行った場合（ステップＳ８でＮｏ）、グルコースセンサ１１の初期設定（ゼロ点更新）を行う必要がある。そこで、実施を強制として校正モードのステップＳ２１に進み、グルコースセンサ１１の校正を行う。

次に、制御部１７は、今回の測定回数が、前回の校正後何回目の測定であるかの判定を行い、例えば２５回目以下である場合（ステップＳ９でＹｅｓ）、グルコースセンサ１１の状態は、精度を保つ保証回数内であるため、次のステップＳ１０に進む。測定回数が、２５回目より多い場合（ステップＳ９でＮｏ）、グルコースセンサ１１の電極の精度を保つ保証回数を超えているため、この状態でのグルコースセンサ１１の測定結果の精度にばらつきが生じる恐れがある。そこで、校正モードのステップＳ２１に進み、グルコースセンサ１１の校正を行う。なお、測定回数が、２５回目より多い場合であっても、校正モードの実施はグルコースセンサ１１の電極の精度を保つための推奨実施であり、校正モードに進まず、次のステップＳ１０に進んでもよい。本発明において、前記測定回数についての閾値は前記２５回に限定されるものではない。これら閾値の変更は、生化学測定装置１の工場生産時や性能の向上したセンサ交換時で行うことができるようになっている。

次に、制御部１７は、今回の測定が、前回の校正から何日経過しているかの判定を行い、例えば７日以下である場合（ステップＳ１０でＹｅｓ）、グルコースセンサ１１の状態は、精度を保つ保証日数内であるため、次のステップＳ１１に進む。本発明において、前記日数についての閾値は前記７日に限定されるものではない。これら閾値の変更は、生化学測定装置１の工場生産時や性能の向上したセンサ交換時で行うことができるようになっている。

前回の校正から７日より多く経過している場合（ステップＳ１０でＮｏ）、グルコースセンサ１１の精度を保つ保証日数を超えているため、この状態でのグルコースセンサ１１の測定結果の精度にばらつきが生じる恐れがある。そこで、校正モードのステップＳ２１に進み、グルコースセンサ１１の校正を行う。なお、前回の校正から７日より多く経過場合であっても、校正モードの実施はグルコースセンサ１１の電極の精度を保つための推奨実施であり、校正モードに進まず、次のステップＳ１１に進んでもよい。

次に、制御部１７は、記憶部２３から前回の生化学測定装置１の使用が、各種エラーが発生し、放置エラー処理（ステップ３１）又はエラー処理（ステップ３２）にて終了しているか否か判定する。各種エラーが発生していなかった場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、グルコースセンサ１１の状態は、前回正常終了した時のグルコースセンサの状態のままであるので、次のステップＳ１２に進む。このとき、表示部９は、図５（Ｂ）に示すような被測定試料液の滴下待ち画面が表示される。

各種エラーが発生していた場合（ステップＳ１１でＮｏ）、グルコースセンサ１１の電極の状態に問題が発生しており、この状態でのグルコースセンサ１１の測定結果の精度にばらつきが生じる恐れがある。そこで、校正モードのステップＳ２１に進み、グルコースセンサ（バイオセンサ）１１の校正を行う。なお、各種エラーが発生していた場合であっても、校正モードの実施はグルコースセンサ１１の電極の精度を保つための推奨実施であり、校正モードに進まず、次のステップＳ１２に進んでもよい。

次に、生化学測定装置１の開口５ａを介して、被測定試料液をグルコースセンサ１１に滴下する。ここで、使用者は、前記滴下待ち画面の表示がされてから３００秒以内に被測定試料液を滴下することが要求される。３００秒以内に滴下を行った場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）、次のステップＳ１３に遷移する。３００秒を経過した場合（ステップＳ１２でＮｏ）、グルコースセンサ１１が乾燥し、測定結果の精度が保証できない恐れがあるため、放置エラー処理（ステップＳ３１）に遷移する。

被測定試料液がグルコースセンサ１１に滴下されて接触すると、被測定試料液の濃度測定を行う（ステップＳ１３）。電流検出部１５により、作用極１１ａから対極１１ｂに流れる出力電流の電流値が所定時間に亘り取得され、取得された電流値の内、その最大値Ｐがピーク電流値として記憶部２３に記憶し、そして、制御部１７により、ステップＳ６で取得されたベース出力値、及び、ステップＳ１３で取得されたピーク電流値の差分に基づいて測定結果を演算し、図５（Ｄ）に示すように、表示部９に測定結果を測定結果表示画面に表示する（ステップＳ１４）。また、表示部９に洗浄を促す洗浄マーク１０を表示する。なお、測定結果の演算中は、表示部９に演出として、図５（Ｃ）に示すような、複数の「−」マークを表示し、演算の進行に伴い「−」マークを徐々に減らすようなアニメーションを表示しても良い。

記憶部２３に測定結果のデータを記憶部２３内に保存する（ステップＳ１５）。次に、使用者はグルコースセンサ１１を所定の洗浄液を用いて洗浄を行う（ステップＳ１６）。洗浄を行うと、洗浄マーク１０が消灯し、収納を促す表示（図示せず）が点滅する。

ここで、使用者は、測定結果表示画面の表示がされてから３００秒以内に洗浄を実施することが要求される。３００秒以内に洗浄を行った場合（ステップＳ１６でＹｅｓ）、次のステップＳ１７に遷移する。３００秒を経過した場合（ステップＳ１６でＮｏ）、グルコースセンサ１１が乾燥し、次回以降の測定結果の精度が保証できない恐れがあるため、放置エラー処理（ステップＳ３１）に遷移する。

次に、電源をオフする場合は、キャップ７が被せられ保管液２に浸漬される。さらに使用者がセンサホルダ５をヒンジ１９を介して回動させて折り畳むと、ヒンジスイッチ１９ａにより生化学測定装置１が待機状態になる。併せて、センサホルダ５が折り畳まれるタイミングで計時部２１による経過時間のカウントが開始され、測定モードが終わる（ステップＳ１７でＹｅｓ）。また、ベース出力値が基準値まで戻るまでにはセンサ特性に応じた定常化時間を要する。なお、生化学測定装置１が待機状態にされている間、計時部２１は、待機電力で作動する構成であることは言うまでもない。

＜校正モード＞
続いて、本発明によるバイオセンサの校正方法について説明する。
ステップＳ８乃至ステップＳ１１においてＮｏ（即ち校正が必要）と判定された場合、グルコースセンサ１１の校正を行う校正モードへ移行する。校正開始ボタン（図示せず）を押下することで、校正モードが開始される（ステップＳ２１、図７に示すＴ３）。

表示部９には、図６（Ａ）に示す、第１校正液をグルコースセンサ１１に滴下することを促す画面が表示され、前記滴下を促す画面が表示されてから例えば３００秒以内に、使用者が、第１校正液をグルコースセンサ１１に滴下して接触させると（ステップＳ２２でＹｅｓ、図７に示すＴ４）、グルコースセンサ１１に第１校正液が接触したときのグルコースセンサ１１の出力値（第１実測値）を取得し、所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。ここで、前記判定における所定範囲は、グルコースセンサ１１の規格値に応じて適宜設定すればよい。第１校正液の滴下前に３００秒が経過した場合（ステップＳ２２でＮｏ）、グルコースセンサ１１が乾燥し、校正の結果が保証できない恐れがあるため、放置エラー処理（ステップＳ３１）に遷移する。

第１出力値は、前記第１実測値から前記ベース出力値Ａ１を差し引くことで求まる。第１出力値の取得及び判定中（図７に示すＴ４〜Ｔ５）は、図６（Ｂ）に示すような、複数の「−」マークを表示し、演算の進行に伴い「−」マークを徐々に減らすようなアニメーションを表示しても良い。なお、本発明でのＴ４〜Ｔ５間の時間は、例えば６〜３０秒とする。また、図７に示す例では、第１実測値としての電流値はＡ２［ｎＡ］である。

第１出力値の判定に異常がなかった場合（ステップＳ２４でＹｅｓ）、即ち、前記所定範囲内である場合は、第２校正液の滴下処理（ステップＳ２５）に遷移する。なお、第１の校正液の校正結果に異常があった場合（ステップＳ２４でＮｏ）、即ち、前記所定範囲外である場合は、エラー処理（ステップＳ３２）に遷移する。

表示部９には、図６（Ｃ）に示すように、第２校正液をグルコースセンサ１１に滴下することを促す画面が表示（報知）される（図７に示す、Ｔ５〜Ｔ６）。また、この表示と共にブザーが鳴動（報知）する。このように、第１校正液の接触と後述する第２校正液の接触との間に使用者に促す第１報知工程を含め、前記第１報知工程を前記第１校正液の接触後の６秒から２０秒の間に開始させると、使用者はいち早く第２校正液を接触させるタイミングがわかり、より校正作業時間の短縮が可能となり、かつ、グルコースセンサ１１の乾燥を防ぐことも可能となる。前記滴下を促す画面が表示されてから３００秒以内に、使用者が、第１校正液とは濃度の異なる第２校正液をグルコースセンサ１１に滴下して接触させると（ステップＳ２５でＹｅｓ、図７に示すＴ６）、グルコースセンサ１１に第２校正液が接触したときのグルコースセンサ１１の出力値（第２実測値）を取得し、前記第１出力値と後述する第２出力値とに基づいてグルコースセンサ１１の交換時期を判定する（ステップＳ２６）。ここで、前記交換時期の判定は、前記第１出力値と後述する第２出力値とが所定の関係を満たすか否かを判定することにより行えばよく、詳しくは後述する。第２校正液の滴下前に３００秒が経過した場合（ステップＳ２５でＮｏ）、グルコースセンサ１１が乾燥し、校正の結果が保証できない恐れがあるため、放置エラー処理（ステップＳ３１）に遷移する。

第２出力値は、前記第２実測値から前記ベース出力値Ａ１を差し引くことで求まる。第２出力値の取得及び判定中（図７に示すＴ６〜Ｔ７）は、図６（Ｄ）に示すような、複数の「−」マークを表示し、演算の進行に伴い「−」マークを徐々に減らすようなアニメーションを表示しても良い。なお、本発明でのＴ６〜Ｔ７間の時間は、例えば６〜３０秒とする。また、図７に示す例では、第２実測値としての電流値はＡ３［ｎＡ］である。

第２出力値の判定に異常がなかった場合（ステップＳ２７でＹｅｓ）、即ち、第１出力値と第２出力値とが所定の関係を満たす場合は、未だグルコースセンサ１１の交換時期ではないものとして、結果表示（ステップＳ２８、図７に示すＴ７）に遷移する。第２出力値の判定に異常があった場合（ステップＳ２７でＮｏ）、即ち、第１出力値と第２出力値とが所定の関係を満たさない場合は、グルコースセンサ１１の交換時期にあるものとして、エラー処理（ステップＳ３２）に遷移する。

結果表示（ステップＳ２８）は、図６（Ｅ）に示すように、校正モードが正常に終了した旨を示す表示を行い、未だグルコースセンサ１１の交換時期ではないことを使用者に報知する。また、洗浄を促す洗浄マーク１０を点灯（報知）する。このように、第２校正液の接触とバイオセンサを洗浄する工程との間に使用者に促す第２報知工程を含め、前記第２報知工程を前記第２校正液の接触後の６秒から２０秒の間に開始させると、使用者はいち早くバイオセンサを洗浄するタイミングがわかり、より校正作業時間の短縮が可能となり、かつ、グルコースセンサ１１の乾燥を防ぐことも可能となる。この後、記憶部２３に測定結果のデータを保存し（ステップＳ１５）、次に、使用者はグルコースセンサ１１を所定の洗浄液で洗浄する（ステップＳ１６、図７に示すＴ８）。洗浄によって、電流値Ａ３は、Ａ１まで下降するが（図７に示すＴ９）、Ａ１まで降下するまでにはセンサ特性に応じた定常化時間（図７に示すＴ８〜Ｔ９）を要する。

ここで、上記した校正モード（ステップＳ２１〜Ｓ２８）として実行される本発明の校正方法について、図７、図８及び図９を用いて更に詳細に説明する。図７は、本発明に係る生化学測定装置を用いた校正時における電流値変化を示すグラフ、図８（Ａ）は本発明の校正方法を使用後の測定センサの表示値を示す図、図８（Ｂ）は従来の校正方法を使用後の測定センサの表示値を示す図、図９は、従来の二点校正方法を示すフロー図である。

従来の、複数回連続して校正を行う数点校正による校正方法は、図９に示すようなフローで行われている。ステップＳ５１で、保管液に浸漬されている保管状態にあるグルコースセンサを取り出し、校正１（ステップＳ５２）で、第１校正液が滴下された後、第１校正液を洗浄するための洗浄１（ステップＳ５３）を行い、保管液に浸漬して保管１（ステップＳ５４）し、グルコースセンサが定常状態、即ち、ベース電流値が安定状態に戻るまで、センサ特性に応じた定常化時間を経過させる。続いて、校正２（ステップＳ５５）で、第２校正液が滴下された後、第２校正液を洗浄するための洗浄２（ステップＳ５６）を行い、保管液に浸漬して保管２（ステップＳ５７）し、グルコースセンサを定常状態に戻す。

これに対して、本発明の校正方法は、図３に示すように、第１工程において第１校正液をバイオセンサに接触させ（ステップＳ２１）、所定時間経過後、第１校正液の洗浄作業を行うことなく連続して第２工程において第２校正液を接触させ（ステップＳ２５）、所定時間経過後に洗浄（ステップＳ１６）を行い、保管液に浸漬して保管し、グルコースセンサ１１を安定状態に戻す、というものである。

図７は、本発明に係る校正時における電流値（センサ出力値）変化を模式的に示すグラフである。Ａ１［ｎＡ］はベース電流値を示し、Ｔ４で第１校正液がグルコースセンサ１１に滴下されて接触すると（ステップＳ２１）、化学反応により、グルコースセンサ１１の出力値としての電流値がＡ２［ｎＡ］に上昇する。次に、Ｔ６で第２校正液がグルコースセンサ１１に滴下されて接触すると（ステップＳ２５）、電流値がＡ３［ｎＡ］に上昇する。そして、Ｔ８で洗浄（ステップＳ１６）を行い、保管液に浸漬して一定時間保管することで、校正前のベース電流値Ａ１［ｎＡ］に戻る。

本発明では、従来の方法と比較して、洗浄（図９のステップＳ５３）及び保管（図９のステップＳ５４）の処理を省略することが可能であり、校正作業の工程数を低減することができるとともに、校正に要する全体の作業時間を短縮することができる。

本発明の校正液である第１校正液及び第２校正液のように、濃度の異なる校正液を使用することによって、従来の校正方法（特に一点校正）によるよりも、グルコースセンサの精度を高めることができる。本発明に係る研究により、第１校正液と第２校正液のそれぞれの濃度については、第１校正液を第２校正液の濃度より高くした場合には、余分な不純物が発生するが、第１校正液より第２校正液の濃度を高くした場合は、第１校正液を第２校正液の濃度より高くした場合よりも、不純物の発生が抑えられ、校正後のグルコースセンサの精度が高くなることの結果が得られた。よって、第１校正液よりも第２校正液の濃度を高くして校正方法を実施することが好適である。

なお、本実施形態に係るグルコースセンサ１１に用いる第１校正液と第２校正液との濃度比率は、２〜６倍の濃度比率を設定するのが好適であるが、「第１校正液：第２校正液＝１：４」の場合が特に好適であり、例えば、第１校正液の濃度を２５０ｍｇ／ｄＬ、第２校正液の濃度を１０００ｍｇ／ｄＬとする。

ここで、前記交換時期の判定（ステップＳ２７）は、第１出力値と第２出力値とが所定の関係を満たすか否かを判定することにより行えばよいが、一例としては、前記濃度比率「第１校正液：第２校正液＝１：４」の場合は、図７に示す、第１校正液の滴下で生ずる電流値Ａ２からベース出力値Ａ１を引いた値（第１出力値）と、第２校正液の滴下で生ずる電流値Ａ３からベース出力値Ａ１を引いた値（第２出力値）との比率として、第２出力値は、第１出力値の４倍の−３５％〜＋５％の範囲内の値、すなわち、
（（Ａ２−Ａ１）×４）×（１−０．３５）≦Ａ３−Ａ１≦（（Ａ２−Ａ１）×４）×（１＋０．０５）
であれば、正常範囲と設定すればよい。即ち、本発明において、交換時期の判定（第２工程）は、第１出力値と第２出力値とが、
（第１出力値×ｎ）×（１−０．３５）≦第２出力値≦（第１出力値×ｎ）×（１＋０．０５） （ただし、ｎ＝第２校正液の濃度／第１校正液の濃度）
の関係を満たすか否かを判定するものである。

これは、グルコースセンサの特性上、高濃度測定での値は、大きい方向に誤差が生じることは少なく、また、４倍の濃度差のある校正液での出力値の差が約２．５倍以下となると、グルコースセンサの劣化（酵素の失活等）により正常に測定できなくなるため、前記の範囲と設定するのが好適である。

図８（Ａ）は、本発明の校正方法により校正を行った後の、５機のバイオセンサの表示値の個体差を示すグラフ、図８（Ｂ）は、従来の１液のみで校正を行った後の５機のバイオセンサの表示値の個体差を示すグラフである。
本発明に係る図８（Ａ）では、５機のグルコースセンサの測定値（電流値）のばらつきが、被測定試料液の濃度がそれぞれ１００ｍｇ／ｄＬでは、約８％、５００ｍｇ／ｄＬでは、約１．１％、１０００ｍｇ／ｄＬでは、約０．９％、２０００ｍｇ／ｄＬでは、約５．５％となっている。しかしながら、従来の発明に係る図８（Ｂ）では、被測定試料液の濃度が１００ｍｇ／ｄＬでは、約９％、５００ｍｇ／ｄＬでは約１．２％、１０００ｍｇ／ｄＬでは約１０．８％、２０００ｍｇ／ｄＬでは、約１８．１％と、被測定試料液の濃度が高くなるにつれて、５機のグルコースセンサでの測定値（電流値）のばらつきが大きくなっている。この結果から、本発明のグルコースセンサの校正方法は、従来のバイオセンサの校正方法と比較して、使用者に要求される作業工程と作業時間の短縮をはかりつつ、精度良く、グルコースセンサを校正することができることがわかる。

＜エラーモード＞
次に、処理中にエラーが発生した場合のエラーモードのフローについて、図４を用いて説明する。
放置エラー処理（ステップＳ３１）は、各種エラーが発生し、使用者が所定の時間内（例えば３００秒以内）に所定の作業を行わない場合（ステップＳ１２、ステップＳ２１、ステップＳ２２、ステップＳ２５）に実行されるエラー処理である。所定時間内に所定作業を行わないと、グルコースセンサ１１が乾燥してしまい、その乾燥した状態でグルコースセンサ１１に通電を行うと、グルコースセンサ１１が破壊される恐れがあるため、当該放置エラー処理を実施するようにしている。放置エラー処理の内容としては、例えば、前記３０秒後から５秒間隔でブザーを鳴動させ使用者に警告（報知）し、さらに使用者が操作を行わない場合は、３００秒後に制御部１７は電圧印加部１３へ印加の停止を指令する。そして、表示部９の消灯を行う。また、操作部６の押下又はヒンジスイッチ１９ａの折り畳まれた状態を検知した場合は、エラー処理（ステップＳ３２）に遷移する。

エラー処理（ステップＳ３２）は、表示部９にエラー番号を点灯させる。この時、洗浄マーク１０及び／又は校正を促す表示を点滅させ、使用者に洗浄の実施及び／又は校正の実施を促すようにしても良い。

上述のように、第２出力値の判定に異常があった場合（ステップＳ２７でＮｏ）、即ち、第１出力値と第２出力値とが所定の関係を満たさない場合は、エラー処理（ステップＳ３２）として、グルコースセンサ１１の交換時期であることの表示を行って使用者に報知し、グルコースセンサ１１の交換を促すようにする。

次に、制御部１７は、エラーが発生した状況のデータを記憶部２３に記録する（ステップＳ３３）。次回電源オン時に、エラー発生の記録がある場合に、ステップＳ１１の判定で、校正モードへの移行を行うためである。

次に、使用者はグルコースセンサ１１を、所定の洗浄液で洗浄を行う（ステップＳ３４）。洗浄を行うと、洗浄マーク１０が消灯し、代わって収納を促す表示が点滅する。
次に、使用者はグルコースセンサ１１にキャップ７を被せ、保管液２に浸漬される。さらに使用者がセンサホルダ５を回動させて折り畳むと、ヒンジスイッチ１９ａにより電源がオフになり（ステップＳ３５）、生化学測定装置１が待機状態になり、エラー処理が終了する。

上述したように、上記実施形態によれば、グルコースセンサ１１の校正方法について、第１校正液を用いた第１の校正の後、所定の異なる濃度の第２校正液を用いた第２の校正を実施することで、第１校正液の洗浄作業を行うことなく第２の校正を可能とし、使用者に要求される作業工程と作業時間の短縮をはかることができる。

また、第１校正液及び第２校正液として、異なる濃度の校正液を採用したことで、従来の一点校正による校正方法よりも、校正後の測定センサの機種毎の測定誤差のばらつきを減少させることができ、被測定試料液の測定において、機種毎の測定誤差の少ない、精密な測定結果を得ることができる。

また、上記実施形態によれば、使用者によるグルコースセンサ１１への第１校正液の滴下の有無、第２校正液の滴下の有無、洗浄作業の有無等を、生化学測定装置１にて判別して、必要な案内表示を表示部９に表示させる校正であるため、使用者は、その案内表示に従って校正作業を行えばよく、校正作業中におけるボタン操作が不要であり、使い勝手の向上が図られる。

なお、本実施形態では、グルコースオキシダーゼを酵素としグルコースを検出するセンサを用いたが、本発明は、この構成に限定されない。例えば、乳酸、アルコール、コレステロール、ピルビン酸、アミノ酸、アルコルビン酸等の有機物質の濃度を検出するために、乳酸オキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、アミノ酸オキシダーゼ、アルコルビン酸オキシダーゼ等を用いるセンサとすることも可能である。

また、上記実施形態では、校正モードにおける校正液の接触は２回（第１校正液と第２校正液）とする校正方法を説明したが、更に、濃度を異にする第３、第４の校正液を接触させて校正するようにしてもよく、特に限定されない。

また、上記実施形態では、グルコースセンサ１１に第１校正液が接触したときのグルコースセンサ１１の出力値（第１実測値）を取得し、所定範囲内であるか否かを判定する工程（ステップＳ２３）を有する例を説明したが、本発明は必ずしもこのステップを有する必要はなく、特に限定されない。

この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。

１ 生化学測定装置
３ 生化学測定装置本体
５ センサホルダ
５ａ 開口
６ 操作部
７ キャップ
９ 表示部
１０ 洗浄マーク
１１ グルコースセンサ（バイオセンサ）
１１ａ 作用極
１１ｂ 対極
１１ｃ 参照極
１３ 電圧印加部
１５ 電流検出部
１７ 制御部（制御手段）
１９ ヒンジ
１９ａ ヒンジスイッチ
２１ 計時部
２３ 記憶部
２５ 電源

Claims (7)

1. 被測定試料液中の特定物質の濃度を測定するバイオセンサの校正方法であって、
   前記バイオセンサに装着されるキャップ内に充填されている保管液に前記バイオセンサが浸漬された状態においてベース出力値を測定するベース電流測定工程と、
   前記キャップが外された前記バイオセンサに第１校正液を接触させたときに前記バイオセンサが出力する第１実測値から前記ベース出力値を差し引いて第１出力値を取得する第１工程と、
   前記第１校正液とは濃度の異なる第２校正液を、前記第１工程に連続して前記バイオセンサに接触させたときに前記バイオセンサが出力する第２実測値から前記ベース出力値を差し引いて第２出力値を取得し、前記第１出力値と前記第２出力値とに基づいて前記バイオセンサの交換時期を判定する第２工程と、を有すること
   を特徴とするバイオセンサの校正方法。
2. 前記第２工程における交換時期の判定は、前記第１出力値及び前記第２出力値が、前記第１校正液と前記第２校正液との濃度比率に基づいた判定式の関係を満たすか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のバイオセンサの校正方法。
3. 前記第２校正液の濃度は、前記第１校正液の濃度よりも高いものであって、
   前記第２工程における交換時期の判定は、前記第１出力値と前記第２出力値とが、
   （第１出力値×ｎ）×（１−０．３５）≦第２出力値≦（第１出力値×ｎ）×（１＋０．０５）
   （ただし、ｎ＝前記第２校正液の濃度／前記第１校正液の濃度）
   の関係を満たすか否かを判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバイオセンサの校正方法。
4. 前記ベース電流測定工程は、測定された前記ベース出力値が、所定の規定値の範囲内であるかを判定する工程をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１に記載のバイオセンサの校正方法。
5. 前記第１工程は、前記第１出力値が所定範囲内であるか否かを判定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１に記載のバイオセンサの校正方法。
6. 前記ベース電流測定工程は、前記バイオセンサが、グルコースを含まない前記保管液に浸漬された状態で実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１に記載のバイオセンサの校正方法。
7. 所定の時間内に所定の作業が行われない場合に前記バイオセンサの破損防止措置を実行する放置エラー処理工程と、使用者に前記バイオセンサの洗浄の実施及び／又は校正の実施を促進するエラー処理工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１に記載のバイオセンサの校正方法。

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