JP5807500B2 - Biological sample measuring device and measuring method - Google Patents

Biological sample measuring device and measuring method Download PDF

Info

Publication number
JP5807500B2
JP5807500B2 JP2011224555A JP2011224555A JP5807500B2 JP 5807500 B2 JP5807500 B2 JP 5807500B2 JP 2011224555 A JP2011224555 A JP 2011224555A JP 2011224555 A JP2011224555 A JP 2011224555A JP 5807500 B2 JP5807500 B2 JP 5807500B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
data
biological sample
control
potential difference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011224555A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013083587A (en
Inventor
心平 佐藤
心平 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nipro Corp
Original Assignee
Nipro Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nipro Corp filed Critical Nipro Corp
Priority to JP2011224555A priority Critical patent/JP5807500B2/en
Publication of JP2013083587A publication Critical patent/JP2013083587A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5807500B2 publication Critical patent/JP5807500B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、生体試料中の基質濃度を測定可能な生体試料測定装置及び測定方法に関する。   The present invention relates to a biological sample measuring apparatus and measuring method capable of measuring a substrate concentration in a biological sample.

生体試料中の特定の物質の濃度を正確に測定することは、医学的な観点から重要な課題である。中でも、血液中のグルコース濃度、すなわち血糖値の測定は、糖尿病の予防や治療のために頻繁に行われており、特に重要度が高い。   Accurate measurement of the concentration of a specific substance in a biological sample is an important issue from a medical point of view. Among them, measurement of glucose concentration in blood, that is, blood glucose level is frequently performed for the prevention and treatment of diabetes, and is particularly important.

糖尿病の治療においては、例えば、インスリン療法がある。インスリンは血糖値をコントロールする薬物として知られている。この療法においては、糖尿病の治療薬であるインスリンが糖尿病患者に投与される。インスリンを投与する必要性は、糖尿病患者の血糖値に基づいて判断される。このため、糖尿病患者にとって、血糖値の把握が必須である。よって、糖尿病患者が、家庭において簡単に扱える簡易型の自己血糖測定装置の開発が盛んに行われている。   In the treatment of diabetes, for example, there is insulin therapy. Insulin is known as a drug that controls blood sugar levels. In this therapy, insulin, which is a therapeutic agent for diabetes, is administered to diabetic patients. The need to administer insulin is determined based on the blood glucose level of the diabetic patient. For this reason, it is essential for a diabetic patient to grasp the blood glucose level. Therefore, development of simple self-blood glucose measuring devices that can be easily handled by diabetic patients at home has been actively conducted.

上述されたような簡易型の自己血糖測定装置において、バイオセンサを用いた方法が知られている(特許文献1〜4)。バイオセンサには、酵素が利用される。酵素の特異的な反応を利用して、血液中のグルコースが定量される。グルコースの定量法には、グルコースをグルコースオキシターゼ(以下、「GOD」と略されることがある。)によってグルコン酸に分解するGOD法と、グルコースをグルコースデヒドロゲナーゼ(以下、「GDH」と略されることがある。)によって、グルコノラクトンに分解するGDH法と、が知られている。   A method using a biosensor in a simple self-blood glucose measurement device as described above is known (Patent Documents 1 to 4). An enzyme is used for the biosensor. Glucose in the blood is quantified using a specific reaction of the enzyme. The glucose determination method includes a GOD method in which glucose is decomposed into gluconic acid by glucose oxidase (hereinafter sometimes abbreviated as “GOD”), and glucose is abbreviated as glucose dehydrogenase (hereinafter abbreviated as “GDH”). GDH method of decomposing into gluconolactone is known.

酵素は、バイオセンサの電極対の作用極に付着されている。酵素がグルコースを特異的に分解するときに、電子が発生する。発生した電子は、電極対の作用極に移動する。この電子の動きにより、バイオセンサの電極対に電流が流される。この電流が血糖測定装置に検知されて血液中のグルコースの含有量が算出される。つまり、血糖値が得られる。また、電子を運ぶ電子メディエータが電極対に付着されることにより、安定した測定値が得られる。電子メディエータとして、例えば、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウムやキノン誘導体類等の有機化合物、又は有機−金属錯体などが挙げられる。   The enzyme is attached to the working electrode of the electrode pair of the biosensor. Electrons are generated when the enzyme specifically breaks down glucose. The generated electrons move to the working electrode of the electrode pair. This movement of electrons causes a current to flow through the electrode pair of the biosensor. This current is detected by the blood glucose measurement device, and the glucose content in the blood is calculated. That is, a blood sugar level is obtained. Moreover, a stable measurement value can be obtained by attaching an electron mediator carrying electrons to the electrode pair. Examples of the electron mediator include organic compounds such as potassium ferricyanide, hexaammineruthenium and quinone derivatives, or organic-metal complexes.

グルコースに対する酵素の活性は、環境温度の影響を受ける。このため、測定が行われる環境によっては、測定結果に誤差が生じてしまうことがある。この問題を解決するため、複数の温度センサから得られた温度の情報に基づいて、測定結果に対する補償を行う測定器が知られている(特許文献5)。   The enzyme's activity on glucose is affected by environmental temperature. For this reason, an error may occur in the measurement result depending on the environment in which the measurement is performed. In order to solve this problem, there is known a measuring instrument that compensates for a measurement result based on temperature information obtained from a plurality of temperature sensors (Patent Document 5).

特開2009−97877号公報JP 2009-97877 A 特開2005−43280号公報JP 2005-43280 A 特開2005−37335号公報JP-A-2005-37335 特開2002−107325号公報JP 2002-107325 A 特開2010−25926号公報JP 2010-25926 A

上記特許文献5に記載されたような複数の温度センサを有する構成では、測定器が複雑化、大型化、及び高コスト化することになる。また、簡易型の自己血糖測定装置においては、温度センサを配置する位置が特に問題となる。以下、詳細に説明する。   In the configuration having a plurality of temperature sensors as described in Patent Document 5, the measuring instrument becomes complicated, large, and expensive. Further, in the simple self blood glucose measurement device, the position where the temperature sensor is arranged is particularly problematic. Details will be described below.

一般的な簡易型の自己血糖測定装置では、バイオセンサは棒形状に構成され、自己血糖測定装置本体のスロットに対して着脱可能になっている。つまりバイオセンサが使い捨てになっている。使い捨ての形態で提供されるバイオセンサは、簡易に構成されて低価格であることが望ましい。しかしながら、バイオセンサに温度センサが設けられた場合、バイオセンサの構造が複雑化して、バイオセンサは高価なものになる。   In a general simplified self blood glucose measuring device, the biosensor is configured in a rod shape and is detachable from the slot of the self blood glucose measuring device main body. In other words, the biosensor is disposable. It is desirable that a biosensor provided in a disposable form is simply configured and inexpensive. However, when a temperature sensor is provided in the biosensor, the structure of the biosensor becomes complicated and the biosensor becomes expensive.

一方、自己血糖測定装置本体に温度センサが設けられた場合、バイオセンサの電極対と温度センサとの距離が遠くなるため、電極対周辺の環境温度と温度センサが示す環境温度とが相違することがある。これにより、測定結果に対する補償が正確に行われないことがある。特に、温度センサは、筐体の内部という熱が籠もりやすい環境にあり、さらには電子回路による発熱の影響を受けるため、測定結果に対する補償の精度は更に低下する。   On the other hand, when a temperature sensor is provided in the body of the self-blood glucose measuring device, the distance between the electrode pair of the biosensor and the temperature sensor becomes longer, so the ambient temperature around the electrode pair and the ambient temperature indicated by the temperature sensor are different There is. Thereby, the compensation for the measurement result may not be performed accurately. In particular, the temperature sensor is in an environment where heat is easily trapped inside the casing, and is further affected by heat generated by the electronic circuit, so that the accuracy of compensation for the measurement result is further reduced.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、環境温度に関わらず、高い精度で基質濃度を測定できる生体試料測定装置及び測定方法を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the biological sample measuring device and measuring method which can measure a substrate concentration with high precision irrespective of environmental temperature.

(1) 本発明に係る生体試料測定装置は、生体試料中の基質と反応して電子を発生させる酵素が付着された第1電極と、上記第1電極に対して、上記生体試料を導入可能な試料空間を離間されて設けられた第2電極と、上記生体試料中の基質濃度を示す第1データ、上記反応に基づく上記第1電極と上記第2電極との間の電位差の推定値を示す第2データ、及び上記第1電極及び上記第2電極を介して上記生体試料に第1レベルの電圧が印加されたときに流れる電流の推定値を示す第3データが対応付けられたデータテーブルを記憶する記憶部と、上記第1電極、上記第2電極、及び上記記憶部とそれぞれ電気的に接続された制御部と、を備えている。上記制御部は、上記酵素の反応における上記第1電極と上記第2電極との間の電位差を測定する第1制御と、上記第1電極と上記第2電極との間に第1レベルの電圧を印加して、上記第1電極及び上記第2電極を介して流入する電流値を測定する第2制御と、上記第1制御によって測定された電位差と対応する上記第2データ、及び上記第2制御によって測定された電流値と対応する上記第3データに基づき、上記データテーブルから上記第1データを検索する第3制御と、を実行する。   (1) The biological sample measurement apparatus according to the present invention can introduce the biological sample into the first electrode to which an enzyme that reacts with a substrate in the biological sample to generate electrons is attached, and the first electrode. A second electrode provided in a separated sample space, first data indicating a substrate concentration in the biological sample, and an estimated value of a potential difference between the first electrode and the second electrode based on the reaction. A data table in which second data to be shown and third data indicating an estimated value of a current that flows when a first level voltage is applied to the biological sample via the first electrode and the second electrode are associated with each other. And a control unit electrically connected to each of the first electrode, the second electrode, and the storage unit. The control unit includes a first control for measuring a potential difference between the first electrode and the second electrode in the enzyme reaction, and a first level voltage between the first electrode and the second electrode. , The second control for measuring the current value flowing through the first electrode and the second electrode, the second data corresponding to the potential difference measured by the first control, and the second Based on the third data corresponding to the current value measured by the control, a third control for retrieving the first data from the data table is executed.

本発明における生体試料測定装置とは、生体試料中の基質濃度に基づく固有の電気信号を発生させ、基質濃度に関する情報を被験者に認識可能とするものである。生体試料とは、生物の体内から採取された物質であり、例えば、血液が挙げられる。基質には、生体試料として血液が使用される場合は、例えば、グルコース、糖化アルブミン、糖化ヘモグロビン等が挙げられる。また、生体試料として唾液が使用される場合は、例えば、唾液アミラーゼが挙げられる。また、生体試料として尿が使用される場合は、例えば、アルブミン(変性したものおよび断片化されたものを含む)が挙げられる。   The biological sample measuring device in the present invention generates a unique electric signal based on the substrate concentration in the biological sample, and enables the subject to recognize information on the substrate concentration. A biological sample is a substance collected from the body of an organism, and examples thereof include blood. Examples of the substrate include glucose, glycated albumin, and glycated hemoglobin when blood is used as a biological sample. Moreover, when saliva is used as a biological sample, saliva amylase is mentioned, for example. When urine is used as the biological sample, for example, albumin (including denatured and fragmented) can be mentioned.

試料空間に生体試料が導入されると、第1電極に付着された酵素が基質と反応し、その反応によって電子が発生し、この電子が第1電極に移動する。第2電極としてはたとえば銀−塩化銀電極などの参照電極(基準電極)が用いられ、第1電極と第2電極を電位差計で接続すると、電極間に電位差が観測される。制御部は、第1制御において、第1電極と第2電極との間の電位差を測定する。   When a biological sample is introduced into the sample space, the enzyme attached to the first electrode reacts with the substrate, electrons are generated by the reaction, and the electrons move to the first electrode. As the second electrode, for example, a reference electrode (standard electrode) such as a silver-silver chloride electrode is used. When the first electrode and the second electrode are connected with a potentiometer, a potential difference is observed between the electrodes. The control unit measures a potential difference between the first electrode and the second electrode in the first control.

また、制御部は、第2制御において、第1電極と第2電極との間に電圧を印加して、流入した電流値を測定する。電源から第1電極及び第2電極に対して正の電圧が印加されると、第1電極から電源を介して第2電極に電子が移動し、第2電極において試料溶液の水素イオン、酸素、または未反応のメディエータが還元される。これによりこの電子の移動は、制御部により、第2制御において、電流値として測定される。
Further, in the second control, the control unit applies a voltage between the first electrode and the second electrode, and measures the inflowing current value. When a positive voltage is applied from the power source to the first electrode and the second electrode, electrons move from the first electrode to the second electrode via the power source, and in the second electrode, hydrogen ions, oxygen, Alternatively, unreacted mediator is reduced. Thereby, this movement of electrons is measured as a current value in the second control by the control unit.

ある基質濃度において、酵素と基質との反応によって上記第1電極と上記第2電極との間に発生する電位差は、環境温度に依存する。同様に、第1電極及び第2電極を介して上記生体試料に電圧が印加された場合に流れる電流値も環境温度に依存する。ここで、これらの電位差及び電流値の温度依存特性を利用して、環境温度及び生体試料中の基質濃度を特定することが可能である。   The potential difference generated between the first electrode and the second electrode by the reaction between the enzyme and the substrate at a certain substrate concentration depends on the environmental temperature. Similarly, the value of the current that flows when a voltage is applied to the biological sample via the first electrode and the second electrode also depends on the environmental temperature. Here, it is possible to specify the environmental temperature and the substrate concentration in the biological sample using the temperature-dependent characteristics of these potential differences and current values.

以下、詳細に説明する。例えば、第1制御において電位差Eが得られた場合、電位差Eに対応する環境温度Tと基質濃度Cの組の候補は限定される。同様に、第2制御において電流Iが得られた場合、電流Iに対応する環境温度Tと基質濃度Cの組の候補は限定される。この2つの組の候補の中から、環境温度T及び基質濃度Cが共に一致する組を発見すれば、それらの値が実際の環境温度、及び生体試料中の基質濃度となる。つまり、電位E及び電流Iが確定すれば、基質濃度Cが定まることになる。   Details will be described below. For example, when the potential difference E is obtained in the first control, the candidates for the set of the environmental temperature T and the substrate concentration C corresponding to the potential difference E are limited. Similarly, when the current I is obtained in the second control, the candidates for the set of the environmental temperature T and the substrate concentration C corresponding to the current I are limited. If a pair in which the environmental temperature T and the substrate concentration C are identical is found from these two sets of candidates, those values become the actual environmental temperature and the substrate concentration in the biological sample. That is, when the potential E and the current I are determined, the substrate concentration C is determined.

記憶部のデータテーブルには、生体試料中の基質濃度(第1データ)と、当該基質濃度の生体試料から、上記方法によって得られる電位(第2データ)及び電流値(第3データ)とが対応付けられている。制御部は、第3制御において、第1制御で測定された電位に対応する第2データ、及び第2制御で測定された電流値に対応する第3データに基づいて、データテーブルから第1データを検索し、当該第1データから生体試料中の基質濃度を特定する。   The data table of the storage unit includes the substrate concentration (first data) in the biological sample, the potential (second data) and the current value (third data) obtained from the biological sample having the substrate concentration by the above method. It is associated. In the third control, the control unit uses the first data from the data table based on the second data corresponding to the potential measured in the first control and the third data corresponding to the current value measured in the second control. And the substrate concentration in the biological sample is specified from the first data.

本構成によると、温度センサを用いずに測定値に対する温度の影響を排除することができる。つまり、簡易な構成によって、高精度な測定が可能となる。   According to this configuration, the influence of temperature on the measured value can be eliminated without using a temperature sensor. That is, highly accurate measurement is possible with a simple configuration.

(2) 上記データテーブルは、上記第1データ、上記第2データ、及び上記試料空間の環境温度を示す第4データが対応付けられた第1テーブルと、上記第1データ、上記第3データ、及び上記第4データが対応付けられた第2テーブルと、を有していてもよい。   (2) The data table includes a first table in which the first data, the second data, and the fourth data indicating the environmental temperature of the sample space are associated with each other, the first data, the third data, And a second table associated with the fourth data.

このように、データテーブルは複数のテーブルから構成されていてもよい。   Thus, the data table may be composed of a plurality of tables.

(3) 上記制御部は、上記第3制御において、上記第1制御によって測定された電位差と対応する上記第2データに基づき、上記第1データ及び上記第4データの組の候補を上記第1テーブルから検索し、上記第2制御によって測定された電流値と対応する上記第3データに基づき、上記第1データ及び上記第4データの組の候補を上記第2テーブルから検索し、上記第1テーブルから検索された上記組の候補、及び上記第2テーブルから検索された上記組の候補から、上記第1データ及び上記第4データが共に一致する組を検索して、当該組のうちの第1データから上記生体試料中の基質濃度を特定してもよい。
(3) the control unit in the third control, the first based control and the potential difference measured by the corresponding said second data, said first said first data and a set of candidates for the fourth data Based on the third data corresponding to the current value measured by the second control by searching from the table, the candidate of the first data and the fourth data set is searched from the second table, and the first From the set candidates retrieved from the table and the set candidates retrieved from the second table, a set in which both the first data and the fourth data match is retrieved, and the first of the sets is retrieved. The substrate concentration in the biological sample may be specified from one data.

基質濃度を示す第1データの検索は、2つのテーブルを参照する上記のような手続に基づいて行われてもよい。   The search for the first data indicating the substrate concentration may be performed based on the above procedure referring to the two tables.

(4) 上記データテーブルにおける上記第2データは、上記試料空間に上記生体試料が導入されてから、第1時間経過後における電位差の推定値を示し、上記データテーブルにおける上記第3データは、上記試料空間に上記生体試料が導入された時点を基準として、第2時間経過後に上記第1電極及び上記第2電極を介して上記生体試料に第1レベルの電圧の印加が開始された場合において、第3時間経過後に上記第1電極及び上記第2電極に流れる電流の推定値を示す。上記制御部は、上記試料空間に上記生体試料が導入されたことを検知する検知手段を有している。上記制御部は、上記検知手段によって、上記試料空間に上記生体試料が導入されたことを検知してから第1時間経過後に上記第1制御を実行し、上記検知手段によって、上記試料空間に上記生体試料が導入されたことを検知してから第2時間経過後に上記第2制御における電圧の印加を実行し、上記検知手段によって、上記試料空間に上記生体試料が導入されたことを検知してから第3時間経過後に上記第2制御における電流の測定を実行する。   (4) The second data in the data table indicates an estimated value of a potential difference after the first time has elapsed since the biological sample was introduced into the sample space, and the third data in the data table is When the application of the first level voltage to the biological sample is started via the first electrode and the second electrode after a lapse of a second time on the basis of the time point when the biological sample is introduced into the sample space, The estimated value of the electric current which flows into the said 1st electrode and the said 2nd electrode after 3rd time progress is shown. The control unit has detection means for detecting that the biological sample has been introduced into the sample space. The control unit executes the first control after a lapse of a first time after the detection unit detects that the biological sample has been introduced into the sample space, and the detection unit stores the sample in the sample space. After the second time has elapsed since the detection of the introduction of the biological sample, the voltage application in the second control is executed, and the detection means detects that the biological sample has been introduced into the sample space. After the third time has elapsed, the current measurement in the second control is performed.

第1制御によって測定される電位差は、試料空間に生体試料が導入されてからの時間に依存する。また、第2制御によって測定される電流値は、さらに、電極間への電圧の印加が開始されてからの時間に依存する。本構成では、試料空間に生体試料が導入されてから、予め決められた時間に基づいて第1制御及び第2制御が実行されるため、精度の高い測定が可能となる。   The potential difference measured by the first control depends on the time after the biological sample is introduced into the sample space. Further, the current value measured by the second control further depends on the time from the start of the application of the voltage between the electrodes. In this configuration, since the first control and the second control are executed based on a predetermined time after the biological sample is introduced into the sample space, highly accurate measurement is possible.

(5) 上記酵素は、グルコースを分解するものであってもよく、上記第1電極には、電子メディエータが更に付着されていてもよい。   (5) The enzyme may decompose glucose, and an electron mediator may be further attached to the first electrode.

グルコースを分解する酵素が使用されることで、血液を生体試料として、血糖値の測定が可能となる。また、第1電極に電子メディエータが付着されることで、安定した測定結果を得ることができる。   By using an enzyme that degrades glucose, blood glucose can be measured using blood as a biological sample. Moreover, a stable measurement result can be obtained by attaching an electron mediator to the first electrode.

(6) 本発明に係る生体試料中の基質濃度測定方法は、生体試料中の基質と反応して電子を発生させる酵素が一方に付着された電極対の間に生体試料を導入する第1ステップと、上記酵素の反応における上記電極対の間の電位差を測定する第2ステップと、上記電極対の間に電圧を印加して、出力された電流値を測定する第3ステップと、コンピュータが、上記生体試料中の基質濃度を示す第1データ、上記酵素の反応における上記電極対の間の電位差の推定値を示す第2データ、及び上記電極対を介して上記生体試料に第1レベルの電圧が印加されたときに流れる電流の推定値を示す第3データが対応付けられたデータテーブルから、上記第2ステップによって測定された電位差と対応する上記第2データ、及び上記第3ステップによって測定された電流値と対応する上記第3データに基づき、上記第1データを検索する第4ステップと、を含む。
(6) The substrate concentration measurement method in a biological sample according to the present invention is a first step of introducing a biological sample between an electrode pair to which an enzyme that generates electrons by reacting with a substrate in the biological sample is attached. A second step of measuring a potential difference between the electrode pair in the enzyme reaction, a third step of measuring a current value output by applying a voltage between the electrode pair, and a computer, First data indicating a substrate concentration in the biological sample, second data indicating an estimated value of a potential difference between the electrode pair in the reaction of the enzyme, and a first level voltage applied to the biological sample via the electrode pair Measured by the second data corresponding to the potential difference measured by the second step and the third step from the data table associated with the third data indicating the estimated value of the current flowing when the voltage is applied And a fourth step of searching for the first data based on the third data corresponding to the current value.

本発明は、上記のような生体試料中の基質濃度測定方法と解することもできる。   The present invention can also be interpreted as a method for measuring a substrate concentration in a biological sample as described above.

本発明に係る生体試料測定装置及び測定方法によると、環境温度に関わらず高い精度で生体試料中の基質濃度を測定することができる。   According to the biological sample measuring device and the measuring method according to the present invention, the substrate concentration in the biological sample can be measured with high accuracy regardless of the environmental temperature.

図1は、本発明の実施形態に係る血糖測定装置10の外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view of a blood glucose measurement device 10 according to an embodiment of the present invention. 図2は、血糖測定装置10の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of the blood glucose measurement device 10. 図3は、バイオセンサ12の外観斜視図である。FIG. 3 is an external perspective view of the biosensor 12. 図4は、バイオセンサ12の分解図である。FIG. 4 is an exploded view of the biosensor 12. 図5は、EEPROM33に記憶されるデータテーブル81の内容を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the contents of the data table 81 stored in the EEPROM 33. 図6は、血糖値の測定のために制御部23が行う制御の流れを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a flow of control performed by the control unit 23 for measuring the blood sugar level. 図7は、バイオセンサ12の試料空間72に血液80が導入された様子を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which blood 80 is introduced into the sample space 72 of the biosensor 12. 図8は、血糖測定装置10の変形例において、EEPROM33に記憶されるデータテーブル88の内容を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the contents of the data table 88 stored in the EEPROM 33 in the modified example of the blood glucose measurement device 10.

以下に、適宜図面が参照されて、本発明の好ましい実施形態が説明される。なお、以下に説明される実施形態では、生体試料が血液であり、生体試料中の特定成分がグルコースである態様、いわゆる血糖測定装置を用いた測定の態様を挙げているが、この態様は本発明の一例に過ぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態が適宜変更できることは言うまでもない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In the embodiment described below, an embodiment is described in which the biological sample is blood and the specific component in the biological sample is glucose, that is, an aspect of measurement using a so-called blood glucose measurement device. It goes without saying that the embodiments of the present invention can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.

[血糖測定装置10の概略構成]
図1に示されるように、血糖測定装置10(本発明の生体試料測定装置の一例)は、本体11に対してバイオセンサ12が着脱自在に構成されたものである。本体11は、薄平な箱形状である。本体11には、ディスプレイ13及び3つの操作ボタン14A,14B,14Cが設けられている。ディスプレイ13は、後述される表示部21の一部をなすものであり、血糖測定装置10の操作に必要な各種の文字や画像を表示するためのものである。操作ボタン14A,14B,14Cは、後述される操作部22の一部をなすものであり、操作者(以下、糖尿病患者とも称される。)に押下されることによって、所定の操作信号を発生させる。
[Schematic configuration of blood glucose measurement device 10]
As shown in FIG. 1, a blood glucose measurement device 10 (an example of a biological sample measurement device of the present invention) is configured such that a biosensor 12 is detachably attached to a main body 11. The main body 11 has a thin box shape. The main body 11 is provided with a display 13 and three operation buttons 14A, 14B, and 14C. The display 13 is a part of the display unit 21 described later, and displays various characters and images necessary for the operation of the blood glucose measurement device 10. The operation buttons 14A, 14B, and 14C form part of the operation unit 22 described later, and generate predetermined operation signals when pressed by an operator (hereinafter also referred to as a diabetic patient). Let

本体11の側面にはセンサ挿入口15が設けられている。センサ挿入口15は、バイオセンサ12が挿入されて保持されるためのものである。同図には現れていないが、センサ挿入口15の奥には電極が設けられており、その電極を通じて後述される本体11の制御部23とバイオセンサ12とが電気的に接続される。バイオセンサ12は、測定対象の生試料である血液が導入され、血液中のグルコース(本発明の基質の一例)に化学的な反応を生じさせるものである。グルコースの化学的な反応によって生じた電流が、制御部23によって電気的に処理された結果、ディスプレイ13には、血液中のグルコース濃度、即ち血糖値が表示される。   A sensor insertion port 15 is provided on the side surface of the main body 11. The sensor insertion port 15 is for the biosensor 12 to be inserted and held. Although not shown in the figure, an electrode is provided in the back of the sensor insertion port 15, and a control unit 23 of the main body 11 described later and the biosensor 12 are electrically connected through the electrode. The biosensor 12 introduces blood, which is a living sample to be measured, and causes a chemical reaction to glucose (an example of the substrate of the present invention) in the blood. As a result of the electric current generated by the chemical reaction of glucose being electrically processed by the control unit 23, the glucose concentration in blood, that is, the blood sugar level is displayed on the display 13.

続けて、血糖測定装置10の詳細な構成が説明される。   Subsequently, the detailed configuration of the blood glucose measurement device 10 will be described.

図2に示されるように、血糖測定装置10は、表示部21と、操作部22と、制御部23と、センサ部24とに機能的に大別される。表示部21、操作部22、及びセンサ部24は、バス25を通じて、制御部23と電気信号を送受信可能に接続されている。表示部21、操作部22、制御部23、及びセンサ部24を構成する電子回路が、薄平な箱形状の筐体に収容されたものが本体11である。表示部21、操作部22、制御部23、及びセンサ部24は、共通の電子基板上に一体に形成されていてもよい。上述されたバイオセンサ12は、センサ挿入口15に装着された状態でセンサ部24の一部をなすものである。なお、図2においては、各部に駆動用の電力を供給する電源系が省略されている。血糖測定装置10を構成する各部の詳細が以下に説明される。   As shown in FIG. 2, the blood glucose measurement device 10 is broadly functionally divided into a display unit 21, an operation unit 22, a control unit 23, and a sensor unit 24. The display unit 21, the operation unit 22, and the sensor unit 24 are connected to the control unit 23 through the bus 25 so as to be able to transmit and receive electrical signals. A main body 11 is an electronic circuit in which a display unit 21, an operation unit 22, a control unit 23, and a sensor unit 24 are housed in a thin box-shaped housing. The display unit 21, the operation unit 22, the control unit 23, and the sensor unit 24 may be integrally formed on a common electronic substrate. The biosensor 12 described above forms a part of the sensor unit 24 in a state where the biosensor 12 is attached to the sensor insertion port 15. In FIG. 2, a power supply system that supplies driving power to each unit is omitted. The detail of each part which comprises the blood glucose measuring device 10 is demonstrated below.

[表示部21]
表示部21は、上述されたディスプレイ13と、制御部23に電気的に接続されてディスプレイ13の表示を制御する周辺回路26とを有する。ディスプレイ13は、例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイである。制御部23及び周辺回路26からの制御により、ディスプレイ13には文字や画像が表示されうる。例えば、ディスプレイ13には、糖尿病患者が、血糖測定装置10の操作に使用する文字や図形が表示される。ディスプレイの表示は、制御部23及び周辺回路26からの制御によって動的に変化するものである。例えば、関連する操作のまとまりごとに表示が切り換えられてもよい。糖尿病患者は、操作ボタン14A,14B,14Cの押下により、各表示内容に適した操作を行ったり、表示内容を他の機能に対応したものに切り換えることができる。糖尿病患者は、ディスプレイ13の表示を確認しながら操作ボタン14A,14B,14Cを操作することで、血糖値の測定を開始したり、測定された血糖値をディスプレイ13に表示させることができる。
[Display unit 21]
The display unit 21 includes the display 13 described above and a peripheral circuit 26 that is electrically connected to the control unit 23 and controls display on the display 13. The display 13 is, for example, a liquid crystal display or an organic EL display. Characters and images can be displayed on the display 13 by the control from the control unit 23 and the peripheral circuit 26. For example, the display 13 displays characters and graphics used by the diabetic patient to operate the blood glucose measurement device 10. The display on the display is dynamically changed by control from the control unit 23 and the peripheral circuit 26. For example, the display may be switched for each group of related operations. A diabetic patient can perform an operation suitable for each display content by pressing the operation buttons 14A, 14B, and 14C, or can switch the display content to one corresponding to another function. A diabetic patient can start measuring blood sugar levels or display the measured blood sugar levels on the display 13 by operating the operation buttons 14A, 14B, and 14C while confirming the display on the display 13.

[操作部22]
操作部22は、本体11に設けられた操作ボタン14A,14B,14Cと、各操作ボタン14A,14B,14Cの押下に対応した所定の操作信号を発生させる周辺回路27とを有する。糖尿病患者は、操作画面を確認しながら操作ボタン14A,14B,14Cを押下する。例えば、操作ボタン14Cが操作画面上のカーソル移動のための入力を受け付け、操作ボタン14Bがキャンセルのための入力を受け付け、操作ボタン14Aが決定のための入力を受け付ける。また、操作ボタン14A,14B,14Cには、特定の機能を直接呼び出すためのショートカットが割り当てられていてもよい。各操作画面において、操作ボタン14A,14B,14Cが所定の順序で押下されることで、操作部22は、各種の操作信号を出力する。操作信号を受けて、制御部23は操作信号に応じた各種制御を実行する。なお、操作ボタン14A,14B,14Cの数などは適宜設計されるものである。また、操作ボタン14A,14B,14Cは、必ずしも互いに独立した押釦スイッチである必要はない。例えば、感圧式又は静電式のタッチパネルセンサーがディスプレイ13に重畳されて、操作ボタン14A,14B,14C及びディスプレイ13は、タッチパネルディスプレイとして構成されてもよい。
[Operation unit 22]
The operation unit 22 includes operation buttons 14A, 14B, and 14C provided on the main body 11, and a peripheral circuit 27 that generates predetermined operation signals corresponding to pressing of the operation buttons 14A, 14B, and 14C. The diabetic patient presses the operation buttons 14A, 14B, and 14C while confirming the operation screen. For example, the operation button 14C receives an input for moving the cursor on the operation screen, the operation button 14B receives an input for cancellation, and the operation button 14A receives an input for determination. Further, a shortcut for directly calling a specific function may be assigned to the operation buttons 14A, 14B, and 14C. The operation unit 22 outputs various operation signals by pressing the operation buttons 14A, 14B, and 14C in a predetermined order on each operation screen. Upon receiving the operation signal, the control unit 23 executes various controls according to the operation signal. The number of operation buttons 14A, 14B, 14C and the like are appropriately designed. Further, the operation buttons 14A, 14B, and 14C do not necessarily need to be pushbutton switches independent of each other. For example, a pressure-sensitive or electrostatic touch panel sensor may be superimposed on the display 13, and the operation buttons 14A, 14B, 14C and the display 13 may be configured as a touch panel display.

[センサ部24]
センサ部24は、上述されたバイオセンサ12と、本体11の内部に設けられ、センサ挿入口15に挿入されたバイオセンサ12と電気的に接続される周辺回路28とを有している。センサ部24は、バイオセンサ12で生じた電気信号を必要に応じて整形及び加工して制御部23に送信する。また、センサ部24は、制御部23の制御に基づき、バイオセンサ12の電極間に規定の電圧を印加することができる。バイオセンサ12の詳細な構成が以下に説明される。
[Sensor part 24]
The sensor unit 24 includes the biosensor 12 described above and a peripheral circuit 28 that is provided inside the main body 11 and is electrically connected to the biosensor 12 inserted into the sensor insertion port 15. The sensor unit 24 shapes and processes the electrical signal generated by the biosensor 12 as necessary, and transmits it to the control unit 23. The sensor unit 24 can apply a specified voltage between the electrodes of the biosensor 12 based on the control of the control unit 23. The detailed configuration of the biosensor 12 will be described below.

[バイオセンサ12]
図3,4に示されるように、バイオセンサ12は、前後方向92を長手方向、左右方向93を短手方向、上下方向91を厚み方向とする概ね平板形状を呈している。バイオセンサ12は、第1基板30と、第1電極41と、第2電極42と、スペーサ50と、第2基板60と、を有する。これらは、上側から順に、第2基板60、スペーサ50、第1電極41及び第2電極42、第1基板30の順序で、上下方向91に積層されて一体にされている。ここで、第1基板30、スペーサ50、及び第2基板60は、それぞれ絶縁性の材料によって構成されている。
[Biosensor 12]
As shown in FIGS. 3 and 4, the biosensor 12 has a generally flat plate shape in which the front-rear direction 92 is the longitudinal direction, the left-right direction 93 is the short direction, and the vertical direction 91 is the thickness direction. The biosensor 12 includes a first substrate 30, a first electrode 41, a second electrode 42, a spacer 50, and a second substrate 60. In order from the top, the second substrate 60, the spacer 50, the first electrode 41 and the second electrode 42, and the first substrate 30 are stacked and integrated in the vertical direction 91 in this order. Here, the 1st board | substrate 30, the spacer 50, and the 2nd board | substrate 60 are each comprised with the insulating material.

前後方向92におけるバイオセンサ12の後端側から、第1電極41及び第2電極42が上方に露出されている。バイオセンサ12は、後端側からセンサ挿入口15に挿入される。その際、第1電極41及び第2電極42の露出された部分が、それぞれセンサ挿入口15の奥に設けられた電極(不図示)と接触する。これにより、第1電極41及び第2電極42は、センサ部24を通じて制御部23と電気的に接続される。   From the rear end side of the biosensor 12 in the front-rear direction 92, the first electrode 41 and the second electrode 42 are exposed upward. The biosensor 12 is inserted into the sensor insertion port 15 from the rear end side. At that time, the exposed portions of the first electrode 41 and the second electrode 42 are in contact with electrodes (not shown) provided at the back of the sensor insertion port 15, respectively. Accordingly, the first electrode 41 and the second electrode 42 are electrically connected to the control unit 23 through the sensor unit 24.

前後方向92におけるバイオセンサ12の前端側には、スペーサ50の一部が凹条に切り取られた領域(間欠部51)が存在している。間欠部51を介して上下方向91に対向する第1電極41と第2電極42との間に、試料空間72が形成されている。試料空間72は、試料としての血液が導入される空間である。第1電極41及び第2電極42は、それぞれ試料空間72に露出されている。血液は、間欠部51によってバイオセンサ12の前端に開口された導入口71から導入される。試料空間72に導入された血液は、第1電極41及び第2電極42とそれぞれ接触した状態となる。なお、第1基板30には、血液の導入時に、試料空間72の空気を外部に逃がすための通気口61が開口されている。   On the front end side of the biosensor 12 in the front-rear direction 92, there is a region (intermittent portion 51) in which a part of the spacer 50 is cut into a groove. A sample space 72 is formed between the first electrode 41 and the second electrode 42 that face each other in the vertical direction 91 via the intermittent portion 51. The sample space 72 is a space into which blood as a sample is introduced. The first electrode 41 and the second electrode 42 are exposed to the sample space 72, respectively. The blood is introduced from the introduction port 71 opened at the front end of the biosensor 12 by the intermittent portion 51. The blood introduced into the sample space 72 comes into contact with the first electrode 41 and the second electrode 42, respectively. The first substrate 30 has a vent 61 for releasing the air in the sample space 72 to the outside when blood is introduced.

第1電極41が試料空間72に露出された部分には、血液中のグルコースを分解する酵素が固定化されている。この酵素として、GODやGDHが挙げられる。また、これらの酵素に加えて、補酵素や電子メディエータが固定化されていてもよい。このような補酵素として、例えば電子伝達体として働くピロロキノリンキノンやニコチンアミドアデニンジヌクレオチド、フラビンアデニンジヌクレオチド、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸などが挙げられる。また、電子メディエータとして、例えば、ルテニウムやオスミニウム、モリブデン、タングステン、鉄、コバルト等の遷移金属を含む化合物が挙げられる。これら酵素等の固定化は、酵素等が含まれる溶液が第1電極41に塗布されて乾燥することで実現されている。   An enzyme that decomposes glucose in blood is immobilized on the portion where the first electrode 41 is exposed to the sample space 72. Examples of this enzyme include GOD and GDH. In addition to these enzymes, coenzymes and electron mediators may be immobilized. Examples of such coenzymes include pyrroloquinoline quinone, nicotinamide adenine dinucleotide, flavin adenine dinucleotide, and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate that function as an electron carrier. Moreover, as an electron mediator, the compound containing transition metals, such as ruthenium, osmium, molybdenum, tungsten, iron, cobalt, is mentioned, for example. The immobilization of these enzymes and the like is realized by applying a solution containing the enzymes and the like to the first electrode 41 and drying it.

[制御部23]
制御部23(本発明の制御部及びコンピュータの一例)は、各種の制御や演算を行うためのCPU31(Central Processing Unit)、データを一時的に記憶するRAM32(Random Access Memory)、及び装置の電源が切られた後も保持すべきデータを記憶するEEPROM33(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などを有している。これらがASIC34(Application Specific Integrated Circuit)及びバス25を介して、表示部21、操作部22、及びセンサ部24とそれぞれ電気的に接続されている。制御部23は、EEPROM33に記憶されたプログラムに基づいてCPU31が演算を行うことで、各部の動作を制御するものである。また、制御部23は、EEPROM33に記憶されたプログラムに基づいて時間のカウントを行うタイマ機能を有している。時間のカウントは、たとえば、制御部23の回路が有するシステムクロックに基づいて行われてもよい。他にも、制御部23は、必要に応じてCPU31を補助するコプロセッサやALUなどを備えていてもよい。
[Control unit 23]
The control unit 23 (an example of the control unit and the computer of the present invention) includes a CPU 31 (Central Processing Unit) for performing various controls and operations, a RAM 32 (Random Access Memory) for temporarily storing data, and a power supply for the device It has an EEPROM 33 (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) that stores data to be retained even after it is turned off. These are electrically connected to the display unit 21, the operation unit 22, and the sensor unit 24 via an ASIC 34 (Application Specific Integrated Circuit) and the bus 25. The control unit 23 controls the operation of each unit by the CPU 31 performing calculations based on a program stored in the EEPROM 33. In addition, the control unit 23 has a timer function that counts time based on a program stored in the EEPROM 33. For example, the time may be counted based on a system clock included in the circuit of the control unit 23. In addition, the control unit 23 may include a coprocessor, an ALU, or the like that assists the CPU 31 as necessary.

操作ボタン14A,14B,14Cの押下に基づく操作部22からの操作信号に応じて、制御部23は、EEPROM33に記憶された各種のプログラムをRAM32にロードして実行する。EEPROM33に記憶されたプログラムの一例は、血糖値の測定を実行するプログラムある。血糖値の測定を実行するプログラムは、センサ部24からの電気信号に基づき、制御部23が血糖値を演算するための規定の制御を行うものである。演算された血糖値は、所定の表示方法によってディスプレイ13に表示される。血糖値の測定を実行するプログラムに基づいて制御部23が行う制御の詳細については後述される。   In response to an operation signal from the operation unit 22 when the operation buttons 14A, 14B, and 14C are pressed, the control unit 23 loads various programs stored in the EEPROM 33 to the RAM 32 and executes them. An example of a program stored in the EEPROM 33 is a program for executing blood glucose level measurement. The program for executing the measurement of the blood sugar level is based on the electrical signal from the sensor unit 24, and performs a prescribed control for the control unit 23 to calculate the blood sugar level. The calculated blood glucose level is displayed on the display 13 by a predetermined display method. Details of the control performed by the control unit 23 based on a program for executing blood glucose level measurement will be described later.

血糖値の測定を実行するプログラムは、血糖測定装置10の全体動作を制御する下位のモジュール群を利用するものである。モジュールの一例として、ディスプレイ13の表示を制御するモジュール、操作部22からの操作信号を解釈するモジュール、及びバス25による通信制御のためのモジュールなどがある。これらのモジュールは、必要に応じて当業者が適宜設計できるものであるため、詳細は省略される。   The program for executing blood glucose level measurement uses a lower module group that controls the overall operation of the blood glucose measurement device 10. Examples of the module include a module that controls display on the display 13, a module that interprets an operation signal from the operation unit 22, and a module for communication control via the bus 25. Since these modules can be appropriately designed by those skilled in the art as needed, details are omitted.

[データテーブル81]
また、EEPROM33は、血糖値の測定を実行するプログラムに基づいて参照されるデータテーブル81を記憶している。図5に示されるように、データテーブル81は、第1テーブル82と第2テーブル83とによって構成されている。第1テーブル82においては、環境温度T(本発明の第4データの一例)と、グルコース濃度C(本発明の第1データの一例)と、電位差E(本発明の第2データの一例)とが対応付けられている。第2テーブル83においては、環境温度Tと、グルコース濃度Cと、電流I(本発明の第3データの一例)とが対応付けられている。これらのデータテーブルは、たとえば、RDBMS(Relational DataBase Management System)によって管理される関係データベースとして構築されていてもよい。
[Data table 81]
Further, the EEPROM 33 stores a data table 81 that is referred to based on a program that executes blood glucose level measurement. As shown in FIG. 5, the data table 81 includes a first table 82 and a second table 83. In the first table 82, the environmental temperature T (an example of the fourth data of the present invention), the glucose concentration C (an example of the first data of the present invention), and the potential difference E (an example of the second data of the present invention) Are associated. In the second table 83, the environmental temperature T, the glucose concentration C, and the current I (an example of the third data of the present invention) are associated with each other. These data tables may be constructed as, for example, a relational database managed by an RDBMS (Relational DataBase Management System).

第1テーブル82及び第2テーブル83に記憶される環境温度Tは、それぞれ試料空間72の環境温度を示している。また、グルコース濃度Cは、試料空間72に導入される血液中のグルコース濃度、すなわち血糖値を示している。環境温度T及びグルコース濃度Cは、通常の測定時に想定される範囲の値が、一定の値ごとに記憶されている。図5の例においては、環境温度Tは、283Kから300Kまでの値が1Kごとに記憶されていている。また、グルコース濃度Cは、20mg/dlから600mg/dlまでの値が1mg/dlごとに記憶されている。ただしこれらの値は一例であり、機器の設計上の要件に応じて当業者が適宜変更してもよい。第1テーブル82及び第2テーブル83は、環境温度Tとグルコース濃度Cとの直積によってレコードが構成されている。   The environmental temperature T stored in the first table 82 and the second table 83 indicates the environmental temperature of the sample space 72, respectively. The glucose concentration C indicates the glucose concentration in the blood introduced into the sample space 72, that is, the blood glucose level. As for the environmental temperature T and the glucose concentration C, values in a range assumed at the time of normal measurement are stored for each fixed value. In the example of FIG. 5, the environmental temperature T is stored for each 1K from 283K to 300K. As for the glucose concentration C, values from 20 mg / dl to 600 mg / dl are stored for every 1 mg / dl. However, these values are examples, and those skilled in the art may appropriately change them according to the design requirements of the device. In the first table 82 and the second table 83, a record is constituted by a direct product of the environmental temperature T and the glucose concentration C.

血糖値の測定の際、試料空間72に血液が導入されると、酵素とグルコースとの反応によって、第1電極41及び第2電極42の間に電位差が発生する。ここで、血液が導入されてから所定時間経過後の電位差は、導入された血液中のグルコース濃度及び環境温度に依存する。第1テーブル82に記憶される電位差Eは、環境温度Tにおいて、グルコース濃度Cの血液が試料空間72に導入されてから時間t1(本発明の第1時間の一例)経過後の電極間の電位差の推定値である。ここでt1は、当業者が設定した値であり、全ての電位差Eの算出に共通の値が使用される。電位差が発生するより詳細な理由、及びその推定値の算出法は、後述される。   When blood glucose is measured, if blood is introduced into the sample space 72, a potential difference is generated between the first electrode 41 and the second electrode 42 due to the reaction between the enzyme and glucose. Here, the potential difference after the elapse of a predetermined time after blood is introduced depends on the glucose concentration in the introduced blood and the environmental temperature. The potential difference E stored in the first table 82 is the potential difference between the electrodes after elapse of time t1 (an example of the first time of the present invention) after blood having a glucose concentration C is introduced into the sample space 72 at the environmental temperature T. Is an estimated value. Here, t1 is a value set by those skilled in the art, and a common value is used for calculation of all potential differences E. A more detailed reason why the potential difference occurs and a method of calculating the estimated value will be described later.

試料空間72に血液が導入された後、第1電極41及び第2電極42の間に電圧が印加されると、メディエータが放出する電子によって。第1電極41及び第2電極42に電流が流れる。ここで、血液が導入されてから所定時間経過後に電圧が印加された場合の電流は、導入された血液中のグルコース濃度C及び環境温度Tに依存する。第2テーブル83に記憶される電流Iは、環境温度Tにおいて、グルコース濃度Cの血液が試料空間72に導入された時点を基準として、時間t2(本発明の第2時間の一例)経過後に電極間に電圧V(本発明の第1レベルの電圧の一例)の印加が開始された場合において、時間t3(本発明の第3時間の一例,t2<t3)経過後に各電極に流れる電流の推定値である。ここで電圧Vは、当業者が設定した値であり、全ての電流Iの算出に共通の値が使用される。電流が流れるより詳細な理由、及びその推定値の算出法は、後述される。   When a voltage is applied between the first electrode 41 and the second electrode 42 after blood is introduced into the sample space 72, the electrons emitted by the mediator. A current flows through the first electrode 41 and the second electrode 42. Here, the current when a voltage is applied after a predetermined time has elapsed since the introduction of blood depends on the glucose concentration C and the environmental temperature T in the introduced blood. The current I stored in the second table 83 is an electrode after the elapse of time t2 (an example of the second time of the present invention) at the ambient temperature T with reference to the time when blood having a glucose concentration C is introduced into the sample space 72. When application of the voltage V (an example of the first level voltage of the present invention) is started in the meantime, an estimation of the current flowing through each electrode after the elapse of time t3 (an example of the third time of the present invention, t2 <t3) Value. Here, the voltage V is a value set by a person skilled in the art, and a common value is used for calculation of all the currents I. A more detailed reason why the current flows and a method of calculating the estimated value will be described later.

[第1電極41及び第2電極42におけるグルコースの反応]
試料空間72におけるグルコースの反応が、以下に詳細に説明される。試料空間72に血液が導入されると、第1電極41に固定化された酵素がグルコースと反応する。たとえば、酵素としてGODが使用される場合、GODがグルコースを酸化させ、グルコン酸と電子を発生させる。この電子が電子メディエータを介して第1電極41に移動する。第2電極としてはたとえば銀−塩化銀電極などの参照電極(基準電極)が用いられ、第1電極と第2電極を電位差計で接続すると、第1電極41及び第2電極42の間に電位差が観測される。この電位差は第1電極の自然電位、あるいは開回路電位とよばれる。
[Reaction of glucose at the first electrode 41 and the second electrode 42]
The reaction of glucose in the sample space 72 is described in detail below. When blood is introduced into the sample space 72, the enzyme immobilized on the first electrode 41 reacts with glucose. For example, when GOD is used as an enzyme, GOD oxidizes glucose to generate gluconic acid and electrons. The electrons move to the first electrode 41 via the electron mediator. As the second electrode, for example, a reference electrode (standard electrode) such as a silver-silver chloride electrode is used. When the first electrode and the second electrode are connected by a potentiometer, a potential difference is generated between the first electrode 41 and the second electrode 42. Is observed. This potential difference is called the natural potential of the first electrode or the open circuit potential.

このときの第1電極41の自然電位EWEは、以下の数1によって表現される。 The natural potential E WE of the first electrode 41 at this time is expressed by the following formula 1.

Figure 0005807500
Figure 0005807500

数1は、ネルンスト式と呼ばれ、酸化還元反応における電極の電位を示す式である。ここで、E0は基準電位(式量電位)である。Rはガス定数(8.31J/(K・mol))である。Fはファラデー定数(96500C/mol)である。Tは絶対温度(K)である。cOは第1電極における酸化体濃度であり、本実施形態では、予め第1電極上に塗布された酸化型メディエータの溶解物、たとえばフェリシアンイオンの濃度である。cRは第1電極における還元体濃度であり、本実施形態では、酵素から電子を受け取った還元型メディエータ、たとえばフェロシアンイオンの濃度である。なお、cO,cRは、共に時間tに依存する。nは、還元型メディエータ1分子から第1電極に移動する電子数である。   Equation 1 is called the Nernst equation, and is an equation showing the potential of the electrode in the oxidation-reduction reaction. Here, E0 is a reference potential (formula potential). R is a gas constant (8.31 J / (K · mol)). F is the Faraday constant (96500 C / mol). T is the absolute temperature (K). cO is the oxidant concentration at the first electrode, and in this embodiment, it is the concentration of the dissolved oxide mediator previously applied on the first electrode, for example, ferricyan ion. cR is a reductant concentration at the first electrode, and in this embodiment, a concentration of a reduced mediator that has received electrons from an enzyme, for example, ferrocyan ion. Both cO and cR depend on time t. n is the number of electrons that move from one molecule of the reduced mediator to the first electrode.

つまり、数1に基づいて、任意の時間における電極間の電位を算出することが可能である。当業者は、試料空間72に血液が導入されてから時間t1経過後における、それぞれの環境温度T及びグルコース濃度Cに対応する電位差E(本発明の第2データ)を算出して、第1テーブル82のレコードを作成する。   That is, based on Equation 1, it is possible to calculate the potential between the electrodes at an arbitrary time. The person skilled in the art calculates the potential difference E (second data of the present invention) corresponding to each environmental temperature T and glucose concentration C after the elapse of time t1 from the introduction of blood into the sample space 72, and the first table. 82 records are created.

また、制御部23によって、第1電極41及び第2電極42の間に電圧が印加されると、フェロシアンイオンは再び酸化され、フェリシアンイオンに戻る。この際、電子が放出されて第1電極41及び第2電極42に電流が流れる。   Further, when a voltage is applied between the first electrode 41 and the second electrode 42 by the control unit 23, ferrocyan ions are oxidized again and returned to ferricyan ions. At this time, electrons are emitted and a current flows through the first electrode 41 and the second electrode 42.

このときに流れる電流Iは、電子メディエータの酸化還元電流であり、以下の数2によって表現される。   The current I flowing at this time is an oxidation-reduction current of the electron mediator and is expressed by the following formula 2.

Figure 0005807500
Figure 0005807500

数2は、コットレル式と呼ばれ、酸化還元反応により電極に流れる電流を示す式である。ここで、tは電圧印加開始からの経過時間(s)である。nは還元型メディエータ1分子から第1電極に移動する電子数である。Fはファラデー定数(96500C/mol)である。Aは電極の表面積(cm2)である。cは第1電極における還元型メディエータの濃度(mol/cm3)である。Dは試料空間に導入された試料溶液中における、電子メディエータの拡散係数(cm2/s)である。Dは温度依存性を有する。πは円周率である。 Equation 2 is called the Cottrell equation, and is an equation showing the current flowing through the electrode due to the redox reaction. Here, t is an elapsed time (s) from the start of voltage application. n is the number of electrons transferred from one molecule of the reduced mediator to the first electrode. F is the Faraday constant (96500 C / mol). A is the surface area (cm 2 ) of the electrode. c R is the concentration of reduced mediator at the first electrode (mol / cm 3). D is the diffusion coefficient (cm 2 / s) of the electron mediator in the sample solution introduced into the sample space. D has temperature dependence. π is the circumference ratio.

第2テーブル83に予め記憶される電流Iは、数2を用いて以下の方法で算出することができる。温度Tに設定された環境下において、表面積Aが既知の第1電極に、濃度cの還元型メディエータを生成するように予めグルコース濃度を調整した試験液を導入する。適切に設定された反応時間(上述のt2)を経過した後、第1電極にメディエータの式量電位Eより十分に正の電圧を印加し、設定時間t(s)(上述のt3−t2)を経過した時点の電流Iを測定する。このITを数2の左辺におくと、数2は拡散係数Dについての方程式となり、これを解くことにより、温度Tにおける拡散係数Dが得られる。必要な温度範囲の各Tにおいて得られたDを数2に代入し、さらに既知の前記パラメータn、F、A、前記設定時間t、必要な濃度範囲の各cを代入することにより、必要な温度範囲の各T、必要な濃度範囲の各cにおける電流Iの推定値(本発明の第3データ)が算出される。 The current I stored in advance in the second table 83 can be calculated by the following method using Equation 2. In the set environment temperature T, the first electrode surface area A is known, to introduce the test solution was pre-adjusted glucose concentration to produce a reduced mediator concentration c R. After a lapse of properly configured reaction time (t2 described above), a positive voltage is applied from sufficiently formula weight potential E 0 of the mediator to the first electrode, the set time t (s) (described above t3-t2 ) for measuring the current I T of time has elapsed. Placing this IT the left side of the number 2, number 2 becomes equation for diffusion coefficient D, by solving this diffusion coefficient D T at a temperature T is obtained. Substituting D T obtained at each T required temperature range of the number 2, further known the parameters n, F, A, the set time t, by substituting each c R required concentration ranges, each T required temperature range, the estimated value of the current I in each c R required concentration range (third data of the present invention) are calculated.

前記拡散係数Dは、必要な温度範囲において可能な限り細かい温度間隔で得ることが望ましいが、より粗い温度間隔で得られた各値から、それらに近似的にフィッティングする関数を導出し、当該関数に基づいて所望の温度間隔でのDを得るようにしても良い。このような関数は、たとえば、得られた各値に対して、最小二乗法などに基づくフィッティングアルゴリズムを適用することで導出することができる。 The diffusion coefficient DT is desirably obtained at a temperature interval as fine as possible in a necessary temperature range. From each value obtained at a coarser temperature interval, a function that approximates them is derived, You may make it obtain DT in a desired temperature interval based on a function. Such a function can be derived, for example, by applying a fitting algorithm based on the least square method or the like to each obtained value.

当業者は、試料空間72に血液が導入された時点を基準として時間t2経過後に電圧Vが電極間に印加された状況を想定し、時間t3経過後におけるそれぞれの環境温度T及びグルコース濃度Cに対応する電流Iを算出して、第2テーブル83のレコードを作成する。   A person skilled in the art assumes a situation in which the voltage V is applied between the electrodes after the elapse of time t2 with respect to the time when blood is introduced into the sample space 72, and sets the environmental temperature T and the glucose concentration C after the elapse of time t3. The corresponding current I is calculated and a record in the second table 83 is created.

ただし、各テーブルに使用される電位差E及び電流Iは、理論上の計算によって算出される他、実験的な方法によって決定されてもよい。たとえば、当業者は、異なるグルコース濃度の試料を用いて、環境温度を順次変化させながら上記の反応を再現し、電位差及び電流を測定してもよい。   However, the potential difference E and the current I used for each table may be determined by an experimental method in addition to being calculated by theoretical calculation. For example, a person skilled in the art may measure the potential difference and the current by using the samples having different glucose concentrations, reproducing the above reaction while sequentially changing the environmental temperature.

[血糖値の測定]
上述されたように、制御部23は、血糖値の測定を実行するプログラムに基づいて、血糖値の測定のための制御を実行する。その制御の詳細が、図6のフローチャートを参照しながら以下の詳細に設定される。なお、以下で説明される制御は必ずしも全てがプログラムに基づいて実行される必要はなく、少なくとも一部が、結線論理(Wired Logic)に基づいて実行されてもよい。
[Measure blood glucose level]
As described above, the control unit 23 executes control for blood glucose level measurement based on a program for executing blood glucose level measurement. Details of the control are set to the following details with reference to the flowchart of FIG. Note that the control described below does not necessarily have to be executed entirely based on a program, and at least a part thereof may be executed based on connection logic.

血糖値の測定を開始する前に、糖尿病患者は、バイオセンサ12を血糖測定装置10のセンサ挿入口15に挿入する。これにより、第1電極41及び第2電極42の一部が、それぞれセンサ挿入口15の内部の接点と接触し、第1電極41及び第2電極42がそれぞれ制御部23と電気的に接続された状態となる。   Before starting the blood glucose measurement, the diabetic patient inserts the biosensor 12 into the sensor insertion port 15 of the blood glucose measurement device 10. As a result, a part of the first electrode 41 and the second electrode 42 come into contact with the contact inside the sensor insertion port 15, respectively, and the first electrode 41 and the second electrode 42 are electrically connected to the control unit 23, respectively. It becomes a state.

制御部23は、バイオセンサ12が挿入されたと判断したことに基づき、EEPROM33のプログラム(血糖値の測定を実行するプログラム)をRAM32にロードして実行する。これにより、図6のフローチャートの制御が開始される。バイオセンサ12の挿入を制御部23が認識可能とするため、センサ挿入口15には、機械式、光学式、又は電気式のセンサが設けられていてもよい。   Based on the determination that the biosensor 12 has been inserted, the control unit 23 loads the program of the EEPROM 33 (program for executing blood sugar level measurement) into the RAM 32 and executes it. Thereby, control of the flowchart of FIG. 6 is started. In order to enable the controller 23 to recognize the insertion of the biosensor 12, the sensor insertion port 15 may be provided with a mechanical, optical, or electrical sensor.

まず、制御部23は、測定に必要な回路などを起動させて測定のための準備をする(S1)。つまり、血糖測定装置10を血糖値の測定が可能な状態に移行させる。また、制御部23は、第1電極41及び第2電極42の間に検知用の微弱な電圧を印加して、当該電圧に基づく電流を繰り返し測定する(S2,S3)。制御部23は、この電流に基づいて試料空間72に血液が導入されていないかを監視する。   First, the control unit 23 activates a circuit necessary for measurement and prepares for measurement (S1). That is, the blood glucose measuring device 10 is shifted to a state in which the blood glucose level can be measured. Moreover, the control part 23 applies the weak voltage for a detection between the 1st electrode 41 and the 2nd electrode 42, and measures the electric current based on the said voltage repeatedly (S2, S3). The controller 23 monitors whether blood is introduced into the sample space 72 based on this current.

糖尿病患者が試料空間72に血液を導入していない段階では、第1電極41及び第2電極42の間は開放された状態となっているため、電流は検知されない(S3:No)。その間、制御部23は監視状態を維持する。   When the diabetic patient does not introduce blood into the sample space 72, the current is not detected because the first electrode 41 and the second electrode 42 are open (S3: No). Meanwhile, the control unit 23 maintains the monitoring state.

糖尿病患者は、血液を試料空間72に導入する際、手の平などを針で刺通して血液を滲出させる。糖尿病患者は、血糖測定装置10を保持し、この滲出した血液に対して、バイオセンサ12の導入口71を接触させる。血液は、毛細管作用によって導入口71から試料空間72に導入される。なお、糖尿病患者が血液を試料空間72に導入する行為が、本発明の第1ステップの一例である。   When a diabetic patient introduces blood into the sample space 72, the patient pierces the palm or the like with a needle to exude blood. A diabetic patient holds the blood glucose measurement device 10 and brings the inlet 71 of the biosensor 12 into contact with the exuded blood. The blood is introduced into the sample space 72 from the inlet 71 by capillary action. Note that the act of a diabetic patient introducing blood into the sample space 72 is an example of the first step of the present invention.

図7に示されるように、試料空間72に導入された血液80は、第1電極41及び第2電極42にそれぞれ接触した状態となる。これにより電極間が通電状態となり、制御部23に微弱な電流が流入する(S3:Yes)。制御部23は、当該電流に基づいて、試料空間72に血液が導入されたと判断し、検知用の電圧の印加を停止する。つまり、監視状態を中断する。   As shown in FIG. 7, the blood 80 introduced into the sample space 72 comes into contact with the first electrode 41 and the second electrode 42, respectively. Thereby, between electrodes will be in an energized state and a weak electric current will flow into control part 23 (S3: Yes). Based on the current, the control unit 23 determines that blood has been introduced into the sample space 72 and stops applying the detection voltage. That is, the monitoring state is interrupted.

制御部23は、監視状態を中断すると同時に時間のカウントを開始し、カウント中はフローチャートの制御を停止する(S5)。上述されたグルコースの反応は、血液80が第1電極41に接触された段階で開始されるため、カウントと並行して反応が促進され、第1電極41及び第2電極42の間に電位差が生じる。時間のカウントがt1に達したとき、制御部23は、第1電極41及び第2電極42の間の電位差を測定する(S6)。その際、制御部23は、得られた電位差の値を所定の形式に丸めることで、第1テーブル82に記憶された電位差Eのうち、最も値が近いものと一致させる。制御部23は、得られた電位差を一時的にRAM32に記憶させる。ここで、時間t1は、第1テーブル82の電位差Eを決定する際に用いられた値と同じものである。t1の値は、血糖測定装置10の製造時にEEPROM33に記憶されている。なお、S6の制御が本発明の第1制御及び第2ステップの一例である。   The control unit 23 interrupts the monitoring state and starts counting time, and stops the control of the flowchart during the counting (S5). Since the glucose reaction described above is started when the blood 80 is in contact with the first electrode 41, the reaction is promoted in parallel with the counting, and a potential difference is generated between the first electrode 41 and the second electrode 42. Arise. When the time count reaches t1, the control unit 23 measures the potential difference between the first electrode 41 and the second electrode 42 (S6). At this time, the control unit 23 rounds up the obtained potential difference value to a predetermined format, thereby matching the potential difference E stored in the first table 82 with the closest value. The control unit 23 temporarily stores the obtained potential difference in the RAM 32. Here, the time t1 is the same as the value used when the potential difference E of the first table 82 is determined. The value of t1 is stored in the EEPROM 33 when the blood glucose measurement device 10 is manufactured. The control of S6 is an example of the first control and the second step of the present invention.

制御部23は、時間t1が経過した後も時間のカウントを継続する(S7)。時間のカウントがt2に達したとき、制御部23は、第1電極41及び第2電極42の間に電圧Vの印加を開始する(S8)。この電圧によって、上述されたフェロシアンイオンの酸化反応が促進される。制御部23は、カウントがt3に達したときに、第1電極41及び第2電極42に流れる電流を測定する(S9,S10)。その際、制御部23は、得られた電流の値を所定の形式に丸めることで、第2テーブル83に記憶された電流Iのうち、最も値が近いものと一致させる。制御部23は、得られた電流を一時的にRAM32に記憶させる。ここで、時間t2及び電圧Vは、第2テーブル83の電流Iを決定する際に用いられた値と同じものである。時間t2及び電圧Vの値は、血糖測定装置10の製造時にEEPROM33に記憶されている。この電流を測定した後、制御部23は、電圧Vの印加を停止する(S11)。なお、S8,S10の制御が本発明の第2制御及び第3ステップの一例である。   The control unit 23 continues to count the time even after the time t1 has elapsed (S7). When the time count reaches t2, the control unit 23 starts applying the voltage V between the first electrode 41 and the second electrode 42 (S8). By this voltage, the oxidation reaction of the ferrocyan ion described above is promoted. The control unit 23 measures the current flowing through the first electrode 41 and the second electrode 42 when the count reaches t3 (S9, S10). At this time, the control unit 23 rounds the obtained current value into a predetermined format to match the current I stored in the second table 83 with the closest value. The control unit 23 temporarily stores the obtained current in the RAM 32. Here, the time t2 and the voltage V are the same as the values used when the current I of the second table 83 is determined. The values of the time t2 and the voltage V are stored in the EEPROM 33 when the blood glucose measuring device 10 is manufactured. After measuring this current, the control unit 23 stops applying the voltage V (S11). The control of S8 and S10 is an example of the second control and the third step of the present invention.

続けて、制御部23は、第1テーブル82を参照し、電位差Eが、S6の制御で測定された電位差と一致するレコードを検索する(S12)。この条件を満たすレコードは、複数存在する可能性がある。以下、この問い合わせによって第1テーブル82から抽出されたレコードの集合を第1候補レコード84とする。また、制御部23は、第2テーブル83を参照し、電流Iが、S10の制御で測定された電流と一致するレコードを検索する(S13)。この条件を満たすレコードは、複数存在する可能性がある。以下、この問い合わせによって第2テーブル83から抽出されたレコードの集合を第2候補レコード85とする。   Subsequently, the control unit 23 refers to the first table 82 and searches for a record in which the potential difference E matches the potential difference measured in the control of S6 (S12). There may be a plurality of records that satisfy this condition. Hereinafter, a set of records extracted from the first table 82 by this inquiry is referred to as a first candidate record 84. Further, the control unit 23 refers to the second table 83 and searches for a record in which the current I matches the current measured in the control of S10 (S13). There may be a plurality of records that satisfy this condition. Hereinafter, a set of records extracted from the second table 83 by this inquiry is referred to as a second candidate record 85.

図5には、S12,S13の制御で抽出された第1候補レコード84及び第2候補レコード85の一例が示されている。同図では、S6の制御で電位差293mvが測定され、S10の制御で電流15.16mAが測定された場合の例が示されている。つまり、第1候補レコード84として、電位差Eが293mvのレコードが抽出されており、これに該当するレコードは3件である。また、第2候補レコード85として、電流Iが15.16mAのレコードが抽出されており、これに該当するレコードは3件である。   FIG. 5 shows an example of the first candidate record 84 and the second candidate record 85 extracted under the control of S12 and S13. The figure shows an example in which the potential difference 293 mv is measured under the control of S6 and the current 15.16 mA is measured under the control of S10. That is, as the first candidate record 84, a record having a potential difference E of 293 mv is extracted, and there are three records corresponding to this. Further, as the second candidate record 85, a record having a current I of 15.16 mA is extracted, and there are three records corresponding to this.

制御部23は、第1候補レコード84及び第2候補レコード85の間で、環境温度T及びグルコース濃度Cが共に一致するレコードを検索する(S14)。この条件を満たすレコードはそれぞれの候補レコードに1件ずつ存在する。以下、この問い合わせによって第1候補レコード84から抽出されたレコードを第1目的レコード86、第2候補レコード85から抽出されたレコードを第2目的レコード87とする。   The control unit 23 searches the first candidate record 84 and the second candidate record 85 for a record in which both the environmental temperature T and the glucose concentration C match (S14). One record that satisfies this condition exists for each candidate record. Hereinafter, a record extracted from the first candidate record 84 by this inquiry is referred to as a first purpose record 86, and a record extracted from the second candidate record 85 is referred to as a second purpose record 87.

図5には、S14の制御で抽出された第1目的レコード86及び第2目的レコード87の一例が示されている。同図の例において、第1候補レコード84及び第2候補レコード85の間で環境温度T及びグルコース濃度Cが共に一致するレコードは、環境温度Tが283K、グルコース濃度Cが100mg/dLのレコードのみである。この条件を満たすように、各候補レコードから抽出されたレコードが、それぞれ第1目的レコード86及び第2目的レコード87である。なお、S12〜S14の制御が、本発明の第3制御及び第4ステップの一例である。   FIG. 5 shows an example of the first purpose record 86 and the second purpose record 87 extracted by the control of S14. In the example shown in the figure, the records in which the environmental temperature T and the glucose concentration C are identical between the first candidate record 84 and the second candidate record 85 are only records in which the environmental temperature T is 283K and the glucose concentration C is 100 mg / dL. It is. The records extracted from each candidate record so as to satisfy this condition are a first purpose record 86 and a second purpose record 87, respectively. In addition, control of S12-S14 is an example of the 3rd control and 4th step of this invention.

制御部23は、第1目的レコード86及び第2目的レコード87が示すグルコース濃度Cを、測定された血糖値として、表示部21を通じてディスプレイ13に表示させる(S15)。糖尿病患者は、ディスプレイ13を視認して血糖値を確認することができる。なお、糖尿病患者が血糖値を事後的に確認可能とするために、血糖値はEEPROM33に記憶されてもよい。   The control unit 23 displays the glucose concentration C indicated by the first purpose record 86 and the second purpose record 87 on the display 13 through the display unit 21 as the measured blood glucose level (S15). The diabetic patient can check the blood glucose level by visually checking the display 13. Note that the blood glucose level may be stored in the EEPROM 33 so that the diabetic patient can confirm the blood glucose level later.

[実施形態の作用効果]
本実施形態によると、第1テーブル82と第2テーブル83とが環境温度T及びグルコース濃度Cによって対応付けられるため、温度センサを用いずに血糖値の測定値に対する温度の影響を排除することができる。つまり、簡易な構成によって、高精度な血糖値の測定が可能となる。
[Effects of Embodiment]
According to this embodiment, since the first table 82 and the second table 83 are associated with each other by the environmental temperature T and the glucose concentration C, it is possible to eliminate the influence of the temperature on the blood glucose level measurement value without using the temperature sensor. it can. That is, the blood sugar level can be measured with high accuracy by a simple configuration.

第1テーブル82に記憶される電位差E、及び第2テーブル83に記憶される電流Iの値は、理論に基づく計算の他、実験によって決定することもできる。つまり、当業者は、各テーブルを容易に構成することができる。   The potential difference E stored in the first table 82 and the value of the current I stored in the second table 83 can be determined by experiments in addition to calculations based on theory. That is, those skilled in the art can easily configure each table.

また、測定される電極間の電位差及び電流値は、試料空間72に血液が導入されてからの時間によって変化することがある。本構成では、試料空間72に血液が導入されてから、時間t1が経過した後に電極間の電位差が測定され、また、時間t2が経過した後に電極間に電圧が印加されて電流が測定される。したがって、第1テーブル82に記憶された電位差E、及び第2テーブル83に記憶された電流Iの値を、実際の測定によって得られる値に近づけることができる。つまり、より高精度な血糖値の測定が可能となる。   Further, the potential difference and current value between the electrodes to be measured may change depending on the time after blood is introduced into the sample space 72. In this configuration, the potential difference between the electrodes is measured after a lapse of time t1 after blood is introduced into the sample space 72, and the current is measured by applying a voltage between the electrodes after the lapse of time t2. . Therefore, the potential difference E stored in the first table 82 and the value of the current I stored in the second table 83 can be brought close to values obtained by actual measurement. That is, the blood sugar level can be measured with higher accuracy.

また、酵素に加えて、第1電極41に電子メディエータが付着されることで、より安定した測定が実現される。   In addition to the enzyme, an electron mediator is attached to the first electrode 41, whereby more stable measurement is realized.

[変形例1]
上述された実施形態では、第1テーブル82及び第2テーブル83によってデータテーブル81が構成されていたが、本変形例では、データテーブルが1つのテーブルによって構成されており、第1テーブル82及び第2テーブル83が1つのテーブルとして纏められたものがデータテーブル88としてEEPROM33に記憶される。本変形例に係るデータテーブル88の詳細が以下に説明される。
[Modification 1]
In the embodiment described above, the data table 81 is configured by the first table 82 and the second table 83. However, in the present modification, the data table is configured by one table, and the first table 82 and the second table 83 are configured. The two tables 83 collected as one table are stored in the EEPROM 33 as the data table 88. Details of the data table 88 according to this modification will be described below.

上述された実施形態は、S6の制御によって測定された電位差と、S10の制御によって測定された電流とに基づいて、制御部23が第1テーブル82及び第2テーブル83をそれぞれ参照して、血糖値を特定するものであった。ここで、電位差E及び電流Iが決定されるとグルコース濃度Cは一意に定まるため、電位差E及び電流Iを主キー、グルコース濃度Cを従属キーとするデータテーブル88を作成することが可能である。データテーブル88のレコードは、第1テーブル82及び第2テーブル83の間で、環境温度T及びグルコース濃度Cが共に一致する全てのレコードの組み合わせを抽出することで得ることができる。データテーブル88の作成は、たとえば、SQL(Structured Query Language)などのデータベース操作言語を用いて行うことができる。   In the embodiment described above, the control unit 23 refers to the first table 82 and the second table 83 based on the potential difference measured by the control of S6 and the current measured by the control of S10, respectively. The value was specified. Here, since the glucose concentration C is uniquely determined when the potential difference E and the current I are determined, it is possible to create a data table 88 having the potential difference E and the current I as a main key and the glucose concentration C as a subordinate key. . Records in the data table 88 can be obtained by extracting all record combinations between the first table 82 and the second table 83 that have the same environmental temperature T and glucose concentration C. The data table 88 can be created using, for example, a database operation language such as SQL (Structured Query Language).

データテーブル88の一例が、図8に示される。データテーブル88において、電位差E及び電流Iが主キーである、つまり、電位差E及び電流Iが共に同じ値のレコードはデータテーブル88内に存在しない。なお、同図の例では、データテーブル88は、環境温度Tを保持していないが、従属キーとして保持していてもよい。本変形例において、制御部23は、上述された実施形態におけるS12〜S14の制御を実行する代わりに、データテーブル88を参照する。その際、制御部23は、S6の制御で測定された電位差を電位差Eに、S10の制御で測定された電流を電流Iにそれぞれ対応させてレコードを検索する。制御部23は抽出されたレコードのグルコース濃度Cを血糖値として、表示部21を通じてディスプレイ13に表示させる。   An example of the data table 88 is shown in FIG. In the data table 88, the potential difference E and the current I are the main keys, that is, there is no record in the data table 88 where the potential difference E and the current I are both the same value. In the example shown in the figure, the data table 88 does not hold the environmental temperature T, but may hold it as a subordinate key. In this modification, the control unit 23 refers to the data table 88 instead of executing the control of S12 to S14 in the above-described embodiment. At that time, the control unit 23 searches the record by associating the potential difference measured by the control of S6 with the potential difference E and the current measured by the control of S10 with the current I. The control unit 23 displays the glucose concentration C of the extracted record as a blood glucose level on the display 13 through the display unit 21.

本変形例では、データテーブル88が1つに纏められているため、テーブルの参照量が少なくなり、血糖値がディスプレイ13に表示されるまでの時間を短くすることができる。   In the present modification, since the data table 88 is combined into one, the reference amount of the table is reduced, and the time until the blood sugar level is displayed on the display 13 can be shortened.

[その他の変形例]
また、上述された実施形態では、血糖値の測定後、血糖値のみがディスプレイ13に表示されたが、第1目的レコード86及び第2目的レコード87が示す環境温度Tが併せて表示されてもよい。
[Other variations]
In the above-described embodiment, only the blood glucose level is displayed on the display 13 after the blood glucose level is measured. However, even if the environmental temperature T indicated by the first objective record 86 and the second objective record 87 is also displayed. Good.

また、血糖測定装置10は、必ずしも上述された実施形態のような携帯型に構成されている必要はなく、たとえば、病院などに設置することを前提とした据え置き型に構成されていてもよい。また、バイオセンサ12は、必ずしも着脱自在である必要はなく、第1電極41及び第2電極42の形状なども、機器の要請に応じて適宜変更することができる。   In addition, the blood glucose measurement device 10 is not necessarily configured as a portable type as in the above-described embodiment, and may be configured as a stationary type on the assumption that it is installed in a hospital or the like. Moreover, the biosensor 12 does not necessarily need to be detachable, and the shapes of the first electrode 41 and the second electrode 42 can be appropriately changed according to the request of the device.

また、上述された図6のフローチャートは一例であり、同様の機能を有するものであれば、細部の制御の順序などが多少異なっていてもよい。   Moreover, the flowchart of FIG. 6 mentioned above is an example, and if it has the same function, the order of detailed control may differ somewhat.

また、上述された実施形態は、本発明において、生体試料として血液、基質としてグルコースが使用された例が示されたものであるが、本発明の生体試料は唾液、汗、尿、又は血漿などであってもよく、基質は、生体試料中の任意の成分であってもよい。酵素やメディエータは、測定される基質に応じて適宜最適なものが使用される。   In the embodiment described above, an example in which blood is used as a biological sample and glucose is used as a substrate is shown in the present invention. The biological sample of the present invention is saliva, sweat, urine, plasma, or the like. The substrate may be any component in the biological sample. Enzymes and mediators are appropriately used depending on the substrate to be measured.

10・・・血糖測定装置(生体試料測定装置)
23・・・制御部
41・・・第1電極
42・・・第2電極
72・・・試料空間
81・・・データテーブル
82・・・第1テーブル
83・・・第2テーブル
88・・・データテーブル
10 ... blood glucose measurement device (biological sample measurement device)
23 ... Control unit 41 ... first electrode 42 ... second electrode 72 ... sample space 81 ... data table 82 ... first table 83 ... second table 88 ... Data table

Claims (6)

生体試料中の基質と反応して電子を発生させる酵素が付着された第1電極と、
上記第1電極に対して、上記生体試料を導入可能な試料空間を離間されて設けられた第2電極と、
上記生体試料中の基質濃度を示す第1データ、上記反応に基づく上記第1電極と上記第2電極との間の電位差の推定値を示す第2データ、及び上記第1電極及び上記第2電極を介して上記生体試料に第1レベルの電圧が印加されたときに流れる電流の推定値を示す第3データが対応付けられたデータテーブルを記憶する記憶部と、
上記第1電極、上記第2電極、及び上記記憶部とそれぞれ電気的に接続された制御部と、を備え、
上記制御部は、
上記酵素の反応における上記第1電極と上記第2電極との間の電位差を測定する第1制御と、
上記第1電極と上記第2電極との間に第1レベルの電圧を印加して、上記第1電極及び上記第2電極を介して流入する電流値を測定する第2制御と、
上記第1制御によって測定された電位差と対応する上記第2データ、及び上記第2制御によって測定された電流値と対応する上記第3データに基づき、上記データテーブルから上記第1データを検索する第3制御と、を実行する生体試料測定装置。
A first electrode to which an enzyme that reacts with a substrate in a biological sample to generate electrons is attached;
A second electrode provided apart from a sample space into which the biological sample can be introduced with respect to the first electrode;
First data indicating a substrate concentration in the biological sample, second data indicating an estimated value of a potential difference between the first electrode and the second electrode based on the reaction, and the first electrode and the second electrode A storage unit that stores a data table associated with third data indicating an estimated value of a current that flows when a first-level voltage is applied to the biological sample via
A control unit electrically connected to each of the first electrode, the second electrode, and the storage unit,
The control unit
A first control for measuring a potential difference between the first electrode and the second electrode in the enzyme reaction;
A second control for applying a first level voltage between the first electrode and the second electrode and measuring a current value flowing through the first electrode and the second electrode;
Searching the first data from the data table based on the second data corresponding to the potential difference measured by the first control and the third data corresponding to the current value measured by the second control. 3 is a biological sample measuring device that executes three controls.
上記データテーブルは、
上記第1データ、上記第2データ、及び上記試料空間の環境温度を示す第4データが対応付けられた第1テーブルと、
上記第1データ、上記第3データ、及び上記第4データが対応付けられた第2テーブルと、を有する請求項1に記載の生体試料測定装置。
The above data table is
A first table in which the first data, the second data, and the fourth data indicating the environmental temperature of the sample space are associated with each other;
The biological sample measurement device according to claim 1, further comprising: a second table in which the first data, the third data, and the fourth data are associated with each other.
上記制御部は、上記第3制御において、
上記第1制御によって測定された電位差と対応する上記第2データに基づき、上記第1データ及び上記第4データの組の候補を上記第1テーブルから検索し、
上記第2制御によって測定された電流値と対応する上記第3データに基づき、上記第1データ及び上記第4データの組の候補を上記第2テーブルから検索し、
上記第1テーブルから検索された上記組の候補、及び上記第2テーブルから検索された上記組の候補から、上記第1データ及び上記第4データが共に一致する組を検索して、当該組のうちの第1データから上記生体試料中の基質濃度を特定する請求項2に記載の生体試料測定装置。
In the third control, the control unit
Based on the second data corresponding to the potential difference measured by the first control, a candidate for the set of the first data and the fourth data is searched from the first table,
Based on the third data corresponding to the current value measured by the second control, a candidate for the set of the first data and the fourth data is searched from the second table,
From the set candidates retrieved from the first table and the set candidates retrieved from the second table, a set in which both the first data and the fourth data match is retrieved, The biological sample measuring device according to claim 2, wherein a substrate concentration in the biological sample is specified from the first data.
上記データテーブルにおける上記第2データは、上記試料空間に上記生体試料が導入されてから、第1時間経過後における電位差の推定値を示し、
上記データテーブルにおける上記第3データは、上記試料空間に上記生体試料が導入された時点を基準として、第2時間経過後に上記第1電極及び上記第2電極を介して上記生体試料に第1レベルの電圧の印加が開始された場合において、第3時間経過後に上記第1電極及び上記第2電極に流れる電流の推定値を示し、
上記制御部は、
上記試料空間に上記生体試料が導入されたことを検知する検知手段を有しており、
上記検知手段によって、上記試料空間に上記生体試料が導入されたことを検知してから第1時間経過後に上記第1制御を実行し、
上記検知手段によって、上記試料空間に上記生体試料が導入されたことを検知してから第2時間経過後に上記第2制御における電圧の印加を実行し、
上記検知手段によって、上記試料空間に上記生体試料が導入されたことを検知してから第3時間経過後に上記第2制御における電流の測定を実行する請求項1から3のいずれかに記載の生体試料測定装置。
The second data in the data table indicates an estimated value of a potential difference after the first time has elapsed since the biological sample was introduced into the sample space.
The third data in the data table is a first level in the biological sample via the first electrode and the second electrode after a lapse of a second time on the basis of the time when the biological sample is introduced into the sample space. When the application of the voltage is started, an estimated value of the current flowing through the first electrode and the second electrode after the third time has elapsed,
The control unit
Having detection means for detecting that the biological sample has been introduced into the sample space;
The first control is executed after a first time has elapsed since the detection means detects that the biological sample has been introduced into the sample space,
The application of the voltage in the second control is performed after the second time has elapsed since the detection means detects that the biological sample has been introduced into the sample space,
The living body according to any one of claims 1 to 3, wherein the current is measured in the second control after a lapse of a third time since the detecting means detects that the biological sample has been introduced into the sample space. Sample measuring device.
上記酵素は、グルコースを分解するものであり、
上記第1電極には、電子メディエータが更に付着された請求項1から4のいずれかに記載の生体試料測定装置。
The enzyme degrades glucose,
The biological sample measurement device according to claim 1, wherein an electron mediator is further attached to the first electrode.
生体試料中の基質と反応して電子を発生させる酵素が一方に付着された電極対の間に生体試料を導入する第1ステップと、
上記酵素の反応における上記電極対の間の電位差を測定する第2ステップと、
上記電極対の間に電圧を印加して、出力された電流値を測定する第3ステップと、
コンピュータが、上記生体試料中の基質濃度を示す第1データ、上記酵素の反応における上記電極対の間の電位差の推定値を示す第2データ、及び上記電極対を介して上記生体試料に第1レベルの電圧が印加されたときに流れる電流の推定値を示す第3データが対応付けられたデータテーブルから、上記第2ステップによって測定された電位差と対応する上記第2データ、及び上記第3ステップによって測定された電流値と対応する上記第3データに基づき、上記第1データを検索する第4ステップと、を含む生体試料中の基質濃度測定方法。
A first step of introducing the biological sample between a pair of electrodes to which an enzyme that reacts with a substrate in the biological sample to generate electrons is attached;
A second step of measuring a potential difference between the electrode pair in the enzyme reaction;
A third step of applying a voltage between the electrode pairs and measuring the output current value;
The computer receives first data indicating the substrate concentration in the biological sample, second data indicating an estimated value of a potential difference between the electrode pair in the enzyme reaction, and first data on the biological sample via the electrode pair. The second data corresponding to the potential difference measured in the second step, and the third step from the data table associated with the third data indicating the estimated value of the current flowing when the level voltage is applied And a fourth step of searching for the first data on the basis of the third data corresponding to the current value measured by the method of measuring a substrate concentration in a biological sample.
JP2011224555A 2011-10-12 2011-10-12 Biological sample measuring device and measuring method Active JP5807500B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011224555A JP5807500B2 (en) 2011-10-12 2011-10-12 Biological sample measuring device and measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011224555A JP5807500B2 (en) 2011-10-12 2011-10-12 Biological sample measuring device and measuring method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013083587A JP2013083587A (en) 2013-05-09
JP5807500B2 true JP5807500B2 (en) 2015-11-10

Family

ID=48528915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011224555A Active JP5807500B2 (en) 2011-10-12 2011-10-12 Biological sample measuring device and measuring method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5807500B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6997659B2 (en) * 2018-03-23 2022-01-17 アークレイ株式会社 Measuring method and measuring device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19929264A1 (en) * 1999-06-25 2001-01-11 Meinhard Knoll Universal transducer
US6872299B2 (en) * 2001-12-10 2005-03-29 Lifescan, Inc. Passive sample detection to initiate timing of an assay
JP4948327B2 (en) * 2006-08-23 2012-06-06 キヤノン株式会社 Enzyme electrode, method for producing enzyme electrode, sensor and fuel cell using the same
JPWO2008102639A1 (en) * 2007-02-20 2010-05-27 東洋紡績株式会社 Method for electrochemical determination of glucose, glucose dehydrogenase composition, and electrochemical sensor for glucose measurement

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013083587A (en) 2013-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2564923C2 (en) Systems and methods for high-accuracy analyte measurement
RU2596501C2 (en) System and method of analyte measuring in sample
RU2619830C2 (en) Accurate measurement of analyte concentration for electrochemical test strips based on determined physical characteristics of sample containing analyte
RU2660573C2 (en) Systems and methods for multiple analyte analysis
JP5115669B2 (en) Liquid sample measuring method and apparatus
ES2588178T3 (en) Method to implement correction functions based on a threshold for biosensors
US7238160B2 (en) Apparatus for measuring biological component
JP4242217B2 (en) Biosensor and measuring device for biosensor
JP4631028B2 (en) Biosensor detector
CA2817909A1 (en) Analyte testing method and system with high and low analyte trends notification
US9273337B2 (en) Method for improving measurement accuracy and devices and systems related thereto
RU2670215C1 (en) Precise measurements of the analyte using the electrochemical test-strip for the determination of the time of the analyte measuring on the basis of the measured temperature, physical characteristics and estimation concentration of the analyte and their temperature-compensated values
US20170121754A1 (en) Test Strip, Meter, and Method for Assaying Enzyme Activity
US10024816B2 (en) Personal blood glucose meter and abnormal measurement detection method using same
JP2011137769A (en) Measuring instrument comprising biosensor
JP5807500B2 (en) Biological sample measuring device and measuring method
WO2007123178A1 (en) Biosensor
JP4182005B2 (en) Biological component measuring device
US20140275903A1 (en) System and method for quick-access physiological measurement history
WO2011118758A1 (en) Measurement device and measurement method
TWI603083B (en) System and method for measuring an analyte in a sample and calculating hematocrit-insensitive glucose concentrations
JP2012220291A (en) Biological specimen measuring apparatus
JP2011137767A (en) Biosensor and measuring instrument comprising the biosensor
JP2014032178A (en) Liquid sample measurement apparatus
RU2660404C2 (en) Method and system to determine erroneous measurement signals during test measurement sequence

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140704

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150320

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150324

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150403

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150811

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150824

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5807500

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250