JPH0262817B2 - - Google Patents
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- JPH0262817B2 JPH0262817B2 JP57231910A JP23191082A JPH0262817B2 JP H0262817 B2 JPH0262817 B2 JP H0262817B2 JP 57231910 A JP57231910 A JP 57231910A JP 23191082 A JP23191082 A JP 23191082A JP H0262817 B2 JPH0262817 B2 JP H0262817B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/001—Enzyme electrodes
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- C12Q1/006—Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes for glucose
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、血糖値連続測定装置、より詳細には
少量の血液を患者から連続採取し、変動する患者
血糖値を遅滞なく連続測定する血糖値連続測定装
置に関するものである。
少量の血液を患者から連続採取し、変動する患者
血糖値を遅滞なく連続測定する血糖値連続測定装
置に関するものである。
血糖値は生体の糖代謝状態を示すバロメータで
あり、主要な生体情報である。血糖値が異常を示
す原因となる疾患は、糖尿病を始めとして肝疾
患、内分泌疾患、代謝性疾患、中枢神経系疾患等
数多くある。また、食事摂取、運動、ストレス
（情報、感染、妊娠、発熱、手術）等生理的原因
でも血糖値は変動する。正常人の場合血糖値は80
〜120mg／ｄの比較的狭い範囲に保たれており、
異常なほどの高値、低値を示すことはない。血糖
値がこの様に動的平衡状態を維持しているのは、
生体に血糖値を増加させる機構と消費する機構が
あり、両者のバランスの上になりたつているから
である。
あり、主要な生体情報である。血糖値が異常を示
す原因となる疾患は、糖尿病を始めとして肝疾
患、内分泌疾患、代謝性疾患、中枢神経系疾患等
数多くある。また、食事摂取、運動、ストレス
（情報、感染、妊娠、発熱、手術）等生理的原因
でも血糖値は変動する。正常人の場合血糖値は80
〜120mg／ｄの比較的狭い範囲に保たれており、
異常なほどの高値、低値を示すことはない。血糖
値がこの様に動的平衡状態を維持しているのは、
生体に血糖値を増加させる機構と消費する機構が
あり、両者のバランスの上になりたつているから
である。
しかし、何らかの原因によりこのバランスが崩
れると血糖値は異常値を示すようになり、加療が
必要な状態になる。患者によつては短時間の間に
血糖値が急激に変動することがあり、治療上の診
断情報として、血糖値の連続モニターが必要とな
る。また、血糖値はインスリンを始めとして、グ
ルカゴン、成長ホルモン、甲状線ホルモン等のホ
ルモン分泌、あるいはある種の薬剤の投与と深い
関係があり、これらの関係の検査、研究等のため
にも血糖値の連続モニターの必要性があるとされ
ている。本発明は、これら医学上の要望に答える
べきものとして開発された血糖値連続測定装置に
関するものである。
れると血糖値は異常値を示すようになり、加療が
必要な状態になる。患者によつては短時間の間に
血糖値が急激に変動することがあり、治療上の診
断情報として、血糖値の連続モニターが必要とな
る。また、血糖値はインスリンを始めとして、グ
ルカゴン、成長ホルモン、甲状線ホルモン等のホ
ルモン分泌、あるいはある種の薬剤の投与と深い
関係があり、これらの関係の検査、研究等のため
にも血糖値の連続モニターの必要性があるとされ
ている。本発明は、これら医学上の要望に答える
べきものとして開発された血糖値連続測定装置に
関するものである。
近年、センサー技術、計測器技術の目覚しい発
達により、血糖値測定用のグルコースセンサーが
開発され、それらを応用した血糖値連続測定装置
が実用化されている。これら従来の血糖値連続測
定装置は一般に凝血防止剤を注入しながら血液を
連続採取する手段と、採取した血液を希釈する手
段と、希釈された血液を移送する手段と、移送さ
れる血液と連続的に接触して血糖値を測定する手
段と、測定された血液を連続的に排出する手段と
から構成される。血液と連続的に接触して血糖値
を測定する手段は、反応時間が１分間以内の非常
に短い酵素電極が広く採用されている。
達により、血糖値測定用のグルコースセンサーが
開発され、それらを応用した血糖値連続測定装置
が実用化されている。これら従来の血糖値連続測
定装置は一般に凝血防止剤を注入しながら血液を
連続採取する手段と、採取した血液を希釈する手
段と、希釈された血液を移送する手段と、移送さ
れる血液と連続的に接触して血糖値を測定する手
段と、測定された血液を連続的に排出する手段と
から構成される。血液と連続的に接触して血糖値
を測定する手段は、反応時間が１分間以内の非常
に短い酵素電極が広く採用されている。
血糖値連続測定装置の使用の目的は、一般に異
常血糖値を示すと予想される患者の血糖値を長時
間にわたつて測定、監視することにある。しか
し、従来の血糖値連続測定装置はこれらの目的を
十分に満足しているとは言えない。つまり、下記
のような問題点が存在する。
常血糖値を示すと予想される患者の血糖値を長時
間にわたつて測定、監視することにある。しか
し、従来の血糖値連続測定装置はこれらの目的を
十分に満足しているとは言えない。つまり、下記
のような問題点が存在する。
１ グルコース酸化酵素を固定化した酵素膜を用
いた酵素電極は高濃度領域で出力が真の血糖値
に比べ低値を示す傾向があり、出力直線性が欠
ける。
いた酵素電極は高濃度領域で出力が真の血糖値
に比べ低値を示す傾向があり、出力直線性が欠
ける。
２ 血中に含まれる蛋白質、脂質等が酵素電極の
膜に付着するため酵素電極の出力特性が経時的
に変化する。
膜に付着するため酵素電極の出力特性が経時的
に変化する。
そこで、本発明者等は従来の血糖値連続測定装
置の欠点を全て克服し、血糖値の連続測定が可能
な装置を得るべく鋭意研究を重ねた結果、グルコ
ースを含む試料液の連続液流中に該試料液の1/3
から２倍の容量のガス体を混入することにより該
試料液流を分割化し、該分割化された試料液中の
グルコース濃度をグルコース酸化酵素固定化膜と
銀陰極と白金陽極の面積比が３：１以上の過酸化
水素電極とから構成したことを特徴とする酵素電
極で測定すれば、従来の血糖値連続測定装置の有
する問題点が全て解決されうることを突き止め
た。
置の欠点を全て克服し、血糖値の連続測定が可能
な装置を得るべく鋭意研究を重ねた結果、グルコ
ースを含む試料液の連続液流中に該試料液の1/3
から２倍の容量のガス体を混入することにより該
試料液流を分割化し、該分割化された試料液中の
グルコース濃度をグルコース酸化酵素固定化膜と
銀陰極と白金陽極の面積比が３：１以上の過酸化
水素電極とから構成したことを特徴とする酵素電
極で測定すれば、従来の血糖値連続測定装置の有
する問題点が全て解決されうることを突き止め
た。
また、上述した特徴を有する装置を試作し、極
めてすぐれた特性の血糖値連続測定装置を確認す
ることができた。
めてすぐれた特性の血糖値連続測定装置を確認す
ることができた。
本発明の一般的目的は、高濃度領域で、低値を
示すことなく、出力直線性を有し、長時間運転し
ても血中に含まれる蛋白質、脂質等による膜の汚
れによる出力特性の経時変化の見られない血糖値
連続測定装置を提供することにある。
示すことなく、出力直線性を有し、長時間運転し
ても血中に含まれる蛋白質、脂質等による膜の汚
れによる出力特性の経時変化の見られない血糖値
連続測定装置を提供することにある。
本発明に係る装置において使用するガス体は、
試料流を分割化および膜の汚れを防止することを
主目的として混入するものであつて、空気が好適
であるが、酸素、二酸化炭素、窒素、不活性ガス
等あるいはこれらの混合体でも差し支えない。
試料流を分割化および膜の汚れを防止することを
主目的として混入するものであつて、空気が好適
であるが、酸素、二酸化炭素、窒素、不活性ガス
等あるいはこれらの混合体でも差し支えない。
ガス体を試料流に混入する手段は、グルコース
を含む試料供給チユーブとガス体供給チユーブを
連通することにより、ガス体をポンプ等にて試料
流に強制的に混入し試料流を分割化するのが好ま
しい。ガス体は試料流の1/3から２倍の容量を混
入することにより汚れ防止に効果のあることが実
験から明らかとなつた。
を含む試料供給チユーブとガス体供給チユーブを
連通することにより、ガス体をポンプ等にて試料
流に強制的に混入し試料流を分割化するのが好ま
しい。ガス体は試料流の1/3から２倍の容量を混
入することにより汚れ防止に効果のあることが実
験から明らかとなつた。
本発明において使用する酵素電極はグルコース
酸化酵素（以下GODと略す）固定膜および銀陰
極と白金陽極とからなる過酸化水素電極からなる
過酸化水素電極から構成される。
酸化酵素（以下GODと略す）固定膜および銀陰
極と白金陽極とからなる過酸化水素電極からなる
過酸化水素電極から構成される。
次に試料液中のグルコースはGODにて次の酸
化反応を受ける。
化反応を受ける。
グルコース＋O2＋H2OGOD
―――→
グルコン酸＋
H2O2 上記反応にて発生した過酸化水素を過酸化水素
電極にて検知する。
H2O2 上記反応にて発生した過酸化水素を過酸化水素
電極にて検知する。
過酸化水素電極では下記反応式にて発生した過
酸化水素を測定する。
酸化水素を測定する。
白金陽極：H2O2→2H+＋O2＋2e−
銀陰極：O2＋4H+＋4e-→2H2O
本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、血糖の高
濃度領域で出力が低値を示し、出力の直線性が欠
如する原因が、大量に発生した過酸化水素を白金
陽極で酸化する際にその量に見合つた酸素の還元
反応が銀陰極で生じないためであることを見い出
し、白金陽極での反応に見合つた酸素の還元反応
が生じるための銀陰極の面積を検討した結果、銀
面積が白金陽極の面積の３倍以上好ましくは８倍
以上必要であることを明らかにした。
濃度領域で出力が低値を示し、出力の直線性が欠
如する原因が、大量に発生した過酸化水素を白金
陽極で酸化する際にその量に見合つた酸素の還元
反応が銀陰極で生じないためであることを見い出
し、白金陽極での反応に見合つた酸素の還元反応
が生じるための銀陰極の面積を検討した結果、銀
面積が白金陽極の面積の３倍以上好ましくは８倍
以上必要であることを明らかにした。
次に、本発明に係る血糖値連続測定装置の実施
例につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
例につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
第１図は本発明装置の系統図を示すもので、参
照符号１０は血液を採取する手段を構成するダブ
ルルーメンカテーテルである。このカテーテル１
０は、血液の凝固防止剤としてヘパリン溶液をそ
の貯槽１２からポンプ１４を介して供給しなが
ら、生体よりポンプ１６の作用下に血液を採取す
る血液採取チユーブ２６に吸引された血液は、混
合管２８に供給されて希釈液により希釈される。
希釈液はその貯槽３０よりポンプ３２を介して導
出される希釈液供給チユーブ３４によつて混合管
２８へ供給される。またこの混合管２８にはポン
プ３６を備えたガス体この場合には空気供給チユ
ーブ３８が接続され希釈血液の流れを空気で分割
化させ、血液と希釈液との混合を良好にする一
方、酵素電極の汚れを防止する投割を果たす。ガ
ス体で分割化された希釈血液サンプルは、血糖値
測定部４６へ移送される。
照符号１０は血液を採取する手段を構成するダブ
ルルーメンカテーテルである。このカテーテル１
０は、血液の凝固防止剤としてヘパリン溶液をそ
の貯槽１２からポンプ１４を介して供給しなが
ら、生体よりポンプ１６の作用下に血液を採取す
る血液採取チユーブ２６に吸引された血液は、混
合管２８に供給されて希釈液により希釈される。
希釈液はその貯槽３０よりポンプ３２を介して導
出される希釈液供給チユーブ３４によつて混合管
２８へ供給される。またこの混合管２８にはポン
プ３６を備えたガス体この場合には空気供給チユ
ーブ３８が接続され希釈血液の流れを空気で分割
化させ、血液と希釈液との混合を良好にする一
方、酵素電極の汚れを防止する投割を果たす。ガ
ス体で分割化された希釈血液サンプルは、血糖値
測定部４６へ移送される。
血糖値測定部４６は、例えば第２図に示すよう
に、酵素電極５６とフローセル５９から構成さ
れ、このように構成配置された酵素電極５６に対
し、ガス体で分割化された希釈血液サンプルをサ
ンプル供給ノズル５８を介して供給することによ
り、酵素電極５６では連続供給されるサンプルの
血糖値に対応する出力を経時的に検出することが
できる。５７はGODを固定化した酵素膜、６０
はサンプルの排出ノズルを表す。
に、酵素電極５６とフローセル５９から構成さ
れ、このように構成配置された酵素電極５６に対
し、ガス体で分割化された希釈血液サンプルをサ
ンプル供給ノズル５８を介して供給することによ
り、酵素電極５６では連続供給されるサンプルの
血糖値に対応する出力を経時的に検出することが
できる。５７はGODを固定化した酵素膜、６０
はサンプルの排出ノズルを表す。
酵素電極に用いる過酸化水素電極７０は、例え
ば第３図に示すように、白金陽極７２と銀陰極７
１とから構成される。本実施例では白金面積3.1
mm2に対して銀面積が33.2mm2なる電極を用いた。７
３はリード線、７４はコネクターを表す。
ば第３図に示すように、白金陽極７２と銀陰極７
１とから構成される。本実施例では白金面積3.1
mm2に対して銀面積が33.2mm2なる電極を用いた。７
３はリード線、７４はコネクターを表す。
酵素電極５６で得られた出力は、増巾器を介し
て血糖値演算回路に送られ血糖値が算出される。
て血糖値演算回路に送られ血糖値が算出される。
なお、ガス体を混入することにより血糖出力値
がある振巾を持つ場合、必要であれば出力値を平
準化してもよい。
がある振巾を持つ場合、必要であれば出力値を平
準化してもよい。
〈実施例 １〉
家兎から採取した脱血液をサンプルに用いて、
本発明に係る試料連続流中へのガス体の混入効果
を調べた。家兎から採取した脱血液には、血糖値
の変動を防止するため解糖防止剤（弗化ナトリウ
ム）を予め添加した。試料液の連続流中にガス体
を混入した場合としない場合の比較データを第４
図に示す。実線はガス体を混入した場合の血糖の
連続測定データを表し、破線はガス体を混入しな
い場合のデータを示す。ガス体を混入しない場
合、サンプルの血糖値が変らないのにもかかわら
ず出力値は経時的に低下する傾向を示し、測定開
始から180分後には、開始時の値に対し約10〜15
％低い値となつた。
本発明に係る試料連続流中へのガス体の混入効果
を調べた。家兎から採取した脱血液には、血糖値
の変動を防止するため解糖防止剤（弗化ナトリウ
ム）を予め添加した。試料液の連続流中にガス体
を混入した場合としない場合の比較データを第４
図に示す。実線はガス体を混入した場合の血糖の
連続測定データを表し、破線はガス体を混入しな
い場合のデータを示す。ガス体を混入しない場
合、サンプルの血糖値が変らないのにもかかわら
ず出力値は経時的に低下する傾向を示し、測定開
始から180分後には、開始時の値に対し約10〜15
％低い値となつた。
一方、ガス体を混入すると、出力値は経時的に
もほぼ一定値を示し、ガス体の混入により、安定
した出力値が得られることが明らかである。な
お、本実施例では試料液の約1/2の容量のガス体
を混入した。
もほぼ一定値を示し、ガス体の混入により、安定
した出力値が得られることが明らかである。な
お、本実施例では試料液の約1/2の容量のガス体
を混入した。
〈実施例 ２〉
過酸化水素電極の白金陽極と銀陰極の面積比を
変えた場合の出力特性を調べた。銀面積／白金面
積の値が約１，２，３，10，20，30，40，50にな
る電極を作製し、高濃度のグルコース標準液をサ
ンプルとした場合の出力値を求めた結果を第５図
に示す。黒丸はグルコース濃度1000mg／ｄの標
準液をサンプルとした測定例、白丸はグルコース
濃度500mg／ｄの標準液をサンプルとした測定
値である。銀／白金値が約１，２の電極の場合、
第５図データが示す如く、真値に比べ低値を示す
が３以上の値を持つ電極の場合には、標準液の濃
度通りの出力値を示した。本実験の結果、過酸化
水素電極の銀陰極面積／白金陽極面積の値が３以
上であれば、高濃度領域での測定値が真値に比べ
低値を示すことなく、出力直線性の確保されるこ
とが明らかになつた。さらに銀陰極面積／白金陽
極面積の値が８以上では極めて安定していること
が明らかである。
変えた場合の出力特性を調べた。銀面積／白金面
積の値が約１，２，３，10，20，30，40，50にな
る電極を作製し、高濃度のグルコース標準液をサ
ンプルとした場合の出力値を求めた結果を第５図
に示す。黒丸はグルコース濃度1000mg／ｄの標
準液をサンプルとした測定例、白丸はグルコース
濃度500mg／ｄの標準液をサンプルとした測定
値である。銀／白金値が約１，２の電極の場合、
第５図データが示す如く、真値に比べ低値を示す
が３以上の値を持つ電極の場合には、標準液の濃
度通りの出力値を示した。本実験の結果、過酸化
水素電極の銀陰極面積／白金陽極面積の値が３以
上であれば、高濃度領域での測定値が真値に比べ
低値を示すことなく、出力直線性の確保されるこ
とが明らかになつた。さらに銀陰極面積／白金陽
極面積の値が８以上では極めて安定していること
が明らかである。
以上、本発明の好適な実施例および効果を実証
する実験例につき説明したが、本発明はこれに限
定されることなく本発明の思想を逸脱せずにさら
に多くの改良変更をなしうることは言う迄もな
い。
する実験例につき説明したが、本発明はこれに限
定されることなく本発明の思想を逸脱せずにさら
に多くの改良変更をなしうることは言う迄もな
い。
第１図は本発明に係る血糖値連続測定装置の一
実施例を示す系統図、第２図は本発明装置に使用
する血糖測定部の断面図、第３図は本発明装置に
使用する過酸化水素電極の構成図、第４図はガス
体混入の効果を示す特性図、第５図は銀陰極と白
金陽極の面積比とグルコース標準液出力特性の関
係を表すグラフである。 １０……ダブルルーメンカテーテル、１２…貯
槽、１４…ポンプ、１６…ポンプ、２０，２２…
シリコン細管、２６…血液採取系、２８…混合
管、３０…貯槽、３２…ポンプ、３４…希釈液供
給管、３６…ポンプ、３８…ガス体供給管、４０
…混合コイル、４６…血糖値測定部、５６…酵素
電極、５７…酵素膜、５８…サンプル供給ノズ
ル、５９…フローセル、６０…サンプル排出ノズ
ル、６２…廃液槽、６８…箱体、７０…過酸化水
素電極、７１…銀陰極、７２…白金陽極、７３…
リード線、７４…コネクタ。
実施例を示す系統図、第２図は本発明装置に使用
する血糖測定部の断面図、第３図は本発明装置に
使用する過酸化水素電極の構成図、第４図はガス
体混入の効果を示す特性図、第５図は銀陰極と白
金陽極の面積比とグルコース標準液出力特性の関
係を表すグラフである。 １０……ダブルルーメンカテーテル、１２…貯
槽、１４…ポンプ、１６…ポンプ、２０，２２…
シリコン細管、２６…血液採取系、２８…混合
管、３０…貯槽、３２…ポンプ、３４…希釈液供
給管、３６…ポンプ、３８…ガス体供給管、４０
…混合コイル、４６…血糖値測定部、５６…酵素
電極、５７…酵素膜、５８…サンプル供給ノズ
ル、５９…フローセル、６０…サンプル排出ノズ
ル、６２…廃液槽、６８…箱体、７０…過酸化水
素電極、７１…銀陰極、７２…白金陽極、７３…
リード線、７４…コネクタ。
Claims (1)
- １ グルコースを含む試料液の連続液流中に該試
料液の1/3から２倍の容量のガス体を混入するこ
とにより該試料液流を分割化し、該分割化された
試料液中のグルコース濃度をグルコース酸化酵素
固定膜および銀陰極と白金陽極の面積化が３：１
以上の比率よりなる過酸化水素電極とから構成さ
れる酵素電極で測定することを特徴とする血糖値
連続測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57231910A JPS59125052A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 血糖値連続測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57231910A JPS59125052A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 血糖値連続測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59125052A JPS59125052A (ja) | 1984-07-19 |
| JPH0262817B2 true JPH0262817B2 (ja) | 1990-12-26 |
Family
ID=16930966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57231910A Granted JPS59125052A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 血糖値連続測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59125052A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH073321Y2 (ja) * | 1988-12-10 | 1995-01-30 | 株式会社堀場製作所 | 流通型過酸化水素電極 |
| AT411627B (de) * | 2002-08-23 | 2004-03-25 | Hoffmann La Roche | Vorrichtung zur überprüfung der positionierung und der blasenfreiheit einer medizinischen mikroprobe in einer durchflussmesszelle |
| DE602005009666D1 (de) * | 2004-03-05 | 2008-10-23 | Dilab I Lund Ab | System und verfahren für die automatische entnahme von flüssigkeitsproben |
-
1982
- 1982-12-29 JP JP57231910A patent/JPS59125052A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59125052A (ja) | 1984-07-19 |
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