JPH0712964U - Biosensor - Google Patents
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- JPH0712964U JPH0712964U JP4488693U JP4488693U JPH0712964U JP H0712964 U JPH0712964 U JP H0712964U JP 4488693 U JP4488693 U JP 4488693U JP 4488693 U JP4488693 U JP 4488693U JP H0712964 U JPH0712964 U JP H0712964U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リアクタの劣化を自動的に検出するバイオセ
ンサを提供する。
【構成】 検量線を算出する算出部に、２つの既知基質
濃度に対する出力から、バイオセンサの出力が基質濃度
に対して直線性を保っているか否かを判断する演算する
手段を備えることにより、リアクタの劣化の有無を判断
し、文字、ランプ、音信号で判断結果を表示する。
(57) [Summary] [Objective] To provide a biosensor that automatically detects deterioration of a reactor. [Arrangement] By providing a calculating unit for calculating a calibration curve with a means for calculating from the outputs for two known substrate concentrations, whether or not the output of the biosensor is linear with respect to the substrate concentration, Judging whether the reactor is deteriorated or not, and display the judgment result with letters, lamps, and sound signals.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、食品分析、医療分析、環境分析等の分野において、液体状の試料に 含まれる特定物質を、酵素、微生物等の生体関連物質と反応させることで定量す るバイオセンサに関する。 The present invention relates to a biosensor for quantifying a specific substance contained in a liquid sample by reacting it with a biological substance such as an enzyme or a microorganism in the fields of food analysis, medical analysis, environmental analysis and the like.
【０００２】[0002]
従来、環境中や生体試料中のような多成分を含む試料の中から、特定成分（以 下、基質という）のみを複雑な前処理を行なうことなく、高精度に定量する手段 として、バイオセンサが広く利用されている。図９に従来のフローインジェクシ ョン方式のバイオセンサを示す。図において１は緩衝液溜、２は送液ポンプ、３ は試料注入口、４はリアクタ、５は検出部、６は廃液溜、７は算出部、８は表示 部である。緩衝液が送液ポンプ２によって緩衝液溜１からバイオセンサ内に流入 し、廃液溜６に排出される。平衡状態に達したところで、試料注入口３から被測 定試料をバイオセンサ内に注入する。リアクタ４は高分子膜あるいは固定化用担 体に酵素、微生物等の生体関連物質が固定化されている。緩衝液とともにリアク タ４内に流入した被測定試料に含まれる基質は、リアクタ４内に固定化されてい る生体関連物質と反応する。この反応に伴い、生成あるいは消費される酸素量、 過酸化水素量等の物理量を酸素電極、過酸化水素電極等によって構成する検出部 ５によって検出する。これら電極の電気化学的な出力から算出部７において基質 の含有量、濃度等を測定する。この測定結果は表示部８に表示される。リアクタ ４内の生体関連物質は優れた基質特異性を有するため、被測定試料に複雑な前処 理を施すことなく、試料中の基質と選択的に反応させることができる。 Conventionally, biosensors have been used as a means for highly accurate quantification of a specific component (hereinafter referred to as a substrate) from a sample containing multiple components, such as in the environment or biological sample, without performing complicated pretreatment. Is widely used. FIG. 9 shows a conventional flow injection type biosensor. In the figure, 1 is a buffer solution reservoir, 2 is a liquid feed pump, 3 is a sample inlet, 4 is a reactor, 5 is a detection unit, 6 is a waste liquid reservoir, 7 is a calculation unit, and 8 is a display unit. The buffer solution flows from the buffer solution reservoir 1 into the biosensor by the liquid feed pump 2 and is discharged to the waste liquid reservoir 6. When the equilibrium state is reached, the sample to be measured is injected into the biosensor from the sample injection port 3. In the reactor 4, a biomembrane such as an enzyme or a microorganism is immobilized on a polymer membrane or a carrier for immobilization. The substrate contained in the sample to be measured that has flowed into the reactor 4 together with the buffer solution reacts with the biological substance immobilized in the reactor 4. Along with this reaction, the physical quantity such as the quantity of oxygen produced or consumed, the quantity of hydrogen peroxide, etc. is detected by the detection unit 5 composed of an oxygen electrode, a hydrogen peroxide electrode and the like. From the electrochemical output of these electrodes, the calculation unit 7 measures the content, concentration, etc. of the substrate. The measurement result is displayed on the display unit 8. Since the biological substance in the reactor 4 has excellent substrate specificity, it can be selectively reacted with the substrate in the sample without subjecting the sample to be measured to complicated pretreatment.
【０００３】 検出部５の電気化学的出力から基質濃度等を測定する場合、予め検量線を算出 しておく必要がある。一般に検量線の算出は、図７に示すように既知基質濃度Ｓ １の試料を試料注入口３からバイオセンサ内に注入し、検出部５から出力Ｍ１を 得る。算出部７ではこの結果から０点およびＡ点を通る直線を算出し、検量線と する。未知の基質濃度の測定を行なう際には、例えば、検出部５から検出部出力 Ｍ２が算出部７に出力され、基質濃度Ｓ２を算出する構成となっている。When measuring the substrate concentration and the like from the electrochemical output of the detection unit 5, it is necessary to calculate a calibration curve in advance. Generally, for calculation of the calibration curve, as shown in FIG. 7, a sample having a known substrate concentration S 1 is injected into the biosensor through the sample injection port 3, and the output M1 is obtained from the detection unit 5. The calculation unit 7 calculates a straight line that passes through the points 0 and A from this result and uses it as a calibration curve. When the unknown substrate concentration is measured, for example, the detection unit output M2 is output from the detection unit 5 to the calculation unit 7, and the substrate concentration S2 is calculated.
【０００４】 一方、リアクタ４内の高分子膜あるいは固定化用担体に固定化された生体関連 物質は、通常の使用においても失活や脱落が発生する。そのためバイオセンサの 感度は時間の経過とともに劣化していく。図８にアルコール濃度測定用バイオセ ンサの検出部出力の経時変化の一例を示す。このバイオセンサのリアクタは、固 定化用担体として多孔質キトサンビーズ（粒径０．１ミリメートル孔径０．１〜 ０．２マイクロメートル）１ミリリットルを用い、アルコールオキシダーゼ５０ ０ユニットを共有結合法により固定化し、内径２ミリメートル直径、長さ５０ミ リメートルのカラムに充填して使用した。緩衝液はリン酸緩衝液（ｐＨ７．８； ０．０５Ｍ）、流速１．５ｃｃＭ、基質としてエチルアルコールを含む被測定試 料５マイクロリットルを試料注入口から注入した。On the other hand, the polymer membrane in the reactor 4 or the bio-related substance immobilized on the immobilization carrier is inactivated or dropped out even in normal use. Therefore, the sensitivity of the biosensor deteriorates over time. FIG. 8 shows an example of changes over time in the output of the detection unit of the alcohol concentration measuring biosensor. In this biosensor reactor, 1 ml of porous chitosan beads (particle size: 0.1 mm, pore size: 0.1 to 0.2 μm) was used as a carrier for immobilization, and 500 units of alcohol oxidase was covalently bonded. It was immobilized and used by packing it in a column having an inner diameter of 2 mm and a length of 50 millimeters. As the buffer solution, a phosphate buffer solution (pH 7.8; 0.05 M), a flow rate of 1.5 ccM, and 5 microliters of a test sample containing ethyl alcohol as a substrate were injected from the sample injection port.
【０００５】 図８において、直線Ａはリアクタの使用当初の基質濃度に対する検出部出力を 示す。直線Ｂはリアクタを冷蔵保存（４℃）２０００時間後の、直線Ｃは５００ ０時間後の検出部出力を示す。検出部出力は、時間の経過に伴い、基質濃度に対 する出力が直線性を保ちながら低下していき（直線Ｂ）、さらに時間が経過する と、特に高濃度側で出力の低下が大きくなり、直線性が保たれなくなることがわ かる（直線Ｃ）。直線Ｃの出力を示すリアクタでは、前述した算出方法で得られ て検量線からは、基質濃度を正確に測定することができない。したがって、正確 な測定を続けるためには、高濃度側の出力の低下を知ることが必要である。この 高濃度側の出力の低下を知るために従来は、低濃度から高濃度まで全領域にわた って、複数回の測定を行ない、出力が直線性を保っていることを確認する必要が あった。また、この確認の結果、リアクタが使用に耐えられない程、劣化してい るか否かの判断は測定者個々の判断に委ねられていた。In FIG. 8, a straight line A shows the output of the detector with respect to the substrate concentration at the beginning of use of the reactor. The straight line B shows the output of the detector after 2,000 hours of refrigerating the reactor (4 ° C.), and the straight line C shows the output of the detector after 5,000 hours. The output of the detection unit decreases with time as the output with respect to the substrate concentration keeps linearity (Line B), and when the time further elapses, the output decreases particularly at the high concentration side. , It can be seen that the linearity cannot be maintained (straight line C). In the reactor showing the output of the straight line C, the substrate concentration cannot be accurately measured from the calibration curve obtained by the above-described calculation method. Therefore, in order to continue accurate measurement, it is necessary to know the decrease in the output on the high concentration side. In order to know this decrease in output on the high-concentration side, it has conventionally been necessary to perform multiple measurements over the entire range from low to high concentrations, and confirm that the output remains linear. It was In addition, as a result of this confirmation, the judgment of whether the reactor had deteriorated to the point where it could not be used was left to the judgment of each measurer.
【０００６】[0006]
以上説明したように従来のバイオセンサは、検出部出力がリアクタの使用開始 直後から徐々に変化していくため、リアクタの交換時期を判断するのが非常に難 しかった。また、劣化の有無の判断を測定者個人に委ねていたため、リアクタの 交換時期がばらつき、一定精度以上の安定した測定ができなかったり、使用可能 なリアクタを誤って寿命と判断し、頻繁に交換していたという問題があった。本 考案は、これらの問題を解消することを目的とする。 As described above, in the conventional biosensor, it is very difficult to judge the replacement time of the reactor because the output of the detection part gradually changes immediately after the reactor is used. In addition, since it was left to the individual measurement personnel to determine whether or not there was deterioration, the reactor replacement timing varied, and stable measurements with a certain accuracy or higher could not be made. There was a problem that I was doing. The present invention aims to solve these problems.
【０００７】[0007]
本考案は上記目的を達成するために、酵素、微生物等の生体関連物質を固定化 したリアクタと、該リアクタ内で前記生体関連物質と被測定試料溶液中の基質と の反応により変化する物理量を電気化学的に検出する検出部と、該検出部の出力 に基づいて前記基質濃度等を算出する算出部を備えたバイオセンサにおいて、前 記算出部が、前記生体関連物質と少なくとも２つの既知基質濃度の基質の反応に 基づく前記検出部の出力から、前記リアクタの寿命を判断する判断手段を備えた ことと、少なくとも１つの既知濃度基質との反応に基づき出力から任意の濃度の 基質に対する前記検出部の出力を算出する手段と、前記既知濃度とは異なる既知 基質濃度に対する前記算出手段によって算出された算出結果と、前記検出部から の出力あるいは、該算出手段によって算出された別の算出結果を比較する第１あ るいは第２の比較手段を備えたことと、前記算出部が基準値を入力し、該入力し た基準値を記憶する手段と、該基準値と前記第１あるいは第２の比較手段によっ て算出された比較結果を比較する第３の比較手段を備えたことと、前記判断手段 、第１あるいは第２の比較手段から出力された判断結果あるいは比較結果を表示 する表示部を備えたことと、前記判断結果あるいは比較結果を知らせる音信号発 生部を備えたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a reactor in which a biological substance such as an enzyme or a microorganism is immobilized, and a physical quantity which changes in the reactor due to a reaction between the biological substance and a substrate in a sample solution to be measured. In a biosensor including a detection unit that electrochemically detects and a calculation unit that calculates the substrate concentration or the like based on the output of the detection unit, the calculation unit includes the biological substance and at least two known substrates. A detection means for judging the life of the reactor based on the output of the detection unit based on the reaction of the substrate with a concentration; and the detection of the substrate with an arbitrary concentration from the output based on the reaction with at least one known concentration substrate. And a calculation result calculated by the calculating means for a known substrate concentration different from the known concentration, and an output from the detection unit or A first comparison means for comparing another calculation result calculated by the calculation means, and a means for the calculation section to input a reference value and store the input reference value. And a third comparing means for comparing the reference value with the comparison result calculated by the first or second comparing means, and the judging means, the first or second comparing means. It is characterized in that it is provided with a display unit for displaying the output judgment result or comparison result, and with a sound signal generating unit for notifying the judgment result or comparison result.
【０００８】[0008]
以下に本考案の実施例を説明する。バイオセンサの構成は、図９に示す従来の 構成と同様である。図１に未知濃度の測定を行なう際の、本考案のバイオセンサ の動作のフローチャートを示す。バイオセンサの電源を起動させ、バイオセンサ 内を緩衝液が流れ、平衡状態に達し測定が可能となったところで、第１の既知濃 度の基質を含む被測定試料を注入する。検出部から出力が算出部に出力されると 、算出部において予め指定されたプログラムに従い、以下に詳述する第１の演算 が行なわれ、算出部に記憶される。同時に、この演算結果は表示部に出力され、 表示される。次に、第１の既知濃度とは異なる第２の既知濃度の基質を含む被測 定試料を注入し、算出部において予め指定されたプログラムに従い、第２の演算 が行なわれる。算出部にこの演算結果を記憶すると同時に、表示部に出力し、表 示する。第１の演算結果および第２の演算結果に基づき、以下に詳述する判断手 段により、リアクタの劣化の有無が判断される。表示部にはこの判断結果が表示 される。リアクタが劣化していると判断された場合、リアクタを交換し、上記操 作を再度行なう。リアクタの劣化が無いと判断された場合は、従来同様、演算部 において検量線の算出を行ない、未知濃度の基質を含む被測定試料の濃度測定を 行なう。以下、図８に示すアルコール濃度測定用センサのリアクタの冷蔵保存（ ４℃）５０００時間後の検出部出力を例に取り、本考案のバイオセンサのリアク タ劣化の判断手段を詳しく説明する。 An embodiment of the present invention will be described below. The configuration of the biosensor is the same as the conventional configuration shown in FIG. FIG. 1 shows a flow chart of the operation of the biosensor of the present invention when measuring an unknown concentration. When the power supply of the biosensor is started and the buffer solution flows in the biosensor to reach the equilibrium state and measurement becomes possible, the sample to be measured containing the substrate of the first known concentration is injected. When the output from the detection unit is output to the calculation unit, the first calculation described below in detail is performed according to a program designated in advance by the calculation unit, and is stored in the calculation unit. At the same time, the calculation result is output and displayed on the display unit. Next, a sample to be measured containing a substrate having a second known concentration different from the first known concentration is injected, and a second calculation is performed in the calculation unit according to a program designated in advance. The calculation result is stored in the calculation unit and simultaneously output to the display unit for display. Based on the first calculation result and the second calculation result, the presence or absence of deterioration of the reactor is determined by the determination means described in detail below. This judgment result is displayed on the display unit. If it is determined that the reactor has deteriorated, replace the reactor and repeat the above operation. If it is determined that the reactor has not deteriorated, the calibration curve is calculated in the calculation unit as in the conventional case, and the concentration of the sample to be measured containing the substrate of unknown concentration is measured. Hereinafter, the means for determining the deterioration of the reactor of the biosensor of the present invention will be described in detail, taking the output of the detection unit of the sensor for alcohol concentration measurement shown in FIG. 8 after refrigeration storage (4 ° C.) for 5000 hours.
【０００９】 （実施例１） 図２に本考案の算出部７のリアクタの寿命を判断する判断手段の第１の実施例 を示す。試料注入口３から注入された既知濃度Ｓ１の基質は、リアクタ４内で生 体関連物質と反応し、検出部出力Ｍ１の信号を出力する。この信号は算出部７に 入力する。算出部７では、この結果から第１の演算が行なわれ、任意の基質濃度 に対する出力が算出される。算出結果を図２の直線Ａで示す。次にＳ１とは異な る既知濃度Ｓ２の基質を試料注入口３から注入する。検出部５の出力はＭ２とな る。一方、基質濃度Ｓ１に基づいて算出された基質濃度Ｓ２の検出部出力はＭ３ である。この２つの出力Ｍ２とＭ３を比較する。比較方法は、絶対値を比較する 方法、算出されたた出力（Ｍ３）に対する比で比較する方法等任意に設定するこ とが可能である。これらの演算は、算出部７を構成する演算用ＣＰＵに予めプロ グラムされている。この比較結果を表示部８に表示することでリアクタの劣化の 有無を知ることができる。また、予め算出部７に基準値を入力、記憶しておいて 、基準値と前記比較値を比較する構成とすることもできる。(Embodiment 1) FIG. 2 shows a first embodiment of a judgment means for judging the life of the reactor of the calculation unit 7 of the present invention. The substrate of known concentration S1 injected from the sample injection port 3 reacts with the organism-related substance in the reactor 4 and outputs the signal of the detection unit output M1. This signal is input to the calculation unit 7. The calculation unit 7 performs the first calculation from this result and calculates the output for an arbitrary substrate concentration. The calculation result is shown by the straight line A in FIG. Next, a substrate having a known concentration S2 different from S1 is injected from the sample injection port 3. The output of the detector 5 is M2. On the other hand, the detection unit output of the substrate concentration S2 calculated based on the substrate concentration S1 is M3. The two outputs M2 and M3 are compared. The comparison method can be arbitrarily set, such as a method of comparing absolute values or a method of comparing with a ratio to the calculated output (M3). These calculations are programmed in advance in the calculation CPU that constitutes the calculation unit 7. By displaying this comparison result on the display unit 8, it is possible to know whether or not the reactor has deteriorated. Alternatively, the reference value may be input and stored in the calculation unit 7 in advance, and the reference value and the comparison value may be compared.
【００１０】 例えば具体的に、Ｓ１＝０．１Ｖｏｌ％、Ｍ１＝１．０Ｖ、Ｓ２＝０．３Ｖｏ ｌ％、Ｍ２＝２．２Ｖの時、第１の演算の結果、Ｍ３＝３．０Ｖと算出される。 基準値として、「Ｍ２が、Ｍ３の±１０％の範囲であればリアクタの劣化は無い 」と判断すると仮定する。Ｍ３＝３．０Ｖに対して±１０％の範囲は、２．７Ｖ ＜Ｍ２＜３．３Ｖとなり、Ｍ２＝２．２Ｖは、この範囲外となる。したがって、 このリアクタは、劣化していると判断されることになる。この判断結果は、表示 部８に「ＮＧ」と表示したり、ブザー等の音発生装置を備えて音信号によって示 すこともできる。 ここで、既知基質濃度Ｓ１は、このバイオセンサの測定可能領域の内、比較的 低濃度側を選択し、既知基質濃度Ｓ２は、測定可能領域の上限近傍の濃度を選択 する。なぜなら、図８に示すようにリアクタは、高濃度側で検出部出力の低下の 変化が大きいからである。また、基準値は、前述のパーセント表示に限定される ものではなく、任意に設定することができる。For example, specifically, when S1 = 0.1 Vol%, M1 = 1.0 V, S2 = 0.3 Vol%, M2 = 2.2 V, the result of the first operation is M3 = 3.0 V. It is calculated. As a reference value, it is assumed that it is determined that “the reactor is not deteriorated when M2 is within ± 10% of M3”. The range of ± 10% with respect to M3 = 3.0V is 2.7V <M2 <3.3V, and M2 = 2.2V is outside this range. Therefore, this reactor is judged to be deteriorated. The judgment result can be displayed as “NG” on the display unit 8 or can be shown by a sound signal by providing a sound generation device such as a buzzer. Here, the known substrate concentration S1 selects a relatively low concentration side in the measurable region of this biosensor, and the known substrate concentration S2 selects a concentration near the upper limit of the measurable region. This is because, as shown in FIG. 8, in the reactor, the change in the decrease in the output of the detector is large on the high concentration side. Further, the reference value is not limited to the above percentage display, and can be set arbitrarily.
【００１１】 （実施例２） 図３に第２の実施例を示す。第１の実施例と異なる点は、既知の基質濃度Ｓ１ とＳ２の出力から第１の演算を行ない、任意の基質濃度に対する出力を算出して いる点である。算出結果を図３の直線Ａで示す。次にＳ１およびＳ２とは異なる 既知の基質濃度Ｓ３に対する算出出力と検出部からの出力とを比較する。ここで 、実際にＳ３の濃度の測定試料を試料注入口３から注入し、測定することも可能 であるが、Ｓ３＝０．０Ｖｏｌ％から出力０．０Ｖが検出されたと仮定すること で、操作を簡便にすることができる。Second Embodiment FIG. 3 shows a second embodiment. The difference from the first embodiment is that the first calculation is performed from the outputs of known substrate concentrations S1 and S2 to calculate the output for an arbitrary substrate concentration. The calculation result is shown by the straight line A in FIG. Next, the calculated output for a known substrate concentration S3 different from S1 and S2 and the output from the detection unit are compared. Here, although it is possible to actually inject and measure the measurement sample having the concentration of S3 from the sample injection port 3, it is assumed that the output 0.0V is detected from S3 = 0.0Vol%. Can be simplified.
【００１２】 実施例１同様具体的には、直線Ａから０．０Ｖｏｌ％に対する出力はＭ３＝０ ．４Ｖが算出される。前述した検量線は、基質濃度が０．０Ｖｏｌ％の時、Ｍ３ ＝０．０Ｖを示すはずであるから、「Ｍ３＝０．０Ｖの時、リアクタの劣化は無 い」と仮定すると、このリアクタは劣化していると判断されることになる。 ここで、既知基質濃度Ｓ１、Ｓ２の選択は、実施例１と同様であるが、Ｓ３は 基質濃度が、０．０Ｖｏｌ％に近い濃度を選択するのがよい。なぜなら、Ｓ２を 第１の算出のための基準に使用しているため、リアクタに劣化がある場合、低濃 度側で劣化に伴う変化が大きく表われるからである。As in the first embodiment, specifically, the output from the straight line A to 0.0 Vol% is M3 = 0. 4V is calculated. The above-mentioned calibration curve should show M3 = 0.0V when the substrate concentration is 0.0Vol%, so assuming that "when M3 = 0.0V, there is no deterioration of the reactor," this reactor Will be judged to have deteriorated. Here, the known substrate concentrations S1 and S2 are selected in the same manner as in Example 1, but it is preferable to select a substrate concentration of S3 close to 0.0 Vol%. This is because S2 is used as the reference for the first calculation, and if the reactor is deteriorated, the change due to the deterioration is largely shown on the low concentration side.
【００１３】 （実施例３） 図４に第３の実施例を示す。既知の基質濃度Ｓ１とＳ２の出力からそれぞれ別 々に任意の濃度の基質に対する出力を算出する。算出結果をそれぞれ直線Ａ、直 線Ｂで示す。この２つの直線を比較する。比較する方法は、２つの直線の傾きを 比較したり、ある濃度に対する出力の差を比較したり任意に設定することができ る。Third Embodiment FIG. 4 shows a third embodiment. From the outputs of the known substrate concentrations S1 and S2, the outputs for the substrates of arbitrary concentrations are calculated separately. The calculation results are shown by a straight line A and a straight line B, respectively. Compare the two straight lines. The method of comparison can be set arbitrarily, such as comparing the slopes of two straight lines or comparing the difference in output with respect to a certain concentration.
【００１４】 具体的には、２つの直線の傾きを比較する場合を説明する。直線Ａの傾きは、 Ｍ１／Ｓ１＝１であり、直線Ｂの傾きはＭ２／Ｓ２＝０．７３である。前述の検 量線が直線性を保つためには、２つの直線の傾きが一致する必要がある。そこで 「２つの直線の傾きが一致する時、リアクタの劣化は無い」と仮定すると、この 場合２つの直線の傾きは一致しないから、リアクタは、劣化していると判断され る。Specifically, a case of comparing the inclinations of two straight lines will be described. The slope of the straight line A is M1 / S1 = 1, and the slope of the straight line B is M2 / S2 = 0.73. In order to keep the above-mentioned calibration curve linear, the slopes of the two straight lines must match. Therefore, assuming that "when the slopes of the two straight lines match, there is no deterioration of the reactor," in this case, the slopes of the two straight lines do not match, so the reactor is judged to have deteriorated.
【００１５】 また、別の比較方法を図５に示す。ある既知基質濃度Ｓ３に対して、直線Ａ、 Ｂから別々に出力を検出し、算出結果はそれぞれＭ３、Ｍ４となる。「Ｍ３とＭ ４が一致する時、リアクタの劣化は無い」と仮定すると、このリアクタは、劣化 していると判断される。Further, another comparison method is shown in FIG. With respect to a certain known substrate concentration S3, the outputs are detected separately from the straight lines A and B, and the calculation results are M3 and M4, respectively. Assuming that “when M3 and M4 match, there is no deterioration of the reactor”, this reactor is judged to be deteriorated.
【００１６】 （実施例４） 図６に第４の実施例を示す。第３の実施例と異なる点は、既知基質濃度Ｓ１と Ｓ２の出力から任意の濃度の基質に対する出力を算出している点である。算出結 果を直線Ａで示す。既知基質濃度Ｓ１のみの出力から任意の濃度の基質に対して 算出した算出結果を直線Ｂに示す。これら２つの直線を実施例３に示す方法で比 較する。Fourth Embodiment FIG. 6 shows a fourth embodiment. The difference from the third embodiment is that the output for a substrate of an arbitrary concentration is calculated from the outputs of known substrate concentrations S1 and S2. The calculated result is shown by a straight line A. A straight line B shows the calculation result calculated for the substrate having an arbitrary concentration from the output of only the known substrate concentration S1. These two straight lines are compared by the method shown in Example 3.
【００１７】 具体的には、傾きを比較する場合を説明する。直線Ａの傾きは（Ｍ２−Ｍ１） ／（Ｓ２−Ｓ１）＝０．６であり、直線Ｂの傾きはＭ１／Ｓ１＝１である。前述 の検量線が直線性を保つためには、２つの直線の傾きは一致するはずであるから 、「２つの直線の傾きが一致する時、リアクタの劣化は無い」と仮定すると、こ の場合、２つの直線の傾きが一致しないから、リアクタは劣化していると判断さ れる。 また別の比較方法として、ある基質濃度Ｓ３に対して、直線Ａ、直線Ｂから算 出される出力はそれぞれＭ３、Ｍ４であり、「Ｍ３とＭ４が一致する時、リアク タの劣化は無い」と仮定すると、このリアクタは劣化していると判断される。Specifically, a case of comparing the inclinations will be described. The slope of the straight line A is (M2-M1) / (S2-S1) = 0.6, and the slope of the straight line B is M1 / S1 = 1. In order to maintain the linearity of the above-mentioned calibration curve, the slopes of the two straight lines should match. Therefore, assuming that "when the slopes of the two straight lines match, there is no deterioration of the reactor," this case Since the slopes of the two straight lines do not match, the reactor is judged to have deteriorated. As another comparison method, for a certain substrate concentration S3, the outputs calculated from the straight line A and the straight line B are M3 and M4, respectively, and "when M3 and M4 match, there is no deterioration of the reactor". Assuming that this reactor is degraded.
【００１８】 以上説明したリアクタの劣化を判断する演算を行なうプログラムを算出部７に プログラミングしておく。また、従来のバイオセンサの検量線の演算プログラム に、リアクタの劣化を判断する演算プログラムを加えること、また、表示部に判 断結果を表示する機能を追加すること、あるいは判断結果を知らせる音信号発生 装置を加えることは通常の方法によって行なわれる。つまり、本考案のバイオセ ンサは、少なくとも２回の既知基質濃度の測定を行なうことで、基質濃度に対す る検出部の出力が２点、算出部に出力される。この出力に基づいて、予めプログ ラムされた演算方法に従い、リアクタの劣化の有無を判断することができる。そ の判断結果は、表示部に表示され、測定者が判断結果を知ることができる。演算 方法が演算部７に予めプログラムされているため、測定者の主観的判断を排除す ることができ、一定水準以上の測定を継続して行なうことができる。 リアクタの劣化が無いと判断された場合は、リアクタの劣化の判断に使用した 演算結果を、そのまま検量線として利用し、未知濃度試量の測定を行なうことが できる。A program for performing the above-described calculation for determining the deterioration of the reactor is programmed in the calculation unit 7. In addition, a calculation program for judging deterioration of the reactor was added to the calculation program for the calibration curve of the conventional biosensor, and a function for displaying the judgment result on the display was added, or a sound signal notifying the judgment result was added. Adding the generator is done in the usual way. That is, the biosensor of the present invention measures the known substrate concentration at least twice, and outputs two outputs of the detection unit for the substrate concentration to the calculation unit. Based on this output, it is possible to determine whether or not the reactor has deteriorated in accordance with a pre-programmed calculation method. The judgment result is displayed on the display unit so that the measurer can know the judgment result. Since the calculation method is pre-programmed in the calculation unit 7, the subjective judgment of the measurer can be eliminated, and the measurement above a certain level can be continuously performed. If it is determined that there is no deterioration of the reactor, the calculation result used to determine the deterioration of the reactor can be used as it is as a calibration curve to measure the unknown concentration test volume.
【００１９】[0019]
以上説明したように本考案によれば、検出部の出力がリアクタの使用開始直後 から徐々に変化しても、リアクタの交換時期の判断は予めプログラムされた手順 に従って行なわれるため、容易に判断することができる。また、劣化の有無の判 断は測定者個人に委ねられる構成となっていないため、リアクタの交換時期のば らつきが生じることが無く、一定精度以上の安定した測定を継続することができ る。さらに、使用可能なリアクタを誤って寿命と判断することも防止できるため 、リアクタを寿命まで有効に使用することができるという効果がある。 As described above, according to the present invention, even if the output of the detector gradually changes immediately after the reactor is started to be used, the replacement timing of the reactor is determined according to a pre-programmed procedure, so that the determination can be easily performed. be able to. In addition, since the judgment of the presence or absence of deterioration is not left to the individual measurer, there is no fluctuation in the replacement time of the reactor, and stable measurement with a certain accuracy or higher can be continued. . Further, it is possible to prevent the usable reactor from being erroneously determined to have reached the end of its life, so that it is possible to effectively use the reactor up to the end of its life.
【図１】本考案の実施例の動作を説明するためのフロー
チャートである。FIG. 1 is a flow chart for explaining the operation of an embodiment of the present invention.
【図２】本考案の算出手段の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a calculation means of the present invention.
【図３】本考案の算出手段の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a calculation means of the present invention.
【図４】本考案の算出手段の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a calculation means of the present invention.
【図５】本考案の算出手段の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a calculation means of the present invention.
【図６】本考案の算出手段の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a calculation means of the present invention.
【図７】従来のバイオセンサの検量線を示す説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a calibration curve of a conventional biosensor.
【図８】リアクタの検出感度の経時変化を示す説明図で
ある。FIG. 8 is an explanatory diagram showing changes over time in the detection sensitivity of the reactor.
【図９】バイオセンサを示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a biosensor.
１ 緩衝液溜 ２ 送液ポンプ ３ 試料注入口 ４ リアクタ ５ 検出部 ６ 廃液溜 ７ 算出部 ８ 表示部 1 Buffer Reservoir 2 Liquid Delivery Pump 3 Sample Inlet 4 Reactor 5 Detector 6 Waste Reservoir 7 Calculator 8 Display
Claims (6)
したリアクタと、該リアクタ内で前記生体関連物質と被
測定試料液中の基質との反応により変化する物理量を電
気化学的に検出する検出部と、該検出部の出力に基づい
て前記基質濃度等を算出する算出部と、該算出部からの
出力に基づいて前記基質濃度等を表示する表示部とを備
えたバイオセンサにおいて、前記算出部が、前記生体関
連物質と少なくとも２つの濃度等が既知の基質との反応
に基づく前記検出部の出力から、前記リアクタの寿命を
判断する手段を備えたことを特徴とするバイオセンサ。1. A reactor in which a biological substance such as an enzyme or a microorganism is immobilized, and a physical quantity which changes due to a reaction between the biological substance and a substrate in a sample liquid to be measured in the reactor is electrochemically detected. In a biosensor comprising a detection unit, a calculation unit that calculates the substrate concentration and the like based on the output of the detection unit, and a display unit that displays the substrate concentration and the like based on the output from the calculation unit, The biosensor, wherein the calculation unit includes means for determining the life of the reactor from the output of the detection unit based on the reaction between the biological substance and at least two substrates whose concentrations are known.
前記算出部が、前記生体関連物質と少なくとも１つの既
知濃度の基質との反応に基づく出力から任意の濃度の基
質に対する前記検出部の出力を算出する手段と、前記既
知濃度とは異なる既知基質濃度に対する、前記算出手段
によって算出された算出結果と、前記検出部からの出力
とを比較する第１の比較手段を備えたことを特徴とする
バイオセンサ。2. The biosensor according to claim 1, wherein
A means for calculating the output of the detection part for a substrate having an arbitrary concentration from the output based on the reaction between the biological substance and at least one substrate having a known concentration; and a known substrate concentration different from the known concentration. In contrast to the above, a biosensor including first comparison means for comparing the calculation result calculated by the calculation means and the output from the detection unit.
前記算出部が、前記生体関連物質と少なくとも１つの既
知濃度基質との反応に基づく出力から任意の濃度の基質
に対する前記検出部の出力を算出する手段と、該算出手
段によって算出された少なくとも２つの算出結果を比較
する第２の比較手段を備えたことを特徴とするバイオセ
ンサ。3. The biosensor according to claim 1, wherein
The calculation unit calculates the output of the detection unit for a substrate having an arbitrary concentration from the output based on the reaction between the biological substance and at least one substrate of known concentration, and at least two calculated by the calculation unit. A biosensor comprising a second comparing means for comparing the calculation results.
いて、前記算出部に基準値を入力し、該入力した基準値
を記憶する手段と、該基準値と前記第１あるいは第２の
比較手段によって算出された比較結果を比較する第３の
比較手段を備えたことを特徴とするバイオセンサ。4. The biosensor according to claim 2, wherein a reference value is input to the calculation unit, the input reference value is stored, and the reference value and the first or second comparison unit. A biosensor comprising a third comparison means for comparing the comparison results calculated by.
いて、前記表示部が前記判断手段、第１あるいは第２の
比較手段から出力される判断結果あるいは比較結果を表
示することを特徴とするバイオセンサ。5. The biosensor according to claim 1, wherein the display unit displays a judgment result or a comparison result output from the judgment unit or the first or second comparison unit. Sensor.
いて、前記表示部が前記判断手段、第１あるいは第２の
比較手段から出力される判断結果あるいは比較結果を示
す音信号を発生させる、音信号発生部を備えたことを特
徴とするバイオセンサ。6. The biosensor according to claim 1, wherein the display unit generates a sound signal indicating the judgment result or the comparison result output from the judgment unit or the first or second comparison unit. A biosensor having a signal generator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4488693U JPH0712964U (en) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | Biosensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4488693U JPH0712964U (en) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | Biosensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712964U true JPH0712964U (en) | 1995-03-03 |
Family
ID=12703976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4488693U Pending JPH0712964U (en) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | Biosensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712964U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5660905U (en) * | 1979-10-15 | 1981-05-23 |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP4488693U patent/JPH0712964U/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5660905U (en) * | 1979-10-15 | 1981-05-23 |
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