JPH0816663B2 - 電気化学的分析装置 - Google Patents

電気化学的分析装置

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JPH0816663B2
JPH0816663B2 JP4186853A JP18685392A JPH0816663B2 JP H0816663 B2 JPH0816663 B2 JP H0816663B2 JP 4186853 A JP4186853 A JP 4186853A JP 18685392 A JP18685392 A JP 18685392A JP H0816663 B2 JPH0816663 B2 JP H0816663B2
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3273—Devices therefor, e.g. test element readers, circuitry

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  • Secondary Cells (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はサンプルの成分の分析的
測定のための、とくに血液または尿などの体液の分析の
ための電気化学的分析装置に関する。該装置は使用後に
廃棄せられる使い捨ての分析エレメント(analysis elem
ent)と評価ユニット(evaluation unit) からなる。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】使い
捨ての分析エレメントによる分析は、とりわけ医学分野
において非常なる重要性を有している。もっぱら標準で
あった液体試薬を前もって用いる分析方法に比べ、本発
明はとりわけ取り扱いの容易さによって区別される。こ
のように分析は比較的訓練されていない研究職員によっ
てまたは患者自身によってでさえもきわめて正確に実行
されうる。評価ユニットは比較的安価であり、したがっ
て医師の診療室またはホスピタルステーションで「患者
の近くで」分析を行うことができる。
【０００３】分析エレメントは、サンプルとの接触によ
り物理的に検出可能な分析に特有の変化を示す試薬を含
んでいる。最も一般に使用されている分析エレメントの
ばあいでは、実際には試薬とサンプルとの反応により色
の変化が生じ、視覚的にまたは反射光学的に分析され
る。
【０００４】さらに、使い捨ての分析エレメントを有す
る装置に対して、電気化学的分析方法、とくに酵素電極
による分析を適用することを目的とする開発を行なうこ
とは長い間すでになされてきている。このような分析エ
レメントは、単離キャリヤーのサンプル適用領域におい
て作用極と参照電極を有する少なくともひとつのセンサ
ーを備えている。電極は接続部に接続リードを介して接
続され、分析エレメントの連結領域に位置している。分
析エレメントの電気的特性における変化は接続部から測
定されてもよく、該変化が分析の特性となる。
【０００５】そのような分析エレメントの具体例は米国
特許第４２２５４１０号公報に記載されている。それは
ひとつの単離キャリヤー上に多くの異なるセンサーを有
し、数種の異なる分析がひとつのサンプル（たとえば１
滴の血液）で同時に行われうるようになっている。
【０００６】この関連のさまざまな測定においては、電
気化学的分析の分野で知られている原理が用いられてい
る。とくに電位差センサーと電流センサーの間で違いが
ある。電位差センサーのばあいでは、電圧は電気化学的
な手段によってえられ、接続部において抵抗と比べられ
てもよい。電流センサーのばあいでは、本発明がとくに
好都合であるのだが、定電圧時の電流が接続部で測定可
能な電気的特性を形成する。
【０００７】このような装置の評価ユニットは、分析エ
レメントの接続部に対して電気的な接続のために分析エ
レメント接続プラグを有し、かつ測定および評価回路を
有する。測定および評価回路は測定される信号を測定
し、測定値を分析値に変換するのに役立つ。変換にはさ
まざまな方法が知られており、通常はマイクロプロセッ
サが用いられている。結果は評価ユニットに位置するデ
ィスプレイに通常は示される。また、それらを離れた中
央処理装置に通し、表示し、および／またはそこに記憶
させてもよい。
【０００８】本発明の目的は比較的低い生産費で分析の
信頼性および正確さがきわめて高度にえられる電気化学
的分析装置に提供することである。
【０００９】前に述べてきた種類の電気化学的分析装置
のばあいでは、測定および評価回路が、電流測定器を備
えた電源と電圧測定器が分析エレメントの異なる接続部
に任意に接続することができるようにする切替えユニッ
ト(changeover unit) からなるということにより、該目
的は達成される。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、サンプルを適
用するためのサンプル適用領域12を有する単離キャリヤ
ー11、前記サンプル適用領域12に存在する前記サンプル
の、分析に特有な様式で変化する電気的特性を検知する
ための作用極13と参照電極14とを有する少なくとも１個
のセンサー18、および接続リード16を介して前記電極1
3、14に接続されたエレメント接触部17を有する接続領
域19を含む使い捨ての分析エレメント10と、前記分析エ
レメントの前記エレメント接触部17に電気的に接触する
ためのユニット接触部21を有する分析エレメント接続部
22、および分析に特有の電気的変化を測定し、かつ該測
定された値を分析値に変換するための測定および評価回
路23を含む評価ユニット20とからなるサンプルの成分を
分析的に測定する電気化学的分析装置であって、前記測
定および評価回路23が、電圧測定装置41、49と、一方が
電流測定器52、49を有する電源45と前記電圧測定器41、
49とに接続され、かつ他方が前記分析エレメント接続部
22の前記ユニット接触部21に接続される切替えユニット
51とからなり、前記切替えユニット51が、前記電流測定
器52、49と前記電圧測定器41、49とを有する前記電源45
を前記分析エレメント接続部22のユニット接触部21の異
なる組に選択的に接続するための切替え手段からなるこ
とを特徴とする電気化学的分析装置に関する。また、本
発明は切替えユニット(changeover unit)が切替えマト
リックス(switching matrix)からなることを特徴とする
分析装置、切替えユニット、電圧測定器および電源が強
固にともに統合されることを特徴とする分析装置、電源
の電圧と電流測定器の測定された信号が電気抵抗値の測
定で評価されることができ、測定された電気抵抗が予め
決められていた抵抗値よりも低いおよび／または高いな
らば弁別器が故障の信号を発するように設けられている
ことを特徴とする分析装置、測定および評価回路がマイ
ロプロセッサで制御されるデジタル信号処理ユニットか
らなり、電流測定器および電圧測定器がデジタル出力信
号を発し、電源と切替えユニットがデジタル式に制御さ
れる装置であることを特徴とする分析装置、電圧測定器
と電流測定器が複雑な信号成分の測定に用いられること
を特徴とする分析装置、切替えユニット、電圧測定器お
よび電流測定器が同時に刻時されてもよいことを特徴と
する分析装置、切替えユニットと電圧測定器の間でサン
プル／ホールド回路が接続されていることを特徴とする
分析装置、切替えユニットと電流測定器の間でサンプル
／ホールド回路が接続されていることを特徴とする分析
装置、電極の少なくともひとつが追加の接続リードを介
して追加の接続部に接続されていることを特徴とする分
析装置、追加の接続リードが接続されている電極が作用
極であることを特徴とする分析装置、センサーが追加の
補助電極からなることを特徴とする分析装置、補助電極
と参照電極が同じ構造を有すること特徴とする分析装
置、作用極が参照電極と補助電極との間に配置されるこ
とを特徴とする分析装置およびサンプルの成分を分析的
に測定する電気化学的分析装置であって、単離キャリヤ
ーのサンプル適用領域に作用極と参照電極を有する少な
くともひとつのセンサーを設けかつ接続領域に接続部を
設けており、該極および接続部が接続リードを介して連
結され、該接続部から測定することのできる分析エレメ
ントの電気的特性がサンプルとの接触により分析に特有
に変化してなる使い捨ての分析エレメントと、分析エレ
メントの接続部と電気的な接続をするためのユニット接
触部を有する分析エレメント接続部と分析の電気的変化
の特性を測定し、その測定値を分析値に変換するための
測定および評価回路からなる評価ユニットとからなり、
該分析エレメント接続部が二つの差し込みゾーンを有す
るダイレクトプラグコネクターからなり、第一の差し込
みゾーンが分析エレメントの接続に役立ち、第二の差し
込みゾーンが測定および評価回路の少なくとも一部分を
含有する印刷された回路板のプラグの接続に役立ち、該
差し込みゾーンがそれぞれ、分析エレメントの接続部の
接続のための第一の差し込みゾーンに対する外側の接触
スプリングおよび印刷された回路板のブラグの接続のた
めの内側の接触スプリングからなることを特徴とする分
析装置に関する。
【００１１】
【実施例】以下により詳細に説明するように、装置の機
構のさまざまな制御と点検が可能となり、これはユニッ
トと分析エレメントの両者に及ぶ。電源ならびに電流お
よび電圧の測定器がいかなるばあいにおいても電気化学
的分析装置の評価ユニットに提供されるので、評価ユニ
ットと接続する向上された安全性と信頼性は、技術的装
置についてほとんど出費することなく達成される。同時
に任意の切替え装置によって、異なるパラメータ用の数
種のセンサーを含有するこれらの分析エレメントもまた
簡単で費用が高くつかない機構で評価することも可能で
ある。分析エレメントにまとめられる異なる型のセンサ
ー（たとえば、電流センサーおよび電位差センサー）の
測定でさえも可能である。
【００１２】電流測定器および電圧測定器が電源との組
み合わせで、複雑な信号成分の測定用にもまた好ましく
備わっている。さらなる点検を可能とするために、この
ようにとくに静電容量が測定されてもよい。交流電源
（好ましくは選択可能な切替えまたは可変周波数を有す
る）がこの目的のために用いられてもよい。しかしなが
ら、崩壊時間の測定が可能である充分に速い成分(rapid
component) の使用によって、複雑な信号のデジタルの
電子的な検出が可能となる溶液が好まれている。
【００１３】一般に、電圧および電流の信号の時間依存
的な測定を可能とするために、切替えユニットと電圧測
定器の間または切替えユニットと電流測定器の間でさら
なる好ましい具体例にしたがって、それぞれのばあいに
サンプル／ホールド回路( sample and hold circuit)が
接続されていてもよい。電流測定器および電圧測定器に
よって測定が行われる時間の刻時は相互に同時であるこ
とが好ましい。電源の操作に同調することも可能であ
る。
【００１４】とくに好ましい実施例によると、分析装置
に関する分析エレメントの電極の少なくともひとつは追
加の接続部に追加の接続リードを有する。
【００１５】前記追加の接続リードによってさまざまの
テストおよび点検機能が行いうる。したがってそれはテ
ストリードと名付けられている。たとえば、きわめて簡
潔な様式で分析エレメントと評価ユニットに導入する時
刻を決めることができる。さらに測定の正確さを高める
測定技術を向上させうる。
【００１６】追加のテストリードの重要な利点は、分析
エレメントの製造が簡易化されることであってもよい。
既知の分析エレメントについては、電極と接続部の間で
接続リードの低いリード抵抗を再現可能とするために
は、高い出費が必要である。通常分析エレメントは長手
方向に平らな層の絶縁プラスチック材料からなり、そこ
にセンサー、接続リードおよび接触部が薄いストリップ
として適用される。必要とされるリードの質を確かなも
のとするために、良質の材料が費用のかかる方法（たと
えば、スパッタリングまたはシルクスクリーン印刷）を
用いてしばしば適用される。ある商業的に利用可能な電
気化学的な分析エレメントのばあいでは、たとえば黒鉛
層の上に銀−パラジウムの層を適用する二層構造が導電
ストリップに選ばれる。このような測定の意図はとくに
ほんのわずかのヘアクラックを避けることであるが、既
知の方法のばあいではこれを充分な信頼性をもって確認
することができずに、分析をひずませることもありう
る。このような生産工学における出費は本発明によって
減少されるであろう。
【００１７】一方、追加のテストリードの使用は、以下
に詳細に説明するように、一方では簡単な評価ユニット
を有する分析エレメントの追加の点検を、他方では向上
した測定技術を可能とし、これは接続リードのリード抵
抗に依存しない。
【００１８】既知のセンサーはあるばあいには二つの電
極（作用極と参照電極）のみで、あるばあいには三つの
電極（作用極、参照電極および補助電極）で機能する。
とくに二つの電極を有する分析エレメントのばあいに
は、作用極と参照電極の両方が追加のテストリードを備
えるのが好ましい。三つの電極を有するセンサーのばあ
いには、作用極のみが追加のテストリードからなれば、
一般的には充分である。
【００１９】接続リード（好ましくは電極および接続部
も）薄い導電層の型の導電ストリップとして構成される
が単離材料の平らな基板がキャリヤーである分析エレメ
ントと関連していることにおいて、本発明はとくにすぐ
れている。このような分析エレメントは欧州特許公開第
１３６３６２号公報およびドイツ特許公開第２１２７１
４２号に記載されている。本発明の基本では、このよう
な分析エレメントの導電ストリップはきわめて細くても
よい。このことにより、材料を節約し、構成を小型とす
ることができる。導電ストリップはとくに、真空蒸着
（vacuumdepositoin）、スパッタリングまたは印刷技術
によって適用される金属層からなってもよい。これらは
とくに、好ましくは黒鉛からなり、たとえばシルクスク
リーン印刷法によって適用されてもよい。
【００２０】以下、図面に概略示されている実施例を参
照して本発明を詳細に説明する。図１は本発明の分析装
置の斜視図を、図２は好ましい分析エレメントの平面図
を、図３は分析エレメントのブロック図を、図４は部分
拡大図を、図５および６は分析装置のダイレクトプラグ
コネクター(direct plug connector) の平面図および断
面図を示す。
【００２１】図１に示される分析装置は分析エレメント
10（示されているうちの片方のみ）と評価ユニット20か
らなる。分析エレメント10にはプラスチック材料の単離
基板11にセンサー18を有するサンプル適用領域12があ
る。それは作用極13と参照電極14からなる。電極13およ
び14は接続リード16ａおよび16ｂを介して、分析エレメ
ントの接続部17ａおよび17ｂ（「エレメント接触部」）
が位置する接続領域19に接続されており、評価ユニット
20の対応する接触部21ａおよび21ｂ（「ユニット接触
部」）に電気的接続がなされる。
【００２２】ユニット接触部21は分析エレメント接続部
22に位置する。それらは評価ユニット20のハウジング24
における測定および評価回路23に関連している。測定結
果およびいくつかの制御メッセージはディスプレイ25を
介して表示される。コマンドの入力とセッティングのた
めにはキー26が備えられる。
【００２３】図２に示される分析エレメント10はサンプ
ル適用領域12に、作用極13と参照電極14に加えて補助電
極15からなるセンサー18を設えている。作用極13は参照
電極14と補助電極15の間に配置している。電極の材料と
構造は通常のものである。作用極13の作用表面(active
surface)は、たとえば酵素やメディエーターからなって
もよい。参照電極14および補助電極15は同じ材料（たと
えば銀／塩化銀）からなるのが好ましく、サンプル適用
領域12に等しい大きさの作用面積を有する。電極13、14
および15は合計四つの接続リード16ａ〜16ｄによってエ
レメント接触部17ａ〜17ｄに接続される。分析エレメン
トの構成について、標準以下の低価格の方法ではある
が、接触表面を充分に広くできるようにするために、示
されるように、エレメント接触部は、分析エレメント10
の長手方向に好都合に互いに埋め合わせ(offset)されて
いる。示した好ましいばあいでは、接触部の二つ17ａお
よび17ｄは分離接続リード16ａおよび16ｄを介して作用
極13に連結されている。
【００２４】数種の作用極（とくにサンプルの異なる成
分の分析用）が備えられていてもよい。それらは参照電
極と補助電極の間に配置されるのが好ましく、それぞれ
二つのエレメント接触部に対してそれぞれ二つの分離接
続リードからなっているのが好ましい。
【００２５】図３および４は、図２で示したタイプの分
析エレメント10の線図を高度に示すものである。これは
対応する評価ユニットの測定および評価回路23に関連す
る。
【００２６】測定および評価回路23はマイクロプロセッ
サを有するデジタル技術にしたがって行われる。測定お
よび制御ユニット30は、使用者に注意をうながすこと、
シークエンス制御および信号処理に役立つ。それはデー
タバス32を介してディスプレイ制御33、オプトエレクト
ロニック入力／出力35、較正値記憶装置37、切替えマト
リックス制御ロジック39、プログラマブル利得因子(pro
grammable gain factor)41および43（プログラマブルゲ
イン増幅器(Programmable Gain Amplifier,PGA) ）を有
する二つの増幅器ならびに（記録器47を経由して）出力
電圧がデジタル式にセットすることができる電源45に接
続されている。ディスプレイ制御回路33はディスプレイ
25を制御する。オプトエレクトリック入力／出力35は、
たとえば光障壁(light barrier) 、光学的データインタ
ーフェイスまたはバーコードリーダーとして光送信器／
受信器ユニット36の接続に役立つ。測定および評価回路
の全体は、少なくとも切替えユニット51、電圧測定器42
および49ならびに電流測定器52、43および49が半導体チ
ップとして強固に統合されているのが好ましい。
【００２７】ＰＧＡ増幅器41はアナログからデジタルへ
の変換器49とともに電圧測定器を形成する。電圧測定器
41および49は切替えユニット51によって任意に、かつ分
析ユニット10が接続される１対のユニット接触部21ａ〜
21ｄに両極性を有して接続されることができる。電源45
は任意に切替えユニット51を経由して各対のユニット接
触部21ａ〜21ｄに接続されてよく、両極性を有してエレ
メント接触部17ａ〜17ｄに接続されてもよい。電源45か
ら切替えユニット51への電流は連続して接続される正確
な測定抵抗器52を経由して測定しうる。抵抗器52の電圧
降下は第２のＰＧＡ増幅器43に適用され、その出力信号
はマルチプレクサ54を経由し、順番に第１のＰＧＡ増幅
器41のように同じＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器
49に接続されてもよい。電圧測定器41および49ならびに
電流測定器53、43および49のための通常のＡ／Ｄ変換器
の使用により、構成にかかる費用が減少し、エラー源
が、排除される。ＰＧＡ増幅器41および43のまえに、サ
ンプル／ホールド回路42および44の各ばあいについて時
間入力42ａまたは44ａが接続される。
【００２８】切替えユニット51（図４）は好都合に切替
えマトリックス53からなり、電源45と電圧測定器41およ
び49の接続のために四つの列１〜４を有する。列の数は
分析エレメントの接触部の数に相当する。四つのユニッ
ト接触部21ａ〜21ｄの接続のための四つの列Ａ〜Ｄを示
す。
【００２９】分析エレメントが少数または多数の接触部
を有すれば、切替えマトリックスは適切に同数のスイッ
チの列を有する。図４では、たとえばＡ〜Ｈの８つのス
イッチの列が示されており、切替えマトリックス53の対
応する切替え接続点55が閉じられていれば、ユニット接
触部21ａ〜21ｈ８つまでと対応する分析エレメントのエ
レメント接触部が任意に、かつ両極性を有して電源45と
電圧測定器41および49の両者に接続されてよい。
【００３０】たとえば、さらなる測定器を分析エレメン
トに接続するためには、もちろん切替えマトリックスが
多数の列を有すればよい。逆にいえば本発明で定義した
切替えユニット51は、各両極性(polarity)において各接
触部が電源45と電圧測定器41および49の両者に接続され
てよいという意味において完全な切替えマトリックスと
して必らずしも構成されなくてもよい。切替え器がそれ
ぞれ必要とされる制御機能を可能とするために必要なス
イッチからなるのであれば充分である。しかしながら、
測定前と測定中にセンサーの最適の点検が行われるの
で、完全な切替えマトリックスが好ましい。
【００３１】切替えマトリックス53の切替え接続点55の
トリガーは切替えマトリックス制御ロジック39によって
行われ、時刻入力39ａを経由して時間が計られてもよ
く、切替えユニット51の部分を形成している。
【００３２】図３に示した装置の機能を異なる操作状態
において以下に説明する。切替えマトリックス53のそれ
ぞれ閉じられた切替え接続点は、列に対応する数または
列の文字を指定することにより、決められる。
【００３３】第一の操作状態では、分析エレメント10は
まだユニット接触部21に接続していない。この状態でユ
ニットの機能が点検される。とくに、たとえば汚染要因
物を通して、（部分的に）短い回路がユニット接触部21
ａ〜21ｄの間で生じてないかどうかが点検される。前記
点検を行なうために、たとえば接触部21ａと21ｂでは切
替え接続点Ａ１とＢ２（またはＢ１とＡ２）が閉じられ
る。電源45の定められた電圧では、電流測定器52、43お
よび49により測定された電流により接触部間の抵抗を測
定することができ、このばあいには弁別器として働く、
測定および制御ユニット30によって較正値記憶装置37に
記憶されている限界値と比較される。測定された抵抗値
が限界値よりも小さいならば、故障信号が表示され、ユ
ニットは測定不可能の「機能不全」状態に切替わる。
【００３４】前記点検はひき続いてすべての接触部21ａ
〜21ｄで行われてもよい。
【００３５】つぎの操作状態では、分析エレメント10の
接続が検出される。この目的のために切替え接続点Ａ１
およびＤ２（またはＤ１およびＡ２）が閉じられる。エ
レメント接触部17とユニット接触部21の間の接触があれ
ば、電流が流れ、それは電流測定器52、43および49によ
って測定される。この操作様式は少なくともひとつの電
極（ここでは作用極13）に接続されている第二の接続リ
ード16ｄにより可能となる。分析エレメントの検出は従
来通りに、たとえばマイクロスイッチを用いて行われて
もよい。本発明により出費を減少することが可能とな
る。
【００３６】分析エレメント10を接続したのち、第一の
操作状態において行ったように接触部17ａと17ｄの間の
抵抗を同じ操作状態で測定する。このばあい作用極13に
接続する無傷の接続リード16ａおよび16ｄの抵抗に相当
する限界値と比較される。前記接続リードでヘアクラッ
クがあれば、抵抗は上昇する。測定された抵抗値が定め
られた限界値以上であれば、分析エレメント10が不完全
であるという故障の指示が行われる。
【００３７】第三の操作状態では、分析エレメントの短
回路テストが行われる。たとえば、作用極13と補助電極
15の間の必要とされる電気的絶縁が存在するかどうかの
テストのために、切替え接続点Ｃ１およびＤ２（または
Ｄ１およびＣ２）が閉じられる。そこでは再び抵抗の測
定と限定値との比較が行われ、限定値に達しなければ故
障の信号が発せられる。
【００３８】第四の操作状態では、好ましい実施例で
は、電極13、14および15がサンプルに湿潤しているかど
うかと湿潤が完全であるかの測定が行われる。
【００３９】湿潤の測定のためには、切替え接続点が二
つの電極の間で抵抗の測定が行われる方法で閉じられ
る。たとえば参照電極14と補助電極15では切替え接続点
Ｂ１およびＣ２（またはＣ１およびＢ２）が閉じられて
いてもよい。電極の湿潤は抵抗の減少を導き、前の操作
状態のように測定されてもよい。切替えマトリックス53
の前記の状態では、参照電極14と補助電極15につづく接
続リード16ｂと16ｃの抵抗を同時に点検してもよく、ま
た該接続リードの正しい状態を点検してもよい。
【００４０】電流測定のばあいでは、分析の正確さは作
用極13の作用表面が完全に湿潤しているかどうかに依存
している。好ましい実施例では点検は静電容量測定（す
なわち、複合抵抗(complex resistance)の測定）により
可能となる。このためには電源45が、切替え接続点Ａ１
とＢ２（またはＢ１とＡ２）の閉鎖によって、作用極13
と参照電極14の間に接続される。電圧は補助電極15と作
用極13の間の高いインピーダンス（「ゼロ電流」（“ze
ro current”））で測定され、そのためには切替え接続
点Ｃ３およびＤ４（またはＣ４およびＤ３）が閉鎖され
る。
【００４１】静電容量の測定には電流−電圧測定に帰着
する時間が必要である。このためには電源45が交流電源
として形成されてもよく、その周波数は好ましく設定で
きる。しかしながらとくに好ましいのは、複合抵抗の測
定が、比較的処理の速い電気的構成要素を用いて行われ
ることと、電圧および電流を同時に測定またはトリガー
できること（時刻入力のトリガー39ａ、42ａ、44ａ、54
ａおよび47ａによって）により行われることである。こ
の方法では、電源45の切替えのオンまたはオフの間のし
張プロセス(relaxation process)をちょうどよくモニタ
ーしうる。このようにして作用極と補助電極の間の静電
容量を測定することができ、これは作用極の湿潤に対す
る目安となる。
【００４２】この接続では、作用極13が測定および評価
回路23に対する二つの接続リード16ａおよび16ｄからな
れば、作用極は再び有用となる。この方法では補助電極
15と作用極13の間の電圧をゼロ電流で測定しうる。こう
して、リード16ａは給電に有用であるので、リード16ｄ
のリード抵抗による影響はない。
【００４３】湿潤の点検のためには、補助電極15および
参照電極14ならびに二つの接続リード16ａおよび16ｄの
機能とは自然に置き換えられてもよい。抵抗または静電
容量の測定が二回行われ、二回目の測定の間に電源45が
作用極13と補助電極15の間に接続され、電圧が参照電極
14および作用極13の間をゼロ電流で測定されるのが好ま
しい。
【００４４】第五の操作状態では、電気化学的な測定が
行われる。ここでは電源が補助電極と作用極の間を切替
え接続点Ｃ１およびＤ２（またはＣ２およびＤ１）の閉
鎖によって接続される。電圧は参照電極と作用極の間で
測定され、この目的のために切替え接続点Ａ３およびＢ
４（またはＡ４およびＢ３）が閉鎖される。通常のよう
に、三つの電極を有するアンペロメトリック(amperomet
ric)センサーの測定の間に、参照電極14と作用極13の間
で電圧が望ましい目標値であるために、電源45の出力電
圧は制御される。これらにより、補助電極と作用極の間
の電流が分析の手段となる。本発明では作用極の追加の
接続リードもまた有用である。それがないばあいは、作
用極の同じ接触が給電と電圧測定の両者に用いなければ
ならないであろう。電圧測定は接続リード16ａの抵抗の
電圧降下によって誤り伝えられるであろう。追加の接続
リード16ｄによって、電圧の測定がゼロ電流で可能とな
る。したがって、接続リード16ａ〜16ｄの抵抗は測定結
果に影響を与えない。
【００４５】述べてきたように、作用極13と補助電極15
は同じ構造であるのが好ましい。この方法では、さらな
る任意の制御機能が可能となり、参照電極と補助電極の
間の電圧が、サンプルでの湿潤ののちに切替え接続点Ｂ
３およびＣ４（またはＢ４およびＣ３）の閉鎖により測
定される。電極が正しい電気化学的な状態であれば、測
定された電圧は実際的にはゼロに等しくなければならな
い。
【００４６】前述の制御機能はいくつかの重要な実施例
と重要な変形したものと表わしており、そこでは切替え
ユニット51が用いられてもよい。それらと同じものおよ
びあるばあいには、さらなる制御、点検および測定機能
が技術的な装置において低価格で行なわれてもよいが、
当業者ならばこれらの変形を有する前記の基礎に精通し
ている。
【００４７】図５および６は分析ユニット接続部22の図
案を示す。該図案は前記の分析装置と関連して用いられ
るのがとくに好ましいが、それ自身も重要である。
【００４８】ダイレクトプラグコネクター60は二つの差
し込みゾーン62および64からなり、第一の差し込みゾー
ン62は分析エレメント10の接続に役立ち、第二の差し込
みゾーン64は測定および評価回路の接続により役立つ。
測定および評価回路（図示せず）を収納する印刷された
回路板65はプラグ67を有するプラグストリップ66からな
り、第二の差し込みゾーン64に入り込んでいる。
【００４９】差し込みゾーン62および64は好ましくは一
片のハウジング69にくぼみにより形成される。それらは
一片の接触スプリング片70ａにより接続され、分析ユニ
ットの接続部17ａ〜17ｃの接触に対してはそれぞれ外側
の接触スプリング片71ａ〜71ｃと印刷された回路板66の
プラグ67の接触に対しては内側の接触スプリング72ａ〜
72ｃからなる。
【００５０】ダイレクトプラグコネクター60は評価ユニ
ット20のハウジング24に対して機械的に安定な方法で接
続される。分析ユニット10はプラグに差し込んでいる間
に第一の差し込みゾーン62の側面63によって側部に導か
れる。
【００５１】前記構成は、接続が危うくなることなく、
印刷された回路板65とハウジング24の間に機械的な公差
バランス（熱の膨張交差および寸法公差）をつくる。こ
のようにして機械的な負荷が避けられる。構成は製造す
るにはきわめて簡単で低価格である。この点で既知の問
題に対してすぐれ、さらなるアダプタープラグまたはは
んだ付された結線が用いられる。
【００５２】
【発明の効果】本発明は、測定および評価回路が電流側
測定器と電圧測定器を有する電源を分析エレメントの異
なる接続部に任意に接続できる切替えユニットからなる
ために、分析の信頼性と正確さが向上する。さらに分析
エレメントの導電ストリップがきわめて細くできること
のために、材料が節約でき、製造における費用を比較的
低くすることができ、加えて構成を小型にすることが可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分析装置の斜視図を示す。
【図２】本発明に好ましい分析エレメントの平面図を示
す。
【図３】本発明に好ましい分析エレメントのブロック図
を示す。
【図４】図３の部分拡大図を示す。
【図５】本発明の分析装置のダイレクトプラグコネクタ
ーの平面図を示す。
【図６】本発明の分析装置のダイレクトプラグコネクタ
ーの断面図を示す。
【符号の説明】
10 分析エレメント 20 評価ユニット 51 切替えユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 27/416 (72)発明者 ハンス−ペーター ハール ドイツ連邦共和国、6908 ビースロッホ、 バルドシュトラッセ ２ (72)発明者 ボルフガング オーバーマイヤー ドイツ連邦共和国、6900 ハイデルベル ク、ケプラー−シュトラッセ 19 (56)参考文献 特開 昭56−107154（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−17852（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 サンプルを適用するためのサンプル適用
    領域（12）を有する単離キャリヤー（11）、 前記サンプル適用領域（12）に存在する前記サンプル
    の、分析に特有な様式で変化する電気的特性を検知する
    ための作用極（13）と参照電極（14）とを有する少なく
    とも１個のセンサー（18）、および 接続リード（16）を介して前記電極（13、14）に接続さ
    れたエレメント接触部（17）を有する接続領域（19） を含む使い捨ての分析エレメント（10）と、 前記分析エレメントの前記エレメント接触部（17）に電
    気的に接触するためのユニット接触部（21）を有する分
    析エレメント接続部（22）、および 分析に特有の電気的変化を測定し、かつ該測定された値
    を分析値に変換するための測定および評価回路（23） を含む評価ユニット（20）と からなるサンプルの成分を分析的に測定する電気化学的
    分析装置であって、 前記測定および評価回路（23）が、 電圧測定装置（41、49）と、 一方が電流測定器（52、49）を有する電源（45）と前記
    電圧測定器（41、49）とに接続され、かつ他方が前記分
    析エレメント接続部（22）の前記ユニット接触部（21）
    に接続される切替えユニット（51）とからなり、 前記切替えユニット（51）が、 前記電流測定器（52、49）と前記電圧測定器（41、49）
    とを有する前記電源（45）を前記分析エレメント接続部
    （22）のユニット接触部（21）の異なる組に選択的に接
    続するための切替え手段 からなることを特徴とする電気
    化学的分析装置。
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