JPH09250996A - 濃度測定方法およびその装置 - Google Patents

濃度測定方法およびその装置

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JPH09250996A
JPH09250996A JP8058081A JP5808196A JPH09250996A JP H09250996 A JPH09250996 A JP H09250996A JP 8058081 A JP8058081 A JP 8058081A JP 5808196 A JP5808196 A JP 5808196A JP H09250996 A JPH09250996 A JP H09250996A
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JP
Japan
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concentration
temporary
electric signal
measurement
base electrode
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JP8058081A
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Akira Kikuchi
晃 菊池
Tatsuhiko Osaka
達彦 大阪
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定環境温度の如何、測定対象物質の濃度の
如何に拘らず正確な濃度測定結果を得ること。 【解決手段】 作用極と対向極とを有する下地電極1a
の表面に固定化酵素膜1bを設けてなる濃度測定電極1
と、濃度測定電極1から出力される電気信号を入力とし
て、例えば電気信号の時間微分値の最大値に基づいて仮
の濃度測定結果を出力する濃度仮測定部2と、濃度測定
電極1の近傍の温度を検出する温度検出部3と、濃度仮
測定結果および温度検出結果を入力として、温度および
濃度に基づいて濃度仮測定結果を補正し、濃度測定結果
を出力する濃度測定部4とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は濃度測定方法およ
びその装置に関し、さらに詳細にいえば、測定対象溶液
中の測定対象物質を下地電極上における酵素の存在下に
おいて反応させ、反応により生成され、もしくは消失さ
れる物質の量に対応する電気信号を下地電極から出力
し、この電気信号に基づいて測定対象物質の濃度を測定
する方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、測定対象溶液中の測定対象物
質を下地電極上における酵素の存在下において反応さ
せ、反応により生成され、もしくは消失される物質の量
に対応する電気信号を下地電極から出力し、この電気信
号に基づいて測定対象物質の濃度を測定する方法が提案
されている。
【0003】また、酵素の活性が温度に依存して変化す
ることが知られており、前記の方法をそのまま適用すれ
ば、測定環境温度に依存して下地電極から出力される電
気信号の値が変動することになり、ひいては濃度測定結
果が不正確になってしまう。このような不都合を解消す
るために、測定環境温度を検出する温度センサを設け、
温度センサによって検出された温度に基づいて下地電極
から出力される電気信号を、例えばアレニウスの式を用
いて補正し、補正された電気信号に基づいて正確な濃度
測定結果を得ることが提案されている。
【0004】この方法を採用すれば、測定環境温度によ
る影響を排除して正確な濃度測定結果を得ることができ
ると思われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記の方法を採用して
種々の濃度(何れの濃度も既知)の測定対象溶液中の測
定対象物質の濃度を測定したところ、正確な濃度測定結
果が得られる場合と、かなり正確な濃度測定結果が得ら
れる場合と、不正確な濃度測定結果が得られる場合とが
混在することが分かった。
【0006】このような濃度測定結果が得られる原因に
ついて本件発明者が鋭意研究を重ねた結果、測定対象物
質の濃度が濃度測定結果に影響を及ぼすことを見出し
た。具体的には、測定対象物質の濃度が低くなると、反
応速度が遅くなってしまうので、不正確な濃度測定結果
が得られるようになってしまう。特に、低温と低濃度と
が両立する場合には、酵素の活性低下と反応速度が遅い
こととの相乗効果で著しく不正確な濃度測定結果が得ら
れることになる。ここで、低濃度の測定としては、例え
ば、新生児低血糖診断があり、低濃度の濃度測定結果が
不正確になると、この診断結果に影響を及ぼすので、こ
のような不正確さは到底容認することができない。
【0007】図2はグルコース濃度が25mg/dlの
測定対象溶液を用い、測定環境温度を変化させた場合に
おける下地電極からの出力信号(25℃雰囲気下出力信
号に対する出力比)を示し、図3はグルコース濃度が4
0mg/dlの測定対象溶液を用い、測定環境温度を変
化させた場合における下地電極からの出力信号(25℃
雰囲気下出力信号に対する出力比)を示し、図4はグル
コース濃度が75mg/dlの測定対象溶液を用い、測
定環境温度を変化させた場合における下地電極からの出
力信号(25℃雰囲気下出力信号に対する出力比)を示
し、図5はグルコース濃度が100mg/dlの測定対
象溶液を用い、測定環境温度を変化させた場合における
下地電極からの出力信号(25℃雰囲気下出力信号に対
する出力比)を示し、図6はグルコース濃度が150m
g/dlの測定対象溶液を用い、測定環境温度を変化さ
せた場合における下地電極からの出力信号(25℃雰囲
気下出力信号に対する出力比)を示し、図7はグルコー
ス濃度が400mg/dlの測定対象溶液を用い、測定
環境温度を変化させた場合における下地電極からの出力
信号(25℃雰囲気下出力信号に対する出力比)を示し
ており、グルコース濃度によって温度依存性が変化して
いることが分かる。また、これらの図から、前記の知見
が正しいことが理解できる。
【0008】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、測定環境温度の如何、測定対象物質の濃
度の如何に拘らず正確な濃度測定結果を得ることができ
る濃度測定方法およびその装置を提供することを目的と
している。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の濃度測定方法
は、測定環境の温度を検出するとともに、下地電極から
出力される電気信号に基づいて測定対象物質の仮の濃度
を測定し、温度検出結果および濃度仮測定結果に基づい
て、下地電極から出力される電気信号もしくは濃度仮測
定結果を補正する方法である。
【0010】請求項2の濃度測定装置は、測定環境の温
度を検出する温度検出手段と、下地電極から出力される
電気信号に基づいて測定対象物質の仮の濃度を測定する
濃度仮測定手段と、温度検出結果および濃度仮測定結果
に基づいて、下地電極から出力される電気信号もしくは
濃度仮測定結果を補正する濃度測定手段とを含んでい
る。
【0011】請求項3の濃度測定装置は、濃度測定手段
として、温度および濃度に対応する補正係数が格納され
たマトリクスを有し、温度検出結果および濃度仮測定結
果に基づいて該当する補正係数をマトリクスから読み出
し、読み出された補正係数により下地電極から出力され
る電気信号もしくは濃度仮測定結果を補正するものを採
用している。
【0012】
【作用】請求項1の濃度測定方法であれば、測定対象溶
液中の測定対象物質を下地電極上における酵素の存在下
において反応させ、反応により生成され、もしくは消失
される物質の量に対応する電気信号を下地電極から出力
し、この電気信号に基づいて測定対象物質の濃度を測定
するに当って、測定環境の温度を検出するとともに、下
地電極から出力される電気信号に基づいて測定対象物質
の濃度を仮に測定し、温度検出結果および濃度仮測定結
果に基づいて、下地電極から出力される電気信号もしく
は濃度仮測定結果を補正するのであるから、測定環境温
度、測定対象物質の濃度の如何に拘らず正確な濃度測定
結果を得ることができる。
【0013】請求項2の濃度測定装置であれば、測定対
象溶液中の測定対象物質を下地電極上における酵素の存
在下において反応させ、反応により生成され、もしくは
消失される物質の量に対応する電気信号を下地電極から
出力し、この電気信号に基づいて測定対象物質の濃度を
測定するに当って、測定環境の温度を温度検出手段によ
り検出し、下地電極から出力される電気信号に基づいて
濃度仮測定手段により測定対象物質の仮の濃度を測定す
る。そして、濃度測定手段により、温度検出結果および
濃度仮測定結果に基づいて、下地電極から出力される電
気信号もしくは濃度仮測定結果を補正することにより、
正確な濃度測定結果を得ることができる。
【0014】これらの場合において、電気信号もしくは
濃度仮測定結果の補正は、予め得られている関数に基づ
く演算により行ってもよく、また予めテーブルに格納し
てある定数を乗算することにより行ってもよい。請求項
3の濃度測定装置であれば、濃度測定手段として、温度
および濃度に対応する補正係数が格納されたマトリクス
を有し、温度検出結果および濃度仮測定結果に基づいて
該当する補正係数をマトリクスから読み出し、読み出さ
れた補正係数により下地電極から出力される電気信号も
しくは濃度仮測定結果を補正するものを採用しているの
で、請求項2と同様の作用を達成することができる。。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、添付図面によってこの発明
の実施の態様を詳細に説明する。図1はこの発明の濃度
測定装置の一実施態様を概略的に示す図である。この濃
度測定装置は、作用極と対向極とを有する下地電極1a
の表面に固定化酵素膜1bを設けてなる濃度測定電極1
と、濃度測定電極1から出力される電気信号を入力とし
て、例えば電気信号の時間微分値の最大値に基づいて仮
の濃度測定結果を出力する濃度仮測定部2と、濃度測定
電極1の近傍(好ましくは固定化酵素膜1b)の温度を
検出する温度検出部3と、濃度仮測定結果および温度検
出結果を入力として、温度および濃度に基づいて濃度仮
測定結果を補正し、濃度測定結果を出力する濃度測定部
4とを有している。
【0016】前記濃度測定部4は、例えば、温度、測定
対象物質の濃度に対応して一意に定まる補正係数を予め
格納したテーブルを有し、前記温度および濃度に対応す
る補正係数をテーブルから読み出して濃度仮測定結果に
乗算することにより補正後の濃度測定結果を得るもので
ある。ただし、前記テーブルに代えて、温度、測定対象
物質の濃度を係数とする関数を採用してもよいことはも
ちろんである。
【0017】前記の構成の濃度測定装置の作用は次のと
おりである。濃度測定電極1の固定化酵素膜1b上に測
定対象溶液が点着されれば、測定対象溶液に含まれる測
定対象物質が酵素の存在下において反応し、所定の物質
を生成し、もしくは消失させる。そして、この物質の量
に対応する電気信号が下地電極1aから出力される。こ
の電気信号は濃度仮測定部2に供給され、濃度仮測定部
2は、例えば、電気信号の時間微分値のピーク値を検出
することにより、測定対象物質の仮の濃度を得て出力す
る。また、温度検出部3は濃度測定電極1の近傍の温度
を検出して出力する。そして、これら濃度仮測定結果お
よび検出温度が濃度測定部4に供給される。濃度測定部
4においては、濃度仮測定結果および検出温度により定
まる補正係数をテーブルから読み出し、濃度仮測定結果
に乗算することにより補正後の濃度測定結果を得て出力
する。この補正後の濃度測定結果が、温度、濃度の影響
を排除した正確な濃度測定結果である。
【0018】したがって、温度、濃度の如何に拘らず正
確な濃度測定結果を得ることができる。酵素としてグル
コースオキシダーゼを採用し、測定対象溶液中のグルコ
ース濃度を測定する場合には、前記テーブルとして、例
えば、表1に示すものを採用すればよい。
【0019】
【表1】 表1に示すテーブルを採用することにより、温度、濃度
の如何に拘らず正確な濃度測定結果を得ることができ
た。
【0020】なお、以上の実施態様においては、電気信
号の時間微分値のピーク値に基づいて濃度仮測定結果を
得る場合について説明しているが、ほぼ安定した時点に
おける電気信号に基づいて濃度仮測定結果を得るように
してもよいことはもちろんである。また、濃度仮測定結
果を補正する代わりに、下地電極1aから出力される電
気信号を補正し、補正結果に基づいて濃度測定結果を得
るようにしてもよいことももちろんである。
【0021】
【発明の効果】請求項1の発明は、測定環境温度、測定
対象物質の濃度の如何に拘らず正確な濃度測定結果を得
ることができるという特有の効果を奏する。請求項2の
発明は、測定環境温度、測定対象物質の濃度の如何に拘
らず正確な濃度測定結果を得ることができるという特有
の効果を奏する。
【0022】請求項3の発明は、請求項2と同様の効果
を相する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の濃度測定装置の一実施態様を概略的
に示す図である。
【図2】グルコース濃度が25mg/dlの測定対象溶
液を用い、測定環境温度を変化させた場合における下地
電極からの出力信号を示す図である。
【図3】グルコース濃度が40mg/dlの測定対象溶
液を用い、測定環境温度を変化させた場合における下地
電極からの出力信号を示す図である。
【図4】グルコース濃度が75mg/dlの測定対象溶
液を用い、測定環境温度を変化させた場合における下地
電極からの出力信号を示す図である。
【図5】グルコース濃度が100mg/dlの測定対象
溶液を用い、測定環境温度を変化させた場合における下
地電極からの出力信号を示す図である。
【図6】グルコース濃度が150mg/dlの測定対象
溶液を用い、測定環境温度を変化させた場合における下
地電極からの出力信号を示す図である。
【図7】グルコース濃度が400mg/dlの測定対象
溶液を用い、測定環境温度を変化させた場合における下
地電極からの出力信号を示す図である。
【符号の説明】
1a 下地電極 2 濃度仮測定部 3 温度検出部 4 濃度測定部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定対象溶液中の測定対象物質を下地電
    極(1a)上における酵素の存在下において反応させ、
    反応により生成され、もしくは消失される物質の量に対
    応する電気信号を下地電極(1a)から出力し、この電
    気信号に基づいて測定対象物質の濃度を測定する方法に
    おいて、 測定環境の温度を検出するとともに、下地電極(1a)
    から出力される電気信号に基づいて測定対象物質の仮の
    濃度を測定し、温度検出結果および濃度仮測定結果に基
    づいて、下地電極(1a)から出力される電気信号もし
    くは濃度仮測定結果を補正することを特徴とする濃度測
    定方法。
  2. 【請求項2】 測定対象溶液中の測定対象物質を下地電
    極(1a)上における酵素の存在下において反応させ、
    反応により生成され、もしくは消失される物質の量に対
    応する電気信号を下地電極(1a)から出力し、この電
    気信号に基づいて測定対象物質の濃度を測定する装置に
    おいて、 測定環境の温度を検出する温度検出手段(3)と、下地
    電極(1a)から出力される電気信号に基づいて測定対
    象物質の仮の濃度を測定する濃度仮測定手段(2)と、
    温度検出結果および濃度仮測定結果に基づいて、下地電
    極(1a)から出力される電気信号もしくは濃度仮測定
    結果を補正する濃度測定手段(4)とを含むことを特徴
    とする濃度測定装置。
  3. 【請求項3】 濃度測定手段(4)が、温度および濃度
    に対応する補正係数が格納されたマトリクスを有し、温
    度検出結果および濃度仮測定結果に基づいて該当する補
    正係数をマトリクスから読み出し、読み出された補正係
    数により下地電極(1a)から出力される電気信号もし
    くは濃度仮測定結果を補正するものである請求項2に記
    載の濃度測定装置。
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