JPS6134458A

JPS6134458A - 血液成分定量計

Info

Publication number: JPS6134458A
Application number: JP59158024A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Araki; 荒木　一弘; Kazuhiko Goto; 和彦後藤; Yoshihiro Sakurai; 桜井　義弘
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1984-07-25
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1986-02-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、例えば血液中のグルコースやコレステロー
ルや尿酸などの被検物質ｑ定量を、これら被検物質の定
量の誤差となる妨害物質の影響を除去した状態で行う血
液成分定量針に関するものである。

〔背景技術〕

従来、バイオセンサすなわち被検物質検知用電極と妨害
物質検知用電極に不純物が付着してくると、発生電気量
が減少して電気量を増幅するアンプを直線性のない部分
で用いることになり、誤差が大きくなるおそれがあった
。また、使用者もセンサに不信感を抱き、センサがあま
り劣化していない状態であるにもかかわらず、新しいセ
ンサに交換してしまい無駄が大きかった。なお、感度不
良状態を知るのに、使用回数または使用時間で知る方法
が知られているが、高度な認識手段ではない。

〔発明の目的〕

こ−の発明の目的は、センサの感度不良を防止し、その
寿命を長く保つことのできる血液成分定量計を提供する
ことである。

〔発明の開示〕

この発明の血液成分定量計は、被検物質のキャリア液を
流す流路と、この流路に対する妨害物質の注入口と、前
記流路に対する被検物質の注入口と、前記妨害物質注入
口より下流側で前記流路内に挿入した妨害物質検知用電
極と、前記被検物質注入口より下流側で前記流路内に挿
入した被検物質検知用電極と、この被検物質検知用電極
の出力電気量を前記妨害物質検知用電極の出力電気量に
基づき補正する演算部と、この演算部による演算結果の
表示部と、前記被検物質検知用電極および妨害物質検知
用電極にバイアスをオン・オフに切換えて印可するバイ
アスオン・オフ切換回路とを備えたものである。

この発明の構成によれば、つぎの作用がある。

すなわち、被検物質の定量を行っていくと、不純物が被
検物質検知用電極および妨害物質検知用電極に電気的に
付着していき、各検知用電極の感度が低下する。このよ
うな不純物の電気的付着が進行しないうちに、あるいは
付着がある程度進行した段階で、各検知用電極への印可
電圧をオフすると、前記不純物の電気的付着が解除され
、不純物が検知用電極から離脱される。これにより、各
検知用電極の感度が回復し、高精度な定量を続行するこ
とができる。

実施例　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１この発明の第１の実施例を第１図ないし第４図
に基づいて説明する。

第１図は被検物質の検出、演算、表示についてのブロッ
ク図である。２０は定電圧発生回路、２１は被検物質検
知用電極３７（以下、センサともいう）についての電流
検出部、２２は妨害物質検知用電極３８　（以下、セン
サともいう）についての電流検出部、２３Ａ、２３Ｂは
電流／電圧変換回路、２４Ａ、２４Ｂは増幅回路、２５
Ａ、２５Ｂはフィルタ回路、２６Ａ、２６ＢはＡ／Ｄ変
換回路、２７は演算回路（演算部）、２日は表示部であ
る。演算回路２７は、被検物質の検出電気量（デジタル
量）ａと妨害物質の検出電気量（デジタル量）ｂとに基
づいて演算５＝ａ−ｂを行い、表示部２８はその演算値
Ｓをデジタル表示する。

２０Ａはバイアスオン・オフ切換回路であり、両検知用
電極３７．３８に対するでのオン・オフの切換えを行う
ものである。

第２図は血液成分定量計の全体構成図である。

この血液成分定量計は、キャリア液（緩衝液）２９の収
容タンク３０、定量ポンプ３１、インジェクタ３２、液
流ダンパ３３、センサ部３４、廃液タンク３５およびこ
れらを順に接続する流路３６から構成されている。セン
サ部３４は、被検物質検知用電極３７、妨害物質検知用
電極３８およびこれらの対極３９を有しており、各別に
定電圧発生−路（電池）２０．２０に電流計４０．４０
を介して接続されているりまた、検出電流であるアナログデータ入力部４１、各別
の感度二段切換回路４２．４２をもち、これらはＡ／Ｄ
変換回路２６（第１図の２６Ａ、２６Ｂ）を介し８ビツ
トマイクロコンピユータの中央処理装置（ＣＰＵ）２７
　（第１図の演算回路２７）に接続され、さらにＬＥＤ
　（発光ダイオード）ドライバ４３を介して゛デジタル
表示部２８および各種パイロット表示部４４に接続され
ている。４５はインジェクタ３２への注入器である。

第３図は定量計本体の前面パネル５１を示す。

この前面パネル５１にはデジタル表示部２８、各種パイ
ロット表示部４４、被検物質のみの溶液（第１基準液）
、妨害物質のみの溶液（第２基準液。被検物質なし）お
よび被検物質の溶液（試料溶液）の共通の注入口４６　
（これはインジェクタ３２にある）、キャリア液吸入チ
ューブ７２の接続口４７、廃液チューブ７３の接続口４
８、電源スィッチ４９およびポンプスイッチ５０が設け
られている。パイロット表示部４４には、それぞれＬＥ
Ｄである注入待ち指示４４ａ、測定中４４ｂ、第１基準
液注入指示４４Ｇ、第２基準液注入指示４４ｄ、試料溶
液注入指示４４ｅ１センサ交換指示４４ｆの各表示部が
設けられている。

次に、この定量計を用いて血糖値すなわちグルコースの
定量を行う場合の動作を説明する。

■　電源スィッチ４９をオンすると定量ポンプ３１が作
動し１．Ｈ約７．５のキャリア液２９が流路、３６に流
れる。流量は３　ｍ　ＩＬ／分である。キャリア液２９
がセンサ部３４に達するまで注入待ち指示のＬＥＤ４４
ａが点滅する（約２分間）。

■　キャリア液２９がセンサ部３４に達すると、第１基
準液注入指示のＬＥＤ４４ｃが点滅する。

これに従って注入口４６に第１基準液であるグルコース
のみの溶液を注入する。これによって測定中のＬＥＤ４
４ｂが点灯する。被検物質検知用電極（すなわち固定化
酵素電極）３７での出力が得られ、デジタル表示部２８
に例えば２５０の如く表示される（ａ　＝　２５０　Ｃ
ｒｒｇ／ｄｌ〕）　、妨害物質検知用電極３８での出力
はない。このときのグルコースに対する被検物質検知用
電極３７の感度がマイクロコンピュータのメモリに記憶
される。

なお、電極３７の感度が低いとＬＥＤ４４Ｃが点滅する
ので再度グルコースのみの溶液を注入する。このＬＥＤ
４４ｃの点滅とともにアナログ回路は感度二段切換回路
４２．４２において自動的に増幅度の大きい回路に切換
わっている。また、感度が非常に低いときにはセンサ交
換指示のＬＥＤ４４ｆが点滅するので、これに従ってセ
ンサ部３４の交換を行う。

■　電極３７の感度が適正であると、Ｌ　Ｅ　Ｄ４４Ｃ
は点滅せず、第２基準雇注入指示のＬＥＤ４４ｄが点滅
する。これに従４で第２基準液である妨害物質（例えば
、アスコルビン酸または尿酸）ノみの溶液を注入口４６
に注入する。これによって測定中のＬＥＤ４４ｂが点灯
する。被検物質検知用電極３７および妨害物質検知用電
極３８の双方での出力が得られる。

２つの電極３７．３８の感度が同じであれば′出力は同
じであり、デジタル表示部２８に例えば、７０の如く表
示される（ｂ＝７０　（■／ｄ１〕）。

しかし、通常は２つの感度は相違し、感度の調整が行わ
れる。こ・のときの妨害物質に対する各電極３７．３８
の感度がマイクロコンピータのメモリに記憶される。

以上により、第１．第２両基準液による両電極３７．３
８の感度の較正が終了する。そして較正された数値がデ
ジタル表示部２８に例えば、７０の如く表示される（ｂ
＝７０（■／ｄり　）。

■　前記の表示の後、試料溶液注入指示のＬＥＤ４４ｅ
が点滅する。これに従って試料溶液（被検物質）である
血液を注入口４６から注入する。

これにより、２つの電極３７．３８に出力が得られマイ
クロコンピータのＣＰＵ　（演算回路、演算部）２７で
、５＝ａ−ｂの演算が行われ、その結果Ｓすなわちグル
コース％（１ｄＩ中の血糖値■）がデジタル表示部２８
に表示される。ただし、このときのａ、ｂの礒は■、■
でのａ（−２５０）。

ｂ（＝７０）とは一致するとは限らない。血液によって
組成が異なるア）らである。

なお、２つの電極３７．３８の妨害物質に対する感度が
相違してし：る場合、その感度調整が■で記憶していた
感度に基づいて行われている。

つぎに、血液成努定量計の具体構成について説明する。

第４図はこの発明の第１の実施例の回路図である。第４
図（Ａ）は被検物質センサ３７．妨害物質センサ３８に
印加する定電圧発生回路２０と、バイアスオン・オフ切
換回路２０Ａの一部をなすリレー接点５２，５３．５５
と、電流／電圧変換回路２３Ａ、２３Ｂとを示す。

第４図の（Ｂ）は、ＬＥＤドライバ４３にタイマ５４を
介してトランジスタＴ　ｒ　１のベースを接続し、コレ
クタにリレーコイル５６を接続した回路である。第４図
の（Ｃ）は回路のＸ点、Ｙ点の波形図である。

通常は第４図の状態で注入器４５を注入口４６に挿入し
試料溶液を注入すると測定されるが、その時第３図のＬ
ＥＤ４４ｂが点灯し、測定が開始される。

測定が終了し、測定値が表示部２８に表示されると、Ｌ
Ｐ、Ｄ４４ｂが消え、Ｌ　Ｅ　Ｄ　４４ｅ　（ＳＡＭＰ
ＬＥ）が点灯する。測定が終了すると第４図（Ｂ）のＸ
の部分には“Ｈ”の信号が入り、ＬＥＤ４４ｅ（ＳＡＭ
ＰＩＪりが点灯する。

そしてタイマ５４に“Ｈ”の信号が入るとタイマ５４が
オンし、図（Ｃ）のようにタイマ設定時間ＴだけＨ′と
なり、この間トランジスタＴｒ１はオンするので、リレ
ー接点５２，５３．５５がオフして図（Ａ）においてセ
ンサ３７．３Ｂへの印加電圧がオフとなる。

タイマ設定時間Ｔになやとリレー接点５２．５３゜５５
は復帰するので、センサ３７．３８にバイアスが印加さ
れる。センサ３７．３８にへの印加電圧をオフすると、
センサ３７，３８に付着していた不純物が流れ落ち、セ
ンサ３７，３Ｂの感度低下を防ぐことができる。

また、数回の試料測定で測定間隔が非常に短い場合、つ
まりセンサ３７，３８への印加電圧がオフとなったまま
で次の試料を注入し測定するときは測定できない。

この対策を施したのが第５図、第６図に示した゛第２の
実施例である。つまり、そのようなことが起こらないよ
うに注入口４６にリミットスイッチ５７を設けてあり、
注入するとリミ・ノトスイ・ソチ５７はオンし、第４図
のタイマ５４のリセット端子に信号が入り、タイマ５４
は“Ｈ”から“Ｌ″になりリレーコイル５６は復帰する
。

したがって、センサ３７．３８へはバイアスが印加され
ることになり、試料が測定できる状態になる。

試料測定ごとにセン￥３７．３８の印加電圧をオフさせ
るので、付着した不純物がセンサ３７゜３８から離れ、
キャリア液２９によって流され、　　　　　　　　１セ
ンサ３７，３８がきれいになり、不純物による感度の低
下を防ぐことができるため、定量の精度がよく長寿命化
が図れる。

つぎに第３の実施例を第７図および第８図に基づいて説
明する。

生体触媒電極としては、堺常、生体触媒膜を持つ導電性
の基板を備えたものが使用され、妨害物質検知用電極と
しては、牛体触媒膜と同程度の透過性を備えたものが使
用される。

従来、このような電極にゼいて電極に電圧を印加してか
ら電極が安定するまでに時間がかかっていた（５分程度
）、シたがって、緊急の場合すぐに測定ができなかった
。

すなわち、第１０図に示すように被検物質および妨害物
質の両検知用電極に対し、電源オンにより電圧を印加す
ると、直ちに両検知用電極から出力電流が得られるが、
この電流が安定するまでに通常５分程度の時間を要し、
そのため、所定の精度での定量を直ちに実行することが
できず、緊急を要する場合に問題となるおそれがあった
。

このような不都合をも併せて解消しようとするのが、こ
の第３の実施例である。

第７図において、２０Ｂは被検物質電流検出部２１およ
び妨害物質電流検出部２２に接続したセンサ印加電源部
で弗り、その具体回路を第８図に示す。

センサ印加電源部２０Ｂは、ＡＣｌｏｏ（Ｖ）電源に接
続したトランス６０と、ダイオード６１と充電池６２か
ら構成されている。被検物質検知用電極３８および妨害
物質検知用電極３８と定電圧発生回路２０との間ならび
に両検知用電極３７゜３８と充電池６２の負極との間に
リレー接点６３が介挿されている。また、各検知用電極
３７．３８と各フィルタ回路２３Ａ、２３Ｂとの間、な
らびに各検知用電極３７．３８と充電池６２の正極との
間にそれぞれリレー接点６４．６５が介挿されている。

、前記各リレー接点６３，６４．６５は共通のリレーコ
イル６６に連係され、リレーコイル６６が動作（励磁）
していないときには第８図の状態であり、リレーコイル
６６が動作したときには、矢印のように切換えられる。

リレーコイル６６はトランジスタ６８のコレクタに接続
され、トランジスタ６８のベースは抵抗を介して電源ス
ィッチ６７に接続されている。

電源スィッチ６７のオンにより、トランジスタ６８が導
通してリレーコイル６６が励磁され、各リレー接点６３
，６４．６５が矢印のように切換ねり、定電圧発生回路
２０の電圧が両検知用電極３７．３８に印加される。こ
の場合、トランス６０゜ダイオード６１を介して充電池
６２に対して充電が行われる。

また、電源スィッチ６７をオフすると、リレーコイル６
６が消磁され、各リレー接点６３．６４゜６５が図示の
状態に戻り、両検知用電極３７．３８に対する定電圧発
生回路２０の電圧印加は解除され、両検知用電極３７．
３８にはセンサ印加電源部２０Ｂの電圧が印加され、電
流が流れつづける。

このように血液成分定量計の電源スィッチ６７をオフし
た状態でも、両検知用電極３７．３８には常時、電圧が
印加され、電流が流れているので、定量を始めるときに
は、直ちに測定可能となり、緊急の場合効果がある。

なお、検知用電極３７．３８の安定状態で出力（電流）
は０．１μＡ以下であるので、充電池６２でも長時間、
電極３７．３８に印加することができる。また、電源ス
ィッチ６７のオンのとき、検知用電極３７．３８への印
加電圧は０．７（Ｖ）であり、電源スィッチ６７のオフ
時の印加電圧も同様に０．７（Ｖ）でもよいが０．７（
Ｖ）であると検知用電極３７．３８の寿命が短くなるの
で、印加電圧を０．７（Ｖ）より小さく　（たとえば０
．２（Ｖ）程度）すれば、０．７（Ｖ）より長寿命化が
図れる。

夜間は必ず使用しないという場合は、タイマを組み込み
、夜間は検知用電極に電圧が印加されないようにして長
寿命化を図るのもよい。

なお、この実施例の場合にも、電源スィッチ６７のオン
状態において、第１の実施例と同様に測定終了信号に基
づいて、バイアスオン・オフ切換回路が動作し両検知用
電極３７．３８への電圧印加を一時的に中止して、検知
用電極３７．３８に付着した不純物を除去するように構
成しである。

第４の実施例を第９図に基づいて説明する。図に示す定
電圧発生回路２０Ｃは、第７図における定電圧発生回路
２０およびセンサ印加電源部２０Ｂを兼用したものに相
当し、トランス６９．ダイオード７０および充電池７１
から構成しである。

電源スィッチ（図外）のオン時には、充電池７１を充電
しながら両検知用電極３７．３８に電圧を印加し、電源
スイツチオフ時には充電池７１の電圧をダイオード７０
を介して両検知用電極３７゜３８に印加し、電流を流し
つづけている。

その他は第３の実施例と同様である。

なお、上記各実施例では、妨害物質の注入口と被検物質
の注入口とが同一であったが、これらを別個に設けたも
のもこの発明の実施例である。

〔発明の効果〕

この発明によれば、センサ（被検物質検知用電極、妨害
物質検知用電極）に印加していた電圧を□解除すること
により、センサに付着した不純物を効率よく除去でき、
常に感度良好な状態で測定することができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例のブロック図、第２図
はその概略構成図、第３図はパネル前面板の正面図、第
４図の（Ａ）、　　（Ｂ）は電気回路図、第４図の（Ｃ
）は波形図、第５図は第２図の実施例の部分の断面図、
第６図はその正面図、第７図は第３の実施例のブロック
図、第８図（Ａ）　、　（Ｂ）はその電気回路図、第９
図は第４の実施例の電気回路図、第１０図は問題を指摘
する電流特性図である。２ＯＡ・・・バイアスオン・オフ切換回路、２７・・・
演算回路（演算部）、２８・・・表示部、３６・・・流
路、３７・・・被検物質検知用電極、３８・・・妨害物
質検知用電極、４６・・・注入口、５４・・・タイマ、
５７・・・リミットスイッチ（スイッチ）３Ａ３Ｂ（Ａ）第４図一詩間第１０図第４図第５図第６し２３Ａ、２４Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検物質のキャリア液を流す流路と、この流路に
対する妨害物質の注入口と、前記流路に対する被検物質
の注入口と、前記妨害物質注入口より下流側で前記流路
内に挿入した妨害物質検知用電極と、前記被検物質注入
口より下流側で前記流路内に挿入した被検物質検知用電
極と、この被検物質検知用電極の出力電気量を前記妨害
物質検知用電極の出力電気量に基づき補正する演算部と
、この演算部による演算結果の表示部と、前記被検物質
検知用電極および妨害物質検知用電極にバイアスをオン
・オフに切換えて印可するバイアスオン・オフ切換回路
とを備えた血液成分定量計。
（２）前記バイアスオン・オフ切換回路が測定終了信号
に基づいてバイアスオンからバイアスオフへの切換動作
をするものである特許請求の範囲第（１）項記載の血液
成分定量計。
（３）前記バイアスオン・オフ切換回路が、測定終了信
号に基づいて動作しその限時時間にわたって前記被検物
質検知用電極および妨害物質検知用電極にバイアスがオ
フになるタイマを備えたものである特許請求の範囲第（
１）項記載の血液成分定量計。
（４）前記バイアスオン・オフ切換回路が、前記被検物
質の注入口に注入器を挿入することに伴って前記タイマ
をリセットするスイッチを備えている特許請求の範囲第
（３）項記載の血液成分定量計。