JPS62214341A - 液中成分測定装置 - Google Patents

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、液中の被測定成分、とくに、体液中のグル
コースやコレステロールなどの濃度測定に用いられる液
中成分測定装置に関する。

〔背景技術〕

近年、血液等の体液や食品中の成分を測定するために、
その基質特異性１反応特異性、感度の高さ、応答の速さ
等の点で非常に優れたバイオセンサ（固定化酵素センサ
）を応用した装置が、臨床検査および食品工業の分野を
中心に実用化され、普及しつつある。

しかしながら、バイオセンサは、一般に寿命が短く、感
度も変動しやすいなどの欠点がある。特゛に、バイオセ
ンサは、被測定成分量に応じて出力電流を発するように
なっているのであるが、その出力電流値は、第４図にみ
るように、測定時（反応時）の被測定液の温度の変化に
より指数的に変化する。それゆえ、この温度変化による
影響で定量精度が低下するという問題があった。また、
雰囲気温度の影響による劣化もあった。

〔発明の目的〕

この発明は、このような事情に鑑みて、測定温度の変動
に対応して測定値の較正を行い、精度のよい測定を行え
る液中成分測定装置を提供することを目ｎ勺としている
。

〔発明の開示〕

この発明は、このような目的を達成するために、被測定
液中の被測定成分を検知して電気的出力を発生するバイ
オセンサを備える液中成分測定装置において、前記被測
定液の温度を測定する温度検知素子、および、この温度
検知素子で測定された被測定液の液温から測定値の温度
較正を行う手段を備えていることを特徴とする液中成分
測定装置を要旨とする。

以下に、この発明を、その１実施例をあられす図面を参
照しつつ詳しく説明する。

第１図および第２図は、この発明にかかる液中成分測定
装置の１実施例をあられす。たとえば、グルコース測定
装置の場合で説明すると、図にみるように、この液中成
分測定装置は、グルコースを検知する酵素が固定された
バイオセンサ（固定化酵素センサ）１および被測定液の
温度を検出するサーミスタなどの温度検知素子４を備え
ている。バイオセンサ１および温度検知素子４は、液中
成分測定装置本体２０のセンサ取りつけ支持台２３に支
持され、その検知部が、キャリア液（１！街液）および
血液などの被測定液２５が入れられるセル（反応槽）２
２の中心よりずれた位置に臨むようになっている。セル
２２は、本体２０に内蔵されたモータ２６によって回転
するようになっているターンテーブル２１に載せられ、
このターンテーブル２１とともに回転するようになって
いる。バイオセンサ１の一端のリード線には、定電圧源
５が接続されている。定電圧源５は、バイオセンサ１の
一端に一〇、　７　Ｖの安定した電圧を印加することが
できるようになっている。バイオセンサ１の他端のリー
ド線は、演算増幅器ＯＰと抵抗Ｒとで構成される電圧変
換回路６内の演算増幅器ＯＰの反転入力端に接続されて
いる。バイオセンサ１では、セル２２の被測定液２５中
のグルコース値に応じた電流ｉが発生する。この電流ｌ
が電圧変換回路６で増幅されるとともに電圧Ｖに変換さ
れる。電圧Ｖは、Ａ／Ｄ変換回路７でディジタル値に変
換され演算処理回路２に入力されるようになっている。

一方、温度検知素子４で検出された温度は、信号となり
、温度検出回路１４によって温度データに変換され、や
はり、演算処理回路２に入力されるようになっている。

演算処理回路２は、Ａ／Ｄ変換回路７から順次送られて
くるディジタル値を第１メモリ８．第３メモリ１０．第
５メモリ１２に格納するとともに、温度検出回路１４か
ら送られてくる温度データを第２メモリ９゜第４メモリ
１１．第６メモリ１３に格納するようになっている。演
算処理回路２は、これらのメモリの内容を演算処理して
被測定液２５のグルコース量を１００ｍｊ！当たりのグ
ルコース値に換算して表示回路１５に出力するようにな
っている。表示回路１５は、入力されたグルコース値を
表示データに変換して表示器３に送すディジタル値で表
示させるようになっている。さらに、演算処理回路２に
は、第４図にみるような、温度変化に伴うバイオセンサ
ｌの出力電流の変化（電流一温度特性）の関数が直線近
似で記憶されている。

つぎに、この液中成分測定装置の操作手順および演算処
理回路２の動作を詳しく説明する。

■　セル２２に所定量のキャリア液を入れる。

■　セル２２をターンテーブル２１の上に載せ、バイオ
センサ１および温度検知素子４をそれぞれの検知部がキ
ャリア液に浸かるようにセンサ取りつけ支持台２３に支
持させる。

■　モータ２６のスイッチを入れターンテーブル２１と
ともにセル２２を回転させる。バイオセンサ１および温
度検知素子４がセル２２の中心よりずれた位置に臨むよ
うになっているので、セル２２中の液は、バイオセンサ
１および温度検知素子４によって攪拌される。

■　測定モードのスイッチを入れる。このときバイオセ
ンサ１での出力電流は、第３図にみるように、レベルＰ
となる。この出力電流Ｐが電圧変換回路６で電圧に変換
され、さらに、Ａ／Ｄ変換回路７でディジクル値に変換
されて演算処理回路２に入力され第１メモリ８に格納さ
れる。これと同時に、この時のキャリア液の温度１．が
温度検知素子４によって検知され、温度検出回路１４に
よって温度データに変換されて演算処理回路２に入力さ
れ第２メモリ９に格納される。なお、演算処理回路２で
は、出力電流Ｐの値を一定周期で何回か測定を行い、前
の回の値と比べて差が所定値以下になってはじめて、出
力電流Ｐとして第１メモリに格納するようになっている
。

■　セル２２内のキャリア液にマイクロシリンジで所定
量の較正液を添加する（第３図中、ａ点）。液が攪拌さ
れバイオセンサ１の出力電流がキャリア液の出力電流Ｐ
に較正液の出力電流が加えられレベルＱとなり、キャリ
ア液の時と同様にして出力電流Ｑがディジタル値で演算
処理回路２に人力され第３メモリ１０に格納される。こ
れと同時に、このときの液温ｔ０が第４メモリ１１に格
納される。

■　セル２２にマイクロシリンジで所定量の体液サンプ
ルを、さらに、添加する（第３図中、ｂ点）。液が攪拌
されバイオセンサ１の出力電流が較正時の例の出力電流
Ｑにサンプル液の出力電流が加えられレベルＲとなり、
キャリア液の時と同様にして出力電流Ｒがディジタル値
で演算処理回路２に入力され第５メモリ１２に格納され
る。これと同時に、このときの液温ｔＲが第６メモリ１
３に格納される。

■　各メモリに格納されたデータが、演算処理回路２に
よって読み出され、温度較正されて体液１００ｍｌ当た
りのグルコース値が表示回路１５を介して表示器３に表
示される。

たとえば、温度較正は、まず、第１メモリ８と第２メモ
リ９とから出力電流Ｐと温度データ１゜読み出し、演算
処理回路２にあらかじめ記憶された電流一温度特性関数
から、出力電流Ｐを第４メモリ１１に格納された温度デ
ータｔ０での出力電流Ｐ′に変換する。同様に、第５メ
モリ１２と第６メモリ１３とを読み出し、出力電流Ｒを
温度データｔ０での出力電流Ｒ′に変換するようになっ
ている。この変換されたデータからつぎのような演算式
、 により、１００ｍ＃当たりの体液サンプル中のグルコー
ス値を求めることができるようになっている。

このように、温度による感度を演算処理回路２で較正す
るので測定中に被測定液の温度変化があっても正確なグ
ルコース値を求めることができるまた、電流〜温度特性
関数は、前述したように、通常直線近似されており、温
度差が大きい場合近似誤差が生じることになる。したが
って、演算処理回路２は、温度データ１．と温度データ
ｔ。

、あるいは、温度データｔ０と温度データ１Ｒとの差が
所定値、すなわち、較正できる温度差以上になると、表
示器３に再較正を指示する表示を行うようになっている
。その動作を詳しく説明すると、キャリア液に較正液が
添加され出力電流Ｑおよび温度データｔ０が、第３メモ
リ１０および第４メモリにそれぞれ格納される時に、第
２メモリ９から温度データｔ、が読み出される。演算処
理回路２は、温度データ１．と温度データｔ０との差を
求める演算を行い、その差があらかじめ記憶されている
所定値以上であれば、再較正を催促する信号を表示回路
１５に出力する。表示回路１５は、入力信号を特定のパ
ターンに変換して表示器３に表示する。一方、体液サン
プルが添加された時には、温度データ１Ｒと温度データ
ｔ、との差および温度データｔＲと温度データｔ０との
差をそれぞれ演算し、その差がいずれか一方でも所定値
以上であると、同様にして表示器３に表示するようにな
っている。

さらに、バイオセンサｌは、第４図にみるように、一般
に、所定値以下の低温領域りまたは所定値以上の高温領
域Ｈでは、バイオセンサｌの電流出力が安定しないため
、測定の再現性が悪い。したがって、この低温領域りお
よび高’／７Ａ　ＲＭ域Ｈでの測定は、異常な値がでた
りして使用者の混乱を招く恐れがある。この対策として
、この液中成分測定装置では、演算処理回路２にバイオ
センサの種類に応じた安定領域Ｓが記憶されていて被測
定液の温度が、安定領域Ｓから外れていると、演算処理
回路２が測定不能である信号を出力し、表示回路１５を
介して表示器３に、低温領域してあれば、低温領域であ
ることを、高温領域Ｈであれば、高温領域であることを
表示するようになっている。バイオセンサは、一般に電
源を投入してから出力が安定するまでに１０〜２０分の
時間を要する。このため、測定と測定との間が少し長い
場合、バイオセンサをキャリア液の入れられた容器にっ
てけおき予備通電しておくようになっている。

この発明にかかる液中成分測定装置は、上記実施例に限
定されない。実施例では、メモリと演算処理回路とは、
別体であったが、ワンチップのＣＰＵを用いるようにし
ても構わない。バイオセンサも固定化する酵素の種類を
変えてコレステロールや尿素などの他の体液成分も測定
することができる。

〔発明の効果〕

この発明の液中成分測定装置は、被測定液中の被測定成
分を検知して電気的出力を発生するバイオセンサを備え
る液中成分測定装置において、前記被測定液の温度を測
定する温度検知素子、および、この温度検知素子で測定
された被測定液の液温から測定値の温度較正を行う手段
をも備えているので、測定温度の変動に対応して測定値
の較正を行い、精度のよい測定を行うことができる６

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる液中成分測定装置をあられす
ブロック図、第２図はその部分側断面図、第３図はその
測定時のバイオセンサでの電流出力の変化をあられすグ
ラフ、第４図はバイオセンサの電流出力一温度特性をあ
られすグラフである１・・・バイオセンサ　２・・・演
算処理回路　４・・・温度検知素子 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第２図 第３図 Ｆｊ！Ｔ　間（妙） 第４図 ；ｉｔ　（’ｃ　）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定液中の被測定成分を検知して電気的出力を
   発生するバイオセンサを備える液中成分測定装置におい
   て、前記被測定液の温度を測定する温度検知素子、およ
   び、この温度検知素子で測定された被測定液の液温から
   測定値の温度較正を行う手段を備えていることを特徴と
   する液中成分測定装置。
2. （２）温度検知素子で測定された較正時の被測定液の液
   温Ａおよび測定時の被測定液の液温Ｂを記憶する手段と
   、この液温Ａと液温Ｂとの温度差が所定値以内であれば
   測定値の温度較正を終了させ、所定値範囲外であれば再
   較正を指示表示する手段とをも備えている特許請求の範
   囲第１項記載の液中成分測定装置。
3. （３）被測定液の温度がバイオセンサの測定可能温度域
   外であると、測定不可能の表示を行う手段をも備えてい
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の液中成分測
   定装置。