JPS6348019B2 - - Google Patents
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- JPS6348019B2 JPS6348019B2 JP55172666A JP17266680A JPS6348019B2 JP S6348019 B2 JPS6348019 B2 JP S6348019B2 JP 55172666 A JP55172666 A JP 55172666A JP 17266680 A JP17266680 A JP 17266680A JP S6348019 B2 JPS6348019 B2 JP S6348019B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- 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
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、固定化酵素膜と測定電極とを備え
てなる反応セルに検体血液または標準溶液（以
下、検体血液等という。）を注入し、該検体血液
等と前記固定化酵素膜との間で化学反応を生じさ
せ、該化学反応にもとづいて前記測定電極上に発
生する反応電流から検体血液等の血糖濃度値を測
定するようにした血糖分析計、特にこのような血
糖分析計における前記反応電流の立上り点の検出
方法に関するものである。
てなる反応セルに検体血液または標準溶液（以
下、検体血液等という。）を注入し、該検体血液
等と前記固定化酵素膜との間で化学反応を生じさ
せ、該化学反応にもとづいて前記測定電極上に発
生する反応電流から検体血液等の血糖濃度値を測
定するようにした血糖分析計、特にこのような血
糖分析計における前記反応電流の立上り点の検出
方法に関するものである。
第１図はこの種の血糖分析計の構成図である。
この第１図において、血糖値濃度に比例する反
応電流を測定するグルコース測定電極１は、白金
および銀電極表面にグルコースオキシターゼ膜を
密着させて構成され、温度補正電極２とゝもにセ
ルCEにセツトされている。緩衝液４は液体ポン
プ３により吸引され、セルCEに送り込まれてセ
ルCE内の洗浄を行ない、反応後は廃液５として
廃棄される。エアポンプ６は、反応セルCE内へ
注入口OPから注入された検体血液等をシリコン
ダイヤフラムSDを振動させることによつて撹拌
し、セルCE内の濃度を均一にする。温度センサ
７はセルブロツクの温度を検出し、ヒータ８はこ
のセルブロツクの温度を人間の体温（たとえば37
℃）と同じに加熱する。したがつて、セルCE内
に注入された検体血液等は、人間の体内における
のと同じ温度に保持される。
応電流を測定するグルコース測定電極１は、白金
および銀電極表面にグルコースオキシターゼ膜を
密着させて構成され、温度補正電極２とゝもにセ
ルCEにセツトされている。緩衝液４は液体ポン
プ３により吸引され、セルCEに送り込まれてセ
ルCE内の洗浄を行ない、反応後は廃液５として
廃棄される。エアポンプ６は、反応セルCE内へ
注入口OPから注入された検体血液等をシリコン
ダイヤフラムSDを振動させることによつて撹拌
し、セルCE内の濃度を均一にする。温度センサ
７はセルブロツクの温度を検出し、ヒータ８はこ
のセルブロツクの温度を人間の体温（たとえば37
℃）と同じに加熱する。したがつて、セルCE内
に注入された検体血液等は、人間の体内における
のと同じ温度に保持される。
マイクロコンピユータCPUから主として成る
制御装置CCは、ラインL1〜L6によつて血糖値分
析部GUと接続されており、ラインL1を介して測
定電極１からの反応電流を読取り、ラインL2を
介して測定値に対する温度補正量を読取り、ライ
ンL4，L5を介してセルブロツクの温度の測定お
よび制御を行ない、ラインL3およびL6を介して
液体ポンプ３およびエアポンプ６の動作を制御
し、ラインL7〜L11によつて各種スイツチMO1〜
MO4、DS1〜DS2、表示器DIおよびプリンタＰと
接続されてこれらの入出力制御等、装置全体の制
御を行なう。なお、DS1は検体番号設定スイツ
チ、DS2は標準溶液値設定スイツチ、CALおよび
RUNは較正および運転状態を表わすモード表示
器、MO1〜MO4は、これらのモードおよびプリ
ンタＰの紙送りならびにDS1のセツト等のモード
設定スイツチを表わす。
制御装置CCは、ラインL1〜L6によつて血糖値分
析部GUと接続されており、ラインL1を介して測
定電極１からの反応電流を読取り、ラインL2を
介して測定値に対する温度補正量を読取り、ライ
ンL4，L5を介してセルブロツクの温度の測定お
よび制御を行ない、ラインL3およびL6を介して
液体ポンプ３およびエアポンプ６の動作を制御
し、ラインL7〜L11によつて各種スイツチMO1〜
MO4、DS1〜DS2、表示器DIおよびプリンタＰと
接続されてこれらの入出力制御等、装置全体の制
御を行なう。なお、DS1は検体番号設定スイツ
チ、DS2は標準溶液値設定スイツチ、CALおよび
RUNは較正および運転状態を表わすモード表示
器、MO1〜MO4は、これらのモードおよびプリ
ンタＰの紙送りならびにDS1のセツト等のモード
設定スイツチを表わす。
このような血糖分析計においては主として、暖
器→スタンバイ→セルの洗浄→サンプルの注入→
反応→セルの洗浄というように装置の状態を遷移
させながら種々の動作、測定等が行われる。これ
らの各状態における主な機能は、それぞれ「暖
器」ではセンサ部のヒートアツプ、「スタンバイ」
では測定READY（測定準備）または測定指令待
ち、「洗浄」ではセンサ部の緩衝液による洗浄、
「注入」では血液サンプルの注入または反応始点
の検出および次の反応状態への移行、「反応」で
はグルコース濃度への換算および表示である。そ
して、これらの各状態においては種々のランプを
表示または点滅させてオペレータに対する状態表
示等が行われる。このため、分析計の状態を或る
状態から次の状態へ遷移させるためには、各状態
における遷移条件を検出、判断する必要がある。
特に、検体血液サンプルの注入によつて開始され
る化学反応の立上り点を検出する場合には、従来
から種種の問題点を有していた。
器→スタンバイ→セルの洗浄→サンプルの注入→
反応→セルの洗浄というように装置の状態を遷移
させながら種々の動作、測定等が行われる。これ
らの各状態における主な機能は、それぞれ「暖
器」ではセンサ部のヒートアツプ、「スタンバイ」
では測定READY（測定準備）または測定指令待
ち、「洗浄」ではセンサ部の緩衝液による洗浄、
「注入」では血液サンプルの注入または反応始点
の検出および次の反応状態への移行、「反応」で
はグルコース濃度への換算および表示である。そ
して、これらの各状態においては種々のランプを
表示または点滅させてオペレータに対する状態表
示等が行われる。このため、分析計の状態を或る
状態から次の状態へ遷移させるためには、各状態
における遷移条件を検出、判断する必要がある。
特に、検体血液サンプルの注入によつて開始され
る化学反応の立上り点を検出する場合には、従来
から種種の問題点を有していた。
すなわち、この種の検出方式について、従来は
或る一定のスレツシユホールドレベルを定めてお
き、反応電流（実際には、この反応電流は電圧信
号に変換される。）が、このスレツシユホールド
レベルに達したときを反応の開始点またはゼロ点
と決め、この開始点またはゼロ点から一定時間の
監視を行なう。そして、所定の時間例えば、20秒
が経過したら反応が立上つたものと判断し、以後
反応の進行に伴なつて増大するセンサ出から先に
設定したスレツシユホールド値をベース分または
オフセツト分としてこれを引き算することによ
り、測定値を求めていた。
或る一定のスレツシユホールドレベルを定めてお
き、反応電流（実際には、この反応電流は電圧信
号に変換される。）が、このスレツシユホールド
レベルに達したときを反応の開始点またはゼロ点
と決め、この開始点またはゼロ点から一定時間の
監視を行なう。そして、所定の時間例えば、20秒
が経過したら反応が立上つたものと判断し、以後
反応の進行に伴なつて増大するセンサ出から先に
設定したスレツシユホールド値をベース分または
オフセツト分としてこれを引き算することによ
り、測定値を求めていた。
ところで、前記のベース分またはオフセツト分
は常に一定であるとは限らず、固定化酵素膜およ
び測定電極からなる酵素膜センサがセツトされる
反応セル内の状態または温度（この種の血糖分析
計は化学反応を利用するものであるため、特に温
度による影響を受け易いものである。）変化等に
よつて変動するので、これを一定量として決めて
しまうと、その設定の仕方如何によつては検体血
液等を注入しない場合でも測定動作が開始される
等の誤動作が生じたり、あるいは正規の反応量か
ら過分のベース分が差し引かれることになつて、
正確な測定ができなくなる等の欠点があつた。
は常に一定であるとは限らず、固定化酵素膜およ
び測定電極からなる酵素膜センサがセツトされる
反応セル内の状態または温度（この種の血糖分析
計は化学反応を利用するものであるため、特に温
度による影響を受け易いものである。）変化等に
よつて変動するので、これを一定量として決めて
しまうと、その設定の仕方如何によつては検体血
液等を注入しない場合でも測定動作が開始される
等の誤動作が生じたり、あるいは正規の反応量か
ら過分のベース分が差し引かれることになつて、
正確な測定ができなくなる等の欠点があつた。
したがつて、この発明はベース分またはオフセ
ツト分の変動をも考慮して反応の開始点および立
上り点を正確に検出することにより、上記のよう
な欠点を除去し、正確な測定を行ない得るように
することを目的とするものである。
ツト分の変動をも考慮して反応の開始点および立
上り点を正確に検出することにより、上記のよう
な欠点を除去し、正確な測定を行ない得るように
することを目的とするものである。
この発明の特徴は、血糖分析計における固定化
酵素膜センサの出力を一定時間々隔でサンプリン
グして順次メモリに格納し、格納されたデータの
うち新しいもの数点と、古いもの数点の各平均値
を求め、これらの差が所定の値を越えたとき反応
が立上がつたものとして、そのとき格納されたデ
ータのうち一番古いものによつて反応開始点（ゼ
ロ点）を、また一番新しいデータによつて反応の
立上り点をそれぞれ検出しうるようにした点にあ
る。
酵素膜センサの出力を一定時間々隔でサンプリン
グして順次メモリに格納し、格納されたデータの
うち新しいもの数点と、古いもの数点の各平均値
を求め、これらの差が所定の値を越えたとき反応
が立上がつたものとして、そのとき格納されたデ
ータのうち一番古いものによつて反応開始点（ゼ
ロ点）を、また一番新しいデータによつて反応の
立上り点をそれぞれ検出しうるようにした点にあ
る。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
第２図は、この発明の実施例を示すブロツク図
であり、第３図は血糖分析計における酵素膜セン
サの出力特性を示す特性図、第４図はこの発明に
よる測定動作を示す流れ図である。
であり、第３図は血糖分析計における酵素膜セン
サの出力特性を示す特性図、第４図はこの発明に
よる測定動作を示す流れ図である。
第２図において、グルコース測定電極またはセ
ンサ１の出力は差動増巾器２１に与えられ、Ａ／
Ｄ変換器２２、バツフア２３を介して制御装置を
構成するマイクロコンピユータCPUに与えられ
る。なお、RAMはランダム・アクセス・メモリ
（RANDOM ACCESS MEMORY）である。
ンサ１の出力は差動増巾器２１に与えられ、Ａ／
Ｄ変換器２２、バツフア２３を介して制御装置を
構成するマイクロコンピユータCPUに与えられ
る。なお、RAMはランダム・アクセス・メモリ
（RANDOM ACCESS MEMORY）である。
こゝで、反応セル内に検体血液等が注入される
と、グルコース測定電極またはセンサに化学反応
にもとづく反応電流が生じる。この反応電流は、
差動増巾器２１によつて増巾されるとゝもに電圧
信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換器２２でデイ
ジタル信号に変換されて制御装置を構成するマイ
クロコンピユータCPUへ与えられる。マイクロ
コンピユータCPUではセンサからの出力を所定
の時間々隔でサンプリングし、各時点におけるサ
ンプリングデータをRAMの所定のエリアDRへ
格納する。こゝで、RAMのエリアDRに、サン
プリングデータが古い順に例えばDo―5〜Doの如
く６個揃うと、マイクロコンピユータCPUでは、
これら６点のデータDo―5〜Doを３つずつの２組
D1（Do、Do―1、Do―2）およびD2（Do―3、Do―4、
Do―5）、つまり新しいデータの組と古いデータ
の組との２組に分けて各々の平均値を算出する
とゝもに、これらの差を計算する。これらの差
は、測定値における直前の値に対する現在の値の
変化分を表わしているものと考えられ、この値が
大きくなれば化学反応が立上がつたものとして
ほゞさしつかえがないから、上記の差を所定値と
比較し、その差が所定値を越えたことから反応の
立上りを検出する。そのとき、上記６つのデータ
のうち最も新しいデータDoが得られた点を反応
立上り点とし、また最も古いデータDo―5が得ら
れた点を反応開始点またはゼロ点として検出す
る。その差が所定値を越えなかつた場合は、エリ
アDRから最も古いデータDo―5を除く一方、
こゝに最も新しいデータDo+1を入れ、Do―4〜
Do―2からなる古いデータ群とDo―1〜Do+1から
なる新しいデータ群との間で、再び上記と同様の
処理を行なう。かゝる処理は、新しいデータ群と
古いデータ群の各平均値の差が所定値を越えるま
で、繰り返し行なわれる。なお、上記において各
平均値の差、つまり新しいデータと古いデータと
の差が負になる場合は、反応が正常に行われてい
ないものとして測定不能とする。
と、グルコース測定電極またはセンサに化学反応
にもとづく反応電流が生じる。この反応電流は、
差動増巾器２１によつて増巾されるとゝもに電圧
信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換器２２でデイ
ジタル信号に変換されて制御装置を構成するマイ
クロコンピユータCPUへ与えられる。マイクロ
コンピユータCPUではセンサからの出力を所定
の時間々隔でサンプリングし、各時点におけるサ
ンプリングデータをRAMの所定のエリアDRへ
格納する。こゝで、RAMのエリアDRに、サン
プリングデータが古い順に例えばDo―5〜Doの如
く６個揃うと、マイクロコンピユータCPUでは、
これら６点のデータDo―5〜Doを３つずつの２組
D1（Do、Do―1、Do―2）およびD2（Do―3、Do―4、
Do―5）、つまり新しいデータの組と古いデータ
の組との２組に分けて各々の平均値を算出する
とゝもに、これらの差を計算する。これらの差
は、測定値における直前の値に対する現在の値の
変化分を表わしているものと考えられ、この値が
大きくなれば化学反応が立上がつたものとして
ほゞさしつかえがないから、上記の差を所定値と
比較し、その差が所定値を越えたことから反応の
立上りを検出する。そのとき、上記６つのデータ
のうち最も新しいデータDoが得られた点を反応
立上り点とし、また最も古いデータDo―5が得ら
れた点を反応開始点またはゼロ点として検出す
る。その差が所定値を越えなかつた場合は、エリ
アDRから最も古いデータDo―5を除く一方、
こゝに最も新しいデータDo+1を入れ、Do―4〜
Do―2からなる古いデータ群とDo―1〜Do+1から
なる新しいデータ群との間で、再び上記と同様の
処理を行なう。かゝる処理は、新しいデータ群と
古いデータ群の各平均値の差が所定値を越えるま
で、繰り返し行なわれる。なお、上記において各
平均値の差、つまり新しいデータと古いデータと
の差が負になる場合は、反応が正常に行われてい
ないものとして測定不能とする。
上記処理は、任意の２つの点のサンプリング値
の差を求める、いわゆるデイジタル微分操作の一
種であるが、こゝでは新しいデータ群と古い群と
の平均値の差をとることで、１点ずつの場合より
もさらに安定な検出ができるようにしている。
の差を求める、いわゆるデイジタル微分操作の一
種であるが、こゝでは新しいデータ群と古い群と
の平均値の差をとることで、１点ずつの場合より
もさらに安定な検出ができるようにしている。
以上の様子を示すのが第３図であり、センサ出
力SOは時間とゝもに図のように変化する。すな
わち、検体血液等の注入時点はＩで示されてお
り、この発明によつて検出される反応立上り点は
P1で示され、反応開始点またはゼロ点はZ2で示
されている。このゼロ点は従来の方式によるとZ1
で示されるから、分析計において検出される量は
A1となつてベースの変動分Ｂを含んでいるのに
対し、この発明ではA2となり、ベースの変動分
Ｂが除去されるため、より正確な測定が行われる
ことになる。
力SOは時間とゝもに図のように変化する。すな
わち、検体血液等の注入時点はＩで示されてお
り、この発明によつて検出される反応立上り点は
P1で示され、反応開始点またはゼロ点はZ2で示
されている。このゼロ点は従来の方式によるとZ1
で示されるから、分析計において検出される量は
A1となつてベースの変動分Ｂを含んでいるのに
対し、この発明ではA2となり、ベースの変動分
Ｂが除去されるため、より正確な測定が行われる
ことになる。
なお、THは従来方式によつて設定されるベー
ス分またはオフセツト分を示し、S1〜S3は分析計
の状態または動作モードを示すもので、S1は「洗
浄」、S2は「注入」、S3は「測定」をそれぞれ表わ
す。
ス分またはオフセツト分を示し、S1〜S3は分析計
の状態または動作モードを示すもので、S1は「洗
浄」、S2は「注入」、S3は「測定」をそれぞれ表わ
す。
このようにして反応の立上り点を検出すると、
状態を遷移させて「測定」の状態へと移ることに
なるが、酵素膜センサの劣化等の原因によつて反
応立上りが検出できない場合は、第４図のように
一定時限の監視ロを行ない、所定時間が経過した
らニの「スタンバイ」状態へ戻るようにしてい
る。
状態を遷移させて「測定」の状態へと移ることに
なるが、酵素膜センサの劣化等の原因によつて反
応立上りが検出できない場合は、第４図のように
一定時限の監視ロを行ない、所定時間が経過した
らニの「スタンバイ」状態へ戻るようにしてい
る。
以上のように、この発明によれば、マイクロコ
ンピユータの演算処理機能を有効に利用すること
によつて反応の立上りの検出を容易に、しかも正
確に行なうことが出来るため、精度のよい測定が
行われ、その結果信頼性が向上するという利点を
有するものである。
ンピユータの演算処理機能を有効に利用すること
によつて反応の立上りの検出を容易に、しかも正
確に行なうことが出来るため、精度のよい測定が
行われ、その結果信頼性が向上するという利点を
有するものである。
なお、上記の実施例ではサンプリングした６個
のデータをランダム・アクセス・メモリに記憶す
るようにしたが、採用するデータの数およびメモ
リの種類は上記に限定されるものでないことは明
らかである。
のデータをランダム・アクセス・メモリに記憶す
るようにしたが、採用するデータの数およびメモ
リの種類は上記に限定されるものでないことは明
らかである。
また、以上では血糖分析計について説明した
が、この発明は固定化酵素膜と測定電極とからな
る酵素膜センサを備えた分析または測定装置一般
に適用できるものである。
が、この発明は固定化酵素膜と測定電極とからな
る酵素膜センサを備えた分析または測定装置一般
に適用できるものである。
第１図は血糖分析計の全体的な構成を示す構成
図、第２図はこの発明の実施例を示すブロツク
図、第３図はセンサの出力特性を示す特性図、第
４図はこの発明の動作を示す流れ図である。 符号説明 １…グルコース測定電極またはセン
サ、２１…差動増巾器、２２…Ａ／Ｄ変換器、２
３…バツフア、CPU…マイクロコンピユータ、
RAM…ランダム・アクセス・メモリ、CE…反応
セル、OP…注入口、GU…分析部。
図、第２図はこの発明の実施例を示すブロツク
図、第３図はセンサの出力特性を示す特性図、第
４図はこの発明の動作を示す流れ図である。 符号説明 １…グルコース測定電極またはセン
サ、２１…差動増巾器、２２…Ａ／Ｄ変換器、２
３…バツフア、CPU…マイクロコンピユータ、
RAM…ランダム・アクセス・メモリ、CE…反応
セル、OP…注入口、GU…分析部。
Claims (1)
- １ 固定化酵素膜および測定電極からなる酵素膜
センサを備えた反応セルに検体血液を注入するこ
とによつて化学反応を生じさせ、該化学反応にも
とづいて前記センサに発生する反応電流から検体
血液の血糖濃度値を測定するようにした血糖分析
計における前記反応の立上り点検出方法であつ
て、前記センサ出力を一定時間々隔でサンプリン
グし、得られたサンプリングデータを順次メモリ
へ格納し、最初はデータ数が所定数に達したらこ
れをサンプリング順に同数ずつの古いデータ群と
新しいデータ群とにわけてそれぞれの平均値とそ
の差を算出し、以後は新しいデータをサンプリン
グする毎に前記古いデータ群のうち最も古いデー
タを破棄して前記新しいデータ群のうち最も古い
データを前記古いデータ群に移し、かつ新たにサ
ンプリングされた最新のデータを前記新しいデー
タ群のデータとして加えて前記と同様の処理を行
ない、前記差が所定の値を越えたとき、前記デー
タのうち最新のデータが得られた点を前記反応の
立上り点として検出することを特徴とする反応立
上り点検出方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55172666A JPS5797438A (en) | 1980-12-09 | 1980-12-09 | Detection system for reaction rise point |
| US06/313,666 US4407959A (en) | 1980-10-29 | 1981-10-21 | Blood sugar analyzing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55172666A JPS5797438A (en) | 1980-12-09 | 1980-12-09 | Detection system for reaction rise point |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5797438A JPS5797438A (en) | 1982-06-17 |
| JPS6348019B2 true JPS6348019B2 (ja) | 1988-09-27 |
Family
ID=15946114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55172666A Granted JPS5797438A (en) | 1980-10-29 | 1980-12-09 | Detection system for reaction rise point |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5797438A (ja) |
-
1980
- 1980-12-09 JP JP55172666A patent/JPS5797438A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5797438A (en) | 1982-06-17 |
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