JPWO2008090925A1 - コントロール液の判別方法および分析装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、作用極および対極を有する分析用具を用いて試料中の特定成分を分析するシステムにおいて、試料とコントロール液とを判別する方法に関する。この判別方法は、作用極と対極との間に電圧を印加する第１ステップと、作用極および対極によって応答電流を一定時間毎に測定する第２ステップと、応答電流のピーク値または最終値に対する相対値を演算する第３ステップと、相対値の変化率を演算する第４ステップと、変化率に基づいて、試料とコントロール液とを判別する第５ステップと、含んでいる。

Description

本発明は、試料中の特定成分を分析する分析システムにおいて、試料とコントロール液とを判別する方法に関する。

血液中におけるグルコース濃度など生体情報を知ることは、種々の疾患の発見・治療に重要である。血液中の生体情報を得る方法としては、バイオセンサなどの分析用具を用いる方法がある。この方法は、分析用具に設けられた反応試薬層に血液試料を供給して血液試料と試薬を反応させ、そのときの反応生成物に基づいて血液試料における特定成分の濃度に応じた情報を、電気化学的手法あるいは光学的手法を利用して濃度測定装置において検出するものである。

このような濃度測定装置においては、測定結果の信頼性を確保するために、装置を長期間使用しなかった場合、あるいは一定期間ごとに装置が正常に稼動するか否かを検査する必要がある。通常、濃度測定装置の検査は、ユーザが濃度測定装置を操作して手動でコントロール液測定モードを選択するとともに装置に分析用具を装着し、分析用具にコントロール液を供給することにより行なわれている。

このような方法では、ユーザとしては、装置の稼動検査を行なうための操作が必要となるばかりか、装置の検査の終了後においては、通常の測定モードに戻すための操作がさらに必要となり、負担が大きい。また、通常の測定モードからコントロール液測定モードへのモード変更を行なわずに装置の検査を行なってしまい、それとは逆に、コントロール測定モードから通常の測定モードへのモード変更を行なわずに試料の測定を行なってしまうといった事態も生じる。その結果、正確な検査結果あるいは測定結果を得られず、また再検査や再測定の必要が生じるなどの不具合が生じる。

このような不具合を解消するために、濃度測定装置において自動的にコントロール液を認識し、装置の検査を行なうことが提案されている（たとえば特許文献１−３参照）。

特許文献１に記載の方法は、全血とコントロール液との間での反応試薬層の溶解性の相違に着目したものであり、全血とコントロール液との間での測定電流値の相違に基づいて、全血とコントロール液とを区別するものである。

特許文献２には、特許文献１と同様に、電気化学的手法を利用した測定システムにおいて、測定電流値の相違に基づいて、全血とコントロール液とを判別する方法が開示されている。

特許文献３に記載の方法は、電気化学的手法を利用した測定システムにおいて、電極式のバイオセンサに対して、作用極および対極に加えて検知用電極を設ける一方で、検知用電極を利用して得られる酸化電流からコントロール液を自動的に判別するものである。先の文献の方法は、コントロール液がバイオセンサの試薬反応層と反応により得られる酸化電流の挙動と、試料と反応試薬層とが反応したときに得られる酸化電流の挙動が異なることに着目したものであり、特定時間経過時の酸化電流値あるいは酸化電流値の経時変化に基づいて、試料とコントロール液と自動的を区別するものである。

しかしながら、特許文献１ないし３の方法は、応答電流の経時変化からコントロール液と試料とを判別するものである。そのため、複数の濃度のコントロール液と、種々の濃度の試料とを区別するのは困難である。とくに、血液試料中のグルコースを測定する場合には、応答電流が血液中のヘマトクリット値の影響を受けるため、種々の濃度およびヘマトクリットの血液試料と、コントロール液とを区別するのは困難である。

特開２００３−１１４２１４号公報 特開２００５−５３１７６０号公報 特開２００１−２０８７１８号公報

本発明は、コントロール液を自動的に判別できるようにして測定者の負担を軽減しつつ誤測定が生じることを抑制し、かつコントロール液を正確に判別できるようにすることを課題としている。

本発明の第１の側面では、作用極および対極を有する分析用具を用いて試料中の特定成分を分析するシステムにおいて、試料とコントロール液とを判別する方法であって、上記作用極と上記対極との間に電圧を印加する第１ステップと、上記作用極および上記対極を利用して応答電流を一定時間毎に測定する第２ステップと、上記応答電流のピーク値または最終値に対する相対値を演算する第３ステップと、上記相対値の変化率を演算する第４ステップと、上記変化率に基づいて、試料とコントロール液とを判別する第５ステップと、を含んでいる、コントロール液の判別方法が提供される。

第５ステップにおいては、たとえば複数の特定時間における変化率の合計が一定値以上のときに試料であると判断され、上記合計が上記一定値よりも小さいときにコントロール液であると判断される。

第５ステップにおいてはまた、第１の特定時間における変化率と複数の第２の特定時間における変化率との差分の合計が一定値以上のときに試料であると判断され、上記差分が上記一定値よりも小さいときにコントロール液であると判断される。

第５ステップにおいてはまた、複数の特定時間の変化率の平均値が一定値以上のときにコントロール液であると判断され、上記平均値が一定値よりも小さいときに試料であると判断されるようにしてもよい。この場合、コントロール液として、マンノースを含むものを使用するのが好ましい。

第１ステップは、たとえば作用極と対極との間に一定の電圧を継続的に印加することにより行なわれる。この場合、第３ステップにおいては、たとえば第２ステップにおいて得られる応答電流の最大値をピーク値として演算が行なわれ、また第２ステップにおいて得られる応答電流の最終値を用いて演算が行なわれる。

第１ステップは、作用極と対極との間に一定の電圧を一定時間印加した後に電圧の印加を一定時間中止し、さらに作用極と対極との間に一定の電圧を印加することにより行なってもよい。この場合、第３ステップにおいては、たとえば第２ステップにおいて得られる応答電流の複数のピーク値から選択されるピーク値を用いて演算が行なわれ、また第２ステップにおいて得られる応答電流の最終値を用いて演算が行なわれる。

試料としては、たとえば全血が用いられ、特定成分はグルコースとされる。

本発明の第２の側面では、作用極および対極を有する分析用具を用いて試料中の特定成分を分析する分析装置であって、上記作用極と上記対極との間に電圧を印加するための電圧印加手段と、上記作用極と上記対極との間に電圧を印加したときの応答電流を一定時間毎に測定する電流測定手段と、上記応答電流のピーク値または最終値に対する相対値を演算するとともに上記相対値の変化率を演算する演算手段と、上記演算手段において演算された上記変化率に基づいて、試料とコントロール液とを判別する制御手段と、を備えている、分析装置が提供される。

上記制御手段は、たとえば複数の特定時間における変化率の合計が一定値以上のときに試料であると判断し、上記合計が上記一定値よりも小さいときにコントロール液であると判断するように構成される。

上記制御手段は、第１の特定時間における変化率と複数の第２の特定時間における変化率との差分の合計が一定値以上のときに試料であると判断し、上記差分が上記一定値よりも小さいときにコントロール液であると判断するように構成してもよい。

上記制御手段はまた、複数の特定時間の変化率の平均値が一定値以上のときにコントロール液であると判断し、上記平均値が上記一定値よりも小さいときに試料であると判断するように構成することもできる。

上記制御手段は、たとえば上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を継続的に印加するために上記電圧印加手段を制御するように構成される。この場合の上記演算手段は、上記電流測定手段において測定される応答電流の最大値をピーク値として上記変化率を演算するように構成するのが好ましい。上記演算手段は、上記電流測定手段において測定される応答電流の最終値を用いて上記変化率を演算するように構成してもよい。

上記制御手段はまた、上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を一定時間印加した後に電圧の印加を一定時間中止し、さらに上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を印加するために上記電圧印加手段を制御するように構成してもよい。この場合の上記演算手段は、上記電流測定手段において測定される応答電流の複数のピーク値から選択されるピーク値を用いて上記変化率を演算するように構成するのが好ましい。上記演算手段はまた、上記電流測定手段において測定される応答電流の最終値を用いて上記変化率の演算を行うように構成してもよい。

本発明の分析装置は、たとえば上記試料としての全血中における上記特定成分としてのグルコースを分析するように構成される。

本発明では、分析用具を用いて試料の分析を行なう分析装置などの分析システムにおいて、全血などの試料とコントロール液とを自動的に判別することが可能となる。そのため、コントロール液を測定する際に、ユーザがコントロール液を測定するためのモード選択を行なう必要はなく、ユーザの負担が軽減される。また、コントロール液を自動で判別することができれば、通常の測定モードからコントロール液測定モードへのモード変更を行なわずに分析装置の検査を行なってしまい、それとは逆に、コントロール液測定モードから通常の測定モードへのモード変更を行なわずに試料の測定を行なってしまうといった事態も生じない。その結果、正確な検査結果あるいは測定結果を得られるようになり、再検査や再測定の必要が生じない。

また、本発明のコントロール液の判別方法では、試料とコントロール液との区別を、ピーク値または最終値との相対値の変化率に基づいて行なっている。ピーク値または最終値を基準として相対値を算出することにより、試料の応答電流とコントロール液の応答電流との差をより区別しやすいものとすることができるとともに、上記相対値の変化率を演算することにより試料の応答電流とコントロール液の応答電流とをより適切に区別することが可能となる。

とくに、試料とコントロール液との変化率の差が比較的に大きな時間範囲に着目し、その時間範囲において、一定の演算を行ってその演算値を閾値と比較することにより、応答電流から試料とコントロール液とを適切に区別することが可能となる。

本発明に係る判別方法の適用対象となる分析システムの一例を示す全体斜視図である。 図１に示した分析システムで使用するバイオセンサの一例を示す斜視図である。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 図２に示したバイオセンサの分解斜視図である。 図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図１に示した分析システムのブロック図である。 本発明に係るコントロール液の判別方法を説明するためのフローチャートである。 図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは電圧印加パターンの例を示すグラフである。 実施例１における電圧印加パターンを示すグラフである。 実施例１におけるコントロール液の応答電流の測定結果を示すグラフである。 図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃは実施例１における全血の応答電流の測定結果を示すグラフである。 図１２Ａは実施例１におけるピーク値を用いたコントロール液の変化率の演算結果を示すグラフであり、図１２Ｂは実施例１におけるピーク値を用いた全血の変化率の演算結果を示すグラフである。 図１３Ａは実施例１における最終値を用いたコントロール液の変化率の演算結果を示すグラフであり、図１３Ｂは実施例１における最終値を用いた全血の変化率の演算結果を示すグラフである。 実施例２における電圧印加パターンを示すグラフである。 実施例２におけるコントロール液の応答電流の測定結果を示すグラフである。 図１６Ａ、図１６Ｂおよび図１６Ｃは実施例２における全血の応答電流の測定結果を示すグラフである。 図１７Ａは実施例２におけるピーク値を用いたコントロール液の変化率の演算結果を示すグラフであり、図１７Ｂは実施例２におけるピーク値を用いた全血の変化率の演算結果を示すグラフである。 図１８Ａは実施例２における最終値を用いたコントロール液の変化率の演算結果を示すグラフであり、図１８Ｂは実施例２における最終値を用いた全血の変化率の演算結果を示すグラフである。 実施例３における電圧印加パターンを示すグラフである。 実施例３におけるコントロール液の応答電流の測定結果を示すグラフである。 図２１Ａ、図２１Ｂおよび図２１Ｃは実施例３における全血の応答電流の測定結果を示すグラフである。 図２２Ａは実施例３における最終値を用いたコントロール液の変化率の演算結果を示すグラフであり、図２２Ｂは実施例２における最終値を用いた全血の変化率の演算結果を示すグラフである。 図２３Ａ、図２３Ｂおよび図２３Ｃは実施例４における変化率の演算結果を示すグラフである。

符号の説明

１ 分析装置
１１ 電源（電圧印加手段）
１２ 電流測定部（電流測定手段）
１３ 演算部（演算手段）
１４ 制御部（制御手段）
２ バイオセンサ（分析用具）
２４ 作用極
２５ 対極

以下、本発明について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示した分析装置１は、バイオセンサ２を用いて、試料中の特定成分の濃度を測定するように構成されたものである。

バイオセンサ２は、使い捨てとして構成されており、全体として平板状の形態に形成されている。図２ないし図４に示したように、バイオセンサ２は、略長矩形状の基板２０に対して、スペーサ２１を介してカバー２２を接合した構成を有している。バイオセンサ２では、各要素２０〜２２により基板２０の長手方向に延びるキャピラリ２３が規定されている。

スペーサ２１は、基板２０の上面２０Ａからカバー２２の下面２２Ａまでの距離、すなわちキャピラリ２３の高さ寸法を規定するためのものであり、たとえば両面テープにより構成されている。このスペーサ２１には、キャピラリ２３の幅寸法を規定するためスリット２１Ａが設けられている。

カバー２２は、キャピラリ２３の内部の気体を外部に排気するための排気口２２Ｂを有している。このカバー２２は、たとえばビニロンや高結晶化ＰＶＡなどの濡れ性が高い熱可塑性樹脂により形成されている。

基板２０は、絶縁樹脂材料によりカバー２２よりも大きな形状に形成されており、その上面２０Ａには、作用極２４、対極２５、および試薬層２６が形成されている。

作用極２４および対極２５は、キャピラリ２３に導入された血液に電圧を印加するためのものであり、端部２４Ａ，２５Ａが、カバー２２に覆われずに露出している。これらの端部２４Ａ，２５Ａは、バイオセンサ２を分析装置１に装着したときに、コネクタ部３の端子３１，３２（図５参照）に接触させられる部分である。作用極２４および対極２５の端部２４Ｂ，２５Ｂは、基板２０の短手方向に延びており、その一部がキャピラリ２３の内部に位置している。試薬層２６は、作用極２４および対極２５の端部２４Ｂ，２５Ｂを一連に覆うように設けられており、キャピラリ２３の内部に配置されている。この試薬層２６は、たとえば電子伝達物質（[Ｒｕ(ＮＨ₃)₆]Ｃｌ₃やＫ₃[Ｆｅ(ＣＮ)₆]などの錯体）および酸化還元酵素（グルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）やグルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ））を含んでおり、血液に対して容易に溶解する固体状に形成されている。

キャピラリ２３は、毛細管現象を利用して液体（試料あるいはコントロール液）を排気口２２Ｂに向けて移動させるとともに、導入された液体を保持するためのものである。キャピラリ２３の内部に液体を導入した場合には、試薬層２６が溶解させられ、キャピラリ２３の内部に電子伝達物質、酸化還元酵素および液体を含む液相反応系が構築される。

ここで、試料としては、血液、尿あるいは唾液などの生化学的試料が用いられ、試料における分析対象となる特定成分としては、グルコース、コレステロールあるいは乳酸を挙げることができる。

コントロール液としては、グルコースなどの特定成分および緩衝液を含み、かつ特定成分の濃度が既知のものが使用される。緩衝液は、目的とするｐＨ範囲に緩衝能を有するものであればよく、たとえば安息香酸塩、トリス、あるいは２−モルホリノエタンスルホン酸（ＭＥＳ）を使用することができる。コントロール液としては、マンノースを添加したものを使用するのが好ましい。コントロール液におけるマンノースの濃度は、たとえば５Ｍ以下とされる。コントロール液にはさらに、増粘剤、防腐剤、あるいは色素などを添加してもよい。増粘剤としては、公知の種々のもの、たとえばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）あるいはエコーガム（キサンタンガム）などを使用することができる。防腐剤としては、公知の種々のもの、たとえばイソチアゾロンを使用することができる。色素としては、コントロール液を着色できるものであればよく、たとえば食用赤色４０号、食用赤色１０６号、食用青色１号などの食用色素を使用することができる。

図５に示したように、分析装置１は、コネクタ部３および廃棄機構４を備えている。

コネクタ部３は、バイオセンサ２が装着される部分であり、端子台３０に複数の端子３１，３２を固定した構成を有している。

複数の端子３１，３２は、コネクタ部３にバイオセンサ２を装着したときに、バイオセンサ２の作用極２４および対極２５（図２ないし図４参照）に接触し、これらの電極２４，２５に電圧を印加するとともに、そのときの電流値（抵抗値）を測定するためのものである。各端子３１，３２は、先端部が板バネとして構成されており、コネクタ部３にバイオセンサ２を装着したときに、コネクタ部３においてバイオセンサ２を適切に保持させる役割をも果している。

廃棄機構４は、使用済みのバイオセンサ２を分析装置１から廃棄するためのものである。この廃棄機構４は、コイルバネ４０によって付勢された操作レバー４１を有している。

操作レバー４１は、バイオセンサ２を押し出す押圧体４２を移動させるために操作される部分であり、その一部が筐体１０から露出した状態において、筐体１０に対してＤ１，Ｄ２方向に往復移動可能とされている。

図６に示したように、分析装置１はさらに、電源１１、電流測定部１２、演算部１３、および制御部１４をさらに備えている。

電源１１は、バイオセンサ２の作用極２４と対極２５との間に電圧を印加するためのものであり、たとえば直流電源により構成されている。

電流測定部１２は、作用極２４と対極２５との間に電圧を印加したときの作用極２４と試料中の特定成分との間の電子授受量を測定するためのものである。

演算部１３は、電流測定部１２での測定結果に基づいて、試料中の特定成分の濃度を演算し、あるいはバイオセンサ２に点着された液体が試料であるかコントロール液であるかを判別するのに必要な演算を行うものである。

制御部１４は、電源１１のオンオフ制御、電流測定部１２における測定タイミングの制御、および演算部１３の動作を初めとする各種の動作を制御するものである。

次に、分析装置１の動作の一例について説明する。

図７にフローチャートで示したように、分析装置１では、バイオセンサ２が装着された場合に、まずバイオセンサ２のキャピラリ２３に液体が供給されたか否かを判断する（Ｓ１）。この判断は、バイオセンサ２における作用極２４と対極２５との間が液絡したか否かを検出することにより行なわれる。すなわち、バイオセンサ２に液体が供給された場合には、バイオセンサ２のキャピラリ２３において生じる毛細管力によってキャピラリ２３が液体により満たされる。そのため、作用極２４と対極２５との間に電源１１によって電圧を印加しておくことにより作用極２４と対極２５との間に電流が流れるため、作用極２４と対極２５との間が液絡したか否かを検出することができる。

制御部１４は、バイオセンサ２に液体が供給された判断した場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、バイオセンサ２に供給された液体が試料およびコントロール液のいずれであるかを判別する（Ｓ２〜Ｓ６）。

まず、電源１１によって作用極２４と対極２５と電圧を印加した状態において、電流測定部１２によって作用極２４および対極２５によって応答電流を一定時間毎に測定する（Ｓ２）。応答電流を測定する時間間隔は、たとえば０．０１秒〜１秒の範囲から選択される。

一方、作用極２４と対極２５と間への印加電圧は、たとえば０．１〜１．０Ｖとされる。作用極２４と対極２５と間へ電圧印加パターンは、作用極２４と対極２５との間の液絡が確認された時点を０秒として、たとえば図８Ａないし図８Ｃに示したパターンから選択される。図８Ａに示した電圧印加パターンは、液絡確認時点から一定電圧Ｖ１を一定時間Ｔ１だけ印加した後に、一定時間（Ｔ２−Ｔ１）の間電圧の印加を中止してから、最初よりも小さい一定電圧Ｖ２を印加するものである。図８Ｂに示した電圧印加パターンは、液絡確認時点から一定電圧Ｖを一定時間Ｔ１だけ印加した後に、一定時間（Ｔ２−Ｔ１）の間電圧の印加を中止してから、最初と同じ一定電圧Ｖを印加するものである。図８Ｃに示した電圧印加パターンは、液絡確認時点から一定電圧Ｖを継続的に印加するものである。

次いで、演算部１３は、応答電流のピーク値または最終値を決定するとともに（Ｓ３）、ピーク値または最終値に対する相対値を演算する（Ｓ４）。ここで、図８Ａおよび図８Ｂに示した電圧印加パターンでは、時間Ｔ１までと、時間Ｔ２以降のそれぞれにおいてピーク値が現れることとなるが、Ｓ３においては、試料とコントロール液とを区別できる限りにおいては、いずれのピーク値を採用してもよい。また、最終値とは、予め定められた応答電流測定時間における最終的な応答電流値をいう。

演算部１３はさらに、先に演算した相対値の変化率を演算し（Ｓ５）、この変化率に基づいて、制御部１４は試料とコントロール液とを判別する（Ｓ６）

制御部１４は、たとえば複数の特定時間における変化率の合計が予め定めた閾値以上のときに、キャピラリ２４に供給された液体が試料であると判断し、変化率が閾値よりも小さいときにコントロール液であると判断する。ここで、変化率の合計および閾値は、試料の種類、分析すべき特定成分の種類、コントロール液の組成、および電圧印加パターンなどにより決定すればよい。たとえば液絡時点から継続して一定電圧を印加して血液中のグルコースを分析する場合には、制御部１４は、液絡時点から３．８秒後、４．０秒後、および４．２秒後における変化率の合計が「−３」以上のときに液体が試料であると判断し、変化率の合計が「−３」よりも小さいときに液体がコントロール液であると判断するように構成される。

制御部１４はまた、第１の特定時間における変化率と複数の第２の特定時間における変化率との差分の合計が一定値以上のときに試料であると判断し、差分の合計が一定値よりも小さいときにコントロール液であると判断するように構成してもよい。たとえば液絡時点から継続して一定電圧を印加して血液中のグルコースを分析する場合には、制御部１４は、液絡時点から３．０秒後と２．２秒後との差分、３．０秒後と２．４秒後との差分、３．０秒後と２．６秒後との差分、および３．０秒後と２．８秒後との差分の合計が「０．２」以上のときに液体が試料であると判断し、差分の合計が「０．２」よりも小さいときに液体がコントロール液であると判断するように構成してもよい。

制御部１４はさらに、複数の特定時間の変化率の平均値が一定値以上のときにコントロール液とであると判断し、平均値が一定値よりも小さいときに試料であると判断するように構成してもよい。たとえば、液絡時点から継続して一定電圧を印加して血液中のグルコースを分析する一方でコントロール液としてマンノースを含むものを使用する場合には、制御部１４は、液絡時点から１．０秒〜２．０秒の間の変化率の平均値が「−０．０１７５」以上のときに液体がコントロール液であると判断し、変化率が「−０．０１７５」よりも小さいときに液体が試料であると判断するように構成してもよい。

制御部１４は、液体が試料であると判断した場合には（Ｓ６：ＹＥＳ）、試料中の特定成分の分析を行い（Ｓ７）、液体がコントロール液であると判断した場合には（Ｓ６：ＮＯ）、コントロール液を用いて分析装置１の状態を検査する（Ｓ８）。この検査は、通常の試料分析と同様に行なわれ、たとえばコントロール液を分析したときの特定成分が所定の範囲にあるときに分析装置１が正常に稼動していると判断する一方で、特定成分の濃度が所定の範囲にないときに分析装置１に異常があると判断する。

分析装置１では、全血などの試料とコントロール液とが自動的に判別される。そのため、コントロール液を測定する際に、ユーザがコントロール液を測定するためのモード選択を行なう必要はなく、ユーザの負担が軽減される。また、コントロール液を自動で判別するようにすれば、通常の測定モードからコントロール液測定モードへのモード変更を行なわずに分析装置１の検査を行なってしまい、それとは逆に、コントロール液測定モードから通常の測定モードへのモード変更を行なわずに試料の測定を行なってしまうといった事態も生じない。その結果、正確な検査結果あるいは測定結果を得られるようになり、再検査や再測定の必要が生じない。

本発明は、先に説明した実施の形態には限定されない。たとえば、分析装置１やバイオセンサ２の構成は図示したものには限定されない。

本実施例では、既存の血糖値測定装置とバイオセンサとを用いる血糖値測定システムにおいて、応答電流の変化率に基づいて血液試料とコントロール液とを判別することができるか否かを検討した。

血糖値測定装置としては「ＧＴ−１８１０」（アークレイ株式会社製）を用い、バイオセンサとしては「Ｇセンサー」（アークレイ株式会社製）を用いた。

血液試料としては、ヘマトクリット値（Ｈｃｔ）およびグルコース濃度の異なる９種類の全血を使用した。Ｈｃｔは２０％、４２％および６０％に設定し、グルコース濃度は６０ｍｇ／ｄＬ、１２０ｍｇ／ｄＬおよび３２０ｍｇ／ｄＬに設定した。血液試料は、各種３サンプル、合計２７サンプル使用した。コントロール液としてしては、下記表１の示した組成のものを使用した。

応答電流は、バイオセンサの作用極と対極との間に、図９に示したパターンで電圧印加することにより測定した。応答電流の測定結果は、コントロール液については図１０に、全血については図１１Ａないし図１１Ｃにそれぞれ示した。

図１０および図１１Ａないし図１１Ｃを比較すれば分かるように、応答電流のみからでは、低濃度、中濃度および高濃度の全てのコントロール液を、様々なＨｃｔおよびグルコース濃度の全血と区別するのは困難であった。

次に、応答電流のピーク値に対する相対値を演算するとともに、相対値の変化率を演算した。変化率の演算結果については図１２Ａおよび図１２Ｂに示した。

図１２Ａおよび図１２Ｂを比較すれば分かるように、応答電流のピーク値に対する相対値の変化率は、コントロール液と全血とで異なったものとなっていた。とくに、応答時間が０．５秒から１．０秒の範囲では、コントロール液と全血との間における変化率の相違が大きかった。そこで、変化率の０．５秒値、０．６秒値、０．７秒値、０．８秒値０．９秒値および１．０秒値の合計値を演算し、その合計値についてコントロール液と全血とを比較したところ、閾値を「−０．１」に設定すれば、１００％の確率でコントロール液と全血とを判別できた。

次に、応答電流の最終値（測定時間が１５秒のときの応答電流値）に対する相対値を演算するとともに、相対値の変化率を演算した。変化率の演算結果については図１３Ａおよび図１３Ｂに示した。

図１３Ａおよび図１３Ｂを比較すれば分かるように、応答電流の最終値に対する相対値の変化率は、コントロール液と全血とで異なったものとなっていた。とくに、応答時間が０．５秒から１．０秒の範囲では、コントロール液と全血との間における変化率の相違が大きかった。そこで、変化率の０．５秒値、０．６秒値、０．７秒値、０．８秒値０．９秒値および１．０秒値の合計値を演算し、その合計値についてコントロール液と全血とを比較したところ、閾値を「−０．５」に設定すれば、１００％の確率でコントロール液と全血とを判別できた。

本実施例では、実施例１と同様にして既存の血糖値測定装置とバイオセンサとを用いる血糖値測定システムにおいて、応答電流の変化率に基づいて血液試料とコントロール液とを判別することができるか否かを検討した。

血糖値測定装置としては「ＧＴ１６４１／６１」（アークレイ株式会社製）を用い、バイオセンサとしては「ダイアセンサー」（アークレイ株式会社製）を用いた。

血液試料としては、実施例１と同様の全血試料（９種類、２７サンプル）を用い、コントロール液としては下記表２に示した組成のものを用いた。

応答電流は、バイオセンサの作用極と対極との間に、図１４に示したパターンで電圧印加することにより測定した。応答電流の測定結果は、コントロール液については図１５に、全血については図１６Ａないし図１６Ｃにそれぞれ示した。

図１５および図１６Ａないし図１６Ｃを比較すれば分かるように、応答電流のみからでは、低濃度、中濃度および高濃度の全てのコントロール液を、様々なＨｃｔおよびグルコース濃度の全血と区別するのは困難であった。

次に、応答電流のピーク値に対する相対値を演算するとともに、相対値の変化率を演算した。ピーク値としては、電圧を再印加したときの応答電流のピーク値を採用した。変化率の演算結果については図１７Ａおよび図１７Ｂに示した。

図１７Ａおよび図１７Ｂを比較すれば分かるように、応答電流のピーク値に対する相対値の変化率は、コントロール液と全血とで異なったものとなっていた。とくに、応答時間が０．５秒から１．０秒の範囲では、コントロール液と全血との間における変化率の相違が大きかった。そこで、変化率の１秒値と０．５秒値との差分、１秒値と０．６秒値との差分、１秒値と０．７秒値との差分、１秒値と０．８秒値との差分、および１秒値と０．９秒値との差分の合計値を演算し、その合計値についてコントロール液と全血とを比較したところ、閾値を「−０．１」に設定すれば、１００％の確率でコントロール液と全血とを判別できた。

次に、応答電流の最終値（測定時間が１５秒のときの応答電流値）に対する相対値を演算するとともに、相対値の変化率を演算した。変化率の演算結果については図１８Ａおよび図１８Ｂに示した。

図１８Ａおよび図１８Ｂを比較すれば分かるように、応答電流の最終値に対する相対値の変化率は、コントロール液と全血とで異なったものとなっていた。とくに、応答時間が０．５秒から１．０秒の範囲では、コントロール液と全血との間における変化率の相違が大きかった。そこで、変化率の１秒値と０．５秒値との差分、１秒値と０．６秒値との差分、１秒値と０．７秒値との差分、１秒値と０．８秒値との差分、および１秒値と０．９秒値との差分の合計値を演算し、その合計値についてコントロール液と全血とを比較したところ、閾値を「−０．２４」に設定すれば、１００％の確率でコントロール液と全血とを判別できた。

本実施例では、実施例１と同様にして既存の血糖値測定装置とバイオセンサとを用いる血糖値測定システムにおいて、応答電流の変化率に基づいて血液試料とコントロール液とを判別することができるか否かを検討した。

血糖値測定装置としては「ＧＴ１９１０」（アークレイ株式会社製）を用い、バイオセンサとしては「Ｇｌｕｃｏｃａｒｄ Ｘ−ＳＥＮＳＯＲ」（アークレイ株式会社製）を用いた。

血液試料としては、実施例１と同様の全血試料（９種類、２７サンプル）を用い、コントロール液としては下記表３に示した組成のものを用いた。

応答電流は、バイオセンサの作用極と対極との間に、図１９に示したパターンで電圧印加することにより測定した。応答電流の測定結果は、コントロール液については図２０に、全血については図２１Ａないし図２１Ｃにそれぞれ示した。

図２０および図２１を比較すれば分かるように、応答電流のみからでは、低濃度、中濃度および高濃度の全てのコントロール液を、様々なＨｃｔおよびグルコース濃度の全血と区別するのは困難であった。

次に、応答電流の最終値（測定時間が５秒のときの応答電流値）に対する相対値を演算するとともに、相対値の変化率を演算した。変化率の演算結果については図２２Ａおよび図２２Ｂに示した。

図２２Ａおよび図２２Ｂを比較すれば分かるように、応答電流の最終値に対する相対値の変化率は、コントロール液と全血とで異なったものとなっていた。とくに、応答時間が３．４秒から５．０秒の範囲では、コントロール液と全血との間における変化率の相違が大きかった。そこで、変化率の３．４秒値、３．６秒値、３．８秒値、４．０秒値、４．２秒値、４．４秒値、４．６秒値、４．８秒値、５．０秒値の合計値を演算し、その合計値についてコントロール液と全血とを比較したところ、閾値を「−０．１８」に設定すれば、１００％の確率でコントロール液と全血とを判別できた。

本実施例では、コントロール液への添加物の種類が、応答電流の変化率に基づくコントロール液と試料と判別に与える影響を検討した。

コントロール液としては、上記表３を基本組成（無添加）とし、この基本組成に添加物としてマンノース、キシロースまたはガラクトースを加えたものを使用した。添加物の添加量は、４．０Ｍとした。試料としては、実施例１と同様のもの（９種類、２７サンプル）を使用した。

応答電流は、血糖値測定装置として「ＧＴ１９１０」（アークレイ株式会社製）を用い、バイオセンサとして「Ｇｌｕｃｏｃａｒｄ Ｘ−ＳＥＮＳＯＲ」（アークレイ株式会社製）を用いて測定した。バイオセンサの作用極と対極との間に対する電圧印加パターンは、図１９に示した通りとした。

その一方で、測定された応答電流値に基づいて、応答電流のピーク値（最大値）に対する相対値の変化率を演算した。相対値の変化率については、図２３Ａに１．４秒から２．４秒までの平均値として、図２３Ｂに１．０秒から２．０秒までの平均値として、図２３Ｃに１．８秒から２．２秒までの平均値として示した。

図２３Ａないし図２３Ｃから分かるように、一定の時間範囲における変化率の平均値においては、添加物としてマンノースを用いた場合に全血と差異が明らかなものとなった。したがって、コントロール液にマンノースなどの適宜のものを添加し、一定時間範囲における変化率の平均値を演算することによって、コントロール液と全血とを判別することが可能となる。

以上のことから分かるように、応答電流値のピーク値に対する相対値の変化率に基づけば、種々の血糖値測定装置とバイオセンサとの組み合わせにおいても、コントロール液と全血との間で変化率の差異を大きな部分を利用して演算式および閾値を適切に設定すれば、コントロール液と全血とを適切に判別することができる。また、コントロール液にマンノースのような添加物を添加することにより、コントロール液と全血とをより適切に判別することができることが伺える。

Claims (19)

1. 作用極および対極を有する分析用具を用いて試料中の特定成分を分析するシステムにおいて、試料とコントロール液とを判別する方法であって、
   上記作用極と上記対極との間に電圧を印加する第１ステップと、
   上記作用極および上記対極を利用して応答電流を一定時間毎に測定する第２ステップと、
   上記応答電流のピーク値または最終値に対する相対値を演算する第３ステップと、
   上記相対値の変化率を演算する第４ステップと、
   上記変化率に基づいて、試料とコントロール液とを判別する第５ステップと、
   を含んでいる、コントロール液の判別方法。
2. 上記第５ステップにおいては、複数の特定時間における変化率の合計が一定値以上のときに試料であると判断され、上記合計が上記一定値よりも小さいときにコントロール液であると判断される、請求項１に記載のコントロール液の判別方法。
3. 上記第５ステップにおいては、第１の特定時間における変化率と複数の第２の特定時間における変化率との差分の合計が一定値以上のときに試料であると判断され、上記差分が上記一定値よりも小さいときにコントロール液であると判断される、請求項１に記載のコントロール液の判別方法。
4. 上記第５ステップにおいては、複数の特定時間の変化率の平均値が一定値以上のときにコントロール液であると判断され、上記平均値が上記一定値よりも小さいときに試料であると判断される、請求項１に記載のコントロール液の判別方法。
5. 上記コントロール液として、マンノースを含むものを使用する、請求項４に記載のコントロール液の判別方法。
6. 上記第１ステップは、上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を継続的に印加することにより行なわれ、
   上記第３ステップにおいては、上記第２ステップにおいて得られる応答電流の最大値をピーク値として演算が行なわれる、請求項１に記載のコントロール液の判別方法。
7. 上記第１ステップは、上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を一定時間印加した後に電圧の印加を一定時間中止し、さらに上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を印加することにより行なわれ、
   上記第３ステップにおいては、上記第２ステップにおいて得られる応答電流の複数のピーク値から選択されるピーク値を用いて演算が行なわれる、請求項１に記載のコントロール液の判別方法。
8. 上記第１ステップは、上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を継続的に印加することにより行なわれ、
   上記第３ステップにおいては、上記第２ステップにおいて得られる応答電流の最終値を用いて演算が行なわれる、請求項１に記載のコントロール液の判別方法。
9. 上記第１ステップは、上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を一定時間印加した後に電圧の印加を一定時間中止し、さらに上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を印加することにより行なわれ、
   上記第３ステップにおいては、上記第２ステップにおいて得られる応答電流の最終値を用いて演算が行なわれる、請求項１に記載のコントロール液の判別方法。
10. 上記試料は全血であり、上記特定成分はグルコースである、請求項１に記載のコントロール液の判別方法。
11. 作用極および対極を有する分析用具を用いて試料中の特定成分を分析する分析装置であって、
    上記作用極と上記対極との間に電圧を印加するための電圧印加手段と、
    上記作用極と上記対極との間に電圧を印加したときの応答電流を一定時間毎に測定する電流測定手段と、
    上記応答電流のピーク値または最終値に対する相対値を演算するとともに上記相対値の変化率を演算する演算手段と、
    上記演算手段において演算された上記変化率に基づいて、試料とコントロール液とを判別する制御手段と、
    を備えている、分析装置。
12. 上記制御手段は、複数の特定時間における変化率の合計が一定値以上のときに試料であると判断し、上記合計が上記一定値よりも小さいときにコントロール液であると判断するように構成されている、請求項１１に記載の分析装置。
13. 上記制御手段は、第１の特定時間における変化率と複数の第２の特定時間における変化率との差分の合計が一定値以上のときに試料であると判断し、上記差分が上記一定値よりも小さいときにコントロール液であると判断するように構成されている、請求項１１に記載の分析装置。
14. 上記制御手段は、複数の特定時間の変化率の平均値が一定値以上のときにコントロール液であると判断し、上記平均値が上記一定値よりも小さいときに試料であると判断するように構成されている、請求項１１に記載の分析装置。
15. 上記制御手段は、上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を継続的に印加するために上記電圧印加手段を制御するように構成されており、
    上記演算手段は、上記電流測定手段において測定される応答電流の最大値をピーク値として上記変化率を演算するように構成されている、請求項１１に記載の分析装置。
16. 上記制御手段は、上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を一定時間印加した後に電圧の印加を一定時間中止し、さらに上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を印加するために上記電圧印加手段を制御するように構成されており、
    上記演算手段は、上記電流測定手段において測定される応答電流の複数のピーク値から選択されるピーク値を用いて上記変化率を演算するように構成されている、請求項１１に記載の分析装置。
17. 上記制御手段は、上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を継続的に印加するために上記電圧印加手段を制御するように構成されており、
    上記演算手段は、上記電流測定手段において測定される応答電流の最終値を用いて上記変化率を演算するように構成されている、請求項１１に記載の分析装置。
18. 上記制御手段は、上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を一定時間印加した後に電圧の印加を一定時間中止し、さらに上記作用極と上記対極との間に一定の電圧を印加するために上記電圧印加手段を制御するように構成されており、
    上記演算手段は、上記電流測定手段において測定される応答電流の最終値を用いて上記変化率の演算を行うように構成されている、請求項１１に記載の分析装置。
19. 上記試料としての全血中における上記特定成分としてのグルコースを分析するように構成されている、請求項１１に記載の分析装置。

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