KR20060060748A - 시료 분석 방법 및 시료 분석 장치 - Google Patents

시료 분석 방법 및 시료 분석 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20060060748A
KR20060060748A KR1020067008068A KR20067008068A KR20060060748A KR 20060060748 A KR20060060748 A KR 20060060748A KR 1020067008068 A KR1020067008068 A KR 1020067008068A KR 20067008068 A KR20067008068 A KR 20067008068A KR 20060060748 A KR20060060748 A KR 20060060748A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
sample
time
analysis
double
Prior art date
Application number
KR1020067008068A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100771457B1 (ko
Inventor
타쿠지 카와이
Original Assignee
아크레이 인코퍼레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아크레이 인코퍼레이티드 filed Critical 아크레이 인코퍼레이티드
Publication of KR20060060748A publication Critical patent/KR20060060748A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100771457B1 publication Critical patent/KR100771457B1/ko

Links

Images

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
    • G01N27/416—Systems
    • 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
    • G01N27/3273—Devices therefor, e.g. test element readers, circuitry
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/11—Automated chemical analysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/11—Automated chemical analysis
    • Y10T436/112499—Automated chemical analysis with sample on test slide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/11—Automated chemical analysis
    • Y10T436/115831—Condition or time responsive
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/12—Condition responsive control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/14—Heterocyclic carbon compound [i.e., O, S, N, Se, Te, as only ring hetero atom]
    • Y10T436/142222—Hetero-O [e.g., ascorbic acid, etc.]
    • Y10T436/143333—Saccharide [e.g., DNA, etc.]
    • Y10T436/144444—Glucose

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

본 발명은, 분석용구(２)로부터의 출력에 상관한 물리량을 출력하는 ２중적분 회로(11)를 이용해서 시료를 분석하는 기술에 관한 것이다. 본 발명에서는, ２중적분 회로(11)에 대한 분석용구(２)의 출력의 입력 개시로부터 ２중적분 회로(11)로부터의 물리량의 출력 개시까지의 시간간격을, 분석용구(２)에 시료가 공급된 것을 확인하는 전후에 있어서 다른 것으로 하였다.
시료 분석, 시료 분석 장치, 글루코오스, 2중적분 회로

Description

시료 분석 방법 및 시료 분석 장치{Specimen Analysis Method and Specimen Analysis Device}
본 발명은 시료(예를 들면 혈액이나 소변 등의 생화학적 시료)에 있어서 특정 성분(예를 들면 글루코오스, 콜레스테롤 또는 유산 등)을 분석하는 기술에 관한 것이다.
혈액 중의 글루코오스 농도를 측정할 경우, 간편한 수법으로서, 일회용으로서 구성된 글루코오스 센서를 이용하는 방법이 채용되고 있다(예를 들면 일본 특공 평 8-10208호 공보 참조). 글루코오스 센서로서는, 분석 장치에 장착했을 때에, 혈당치의 연산에 필요한 응답 전류치를 출력할 수 있도록 구성된 것이 있다. 이 경우, 분석 장치에 있어서는, 콘덴서를 구비한 ２중적분 회로를 이용해서 응답 전류치의 크기가 결정되고 있고, 결정된 응답 전류치에 근거해서 혈당치의 연산이 행해지고 있다. 응답 전류치의 결정은, 도 11A 및 도 11B에 나타낸 것과 같이, 콘덴서에 있어서 응답 전류치에 상관한 전하를 일정시간(T1)만 충전한 후에 콘덴서로부터 전하를 방전시켰을 때의 방전시간(T2)에 근거해 행해지고 있다. 이와 같은 응답 전류치의 결정은, 도 12에 나타낸 것과 같이 일정한 시간간격(t)마다 행해지고 있다. 한편, 혈당치의 연산을 행하기 위한 응답 전류치(I1)는 글루코오스 센서에 혈액이 공급된 것이 확인된 시점(t0)으로부터 특정 시간 경과한 시점(t1)에 있어서 샘플링 되고 있다. 글루코오스 센서에 혈액이 공급된 것의 확인은, 예를 들면 측정된 응답 전류치가 미리 정해진 역치(値)(I2)를 초과했는지 안했는지를 확인하는 것에 의해 행해지고 있다.
２중적분 회로를 이용한 응답 전류치의 결정 방법에서는, 응답 전류치를 정밀도 좋게 결정하기 위해서는, 콘덴서로의 충전시간(T1)을 길게 설정하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 응답 전류치의 측정 정밀도의 관점에서는, 응답 전류치를 측정하는 시간간격(t)을 비교적 큰 것으로 설정하지 않을 수 없다.
한편, 글루코오스 센서에 혈액이 공급된 초기 단계에 있어서는, 도 12로부터 알 수 있듯이, 응답 전류치가 급격하게 커진다. 따라서 응답 전류치를 측정하는 시간간격(t)을 비교적 크게 설정한 경우에는, 응답 전류치가 역치(I2)를 크게 초과한 단계에서 글루코오스 센서에 혈액이 공급된 것이 확인될 우려가 있다. 그 때문에, 응답 전류치를 측정하는 시간간격(t)을 비교적 크게 설정한 경우에는, 혈액이 공급된 시점을 정확하게 특정할 수 없게 되어 버린다. 이와 같은 부정확함은, 혈액이 공급된 시점에서 연산용의 응답 전류치를 샘플링할 때까지의 시간이 측정마다 불규 칙하게 되는 원인으로 되고, 이것이 혈당치의 측정 정밀도를 저하시키는 요인으로 될지도 모른다.
특허 문헌 1: 특공 평 8-10208호 공보
본 발명은 분석용구에 시료가 공급된 시점을 정확하게 파악하는 한편, 연산에 이용되는 분석용구로부터의 출력을 정밀도 좋게 파악하여, 시료 분석의 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 제 1측면에 의해 제공되는 시료 분석 방법은, 분석용구로부터의 출력에 근거해서, 상기 분석용구에 시료가 공급된 것을 확인하기 위한 제 1단계와, 상기 분석용구에 시료가 공급된 것이 확인되고 나서 일정시간 경과할 때까지에 있어서, 상기 분석용구로부터의 출력의 레벨을, 상기 일정시간 경과시를 포함해서 １회 이상 파악하기 위한 제 2단계와, 상기 일정시간 경과시에 있어서 상기 분석용구로부터의 출력에 근거해서, 시료의 분석에 필요한 연산을 행하는 제 3단계를 포함하는 시료 분석 방법에 있어서, 상기 제 1 및 제 2단계에 있어서 상기 분석용구로부터의 출력의 파악은, ２중적분 회로에 상기 분석용구로부터의 출력을 입력시켰을 때의 상기 ２중적분 회로로부터의 출력에 근거해서 행해지고, 상기 제 1단계에 있어서는, 상기 ２중적분 회로에 대한 입력 개시로부터 상기 ２중적분 회로로부터의 출력 종료까지의 시간인　제 １특정 시간마다, 상기 ２중적분 회로로부터의 출력의 레벨을 반복해서 파악하고, 상기 제 ２단계에 있어서는, 상기 ２중적분 회로로부터의 출력의 레벨의 파악시에 있어서, 상기 ２중적분 회로에 대한 입력 개시로부터 상기 ２중적분 회로로부터의 출력 종료까지의 시간인 제 ２특정 시간을, 상기 제 １특정 시간과 비교해서 길게 설정하는 것이다.
제 ２단계에 있어서는, 예를 들면 상기 일정시간 경과시에 있어서 분석용구로부터의 출력은, ２중적분 회로에 대한 분석용구로부터의 출력의 입력 및 ２중적분 회로로부터의 출력을, 상기 제 ２특정 시간마다 반복함으로써 파악된다.
제 1특정시간은 10∼30msec의 범위로부터 선택하는 것이 바람직하고, 제 ２특정 시간은, 30∼300msec의 범위로부터 선택하는 것이 바람직하다.
２중적분 회로로서는, 예를 들면 분석용구로부터의 출력을 전하로서 축적한 후에 축적한 전하를 방출하는 콘덴서를 구비하고, 또한 분석용구로부터의 출력을 콘덴서에 있어서 방전시간에 근거해서 파악할 수 있도록 구성된 것이 사용된다. 이 경우, 제 １단계에 있어서 제 １특정 시간에서의 콘덴서에 대한 충전시간은, 제 2단계에 있어서 제 2특정 시간에서의 콘덴서에 대한 충전시간에 비해서 짧게 설정된다. 콘덴서에 있어서 충전시간은, 제 1단계에 있어서는 5∼15msec의 범위로부터 선택하고, 상기 제 ２단계에 있어서는 15∼150msec의 범위로부터 선택하는 것이 바람직하다.
분석용구로서는, 예를 들면 전기적 물리량을 출력하기 위한 전극을 구비한 것이 사용된다. 바람직하게는, 분석용구로서는, 시료 중의 특정 성분과 전극과의 사이의 전자 주고받기를 촉진하기 위한 １이상의 시약을 포함한 시약부와, 시료와 １이상의 시약과의 공존계에 대해서 전압을 인가할 때에, 상기 전극과 동시에 이용되는 추가의 전극을 구비한 것이 사용된다. 이 경우, 분석용구에 있어서는, 전극 및 추가의 전극을 이용해서 상기 공존계에 전압을 인가하는 것에 의해, 전극으로부터 전류로서 전기적 물리량이 출력된다.
분석용구로서는, 예를 들면 시료로서 혈액을 이용하도록 구성된 것이 사용된다. 물론, 본 발명은, 혈액 이외의 시료, 예를 들면 소변이나 타액(唾液)을 이용하도록 구성된 분석용구를 사용하는 경우에도 적용할 수 있다.
본 발명의 제 ２측면에 있어서는, 분석용구를 장착해서 사용하고, 또한 상기 분석용구로부터의 출력에 근거해서 분석용구에 공급된 시료의 분석을 행하는 분석 장치에 있어서, 상기 분석용구로부터의 출력이 입력되고, 또한 그 입력에 상관한 물리량을 출력하는 ２중적분 회로와, 상기 ２중적분 회로에 상기 분석용구로부터의 출력을 입력시키는 타이밍 및 상기 ２중적분 회로로부터 상기 물리량을 출력시키는 타이밍을 제어하는 제어 수단을 구비한 분석 장치에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 ２중적분 회로에 대한 입력 개시로부터 상기 ２중적분 회로로부터의 출력 개시까지의 시간간격을, 상기 분석용구에 시료가 공급된 것을 확인하기까지 비교해, 상기 분석용구에 시료가 공급된 것이 확인된 후의 경우가 길어지도록 제어하도록 구성되어 있는 시료 분석 장치가 제공된다.
２중적분 회로는, 예를 들면 분석용구로부터의 출력을 전하로서 축적한 후에 축적한 전하를 방출하기 위한 콘덴서를 구비하고, 또한 분석용구로부터의 출력을 콘덴서에 있어서 방전시간에 근거해서 파악할 수 있도록 구성된다. 이 경우, 제어 수단은 콘덴서에 대한 충전시간을, 분석용구에 시료가 공급된 것을 확인하기까지 비교해서, 상기 분석용구에 시료가 공급된 것이 확인된 후의 경우가 길어지도록 제어하도록 구성된다.
분석용구로서 전기적 물리량을 출력하기 위한 전극을 구비하고 있는 것을 사용하는 경우에 있어서는, 본 발명의 시료 분석 장치는 ２중적분 회로가 직접 또는 간접적으로 그라운드 접속된 상태와, ２중적분 회로가 상기 전극에 접속되는 상태를 선택하기 위한 스위치를 추가로 구비한 것으로서 구성된다. 이 경우, 제어 수단은 스위치를 변환 제어하는 것에 의해, ２중적분 회로에 대한 분석용구로부터의 출력을 입력시키는 타이밍과, ２중적분 회로로부터 상기 물리량을 출력시키는 타이밍을 제어하도록 구성된다.
여기서, ２중적분 회로가 간접적으로 그라운드 접속된 상태란, ２중적분 회로와 그라운드와의 사이에, 예를 들면 기준 전원이 개재하고 있는 상태를 가리킨다.
도 1은, 본 발명에 관계된 분석 장치에 대해서 바이오센서를 장착한 상태를 나타내는 개념도이다.
도 2는, 도 1에 나타낸 바이오센서의 전체 사시도이다.
도 3은, 도 2의 III－III 선에 따른 단면도이다.
도 4는, 도 2에 나타낸 바이오센서의 분해 사시도이다.
도 5는, 응답치의 경시적 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은, A/D 변환기로부터의 출력 파형을 나타내는 것이고, 도 6A는 바이오센서에 대해서 혈액이 공급된 것이 확인되기까지의 출력 파형, 도 6B는 바이오센서에 대해서 혈액이 공급된 것이 확인된 후의 출력 파형이다.
도 7은, 도 7A는 혈액 공급 확인까지의 １사이클의 출력 파형, 도 7B는 혈액 공급 확인 후의 １사이클의 출력 파형이다.
도 8은, 분석 장치에 있어서 혈당치 측정 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 9는, 분석 장치에 있어서 혈액 공급 확인 처리 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 10은, 분석 장치에 있어서 응답치 측정 처리 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 11은, 종래의 분석 장치에 있어서 2중적분 회로로부터의 출력 파형을 나타내는 것으로, 도 11A는 혈액 공급이 확인될 때까지의 출력 파형, 도 11B는 혈액 공급이 확인된 후의 출력 파형이다.
도 12는, 종래의 분석 장치에 있어서 응답 전류치의 경시적 변화를 나타내는 그래프이다.
도 1에 나타낸 것과 같이, 분석 장치(1)는 바이오센서(2)를 장착해서 사용하는 것이고, 전류/전압 변환 회로(10), A/D 변환기(11), 회로용 전원(12), 비교 회 로(13), 클록 펄스 발진기(14), 카운터(15) 및 제어 회로(16)를 갖고 있다.
분석 장치(1)에 있어서 사용된 바이오센서(2)는 전기 화학적 방법에 의해 시료(예를 들면 혈액)에 있어서 특정 성분을 분석하기 위한 것이고, 일회용으로 사용 가능하도록 구성되어 있다. 도 2 내지 도 4에 나타낸 것과 같이, 바이오센서(2)는 기판(20)에 대해서, 슬릿(21a)을 갖는 스페이서(21)를 개재해서 커버(22)를 적층한 형태를 갖고 있고, 상기 각 요소(20~22)에 의해 유로(23)가 형성된 것이다. 유로(23)는 시료 도입구(23a)를 개재해서 도입된 시료를 모세관 현상에 의해 커버(22) 의 구멍 부분(22a)으로 향해서 이동시킴과 동시에, 시료와 시약과의 반응장(反應場)을 제공하기 위한 것이다.
기판(20)에는 반응장에 대해서 전압을 인가하기 위한 작용극(20A) 및 반대의 극(20B)이 형성되어 있다. 작용극(20A) 및 반대의 극(20B)의 단부(20Aa, 20Ba)의 사이는, 시약부(24)에 의해 연결되어 있다. 도 1에 잘 나타나 있는 것과 같이, 작용극(20A) 및 반대의 극(20B)의 단부(20Ab, 20Bb)는 바이오센서(2)를 분석 장치(1)에 장착했을 때에, 분석 장치(1)의 제 1 및 제 2단자(17a, 17b)에 접촉시키기 위한 부분이다. 시약부(24)는 예를 들면 산화 환원 효소 및 전자 전달 물질을 포함한 고체 모양으로 형성되어 있고, 시료가 공급되었을 때에 용해하도록 구성되어 있다. 산화 환원 효소나 전자 전달 물질의 종류는 측정 대상 성분(특정 성분)의 종류 등에 따라 선택된다. 예를 들면 글루코오스 농도를 측정할 경우에는, 산화 환원 효소로서 글루코오스탈수소효소(glucosedehydrogenase)나 글루코오스옥시다아제(glucoseoxidase)가 사용되고, 전자 전달 물질로서 페리시안화칼륨이 사용된다.
도 1에 나타낸 전류/전압 변환 회로(10)는 바이오센서(2)로부터 전류치로서 얻어지는 정보를, 전압치로 변환하고 나서 A/D 변환기(11)에 입력하기 위한 것이다.
A/D 변환기(11)는 입력된 아날로그 양을 디지털 양으로 변환해서 출력하기 위한 것이고, ２중적분 회로로서 구성되어 있다. 이 A/D 변환기(11)는 콘덴서(11A)와, 반전 입력부(11Ba) 및 비반전 입력부(11Bb)를 갖는 연산 증폭기(11B)를 구비하고 있다. 연산 증폭기(11B)는, 스위치(S)를 이용해서 단자(18A, 18B)에 접속 가능하게 구성되어 있다. 따라서 연산 증폭기(11B)에 있어서는, 스위치(S)를 단자(18A, 18B)의 어느 쪽에 접속하는지를 선택하는 것에 의해, 반전 입력부(11Ba)가 전류/전압 변환 회로(10)에 접속되는 상태와, 반전 입력부(11Ba)가 그라운드 접속되는 상태를 선택할 수 있다. 한편, 비반전 입력부(11Ba)는 제 1기준 전원(11C)에 접속되어 있다. 따라서 콘덴서(11A)는 전류/전압 변환 회로(10)에 접속되었을 때에 충전되고, 제 1기준 전원(11C)에 접속되었을 때에 방전된다. 그리고, A/D 변환기(11)의 출력부(11Bc)는 후술하는 비교 회로(13)의 비반전 입력부(13a)에 접속되어 있고, 이 비반전 입력부(13a)에 대해서, 콘덴서(11A)로부터의 방전량(콘덴서(11A)로의 전위차) 나아가서는 바이오센서(2)로부터의 출력에 상관시킨 출력을 입력시킨다.
회로용 전원(12)은 바이오센서(2)에 전압을 인가하고, 각종 전자 부품에 전력을 공급하기 위한 것이다. 회로용 전원(12)으로서는, 예를 들면 건전지 등의 직류 전원이 사용된다.
비교 회로(13)는 A/D 변환기(11)(연산 증폭기(11B))로부터의 출력 나아가서는 바이오센서(2)의 출력을 파악하기 위해 이용되는 것이다. 이 비교 회로(13)는 비반전 입력부(13a)가 A/D 변환기(11)(연산 증폭기(11B))에 접속되어 있는 한편, 반전 입력부(13b)가 제 2기준 전원(13C)에 접속되어 있다. 즉, 비교 회로(13)에서는, A/D 변환기(11)(연산 증폭기(11B))로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 전원 전압보다 큰지 아닌지가 판단되도록 구성되어 있고, A/D 변환기(11)(연산 증폭기(11B))로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 전원 전압보다도 큰 경우에「1」이라는 신호가 출력되는 한편, 상기 출력이 제 2기준 전원(13C)의 전원 전압 이하의 경우에「0」이라는 신호가 출력된다.
클록 펄스 발진기(14)는 일정한 주기로, 카운터(15)에 대해서 클록 펄스 신호를 발진하기 위한 것이다.
카운터(15)는 제어 회로(16)의 제어에 따라, 특정한 기준시로부터 기산한 클록 펄스 신호의 수를 계산하기 위한 것이다.
제어 회로(16)는 각종 요소의 제어를 행하기 위한 것이고, 예를 들면 CPU, ROM 및 RAM에 의해 구성된다. 제어 회로(16)에 있어서는, 예를 들면 카운터(15)에 있어서 클록 펄스 신호의 카운트 수의 확인이나 카운트 수의 리셋, 스위치(S)가 변환하고, 또는 시료중의 특정 성분의 농도 연산이 행해진다.
도 5에는, 바이오센서(2)로부터의 출력(응답 전류치)의 경시 변화의 일예를 나타냈지만, 제어 회로(16)에 있어서 특정 성분의 농도의 연산은, 바이오센서(2)에 시료가 공급된 것이 확인된 시점(t0)으로부터 일정시간(T)이 경과한 시점(t1)에 있어서, 바이오센서(2)로부터 출력되는 응답 전류치에 근거해서 행해진다. 제어 회로(16)에 있어서는, 응답 전류치가 전압치로서 파악되지만, 그 전압치를 측정하는 타이밍 등에 대해서는, 제어 회로(16)에 의해 제어된다.
시료가 공급된 것의 확인은, 도 5 및 도 6A에 나타낸 것과 같이, 제어 회로(16)(도 1참조)에 있어서, 일정시간(T1)마다 응답 전류치를 파악하고, 응답 전류치가 반응을 일으키는 역치를 초과했는지 아닌지를 판단하는 것에 의해 행해진다. 응답 전류치를 샘플링하기 위한 시간간격(T1)은, 예를 들면 10∼30msec로 설정된다.
공급 확인용 응답 전류치의 파악에 있어서는, 먼저 도 1에 실선으로 나타낸 것과 같이, 스위치(S)를 단자(18A)에 접속해서 A/D 변환기(11)를 바이오센서(2)에 접속하고, 바이오센서(2)로부터의 출력(전하)을, 도 7A에 나타낸 것과 같이 일정시간(충전시간)(T1a)의 사이, 콘덴서(11A)에 축적시킨다. 충전시간(T1a)은 예를 들면 5∼15msec로 설정된다. 이어서, 도 1에 가상선으로 나타낸 것과 같이, 스위치(S)를 단자(18B)에 접속해서 A/D 변환기(11)를 그라운드에 접속하고, 콘덴서(11A)로부터 전하를 방출시킨다. 그리고, 제어 회로(16)에 있어서, 비교 회로(13)로부터의 출력에 근거해서, A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 전원 전압치 이하가 될 때까지 필요로 한 방전시간(T1b)(도 7A 참조)을 확인한다. 방전시간(T1b)은 충전시간(T1a)및 제 2기준 전원(13C)의 전원 전압(Eref)을 일정치로 하면, 콘덴서 (11A)에 축적되어 있던 전하의 양, 즉 충전시간(T1a)에 있어서 바이오센서(2)로부터의 출력에 비례한다. 따라서, 도 1에 나타낸 제어 회로(16)에 있어서는, 방전시간(T1b)에 상관시켜, 응답 전류치(바이오센서(2)로부터의 출력)를 전압치(E1)로서 파악할 수 있다.
제어 회로(16)에서는, 도 5 및 도 7A로부터 예상되듯이, 연산용 응답 전류치가 전압치(E1)로서 파악될 때마다, 그 전압치(E1)를 역치(E10)와 비교하고, 파악된 전압치(E1)가 역치(E10)보다도 커진 시점에서, 바이오센서(2)에 시료가 공급되었다고 판단한다. 다만, 제어 회로(16)는 일정시간 경과해도 A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 전원 전압치 이하가 되지 않는 경우에는, 콘덴서(11A)로의 충전량이 크고, 바이오센서(2)로부터의 출력이 크다고 판단할 수 있기 때문에, 역치(E10)와의 비교를 행하는 것 없이, 바이오센서(2)에 시료가 공급되었다고 판단하도록 해도 좋다.
한편, 농도 연산용의 응답 전류치는, 도 5 및 도 ６B에 나타낸 것과 같이, 바이오센서(2)로의 시료의 공급이 확인된 시점(t0)으로부터 일정간격(T2)마다 응답 전류치를 측정하고, 시료의 공급 확인으로부터 일정시간(T(=t1-t0))이 경과한 시점 (t1)에 있어서 응답 전류치로서 파악된다. 이 경우의 응답 전류치는, 도 7A 및 도 7B를 비교하면 알 수 있듯이, 기본적으로는 공급 확인용 응답 전류치와 동일하게 파악된다. 다만, 연산용 응답 전류치를 파악하기 위한 방법은, 다음에 설명하는 점 에 있어서, 공급 확인용 응답 전류치를 파악하기 위한 방법과 다르다. 첫째로, 공급 확인용 응답 전류치를 샘플링하기 위한 시간간격(T2)은, 공급 확인용 응답 전류치를 파악하는 경우의 시간간격(T1)보다도 크게 설정되고, 예를 들면 30∼300msec로 설정된다. 둘째로, 바이오센서(2)로부터의 출력(전하)을, 콘덴서(11A)에 축적하게 하기 위한 충전시간(T2a)도 공급 확인용 응답 전류치를 파악하는 경우의 충전시간(T1a)에 비해서 크게 설정되어 있고, 예를 들면 15∼150msec로 설정된다. 셋째로, 콘덴서(11A)를 충전시키는 전단계로서 결정 시간(settling time)(T2c)을 설치하고, 콘덴서(11A)에 있어서 충전량을 충분히 안정시키고 나서 콘덴서(11A)를 충전하도록 제어된다.
농도 연산용 응답 전류치에 있어서도, 방전시간(T2b)은 충전시간(T2a)및 제 2기준 전원(13C)의 전원 전압(Eref)을 일정치로 하면, 콘덴서(11A)에 축적되어 있던 전하의 양, 즉 충전시간(T2a)에 있어서 바이오센서(2)로부터의 출력에 비례한다. 따라서 도 1에 나타낸 제어 회로(16)에 있어서는, 방전시간(T2b)으로부터 응답 전류치(바이오센서(2)로부터의 출력)를 전압치(E2)로서 파악할 수 있다.
제어 회로(16)에 있어서 시료에 대한 특정 성분의 농도 연산은, 예를 들면 미리 작성된 검량선에 대해서, 전압치(E2)를 적용시키는 것에 의해 행해진다. 검량 선은 예를 들면 전압치(E2)와 특정 성분의 농도와의 관계를 나타내는 함수로서, 또는 대응표로서 작성되어, 제어 회로(16)의 메모리에 기억되어 있다.
다음으로, 바이오센서(2) 및 분석 장치(1)를 이용한 혈당치 측정 방법에 관하여 설명한다. 다만, 이하의 혈당치 측정 방법의 설명에 있어서는, 도 1 및 지정한 도면을 참조하는 것으로 한다. 또한, 분석 장치(1)에서는, 바이오센서(2)를 장착하기 전에는, 스위치(S)가 단자(18A)에 접속되고, A/D 변환기(11)에는 전류/전압 변환 회로(10)가 접속되어 있는 것으로 한다.
분석 장치(1)를 이용한 혈당치 측정에 있어서는, 먼저 사용자가 분석 장치(1)에 대해서 바이오센서(2)를 장착하고, 바이오센서(2)의 시료 도입구(23a)를 개재해서, 유로(23) 내에 혈액을 도입한다(도 3 참조). 이 때, 유로(23)에 있어서는, 모세관 현상에 의해, 혈액이 구멍 부분(22a)으로 향해서 진행한다.
한편, 도 8에 나타낸 것과 같이, 분석 장치(1)에서는, 제어 회로(16)에 있어서, 바이오센서(2)가 장착되었는지 아닌지가 판단된다(S1). 이 판단은, 예를 들면 분석 장치(1)에 있어서 바이오센서(2)를 장착하는 부분에 감압 센서나 광센서 등의 검지 센서를 설치하고, 검지 센서로부터의 출력에 근거해서 행할 수 있다. 물론, 사용자가 버튼 조작을 행하는 것에 의해, 분석 장치(1)에 바이오센서(2)가 장착된 것을 인식시키도록 해도 좋다.
분석 장치(1)에 있어서는, 바이오센서(2)가 장착되어 있지 않다고 판단된 경우에는(S1:NO), 전원이 온(on)된 후에 일정시간 경과했는지 아닌지가 판단된다 (S2). 분석 장치(1)에 있어서 전원 온(on)으로부터 일정시간 경과하고 있지 않다고 판단된 경우에는(S2:NO), 바이오센서(2)가 장착되어 있는지 아닌지를 판단한다 (S1). 이것에 대해서, 분석 장치(1)에 있어서 전원 온(on)으로부터 일정시간 경과했다고 판단된 경우에는(S2:YES), 분석 동작을 행하지 않는다.
한편, 분석 장치(1)에 있어서 바이오센서(2)가 장착되어 있다고 판단된 경우에는(S1:YES), 바이오센서(2)의 작용극(20A) 및 반대의 극(20B)의 사이에 전압을 인가한 후(S3), 바이오센서(2)에 혈액이 공급되었는지 아닌지를 확인한다(S4). 또한, 작용극(20A) 및 반대의 극(20B)의 사이에 대한 전압의 인가는, 분석 장치(1)에 있어서 바이오센서(2)의 장착이 확인되기 전, 즉 분석 장치(1)에 바이오센서(2)가 장착된 시점으로부터 행해도 좋다.
(S4)에 있어서 시료 공급 확인 처리는, 도 5에 나타낸 것과 같이, 일정한 시간간격(T1)마다 설정된 복수의 측정 포인트에 있어서, 작용극(20A)과 반대의 극(20B)(도 3 및 도 4 참조)이 혈액에 의해 액락(液絡)하는 것에 의해 생기는 전류를 전압치로 파악하고, 그 전압치가 일정치(역치)(E10)를 초과하는지 아닌지를 판단하는 것에 의해 행해진다. 즉, 제어 회로(16)에 있어서 작용극(20A)과 반대의 극(20B)과의 사이의 액락을 확인하는 것에 의해, 작용극(20A)에까지 혈액이 도달했는지 아닌지가 판단된다.
전압치의 파악에 있어서는, 도 6A 및 도 9에 나타낸 것과 같이, 먼저, 대상으로 되는 측정 포인트로부터 기산되는 일정시간(T1a)의 사이, 바이오센서(2)에 있 어서 생긴 전류에 의해 A/D변환기(11)의 콘덴서(11A)에 전하가 축적된다 (S11,S12). 측정 포인트로부터 일정시간(T1a)이 경과했는지 아닌지는, 클록 펄스 발진기(14)에 있어서 발진된 클록 펄스의 수를 카운터(15)에 있어서 카운트하고, 제어 회로(16)에 있어서, 카운터(15)에서의 카운트 수가 일정시간(T1a)에 대응하는 카운트 수에 도달했는지 아닌지를 판단하는 것에 의해 행해진다. 이와 같은 판단은, 제어 회로(16)에 있어서 일정시간(T1a)이 경과했다고 판단될 때까지(S12:YES), 반복해서 행해진다(S12).
제어 회로(16)에 있어서 측정 포인트로부터 일정시간(T1a)이 경과했다고 판단된 경우에는(S12:YES), 제어 회로(16)의 제어에 의해 스위치(S)를 단자(18B)에 접속한다(S13). 이것에 의해, A/D 변환기(11)의 반전 입력부(11Ba)가 그라운드 접속되고, 콘덴서(11A)로부터 전하가 방출된다(S14).
한편, 제어 회로(16)에 있어서는, 비교 회로(13)로부터의 출력이「1」인지「0」인지가 확인된다. 보다 구체적으로는, 제어 회로(16)에서는, 비교 회로(13)로부터의 출력이「1」이라고 인식된 경우에는, A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 기준 전원치(Eref)보다도 크다고 판단하는 한편(S15:NO), 비교 회로(13)로부터의 출력이「0」이라고 인식된 경우에는, A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 기준 전원치(Eref)이하라고 판단한다(S15:YES).
제어 회로(16)에 있어서 A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C) 의 기준 전원치(Eref)보다도 크다고 판단된 경우에는(S15:NO), 방전 개시로부터 일정시간(=T1-T1a)(도 7A 참조)이 경과했는지 아닌지가 판단된다(S16). 제어 회로(16)에 있어서 방전 개시로부터 일정시간(=T1-T1a)(도 7A 참조가 경과하고 있지 않다고 판단된 경우에는(Ｓ16:NO), A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 기준 전원치(Eref)이하라고 판단되고(S15:YES), 또는 방전 개시로부터 일정시간(=T1-T1a)(도 7A참조)이 경과했다고 판단될 때까지(S16:YES), (S15) 또는 (S16)의 판단을 반복한다.
제어 회로(16)에 있어서 A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 기준 전원치(Eref)이하라고 판단된 경우에는(S15:YES), 방전 개시로부터 일정시간(=T1-T1a)이 경과했는지 아닌지, 즉 샘플링 타임(T1)이 종료했는지 아닌지가 판단된다(S17). (S17)에서의 판단은, 제어 회로(16)에 있어서 샘플링 타임(T1)이 종료했다고 판단될 때까지(S17:YES), 반복 행해진다.
제어 회로(16)에 있어서 샘플링 타임(T1)이 종료했다고 판단된 경우에는 (S17:YES), 바이오센서(2)로부터의 응답치가 역치(E10)(도 5 참조)를 초과하고 있는지 아닌지가 판단된다(S18). 이 판단은, 바이오센서(2)로부터의 응답 전류치를 전압치로 파악하고, 이 전압치가 역치(E10)(도 5 참조)를 초과하고 있는지 아닌지를 판단하는 것에 의해 행해진다. 응답 전류치의 파악에 있어서는, 먼저 제어 회로 (16)에 있어서, 방전 개시로부터 A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 기준 전원치(Eref)이하가 되기까지의 방전시간(T1b)을, 카운터(15)에 있어서 카운트 수에 근거해서 연산한다. 상술한 것과 같이, 방전시간(T1b)은, 충전시간(T1a)에 있어서 바이오센서(2)로부터의 출력을 반영하고 있고, 이 방전시간(T1b)에 근거해서, 응답 전류치를 전압치로 파악할 수 있다.
제어 회로(16)는 (S18)의 판단에 있어서 응답치가 역치(E10)(도 5 참조)를 초과하고 있지 않다고 판단된 경우에는(S18:NO), (S18)에 있어서 응답치가 역치 (E10)(도 5 참조)를 초과하고 있다고 판단될 때까지(S18:YES), (S11)∼(S18)의 루틴(routine)을 반복 행한다.
한편, 제어 회로(16)는, (S16)에 있어서 A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 기준 전원치(Eref)이하로 되기 전에 샘플링 타임(T1)이 종료되고(S16:YES), 또는 (S18)에 있어서 응답치가 역치(E10)(도 5 참조)이상이라고 판단된 경우에는(S18:YES), 바이오센서(2)에 혈액이 공급됐다고 판단하고(S19), 혈액 공급 확인 처리를 종료한다.
제어 회로(16)에 있어서 바이오센서(2)에의 혈액의 공급이 확인된 경우에는, 그 시점에 있어서는, 적어도 바이오센서(2)의 작용극(20A)에까지 혈액이 진행하고 있는 것으로 된다. 이 때, 유로(23)의 내부에 있어서는, 시약부(24)(도 2∼도 4 참조)가 용해해서 액상 반응계가 구축된다. 이 액상 반응계에서는, 글루코오스가 산 화되는 한편, 전자 전달 물질이 환원된다. 전자 전달 물질은, 작용극(20A) 및 반대의 극(20B)을 이용해서 직류 전압을 인가하는 것에 의해, 산화되고, 그 때에 방출한 전자의 양이 작용극(20A)에 공급되어 응답 전류치로서 측정할 수 있다.
혈액 공급 확인 처리(S4)가 종료된 경우에는, 이어서, 도 ８에 나타낸 것과 같이 응답치 측정 처리를 행한다(S5). 이 응답치 측정 처리(S5)는, 도 10에 나타낸 순서에 따라 실행된다. 먼저, 제어 회로(16)는 카운터(15)에 있어서 카운트 수를 리셋한 후에, 카운터(15)에 있어서 클록 펄스 신호의 카운트를 개시시켜(S21), 카운트 개시로부터 일정시간이 경과했는지 아닌지, 즉 결정 시간(T2c)(도 7B 참조)이 종료했는지 아닌지를 판단한다(S22). 이 판단은, 제어 회로(16)에 있어서 카운터(15)에 있어서 카운트 수가 결정 시간(T2c)에 대응하는 카운트 수에 도달했는지 아닌지에 의해 판단된다.
이어서, 제어 회로(16)는 스위치(S)를 단자(18A)에 접속함과 동시에(S23), 카운터(15)에 있어서 카운트 수를 리셋한 후에, 카운터(15)에 있어서 클록 펄스 신호의 카운트를 개시시킨다(S24). 스위치(S)를 단자(18A)에 접속한 경우에는, 바이오센서(2)가 A/D 변환기(11)에 접속되고, 바이오센서(2)에 있어서 생긴 전류에 근거해서 A/D 변환기(11)의 콘덴서(11A)에 전하가 축적된다(S25).
한편, 제어 회로(16)에 있어서는, 콘덴서(11A)에 대한 충전의 개시로부터 일정시간이 경과했는지 아닌지, 즉 충전시간(T2a)(도 7B 참조)이 종료했는지 아닌지가 판단된다(S26). 이 판단은, 제어 회로(16)에 있어서, 카운터(15)에서의 클록 펄스 신호의 카운트 수가 충전시간(T2a)에 대응하는 카운트 수에 도달했는지 아닌지를 판단하는 것에 의해 행해진다. 이와 같은 판단은, 제어 회로(16)에 있어서 일정시간이 경과했다고 판단될 때까지, 즉 충전시간(T2a)이 종료했다고 판단될 때까지 (S26:YES), 반복 행해진다(S25,S26).
제어 회로(16)에 있어서 충전시간(T2a)이 종료했다고 판단된 경우에는 (S26:YES), 제어 회로(16)는 스위치(S)를 단자(18B)에 접속함과 동시에(S27), 카운터(15)에 있어서 카운트 수를 리셋한 후에, 카운터(15)에 대해서 클록 펄스 신호의 카운트를 개시시킨다(S28). 이것에 의해, A/D 변환기(11)의 반전 입력부(11Ba) 가 그라운드 접속되고, 콘덴서(11A)로부터 전하가 방출된다(S29).
이 때, 제어 회로(16)는 A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 기준 전원치(Eref)이하인지 아닌지를 판단한다(S30). 이 판단은, 혈액 공급 확인 처리(S4)의 경우와 마찬가지로, 제어 회로(16)가 비교 회로(13)로부터의 출력「1」인지「0」인지를 인식하는 것에 의해 행해진다.
제어 회로(16)는 A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 기준 전원치(Eref)이하가 아니라고 판단한 경우(S30:NO)에는, 콘덴서(11A)로부터의 방전을 계속하고(S29), (S30)에 있어서 A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 기준 전원치(Eref)이하라고 판단할 때까지(S30:YES), (S29)에서의 방전 및 (S30)에서의 판단을 반복해서 행하도록 스위치(S) 등을 제어한다.
(S30)에 있어서 A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 기준 전원치(Eref)이하라고 판단된 경우에는(S30:YES), 응답치, 즉 충전시간(T2a)에 있어서 바이오센서(2)로부터의 출력을 연산한다(S31). 응답치는, 제어 회로(16)에 있어서 방전 개시로부터 A/D 변환기(11)로부터의 출력이 제 2기준 전원(13C)의 기준 전원치(Eref)이하로 되기까지의 방전시간(T2b)을 연산한 다음, 이 방전시간(T2b)에 근거해서, 전압치로서 연산된다.
이어서, 제어 회로(16)에 있어서는, 콘덴서(11A)로부터의 방전개시로부터 일정시간(=T2-(T2c+T2a))(도 7B 참조)이 경과했는지 아닌지, 즉 샘플링 타임 (T2)이 종료했는지 아닌지가 판단된다(S32). 이 판단은, 제어 회로(16)에 있어서, 카운터(15)에서의 클록 펄스 신호의 카운트 수가 일정시간(=T2-(T2c+T2a))에 대응하는 카운트 수에 도달했는지 아닌지를 판단하는 것에 의해 행해진다. (S32)에 있어서 샘플링 타임(T2)이 종료했다고 판단된 경우에는(S32:YES), 응답치 측정 처리를 종료한다.
응답치 측정 처리(S5)가 종료된 경우에는, 도 8에 나타낸 것과 같이, 제어 회로(16)에 있어서 혈액 공급이 확인된 시점으로부터 일정시간(T)(도 5 참조)이 경과했는지 아닌지가 판단된다(S6). 즉, 앞의 응답치 측정 처리(S5)가, 연산용 응답치로서 채용하기 위한 샘플링에 해당하는지 아닌지가 판단된다. (S6)의 판단에 있어서 제어 회로(16)가 일정시간(T)을 경과해 있지 않다고 판단된 경우에는 (S6:NO), 제어 회로(16)에 있어서 일정시간(T)이 경과했다고 판단될 때까지 (S6:YES), 응답치 측정 처리(S5)를 반복 행한다.
한편, 제어 회로(16)에 있어서 일정시간(T)이 경과했다고 판단된 경우에는 (S6:YES), 그 판단의 최근에 측정된 응답치를 연산용의 응답치로서 채용하고(S7), 이 응답치에 근거해서 혈당치를 연산한다. 혈당치의 연산은, 상술한대로, 응답치를 검량선에 적용시키는 것에 의해 행해진다.
상술한 바와 같이, 도 1에 나타낸 A/D 변환기(11)(２중적분 회로)를 이용하는 경우, 응답 전류치를 보다 정확하게 파악하기 위해서는, 비교 회로(13)에 있어서, 연산 증폭기(11B)의 반전 입력부(11Ba)로의 입력과 비반전 입력부(11Bb)로의 입력을 보다 정밀도 좋게 비교하고, 방전시간(T1b),(T2b)(도 7A 및 도 7B 참조)를 정밀도 좋게 측정할 필요가 있다. 그를 위해서는, 콘덴서(11A)에서의 충전시간(T1a ),(T2a)를 길게 설정하는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 충전시간(T1a),(T2a)를 짧게 설정하면, 응답 전류치의 측정 정밀도가 저하된다. 그 한편, 충전시간(T1a ),(T2a)을 길게 설정하면, 자연히 방전시간(T1b),(T2b)가 길어지고, 또한 방전 후에 있어서, A/D 변환기(11)로부터의 출력을 제 2기준 전원(13C)의 기준 전원치(Eref)에 접근하기 위해서는, 결정 시간(T2c)을 길게 설정할 필요가 생기고, 샘플링 간격(T1),(T2)을 길게 설정하지 않을 수 없다.
이것에 대해서 분석 장치(1)에서는, 도 7A 및 도 7B로부터 알 수 있듯이, 제 어 회로(16)(도 1 참조)는 바이오센서(2)에 혈액이 공급된 것을 확인하기 위한 응답 전류치의 파악에 있어서는, 샘플링 간격(T1)및 콘덴서(11A)의 충전시간(T1a)이 짧아지게 제어하도록 구성되어 있다. 그 한편으로, 혈당치를 연산하기 위한 응답 전류치의 파악에 있어서는, 제어 회로(16)(도 1 참조)는 샘플링 간격(T2)및 콘덴서(11A)의 충전시간(T2a)이 길어지게 제어하도록 구성되어 있다.
따라서 분석 장치(1)에서는, 바이오센서(2)에 혈액이 공급된 것을 검지되는 시점과, 실제로 바이오센서(2)에 혈액이 공급된 시점과의 어긋남이 작아진다. 게다가, 혈당치의 연산을 행하기 위한 응답치를 정밀도 좋게 파악할 수 있다. 그 결과, 혈액이 공급된 시점에서 연산용의 응답 전류치의 샘플링까지의 시간이 측정마다 불규칙해지는 것을 억제하고, 보다 정밀도 좋게 혈당치를 측정할 수 있게 된다.
본 실시예에 있어서는, 시료의 공급이 확인되고 나서 혈당치를 연산하기 위한 응답치를 샘플링하기까지의 사이에, 복수회의 응답치 측정을 행하는 한편, 혈액의 공급이 확인되고 나서 일정시간 경과 후에 있어서 연산치를 측정하기 위한 응답치를 샘플링하고 있다. 그러나, 본 발명에서는, 응답 전류치의 측정을 상기 일정시간 경과시에 있어서 적어도 1회 행하면 좋다. 또한, 상기 일정시간 경과시까지 복수회의 응답치를 측정하고, 복수회의 응답치의 적산치에 근거해서 혈당치를 연산하도록 해도 좋다.
물론, 본 발명은, 혈액중의 글루코오스 이외의 성분(예를 들면 콜레스테롤 또는 유산)의 분석을 행하고, 또는 혈액 이외의 시료(예를 들면 소변 또는 타액)를 이용해서 시료의 분석을 행하는 분석 장치에 대해서도 적용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 분석용구로부터의 출력에 근거해서, 상기 분석용구에 시료가 공급된 것을 확인하기 위한 제 １단계와, 상기 분석용구에 시료가 공급된 것이 확인되고 나서 일정시간 경과하기까지에 있어서, 상기 분석용구로부터의 출력의 레벨을, 상기 일정시간 경과시를 포함해서 １회 이상 파악하기 위한 제 ２단계와, 상기 일정시간 경과시에 있어서 상기 분석용구로부터의 출력에 근거해서, 시료의 분석에 필요한 연산을 수행하는 제 3단계를 포함하는 시료 분석 방법에 있어서,
    상기 제 １ 및 제 ２단계에 있어서 상기 분석용구로부터의 출력의 파악은, ２중적분 회로에 상기 분석용구로부터의 출력을 입력시켰을 때의 상기 ２중적분 회로로부터의 출력에 근거해서 행해지고,
    상기 제 1단계에 있어서는, 상기 ２중적분 회로에 대한 입력 개시로부터 상기 ２중적분 회로로부터의 출력 종료까지의 시간인 제 １특정 시간마다, 상기 ２중적분 회로로부터의 출력의 레벨을 반복해서 파악하고,
    상기 제 2단계에 있어서는, 상기 ２중적분 회로로부터의 출력의 레벨의 파악시에 있어서, 상기 ２중적분 회로에 대한 입력 개시로부터 상기 ２중적분 회로로부터의 출력 종료까지의 시간인　제 ２특정 시간을, 상기 제 １특정 시간과 비교해서 길게 설정하는 시료 분석 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2단계에 있어서는, 상기 ２중적분 회로에 대한 분석용구로부터의 출력의 입력 및 상기 ２중적분 회로로부터의 출력을, 상기 제 ２특정 시간마다 반복 행하고, 상기 일정시간 경과시에 있어서 상기 분석용구로부터의 출력을 파악하는 시료 분석 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 １특정 시간은 10∼30msec의 범위로부터 선택되고, 상기 제 ２특정 시간은 30∼300msec의 범위로부터 선택되는 시료 분석 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 ２중적분 회로로서는, 상기 분석용구로부터의 출력을 전하로서 축적한 후에 축적한 전하를 방출하는 콘덴서를 구비하고, 또한 상기 분석용구로부터의 출력을 상기 콘덴서에서의 방전시간에 근거해서 파악할 수 있도록 구성된 것이 사용되고,
    상기 제 １단계에 있어서 상기 제 １특정 시간에서의 상기 콘덴서에 대한 충전시간은, 상기 제 ２단계에 있어서 상기 제 ２특정 시간에서의 상기 콘덴서에 대한 충전시간에 비해서 짧게 설정되는 시료 분석 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 １단계에 있어서 상기 제 １특정 시간에서의 상기 콘덴서에 대한 충전시간은 5∼15msec의 범위로부터 선택되고,
    상기 제 ２단계에 있어서 상기 제 ２특정 시간에서의 상기 콘덴서에 대한 충전시간은 15∼150msec의 범위로부터 선택되는 시료 분석 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 분석용구로서, 상기 특정 성분과의 사이의 전자 주고받기 양을 전기적 물리량으로서 출력하기 위한 전극을 구비한 것이 사용되는 시료 분석 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 분석용구로서, 상기 특정 성분과 상기 전극과의 사이의 전자 주고받기를 촉진하기 위한 １이상의 시약을 포함한 시약부와, 시료와 상기 １이상의 시약과의 공존계에 대해서 전압을 인가할 때에, 상기 전극과 함께 이용되는 추가의 전극을 구비한 것이 사용되고, 또한,
    상기 전극 및 상기 추가의 전극에 의해 상기 공존계에 전압을 인가하는 것에 의해, 상기 분석용구로부터 상기 전기적 물리량을 전류로서 출력시키는 시료 분석 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 분석용구로서, 시료로서 혈액을 이용하도록 구성된 것이 사용되는 시료 분석 방법.
  9. 분석용구를 장착해서 사용하고, 또한 상기 분석용구로부터의 출력에 근거해서 분석용구에 공급된 시료의 분석을 행하는 분석 장치이며, 상기 분석용구로부터의 출력이 입력되고, 또한 그 입력에 상관한 물리량을 출력하는 ２중적분 회로와, 상기 ２중적분 회로에 상기 분석용구로부터의 출력을 입력시키는 타이밍 및 상기 ２중적분 회로로부터 상기 물리량을 출력시키는 타이밍을 제어하는 제어 수단을 구비한 분석 장치에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 ２중적분 회로에 대한 입력 개시로부터 상기 ２중적분 회로로부터의 출력 개시까지의 시간간격을, 상기 분석용구에 시료가 공급된 것을 확인하기까지 비교해서, 상기 분석용구에 시료가 공급된 것이 확인된 후의 경우가 길어지게 제어하도록 구성되어 있는 시료 분석 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 ２중적분 회로는 상기 분석용구로부터의 출력을 전하로서 축적한 후에 축적한 전하를 방출하기 위한 콘덴서를 구비하고, 또한 상기 분석용구로부터의 출력을 상기 콘덴서에 있어서 방전시간에 근거해서 파악할 수 있도록 구성되어 있으며,
    상기 제어 수단은 상기 콘덴서에 대한 충전시간을, 상기 분석용구에 시료가 공급된 것을 확인하기까지 비교해서, 상기 분석용구에 시료가 공급된 것이 확인된 후의 경우가 길어지게 제어하도록 구성되어 있는 시료 분석 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 분석용구가 전기적 물리량을 출력하기 위한 전극을 구비하고 있는 경우에 있어서,
    상기 ２중적분 회로가 직접 또는 간접적으로 그라운드 접속된 상태와, 상기 ２중적분 회로가 상기 전극에 접속된 상태를 선택하기 위한 스위치를 추가로 구비하고 있고,
    상기 제어 수단은 상기 스위치를 변환 제어하는 것에 의해, 상기 ２중적분 회로에 대해서 상기 분석용구로부터의 출력을 입력시키는 타이밍과, 상기 ２중적분 회로로부터 상기 물리량을 출력시키는 타이밍을 제어하도록 구성되어 있는 시료 분 석 장치.
KR1020067008068A 2003-10-29 2004-10-19 시료 분석 방법 및 시료 분석 장치 KR100771457B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2003-00368888 2003-10-29
JP2003368888 2003-10-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060060748A true KR20060060748A (ko) 2006-06-05
KR100771457B1 KR100771457B1 (ko) 2007-10-30

Family

ID=34510361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067008068A KR100771457B1 (ko) 2003-10-29 2004-10-19 시료 분석 방법 및 시료 분석 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7763468B2 (ko)
EP (1) EP1679510B1 (ko)
JP (1) JP4454584B2 (ko)
KR (1) KR100771457B1 (ko)
CN (1) CN100476423C (ko)
WO (1) WO2005040784A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5162177B2 (ja) * 2007-07-31 2013-03-13 シスメックス株式会社 粒子分析装置及び粒子分析方法
JP5171182B2 (ja) * 2007-09-20 2013-03-27 シスメックス株式会社 検体分析装置
JP4992693B2 (ja) * 2007-12-12 2012-08-08 住友電気工業株式会社 生体情報測定装置
US9417105B2 (en) * 2012-12-21 2016-08-16 Agamatrix, Inc. Integrators for sensor applications
US9702846B2 (en) * 2013-11-08 2017-07-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Biosensor device and related method
GB201413628D0 (en) * 2014-07-31 2014-09-17 Inside Biometrics Ltd Method and device for determining volumetric sufficiency in an electrochemical test strip
KR101789978B1 (ko) 2017-04-13 2017-10-25 주식회사 랩 지노믹스 바이오 물질 분석용 전극 장치

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5243516A (en) * 1989-12-15 1993-09-07 Boehringer Mannheim Corporation Biosensing instrument and method
JP2517151B2 (ja) 1990-04-03 1996-07-24 松下電器産業株式会社 バイオセンサによる基質濃度の測定方法
US5320732A (en) * 1990-07-20 1994-06-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Biosensor and measuring apparatus using the same
DE4224621C2 (de) * 1992-07-25 1994-05-05 Boehringer Mannheim Gmbh Verfahren zur Analyse eines Bestandteils einer medizinischen Probe mittels eines automatischen Analysegerätes
US5344754A (en) * 1993-01-13 1994-09-06 Avocet Medical, Inc. Assay timed by electrical resistance change and test strip
US5352351A (en) * 1993-06-08 1994-10-04 Boehringer Mannheim Corporation Biosensing meter with fail/safe procedures to prevent erroneous indications
JPH0810208A (ja) 1994-06-30 1996-01-16 Toshiba Corp 食器洗浄機
JPH08205589A (ja) 1995-01-25 1996-08-09 Tec Corp ステッピングモータの駆動制御装置
US6069011A (en) * 1997-12-10 2000-05-30 Umm Electronics, Inc. Method for determining the application of a sample fluid on an analyte strip using first and second derivatives
JP3494564B2 (ja) 1997-12-10 2004-02-09 松下電器産業株式会社 血糖値測定装置
ES2326145T3 (es) * 1997-12-22 2009-10-01 Roche Diagnostics Operations, Inc. Aparato medidor.
US7494816B2 (en) * 1997-12-22 2009-02-24 Roche Diagnostic Operations, Inc. System and method for determining a temperature during analyte measurement
US6193873B1 (en) * 1999-06-15 2001-02-27 Lifescan, Inc. Sample detection to initiate timing of an electrochemical assay
CN1632553A (zh) * 1999-11-15 2005-06-29 松下电器产业株式会社 生物传感器、薄膜电极形成方法、定量装置及定量方法
US20020092612A1 (en) * 2000-03-28 2002-07-18 Davies Oliver William Hardwicke Rapid response glucose sensor
US20020133064A1 (en) * 2001-03-14 2002-09-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Blood sugar lever measuring device and semiconductor integrated circuit
JP2002340853A (ja) 2001-03-14 2002-11-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 血糖値測定装置および半導体集積回路
US6872299B2 (en) * 2001-12-10 2005-03-29 Lifescan, Inc. Passive sample detection to initiate timing of an assay
US6743635B2 (en) * 2002-04-25 2004-06-01 Home Diagnostics, Inc. System and methods for blood glucose sensing
KR100586832B1 (ko) * 2004-08-27 2006-06-08 주식회사 인포피아 바이오센서의 시료반응결과 측정장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP1679510A4 (en) 2010-09-01
JPWO2005040784A1 (ja) 2007-04-19
WO2005040784A1 (ja) 2005-05-06
JP4454584B2 (ja) 2010-04-21
KR100771457B1 (ko) 2007-10-30
US7763468B2 (en) 2010-07-27
CN1875267A (zh) 2006-12-06
CN100476423C (zh) 2009-04-08
US20070031971A1 (en) 2007-02-08
EP1679510A1 (en) 2006-07-12
EP1679510B1 (en) 2013-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7537684B2 (en) Sample analyzing method and sample analyzing device
EP3553510B1 (en) Underfill detection system for a biosensor
RU2465812C2 (ru) Система детектирования аномального выходного сигнала для биосенсора
US8030942B2 (en) Method and apparatus for providing stable voltage to analytical system
US20180196000A1 (en) Underfill Detection System For A Biosensor
RU2002133054A (ru) Пассивное обнаружение пробы для регулирования времени начала анализа
EP2202511A3 (en) Quantitative analyzing method and quantitative analyzer using sensor
EP1869440A2 (en) Method for determination of analyte concentrations and related apparatus
KR20120099452A (ko) 바이오센서용 언더필 인식 시스템
KR100771457B1 (ko) 시료 분석 방법 및 시료 분석 장치
KR20010092475A (ko) 전기화학적 바이오센서 측정기
Zhu et al. A new dynamic electrochemical transduction mechanism for interdigitated array microelectrodes
KR20050096490A (ko) 전기화학적 바이오센서 측정기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0105 International application

Patent event date: 20060426

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20070326

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20070928

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20071024

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20071025

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20101019

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20101019

Start annual number: 4

End annual number: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee