KR20170045743A - 측정 장치, 및 측정 방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 시료에 인가한 신호에 대한 응답으로부터 측정치를 얻는 장치 및 방법을, 보다 간소화한다.
(해결 수단) 측정 장치(1)는, 시료에 접촉 가능한 제1의 전극쌍에 대해 입력된 제1 신호에 대한 제1 전기적 응답을 측정하는 제1 측정부(31a)와, 상기 시료에 접촉 가능한 제2의 전극쌍에 대해 입력된 제2 신호이며, 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후, 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 제2 신호에 대한 제2 전기적 응답을, 상기 제2 신호의 상기 변화에 대한 응답 신호의 피크치로서 측정하는 제2 측정부(31b)와, 상기 응답 신호의 피크치에 의거해, 제1 전기적 응답으로부터 얻어지는 상기 시료의 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값을 보정하는 제어부(33)를 구비한다.

Description

측정 장치, 및 측정 방법{MEASURING APPARATUS AND MEASURING METHOD}

본 발명은, 시료에 신호를 인가하여 얻어지는 응답에 의거해, 시료에 포함되는 성분을 측정하는 기술에 관한 것이다.

종래, 혈액과 같은 생물학적 시료에, 신호를 인가하여 얻어지는 응답에 의거해, 시료중의 의학적으로 유의적인 성분의 정보를 얻는 장치 및 방법이 개발되어 왔다. 예를 들면, 하기 특허 문헌 1에는, 혈액 샘플에 인가한 AC 신호에 대한 응답 및 온도를 이용하여 혈액 샘플의 헤마토크리트치를 결정하고, 혈액 샘플에 인가한 DC 신호에 대한 응답과, 이 헤마토크리트치 및 온도를 조합하여, 혈액 샘플의 글루코오스 농도를 표시하는 방법이 개시되어 있다. 이에 의해, 혈액 샘플의 온도 및 헤마토크리트 레벨의 변화로 인해 발생하는 에러를 없애, 혈액 글루코오스의 정확한 측정을 도모하고 있다. 또한, 이 방법에서는, AC 신호에 대한 응답은, 어드미턴스치 또는 크기 및 위상각 정보로서 측정된다.

또, 하기 특허 문헌 2에는, AC 성분을 갖는 신호와 DC 성분을 갖는 신호를, 동시에, 2개의 각각 다른 반응 영역을 갖는 전극쌍에, 각각 공급하는 측정기가 개시되어 있다. 이 측정기에서는, 검체의 농도와, 헤마토크리트 레벨을 각각 다른 영역에서 취득함으로써, 보다 정확한 측정이 도모되고 있다.

미국 특허 제7407811호 명세서 미국 특허 출원 공개 제 2011/0139634호 명세서

본원의 개시는, 시료에 인가한 신호에 대한 응답으로부터 측정치를 얻는 장치 및 방법을, 보다 간소화하는 것을 목적으로 한다.

본원에 명시된 측정 방법은, 시료의 측정 대상 성분을 측정하는 방법으로서, 제1 신호를 상기 시료에 인가하는 공정과, 제1 신호에 대한 상기 시료의 제1 전기적 응답을 측정하는 공정과, 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 제2 신호를, 상기 시료에 인가하는 공정과, 상기 제2 신호에 대한 상기 시료의 제2 전기적 응답을, 상기 제2 신호의 상기 변화에 대한 응답 신호의 피크치로서, 측정하는 공정과, 상기 제1 전기적 응답으로부터 얻어지는 상기 시료의 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값을, 상기 응답 신호의 피크치에 의거해 보정하는 공정을 포함한다.

본원 개시에 의하면, 시료에 인가한 신호에 대한 응답으로부터 측정치를 얻는 장치 및 방법을, 보다 간소화하는 것이 가능하게 된다.

도 1은, 실시형태 1에 따른 측정 장치, 및 분석용구를 설명하는 사시도이다.
도 2는, 측정 장치의 일례인 혈당계(1)의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 3은, 제2 측정부의 회로 구성의 예를 나타내는 도면이다.
도 4는, 제2의 전극쌍으로의 입력 신호와, 출력 신호의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는, 입력 신호(제2 신호)의 형태에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 입력 신호에 있어서의 펄스 상승 시간과, 그 응답 신호의 피크치의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 도 8에 나타낸 계단형상의 파형으로, 헤마토크리트치가 기지의 시료를 측정한 경우의 예를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 계단형상의 파형을 갖는 입력 신호의 예를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 도 8에 나타낸 입력 신호를, 헤마토크리트치가 20%인 시료에 인가한 경우의, 응답 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 10은, 도 8에 나타낸 입력 신호를, 헤마토크리트치가 40%인 시료에 인가한 경우의 응답 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 11은, 도 8에 나타낸 입력 신호를, 헤마토크리트치가 70%인 시료에 인가한 경우의 응답 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 12는, 실시형태 1에 있어서의 측정 장치의 동작예를 나타내는 플로차트이다.
도 13은, 실시형태 1에 있어서의 측정 장치의 다른 동작예를 나타내는 플로차트이다.
도 14는, 도 1에 나타낸 분석용구를 설명하는 평면도이다.
도 15는, 상기 분석용구의 혈액의 도입 구멍측의 구성을 설명하는 확대 평면도이다.
도 16은, 도 15의 IV-IV선 단면도이다.
도 17은, 상기 분석용구의 주요부의 구성을 설명하는 확대 평면도이다.
도 18은, 실시형태 2에 있어서의 측정 장치의 구성예를 나타내는 블럭도이다.

예를 들면, 상기 특허 문헌 1, 2 등에 개시된 선행 기술에서는, 글루코오스치의 보정에 이용하는 헤마토크리트치의 측정에, AC 신호에 대한 응답으로서, 저항치(어드미턴스), 또는 위상(phase angle)이 사용된다. 이 때문에, 그들을 측정하기 위한 시스템이 복잡해지기 쉽다. 또, 상기 선행 기술에서는, 복수의 입력파에 의해서 헤마토크리트치가 판단되므로, 측정에 필요로 하는 시간이 길어진다.

본원 발명의 일 실시형태에 따른 측정 방법은, 시료의 측정 대상 성분을 측정하는 방법으로서, 제1 신호를 상기 시료에 인가하는 공정과, 제1 신호에 대한 상기 시료의 제1 전기적 응답을 측정하는 공정과, 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 제2 신호를, 상기 시료에 인가하는 공정과, 상기 제2 신호에 대한 상기 시료의 제2 전기적 응답을, 상기 제2 신호의 상기 변화에 대한 응답 신호의 피크치로서 측정하는 공정과, 상기 제1 전기적 응답으로부터 얻어지는 상기 시료의 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값을, 상기 응답 신호의 피크치에 의거해 보정하는 공정을 포함한다.

본원 발명의 일 실시형태에 따른 측정 장치는, 시료에 접촉 가능한 제1의 전극쌍에 대해 입력된 제1 신호에 대한 제1 전기적 응답을 측정하는 제1 측정부와, 상기 시료에 접촉 가능한 제2의 전극쌍에 대해 입력된 제2 신호이며, 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 제2 신호에 대한 제2 전기적 응답을, 상기 제2 신호의 상기 변화에 대한 응답 신호의 피크치로서 측정하는 제2 측정부와, 상기 응답 신호의 피크치에 의거해, 제1 전기적 응답으로부터 얻어지는 상기 시료의 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값을 보정하는 제어부를 구비한다.

상기 측정 방법 및 측정 장치에서는, 제2 신호로서, 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 신호가, 시료에 인가된다. 이 제2 신호의 제2 전기적 응답으로서, 응답 신호의 피크치가 측정된다. 여기서, 응답 신호의 피크치를 측정한다고 하는 간단한 처리에 의해 값을 얻을 수 있다. 그리고, 이 피크치에 의거해, 제1 전기적 응답으로부터 얻어지는 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값이 보정된다. 이에 의해, 간단한 처리 및 구성에 의해서, 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 즉, 측정 방법 및 측정 장치를 간소화할 수 있다.

예를 들면, 측정 정밀도를 향상시키기 위한 보정치를 얻기 위해서, 복수의 주파수의 AC 신호를 인가하거나, AC 신호에 대한 응답으로서, 어드미턴스나 위상각 정보 등을 취득하거나 하면, 장치의 구성 및 신호 처리 방법이 복잡해지지만, 상기 측정 장치 및 측정 방법에 의하면, 이러한 복잡한 구성 및 처리는 불필요하므로, 간단한 구성 및 처리로 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태의 측정 방법은, 혈액 시료의 헤마토크리트치를 측정하는 측정 방법으로서, 상기 혈액 시료에 접촉 가능한 전극쌍에 대해, 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 신호를 인가하는 공정과, 상기 신호에 대한 상기 혈액 시료의 전기적 응답을, 상기 신호의 변화에 대한 응답 신호의 피크치로서 측정하는 공정과, 상기 피크치로부터 상기 혈액 시료의 헤마토크리트치를 프로세서에 의해 산출하는 공정을 구비한다.

본 발명의 다른 실시형태의 측정 장치는, 혈액 시료의 헤마토크리트치를 측정하는 측정 장치로서, 상기 혈액 시료에 접촉 가능한 전극쌍에 대해 입력된 신호이며, 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 신호에 대한 전기적 응답을, 상기 신호의 변화에 대한 응답 신호의 피크치로서 측정하는 측정부와, 상기 피크치로부터 상기 혈액 시료의 헤마토크리트치를 산출하는 제어부를 구비한다.

상기 측정 방법 및 측정 장치에서는, 응답 신호의 피크치를 측정한다고 하는 간단한 처리에 의해 헤마토크리트치를 얻을 수 있다. 그 때문에, 혈액 시료중의 헤마토크리트치의 측정 장치 및 측정 방법을 간소화할 수 있다.

상기 실시형태에 있어서, 상기 제2 신호 또는 전기 전극쌍에 대해 입력되는 신호는, 상기 제1의 레벨에서 상기 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 파형으로서, 직사각형파 또는 사다리꼴파 성분을 포함하는 양태로 할 수 있다. 이에 의해, 시료에 인가하는 신호의 파형을 단순하게 할 수 있음과 더불어, 응답 신호의 피크치로부터 얻어지는 값의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

상기 실시형태에 있어서, 상기 제1 신호를 인가하는 시간과, 상기 제2 신호를 인가하는 시간은, 공통되지 않는 양태로 할 수 있다. 이에 의해, 제1 신호의 응답과 제2 신호의 응답을 동시에 처리할 필요가 없어지므로, 장치 및 처리를 보다 간소화할 수 있다.

상기 실시형태에 있어서, 상기 제1 신호는, 시약과 반응한 상태의 상기 시료에 인가되고, 상기 제2 신호는, 시약과 반응하고 있지 않은 상태의 상기 시료에 인가되는 양태로 할 수 있다. 즉, 상기 제1 측정부는, 시약과 반응한 상태의 상기 시료에 인가된 상기 제1 신호에 대한 상기 제1 전기적 응답을 측정하고, 상기 제2 측정부는, 시약과 반응하고 있지 않은 상태의 상기 시료에 인가된 상기 제2 신호에 대한 상기 제2 전기적 응답을 측정하는 구성으로 할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 측정부는, 시약과 반응한 상태의 상기 시료에 접촉 가능한 제1의 전극쌍, 즉 시약이 설치된 제1의 전극쌍에 대해 입력된 제1 신호에 대한 제1 전기적 응답을 측정하고, 상기 제2 측정부는, 시약과 반응하고 있지 않은 상태의 상기 시료에 접촉 가능한 제2의 전극쌍, 즉 시약이 설치되지 않은 제2의 전극쌍에 대해 입력된 제2 신호에 대한 제2 전기적 응답을 측정하는 구성으로 할 수 있다.

이에 의해, 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값의 측정과 보정에 이용하는 값의 측정을, 별도 공정 또는 별도 전극을 이용하여, 각각 행할 수 있다. 그 결과, 보다 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

상기 제2 신호 또는 전기 전극쌍에 대해 입력되는 신호에 있어서, 상기 제1의 레벨에서 상기 제2의 레벨로 값이 변화하는데 소비되는 시간이 30μ초 이하로 할 수 있다. 이에 의해, 제1의 레벨에서 제2의 레벨로의 변화를 빠르게 할 수 있어, 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 시간을 7μ초 이하로 함으로써, 측정 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다. 또, 상기 시간을 2μ초 이하로 함으로써, 측정 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 전기 측정 장치는, 시료의 유로에 위치함과 더불어, 시약이 설치된 상기 제1의 전극쌍과, 상기 유로에 위치함과 더불어, 상기 시약은 설치되어 있지 않은 상기 제2의 전극쌍을 갖는 분석용구를 더 구비해도 된다.

이하, 본 발명의 측정 장치 및 측정 방법의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 본 발명을 혈당계에 적용한 경우를 예시하여 설명한다. 또, 각 도면 중의 구성 부재의 치수는, 실제의 구성 부재의 치수 및 각 구성 부재의 치수 비율 등을 충실히 나타낸 것은 아니다.

[실시형태 1]

(시스템의 구성예)

도 1은, 실시형태 1에 따른 측정 장치, 및 분석용구를 설명하는 사시도이다. 본 실시형태는, 일례로, 측정 장치를, 휴대형의 혈당계로 한 경우의 예이다. 도 1에서, 측정 장치로서의 휴대형의 혈당계(1)와, 이 혈당계(1)에 착탈 가능하게 구성된 분석용구(2)가 설치되어 있다. 이 분석용구(2)에는, 환자의 혈액(시료)이 부착(도입)되도록 되어 있으며, 분석용구(2)는, 혈액중의 혈당치(글루코오스치)를 검출하기 위한 (바이오)센서로서의 기능을 갖도록 구성되어 있다. 도 1에 나타낸 혈당계는, 예를 들면, 휴대형 혈당 측정기(BGM:Blood Glucose Monitoring)나 혈당 자기 측정(SMBG:Self Monitoring of Blood Glucose) 미터 등의 혈당계로서 사용할 수 있다.

또, 혈당계(1)는, 본체(1a)를 구비하고 있으며, 이 본체(1a)에는, 직사각형의 분석용구(2)를 삽입하기 위한 삽입구(1b)가 설치되어 있다. 또, 본체(1a)에는, 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성됨과 더불어, 혈당계(1)의 각 부의 제어를 행하는 제어부가 설치되어 있다. 또, 본체(1a)는, 분석용구(2)에 대해, 소정의 전압 신호를 공급함과 더불어, 분석용구(2)로부터 측정 결과를 나타내는 전압 신호를 수취하여 AD 변환하고, 측정치를 나타내는 측정 데이터를 생성하는 측정부와, 측정부에서 얻어진 측정 데이터를 기록하는 기록부를 구비하고 있으며, 상기 제어부가, 측정부에서 얻어진 측정 데이터를 측정 시간이나 환자 ID 등과 관련지어, 기록부에 기록시키도록 되어 있다.

또, 본체(1a)에는, 측정 데이터를 표시하는 표시 화면(1c)과, 외부 기기와 데이터 통신하기 위한 커넥터(1d)가 설치되어 있다. 이 커넥터(1d)는, 외부 기기로서의 스마트폰 등의 휴대 기기나 퍼스널 컴퓨터 등 사이에서, 측정 데이터, 측정 시간, 환자 ID 등의 데이터를 송수신하도록 되어 있다. 즉, 혈당계(1)에서는, 커넥터(1d)를 개재시켜, 외부 기기에 측정 데이터나 측정 시간을 전송하거나, 외부 기기로부터 환자 ID 등을 수신하여 측정 데이터 등과 관련짓거나 할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 설명 이외에, 예를 들면 상기 측정부를 분석용구(2)의 단부에 설치해, 분석용구(2)측에서 측정 데이터를 생성하는 구성이어도 된다. 또, 혈당계(1)의 본체(1a)에 있어서, 환자 등의 사용자가 데이터를 입력하기 위한 버튼, 터치 패널 등의 입력부를 포함하는 사용자 인터페이스를 구비해도 된다. 또, 표시 화면(1c)이나 기록부 등을 본체(1a)에 설치하지 않고 , 본체(1a)와 접속 가능한 외부 장치에 설치하는 구성이어도 된다.

(측정 장치의 구성예)

도 2는, 측정 장치의 일례인 혈당계(1)의 구성예를 나타내는 블럭도이다. 도 2에 나타낸 예에서는, 센서(분석용구)(2)는, 시료의 유로에 설치된 2개의 전극쌍(제1의 전극쌍 및 제2의 전극쌍)을 구비한다(도시하지 않음). 혈당계(1)는, 제1 측정부(31a), 제2 측정부(31b), 제어부(33), 기록부(34) 및 출력부(35)를 구비한다. 제1 측정부(31a)는, 시료에 접촉 가능한 제1의 전극쌍에 대해 입력된 제1 신호에 대한 제1 전기적 응답을 측정한다. 제2 측정부(31b)는, 시료에 접촉 가능한 제2의 전극쌍에 대해 입력된 제2 신호에 대한 제2 전기적 응답을 측정한다. 여기서, 제2 신호는, 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 파형을 포함하는 것이 된다. 제2 측정부(31b)는, 이 제2 신호에 대한 제2 전기적 응답을, 제2 신호의 상기 변화에 대한 응답 신호의 피크치로서 측정한다. 제어부(33)는, 제1 전기적 응답으로부터 얻어지는 시료의 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값을, 제2 측정부(31b)가 측정한 응답 신호의 피크치에 의거해 보정한다. 보정된 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값은, 예를 들면, 기록부(34)에 기록되고, 출력부(35)에 의해서 표시 화면(1c)에 표시된다.

측정 장치의 구성은, 상기 휴대형의 측정 장치에 한정되지 않는다. 예를 들면, 휴대 전화, 스마트폰, 게임기, 퍼스널 컴퓨터, 또는, 서버 컴퓨터 등에 측정부를 접속한 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 제어부(33)는, 측정부를 접속 가능한 기기의 컴퓨터에 의해 구성할 수 있다.

상기 제어부(33)는, 측정 장치의 컴퓨터가 구비하는 프로세서가, 소정의 프로그램을 실행함으로써 실현될 수 있다. 예를 들면, 혈당계(1)에는, 마이크로 컨트롤러를 장착할 수 있다. 이러한 마이크로 컨트롤러는, 일례로, 제어부(33)를 구성하는 코어 프로세서를 포함하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 컴퓨터를, 제어부(33)로서 기능시키는 프로그램, 및, 그것들을 기록한 비일시적(non-transitory)인 기록 매체도, 본 발명의 실시형태에 포함된다. 또한, 이들 프로그램을 컴퓨터가 실행하는 방법도 본 발명의 실시형태에 포함된다.

본 실시형태에서는, 일례로, 센서(2)의 제1의 전극쌍을, 시료중의 글루코오스를 측정하기 위한 한 쌍의 글루코오스 전극으로 하고, 제2의 전극쌍을, 시료중의 헤마토크리트를 측정하기 위한 한 쌍의 헤마토크리트 전극으로 한다. 이러한 제1의 전극쌍 및 제2의 전극쌍은, 센서(2)에 있어서의 시료의 유로에 노출된 전극으로서 형성된다. 글루코오스 전극에는, 예를 들면, 산화 환원 효소 및 전자 전달 물질 등의 시약이 설치된다. 헤마토크리트 전극에는, 그러한 시약은 설치되지 않는다.

제1 측정부(31a)는, 제어부(33)로부터의 지시에 의거해, 시약과 반응한 상태의 시료가 접촉한 글루코오스 전극에 제1 신호로서 예를 들면, DC 신호를 인가하고, 그 응답 신호를 제1 전기적 응답으로서 측정한다. 제어부(33)는, 응답 신호치에 의거해 글루코오스 농도를 나타내는 값을 결정할 수 있다.

제2 측정부(31b)는, 제어부(33)로부터 지시에 의거해, 시약과 반응하고 있지 않은 상태의 시료가 접촉한 헤마토크리트 전극에, 제2 신호로서, 예를 들면, 직사각형 또는 사다리꼴의 파형을 갖는 펄스 신호를 인가한다. 제2 측정부(31b)는, 제2 신호에 있어서의 신호 레벨의 변화, 예를 들면, 펄스의 상승에 대한 응답 신호의 피크치를 측정한다. 이와 같이, 입력 신호에 있어서의 레벨의 변화에 대한 응답 신호의 피크치를 측정함으로써, 제어부(33)에 있어서, 피크치를 이용하여 헤마토크리트의 양을 나타내는 값을 결정할 수 있다. 즉, 입력 신호의 급준한 변화에 의해서 얻어지는 피크 전류를 측정함으로써, 헤마토크리트치를 산출할 수 있다. 또한, 제어부(33)는, 헤마토크리트치를 이용하여, 제1 신호의 제1 응답 신호치로부터 얻어지는 글루코오스 농도를 나타내는 값을 보정할 수 있다.

도 3은, 제2 측정부(31b)의 회로 구성의 예를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타낸 예에서는, 오피 앰프(40)의 +단자에 신호 생성 회로(312)가 접속되고, -단자에 센서(2)의 제2의 전극쌍이 접속된다. 오피 앰프(40)의 출력 단자는, A/D 변환 회로(311)에 접속된다. 오피 앰프(40)의 -단자와 출력 단자 사이에는, 저항(R)이 접속된다. 도 3에 나타낸 예에 있어서는, 오피 앰프(40)의 +단자에 입력 신호 In으로서 펄스파가 입력되고, 센서(2)의 제2의 전극쌍에 그 펄스파 In(일례로, 펄스 전압)이 입력된다. 제2의 전극쌍은 시료와 접촉하고 있으며, 시료의 응답 전류 Res는 오피 앰프(40)의 -단자측에 입력되고, 오피 앰프(40)의 출력 단자측으로부터 전압 신호 Res_ e로 변환되어 출력된다. 전압 신호 Res_e는 A/D 변환 회로(311)에서 디지털 신호로 변환되어 제어부(33)에 입력된다. 또한, 오피 앰프(40)와 A/D 변환 회로(311) 사이에 설치된 검출 회로(도시하지 않음)에서 피크치를 검출하는 구성이어도 되고, 제어부(33)에서 피크치의 산출을 하는 구성으로 할 수도 있다. 신호 생성 회로(312)는, 제어부(33)로부터의 지시에 의거해 입력 신호를 생성한다.

이와 같이, 제2 측정부(31b)는, 상승 성분과 상승 후 일정값을 취하는 파형 성분을 갖는 신호를, 제2 신호로서 시료에 인가할 수 있다. 그리고, 제2 측정부(31b)는, 직사각형파 또는 사다리꼴파 성분을 갖는 시료의 제2 전기적 응답을, 응답 신호의 피크치에 의해서 측정할 수 있다.

피크치는, 예를 들면, 제2 신호의 레벨 변화 시점(예를 들면, 펄스의 상승 시점)으로부터 일정 기간 내에 검출된 응답 신호치 중 가장 큰 것으로 할 수 있다. 혹은, 어느 일정 시간에 있어서의 응답 신호의 피크치를 유지하는 회로를 이용하여, 예를 들면, 제2 신호의 레벨 변화 시간으로부터 어느 일정 시간에 있어서 유지된 피크의 값을, 응답 신호의 피크치로서 측정할 수도 있다. 또, 피크치의 크기는, 응답 신호치의 상승 전의 레벨 또는 상승 후에 일정치에 머물렀을 때의 레벨과 피크시의 레벨과 차로서 검출할 수 있다. 즉, 응답 신호치의 변화 전 또는 변화 후의 안정기에 있어서의 레벨을 기준으로 한 값을 피크치로서 측정할 수 있다.

응답 신호치는, 응답 전류치 또는 응답 전압치로서 측정할 수 있다. 상기 도 3에 나타낸 회로에서는, 일례로, 전압 신호를 전극쌍에 인가함으로써 응답으로서 피크탑 전류의 출력을 얻는 구성으로 되어 있다. 또한, 피크치는, 반드시 엄밀하게 최고 도달점의 값일 필요는 없고, 일정 기간 내에 소정 주기에서 검출된 이산치 중 가장 큰 값을 피크치로 할 수 있다.

본 실시형태에서는, 적어도 1회의 입력 신호 레벨 변화에 대한 응답 신호치를 검출할 수 있으면, 피크치를 얻을 수 있다. 그 때문에, 예를 들면, 헤마토크리트치를 단시간에 얻는 것이 가능하게 된다. 또한, 복수의 펄스를 연속적으로 입력하고, 복수회의 신호 레벨 변화에 대한 응답 신호의 피크치를, 각각 취득해도 된다. 이 경우, 예를 들면, 복수의 피크치의 대표치(예를 들면, 평균치 등)를 구함으로써, 피크치의 정밀도를 향상시키는 것도 가능하다.

도 4는, 센서(2)의 제2의 전극쌍으로의 입력 신호(제2 신호):Input Signal과, 출력 신호(제2 응답 신호) Output Signal의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에 나타낸 그래프에 있어서, 횡축은 시간, 종축은 전압 레벨을 나타낸다. 도 4에 나타낸 예에서는, 입력 신호 Input Signal의 전압 레벨이 V1에서 V2로 변화함으로써, 출력 신호의 전압 레벨도 V3에서 급격하게 변화해 V4에 도달하고, 그 후 완만하게 감소하고 있다. 예를 들면, 여기서, 입력 신호의 상승 시점(변화 개시 시점) t1로부터 6.43μ초 후에 출력 신호의 레벨이 피크(Peaktop)에 도달했다.

도 5는, 입력 신호(제2 신호)의 형태에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서는, 입력 신호의 예로서 전압 펄스파를 나타내고 있다. 여기서, 펄스파의 주기 T, 제1의 레벨과 제2의 레벨의 전위차 A, 상승 시간 t(제1의 레벨에서 제2의 레벨로 변화하는 시간의 일례)는, 센서(2)의 구조나 측정 시스템의 환경 등에 따라 적절히 설정하는 것이 가능하다. 예를 들면, 1/T는, 1~500[Hz], 상승 시간 t는, 30μ초보다 짧고, 전위차 A는, 50~1000mV의 범위로 설정할 수 있다. 또, 입력 신호로서, 최대 0.2초의 펄스파 신호를 헤마토크리트 전극에 인가함으로써, 헤마토크리트를 측정할 수 있다. 또한, 도 5에 나타낸 예에서는, 인가하는 신호, 즉 입력 신호는, 전압으로 표시되는데, 입력 신호는 전류로 표시되도 된다. 즉, 헤마토크리트 전극에 인가하는 전압을 제어함으로써, 입력 신호를 제어할 수도 있고, 전류를 제어함으로써 입력 신호를 제어할 수도 있다.

도 5에 나타낸 예에서는, 어느 레벨에서 높은 레벨로 상승하여 일정 시간 높은 레벨을 유지한 후, 원래의 레벨로 되돌아오는 파형의 신호이다. 이에 대해, 어느 레벨에서 낮은 레벨로 내려가서 일정 시간 낮은 레벨을 유지한 후 원래의 레벨로 되돌아오는 파형의 신호를 입력할 수도 있다. 이 경우, 신호는 낮은 레벨로 내려가는 변화에 대한 응답 신호이거나, 혹은, 낮은 레벨에서 원래의 레벨로의 변화에 대한 응답 신호의 피크치를 측정할 수 있다.

발명자들은, 입력 신호의 레벨의 변화에 소비하는 시간(예를 들면, 상승 시간)이, 응답 신호의 피크치를 고정밀도로 발생시키는데 중요하다는 것을 발견했다. 도 6은, 입력 신호에 있어서의 펄스 상승 시간과, 그 응답 신호의 피크치의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에 의하면, 예를 들면, 입력 신호가 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 변화하는데 소비하는 시간이, 30μ초 혹은 30μ초보다 짧으면, 응답 신호의 피크치를 고정밀도로 발생시킬 수 있음을 알 수 있다. 7μ초 혹은 7μ초보다 짧으면, 응답 신호의 피크치의 헤마토크리트치에 의한 변동이 보다 현저하게 나타난다. 그 때문에, 피크치를 고정밀도로 발생시킬 수 있음을 알 수 있다. 바람직하게는, 입력 신호가 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 변화하는데 소비하는 시간을, 2μ초 혹은 2μ초보다 짧게 함으로써, 피크치의 크기가 커지고, 또한 고정밀도의 응답 신호의 피크치를 얻을 수 있다.

또한, 입력 신호의 값이 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 변화한 후, 제2의 레벨을 유지하는 시간은, 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들면, 입력 신호의 변화에 대한 응답 신호의 피크를 지나 일정한 값에 머무는데 소비하는 시간보다 긴 시간, 제2의 레벨을 유지하도록 할 수 있다. 도 5에 나타낸 펄스파의 경우, 펄스가 상승하고 나서, 다시 원래의 레벨로 되돌아올 때까지의 시간(즉, 제2의 레벨을 유지하는 시간)은, 응답 신호의 피크가 지나고 변동이 잦아드는데 필요로 하는 시간보다 길어지도록 설정할 수 있다. 이에 의해, 확실하게 피크치를 검출할 수 있다.

또, 발명자들은, 피크치를 얻으려면, 입력 신호에 있어서, 신호의 레벨이, 어느 값에서 상이한 값으로 단시간에 변화하는 것이 중요하고, 입력 신호는, 반드시 일정 주기로 반복되는 일정한 전위차의 펄스파일 필요는 없음을 발견했다. 예를 들면, 간격을 두고 단계적으로 레벨이 변화하는 계단형상의 파형을 갖는 신호를 시료에 인가할 수도 있다.

도 7은, 도 8에 나타낸, 시간 간격을 두고 단계적으로 레벨이 올라가는 계단형상의 파형으로, 3종류의 헤마토크리트치가 기지의 시료를 측정한 경우의 예를 나타내는 그래프이다. 도 7에 나타낸 그래프는 종축이 응답 신호의 피크치, 횡축이 헤마토크리트의 양을 나타내고 있다. 도 8에 나타낸 입력 신호는, 시각 t3에 있어서 레벨이 V5에서 V6으로 오르고, 그 후 레벨을 V6으로 유지하고, 시각 t4에 있어서 레벨이 V6에서 V7로 오르고 있다. 도 9는, 도 8에 나타낸 입력 신호를, 헤마토크리트치가 20%인 시료(가 접촉한 헤마토크리트 전극)에 인가한 경우의, 응답 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 9에 나타낸 경우, 시각 t4의 입력 신호의 상승에 대한 응답 신호의 피크치는, 상승 피크탑과 그 후의 안정기의 전류치의 차 △I1로서 측정된다. 마찬가지로, 도 10은, 도 8에 나타낸 입력 신호를, 헤마토크리트치가 40%인 시료에 인가한 경우의 응답 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 10의 예에 있어서, 시각 t4의 입력 신호의 상승에 대한 응답 신호의 피크치는, 피크탑과 그 후의 안정기의 전류치의 차 △I2로서 측정된다. 도 11은, 도 8에 나타낸 입력 신호를, 헤마토크리트치가 70%인 시료에 인가한 경우의 응답 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 11의 예에 있어서, 시각 t4의 입력 신호의 상승에 대한 응답 신호의 피크치는, 피크탑과 그 후의 안정기의 전류치의 차 △I3으로서 측정된다.

도 7에 있어서의 플롯 a는, 도 9의 시각 t4의 상승에 대한 응답 신호로 검출된 피크치 △I1에, 플롯 b는, 도 10의 피크치 △I2, 플롯 c는, 도 11의 피크치 △I3에 대응하고 있다.

(동작예)

도 12는, 본 실시형태에 있어서의 혈당계(1)의 동작예를 나타내는 플로차트이다. 도 12에 나타낸 예에서는, 시료가 센서(2)의 전극쌍에 접촉하면 측정이 개시된다(S1). 예를 들면, 혈당계(1)는, 센서(2)가 센서 삽입구(1b)에 삽입되면 기동하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 삽입된 센서(2)에 시료인 혈액이 점착된 것이 검출되면, 제어부(33)는 측정을 개시할 수 있다.

제어부(33)는, 제1 신호를 시료에 인가한다(S2). 예를 들면, 제어부(33)는, 제1 측정부(31a)에 지시를 내리고, DC 신호를 제1 신호로서, 글루코오스 전극에 인가시킨다. 글루코오스 전극에는, 미리 시약이 설치되어 있으며, 시료가 시약과 반응한 상태로 글루코오스 전극에 접촉하고 있다.

제1 측정부(31a)는, 제1 신호에 대한 시료의 제1 전기적 응답을 측정한다(S3). 예를 들면, 제1 측정부(31a)는, DC 신호에 대한 응답 전류를 측정하고, A/D 변환하여 제어부(33)에 송신할 수 있다.

제어부(33)는, 제1 신호에 대한 시료의 제1 전기적 응답을 취득하면, 제2 신호를 시료에 인가한다(S4). 예를 들면, 제어부(33)는, 제2 측정부(31b)에 지시를 내리고, 펄스 신호를 제2 신호로서 헤마토크리트 전극에 인가시킨다. 헤마토크리트 전극에는, 시료가 시약과 반응하고 있지 않은 상태로 접촉하고 있다. 제어부(33)는, 예를 들면, 펄스 신호의 상승 시간, 주기, 크기, 인가하는 시간의 길이 등을, 제2 측정부(31b)에 대해 지시할 수 있다.

제2 측정부(31b)는, 제2 신호에 대한 시료의 제2 전기적 응답을 측정한다(S5). 예를 들면, 제2 측정부(31b)는, 제2 신호의 펄스의 상승에 대한 응답 신호의 피크치를 측정한다. 제2 측정부(31b)는, 응답 신호의 피크치를, A/D 변환하여 제어부(33)에 송신해도 되고, 응답 신호를 소정의 주기(예를 들면, 0.1μ초)로 검출한 값을 A/D 변환하여 제어부(33)에 송신해도 된다.

제어부(33)는, S3에서 취득한 제1 전기적 응답과, S5에서 취득한 제2 전기적 응답을 이용하여, 시료에 포함되는 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값(여기에서는, 일례로, 글루코오스 농도)을 산출한다(S6). 이에 의해, S3에서 제1 전기적 응답으로부터 얻어지는 상기 시료의 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값을, S5에서 얻어지는 응답 신호의 피크치에 의거하여 보정한 값을 얻을 수 있다.

예를 들면, S6에 있어서, 제어부(33)는, S5에서 취득한 응답 신호의 피크치를 이용하여 시료중의 헤마토크리트의 양을 나타내는 값을 결정할 수 있다. 예를 들면, 헤마토크리트치는, 미리 기록된 계산식에 피크치를 대입하는 연산에 의해서 얻을 수 있다. 혹은, 제어부(33)는, 응답 신호의 피크치와 헤마토크리트치를 대응지어 기록한 테이블을 참조함으로써, 헤마토크리트치를 결정할 수 있다. 제어부(33)는, 결정한 헤마토크리트치를 이용하여, 제1 전기적 응답으로부터 얻어지는 글루코오스 농도의 값을 보정할 수 있다. 또한, 피크치로부터 헤마토크리트치로 환산하지 않고, 피크치(응답 전류치 또는 응답 전압치)를, 그대로 글루코오스치의 보정에 이용해도 된다.

여기서, 응답 신호의 피크치를 헤마토크리트치로 변환할 때의 계산예에 대해서 설명한다. 예를 들면, 하기 식(1)에, S5에서 얻어지는 피크치를 대입하여 헤마토크리트치를 구할 수 있다.

Y=aX+b…(1)

헤마토크리트치:Y

피크치:X

a, b:미리 결정된 계수

또한, 계산식은, 상기 식(1)에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 식(1)과 같은 일차식 뿐만 아니라, 고차식을 이용할 수도 있다.

또, 계산식을 이용하는 대신에, 연산용 테이블을 미리 기록해 두고, 테이블을 참조함으로써, 피크치에 대응하는 헤마토크리트치를 결정할 수도 있다. 피크치와 헤마토크리트치의 대응 관계를 나타내는 테이블의 예를 이하에 나타낸다.

S6에서 보정된 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값(예를 들면, 글루코오스 농도치)은, 기록부(34)에 기록되고, 출력부(35)에 의해 표시 화면(1c)에 표시된다(S7). 출력부(35)는, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 다른 장치로 값을 송신할 수도 있다.

이상, 도 12에 나타낸 예에서는, 제1 신호의 응답을 측정하는 처리(S2, S3) 종료 후, 제2 신호의 응답을 측정하는 처리(S4, S5)가 실행되고 있다. 이것은, 제1 신호 및 제2 신호를, 공통되지 않는 시간 사이에서 생물학적 유체에 인가하는 경우의 예이다. 이 경우, 제1 신호 및 제2 신호간에 동기를 취할 필요가 없기 때문에, 처리나 장치 구성을 간소하게 할 수 있다.

도 13은, 본 실시형태에 있어서의 혈당계(1)의 다른 동작예를 나타내는 플로차트이다. 도 13에 나타낸 예에서는, 제1 신호의 응답을 측정하는 처리(S2, S3)와, 제2 신호의 응답을 측정하는 처리(S4, S5)는, 병행하여 실행된다. 이에 의해, 측정에 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 또한, S1~S7의 각 처리의 내용은, 도 12의 S1~S7의 각 처리의 내용과 동일하게 할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 있어서의 측정 장치는, 시약이 설치된 제1의 전극으로의 제1 신호에 대한 제1 전기적 응답에 의해, 시약과 반응하는 시료의 성분을 측정한다. 또한, 이 측정 결과를 보정하기 위한 값을, 상기 시약은 설치되지 않은 제2의 전극으로의 제2 신호의 레벨 변화에 대한 응답 신호의 피크치에 의해 취득한다. 이 구성에 의해, 단순한 구성 및 처리로, 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 측정된 성분을 보정하기 위한 값을 얻기 위해서, 예를 들면, DC 및 AC 성분을 포함하는 복합적인 신호를 1개의 전극쌍에 인가하여, DC 성분 및 AC 성분의 응답 신호로부터 구하는 경우에 비해, 본 실시형태에서는, 제1 전기적 응답에서 시약 반응 성분의 검출, 제2 전기적 응답에서 피크치를 취득하므로, 간단한 처리와 구성으로 측정 정밀도가 향상될 수 있다. 또, DC 신호 및 AC 신호를 동시에 2개의 전극쌍에 인가하여, 각각의 응답 신호를 이용함으로써 측정 정밀도를 구하는 경우에 비해서도, 본 실시형태에서는, 동시에 DC 신호와 AC 신호를 취급할 필요는 없으므로, 간단한 처리와 구성으로 측정 정밀도를 향상할 수 있다.

(센서(2)의 구성예)

다음에, 도 14~도 17을 참조하여, 본 실시형태의 분석용구(2)에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 14는, 도 1에 나타낸 분석용구를 설명하는 평면도이다. 도 15는, 상기 분석용구의 혈액의 도입 구멍측의 구성을 설명하는 확대 평면도이다. 도 16은, 도 15의 IV-IV선 단면도이다. 도 17은, 상기 분석용구의 주요부의 구성을 설명하는 확대 평면도이다.

도 14에 있어서, 본 실시형태의 분석용구(2)에는, 기판(3)과, 레지스트 잉크(9)를 개재시켜 기판(3)에 대향하는 대향 기판(4)이 설치되어 있다. 이 분석용구(2)에서는, 뒤에서 상세하게 기술하는 바와 같이, 도 14의 우단부에, 혈액의 도입 구멍이 설치되어 있다. 또, 분석용구(2)에서는, 도 14의 화살표 "I"방향을 따라서, 혈당계(1)의 삽입구(1b)(도 1)에 삽입되도록 되어 있다.

기판(3)에는, 예를 들면 소수성을 갖는 합성 수지가 이용되고 있으며, 이 기판(3) 상에는, 4개의 신호 배선(5, 6, 7, 및 8)이 형성되어 있다. 또, 이들 각 신호 배선(5, 6, 7, 및 8)에는, 예를 들면 카본 잉크가 이용되고 있으며, 예를 들면 스크린 인쇄법에 의해 기판(3) 상에 소정의 패턴으로 형성되어 있다. 즉, 신호 배선(5, 6, 7, 및 8)은, 각각 직선형으로 설치됨과 더불어, 동일한 폭 치수를 갖는 배선부(5a, 6a, 7a, 및 8a)와, 이들 배선부(5a, 6a, 7a, 및 8a)에 대해, 각각 직각으로 접힌 전극부(5b, 6b, 7b, 및 8b)(도 15)를 갖고 있다.

또한, 이 설명 이외에, 예를 들면 금속 박막을 이용하여, 신호 배선(5, 6, 7, 및 8)을 구성해도 된다.

또, 분석용구(2)에서는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 기판(3)은 좌단부(삽입부)가 대향 기판(4)과 레지스트 잉크(9)로 덮여 있지 않고, 상술한 각 배선부(5a, 6a, 7a, 및 8a)의 좌단부가 노출되도록 되어 있다. 그리고, 분석용구(2)에서는, 상기 삽입구(1b)에 삽입되었을 때에, 각 배선부(5a, 6a, 7a, 및 8a)의 좌단부가 혈당계(1)의 본체(1a)(도 1)의 내부에 설치된 접속부(도시하지 않음)에 접속되어, 분석용구(2)는, 혈당계(1)와 전압 신호의 교환을 행하도록 구성되어 있다.

또, 분석용구(2)에서는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 그 우단부(시료 유입부)에 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11)과, 한 쌍의 글루코오스 전극(12)이 설치되어 있으며, 상기 도입 구멍으로부터 도입된 혈액이 후술하는 유로를 지나, 이들 헤마토크리트 전극(11) 및 글루코오스 전극(12)에 도달하도록 되어 있다.

또, 대향 기판(4)에는, 예를 들면 친수성을 갖는 합성 수지가 이용되고 있으며, 그 좌단(삽입측 단부)(4a)은, 상술한 바와 같이, 각 배선부(5a, 6a, 7a, 및 8a)의 좌단부가 노출되도록, 위치 결정되어 있다. 한편, 대향 기판(4)의 우단(시료 유입측 단부)(4b)은, 분석용구(2)의 우단(즉, 기판(3)의 우단)과 일치하도록 구성되어 있다. 또, 대향 기판(4)에서는, 친수성을 갖고 있으므로, 상기 유로 내를 통과하는 혈액이 상기 혈액의 유입 방향의 하류측에 설치된 한 쌍의 글루코오스 전극(12)에 용이하게 도달할 수 있도록 되어 있다. 또한, 대향 기판(4)에는, 상기 유로에 연통하는 공기 구멍(An)이 설치되어 있으며, 상기 유로 내로 원활하게 혈액(시료)을 유입시킬 수 있도록 되어 있다.

또, 레지스트 잉크(9)에는, 예를 들면 열경화 잉크 등의 절연체가 이용되고 있으며, 예를 들면 스크린 인쇄법에 의해 기판(3) 상 및 신호 배선(5, 6, 7, 및 8) 상에 소정의 패턴으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 레지스트 잉크(9)의 좌단(9a)은, 대향 기판(4)의 좌단(4a)과 일치하도록 구성되어 있다. 한편, 레지스트 잉크(9)의 우단(9b)은, 도 14에 나타낸 바와 같이, 대향 기판(4)의 우단(4b)보다도 약간 좌측이 되도록 구성되어 있다. 또, 레지스트 잉크(9)에는, 절연체가 이용되고 있으므로, 각 신호 배선(5, 6, 7, 및 8), 나아가서는 측정 정밀도에 악영향을 미치지 않도록 되어 있다.

또, 레지스트 잉크(9) 상에는, 직사각형상의 양면 테이프(10a, 10b, 및 10c)가 대향 기판(4) 사이에 설치되어 있다. 이 양면 테이프(10a, 10b, 및 10c)는, 기판(3)과 대향 기판(4)을 접착하기 위한 접착층이며, 기판(3) 상에 형성된 레지스트 잉크(9)를 통해 기판(3)과 대향 기판(4)을 서로 접착시키도록 되어 있다. 또한, 양면 테이프(10c)에는, 기판(3), 대향 기판(4), 및 레지스트 잉크(9)와 같은 폭을 갖는 것이 이용되고 있으며, 또 양면 테이프(10c)의 한쪽의 단부(도 14의 좌단)는, 대향 기판(4)의 좌단(4a) 및 레지스트 잉크(9)의 좌단(9a)과 일치하도록 되어 있다. 또, 양면 테이프(10c)의 다른쪽의 단부(도 14의 우단)와 양면 테이프(10a, 10b) 사이에 있어서, 상기 공기 구멍(An)이 대향 기판(4)에 설치되어 있다.

또한, 이 설명 이외에, 예를 들면 자외선 경화 수지를 이용하여, 레지스트 잉크(9)를 구성해도 된다.

또, 본 실시형태의 분석용구(2)에서는, 도 15에 "A"로 나타낸 바와 같이, 그 하단부에 혈액의 도입 구멍이 설치되어 있다. 이 도입 구멍에서는, 그 개구 부분이 기판(3), 대향 기판(4), 레지스트 잉크(9), 및 양면 테이프(10a, 10b)에 의해서 규정되어 있다. 상기 개구 부분으로부터, 도 15의 상측을 향해 혈액의 유로(R)가 분석용구(2) 내에 형성되어 있다(도 16도 참조). 그리고, 이 유로(R)에서는, 혈액은 상기 도입 구멍으로부터 모세관 현상에 의해서 도 15 및 도 16에 "Rh"로 나타내는 유입 방향으로 유입하도록 되어 있다. 또한, 이 모세관 현상을 용이한 것으로 하기 위해서, 대향 기판(4)에는 상기 공기 구멍(An)이 설치되어 있다.

즉, 본 실시형태의 분석용구(2)에서는, 기판(3), 대향 기판(4), 레지스트 잉크(절연체)(9), 및 양면 테이프(접착층)(10a, 10b, 및 10c)에 의해, 혈액(시료)의 유로(R)를 규정하는 규정 요소가 구성되어 있다. 또, 유로(R)의 길이는, 예를 들면, 1.1~10mm, 1.5~4.5mm, 또는 2~4mm로 할 수 있다. 또, 유로(R)의 폭은, 예를 들면, 1~10mm, 2~3.5mm, 또는 1.5~2.5mm로 할 수 있다. 또한, 유로(R)의 용적은, 예를 들면, 0.1~10μL, 0.15~0.5μL, 또는 0.25~0.35μL로 할 수 있다.

또, 유로(R)에서는, 도 15~도 17에 나타낸 바와 같이, 절결부(9c)가 레지스트 잉크(9)에 설치되어 있다. 또, 유로(R)에서는, 그 상류(도입 구멍측)에 위치하도록, 제2의 전극쌍으로서의 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11)이 설치되고, 그 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11)보다 하류에 위치하도록, 제1의 전극쌍으로서의 한 쌍의 글루코오스 전극(12)이 설치되어 있다.

구체적으로 말하면, 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11)은, 전극부(5b 및 8b) 중, 절결부(9c) 내에 노출된 각 부분에 의해, 실질적으로 구성되어 있다. 그리고, 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11)에서는, 전극부(5b 및 8b)의 상술한 각 부분에 혈액이 접촉한 상태로, 신호 배선(5 및 8)에 대해, 교류 전압(AC) 또는 직류 전압(DC)에 의한 전압 신호가 공급됨으로써, 혈당계(1)에 있어서, 헤마토크리트의 값이 검출되도록 되어 있다.

또, 한 쌍의 글루코오스 전극(12)은, 전극부(6b 및 7b) 중, 절결부(9c) 내에 노출된 각 부분에 의해, 실질적으로 구성되어 있다. 또, 한 쌍의 글루코오스 전극(12) 상에는, 도 17에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 고화한 적하 시약(15)이 설치되어 있다. 그리고, 한 쌍의 글루코오스 전극(12)에서는, 전극부(6b 및 7b)의 상술한 각 부분과 적하 시약(15)에 혈액이 접촉하고 상기 혈액이 적하 시약(15)과 반응한 상태로, 신호 배선(6 및 7)에 대해, 교류 전압(AC) 또는 직류 전압(DC)에 의한 전압 신호가 공급됨으로써, 혈당계(1)에 있어서, 글루코오스의 값(혈당치)이 검출되도록 되어 있다. 또, 측정 장치(1)에서는, 검출한 헤마토크리트의 값을 이용하여, 검출한 글루코오스의 값을 보정하고, 이 보정 후의 글루코오스의 값을 측정 데이터로서 취급하도록 되어 있다.

또, 적하 시약(15)은, 분석용구(2)의 제조 공정에 있어서, 대향 기판(4)이 기판(3)에 붙여지기 전에, 액체 상태로, 예를 들면 디스펜서 등의 액체 정량 토출 장치에 의해, 한 쌍의 글루코오스 전극(12) 상에 적하된 후, 건조됨으로써, 상기 글루코오스 전극(12) 상에서 고화한다.

또, 유로(R)에서는, 도 17에 예시하는 바와 같이, 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11)의 하류측 단부와 한 쌍의 글루코오스 전극(12)의 상류측 단부 사이에, 액체 상태의 적하 시약(15)을 규제하는 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)가 설치되어 있다. 이 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)는, 레지스트 잉크(규정 요소)(9)와 일체적으로 구성되어 있으며, 도 17에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11)의 한쪽의 전극부(5b) 상에 형성되어 있다. 상세하게는, 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)의 일부분은, 전극부(5b)의 일부분 상에 겹쳐지도록 설치되고, 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)의 나머지의 부분은, 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11)의 하류측 단부와 한 쌍의 글루코오스 전극(12)의 상류측 단부 사이에 설치되어 있다.

또, 유로(R)에서는, 도 17에 예시하는 바와 같이, 혈액의 유입 방향 Rh에 교차하는 교차 방향(예를 들면, 유입 방향 Rh에 직교하는 직교 방향)에 있어서, 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)와, 간극(14)이 설치되어 있다. 즉, 유로(R)에서는, 간극(14)이 2개의 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b) 사이에 형성되어 있다.

이상과 같이 구성된 본 실시형태의 분석용구(2)에서는, 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)가 상기 유로(R)에 있어서, 한 쌍의 헤마토크리트 전극(제2의 전극쌍)(11)의 하류측 단부와 한 쌍의 글루코오스 전극(제1의 전극쌍)(12)의 상류측 단부 사이에 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태의 분석용구(2)에서는, 유로(R)에서는, 혈액(시료)의 유입 방향 Rh에 교차하는 교차 방향에 있어서, 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)와, 간극(14)이 설치되어 있다. 이에 의해, 본 실시형태의 분석용구(2)에서는, 상기 종래예와 달리, 유로(R)의 하류측에 설치된 한 쌍의 글루코오스 전극(12)에 대해서도, 혈액을 충분히 도달시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)가 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11) 상에 형성되어 있으므로, 한 쌍의 글루코오스 전극(12)에 대해, 충분한 적하 시약(15)을 적하할 수 있다. 또, 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)에 의해, 적하 시약(15)을 확실하게 규제할 수 있다. 즉, 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)에 의해, 적하 시약(15)의 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11)측으로의 이동을 확실하게 억제할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)는 레지스트 잉크(규정 요소)(9)의 일부분과 일체적으로 구성되어 있으므로, 부품 점수가 적고, 구조 간단한 분석용구(2)를 용이하게 구성할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)는 절연체이므로, 제조 간단한 분석용구(2)를 용이하게 구성할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 기판(3)에 대향하는 대향 기판(4)과, 기판(3)과 대향 기판(4)을 접착하기 위한 양면 테이프(접착층)(10a, 10b, 및 10c)를 구비하고, 규정 요소에는, 기판(3) 상에 설치된 레지스트 잉크(절연체)(9), 양면 테이프(10a, 10b, 및 10c), 및 대향 기판(4)이 포함되어 있다. 이에 의해, 본 실시형태에서는, 구조 간단하며, 박형화된 비용이 저렴한 분석용구(2)를 용이하게 구성할 수 있다.

또, 본 실시형태의 분석용구(2)의 제조 방법은, 기판(3) 상에서, 유로(R)의 상류에 한 쌍의 헤마토크리트 전극(제2의 전극쌍)(11)을 형성하는 제2의 전극쌍 형성 공정과, 기판(3) 상에서, 유로(R)의 하류에 한 쌍의 글루코오스 전극(제1의 전극쌍)(12)을 형성하는 제1의 전극쌍 형성 공정과, 유로(R)에 있어서, 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11)의 하류측 단부와 한 쌍의 글루코오스 전극(12)의 상류측 단부 사이에, 혈액(시료)의 유입 방향 Rh에 교차하는 교차 방향에서 간극(14)이 생기도록, 적하 시약(15)을 규제하는 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)를 형성하는 적하 시약 규제 요소 형성 공정을 구비하고 있다. 이에 의해, 본 실시형태의 분석용구(2)의 제조 방법에서는, 적하 시약 규제 요소 형성 공정에 의해, 유로(R)에 있어서, 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11)의 하류측 단부와 한 쌍의 글루코오스 전극(12)의 상류측 단부 사이에, 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)와, 간극(14)이 형성된다. 이 결과, 본 실시형태의 분석용구(2)의 제조 방법에서는, 유로(R)의 하류측에 설치된 한 쌍의 글루코오스 전극(12)에 대해서도, 혈액을 충분히 도달시킬 수 있는 분석용구(2)를 제조할 수 있다.

또, 본 실시형태의 분석용구(2)의 제조 방법에서는, 적하 시약 규제 요소 형성 공정에 있어서, 적하 시약 규제 요소(13a 및 13b)가 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11) 상에 형성되어 있으므로, 한 쌍의 글루코오스 전극(12)에 대해, 충분한 적하 시약(15)을 적하할 수 있다.

또, 본 실시형태의 분석용구(2)의 제조 방법에서는, 제1및 제2의 전극쌍 형성 공정에 있어서, 스크린 인쇄법을 이용하여, 기판(3) 상에 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11) 및 한 쌍의 글루코오스 전극(12)이 동시에 형성된다. 이에 의해, 본 실시형태에서는, 한 쌍의 헤마토크리트 전극(11) 및 한 쌍의 글루코오스 전극(12)을 고정밀도로, 또한, 단시간에 형성할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 유로(R)의 하류측에 설치된 한 쌍의 글루코오스 전극(제1의 전극쌍)(12)에 대해서도, 혈액(시료)을 충분히 도달시킬 수 있는 분석용구(2)가 이용되고 있으므로, 상기 혈액에 대해서, 고정밀도의 측정을 행할 수 있는 혈당계(측정 장치)(1)를 용이하게 구성할 수 있다.

상기와 같은, 시약을 충분히 설치한 제1의 전극쌍(글루코오스 전극)과, 제2의 전극쌍(헤마토크리트 전극)을 갖는 분석용구(2)를, 도 2에 나타낸 혈당계(1)의 센서(2)로서 이용함으로써, 측정 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 간단한 처리 및 구성에 의해서, 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 보다 발휘할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 혈당계(1)에 이용할 수 있는 분석용구(2)는, 상기예에 한정되지 않는다.

[실시형태 2]

도 18은, 실시형태 2에 있어서의 측정 장치의 구성예를 나타내는 블럭도이다. 도 18에 나타낸 측정 장치(1a)는, 혈액 시료의 헤마토크리트치를 측정하는 측정 장치의 일례이다. 측정 장치(1a)는, 측정부(31), 제어부(33), 기록부(34), 및 출력부(35)를 구비한다. 또, 측정 장치(1a)는, 센서(2)가 삽입 가능하고, 삽입된 센서(2)의 전극에 대해 신호를 입력할 수 있도록 되어 있다.

측정부(31)는, 센서(2)의 혈액 시료에 접촉 가능한 전극쌍에 대해 신호를 입력하고, 입력된 신호에 대한 전기적 응답을 측정한다. 여기서, 입력되는 신호는, 상기 실시형태 1과 동일하게, 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 신호로 할 수 있다. 또, 측정부(31)는, 이 입력 신호에 대한 전기적 응답을, 입력 신호의 상기 변화에 대한 응답 신호의 피크치로서 측정한다.

제어부(33)는, 측정부(31)에 의해 측정된 피크치로부터 혈액 시료의 헤마토크리트치를 결정한다. 피크치로부터 헤마토크리트치를 결정하는 처리는, 예를 들면, 상기 실시형태 1과 동일한 처리를 이용할 수 있다. 이와 같이, 혈액 시료의 헤마토크리트치를 측정하는 장치도, 본 발명의 실시형태의 하나이다. 또, 본 실시형태는, 헤마토크리트치 측정 전용 장치로 할 수 있다.

(실시형태에 의한 효과 및 변형예)

상기 실시형태 1, 2에서는, 입력 신호의 레벨 변화에 대한 응답 신호의 피크치에 주목하고, 그 피크치를 정밀도 높게 발생시키기 위해서 바람직한 파형의 입력 신호가 이용된다. 그 때문에, 상기 실시형태 1, 2에 의하면, 전류치만으로 측정할 수 있으므로 시스템을 간소화할 수 있다. 또, 최저한, 하나의 단차를 갖는 입력 파형이며, 그 단차(예를 들면, 상승)로부터 신호 레벨이 일정하게 된 시점에서, 시료의 특정 성분의 양을 판단하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 측정 방법을 간소화할 수 있음과 더불어, 측정 시간을 단축화할 수 있다. 또, 상기 실시형태 1, 2에서는, 입력 신호로서 sin파와 같은 반복 파형의 신호를 입력할 필요도 없고, 복수의 주파수의 AC 성분을 갖는 신호를 입력할 필요도 없다. 또한, 상기 실시형태 1, 2에서는, AC 성분을 갖는 입력 신호에 대한 응답으로서, 어드미턴스나 위상 정보를 측정할 필요도 없으므로, 장치 및 처리를 간소할 수 있다.

상기 실시형태 1에서는, 시료를 혈액으로 하고, 제1 신호의 응답에 의해 글루코오스를, 제2 신호의 응답에 의해 헤마토크리트를 측정하는 예를 설명했는데, 시료 및 측정 대상 성분은 상기예에 한정되지 않는다. 그 외의 다양한 생물학적 유체를, 본원 발명의 시료로 할 수 있다. 예를 들면, 글루코오스 대신에 유산을 측정 대상 성분으로 하고, 제1 전기적 응답으로부터 얻어진 유산의 값을, 헤마토크리트치로 보정하는 구성이어도 된다. 또, 그 외의 헤마토크리트 보정 기능을 구비한 측정 시스템에 본 발명을 적용할 수도 있다. 또, 상기 실시형태 1, 2에 있어서의 응답 신호의 피크치를 이용한 측정은, 헤마토크리트치 측정 이외에도, 예를 들면, 혈액 검체의 전해질 및 PH검사, 혈액 응고의 모니터링(혈전 리스크의 평가), 또는, 컨트롤액 검지 등의 측정에도 적용할 수 있다. 그 밖에, 입력 신호의 변화에 대한 응답 신호의 피크치에 상관이 있는 성분의 측정에, 상기 실시형태의 측정 방법 및 측정 장치를 이용할 수 있다.

1:혈당치계(측정 장치)
2:분석용구(센서)
3:기판
4:대향 기판(규정 요소)
9:레지스트 잉크(규정 요소, 절연체)
10a, 10b:양면 테이프(규정 요소, 접착층)
11:한 쌍의 헤마토크리트 전극(제2의 전극쌍)
12:한 쌍의 글루코오스 전극(제1의 전극쌍)
13a, 13b:적하 시약 규제 요소
14:간극
15:적하 시약
R:유로
31a:제1 측정부
31b:제2 측정부
33:제어부
34:기록부
35:출력부

Claims (7)

1. 생물학적인 시료의 측정 대상 성분을 측정하는 측정 방법으로서,
   제1 신호를 시약과 반응한 상태의 상기 시료에 인가하는 공정과,
   상기 제1 신호에 대한 상기 시료의 제1 전기적 응답을 측정하는 공정과,
   상기 제1 전기적 응답을 측정하는 공정 후에, 30μ초이거나 혹은 30μ초보다 짧은 사이에 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 제2 신호를, 시약과 반응하고 있지 않은 상태의 상기 시료에 인가하는 공정과,
   상기 제2 신호에 대한 상기 시료의 제2 전기적 응답을, 상기 제2 신호의 변화에 대한 응답 신호의 피크치로서, 측정하는 공정과,
   상기 제1 전기적 응답으로부터 얻어지는 상기 시료의 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값을, 시약과 반응하고 있지 않은 상태의 상기 시료에 인가된 상기 제2 신호의 변화에 대한 상기 응답 신호의 피크치로부터 얻어지는 헤마토크리트치에 의거해 보정하는 공정을 포함하는 측정 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 신호는, 상기 제1의 레벨에서 상기 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 파형으로서, 직사각형파 또는 사다리꼴파 성분을 포함하는, 측정 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 신호를 인가하는 시간과 상기 제2 신호를 인가하는 시간은, 공통되지 않는, 측정 방법.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 신호에 있어서, 상기 제1의 레벨에서 상기 제2의 레벨로 값이 변화하는데 소비되는 시간이 7μ초이거나 혹은 7μ초보다 짧은, 측정 방법.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 신호에 있어서, 상기 제1의 레벨에서 상기 제2의 레벨로 값이 변화하는데 소비되는 시간이 2μ초이거나 혹은 2μ초보다 짧은, 측정 방법.
6. 시약과 반응한 상태의 생물학적인 시료에 접촉 가능한 제1의 전극쌍에 대해 입력된 제1 신호에 대한 제1 전기적 응답을 측정하는 제1 측정부와,
   시약과 반응하고 있지 않은 상태의 상기 시료에 접촉 가능한 제2의 전극쌍에 대해 입력된 제2 신호이며, 30μ초이거나 혹은 30μ초보다 짧은 사이에 제1의 레벨에서 제2의 레벨로 값이 변화하고, 그 후 일정 시간, 상기 제2의 레벨을 유지하는 제2 신호에 대한 제2 전기적 응답을, 상기 제1 전기적 응답을 측정한 후에, 상기 제2 신호의 변화에 대한 응답 신호의 피크치로서 측정하는 제2 측정부와,
   시약과 반응하고 있지 않은 상태의 상기 시료에 인가된 상기 제2 신호의 변화에 대한 상기 응답 신호의 피크치로부터 얻어지는 상기 시료의 헤마토크리트치에 의거해, 제1 전기적 응답으로부터 얻어지는 상기 시료의 측정 대상 성분의 양을 나타내는 값을 보정하는 제어부를 구비한 측정 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   시료의 유로에 위치함과 더불어, 시약이 설치된 상기 제1의 전극쌍과, 상기 유로에 위치함과 더불어, 상기 시약은 설치되지 않은 상기 제2의 전극쌍을 갖는 분석용구를 더 구비한, 측정 장치.

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