WO2005066638A1

WO2005066638A1 - 試薬部の配置を改良した分析用具および分析方法

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Publication number: WO2005066638A1
Application number: PCT/JP2005/000153
Authority: WO
Inventors: Hideaki Yamaoka; Kenji Nagakawa; Mitsuhiro Hoshijima; Sadaaki Kimura
Original assignee: Arkray, Inc.
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2005-07-21
Also published as: EP1712919A1; WO2005066638A8; JPWO2005066638A1; EP2213748A2; US7780828B2; CN1910457B; EP2213748A3; EP2213748B1; CN1910457A; EP1712919B1; JP4717637B2; US20090017483A1; EP1712919A4

Abstract

　本発明は、血球を含んだ試料を移動させるための流路(５)と、流路(５)に試料を導入するための導入口(50)と、流路(５)の内部に配置された試薬部(51)と、試料中の分析対象成分の分析を行うために必要な情報を、電子授受量に相関させて得るための電子検出媒体(52)と、を備えた分析用具(１)に関する。試薬部(51)は、試料中の分析対象成分から取り出した電子を電子検出媒体(52)に供給するための電子伝達物質を含んでおり、かつ少なくとも一部が導入口(50)の近傍に配置されている。

Description

明細書

試薬部の配置を改良した分析用具および分析方法

技術分野

[0001] 本発明は、試料に含まれる分析対象成分を分析する技術、たとえば血液中のダルコース濃度を測定する技術に関する。

背景技術

[0002] 全血を試料とするグルコースセンサとしては、比色法あるいは電極法を採用したものがある (たとえば特許文献 1 , 2参照)。いずれの方法を採用したグノレコースセンサを用いる場合であっても、グルコースから取り出した電子を電子検出媒体 (発色剤あるいは電極)に供給し、その電子供給量をグルコースセンサの外部から把握することにより、グルコース濃度を演算することができる。グノレコースセンサは、通常、酸化還元酵素によってグルコースから電子を取り出し、その電子を、電子伝達物質を介して電子検出媒体に供給するように構成される。

[0003] 全血を用いてグルコース濃度を測定する場合、測定結果が血球濃度 (へマトクリット) の影響を受け、高へマトクリットの全血ほど、測定結果が真値よりも低値となることが知られている。この原因の 1つとして、血清 (血漿)中に存在するグルコースからの電子の取り出しに比べて、血球中に存在するグルコースからの電子の取り出しのほうに時間力かかることが指摘されている。すなわち、血清 (血漿)中のグノレコースからは、酸化還元酵素によって即座に電子を取り出すことができる。これに対して、血球中のグノレコースからは、血清 (血漿)にグノレコースを移行させた後でないと、電子を取り出すことができない。し力も、血球内から血清 (血漿)へのグルコースの移行は、血球内外でのグルコース濃度の差に起因する単純拡散ではなぐ血球膜のグルコース透過能力に依存する促進拡散である。すなわち、血球外へのグノレコースの拡散速度は、ミカエリスメンテン式にしたがうものであって、限界値を有しており、血球内外のグルコース濃度の差が一定値以上となれば、血球外へのグルコースの拡散速度は一定値となる。そのため、全血内において、酸化還元酵素、電子伝達物質および電子検出媒体が共存する系では、血清 (血漿)内でのグノレコースから取り出された電子が即座に電子検出媒体に供給されるものの、その供給量に対応したグルコースを血球外に拡散させるには時間がかかる。その結果、もともと血球内に存在していたグノレコースから取り出される電子は、もともと血清 (血漿)内に存在していたグルコースに比べて、電子検出媒体に対して遅れて供給される。このような遅れは、血球濃度の高い全血において大きく現れる。したがって、血糖値が同じ全血であっても、試料の供給から一定時間経過後の段階では、血球濃度の高い全血では、血球濃度の低い全血に比べて、血球から血清 (血漿)へのグルコースの移行割合が少ないという現象が起こりうる。

[0004] 近年においては、測定時間が短縮化の傾向にあり、そのために新たな酸化還元酵素および電子伝達物質が模索されている。このような状況下においては、血清 (血漿) 中に存在するグルコースは、より短時間で消費される。これに対して、血球内から血清 (血漿)へのグルコースの拡散は、血球膜のグルコース透過能力に依存するものであるため、血球からのグルコースの移行速度については大きな変化はなレ、。したがつて、高へマトクリットの全血では、測定時間を短縮化すればするほど、当該測定時間内において血球内から血清 (血漿)に移行させることができるグノレコースの割合が少なくなり、低値化の問題がより顕著に現れる。

[0005] また、酸化還元酵素および電子伝達物質は、たとえば血液に溶解する固相の試薬部としてグノレコースセンサにぉレ、て保持される（たとえば特許文献 3参照）。そのため、測定時間を短縮化する場合には、試薬部の溶解性が測定精度に与える影響が大きくなる。すなわち、試薬部の溶解性が悪ければ、血液によって試薬部を溶解させたときに生じる液相反応系において、酸化還元酵素や電子伝達物質が均一に分散せず、測定結果にバラツキを生じさせる。このような測定結果のバラツキは、血液中のグルコース濃度が小さい場合により顕著に現れる。

[0006] 特許文献 1 :特開 2002— 175699号公報

特許文献 2：特公平 8 - 10208号公報

特許文献 3 :特開 2004 - 101519号公報

発明の開示

[0007] 本発明は、血球を含んだ試料の分析を行う場合 (たとえば血液中のグノレコース濃度を測定する場合）に、血球濃度の影響を抑制し、とくに高血球濃度の試料における低値化を抑制することを目的としている。

[0008] 本発明はさらに、測定時間を短縮化する場合に生じる測定結果のバラツキを抑制し、とくに低濃度域での測定再現性を向上させることを目的としている。

[0009] 本発明の第 1の側面においては、血球を含んだ試料 (たとえば血液）を移動させるための流路と、上記流路に試料を導入するための導入口と、上記流路の内部に配置された試薬部と、試料中の対象成分 (たとえばグノレコース）の分析を行うために必要な情報を、電子授受量に相関させて得るための電子検出媒体と、を備えた分析用具であって、上記試薬部は、試料中の分析対象成分から取り出した電子を上記電子検出媒体に供給するための電子伝達物質を含んでおり、かつ少なくとも一部が上記導入口の近傍に配置されてレ、る、試薬部の配置を改良した分析用具が提供される。

[0010] 試薬部は、たとえば電子検出媒体とは分離された状態で、電子検出媒体よりも試料の流れ方向における上流側に配置される。この場合の試薬部は、流路に試料を供給したときに溶解する固体状に形成するのが好ましい。

[0011] 試薬部と電子検出媒体との間の距離は、予め設定した検出範囲の上限量の分析対象成分が試料に含まれる場合にぉレ、て、上記上限量の分析対象成分から電子伝達物質への電子移動が、電子伝達物質が電子検出媒体に対して電子を供給しうる状態となるまでの間に、実質的に完了する長さに設定するのが好ましい。

[0012] 試薬部における電子伝達物質の含有量は、予め設定した検出範囲の上限量の分析対象成分が試料に含まれる場合において、上記上限量のグルコースから取り出せる全ての電子を、電子伝達物質にぉレ、て受け取ることができる量に設定するのが好ましい。

[0013] 電子検出媒体は、発色剤を含んだものとして構成することができる。この場合、電子検出媒体は、試料に対して難溶性の多孔質体に、発色剤を保持させた構成とするのが好ましい。多孔質体としては、典型的には、ポリアクリルアミドあるいはポリビュルァルコールなどのゲル状物を挙げることができる。一方、発色剤としては、たとえば MT

T(3-(4,5-Dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide), INT ( 2-(4-lodophenyl)-3-(4-nitrophenyl)-5-phenyl-2H-tetrazohum chlorideノ、 W¾l— 4 (2-(4- lodophenyl) _3— (2,4-dinitrophenyl)— 5— (2，4_ disulfophenyl)— 2H— tetrazolium，monosodium salt)、および 4AA(4— Aminoantipyrine)力 S 挙げられる。

[0014] 電子検出媒体は、導体として構成することもできる。導体としては、たとえば流路に試料が供給されたときに、電子伝達物質に電圧を印加するために利用されるものが挙げられる。

[0015] 試薬部は、たとえば試料中の分析対象成分から電子を取り出して電子伝達物質に電子を供給するための酸化還元酵素を含んだものとして構成される。酸化還元酵素は、試薬部とは分離した追加の試薬部として分析用具に保持させてもよい。この場合、追加の試薬部は、流路の内部における試料の流れ方向において、試薬部と電子検出媒体との間に配置するのが好ましい。追加の試薬部は、たとえば流路に試料を供給したときに溶解する固体状に形成される。

[0016] 本発明の第 2の側面においては、血球を含んだ試料を移動させるための流路と、上記流路に試料を導入するための導入口と、試料中の分析対象成分の分析を行うために必要な情報を、電子授受量に相関させて得るためのものであり、かつ試料に対して難溶性の多孔質体に発色剤を保持させた構成の電子検出媒体と、試料中の分析対象成分から取り出した電子を上記電子検出媒体に供給するための電子伝達物質を含み、かつ上記流路に試料を供給したときに溶解するように構成された電子伝達物質層と、試料中の分析対象成分から電子を取り出して上記電子伝達物質に電子を供給するための酸化還元酵素を含み、かつ上記流路に試料を供給したときに溶解するように構成された酸化還元酵素層と、を備えた分析用具であって、上記流路において、上記電子伝達物質層、上記酸化還元酵素層および上記電子検出媒体がこの順序で、試料の流れ方向の上流側から順番に並んで配置されている、分析用具が提供される。

[0017] 試薬部（電子伝達物質層）は、たとえば追加の試薬部（酸化還元酵素層）よりも、平面視面積が大きぐ試料の流れ方向の長さが大きぐあるいは厚みが小さく（たとえば酸化還元酵素層の厚みの 15— 80%)とされる。試薬部（電子伝達物質層）は、追加の試薬部（酸化還元酵素層）における導入口側の縁から導入口までの距離における 50— 90%の長さ範囲を占めるように形成してもよい。試薬部（電子伝達物質層）はまた、流路における電子検出媒体の平面視面積の 1. 5— 10倍の平面視面積を有するあのとすることちできる。

[0018] 本発明における電子伝達物質としては、 Ru錯体を用いるのが好ましい。 Ru錯体としては、 [Ru(NH ) X]ⁿ⁺として表現されるものを使用するのが好ましい。ここで、上記化学式において、は、たとえば NH、ハロゲンイオン、 CN、ピリジン、ニコチンアミド

、あるいは H〇であり、 n +は、 Xの種類により決定される酸化型 Ru(m)錯体の価数である。

[0019] 本発明における酸化還元酵素としては、たとえばグノレコースデヒドロゲナーゼ (GD H)を使用することができる。 GDHとしては、 PQQGDH、ひ GDH、あるいは CyGD Hを用いるのが好ましい。

[0020] ここで、 PQQGDHとは、ピロ口キノリンキノン（PQQ)を補酵素とするものである。一方、ひ GDHおよび CyGDHは、国際公開第 WO02/36779号パンフレットに開示されているものをさしている。すなわち、 a GDHおよび CyGDHは、ブルクホルデリア属に属する微生物に由来のグルコース脱水素酵素（GDH)をさしており、形質転換体に産出させたものも含まれる。

[0021] より具体的には、 ct GDHは、 FADを補欠因子としてもち、かつグルコース脱水素活性を有するサブユニットとして、還元条件下での SDS—ポリアクリルアミドゲル電気泳動における分子量が約 60kDaである GDH活性タンパク質（ αサブユニット)を含んだものである。一方、 CyGDHは、 _αサブユニットと、還元条件下での SDS—ポリアクリルアミドゲル電気泳動における分子量が約 43kDaである電子伝達タンパク質 (チトクロム C)と、をサブユニットとして含むものである。 a GDHや CyGDHとしては、 αサブユニットゃチトクロム C以外のサブユニットをさらに有するものを使用することもできる。

[0022] CyGDHは、たとえばブルクホルデリア 'セパシァに属する微生物が菌体外に分泌した酵素を精製し、あるいは当該菌体の菌体内酵素を精製することにより得ることができる。一方、ひ GDHは、たとえばブルクホルデリア'セパシァに属する微生物から採取したひ GDHをコードする遺伝子が移入された形質転換体を形成し、この形質転換体から外部に分泌された酵素を精製し、あるいは当該形質転換体の菌体内酵素を精製することにより得ること力 Sできる。

[0023] ブルクホルデリア *セパシァに属する微生物としては、たとえばブルクホルデリア *セパシァ KS1株を使用することができる。この KS1株は、平成 12年 9月 25日に独立特許法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター ( T 305 - 8566 日本国茨城県つくば巿東 1丁目 1番地 1 中央第 6)に微生物受託番号第 FERM BP— 7306として寄託されている。

[0024] 本発明のグルコースセンサは、流路において毛細管力が生じるように構成することあでさる。

[0025] 本発明の第 3の側面においては、血球を含んだ試料が移動した状態において、上記試料に含まれる分析対象成分から取り出した電子を電子伝達物質に供給し、上記試料に含まれる全ての分析対象成分から上記電子伝達物質への電子移動を、実質的に完了する過程と、上記試料の移動が停止した状態において、上記電子伝達物質と電子検出媒体との間の電子授受反応を行う過程と、上記電子検出媒体を介して得られる情報に基づいて、分析対象成分の分析に必要な演算を行う過程と、を含んでいる、分析方法が提供される。

[0026] 電子検出媒体は、本発明の第 1の側面と同様に、たとえば発色剤を含んだものとして、あるいは導体として構成される。

[0027] ここで、本発明において血球を含んだ試料とは、少なくとも全血、および全血の希釈液などの調整液を含むものとする。

図面の簡単な説明

[0028] [図 1]本発明の第 1の実施の形態に係るグルコースセンサの全体斜視図である。

[図 2]図 1の II一 II線に沿う断面図である。

[図 3]図 1に示したグルコースセンサの分解斜視図である。

[図 4]図 1に示したグルコースセンサの作用を説明するための図 2に相当する断面図である。

[図 5]本発明の第 2の実施の形態に係るグルコースセンサの全体斜視図である。

[図 6]図 5の VI— VI線に沿う断面図である。

[図 7]図 5に示したグルコースセンサの分解斜視図である。園 8]本発明の第 3の実施の形態に係るグルコースセンサの全体斜視図である。園 9]図 8の IX-IX線に沿う断面図である。

[図 10]図 8に示したグルコースセンサの分解斜視図である。

園 11]本発明の第 4の実施の形態に係るグルコースセンサの全体斜視図である。

[図 12]図 11の ΧΠ— ΧΠ線に沿う断面図である。

[図 13]図 11に示したグルコースセンサの分解斜視図である。

[図 14]実施例 1一 3において使用したグルコースセンサの基本構成を説明するための斜視図である。

園 15]実施例 11一 3において使用したグルコースセンサの試薬部の構成を説明するための透明カバーを省略して示した平面図である。

園 16A]実施例 1において、グルコースセンサ (1)を使用して吸光度のタイムコースを測定した結果を示すグラフである。

[図 16B]実施例 1において、グルコースセンサ (2)を使用して吸光度のタイムコースを測定した結果を示すグラフである。

[図 16C]実施例 1において、グルコースセンサ (3)を使用して吸光度のタイムコースを測定した結果を示すグラフである。

[図 17]Hctが 42%のときを基準とした場合のバイアスとして、 Hctの影響を示したダラフである。

[図 18A]実施例 2において、グルコースセンサ (1)を使用して吸光度のタイムコースを測定した結果を示すグラフである。

[図 18B]実施例 2において、グルコースセンサ (2)を使用して吸光度のタイムコースを測定した結果を示すグラフである。

園 18C]実施例 2において、グルコースセンサ (3)を使用して吸光度のタイムコースを測定した結果を示すグラフである。

園 19]実施例 4において使用した本案グルコースセンサの試薬部の構成を説明するための透明カバーを省略して示した平面図である。

[図 20A]実施例 4において、本案グルコースセンサを使用して波長 660nmで吸光度のタイムコースを測定した結果を示すグラフである。 [図 20B]実施例 4において、本案グルコースセンサを使用して波長 940nmで吸光度のタイムコースを測定した結果を示すグラフである。

[図 20C]実施例 4において本案グルコースセンサを使用したときに、波長 660nmにおいて吸光度を測定したときの結果から波長 940nmにおいて吸光度を測定したときの結果を差分として表したタイムコースである。

[図 21A]実施例 4において、参照グルコースセンサを使用して波長 660nmで吸光度のタイムコースを測定した結果を示すグラフである。

[図 21B]実施例 4において、参照グルコースセンサを使用して波長 940nmで吸光度のタイムコースを測定した結果を示すグラフである。

[図 21C]実施例 4において参照グルコースセンサを使用したときに、波長 660nmにおいて吸光度を測定したときの結果から波長 940nmにおいて吸光度を測定したときの結果を差分として表したタイムコースである。

発明を実施するための最良の形態

[0029] 以下、本発明の第 1一第 4の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

[0030] まず、本発明の第 1の実施の形態について、図 1一図 3を参照しつつ説明する。

[0031] 図 1一図 3に示したグルコースセンサ 1は、使い捨てとして構成されたものであり、比色により血液中のグノレコース濃度を測定するように構成されたものである。このダルコースセンサ 1は、長矩形の基板 2に対して、スぺーサ 3を介してカバー 4を接合した形態を有しており、各要素 2— 4により、基板 2の長手方向に延びるキヤビラリ 5が規定されている。キヤビラリ 5は、毛細管力により血液を移動させるとともに、反応場を提供するためのものである。このキヤビラリ 5は、開口 50を介して外部と連通している。開口 5 0は、キヤビラリ 5の内部に血液を導入するためのものである。

[0032] 基板 2は、 PET、 PMMA、ビニロンなどにより透明に形成されている。基板 2には、キヤビラリ 5の内部に収容された状態で第 1および第 2試薬部 51 , 52が設けられている。

[0033] 第 1試薬部 51は、第 2試薬部 52よりも血液の流れ方向の上流に位置するように、開口 50の近傍に設けられている。この第 1試薬部 51は、たとえば酸化還元酵素および電子伝達物質を含んでおり、血液に対して溶解しやすい固体状に形成されている。このため、キヤビラリ 5に血液を導入した場合には、キヤビラリ 5の内部には、ダルコ一ス、酸化還元酵素および電子伝達物質を含む液相反応系が構築される。

[0034] 酸化還元酵素としては、たとえばグノレコースデヒドロゲナーゼ (GDH)を用いることができ、典型的には PQQGDH、ひ GDHあるいは CyGDHが使用される。

[0035] 電子伝達物質としては、たとえば Ru錯体ゃ Os錯体などの金属錯体を用いることができる。 Ru錯体としては、 [Ru(NH ) ]C1を用いるのが好ましい。電子伝達物質としては、 PMS (5-methylphenazinium methylsulfate)の他、チトクロムや NAD— ¹を使用することもできる。ここで、電子伝達物質の含有量は、予め設定した測定濃度範囲の上限量のグルコースが血液に含まれる場合において、上限量のグルコースから取り出せる全ての電子を、電子伝達物質において受け取ることができる量として設定されている。たとえば、測定範囲の上限量が 600mgZdL(33mM)であり、グルコースと電子伝達物質が化学量論的に 1： 2の割合で反応する場合には、電子伝達物質の含有量は、キヤビラリ 5が血液によって満たされたときの濃度が 66mM以上となるように設定される。

[0036] 第 2試薬部 52は、発色剤を含んでおり、血液に対して難溶性の固層として形成されている。この第 2試薬部 52は、たとえば基板 2に対して固定されたゲル状担体に対して、発色剤を担持させた構成とされている。この構成では、発色剤を血液に分散させることなぐ第 2試薬部 52の内部に電子伝達物質を拡散させ、第 2試薬部 52において、発色剤に対して電子伝達物質からの電子を供給することができる。

[0037] ゲル状担体としては、ポリアクリルアミドあるいはポリビニルアルコールを使用することができる。一方、発色剤としては、公知の種々のものを用いることができる力電子を受け取って発色したときの吸収波長が、血液の吸収波長からずれたものを用いるのが好ましい。発色剤としては、たとえば MTT、 INT、 WST— 4、および 4AAを用いること力 Sできる。

[0038] ここで、第 1試薬部 51と第 2試薬部 52との中心間距離 D1は、予め設定した測定濃度範囲の上限量のグノレコースが血液に含まれる場合において、血液が第 2試薬部 5 2に到達するまで（電子伝達物質が発色剤に電子を供給することが可能となるまで）の間に、上限量のグルコースから電子伝達物質への電子移動が実質的に完了する長さに設定されている。この中心間距離 D1は、酸化還元酵素がグノレコースから電子を取り出す速度 (触媒能力）、電子伝達物質がグルコースから電子を受け取る速度（電子伝達速度）、およびキヤビラリ 5における血液の移動速度などに応じて適宜設定される。たとえば、キヤビラリ 5を血液により満たすのに要する時間が 2秒であり、酸化還元酵素として PQQGDHを用レ、、電子伝達物質として [Ru(NH ) ]C1を用いる場合

3 6 3

には、中心間距離 D1は、たとえば 0. 5-1. Ommの範囲に設定される。

[0039] スぺーサ 3は、基板 2とカバー 4の間の距離、すなわちキヤビラリ 5の高さ寸法を規定するためのものである。このスぺーサ 3は、キヤビラリ 5の幅寸法を規定するためのスリット 30を有している。

[0040] カバー 4は、全体が透明に形成されている。このカバー 4は、基板 2と同様な材料により形成することができる。カバー 4には、貫通孔 40が形成されている。貫通孔 40は、キヤビラリ 5の内部の気体を外部に排出するためのものであり、キヤビラリ 5の内部に連通している。

[0041] グノレコースセンサ 1では、開口 50を介してキヤビラリ 5に血液を供給した場合には、図 4A—図 4Cに示したように、キヤビラリ 5において生じる毛細管力により、血液がキャビラリ 5の内部を進行する。血液の進行過程においては、図 4Aおよび図 4Bに示したように、血液により第 1試薬部 51が溶解させられる。これにより、第 1試薬部 51に含まれる酸化還元酵素および電子伝達物質が血液中に分散し、これらが血液とともに貫通孔 40ひいては第 2試薬部 52に向けて移動する。このとき、酸化還元酵素によつて血清（血漿）のグルコースから電子が取り出され、グノレコースがダルコノラタトンとされ、血清 (血漿）におけるグノレコース濃度が減少する。グノレコースから取り出された電子は、酸化還元酵素の作用によって電子伝達物質に供給される。一方、血清 (血漿) におけるグルコース濃度の減少に伴い、血球中のグルコースが血清（血漿）中に移行する。血球外に移行したグルコースからは、先に説明したのと同様にして電子が取り出され、電子伝達物質に供給される。

[0042] 図 4Cに示したように、血液の進行は、血液が貫通孔 40に到達したときに停止する。このとき、血液が第 2試薬部 52に浸透する。キヤビラリ 5においては、血液とともに電子伝達物質も移動させられるため、第 2試薬部 52への血液の浸透に伴レ、、第 2試薬部 52の内部に電子伝達物質が拡散する。このため、第 2試薬部 52においては、発色剤に対して電子伝達物質力電子が供給されて発色剤が発色し、第 2試薬部 52 が着色される。第 2試薬部 52の着色の程度は、血液の供給開始から一定時間経過後において、たとえば第 2試薬部 52に対してカバー 4を介して光を照射し、そのときに第 2試薬部 52および基板 2を透過した光、あるいは反射した光を受光することにより把握される。照射光の波長は、発色剤の発現色における吸収の大きな波長の光のもの力 S採用される。最終的なグルコース濃度は、たとえば照射光の強度と、透過光の強度と、の比に基づいて演算される。

[0043] グノレコースセンサ 1では、第 1試薬部 51が第 2試薬部 52に比べて、血液の流れ方向の上流側に設けられている。そのため、キヤビラリ 5に対する血液の導入と同時に電子伝達物質をグルコースと反応させることができる。し力、も、第 1試薬部 51を開口 5 0の近傍に配置することにより、血液が第 2試薬部 52に到達するまでの間において、電子伝達物質とグノレコースとを反応させるための時間を長く確保することができる。その結果、電子伝達物質が第 2試薬部 52に到達する前 (電子伝達物質が発色剤と反応する前）に電子伝達物質を積極的にグノレコースと反応させることができる。とくに、グルコースセンサ 1では、電子伝達物質の含有量が、測定濃度範囲の上限量のダルコースの全てから電子を、電子伝達物質において受け取ることができる量として設定され、中心間距離 D1が、血液が第 2試薬部 52に到達するまでの間に、グルコースの全てから電子伝達物質への電子移動が実質的に完了するように設定されている。したがって、グルコースセンサ 1では、電子伝達物質が発色剤と反応を開始するまでの間に、血球中のグノレコースを確実に血清（血漿）中に移行させること力 Sできる。その結果、血液における血球濃度の影響を抑制し、精度良くグルコース濃度を測定できるようになる。

[0044] 次に、本発明の第 2の実施の形態に係るグノレコースセンサについて、図 5 図 7を参照して説明する。ただし、図 5 図 7においては、先に説明したグノレコースセンサ 1 (図 1ないし図 3参照）と同様な要素については同一の符号を付してあり、重複説明は省略する。

[0045] 図 5—図 7に示したグルコースセンサ：^ は、第 1ないし第 3試薬部 51' , 52' ， 53 ' を備えている点において、先に説明したグノレコースセンサ 1 (図 1一図 3参照）とは異なっている。

[0046] 第 1試薬部 51' は、電子伝達物質を含んだものであり、キヤビラリ 5に試料が供給されたときに溶解するように構成されている。この第 1試薬部 5 は、開口 50の近傍に設けられている。第 1試薬部 51' に含ませる電子伝達物質としては、先に説明したグルコースセンサ 1 (図 1一図 3参照）と同様なものを例示することができる。

[0047] 第 2試薬部 52' は、先に説明したグルコースセンサ 1の第 2試薬部 52 (図 1一図 3 参照）と同様な構成とされている。すなわち、第 2試薬部 52' は、たとえば電子検出媒体である発色剤を、血液に対して難溶性のゲル状担体に担持させた構成とされている。

[0048] 第 3試薬部 53' は、酸化還元酵素を含んだものであり、キヤビラリ 5に試料が供給されたときに溶解するように構成されている。この第 3試薬部 53' は、第 1試薬部 51' と第 2試薬部 52' との間に設けられている。第 3試薬部 53' に含ませる酸化還元酵素としては、先に説明したグルコースセンサ 1 (図 1一図 3参照）と同様なものを例示すること力 Sできる。

[0049] ここで、第 1試薬部 51' と第 2試薬部 52' との中心間距離 D1は、グノレコースセンサ 1 (図 1一図 3参照）と同様に設定されている。すなわち、中心間距離 D1は、予め設定した測定濃度範囲の上限量のグノレコースが血液に含まれる場合において、血液が第 2試薬部 52' に到達するまで (電子伝達物質が発色剤に電子を供給することが可能となるまで）の間に、上限量のグルコースから電子伝達物質への電子移動が実質的に完了する長さに設定されている。一方、第 1試薬部 5 と第 3試薬部 53' との中心間距離 D2は、第 1試薬部 51' に含まれる電子伝達物質の存在によって血球中から血球外に取り出し可能なグノレコースの最大量の殆ど全ての量のグルコースを取り出せる距離に設定される。第 2試薬部 52' と第 3試薬部 53' との中心間距離 D 3は、第 3試薬部 53' が十分に溶解し、酸化還元酵素を血液中に十分に分散させることができる距離に設定される。

[0050] このようなグルコースセンサにおいては、キヤビラリ 5に血液が供給されたときに、まず第 1試薬部が溶解して血液中に電子伝達物質が分散する。このとき、血球の周りに無機物たる電子伝達物質が存在しているために、血球中から血球外へのグノレコースの拡散が促進される。次いで、血液が第 3試薬部 53' に到達したときに第 3試薬部 53' が溶解して血液中に酸化還元酵素が分散する。このとき、酸化還元酵素の作用によって、血清中のグルコースと電子伝達物質の反応が促進される。最終的には、血液が第 2試薬部 52' に到達した場合には、酸化還元酵素の作用によつて、電子伝達物質から発色剤に電子が供給され、発色剤が発色する。

[0051] グルコースセンサ:^ では、血清中のグルコースを電子伝達物質に供給する前に、血球中のグルコースを積極的に取り出すようにしている。すなわち、電子伝達物質に酸化還元酵素を作用させる前に、血清中にグルコース濃度が高くされており、電子伝達物質に酸化還元酵素を作用させた後における血球中からのグルコースの拡散が少なくなるようになされている。その結果、後述の実施例からも明らかとなるが、電子伝達物質と発色剤との間の反応初期速度が大きくなり、測定時間の短縮化を図ることが可能となる。

[0052] 次に、本発明の第 3の実施の形態に係るグルコースセンサについて、図 8—図 10を参照して説明する。ただし、図 8—図 10においては、先に説明したグノレコースセンサ 1 , V (図 1一図 3、あるいは図 5—図 7参照)と同様な要素については同一の符号を付してあり、重複説明は省略する。

[0053] 図 8—図 10に示したグルコースセンサ： T は、第 1一第 3試薬部 51" , 52 53 を備えている点において、第 1の実施の形態に係るグルコースセンサ 1(図 1一図 3参照)とは異なっている一方で、第 2の実施の形態に係るグノレコースセンサ：^ (図 5— 図 7参照)と同様な構成とされている。また、グルコースセンサ 1" は、第 1試薬部 51 " の構成が第 2の実施の形態に係るグノレコースセンサ (図 5—図 7参照)とは異なつている。

[0054] 第 1試薬部 51〃は、先に説明したグルコースセンサ 1， \' と同様な電子伝達物質を含んだものであり、キヤビラリ 5に試料が供給されたときに溶解するように構成されている。この第 1試薬部 51〃は、開口 50と第 3試薬部 53〃との間において塗り広げられている。

[0055] 第 1試薬部 51" は、第 2試薬部 52" および第 3試薬部 53" よりも、平面視面積、およびキヤピリラリ 5における血液の流れ方向の長さが大きい長矩形状に形成されている。より具体的には、第 1試薬部 51" は、開口 50から第 3試薬部 53" における開口 50側の縁までの間において、その占有長さが 50— 90%とされ、その厚みが、たとえば第 3試薬部 53〃の厚みの 15— 80%とされる。これらの数値範囲は、第 1試薬部 51" の溶解性を十分に改善することができ、かつ、製造上の限界を考慮したものである。第 1試薬部 51〃は、第 2試薬部 53〃を基準とした場合には、その平面視面積が第 2試薬部 53" の 1. 5— 10倍とされる。

[0056] 第 1試薬部 51〃と第 2試薬部 52" 中心間距離 D1は、予め設定した測定濃度範囲の上限量のグノレコースが血液に含まれる場合において、血液が第 2試薬部 52" に到達するまで (電子伝達物質が発色剤に電子を供給することが可能となるまで）の間に、上限量のグルコースから電子伝達物質への電子移動が実質的に完了する長さに設定されている。一方、第 1試薬部 51〃と第 3試薬部 53" との中心間距離 D2は、第 1試薬部 51〃に含まれる電子伝達物質の存在によって血球中から血球外に取り出し可能なグノレコースの最大量の殆ど全ての量のグルコースを取り出せる距離に設定される。第 2試薬部 52" と第 3試薬部 53" との中心間距離 D3は、第 3試薬部 53 " が十分に溶解し、酸化還元酵素を血液中に十分に分散させることができる距離に設定される。

[0057] このようなグルコースセンサ 1" においては、第 1試薬部 51 " が薄く塗り広げられたものとなっているため、キヤビラリ 5に血液が供給されたときに、第 1試薬部 51" の溶解性が高ぐ血液中に電子伝達物質が良好に分散する。そのため、キヤビラリ 5に血液が供給されたときに形成される血液と電子伝達物質の混合系においては、電子伝達物質の濃度のバラツキが小さくなる。その結果、測定後の反応速度のバラツキを抑制できるようになり、電子伝達物質の濃度のバラツキの影響を受けやすい低濃度域での測定再現性が向上する。また、グルコースセンサ 1 " では、グルコースセンサ：^ と同様に、血清中のグルコースを電子伝達物質に供給する前に、血球中のダルコ一スをより積極的に取り出すようにしているために、電子伝達物質と発色剤との間の反応初期速度が大きくなつて、測定時間の短縮化を図ることが可能となる。

[0058] 次に、本発明の第 4の実施の形態に係るグルコースセンサについて、図 11一図 13 を参照して説明する。

[0059] 図 11一図 13に示したグルコースセンサ 6は、使い捨てとして構成されたものであり、電極法によりグノレコース濃度を測定できるように構成されたものである。このダルコースセンサ 6は、先に説明したグルコースセンサ 1(図 1一図 3参照)と同様に、基板 7 に対して、スぺーサ 8を介してカバー 9を積層した形態を有しており、各要素 7 9により規定されたキヤビラリ 60を有している。

[0060] スぺーサ 8およびカバー 9は、先に説明したグルコースセンサ 1のスぺーサ 3およびカバー 4 (図 1一図 3参照）と同様な構成とされている。すなわち、スぺーサ 8は、キヤビラリ 60の幅寸法を規定するスリット 80を有しており、カバー 9はキヤビラリ 60の内部に連通する貫通孔 90を有している。ただし、カバー 9は必ずしも透明に形成する必要はない。

[0061] 基板 7の上面 70には、作用極 71、対極 72および試薬部 73が形成されている。作用極 71および対極 72は、端部 71a, 72aが基板 7の短手方向に延びている。端部 7 la, 72aは、貫通孔 90に比較的に近い部位において基板 7の長手方向に並んで設けられており、それらの一部がキヤビラリ 60の内部において臨んでいる。一方、作用極 71および対極 72の端部 71b, 72bは、キヤビラリ 60の外部において露出している。これらの端部 71b, 72bは、端部 71a, 72aの間に電位差を生じさせる際に、プローブなどの端子を接触させるための部分である。

[0062] 試薬部 73は、キヤビラリ 60の内部において開口 61の近傍に設けられている。すなわち、試薬部 73は、作用極 71および対極 72の端部 71a, 72aとは分離された状態において、キヤビラリ 60における試料の流れ方向の上流に設けられている。この試薬部 73は、たとえば電子伝達物質および酸化還元酵素を含む固体状に形成されている。この試薬部 73は、血液に対して容易に溶解するものとして形成されている。酸化還元酵素および電子伝達物質としては、グノレコースセンサ 1の第 1試薬部 51 (図 1一図 3参照）における酸化還元酵素および電子伝達物質と同様なものを使用することができる。

[0063] ここで、試薬部 73における電子伝達物質の含有量は、予め設定した測定濃度範囲の上限量のグルコースが血液に含まれる場合において、上限量のグルコースから取り出せる全ての電子を、電子伝達物質にぉレ、て受け取ることができる量として設定されている。また、試薬部 73と作用極 71の端部 71aとの中心間距離 D4は、予め設定した測定濃度範囲の上限量のグノレコースが血液に含まれる場合において、血液が作用極 71の端部 71aに到達するまでの間に、上限量のグルコースから電子伝達物質への電子移動が実質的に完了するように設定されている。

[0064] グノレコースセンサ 6においても、開口 61を介してキヤビラリ 60に血液を供給した場合には、キヤビラリ 60において生じる毛細管力により、血液がキヤビラリ 60の内部を進行する。血液の進行過程においては、血液により試薬部 73が溶解させられる。このとき、酸化還元酵素によって血清（血漿）のグルコースから電子が取り出される一方、グノレコースから取り出された電子は、酸化還元酵素の作用によって電子伝達物質に供給される。血球内のグルコースは、血液におけるグルコースの消費に伴って血清（血漿）中に移行し、移行したグルコースからは、先に説明したのと同様にして電子が取り出されて電子伝達物質に供給される。血液の進行は、血液が貫通孔 90に到達したときに停止する。このとき、電子伝達物質が作用極 71の端部 71aの表面に存在する。作用極 71の端部 71aに対しては、作用極 71と対極 72の間に電圧を印加することにより、電子伝達物質から電子が供給される。最終的なグルコース濃度は、作用極 71の端部 71aに対して電子伝達物質から供給された電子の量に基づいて演算される。

[0065] グルコースセンサ 6では、試薬部 73が作用極 71の端部 71aに比べて、血液の流れ方向の上流側に設けられ、かつ開口 50の近傍に配置されている。そのため、電子伝達物質が作用極 71の端部 71aに到達する前に、電子伝達物質を積極的にダルコ一スと反応させること力 Sできる。したがって、グルコースセンサ 6では、先に説明したグノレコースセンサ 1 (図 1一図 3参照）と同様に、全血中における血球濃度の影響を抑制し、精度良くグルコース濃度を測定できるようになる。

[0066] グノレコースセンサ 6においては、試薬部 73が電子伝達物質および酸化還元酵素を含んでいた力先に説明したグルコースセンサ , \" (図 8 図 10、あるいは図 1 1一図 13参照）と同様に、電子伝達物質を含む試薬部と、酸化還元酵素を含む試薬部に分離して形成してもよい。 [0067] 本発明は、試料として血液以外のもの、たとえば血液の希釈液を使用するように構成されたグノレコースセンサにも適用することができる。本発明はさらに、グルコース以外の成分、たとえばコレステロールや乳酸を分析するように構成された分析用具に適用することちできる。

実施例 1

[0068] 本実施例においては、比色用のグルコースセンサを用いた血糖値の測定において、血液における血球濃度（へマトクリット値 (Hct) )が測定結果に与える影響を検討した。グルコースセンサとしては、以下に説明するグノレコースセンサ (1)一 (3)を用いた。 Hct値が測定結果に与える影響は、吸光度のタイムコースおよび特定時間経過後におけるバイアスに基づいて検討した。

[0069] (グルコースセンサの基本構成）

グノレコースセンサ (1)一 (3)の基本構成 (試薬部を除く）は図 14に示した通りである。すなわち、各グノレコースセンサ (1)一 (3)は、透明基板 2Aに対してスぺーサ 3Aを介して透明カバー 4Aを積層した形態を有するとともに、各要素 2A— 4Aによってキヤビラリ 5Aが規定されたものとされている。キヤビラリ 5Aの寸法は、図 14に記入したように、 1. 3mm X 9mm X 50 x mである。透明基板 2Aおよび透明カバー 4Aは、厚みが 25 0 μ mである PETにより形成し、スぺーサ 3Aは両面テープにより構成した。

[0070] (試薬部の構成および形成方法）

各グノレコースセンサ (1)一 (3)においては、発色剤を含んだ試薬部を、電子伝達物質および酸化還元酵素のうちの少なくとも一方を含む試薬部に対して、キヤビラリの流れ方向に分離して設けた。

[0071] グノレコースセンサ (1) (本案）では、図 15Aに示したように電子伝達物質および酸化還元酵素を含む第 1試薬部 51Aをキヤビラリ 5Aの上流側に、発色剤を含む第 2試薬部 52Aをキヤビラリ 5Aにおける下流側に設けた。第 1試薬部 51 Aは、その中心が試料導入口 50Aから 3mmの距離のところに位置し、かっ血液に対して溶解するように形成した。第 2試薬部 52Aは、その中心が貫通孔 40Aの最上流点 40Aaから lmm の距離のところに位置するとともに、透明基板 2Aに対して固定化され、かっ血液に対して難溶なゲル状担体に発色剤を保持させた構成に形成した。第 1試薬部 51Aと第 2試薬部 52Aとの中心間距離は、 5匪に設定した。

[0072] 第 1および第 2試薬部 51A, 52Aは、目的とする材料液を目的部位に塗布した後、材料液を送風乾燥 (30°C、 10%Rh)させることにより形成した。なお、第 1および第 2 試薬部 51A， 52Aを形成する場合の材料液の組成および材料液の塗布量につ!/、ては、下記表 1およぴ表 2に示した通りである。

[0073] [表 1]

[0074] [表 2]

[0075] グルコースセンサ (2) (本案）は、図 15Bに示したように、グルコースセンサ (1) (図 15 A参照）において第 1試薬部 51Bが酸化還元酵素を含まないものとする代わりに、第 1試薬部 51Bと第 2試薬部 52Bとの間に、酸ィ匕還元酵素を含む第 3試薬部 53Bを形成したものとした。この第 3試薬部 53Bは、その中心が、第 1試薬部 51Bの中心と第 2 試薬部 52Bの中心との中間に位置するように形成した。

[0076] 第 1〜第 3試薬部 51B， 52B, 53Bは、目的とする材料液を目的部位に塗布した後、材料液を送風乾燥 (30°C、 10%Rh)させることにより形成した。なお、第 1〜第 3試薬部 51B, 52B, 53Bを形成する場合の材料液の組成および材料液の塗布量については、下記表 3〜表 5に示した通りである。

[0077] [表 3]

[0078] [表 4]

^替え用鈹（規則 26) [0079] [表 5]

[0080] グルコースセンサ (3) (比較）は、図 15Cに示したように、グノレコースセンサ (1) (図 15 Α参照）において、発色剤を含む試薬部の位置と、電子伝達物質および酸化還元酵素を含む試薬部の位置とを入れ替えた構成とした。すなわち、第 1試薬部 51Cは、グルコースセンサ (1)における第 2試薬部 52Aに対応する部位（下流側）において、血液に対して難溶なゲル状担体に電子伝達物質および酸化還元酵素を保持させた状態で透明基板 2Aに対して固定化した。一方、第 2試薬部 52Cは、グルコースセンサ ( 1)における第 1試薬部 51Aに対応する部位 (上流側）において、血液に対して溶解するように形成した。

[0081] 第 1および第 2試薬部 51C, 52Cは、目的とする材料液を目的部位に塗布した後、材料液を送風乾燥 (30°C、 10%Rh)させることにより形成した。なお、第 1および第 2 試薬部 51C, 52Cを形成する場合の材料液の組成および材料液の塗布量にっレ、ては、下記表 6および表 7に示した通りである。

[0082] [表 6]

[0083] [表 7]

表 1〜表 7にお！/、て、 CHAPSは 3— [(3— cholamidopropyl)dimethylammonio」 propanesulfonic acidの略号であり、 ACESは

N-(2-acetamido)-2-aminoethanesulfonic acidの略号であり、 MTTは

3— (4,5— Dimethy卜 2 - thiazolyl)— 2,5— dipheny卜 2H— tetrazolium bromideの略

差替え用紙（規則 26) 号である。 CHAPSとしては同仁化学研究所（日本国）製「KC062」を、 ACESとしては同仁化学研究所（日本国)製「ED067」を、 MTTとしては同仁化学研究所（日本国）製「M009」を、 PQQGDHとしては同仁化学研究所（日本国）製のものを、 [Ru( NH ) ]C1としては同仁化学研究所（日本国）製「LM722」を、スクロースモノラウレー

3 6 3

トとしては同仁化学研究所（日本国）製「PV689」を、ポリアクリルアミドとしてはナカラィテスタ（日本国）製「Z2T8071」を使用した。

[0085] (吸光度のタイムコース測定）

吸光度タイムコースは、キヤビラリに検体を供給した時点から 0. 1秒毎に吸光度を繰り返し測定して作成した。各回の吸光度の測定においては、グルコースセンサ (1), (2)については第 2試薬部 52Α， 52Βに対して、グノレコースセンサ (3)については第 1 試薬部 51Cに対して、それぞれキヤビラリの高さ方向に沿って光を照射し、そのときにグルコースセンサ (1)一 (3)を透過した光を受光した。光の照射は、発光ダイオードを用いて、 630nmの光を照射することにより行った。透過光は、フォトダイオードにおいて受光した。吸光度は、下記数式 1により算出した。

[0086] [数 1] 吸光度 = l og ( I。/ I )

( 1 。は入射光の強度、〖は透過光の強度）

[0087] 吸光度のタイムコースは、各グルコースセンサ (1)一 (3)において、へマトクリット値の異なる 3種類の検体 (Hct = 20%、 42%、 60%)について 5回ずつ測定した。検体におけるグルコース濃度は、 430mg/dLに調整した。吸光度のタイムコースについては、グルコースセンサ (1)については図 16Aに、グルコースセンサ (2)については図 1 6Bに、グルコースセンサ (3)については図 16Cにそれぞれ示した。一方、バイアスの演算結果については、図 17に示した。図 17においては、バイアスは測定開始から 5 秒経過後の吸光度に基づいて、各グルコースセンサ (1)一 (3)毎および各 Hctの検体毎に、 5回の測定の平均値として示してある。

[0088] 図 16A—図 16Cから分かるように、グルコースセンサ (1), (2) (本案）は、グルコースセンサ (3) (比較）に比べて試薬部への酵素含有量 (活性基準）が少ないにも拘らず、いずれの Hctの検体においても、吸光度の立ち上がりが大きい上に吸光度が一定値に漸近するまでの時間が短レ、。そのため、グルコースセンサ (1), (2) (本案）を用いれば、使用する酵素量を少なくしつつも、測定時間の短縮化を図ることができるといえる。とくに、グノレコースセンサ ( (本案）においては、グルコースセンサ (1) (本案）に比べて測定初期（5秒以下）におけるタイムコースが安定し、かつ一定値に漸近するまでの時間が短い。そのため、 Hctが未知の検体を短時間で正確に測定する観点からは、グノレコースセンサ (2) (本案）がさらに有用である。

[0089] 一方、図 17力ら分力、るように、グルコースセンサ (1), (2) (本案）は、グルコースセンサ (3) (比較）に比べて、高 Hct検体（60%)および低 Hct検体（20%)の双方における 5秒値のバイアスが小さぐ中 Hct検体（42%)からのずれ量が小さい。この点からは、グルコースセンサ (1), (2) (本案）は、グルコースセンサ (3) (比較）に比べて Hctの影響を受けにくいといえる。

実施例 2

[0090] 本実施例においては、実施例 1と同様にして作成したグルコースセンサ (1)一 (3)を用いて、グルコース濃度が異なる 5種類の検体（Omg/dL、 113mg/dL、 212mg /dL、 430mgZdL、 598 mg/dL)について、実施例 1と同様にして吸光度のタイムコースを測定した。その結果を図 18A—図 18Cに示した。

[0091] 図 18A 図 18Cから分かるように、グルコースセンサ (1), (2) (本案）は、グルコースセンサ (3) (比較）に比べて試薬部への酵素含有量 (活性基準）が少ないにも拘らず、いずれのグルコース濃度の検体においても、吸光度の立ち上がりが大きい上に吸光度が一定値に漸近するまでの時間が短レ、。このことは同時に、グルコースセンサ (1)， (2)は、グノレコースセンサ (3)に比べて、測定時間が短い場合 (たとえば 5秒以下）におレ、ても、吸光度とグノレコース濃度との関係が高い直線性を示すことを意味している。すなわち、グノレコースセンサ (1)，（2)では、測定レンジを広く確保しつつも、測定時間の短縮化を図ることができる。

実施例 3

[0092] 実施例 2におレ、て得られたデータに基づレ、て、測定再現性を評価した。測定再現性は、各グルコースセンサ (1)一 (3)毎に、各グノレコース濃度の検体について、測定開始から 5秒後における吸光度のバラツキを計算することにより行った。計算結果については、下記表 8〜表 10に示した。

[表 8]

グルコースセンサ（1 ) ：本案

[0094] [表 9]

グルコースセンサ（2) ：本案

[0095] [表 10]

グルコースセンサ（3) ：比較

表 8〜表 10力分力^)ように、グルコースセンサ (1), (2) (本案）は、グルコースセンサ (3) (比較）に比べて、総合的に V. (%)が小さぐその値自体も小さいことから、差替え用紙（規則 26) 測定再現性が優れてレ、ると言える。

[0097] 実施例 1一 3の結果を総合すれば、次のように結論付けることができる。すなわち、電子伝達物質を含んだ第 1試薬部 51A， 51Bと発色剤を含んだ第 2試薬部 52A， 5 2Bとを分離し、かつ第 1試薬部 51A, 51Bを第 2試薬部 52A, 52Bよりも上流側に配置した場合 (グノレコースセンサ (1)，（2))には、第 2試薬部 52Cを第 1試薬部 51Cよりも上流側に配置した場合 (グルコースセンサ (3))に比べて、 Hctの影響を受けに《、少ない酵素量によって、測定レンジを広く確保しつつ測定時間の短縮化を図ることができる。とくに、電子伝達物質を含んだ第 1試薬部 51Bと酸化還元酵素を含んだ第 3 試薬部 53Bとを分離し、かつ第 1試薬部 51Bを第 3試薬部 53Bよりも上流側に配置した場合 (グルコースセンサ (2))には、電子伝達物質と酸化還元酵素とを混在させて第 1試薬部 51Aを構成する場合 (グルコースセンサ (1))に比べて、さらに測定時間の短縮化を図り、し力測定安定性を向上させることができる。

実施例 4

[0098] 本実施例では、図 19に示した構成の本案グルコースセンサ、および図 15Bのグルコースセンサ (2)に相当する参照グルコースセンサについて測定再現性を検討した。

[0099] 参照グルコースセンサについては、実施例 1のグルコースセンサ (2)と同様な手法により作成した。一方、本案グルコースセンサは、参照グルコースセンサ（実施例 1のグルコースセンサ ( )を形成する場合において、第 1試薬部 51B' は、第 1試薬部 51 Bを形成するときと同量かつ同組成の材料液を塗布した後に、この材料液を目的とする大きさに広げてから乾燥させて形成した点を除いて、参照グルコースセンサ（実施例 1のグルコースセンサ (2))と同様にして作成した。ここで、本案グルコースセンサにおける第 1試薬部 51B' は、第 3試薬部 53Bよりも長い 3. 5mmの長さに、第 3試薬部 53Bよりも厚みを小さく形成し、第 3試薬部 53Bにおける導入口 50B側の縁から導入口 50Bまでの距離における 87. 5%の長さ範囲を占めるものとして形成した。

[0100] 測定再現性については、上述の本案グルコースセンサおよび参照グルコースセンサを用いて、 Hctが 42%である検体について、実施例 1と同様にして吸光度のタイムコースを測定した結果、および測定開始から 5秒後における吸光度のバラツキを計算することにより検討した。検体としては、グノレコース濃度が異なる 3種類（Omg/dL、 1 00mg/dL、 400mg/dL)のものを使用した。タイムコースは、各グルコースセンサについて、 Omg/dLの検体において 5回、 100mg/dLおよび 400mg/dLの検体において 10回測定した。

[0101] 吸光度のタイムコースを測定した結果は、本案グノレコースセンサについては図 20A 一図 20Cに、参照グルコースセンサについては図 21A 図 21Cにそれぞれ示した。 5秒後の吸光度のバラツキの計算結果は、本案グルコースセンサについては表 11に、参照グルコースセンサについては表 12にそれぞれ示した。なお、図 20A 図 20C および図 21A 図 21Cにおいては、波長 660nmで吸光度を測定した結果、波長 9 40nmで吸光度を測定した結果、および波長 660nmでの測定結果から波長 940nm での測定結果を差分した結果をそれぞれ示し、表 11および表 12においては波長 66 Onmでの測定結果から波長 940nmでの測定結果を差分した結果についてのバラッキの計算結果を示した。

[0102] [表 11]

本案グルコース

[0103] [表 12] 参照グルコースセンサ

[0104] 図 20A—図 20Cと、図 21A—図 21Cとを比較すれば分かるように、本案グルコースセンサのほうが参照グルコースセンサに比べて、吸光度のタイムコースにおけるバラツキが明らかに少なレ、。一方、表 11と表 12とを比較すれば分かるように、 5秒値における吸光度のバラツキは、本案グルコースセンサのほうが参照グルコースセンサに比ベて、低濃度域（100mg/dL以下）における C. V. (%)が小さい。すなわち、本案グルコースセンサのほうが参照グルコースセンサに比べて、低濃度域（100mg/dL 以下）における測定再現性が優れていると言える。

[0105] ここで、参照グルコースセンサは、実施例 1一 3におけるグルコースセンサ (2)に相当するものであり、このグルコースセンサ (2)は、実施例 1一 3におけるグルコースセンサ ( 1), (3)に比べて測定再現性に優れるものである。すなわち、本案グルコースセンサにおレ、ては、測定再現性に優れるグノレコースセンサ (2) (参照グルコースセンサ）よりもさらに、低濃度における再現性が優れたものとなっている。

[0106] この結果は、本案グノレコースセンサにおいて、第 1試薬部 51B' を薄く塗り広げることにより第 1試薬部 51B' の溶解性が高められ、流路に導入された試料における電子伝達物質の濃度のバラツキが小さくなつているためであると考えられる。そのため、低濃度における再現性を改善するためには、電子伝達物質と酸化還元酵素とを分離しつつも、電子伝達物質については、その溶解性 (試料に対する拡散性)を高めるために、第 1試薬部 51B' を薄膜とし、あるいは他の試薬部 52B, 53Bやなどよりも試料の流れ方向に長い形態とするのが好ましいと言える。

Claims

請求の範囲

[1] 血球を含んだ試料を移動させるための流路と、上記流路に試料を導入するための導入口と、上記流路の内部に配置された試薬部と、試料中の分析対象成分の分析を行うために必要な情報を、電子授受量に相関させて得るための電子検出媒体と、を備えた分析用具であって、

上記試薬部は、試料中の分析対象成分から取り出した電子を上記電子検出媒体に供給するための電子伝達物質を含んでおり、かつ少なくとも一部が上記導入口の近傍に配置されている、試薬部の配置を改良した分析用具。

[2] 上記試薬部は、上記電子検出媒体とは分離された状態で、上記電子検出媒体よりも試料の流れ方向の上流側に配置されている、請求項 1に記載の分析用具。

[3] 上記試薬部は、上記流路に試料を供給したときに溶解する固体状に形成されている、請求項 2に記載の分析用具。

[4] 上記試薬部と上記電子検出媒体との間の中心間距離は、予め設定した検出範囲の上限量の分析対象成分が上記試料に含まれる場合において、上記上限量の分析対象成分から上記電子伝達物質への電子移動が、上記電子伝達物質が上記電子検出媒体に対して電子を供給しうる状態となるまでの間に、実質的に完了する長さに設定されている、請求項 3に記載の分析用具。

[5] 上記試薬部における電子伝達物質の含有量は、予め設定した検出範囲の上限量の分析対象成分が上記試料に含まれる場合にぉレ、て、上記上限量の分析対象成分力取り出せる全ての電子を、上記電子伝達物質において受け取ることができる量に設定されている、請求項 3に記載の分析用具。

[6] 上記電子検出媒体は、発色剤を含んでいる、請求項 1に記載の分析用具。

[7] 上記電子検出媒体は、試料に対して難溶性の多孔質体に、上記発色剤を保持させた構成を有している、請求項 6に記載の分析用具。

[8] 上記電子検出媒体は、導体である、請求項 1に記載の分析用具。

[9] 上記導体は、上記流路に試料が供給されたときに、上記電子伝達物質に電圧を印加するために利用されるものである、請求項 8に記載の分析用具。

[10] 上記試薬部は、試料中の分析対象成分から電子を取り出して上記電子伝達物質に電子を供給するための酸化還元酵素を含んでいる、請求項 1に記載の分析用具。

[11] 試料中の分析対象成分から電子を取り出して上記電子伝達物質に電子を供給するための酸化還元酵素を含み、かつ上記試薬部とは分離して設けられた追加の試薬部をさらに備えている、請求項 1に記載の分析用具。

[12] 上記追加の試薬部は、上記流路の内部における試料の流れ方向において、上記試薬部と上記電子検出媒体との間に配置されている、請求項 11に記載の分析用具

[13] 上記試薬部は、上記追加の試薬部よりも平面視面積が大きくされている、請求項 1 2に記載の分析用具。

[14] 上記試薬部は、上記追加の試薬部よりも試料の流れ方向の長さが大きくされている

、請求項 12に記載の分析用具。

[15] 上記試薬部は、上記追加の試薬部よりも厚みが小さくされている、請求項 12に記載の分析用具。

[16] 上記試薬部の厚みは、上記追加の試薬部の厚みの 15— 80%である、請求項 15 に記載の分析用具。

[17] 上記試薬部は、上記流路における上記電子検出媒体の平面視面積の 1. 5— 10 倍の平面視面積を有している、請求項 12に記載の分析用具。

[18] 上記試薬部は、上記追加の試薬部における上記導入口側の縁から上記導入口までの距離における 50— 90%の長さ範囲を占めている、請求項 12に記載の分析用具。

[19] 上記試薬部および上記追加の試薬部は、上記流路に試料を供給したときに溶解するように構成されている、請求項 12に記載の分析用具。

[20] 上記酸化還元酵素は、グルコースデヒドロゲナーゼ（GDH)である、請求項 10に記載の分析用具。

[21] 上記酸化還元酵素は、 PQQGDH、ひ GDH、または CyGDHである、請求項 20に記載の分析用具。

[22] 上記電子伝達物質は、 Ru錯体である、請求項 1に記載の分析用具。

[23] 試料中の分析対象成分は、グノレコースである、請求項 1に記載の分析用具。

[24] 上記流路は、毛細管力が生じるように構成されている、請求項 1に記載の分析用具

[25] 血球を含んだ試料を移動させるための流路と、上記流路に試料を導入するための導入口と、試料中の分析対象成分の分析を行うために必要な情報を、電子授受量に相関させて得るためのものであり、かつ試料に対して難溶性の多孔質体に発色剤を保持させた構成の電子検出媒体と、試料中の分析対象成分から取り出した電子を上記電子検出媒体に供給するための電子伝達物質を含み、かつ上記流路に試料を供給したときに溶解するように構成された電子伝達物質層と、試料中の分析対象成分から電子を取り出して上記電子伝達物質に電子を供給するための酸化還元酵素を含み、かつ上記流路に試料を供給したときに溶解するように構成された酸化還元酵素層と、を備えた分析用具であって、

上記流路において、上記電子伝達物質層、上記酸化還元酵素層および上記電子検出媒体がこの順序で、試料の流れ方向の上流側から順番に並んで配置されている、分析用具。

[26] 上記電子伝達物質層は、上記酸化還元酵素層よりも平面視面積が大きくされている、請求項 25に記載の分析用具。

[27] 上記電子伝達物質層は、上記酸化還元酵素層よりも試料の流れ方向の長さが大きくされている、請求項 25に記載の分析用具。

[28] 上記電子伝達物質層は、上記酸化還元酵素層よりに厚みが小さくされている、請求項 25に記載の分析用具。

[29] 上記電子伝達物質層の厚みは、上記酸化還元酵素層の厚みの 15— 80%である、請求項 28に記載の分析用具。

[30] 上記電子伝達物質層は、上記流路における上記電子検出媒体の平面視面積の 1

. 5— 10倍の平面視面積を有している、請求項 25に記載の分析用具。

[31] 上記電子伝達物質層は、上記酸化還元酵素層における上記導入口側の縁から上記導入口までの距離における 50 90%の長さ範囲を占めている、請求項 25に記載の分析用具。

[32] 上記電子伝達物質は、 Ru錯体である、請求項 25に記載の分析用具。

[33] 血球を含んだ試料が移動した状態において、上記試料に含まれる分析対象成分から取り出した電子を電子伝達物質に供給し、上記分析対象成分から上記電子伝達物質への電子移動を、実質的に完了する過程と、

上記試料の移動が停止した状態において、上記電子伝達物質と電子検出媒体との間の電子授受反応を行う過程と、

上記電子検出媒体を介して得られる情報に基づいて、分析対象成分の分析に必要な演算を行う過程と、

を含んでいる、分析方法。

[34] 上記電子検出媒体は、発色剤を含んでいる、請求項 33に記載の分析方法。

[35] 上記分析対象成分は、グルコースである、請求項 33に記載の分析方法。