JP5237914B2 - Measuring device, biosensor, and measurement display device for substrate component amount of specimen - Google Patents
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Description
本発明は、検体の基質の成分量(濃度)を測定するための測定装置、バイオセンサ、および計測表示装置に関するものである。 The present invention relates to a measurement device, a biosensor, and a measurement display device for measuring a component amount (concentration) of a substrate of a specimen.
従来、下記の特許文献をはじめとして種々のバイオセンサおよび計測表示装置が開発・開示されている。図7および図8に、基質成分量の測定装置100に含まれるバイオセンサ102および計測表示装置104の一例を示す。
Conventionally, various biosensors and measurement display devices including the following patent documents have been developed and disclosed. 7 and 8 show an example of the
バイオセンサ102は、絶縁体からなる基板16と、基板16の上に設けられた複数の電極18,20,22,24a,24bと、それらの電極18,20,22,24a,24bの上に設けられた反応部26とを備える。
The
また、反応部26と一定間隔で対向するカバー28を備える。カバー28を支えるために基板16の上にスペーサー30が設けられるが、少なくとも基板16の先端部にはスペーサー30を設けず、基板16の先端部とカバー28の先端部によって開口32を形成する。十分な量の検体が開口32に供給されると、毛細管現象によって反応部26とカバー28との間に検体が広がり、検体が反応部26に吸入される。
Moreover, the
複数の電極は、測定用作用電極18、測定用対向電極20、検出用作用電極22、検出用対向電極24a,24bである。各電極18,20,22,24a,24bから延びたところに設けられた端子34が、計測表示装置104の取り付け端子T1〜T5に接続される。
The plurality of electrodes are the
測定用作用電極18と測定用対向電極20は、ほぼ半円形であり、直線部分が一定間隔を有して対向している。測定用作用電極18と測定用対向電極20とは、検体の基質の成分量を測定するために使用される。
The measuring working
検出用作用電極22と検出用対向電極24aは、測定用作用電極18と測定用対向電極20よりも開口側に設けられ、一定間隔で対向している。検体が反応部26に吸入開始されたことを検知するために使用される。
The
検出用作用電極24bは、測定用対向電極20に対して開口32の反対側に設けられる。検出用作用電極22と測定用対向電極24bとは、測定用作用電極18と測定用対向電極20とが斜めになるようにして対向している。検体が反応部26に十分吸入されたことを検知するために使用される。
The
反応部26は、酸化還元酵素および電子受容体を含んだ膜である。反応部26は、液体状の材料をディスペンサによって所望の位置に滴下し、乾燥して形成する。反応部26と検体とは不可逆反応を起こすため、バイオセンサ102は取り替え式である。
The
反応部26に検体が吸入されると、反応部26と検体が反応する。このとき、電極間に電位差を生じさせると電子の授受が発生する。このことを利用して検体の基質の成分量の測定がおこなわれる。測定は、以下の(i)〜(iii)の手順でおこなう。(i)検出用作用電極22と検出用対向電極24aに電位差を生じさせることによって、検体の反応部26への吸入開始を確認する。(ii)検出用作用電極22と検出用対向電極24bに電位差を生じさせることによって、検体が反応部26に十分吸入されたことを確認する。(iii)一定時間経過後、測定用作用電極18と測定用対向電極20に電位差を生じさせることによって、検体の基質の成分量を測定する。
When the sample is inhaled into the
上記のように電位差を生じさせたり、検体の基質の成分量を測定したりするために、図8に示すような計測表示装置104が使用される。バイオセンサ102の各電極18,20,22,24a,24bから延びる端子34が計測表示装置104の端子T1〜T5に接続され、バイオセンサ102の各電極18,20,22,24a,24bと計測表示装置104の電子回路とが電気的に接続される。
A
どの電極18,20,22,24a,24bを動作させるかは、スイッチSW1〜SW5のオン・オフを制御することによって決定する。スイッチSW1〜SW5はMOSFETなどの電気的にオン・オフが可能な半導体スイッチを使用する。マイクロコンピュータ106の制御部108から信号を送ってスイッチSW1〜SW5を制御する。
Which
マイクロコンピュータ106の電源部58から所定の電圧が出力され、D/A変換回路D/A0、D/A1でアナログの電圧に変換される。この電圧は、オペアンプ54を介して端子T1、T2に接続された測定用作用電極18および検出用作用電極22に印加される。反応部26と検体とが反応することによって、電圧が印加された作用電極18,22とその対向電極20,24a,24bの間に電流が流れる。
A predetermined voltage is output from the
検出用作用電極22と検出用対向電極24aの間に電流が流れたことが検出部62で検出されれば、検体が反応部26に吸入開始されたことが分かる。また、検出用作用電極22と検出用対向電極24bとの間に電流が流れたことが検出部62で検出されれば、検体が反応部26に十分吸入されたことが分かる。その後、一定時間が経過して、検体と反応部26とが十分反応した後、検体の基質成分量の測定をおこなう。
If the
検体の基質成分量の測定において、流れる電流は、反応部26に対する検体の吸引状況や検体の基質の成分量に応じて異なる。電流電圧変換回路56およびA/D変換回路A/D0、A/D1、A/D2を介してマイクロコンピュータ106の測定部60に、電極間に流れた電流に対応する電圧が入力される。マイクロコンピュータ106の計算部64は、入力された電圧の値に基づいて反応部26と検体との吸入状況のチェックや検体の基質の成分量を求める。計測表示装置104は小型のディスプレイ(図示せず)を備え、求められた基質の成分量をディスプレイに表示させる。
In the measurement of the amount of the substrate component of the sample, the flowing current varies depending on the state of the sample being sucked into the
なお、制御部108によって、スイッチSW1〜SW5に対するオン・オフのタイミング、電極間の電圧印加のタイミング、および計算部64が測定部60から電流値を受け取るタイミングの同期を取る。どの電極が動作したかを認識すると共に、検体の吸入状況のチェックであるか基質の成分量の測定であるかを一致させるためである。
The
しかし、測定装置100で基質成分量を測定することはできるが、バイオセンサ102と計測表示装置104の接続を確認することはできない。接続不良のまま開口32に検体を点着させても、基質成分量の測定がおこなえない。反応部26で反応が進み、最初からやり直す必要が生じる。途中でバイオセンサ102が計測表示装置104から外れても、測定がおこなえない。バイオセンサ102の取り外し後、自動的に計測表示装置104の電源がオフになる方が、消費電力を小さくできる。
However, although the amount of the substrate component can be measured by the
また、測定したい検体の基質によって反応部26の酵素が異なる。間違えたバイオセンサ102を取り付けてしまうと、所望の測定がおこなわれない。下記の特許文献ではバイオセンサ102の種類を特定することはできない。
In addition, the enzyme in the
本発明の目的は、バイオセンサと計測表示装置との接続を確認でき、かつ、バイオセンサの種類を特定できる測定装置、バイオセンサ、および計測表示装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a measurement device, a biosensor, and a measurement display device that can confirm the connection between a biosensor and a measurement display device and that can specify the type of the biosensor.
本発明の基質成分量の測定装置は、バイオセンサおよびバイオセンサが取り付けられる計測表示装置を備える。 The substrate component amount measuring device of the present invention includes a biosensor and a measurement display device to which the biosensor is attached.
バイオセンサは、絶縁性の基板と、前記基板の上に設けられた作用電極と、前記作用電極に対して一定の間隔を隔てて設けられた対向電極と、前記作用電極および対向電極の上を覆う酵素を含む反応部と、前記作用電極に対して抵抗を介して接続または短絡させて接続されたチェック電極とを備る。 The biosensor includes an insulating substrate, a working electrode provided on the substrate, a counter electrode provided at a predetermined interval with respect to the working electrode, and the working electrode and the counter electrode. a reaction section comprising an enzyme for covering, and a check electrode connected connection or be short-circuited via a resistor to the working electrode備Ru.
計測表示装置は、前記作用電極の取り付け端子と、前記対向電極の取り付け端子と、前記チェック電極の取り付け端子と、前記作用電極と対向電極の間に電圧を印加する手段と、前記作用電極と対向電極との間に流れた電流を計測する手段と、前記チェック電極の取り付け端子に対して定電圧を印加し、チェック電極の電位によって、各取り付け端子に対するバイオセンサの接続の有無およびバイオセンサの種類を判別するチェック回路とを備える。 The measurement display device includes an attachment terminal for the working electrode, an attachment terminal for the counter electrode, an attachment terminal for the check electrode, a means for applying a voltage between the working electrode and the counter electrode, and a counter to the working electrode. A means for measuring the current flowing between the electrodes, a constant voltage is applied to the check electrode mounting terminals, and whether or not the biosensor is connected to each mounting terminal and the type of biosensor depending on the potential of the check electrode And a check circuit for discriminating between them.
前記チェック回路は、前記チェック電極の電位からハイ・レベル電圧またはロー・レベル電圧を検出する第1チェック回路と、前記チェック電極の電位の値を検出する第2チェック回路とを備える。 The check circuit includes a first check circuit that detects a high level voltage or a low level voltage from the potential of the check electrode, and a second check circuit that detects the value of the potential of the check electrode.
前記第1チェック回路は、前記定電圧を出力する手段と、前記チェック電極の電位からハイ・レベル電圧またはロー・レベル電圧を検出する手段とを備える。前記第2チェック回路は、前記定電圧を出力する手段と、前記チェック電極の電位の値を検出する手段とを備える。複数のスイッチの選択によって第1チェック回路と第2チェック回路を選択する。 The first check circuit includes means for outputting the constant voltage and means for detecting a high level voltage or a low level voltage from the potential of the check electrode. The second check circuit includes means for outputting the constant voltage and means for detecting the value of the potential of the check electrode. The first check circuit and the second check circuit are selected by selecting a plurality of switches.
前記複数のスイッチによって、前記第1チェック回路が選択されたとき、前記作用電極がアースに接続され、前記第2チェック回路が選択されたとき、前記作用電極が電圧を印加する手段に接続される。 When the first check circuit is selected by the plurality of switches, the working electrode is connected to ground, and when the second check circuit is selected, the working electrode is connected to means for applying a voltage. .
前記第1チェック回路は、バイオセンサの接続を検出するまで第1チェック回路のみが動作する。 The first check circuit operates only until the connection of the biosensor is detected.
本発明は、チェック回路によってバイオセンサが計測表示装置に接続されたことを確認できるため、接続不良による測定のやり直しを防止できる。また、バイオセンサの種類を自動判別できるため、複数種類のバイオセンサを同一測定器で設定変更なしに基質成分量の測定をおこなうことができる。
In the present invention, since the check circuit can confirm that the biosensor is connected to the measurement display device, it is possible to prevent re-measurement due to a connection failure. In addition, since the types of biosensors can be automatically discriminated, the substrate component amount can be measured without changing the setting of a plurality of types of biosensors with the same measuring device.
本発明の基質成分量の測定装置、バイオセンサ、および計測表示装置について図面を使用して説明する。従来と同じ手段については省略する場合がある。 The substrate component amount measuring device, biosensor, and measurement display device of the present invention will be described with reference to the drawings. The same means as in the past may be omitted.
図1に示すように、基質成分量の測定装置10はバイオセンサ12とバイオセンサ12が取り付けられる計測表示装置50からなる。バイオセンサ12は不可逆反応を起こすため、取り替え式である。先ずバイオセンサ12から説明する。
As shown in FIG. 1, the substrate component
図2のバイオセンサ12は、絶縁性の基板16と、基板16の上に設けられた複数の作用電極18,22と、各作用電極18,22に対して一定の間隔を隔てて設けられた対向電極20,24a,24bと、作用電極18,22および対向電極20,24a,24bの上を覆う酵素を含む反応部26とを備える。また、スペーサー30によってカバー28が反応部26と一定間隔で対向する。バイオセンサ12の先端に開口32が形成されている。これらの構成は従来のバイオセンサ102と同じである。
The
基板16は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、脂肪族ユニットおよび芳香族ユニットからなる生分解性ポリエステル樹脂などのポリエステル系樹脂シート、耐熱性、耐薬品性、強度などに優れるポリアミドシート、ポリイミドフィルムシートなどのプラスチックシート、セラミックなどの無機系基板などである。
The
複数の電極は、測定用作用電極18、測定用対向電極20、検出用作用電極22、検出用対向電極24a,24bである。各電極18,20,22,24a,24bは、白金、金、パラジウム、インジウム−スズ酸化物などの導体によって形成される。形成方法としては、ホットスタンピングなどが挙げられるが、真空蒸着又はスパッタリングによる方法が微細な電極パターンを精度良く形成できるので好ましい。スパッタリングの場合は、電極形成部分以外をマスキングすることで一挙に形成できる。各電極18,20,22,24a,24bは半円形状や帯状に構成される。電極18,20は、半円形状になっているが、帯状であっても良い。
The plurality of electrodes are the
反応部26の材料によって検体の基質の成分量に比例した電子の授受を生じさせることができる。例えば、血液中に存在するグルコースを測定する場合には、例えば酸化還元酵素としてグルコースオキシダーゼ、電子受容体としてフェリシアンが挙げられる。グルコース濃度に応じて、授受される電子の量が変わる。したがって、基質の成分量が測定できる。
The material of the
本発明のバイオセンサ12は、検出用作用電極22に対してチェック抵抗Rxを介して接続されたチェック電極40を備える。チェック電極40は、検出用作用電極22の横に並べて設けられる。チェック電極40の材料や形成方法は、検出用作用電極22などと同じである。検出用作用電極22などと同様に、チェック電極40から取り付け端子34が延びており、取り付け端子34が計測表示装置50に接続される。
The
チェック電極40と検出用作用電極22とがチェック抵抗Rxを介して接続される。バイオセンサ12が計測表示装置50に取り付けられたときに邪魔にならない位置にチェック抵抗Rxが設けられる。チェック抵抗Rxとしては、チップ抵抗などの抵抗素子Rx1が挙げられる(図3(a))。また図3(b)のように、チェック電極40などの形成と同時に、極細金属線Rx2でチェック抵抗Rxを形成しても良い。金属自体は良導体であるが、抵抗が発生するように断面積を非常に狭くする。極細金属線Rx2は、抵抗値にあわせて蛇行させる距離を変更する。図3(b)のように蛇行させた極細金属線Rx2以外に、図3(c)のように直線状の極細金属線Rx3であっても良い。極細金属線Rx3は1回折り返されているが、抵抗値によっては、極細金属線Rx3は折り返しをおこなわずに検出用作用電極22に接続する。
The
バイオセンサ12の種類によっては、チェック抵抗Rxの抵抗値を0Ωにする場合がある。その場合に、図3(d)のように、チェック電極40と検出用作用電極22とを金属線Rx4で短絡させる。金属線Rx4は、抵抗が生じない程度の幅があればよく、チェック電極40などと同じ幅であっても良い。
Depending on the type of
図3で種々示したように、バイオセンサ12の空いたスペースに所望の抵抗値を有するチェック抵抗Rxを形成できるのであれば、チェック抵抗Rxの種類、形状、および位置などは問わない。
As variously shown in FIG. 3, the type, shape, and position of the check resistor Rx are not limited as long as the check resistor Rx having a desired resistance value can be formed in the empty space of the
次に、計測表示装置50は、マイクロコンピュータ52と、各電極の取り付け端子T1〜T6と、マイクロコンピュータ52と端子T1,T2との間に設けられた第1オペアンプ54と、マイクロコンピュータ12と端子T3〜T5との間に設けられた電流電圧変換回路56と、複数のスイッチSW1〜SW8を備える。
Next, the
マイクロコンピュータ52は、ソフトウェア、ハードウェア、またはその両方によって説明するような動作をおこなうものである。マイクロコンピュータ52は、電極間に電圧を印加する電源部58と、電極間に流れた電流を計測する第2測定部60と、計測された電流値から検体の吸入状況を検出する検出部62と、電流値から検体の基質成分量を求める計算部64と、スイッチSW1〜SW8のオン・オフを切り替える制御部66とを備える。なお、第2測定部60は、図8の従来の測定部60に相当する。
The microcomputer 52 performs an operation as described with software, hardware, or both. The microcomputer 52 includes a
電源部58は、検体の吸入検出や検体の基質の成分量を測定するときに電圧を出力する。電圧は、所定のタイミングで時間と共に変化する。作用電極18,22に所定の電圧を印加できる。また、第2チェック回路74が選択されたときに、所定の電圧を出力する。
The
第1オペアンプ54は、第1オペアンプ54の+端子が電源部58に接続される。また、第1オペアンプ54の出力端子と−端子が接続される。第1オペアンプ54と電源部58の間にはディジタル/アナログ変換回路D/A0、D/A1を設け、アナログ電圧が各電極に印加されるようにする。
In the first
第1オペアンプ54と各作用電極18,22の取り付け端子T1、T2との間には、スイッチSW1、SW2が設けられる。スイッチSW1、SW2は電源部58と各作用電極18,22を接続するものである。いずれかのスイッチSW1、SW2がオンになることによって、選択された作用電極18,22に所定の電圧を印加することができる。
Switches SW1 and SW2 are provided between the first
電流電圧変換回路56は、第2オペアンプを備え、第2オペアンプの出力端子が第2測定部60に接続される。また、第2オペアンプの出力端子と−端子間に帰還抵抗が接続される。さらに、第2オペアンプの−端子には対向電極20,24a,24bの取り付け端子T3〜T5が接続される。第2オペアンプの+端子がアースに接続されれば、−端子は仮想接地となり、帰還抵抗に電流が流れ、この電流に応じた電圧が第2オペアンプの出力端子に現れる。また、第2オペアンプの+端子はアースではなく、所定の電位に固定する場合もある。例えば、第2オペアンプが単電源オペアンプの場合は、負側電源電圧がアースと共通になるので、A/D変換回路A/D0、A/D1、A/D2のリファレンス電圧の1/2の電圧を入力するように設定をする。電流電圧変換回路56は、電極間で流れた電流を電圧に変換する。
The current-
電流電圧変換回路56と第2測定部60の間にはA/D変換回路A/D0、A/D1、A/D2を設ける。電流電圧変換回路56から出力された電圧をディジタル値に変換し、マイクロコンピュータ52でデータ処理がおこなえるようにする。
A / D conversion circuits A / D0, A / D1, and A / D2 are provided between the current-
電流電圧変換回路56と対向電極20,24a,24bの取り付け端子T3〜T5との間には、スイッチSW3〜SW5が設けられる。スイッチSW3〜SW5は、第2測定部60と各対向電極20,24a,24bを接続するものである。スイッチSW3〜SW5がオンになることによって、選択された対向電極20,24a,24bに流れた電流を計測することができる。
Switches SW3-SW5 are provided between the current-
本発明は、計測表示装置50へのバイオセンサ12の挿入の有無やバイオセンサ12の種類を判別するチェック回路70を備える。チェック回路70は、第1チェック回路72と第2チェック回路74とを備える(図4、図5参照)。
The present invention includes a
説明における計測表示装置50へのバイオセンサ12の挿入は、端子34と端子T1〜6が接続されて、計測表示装置50とバイオセンサ12が電気的に接続されることである。
The insertion of the
第1チェック回路72は、定電圧を出力する定電圧源Vcc1と、チェック電極40の電位のハイ・レベル電圧またはロー・レベル電圧を検出してバイオセンサ12の挿入の有無を判定する第1チェック部76と、定電圧源Vcc1と第1チェック部76の間に設けられた第1抵抗R1とを備える。第1抵抗R1は、定電圧源Vcc1の出力が適切なレベルに保たれるようにするものであり、例えば約50kΩである。また、第1チェック回路72を選択するとき、検出用作用電極22をアースに接続するスイッチSW7を備える。
The
第2チェック回路74は、定電圧を出力する定電圧源Vcc2と、チェック電極40の電位を測定する第1測定部78と、定電圧源Vcc2とアースとの間において、直列に接続された第2抵抗R2および第3抵抗R3とを備える。第2抵抗R2と第3抵抗R3との接続端子がチェック電極40に接続される。第2抵抗R2および第3抵抗R3は、アナログ/ディジタル変換回路A/D3を適切なレベルにバイアスするためのものである。例えば、第2抵抗R2は約50kΩであり、第3抵抗R3は約50kΩである。また、アナログ/ディジタル変換回路A/D3によって、ディジタルデータが第1測定部78に入力される。
The
第2チェック回路74は、第1測定部78で測定された電位から、バイオセンサ12の種類またはバイオセンサ12の挿入の有無を判定する第2チェック部80を備える。第2チェック部80は、第1測定部78に接続されている。
The
アナログ/ディジタル変換回路A/D3に対して一定電位にバイアスすることが必要である。図1では、第2抵抗R2と第3抵抗R3を備えるが、一定電位にバイアスできるのであれば、いずれか一方のみであっても良い。 It is necessary to bias the analog / digital conversion circuit A / D3 to a constant potential. Although the second resistor R2 and the third resistor R3 are provided in FIG. 1, only one of them may be used as long as it can be biased to a constant potential.
第1チェック回路72と第2チェック回路74にそれぞれ定電圧源Vcc1およびVcc2を備えるが、同一であっても良いし、別個独立したものであっても良い。ただし、第1チェック回路72の定電圧源Vcc1の出力電圧は、チェック電極40のハイ・レベル電圧とマッチングする必要がある。第2チェック回路74の定電圧源Vcc2の出力電圧は、アナログ/ディジタル変換回路A/D3のリファレンス電圧と同一またはそれ以下である必要がある。
The
第1および第2チェック部76,80とチェック電極40との間にはスイッチSW6、SW8が設けられ、スイッチSW6,SW8の選択によって第1チェック回路72と第2チェック回路74が選択される。また、第2チェック回路74が選択された場合、検出用作用電極22は、第1オペアンプ54に接続される。したがって、スイッチSW1,SW7の選択によって、第1チェック回路72の場合はアースが選択され、第2チェック回路74の場合は第1オペアンプ54が選択され、電源部58から所定の電圧が出力される。
Switches SW6 and SW8 are provided between the first and
スイッチSW1,SW6〜8のオン・オフや第1チェック部76または第2チェック部80と電源部58の選択を制御部66によって制御する。第1チェック回路72が選択されれば図4のようになり、第2チェック回路74が選択されれば、図5のようになる。
The
その他、計測表示装置50は、図1に示す回路を収納する筐体、種々のデータを記憶するメモリ、操作ボタン、基質成分量や操作状況などを表示するディスプレイを備える。
In addition, the
以上のように2種類のチェック回路72,74を備えるが、その選択方法について、バイオセンサ12の挿入から、測定が終了して取り外すまで図6のフローチャートを使用して説明する。
As described above, the two types of
(1)計測表示装置50へのバイオセンサ12の挿入を判定する(S1,S2)。この場合、制御部66は、第1チェック回路72となるようにスイッチSW6,SW7をオンにし、他のスイッチはオフにする。この場合、チェック電極40(または端子INT1)の電位V1は数式1で表される。数式1でVcc1は定電圧源Vcc1の出力電圧となる。また、他の値は、それぞれの抵抗Rx、R1の抵抗値となる。
(1) The insertion of the
第1チェック部76は電位V1の高低でハイ・レベル電圧とロー・レベル電圧を判定する。例えば、Vcc1×0.8V以上がハイ・レベル電圧であり、Vcc1×0.2V以下となる場合をロー・レベル電圧とする。第1抵抗R1に比べてチェック抵抗Rxが十分小さければ、電位V1はロー・レベル電圧となる。検出用作用電極22とチェック電極40の間が開放(Rx=∞)であればV1はハイ・レベル電圧となり、バイオセンサ12が挿入(Rx≪R1)されればV1はロー・レベル電圧となる。電位V1によってバイオセンサ12の挿入の有無を検出することができる。
The
なお、完全に形状の異なったバイオセンサ12が挿入され、端子34と端子T1〜T6の位置が一致しない場合、検出用作用電極22とチェック電極40の間が開放になる。この場合、電位V1がハイ・レベル電圧になるため、バイオセンサ12が挿入されていないことと同じになり、次の工程に進むことができなくなる。バイオセンサ12の取り違いを防止できる。
When the
(2)バイオセンサ12の挿入判定後に、バイオセンサ12の種類の判別をおこなう(S3,S4)。この場合、制御部66は、第2チェック回路74となるようにスイッチSW1,SW8をオンにし、他のスイッチはオフにする。この場合、チェック電極40(またはA/D3)の電位AD3は数式2で表せる。
(2) After the insertion determination of the
数式2でVxは第1オペアンプ54の出力端子の電位であり、Vcc2は定電圧源Vcc2の出力電圧となる。また、他の値は、それぞれの抵抗Rx、R2、R3の抵抗値となる。電源部58からは所定の電圧が出力されており、第1オペアンプ54の出力端子の電位Vxは固定値となる。バイオセンサ12の種類ごとにチェック抵抗Rxを異なるようにする。数式2の中で抵抗Rxが不明であり、他の抵抗値などは固定値である。バイオセンサ12の種類が変わることによって第1測定部78で測定されるアナログ/ディジタル変換回路A/D3の出力電位AD3が変化する。この変化によって、第2チェック部80はバイオセンサ12の種類を判別することができる。
In Equation 2, Vx is the potential of the output terminal of the first
例えば、チェック電極40がプルダウンされており、R2=∞、R3=50kΩである場合、数式2は数式3となる。
For example, when the
ここで、Rxが0Ωのバイオセンサ12が挿入された場合と500Ωのバイオセンサ12が挿入された場合の電位AD3を数式4と5で示す。
Here, the potential AD3 when the
電位AD3に違いが生じ、この違いが判別できる分解能を持った第2チェック回路80であれば、バイオセンサ12の判別が可能となる。バイオセンサ12の種類が判別できれば、バイオセンサ12の種類に応じた検体の基質成分量の測定に移行できる。
A difference occurs in the potential AD3, and the
また、バイオセンサ12が挿入されていない場合、Rx=∞となり、電位AD3は0Vとなる。バイオセンサ12の種類の判別中にバイオセンサ12が脱落したことが分かり、基質成分量の測定に進まないようにする。
When the
(3)バイオセンサ12の種類を判別後に、操作者がバイオセンサ12に検体を点着させ、検出部62が検体の吸入を検知する(S5)。検体の吸入は、検出用作用電極22と検出用対向電極24aとで検体の吸入開始を検出し、検出用作用電極22と検出用対向電極24bとで検体の吸入完了を検出する。これらの検出は、電極間に電位差を生じさせ、電流の流れを検出することによりおこなう。反応部26に検体が吸入されれば、電流が流れるためである。電極間の電位差は、上記(2)で求めたバイオセンサ12の種類によって変更するようにする。
(3) After discriminating the type of the
なお、上記(1)や(2)の時点で、バイオセンサ12に検体を点着させないために、上記(2)が終了した時点で、計測表示装置50のディスプレイに検体の点着を促す表示をおこなっても良い。
In order to prevent the specimen from being spotted on the
(4)検体の吸入が確認できれば、一定時間待機する(S6)。反応部26の酵素と検体とが十分に反応してから基質成分量の検査をおこなうためである。
(4) If the inhalation of the sample can be confirmed, it waits for a certain time (S6). This is because the amount of the substrate component is inspected after the enzyme in the
この待機時間の間、バイオセンサ12の脱落が生じていないかを検査する(S7,S8)。このとき、第2チェック回路74になるようにスイッチSW1,SW8をオンにする。チェック電極40の電位AD3の変化でバイオセンサ12の脱落を検出する。電位AD3の変化は上記(2)の説明と同じである。何らかの原因でバイオセンサ12が脱落すれば、検出用作用電極22とチェック電極40の間が開放となり、数式3より電位AD3は0Vとなる。バイオセンサの挿入状態が維持されれば、Rxが所定の値となり、電位AD3は所定の電位となる。第2チェック部80は、この電位の有無で脱落の有無を判別できる。
During this waiting time, it is inspected whether or not the
バイオセンサ12が脱落していると判別されれば、以後の処理はおこなわない。バイオセンサ12に検体が点着されており、バイオセンサ12の取り替えが必要となるためである。
If it is determined that the
なお、第1チェック回路72に設定すると、端子T1の電位が強制的にアース電位になる。一時的にではあるが、測定時の端子電位と異なる電位になるため、検体吸入時の電流に悪影響が出る可能性がある。そのため、バイオセンサ12の種別を判別後、基質成分量の測定が終了するまで、第1チェック回路72ではなく、第2チェック回路74を選択する。
When the
(5)一定時間経過後、測定用作用電極18と測定用対向電極20との間に電位差を生じさせて検体の基質成分量の測定をおこなう(S9)。基質成分量に応じた電流が反応部26に流れるため、その電流を測定することによって、基質成分量の測定をおこなう。電極間の電位差は、上記(2)で求めたバイオセンサ12の種類によって変更するようにする。また、計算部64は、バイオセンサ12の種類に応じて、測定された電位を使用した計算をおこない、基質成分量を求める。
(5) After a certain period of time, a potential difference is generated between the measuring working
基質成分量の測定中、バイオセンサ12の脱落が生じていないかを検査する(S10〜S13)。このとき、測定用作用電極18から測定用対向電極20に流れる測定電流を測定できていれば、バイオセンサ12の脱落がないことが分かる。なお、測定電流の測定は、電流電圧変換回路56があるため、第2測定部60は電流値ではなく電圧値として測定する。
During the measurement of the amount of the substrate component, it is inspected whether the
一定時間、測定電流が測定できず、電流電圧変換回路56からの出力が0Vとなれば、第2チェック回路74になるようにスイッチSW1,SW8をオンにする。何らかの原因でバイオセンサ12が脱落していれば、Rx=∞となり、数式3はDA3=0Vとなる。バイオセンサ12の脱落が検出できる。バイオセンサ12が脱落しておれば、測定を中止する。バイオセンサ12の取り替えが必要となるためである。
When the measurement current cannot be measured for a certain time and the output from the current-
(6)バイオセンサ12の脱落が無く、最後まで基質成分量の測定がおこなわれれば、計測表示装置50に基質成分量の表示する(S14)。また、基質成分量のデータをメモリに保存したりする。
(6) If the
(7)上記(6)まで終了すれば、計測表示装置50からバイオセンサ12を取り外す。バイオセンサ12の取り外しの確認は、第1チェック回路72になるようにスイッチSW6,SW7をオンにする(S15)。バイオセンサ12の有無は上記(1)の方法と同じである。電位V1がハイ・レベル電圧となればバイオセンサ12が取り外されたことが分かる(S16)。電位V1がハイ・レベル電圧になった後に計測表示装置50の電源をオフにする。電位V1がロー・レベル電圧であれば計測表示装置50の電源を維持する。
(7) When the process up to (6) is completed, the
上記(1)〜(7)のチェック抵抗Rxについては、何らかの抵抗値が存在することを前提に説明したが、図3(c)のように抵抗値が0Ωの場合もある。この場合、各数式のRxを0として上記(1)〜(7)の工程が進行する。 The check resistors Rx (1) to (7) have been described on the assumption that some resistance value exists, but the resistance value may be 0Ω as shown in FIG. In this case, Rx of each numerical formula is set to 0, and the steps (1) to (7) proceed.
以上のように、本発明は第1チェック回路72および第2チェック回路74を適宜選択し、バイオセンサ12の有無やバイオセンサ12の種類を判別することができる。基質成分量の測定が正確におこなえ、測定のやり直しを防止できる。
As described above, according to the present invention, the
以上、本発明について説明したが本発明は上記の実施形態に限定されることはない。例えば、計測表示装置50の全ての機能をオンにする必要はない。上記(1)の工程が終了してから全ての機能がオンになるようにしても良い。すなわち、図4のように、最初は第1チェック回路72のみを起動させてバイオセンサ12の挿入を検出する。バイオセンサ12の挿入を検出後、他の手段を起動させる。いきなり全ての機能をオンにしないため、省電力となる。
As mentioned above, although this invention was demonstrated, this invention is not limited to said embodiment. For example, it is not necessary to turn on all the functions of the
チェック電極40と検出用作用電極22とをチェック抵抗Rxまたは短絡によって接続させたが、検出用作用電極22の代わりに、測定用作用電極18を使用してもよい。チェック電極40と測定用作用電極18をチェック抵抗Rxまたは短絡によって接続させる。測定用作用電極18に対して、スイッチSW7およびアースが接続される。
Although the
第1チェック回路72および第2チェック回路74は、従来の測定装置100に含まれる対向電極18,20や第1オペアンプ14などを利用したが、完全に独立した回路にしても良い。
The
第2チェック部74は、バイオセンサ12の種類とバイオセンサ12の挿入の有無の判別をおこなったが、バイオセンサ12の種類の判別と挿入の有無の判別を別々の手段に分割しても良い。また、マイクロコンピュータ52の各部は、ソフトウェアやハードウェアの設計に合わせて、適宜結合や分離をおこなっても良い。
Although the
端子34と端子T1〜5の位置が一致するのであれば、従来のバイオセンサ102を本発明の計測表示装置50に接続して、検体の基質成分量の測定ができるようにしても良い。この場合、制御部66が、第1チェック回路72と第2チェック回路74を動作させない。従来と同じようにスイッチSW1〜5、電源部58、第2測定部60、検出部62、計算部64を動作させる。計測表示装置50に、本発明のバイオセンサ12と従来のバイオセンサ102を選択するボタンを設け、ボタンの選択に応じて制御部66が制御をおこなう。
If the positions of the terminal 34 and the terminals T1 to T5 match, the
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。 In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications, and changes are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.
10:基質成分量の測定装置
12:バイオセンサ
16:基板
18:測定用作用電極
20:測定用対向電極
22:検出用作用電極
24a,24b:検出用対向電極
26:反応部
28:カバー
30:スペーサー
32:開口
34:端子
40:チェック電極
50:計測表示装置
52:マイクロコンピュータ
54:第1オペアンプ
56:電流電圧変換回路
58:電源部
60:第2測定部
62:検出部
64:計算部
66:制御部
70:チェック回路
72:第1チェック回路
74:第2チェック回路
76:第1チェック部
78:第1測定部
80:第2チェック部
10: Measurement device for substrate component 12: Biosensor 16: Substrate 18: Working electrode for measurement 20: Counter electrode for measurement 22: Working electrode for
Claims (6)
前記バイオセンサが、
絶縁性の基板と、
前記基板の上に設けられた作用電極と、
前記作用電極に対して一定の間隔を隔てて設けられた対向電極と、
前記作用電極および対向電極の上を覆う酵素を含む反応部と、
前記作用電極に対して抵抗を介して接続または短絡させて接続されたチェック電極と、
を備え、
前記計測表示装置が、
前記作用電極の取り付け端子と、
前記対向電極の取り付け端子と、
前記チェック電極の取り付け端子と、
前記作用電極と対向電極の間に電圧を印加する手段と、
前記作用電極と対向電極との間に流れた電流を計測する手段と、
前記チェック電極の取り付け端子に対して定電圧を印加し、チェック電極の電位によって、作用電極の取り付け端子および対向電極の取り付け端子に対するバイオセンサの接続の有無およびバイオセンサの種類を判別するチェック回路と、
を備えた検体の基質成分量の測定装置。 A device for measuring the amount of a substrate component of a specimen, comprising a biosensor and a measurement display device to which the biosensor is attached,
The biosensor is
An insulating substrate;
A working electrode provided on the substrate;
A counter electrode provided at a fixed interval with respect to the working electrode;
A reaction part containing an enzyme covering the working electrode and the counter electrode;
A check electrode connected or short-circuited to the working electrode via a resistor;
With
The measurement display device is
A mounting terminal for the working electrode;
A mounting terminal for the counter electrode;
A mounting terminal for the check electrode;
Means for applying a voltage between the working electrode and the counter electrode;
Means for measuring a current flowing between the working electrode and the counter electrode;
A check circuit that applies a constant voltage to the check electrode mounting terminal, and determines whether the biosensor is connected to the working electrode mounting terminal and the counter electrode mounting terminal and the type of the biosensor according to the potential of the check electrode; ,
A device for measuring the amount of a substrate component of a specimen comprising:
前記チェック電極の電位からハイ・レベル電圧またはロー・レベル電圧を検出する第1チェック回路と、
前記チェック電極の電位の値を検出する第2チェック回路と、
を備えた請求項1の基質成分量の測定装置。 The check circuit is
A first check circuit for detecting a high level voltage or a low level voltage from the potential of the check electrode;
A second check circuit for detecting a potential value of the check electrode;
The apparatus for measuring the amount of a substrate component according to claim 1 comprising:
前記定電圧を出力する手段と、
前記チェック電極の電位からハイ・レベル電圧またはロー・レベル電圧を検出する手段と、
を備え、
前記第2チェック回路が、
前記定電圧を出力する手段と、
前記チェック電極の電位の値を検出する手段と、
を備え、
複数のスイッチの選択によって第1チェック回路または第2チェック回路が選択され、
前記第1チェック回路が選択されたとき、前記作用電極がアースに接続され、
前記第2チェック回路が選択されたとき、前記作用電極が電圧を印加する手段に接続される
請求項2の基質成分量の測定装置。 The first check circuit comprises:
Means for outputting the constant voltage;
Means for detecting a high level voltage or a low level voltage from the potential of the check electrode;
With
The second check circuit includes:
Means for outputting the constant voltage;
Means for detecting the value of the potential of the check electrode;
With
The first check circuit or the second check circuit is selected by selecting a plurality of switches,
When the first check circuit is selected, the working electrode is connected to ground;
3. The substrate component amount measuring apparatus according to claim 2, wherein when the second check circuit is selected, the working electrode is connected to means for applying a voltage.
絶縁性の基板と、
前記基板の上に設けられた作用電極と、
前記作用電極に対して一定の間隔を隔てて設けられた対向電極と、
前記作用電極および対向電極の上を覆う酵素を含む反応部と、
前記作用電極に対して抵抗を介して接続または短絡させて接続されたチェック電極と、
を備えたバイオセンサ。 A biosensor for measuring the amount of a substrate component of a specimen,
An insulating substrate;
A working electrode provided on the substrate;
A counter electrode provided at a fixed interval with respect to the working electrode;
A reaction part containing an enzyme covering the working electrode and the counter electrode;
A check electrode connected or short-circuited to the working electrode via a resistor;
Biosensor equipped with.
前記基板の上に設けられた作用電極と、
前記作用電極に対して一定の間隔を隔てて設けられた対向電極と、
前記作用電極および対向電極の上を覆う酵素を含む反応部と、
前記作用電極に対して抵抗を介して接続または短絡させて接続されたチェック電極と、
を備え、検体の基質成分量の測定をおこなうためのバイオセンサが取り付けられる計測表示装置であって、
前記作用電極の取り付け端子と、
前記対向電極の取り付け端子と、
前記チェック電極の取り付け端子と、
前記作用電極と対向電極の間に電圧を印加する手段と、
前記作用電極と対向電極との間に流れた電流を計測する手段と、
前記チェック電極の取り付け端子に対して定電圧を印加し、チェック電極の電位によって、作用電極の取り付け端子および対向電極の取り付け端子に対するバイオセンサの接続の有無およびバイオセンサの種類を判別するチェック回路と、
を備えた計測表示装置。 An insulating substrate;
A working electrode provided on the substrate;
A counter electrode provided at a fixed interval with respect to the working electrode;
A reaction part containing an enzyme covering the working electrode and the counter electrode;
A check electrode connected or short-circuited to the working electrode via a resistor;
A measurement display device to which a biosensor for measuring the amount of a substrate component of a specimen is attached,
A mounting terminal for the working electrode;
A mounting terminal for the counter electrode;
A mounting terminal for the check electrode;
Means for applying a voltage between the working electrode and the counter electrode;
Means for measuring a current flowing between the working electrode and the counter electrode;
A check circuit that applies a constant voltage to the check electrode mounting terminal, and determines whether the biosensor is connected to the working electrode mounting terminal and the counter electrode mounting terminal and the type of the biosensor according to the potential of the check electrode; ,
A measurement display device comprising:
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8846776B2 (en) | 2009-08-14 | 2014-09-30 | Boral Ip Holdings Llc | Filled polyurethane composites and methods of making same |
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5993161A (en) * | 1982-11-16 | 1984-05-29 | 松下冷機株式会社 | Refrigerator |
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JP2016071036A (en) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 株式会社河合楽器製作所 | Volume control device and volume control program |
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Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4999582A (en) * | 1989-12-15 | 1991-03-12 | Boehringer Mannheim Corp. | Biosensor electrode excitation circuit |
JP3510461B2 (en) * | 1997-09-30 | 2004-03-29 | セラセンス インコーポレーテッド | Biosensor device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8846776B2 (en) | 2009-08-14 | 2014-09-30 | Boral Ip Holdings Llc | Filled polyurethane composites and methods of making same |
US9481759B2 (en) | 2009-08-14 | 2016-11-01 | Boral Ip Holdings Llc | Polyurethanes derived from highly reactive reactants and coal ash |
US10138341B2 (en) | 2014-07-28 | 2018-11-27 | Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited | Use of evaporative coolants to manufacture filled polyurethane composites |
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