(57)【要約】本発明は、試料の分析を行うための技術に関する。本発明により提供される試料分析装置（１）は、試料を含む反応場に対して電圧を印加するための電圧印加手段（１２）と、反応場に対して電圧を印加したときの応答を測定するための応答測定手段（１３）と、試料の分析に必要な演算のために利用される第１の応答を測定するための第１電圧印加状態、または反応場に目的量の試料が供給されたか否かを判断するために利用される第２の応答を測定するための第２電圧印加状態を選択するための選択手段（１１）と、第１の応答に基づいて、試料の分析を行うために必要な演算を行う演算手段（１７）と、第２の応答に基づいて、反応場に対して目的量の試料が供給されたか否かを判断する判断手段（１７）と、選択手段（１１）に対して、第１電圧印加状態を選択させた後に第２電圧印加状態を選択させるための制御手段（１５）と、を備えた。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を含む反応場に対して電圧を印加し、そのときに得られる応答に基づいて、試料の分析を行う試料分析方法であって、
試料の分析に必要な演算のために利用される第１の応答を測定する第１ステップと、
上記第１ステップよりも後において行われ、かつ上記反応場に目的量の試料が供給されたか否かを判断するのに必要な第２の応答を測定する第２ステップと、を含む、試料分析方法。
【請求項２】
上記第１および第２ステップにおいては、上記第１および第２の応答は、電流として測定される、請求項１に記載の試料分析方法。
【請求項３】
上記第１および第２ステップにおいては、上記反応場に対して、３以上の電極から選択される２つの電極により電圧が印加され、
上記第１ステップにおいて選択される２つの電極の組み合わせと、上記第２ステップにおいて選択される２つの電極の組み合わせが異なっている、請求項１に記載の試料分析方法。
【請求項４】
試料を移動させるためのキャピラリと、上記３以上の電極が形成された基板と、を備えた分析用具であって、上記３以上の電極の一部が、上記キャピラリの内部において、上記試料の移動方向に並んで配置された分析用具を用いる、請求項３に記載の試料分析方法。
【請求項５】
上記第２ステップにおいては、上記第２の応答を測定する場合に選択される２つの電極のうちの少なくとも一方の電極として、上記第１ステップにおいて選択される２つの電極よりも試料の流れ方向における下流側にその一部が配置されたものを選択する、請求項４に記載の試料分析方法。
【請求項６】
上記第１のステップを遂行しているときに、上記反応場において試料が移動したか否かを判断する第３のステップをさらに含んでいる、請求項１に記載の試料分析方法。
【請求項７】
上記第１ステップにおいては、上記第１の応答は、特定時間ごとに複数の測定点において測定され、
上記第３のステップにおいては、上記複数の測定点により構成される応答のタイムコースにおいて、最初に現れる第１ピークの後に、第２ピークが現れたか否かを判断することにより、上記反応場において試料が移動したか否かが判断される、請求項６に記載の試料分析方法。
【請求項８】
上記第１ステップにおいては、上記第１の応答は、上記各測定点において応答電流として測定され、かつ、
上記第３のステップにおいては、上記第２ピークが現れたか否かの判断は、１つの測定点において測定された応答電流と、上記タイムコースにおける上記１つの測定点の直前の測定点での応答電流と、を比較し、上記１つの測定点における応答電流が上記直前の測定点における応答電流よりも一定値以上大きいか否かにより行われる、請求項７に記載の試料分析方法。
【請求項９】
上記第１のステップにおいては、上記第１の応答は、特定時間ごとに複数の測定点において測定され、
上記第３のステップにおいては、上記各測定点での応答の積算値に対するタイムコースにおいて、屈曲点が現れたか否かを判断することにより、上記反応場において試料が移動したか否かが判断される、請求項６に記載の試料分析方法。
【請求項１０】
試料を含む反応場に対して電圧を印加し、そのときに得られる応答に基づいて、試料の分析を行う試料分析方法であって、
試料の分析に必要な演算のために利用される応答を、特定時間ごとに複数の測定点において測定するステップと、上記反応場において試料が移動したか否かを判断する追加のステップと、を含む試料分析方法において、
上記追加のステップは、上記複数の測定点により構成される応答のタイムコースにおいて、最初に現れる第１ピークの後に、第２ピークが現れたか否かを判断することにより、上記反応場において試料が移動したか否かを判断することを特徴とする、試料分析方法。
【請求項１１】
上記応答は、上記各測定点において応答電流として測定され、かつ、
上記追加のステップにおける上記第２ピークが現れたか否かの判断は、１つの測定点において測定された応答電流と、上記タイムコースにおける上記１つの測定点の直前の測定点での応答電流と、を比較し、上記１つの測定点における応答電流が上記直前の測定点における応答電流よりも一定値以上大きいか否かにより行われる、請求項１０に記載の試料分析方法。
【請求項１２】
試料を含む反応場に対して電圧を印加し、そのときに得られる応答に基づいて、試料の分析を行う試料分析方法であって、
試料の分析に必要な演算のために利用される応答を、特定時間ごとに複数の測定点において測定するステップと、上記反応場において試料が移動したか否かを判断する追加のステップと、を含む試料分析方法において、
上記追加のステップは、上記各測定点での応答の積算値に対するタイムコースにおいて、屈曲点が現れたか否かを判断することにより、上記反応場において試料が移動したか否かを判断することを特徴とする、試料分析方法。
【請求項１３】
試料を含む反応場に対して電圧を印加するための電圧印加手段と、
上記反応場に対して電圧を印加したときの応答を測定するための応答測定手段と、
試料の分析に必要な演算のために利用される第１の応答を測定するための第１電圧印加状態、または上記反応場に目的量の試料が供給されたか否かを判断するために利用される第２の応答を測定するための第２電圧印加状態を選択するための選択手段と、
上記第１の応答に基づいて、試料の分析を行うために必要な演算を行う演算手段と、
上記第２の応答に基づいて、上記反応場に対して目的量の試料が供給されたか否かを判断する判断手段と、
上記選択手段に対して、上記第１電圧印加状態を選択させた後に上記第２電圧印加状態を選択させるための制御手段と、
を備えている、試料分析装置。
【請求項１４】
上記測定手段は、上記第１および第２の応答を電流として測定するように構成されている、請求項１３に記載の試料分析装置。
【請求項１５】
分析用具を用いて試料の分析を行うように構成されており、かつ上記分析用具が、基板と、試料を移動させるためのキャピラリと、上記基板に形成され、かつ上記キャピラリ内において、その一部が上記試料の移動方向に並んで露出した３以上の電極と、を備えている場合において、
上記電圧印加手段は、上記３以上の電極から選択された２つの電極を介して上記反応場に対して電圧を印加するように構成されており、
上記制御手段は、上記第２の応答を測定する場合に選択される２つの電極のうちの少なくとも一方の電極として、上記第１の応答を測定する場合に選択される２つの電極よりも試料の流れ方向における下流側にその一部が配置されたものを選択させるように上記選択手段を制御する、請求項１３に記載の試料分析装置。
【請求項１６】
上記選択手段は、上記３以上の電極が上記電圧印加手段に電気的に接続される状態と接続されない状態とを個別に選択するためのスイッチを有している、請求項１５に記載の試料分析装置。
【請求項１７】
上記第１の応答を測定しているときに、上記反応場において試料が移動したか否かを判断するための追加の判断手段をさらに備えており、
上記演算手段は、上記判断手段において目的量の試料が供給されていないと判断され、または上記追加の判断手段において試料が移動したと判断された場合にエラーとみなす一方で、エラーの有無に関わらず、試料の分析を行うのに必要な演算を行うように構成されている、請求項１３に記載の試料分析装置。
【請求項１８】
上記演算手段における演算結果およびエラーである旨の表示を行うための表示手段をさらに備えている、請求項１７に記載の試料分析装置。
【請求項１９】
上記表示手段は、上記演算手段がエラーであると判断した場合に、エラーの内容を表示するように構成されている、請求項１８に記載の試料分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、試料の分析を行うための技術に関する。
【背景技術】  試料の分析を行う一般的な方法としては、酸化還元反応を利用したものがある。その一例として、日本国特開２００１−３３０５８１号公報には、液相反応場を提供するバイオセンサを用いた定量法が開示されている。
上記公報に記載されたバイオセンサは、本願の図６から予想されるように、基板９０に対してスペーサ９１を介してカバー９２を積層することによりキャピラリが形成されたものであり、血糖値を測定するように構成されたものである。基板９０上には、作用極Ｗ、対極Ｃ、および液絡検知電極Ｓが形成されている。図面上には表れていないが、少なくとも作用極Ｗおよび対極Ｃの端部どうしを繋ぐようにして試薬部が設けられている。試薬部は、酸化還元酵素および電子伝達物質を含んだものとして構成されている。
このバイオセンサ９では、キャピラリ内に血液を供給することによりキャピラリ内において酸化還元酵素、電子伝達物質およびグルコースを含んだ液相反応場が形成される。このとき、液相反応場においては、グルコースと電子伝達物質との間で電子授受が行われて電子伝達物質が還元体（あるいは酸化体）となる。そして、作用極Ｗおよび対極Ｃを介して液相反応場に電圧を印加することにより、作用極Ｗと還元体（酸化体）との間で電子授受が行われ、試料の分析を行うのに必要な分析用の応答電流を得ることができる。一方、液絡検知電極Ｓおよび作用極Ｗ（もしくは対極Ｃ）を介して液相反応場に電圧を印加することにより、液絡検知電極Ｓおよび作用極Ｗ（もしくは対極Ｃ）を利用して、キャピラリ内が試料で満たされたか否かを判断するのに必要な検知用の応答電流を得ることができる。液絡検知電極Ｓおよび作用極Ｗ（もしくは対極Ｃ）を介しての電圧印加は、検知用の応答電流が一定値を超えた場合に終了する。すなわち、液絡検知電極Ｓと作用極Ｗ（もしくは対極Ｃ）との間の液絡が確認された場合には、液絡検知電極Ｓにまで血液が到達しているため、液絡確認によってキャピラリ内が試料により満たされたことが推認できる。
しかしながら、上記定量法では、検知用の応答電流の取得は、分析用の応答電流の取得と同時に行われている。つまり、分析用の応答電流の取得する目的以外で、これと同時的に液絡検知電極Ｓを利用して液相反応場に対して電圧が印加される。そのため、本来的には分析用の応答電流を測定するために利用されるべきグルコースの一部が、結果的に試料の供給検知に利用され、また反応場においてグルコースや還元体（酸化体）の濃度にバラツキが生じる。その結果、実際に得られる分析用の応答電流が、必ずしもグルコース濃度を適切に反映したものとはならず、またバラツキの程度が各回の測定毎に一様でないために、測定精度が低くなるといった問題が生じる。
【発明の開示】
本発明は、分析精度を低下させることなく、反応場に対して目的量の試料が供給されたか否かを検知できるようにすることを目的としている。
本発明の第１の側面により提供される試料分析方法は、試料を含む反応場に対して電圧を印加し、そのときに得られる応答に基づいて、試料の分析を行う方法であって、試料の分析に必要な演算のために利用される第１の応答を測定する第１ステップと、上記第１ステップよりも後において行われ、かつ上記反応場に目的量の試料が供給されたか否かを判断するのに必要な第２の応答を測定する第２ステップと、を含んでいる。
第１および第２ステップにおいては、たとえば第１および第２の応答が電流として測定される。もちろん、第１および第２の応答は、電圧、電気容量、光量などとして測定することもできる。
第１および第２ステップにおいては、たとえば反応場に対して、３以上の電極から選択される２つの電極により電圧が印加される。この場合、第１ステップにおいて選択される２つの電極の組み合わせと、上記第２ステップにおいて選択される２つの電極の組み合わせが異なったものとされる。
本発明の試料分析方法においては、試料を移動させるためのキャピラリと、上記３以上の電極が形成された基板と、を備え、かつ、キャピラリにおいて、上記３以上の電極の一部が上記試料の移動方向に並んで配置された分析用具を用いるのが好ましい。この場合、第２ステップにおいては、第２の応答を測定する場合に選択される２つの電極のうちの少なくとも一方の電極として、第１ステップにおいて選択される２つの電極よりも試料の流れ方向における下流側にその一部が配置されたものを選択するのが好ましい。
本発明の試料分析方法においては、第１のステップを遂行しているときに、反応場において試料が移動したか否かを判断する第３のステップをさらに含んでいるのが好ましい。
第１ステップにおいては、たとえば第１の応答は、特定時間ごとに複数の測定点において測定される。この場合、第３のステップにおいては、複数の測定点により構成される応答のタイムコースにおいて、最初に現れる第１ピークの後に、第２ピークが現れたか否かを判断することにより、反応場において試料が移動したか否かが判断される。
第１の応答が各測定点において応答電流として測定される場合においては、たとえば第３のステップにおける第２ピークが現れたか否かの判断は、１つの測定点において測定された応答電流と、上記タイムコースにおける上記１つの測定点の直前の測定点での応答電流と、を比較し、上記１つの測定点における応答電流が上記直前の測定点における応答電流よりも一定値以上大きいか否かにより行われる。
第３のステップにおいては、各測定点での応答の積算値に対するタイムコースにおいて、屈曲点が現れたか否かを判断することにより、反応場において試料が移動したか否かを判断するようにしてもよい。
本発明の第２の側面においては、試料を含む反応場に対して電圧を印加し、そのときに得られる応答に基づいて、試料の分析を行う試料分析方法であって、試料の分析に必要な演算のために利用される応答を、特定時間ごとに複数の測定点において測定するステップと、上記反応場において試料が移動したか否かを判断する追加のステップと、を含む試料分析方法において、上記追加のステップは、上記複数の測定点により構成される応答のタイムコースにおいて、最初に現れる第１ピークの後に、第２ピークが現れたか否かを判断することにより、上記反応場において試料が移動したか否かを判断することを特徴とする、試料分析方法が提供される。
応答は、たとえば各測定点において応答電流として測定される。この場合、追加のステップにおける上記第２ピークが現れたか否かの判断は、１つの測定点において測定された応答電流と、上記タイムコースにおける上記１つの測定点の直前の測定点での応答電流と、を比較し、上記１つの測定点における応答電流が上記直前の測定点における応答電流よりも一定値以上大きいか否かにより行われる。
本発明の第３の側面においては、試料を含む反応場に対して電圧を印加し、そのときに得られる応答に基づいて、試料の分析を行う試料分析方法であって、試料の分析に必要な演算のために利用される応答を、特定時間ごとに複数の測定点において測定するステップと、上記反応場において試料が移動したか否かを判断する追加のステップと、を含む試料分析方法において、上記追加のステップは、上記各測定点での応答の積算値に対するタイムコースにおいて、屈曲点が現れたか否かを判断することにより、上記反応場において試料が移動したか否かを判断することを特徴とする、試料分析方法が提供される。
本発明の第４の側面においては、試料を含む反応場に対して電圧を印加するための電圧印加手段と、反応場に対して電圧を印加したときの応答を測定するための応答測定手段と、試料の分析に必要な演算のために利用される第１の応答を測定するための第１電圧印加状態、または反応場に目的量の試料が供給されたか否かを判断するために利用される第２の応答を測定するための第２電圧印加状態を選択するための選択手段と、第１の応答に基づいて、試料の分析を行うために必要な演算を行う演算手段と、第２の応答に基づいて、反応場に対して目的量の試料が供給されたか否かを判断する判断手段と、選択手段に対して、第１電圧印加状態を選択させた後に、第２電圧印加状態を選択させるための制御手段と、を備えている、試料分析装置が提洪される。
測定手段は、たとえば第１および第２の応答を電流として測定するように構成される。
本発明の試料分析装置は、たとえば分析用具を用いて試料の分析を行うように構成される。分析用具としては、たとえば基板と、試料を移動させるためのキャピラリと、基板に形成され、かつその一部が上記キャピラリ内において、試料の移動方向に並んで露出した３以上の電極と、を備えたものが使用される。この場合、電圧印加手段は、たとえば３以上の電極から選択された２つの電極を介して反応場に対して電圧を印加するように構成され、制御手段は、第２の応答を測定する場合に選択される２つの電極のうちの少なくとも一方の電極として、第１の応答を測定する場合に選択される２つの電極よりも試料の流れ方向における下流側にその一部が配置されたものを選択させるように選択手段を制御するように構成される。
選択手段は、たとえば３以上の電極が上記電圧印加手段に電気的に接続される状態と接続されない状態とを個別に選択するためのスイッチを有するものとして構成される。
本発明の試料分析装置は、たとえば第１の応答を測定しているときに、反応場において試料が移動したか否かを判断するための追加の判断手段をさらに備えたものとして構成される。この場合、演算手段は、判断手段において目的量の試料が供給されていないと判断され、または追加の判断手段において試料が移動したと判断された場合にエラーとみなす一方で、エラーの有無に関わらず、試料の分析を行うのに必要な演算を行うように構成するのが好ましい。
本発明の試料分析装置は、演算手段における演算結果およびエラーである旨の表示を行うための表示手段をさらに備えたものとして構成することもできる。この場合、表示手段は、演算手段がエラーであると判断した場合に、エラーの内容を表示するように構成するのが好ましい。
ここで、本発明の第１ないし第４の側面において、「反応場における試料の移動」とは、少なくとも反応場に対して試料の追加供給が行われて試料が移動する場合、および移動を停止していた試料が、自然にあるいは振動などの外的負荷が加えられて再移動する場合を含んでいる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明に係る試料分析装置にバイオセンサを装着した状態を示すものであり、試料分析装置についてはブロック図で、バイオセンサについては平面図で示したものである。
図２は、図１に表されたバイオセンサの全体斜視図である。
図３は、図２に示したバイオセンサの分解斜視図である。
図４は、試料分析装置における動作を説明するためのフローチャートである。
図５Ａは試料分析における電圧印加のパターンの一例を示すグラフであり、図５Ｂは図５Ａに示す電圧印加パターンに対する応答電流および積算電荷量のタイムコースの一例を示すグラフであり、図５Ｃは試料が追加供給されたときの応答電流および積算電荷量のタイムコースの一例を示すグラフである。
図６は、従来のバイオセンサの一例を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
図１に示した試料分析装置１は、バイオセンサ２を装着して試料中の特定成分の濃度を測定するためのものである。
バイオセンサ２は、図２および図３によく表れているように、基板２０の第１面２０ａに、スペーサ２２およびカバー２４が積層された形態を有している。スペーサ２２は、細幅なスリット２１を有している。カバー２４は、穴部２３を有している。基板２０の第１面２０ａに対してスペーサ２２およびカバー２４を積層した状態では、基板２０、スペーサ２２およびカバー２４により、キャピラリ２５が規定されている。このキャピラリ２５は、試料導入口２５ａおよび穴部２３を介して外部に連通している。すなわち、バイオセンサ２は、試料導入口２５ａを介してキャピラリ２５に試料を供給できるとともに、試料導入口２５ａから供給された試料が毛細管現象により穴部２３に向けてキャピラリ２５内を進行するように構成されている。
基板２０の第１面２０ａには、測定用電極２６，２７、検知用電極２８，２９、および試薬部３０が設けられている。試薬部３０は、各電極２６〜２９の端部２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａどうしを繋ぐようにして、たとえば水に溶解しやすい多孔質の固形状に形成されている。この試薬部３０は、たとえば酸化還元酵素および酸化型とされた電子伝達物質を含んでいる。
このように構成された試薬部３０は、試料導入口２５ａから導入された試料がキャピラリ２５内を進行する過程において、試料により溶解させられる。これにより、キャピラリ２５内には、各電極２６〜２９に接触した液相反応場が構築される。この液相反応場では、酸化還元酵素の触媒作用により、たとえば試料中の特定成分が酸化される一方で、電子伝達物質が還元される。そして、各電極２６〜２９を利用して液相反応場に電圧を印加すれば、電子伝達物質が電子を放出して酸化型となる。放出された電子量は、各電極２６〜２９を利用して応答電流として測定することができる。
図１に示した試料分析装置１は、端子部１０ａ〜１０ｄ、第１〜第４スイッチ１１ａ〜１１ｄ、電圧印加部１２、電流測定部１３、検知部１４、制御部１５、記憶部１６、演算部１７、および表示部１８を備えている。
端子部１０ａ〜１０ｄは、試料分析装置１にバイオセンサ２を装着したときに、各電極２６〜２９の端部２６ｂ〜２９ｂと接触させるためのものである。
電圧印加部１２は、液相反応場に対して電圧を印加するためのものであり、たとえば乾電池あるいは充電池などの直流電源により構成される。
電流測定部１３は、液相反応場に対して電圧を印加したときの応答電流を測定するためのものである。
第１〜第４スイッチ１１ａ〜１１ｄは、各端子部１０ａ〜１０ｄが電圧印加部１２や電流測定部１３に導通する状態と、導通しない状態とを選択するためのものである。各スイッチ１１ａ〜１１ｄは、制御部１５によって個別的にオン・オフされるように構成されている。したがって、各スイッチ１１ａ〜１１ｄのオン・オフ状態を選択することにより、液相反応場に対して電圧を印加するための電極２６〜２９を選択することができる。
検知部１４は、バイオセンサ２を用いた分析が行えるか否かを検知するためのものである。具体的には、検知部１４は、濃度測定装置１にバイオセンサ２が装着されたか否か、キャピラリ２５に試料が導入されたか否か、キャピラリ２５内が試料により満たされたか否か、あるいはキャピラリ２５に試料が導入された後において、試料が移動したか否かを検知するものである。
制御部１５は、上述したようにスイッチ１１ａ〜１１ｄを制御する他、検知部１４や演算部１７などの動作を制御するためのものである。
記憶部１６は、検量線データなど各種のプログラムの他、プログラムを実行する上で必要なデータを記憶するためのものである。検量線データは、測定された応答電流（もしくは応答電流を変換して得られる電圧値や応答電流から得られる電荷量の積算値）と特定成分の濃度との関係を示すものである。
演算部１７は、電流測定部１３により測定された応答電流に基づいて、試料における特定成分の濃度を演算するためのものである。
表示部１８は、演算部１７による演算結果やエラーなどを表示するためのものである。この表示部１８は、たとえば液晶ディスプレイなどにより構成される。
なお、検知部１４、制御部１５、記憶部１６および演算部１７のそれぞれは、たとえばＣＰＵ、ＲＯＭおよＲＡＭを単独で、あるいは組み合わせて構成することができる。
以下、バイオセンサ２および試料分析装置１を用いた試料分析手順の一例について、血液中のグルコース濃度を、アンペロメトリックな手法により測定する場合を例にとって、図１とともに図４および図５を参照して説明する。ただし、試料分析を行う前の段階では、第１〜第４スイッチ１１ａ〜１１ｄは全てオフ状態とされているものとする。
試料分析装置１においては、まずバイオセンサ２が装着されたか否かが判断される（Ｓ１）。この判断は、たとえば光センサや圧力センサなどのセンサを用いるとともに、センサからの出力に基づいて、検知部１４において判断される。
検知部１４が試料分析装置１にバイオセンサ２が装着されたと判断した場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部１５は第１および第２スイッチ１１ａ，１１ｄをオン状態にする（Ｓ２）。この状態においては、測定用電極２６，２７の間には、電圧印加部１２によって定電圧Ｖが生じさせられる（図５Ａの実線（Ｗ−Ｃ）参照）。
一方、検知部１４においては、キャピラリ２５内に血液が導入されたか否かが判断される（Ｓ３）。血液が導入されたか否かの判断は、測定用電極２６，２７を利用して測定される応答電流が予め定められた閾値Ｉ１（図５Ｂ参照）を越えたか否かにより行われる。つまり、キャピラリ２５内への血液導入検知は、測定用電極２６，２７の間が導通し、少なくともこれらの電極２６，２７が設けられた部位にまで血液が達したか否かにより判断される。
検知部１４がキャピラリ２５内に血液が導入されていないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、血液の導入が確認できるまで、Ｓ３の判断を繰り返し行う。ただし、Ｓ３における判断を所定回数繰り返し、あるいはＳ３の判断開始から所定時間経過しても血液の導入が確認されない場合には、Ｓ３における判断を終了し、エラーとして処理するようにしてもよい。
これに対して、検知部１４がキャピラリ２５内に血液が導入されたと判断した場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、電流測定部１３において、一定時間毎に応答電流を測定する（Ｓ４）。
キャピラリ２５においては、血液の導入により試薬部３０が溶解し、キャピラリ２５の内部に酸化還元酵素、電子伝達物質およびグルコースを含む液相反応場が形成される。この液相反応場においては、たとえばグルコースから電子が取り出され、この電子が電子伝達物質に供給されて電子伝達物質が還元体となる。一方、液相反応場には、測定用電極２６，２７の間に生じた電位差によって電圧が印加されている。これにより、還元体は、測定用電極２６に電子を放出して酸化体に戻る。このような電子伝達においては、電流測定部１３において測定される応答電流は、還元体が放出した電子、すなわちグルコースから取り出された電子の量に相関し、ひいてはグルコース濃度を反映したものとなる。
応答電流の測定を行った場合には（Ｓ４）、演算部１７において、血液の導入が確認（Ｓ３：ＹＥＳ）されてから所定時間経過したか否かが判断される（Ｓ５）。Ｓ５において、所定時間を経過していないと判断された場合には（Ｓ５：ＮＯ）、演算部１７において所定時間経過したと判断されるまで（Ｓ５：ＹＥＳ）、電流測定部１３における応答電流の測定が繰り返し行われる（Ｓ４）。
なお、応答電流の測定間隔は、たとえば０．０２〜０．２Ｓｅｃに設定され、測定された応答電流は、たとえば測定時間とともに記憶部１６において記憶される。
演算部１７が所定時間経過したと判断した場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、第１および第２スイッチ１１ａ，１１ｄをオフ状態とする一方で、第３および第４スイッチ１１ｂ，１１ｃをオン状態にする（Ｓ６）。この状態では、検知用電極２８，２９の間には、電圧印加部１２によって定電圧Ｖが生じさせられる（図５Ａの点線（Ｓ１−Ｓ２）参照）。
一方、検知部１４では、キャピラリ２５において血液の移動があったか否かが判断される（Ｓ７）。血液が移動したか否かの判断は、たとえば図５Ｂおよび図５Ｃに示した応答電流のタイムコースにおいて、最初に表れる第１ピークＰ１の後に、第２ピークＰ２が現れるか否かを検知することにより行われる。血液の移動がない場合には、図５Ｂに示したように第１ピークＰ１が現れた後は、時間の経過とともに応答電流が単調減少する。これに対して、血液の移動があった場合には、キャリラリ２５におけるグルコースの濃度分布が変化し、測定用電極２６の端部２６ａの周りに存在するグルコースの濃度が大きくなる。このため、血液の移動があった場合には、血液の移動があったときに応答電流が大きくなり、図５Ｃに示したように第２ピークＰ２が現れる。したがって、第２ピークＰ２の有無を検知することにより、血液が移動したか否かを判断することができる。
ここで、血液が移動する現象は、たとえばＳ３において血液の導入が確認（Ｓ３：ＹＥＳ）された後にキャピラリ２５に血液が追加で供給されたときに、または移動を停止していた血液が自然に、あるいは振動などの外的負荷が加えられることにより再移動するときに現れる。
第２ピークＰ２の有無は、たとえば各測定点Ａでの応答電流Ｉ２と、当該測定点Ａの直前の測定点Ｂでの応答電流Ｉ３とを比較することにより行われる。より具体的には、各測定点Ａでの応答電流Ｉ２が測定点Ｂでの応答電流Ｉ３よりも一定値以上大きい場合には、第２ピークＰ２が現れたと判断する。その上で、検知部１４は、第２ピークＰ２が現れた場合には（図５Ｃ参照）、キャピラリ２５において血液が移動したと判断し、第２ピークが現れなかった場合には（図５Ｂ参照）、血液の移動がなかったと判断する。
なお、ノイズ成分の影響や測定誤差により、血液が移動していないにも関わらず、測定点Ａでの応答電流が測定点Ｂでの応答電流よりも大きくなることが起こりうる。このような現象は、測定間隔を短く設定した場合により顕著に現れる。このような場合には、上記一定値を、ノイズ成分の影響や測定誤差を考慮した値として設定しておけばよい。
検知部１４が血液が移動したと判断した場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、検知部１４は、血液の移動によるエラーであると認識する（Ｓ８）。
検知部１４が血液が移動していないと判断した場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、あるいはＳ８において検知部１４がエラーであると認識した場合には、検知部１４は、キャピラリ２５内に目的量の血液が供給されたか否かを判断する（Ｓ９）。
目的量の血液が供給されたか否かは、キャピラリ２５内が試料で満たされたか否かによって判断される。この判断は、検知用電極２８，２９を利用して測定される応答電流が閾値Ｉ１（図５Ｂ参照）を越えるか否かにより判断される。検知用電極２８，２９を利用して測定される応答電流が閾値Ｉ１（図５Ｂ参照）を超えるということは、少なくとも検知用電極２８，２９の部分にまで血液が進行しており、キャピラリ２５内が血液によって満たされたと推認できる。そのため、検知用電極２８，２９を利用して応答電流を測定すれば、キャピラリ２５に目的量の血液が供給されたか否かを判断できる。
なお、Ｓ９における判断のための応答電流の測定は、Ｓ６における電圧の印加を開始してから所定時間経過後に１回だけ行ってもよいし、所定時間内において繰り返し行ってもよい。
検知部１４がキャピラリ２５内に目的量の血液が供給されていないと判断した場合には（Ｓ９：ＮＯ）、検知部１４は、血液供給不足のエラーであると認識する（Ｓ１０）。
検知部１４がキャピラリ２５内に目的量の血液が供給されたと判断した場合には（Ｓ９：ＹＥＳ）、あるいはＳ１０において検知部１４がエラーであると認識した場合には、演算部１７において、当該所定時間経過時の応答電流に基づいて、グルコース濃度の演算を行う（Ｓ１１）。グルコース濃度の演算は、たとえば予め求めておいた応答電流とグルコース濃度との関係を示す検量線あるいは対応表などに基づいて行われる。
演算部１７での演算結果（血糖値）は、表示部１８において表示される（Ｓ１２）。一方、検知部１４においてエラーが認識（Ｓ８，Ｓ１０）されている場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、表示部１８においてエラーである旨の表示を行う（Ｓ１４）。エラーである旨の表示は、単に測定が正常に行えなかったことを意味するものであってもよいし、エラーの内容（たとえば血液の移動や血液の供給量不足）が分かるような表示であってもよい。
試料分析装置１においては、Ｓ１においてバイオセンサ２が装着されていないと判断された場合（Ｓ１：ＮＯ）、Ｓ１３において検知部１４においてエラーが認識（Ｓ８，Ｓ１０）されなかった場合（Ｓ１３：ＮＯ）、およびエラーである旨の表示を行った場合には（Ｓ１４）、濃度測定動作を終了する。
なお、血液の移動の判断（Ｓ７）や目的量の血液の供給判断（Ｓ９）は、グルコース濃度の演算（Ｓ１１）の後に行ってもよいし、Ｓ７とＳ９の順番を入れ替えてもよい。
本実施の形態では、血液中のグルコース濃度の演算に必要な演算用の応答電流を得るための電圧印加を行ってから、血液が目的量供給されたか否かを判断するための検知用の応答電流を得るための電圧印加を行うようにしている。つまり、演算用を応答電流が得る間は、検知用の応答電流を得るための電圧印加は行われない。そのため、血液の供給検知のための電圧印加により、演算用の応答電流を得るためのグルコース濃度に由来する電子伝達物質の還元体が消費されたり、演算用の応答電流を得る段階において、液相反応場における電子伝達物質の還元体の濃度にバラツキが生じることもない。その結果、血液の供給検知を行うことによっても、測定精度が低下してしまうことはない。
本実施の形態ではさらに、検知部１４がエラーであると認識した場合であっても（Ｓ８，Ｓ１０）、血糖値が演算（Ｓ１１）され、その演算結果が表示されるようになされている（Ｓ１２）。そのため、単にエラーとして処理して測定を中止する場合に比べれば、測定動作においてエラーがあったにせよ、参考データとしてでも測定結果が得られる。その結果、バイオセンサの無意味な使用を抑制することができる。また、エラーである旨を表示するようにすれば（Ｓ１４）、表示部１８に表示された測定結果が参考データであることを明確することができ、またエラーの内容を表示するようにすれば、ユーザが同じ失敗を繰り返すことを抑制することができるようになる。
もちろん、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、バイオセンサ２に形成する電極は、１つの検知用電極、作用極および対極の計３つであってもよい。この場合には、試料の供給検知は、検知用電極と作用極（もしくは対極）とを利用して行われる。
試料導入検知用および演算用の応答電流を得るための電圧印加は、必ずしも連続的に行う必要はない。つまり、試料の導入が検知されたときに電圧の印加を中止し、それから一定時間経過した後に演算用の応答電流を得るために電圧を再印加するようにしてもよい。
本実施の形態では、アンペロメトリックな手法により血糖値を測定する方法を例にとって説明したが、本発明はクーロメトリックな手法により血糖値を測定する場合にも適用できる。クーロメトリックな手法を採用する場合には、たとえば電圧印加によって血液の導入が検知されてから一定時間経過後までの応答電流が測定され、この応答電流を積算して得られる電量に基づいて血糖値が演算される。演算用の応答電流の取得後は、さらなる電圧の印加によって検知用の応答電流が取得され、検体が適切に導入されたか否かが検知される。一方、血液の移動の有無は、電量のタイムコースにおいて、屈曲点が現れるか否かにより判断される。すなわち、図５Ｂに２点鎖線で示したように、血液の移動がない場合には、電量の経時変化が単調増加するのに対して、血液の移動があった場合には、図５Ｃに２点鎖線で示したように、電量の経時変化において、血液の移動があった時点で屈曲点Ｑが現れる。したがって、屈曲点Ｑの有無を判断することにより血液の移動の有無を判断できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【国際調査報告】
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