(57)【要約】【課題】  試料の粘度に影響されずに測定することが可能なバイオセンサ装置を提供する。【解決手段】バイオセンサ装置は、作用極と対極を有する複数個のバイオセンサ部を有するバイオセンサと、複数個のバイオセンサ部の各々の作用極−対極間にそれぞれ異なる電圧を印加することにより、作用極電極から流れ出す電流を計測し、その電流値から測定対象物質の濃度を特定する信号処理回路とを備えている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含むバイオセンサ部を複数個と、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管とを有するバイオセンサと、
測定時に上記バイオセンサ部のそれぞれの上記作用極と上記対極との間に電圧を印加し、且つ上記各バイオセンサ部の上記作用極または上記対極から流れる電流に基づいて上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えているバイオセンサ装置であって、
複数個の上記バイオセンサ部は、上記毛細管により上記サンプル点着部から見て互いに並列に接続され、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管の大きさは互いに異なっている、バイオセンサ装置。
【請求項２】
作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含む複数のバイオセンサ部と、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記複数のバイオセンサ部の各々に上記被検査流体を供給するための毛細管とを有するバイオセンサであって、
上記複数のバイオセンサ部の各々は、上記毛細管により上記サンプル点着部から見て互いに並列に接続され、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管の大きさは互いに異なっている、バイオセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オリゴヌクレオチド、抗原、酵素、ペプチド、抗体、ＤＮＡフラグメント、ＲＮＡフラグメント、グルコース、乳酸及びコレステロールなど生体物質、あるいは化学物質を電気的に検出するためのバイオセンサおよびバイオセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、使い捨てのサンプル片を用いるバイオセンシング計測器の種類が年々増加しており、特に、血液、血漿、尿及び唾液などの生体体液中の特定成分や、ある細胞がある時点に造る全ての蛋白質、すなわち、プロテオームを、簡易かつ短時間に測定及び解析することが期待されている。また、近い将来に使い捨てのＤＮＡチップによる遺伝子診断によって、個人のＳＮＰ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｏ  Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍの略）情報にあった治療や投薬を行うテーラーメード医療が実現することが期待されている。バイオセンシング計測器の中で、血糖値や乳酸値などの化学反応を促進させる酵素を用いたバイオセンサは、既に広く用いられている。
【０００３】
以下、従来例としての特許文献１に開示されている血液サンプル中のブドウ糖量、すなわち、血糖値の検出に使用されるバイオセンサ装置について説明する。なお、本明細書中で「バイオセンサ」とは、生体物質など化学物質の検出部を含む使い捨て可能な部分を指し、「バイオセンサ部」とは、バイオセンサのうち、１組みの作用極と対極とを有する部分を指し、「バイオセンサチップ」とは、基板上にバイオセンサ及び計測回路等を搭載した使い捨て可能な部分を指す。また、「バイオセンサ装置」とは、バイオセンサまたはバイオセンサチップに解析回路や表示装置などを加えた装置全体を指すものとする。
【０００４】
図２５は、従来のバイオセンサ装置の構造を示すブロック回路図である。同図に示すように、従来のバイオセンサ装置は、試料中に含まれる被測定成分を検出して電気信号を生じるバイオセンサ１５０１と、バイオセンサ１５０１で生じた電気信号を処理するための計測回路１５０９と備えている。また、図示しないが、従来のバイオセンサ装置には、計測回路１５０９で得られたデータを解析する解析回路や測定結果や解析結果を表示するための表示部などが必要に応じて設けられている。
【０００５】
バイオセンサ１５０１は、反応チャンバ内に形成された作用極（陽極）１５１０と、試料を満たすための間隔を空けて作用極１５１０に対向する対極（陰極）１５１１とを有しており、作用極１５１０及び対極１５１１には被測定成分に対応した酵素、メディエータ、微生物などよりなる反応試薬（不図示）が塗布されている。
【０００６】
計測回路１５０９は、測定時にバイオセンサ１５０１内の導電性配線を介して作用極１５１０に接続される作用極電極１５０３と、測定時に導電性配線を介して対極１５１１に接続される対極電極１５０４と、電流計を有し、作用極電極１５０３に接続された第１の電圧源１５０５ａと、対極電極１５０４に接続された第２の電圧源１５０６と、第１の電圧源１５０５ａには作用極制御電圧Ｖｐｒ１を、第２の電圧源１５０６には対極制御電圧Ｖｍｒ１を、それぞれ供給する基準電圧源１５０８と、第１の電圧源１５０５ａに接続された信号処理回路１５０７とを有している。
【０００７】
従来のバイオセンサ装置において、作用極電極１５０３と対極電極１５０４は、基準電圧源１５０８で発生させた作用極制御電圧Ｖｐｒ１と対極制御電圧Ｖｍｒ１とをそれぞれ参照している。すなわち、作用極電極１５０３の電圧Ｖｐ１は、第１の電圧源１５０５ａによって作用極制御電圧Ｖｐｒ１と同一の電圧が印加されるようになっている。また、対極電極１５０４の電圧Ｖｍ１は、第２の電圧源１５０６によって対極制御電圧Ｖｍｒ１と同一の電圧が印加されるようになっている。
【０００８】
Ｖｐ１＝Ｖｐｒ１    …（１）
Ｖｍ１＝Ｖｍｒ１    …（２）
従って、バイオセンサ１５０１の作用極１５１０と対極１５１１との間には、作用極制御電圧Ｖｐｒ１と対極制御電圧Ｖｍｒ１との差分電圧であるバイオセンサ印加電圧Ｖｆ１が印加される。
【０００９】
Ｖｆ１＝Ｖｐ１―Ｖｍ１＝Ｖｐｒ１―Ｖｍｒ１    …（３）
この状態においてバイオセンサ１５０１に血液サンプルが塗布されると、試薬と血液中の被測定物質との反応が始まる。これにより、作用極電流Ｉｆ１が流れ始める。電流計を有する第１の電圧源１５０５ａは、該作用極電流Ｉｆ１を測定し、その測定結果である作用極電流量信号ｓ１５１７を信号処理回路１５０７に出力する。次いで、信号処理回路１５０７が作用極電流量信号ｓ１５１７を計算処理することにより血糖値を計測する。例えば、バイオセンサ装置が表示装置を有する場合、計測値が表示装置に表示される。
【００１０】
図２６は、図２５で示す従来のバイオセンサ装置の測定動作を経時的に示す図である。
【００１１】
同図上側の電圧グラフは、血糖値測定において、バイオセンサ１５０１に作用極制御電圧Ｖｐｒ１と対極制御電圧Ｖｍｒ１との差分電圧であるバイオセンサ印加電圧Ｖｆ１が印加されていることを示す。図２６下側の電荷グラフは、血糖値に関連する作用極電流Ｉｆ１の積分値の時間変化を示す。電荷量Ｑと作用極電流Ｉｆ１との関係は下式（４）のようになる。
【００１２】
電荷量Ｑ＝  ∫（Ｉｆ１）ｄｔ    …（４）
時間ｔ＝０（ｓ）に血液サンプルが塗布されると同時に試薬による反応が開始する。そして、反応の開始に伴い電荷が発生し始め、最終的に血糖が無くなると反応が停止し、電荷の発生も無くなる。電荷の発生が無くなった点以降で電荷量Ｑを測定することで血糖値を求めることができる。
【００１３】
なお、図２７は、図２６に示すバイオセンサ装置において、電流計を有する第１の電圧源１５０５ａと第２の電圧源１５０６の回路構成の一例を示すブロック回路図である。また、図２８は、バイオセンサ１５０１の構成例を示す平面図である。そして、図２９は、バイオセンサ１５０１と計測回路１５０９を１チップ化して使い捨て可能にした場合のバイオセンサチップ１５２０の構成例を示す平面図である。
【００１４】
図２７に示すように、第１の電圧源１５０５ａはオペアンプに帰還抵抗１５１８を負帰還させた回路構成であり、第２の電圧源１５０６はオペアンプをＮｕｌｌ−アンプ構成、すなわち、バッファ回路構成とすることで上述した機能を実現している。
【特許文献１】特開２００２−３４０８５３号公報（第７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図３０は、従来のバイオセンサ装置における血糖値と血液サンプルの粘度、および、バイオセンサ印加電圧Ｖｆ１との関係を模式的に示す図であり、図３１は、従来のバイオセンサ装置の測定時におけるバイオセンサ印加電圧Ｖｆ１と実際の電荷量Ｑとを示す図である。ここで、図３０において「ＢＳＬ」とあるのは血糖値（Blood Sugar Level）のことである。
【００１６】
バイオセンサ装置を用いた測定で、バイオセンサ１５０１の作用極１５１０と対極１５１１間に電圧を印加することにより血糖と試薬との反応（あるいは試薬により触媒される血糖の反応）が促進され、反応チャンバ中に電界が生じる。血球など、血液中の分極された微粒子成分は、その電界によりチャンバ内を移動し反応が促進される。しかしながら、血液の粘性が高いと微粒子成分の移動が妨害されるため、反応は阻害される。従って、図３０および図３１に示すように、血液サンプルの粘度が高くなるにつれて試薬との反応が阻害されるため、血糖値表示が低めに出てしまう。
【００１７】
さらに、バイオセンサ印加電圧Ｖｆ１が低くなるにつれて、それに比例して反応チャンバ中の電界も小さくなり、血液中の分極された微粒子成分がチャンバ内を移動する量も比例して小さくなる。これにより、バイオセンサ印加電圧Ｖｆ１が低い場合には、特に血液サンプルの粘度の影響を受けやすくなる。このように、従来のバイオセンサ装置は、試料の粘度試薬との反応量の低下につながり、血糖値表示が低めに出てしまうという不具合があった。
【００１８】
本発明の目的は、試料の粘度によらず正確な測定を行なうことができるバイオセンサ、バイオセンサチップ及びバイオセンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この課題を解決するために、本発明の第１のバイオセンサ装置は、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含むバイオセンサ部を有するバイオセンサと、測定時に上記作用極と上記対極との間に電圧を印加し、且つ上記バイオセンサ部に流れる電流から上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えたバイオセンサ装置であって、上記計測回路は、上記作用極と上記対極との間に印加する電圧を経時的に変化させる構成となっている。
【００２０】
この構成により、被検査流体が電荷を帯びた微粒子を含む血液などである場合、微粒子が計測回路からの印加電圧によって動き、被検査流体が攪拌されるので、測定時間の短縮と測定値の高精度化を共に実現することができる。そのため、本発明のバイオセンサ装置によれば、被検査流体の粘度によらず正確な測定を行なうことが可能となる。
【００２１】
例えば、上記計測回路は、上記作用極に接続された作用極電極と、上記作用極電極に第１の電圧を印加する第１の電圧源と、上記対極に接続された対極電極と、上記対極電極に第２の電圧を印加する第２の電圧源と、上記第１の電圧源または上記第２の電圧源の少なくとも一方に付加された電流計と、上記第１の電圧源には上記第１の電圧に等しい作用極制御電圧を、上記第２の電圧源には上記第２の電圧に等しい対極制御電圧を、それぞれ供給する基準電圧源と、上記第１の電圧源および上記第２の電圧源のうち上記電流計が付加された電圧源から、上記バイオセンサを流れる電流に応じて出力される電流量信号を処理するための信号処理回路とを有する構成であってもよい。
【００２２】
上記計測回路は、上記作用極および上記対極の少なくとも一方に、定電圧でバイアスされ、且つ矩形波で変調された電圧を印加することにより、測定時間の短縮と測定精度の向上とを図ることができる。
【００２３】
上記計測回路は、上記作用極および上記対極の少なくとも一方に、定電圧でバイアスされ、且つ拡散符号で変調された電圧を印加することにより、被検査流体中に共振周波数が異なる複数種類の微粒子が含まれている場合でも、被検査流体を効果的に攪拌できるので、従来のバイオセンサ装置よりも測定時間を短縮し、且つ測定精度を向上させることが可能となる。
【００２４】
上記計測回路は、上記作用極および上記対極の少なくとも一方に、定電圧でバイアスされ、且つsin波で変調された電圧を印加する構成であってもよい。
【００２５】
この場合、上記計測回路は、上記作用極または対極に接続されたローパスフィルタ付き電圧源と、上記ローパスフィルタ付き電圧源に接続されるΔΣ変調器とをさらに有しており、上記sin波で変調された電圧は、上記ΔΣ変調器と上記ローパスフィルタ付き電圧源との直列接続により生成される構成であることにより、デジタル回路を用いてsin波を発生させることができるので、アナログ回路などを用いる場合に比べて回路面積を小さく抑えることができる。
【００２６】
本発明の第２のバイオセンサ装置は、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含むバイオセンサ部を複数個有するバイオセンサと、測定時に上記バイオセンサ部のそれぞれの上記作用極と上記対極との間に互いに異なる電圧を印加し、且つ上記各バイオセンサ部の上記作用極または上記対極から流れる電流に基づいて上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えている。
【００２７】
この構成により、異なる電圧を印加したバイオセンサ部からの信号を計測することで被検査流体の粘度を見積もることが可能となる。そして、この被検査流体の粘度を基に実際の測定値を補正することができるので、本発明のバイオセンサ装置を用いれば、従来よりも正確な測定値を得ることができるようになる。
【００２８】
上記計測回路は、上記各バイオセンサ部の上記作用極から流れる電流及び上記対極から流れる電流に基づいて上記被測定物質の濃度を測定することにより、作用極または対極から流れる電流のみを計測する場合に比べて測定精度を高めることができる。
【００２９】
上記バイオセンサは、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管とをさらに有し、複数個の上記バイオセンサ部は、上記毛細管により上記サンプル点着部から見て互いに直列に接続されていることにより、例えばサンプル点着部に近い方のバイオセンサ部からの電流が検出される時刻とサンプル点着部から遠い方のバイオセンサ部からの電流が検出される時刻との差を検出することにより、被検査流体の粘度を求めることができる。そして、得られた粘度に応じた補正を行なうことで、従来よりも正確で、且つ精度の高い測定を行なうことが可能となる。
【００３０】
また、上記バイオセンサが、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管とをさらに有し、複数個の上記バイオセンサ部が、上記毛細管により上記サンプル点着部から見て互いに並列に接続され、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管の大きさが互いに異なっている場合、それぞれの毛細管を通る時間の差から被検査流体の粘度を求めることができる。そのため、得られた粘度値を基に実際の測定値を補正することにより、従来よりも正確且つ高精度の測定を行うことが可能になる。
【００３１】
あるいは、上記バイオセンサは、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための、大きさが互いに異なる第１の毛細管及び第２の毛細管とをさらに有するとともに、複数個の上記バイオセンサ部を有し、複数個の上記バイオセンサ部のうち、少なくとも２個のバイオセンサ部は上記第１の毛細管によって上記サンプル点着部から見て互いに直列に接続され、複数個の上記バイオセンサ部のうち、少なくとも２個のバイオセンサ部は上記第２の毛細管によって上記サンプル点着部から見て互いに直列に接続され、上記第１の毛細管に接続された上記バイオセンサ部と上記第２の毛細管に接続された上記バイオセンサ部とは上記サンプル点着部から見て互いに並列に接続されていることにより、各バイオセンサ部から流れる電流の計測回路への到達時間差をより多く計測できるので、より高精度の測定を行うことが可能になる。
【００３２】
複数個の上記バイオセンサ部の特性が互いに異なっていることにより、各バイオセンサ部を流れる電流の計測回路への到達時間の差や実測値の違いから被検査流体の粘度を求め、測定値を補正することが可能となる。
【００３３】
本発明の第３のバイオセンサは、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含むバイオセンサ部を複数個と、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管とを有するバイオセンサと、測定時に上記バイオセンサ部のそれぞれの上記作用極と上記対極との間に電圧を印加し、且つ上記各バイオセンサ部の上記作用極または上記対極から流れる電流に基づいて上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えているバイオセンサ装置であって、複数個の上記バイオセンサ部は、上記毛細管により上記サンプル点着部から見て互いに直列に接続されている。
【００３４】
これにより、上述のように、従来よりも正確で精度の高い測定を実現できる。
【００３５】
本発明の第４のバイオセンサ装置は、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含むバイオセンサ部を複数個と、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管と有するバイオセンサと、測定時に上記バイオセンサ部のそれぞれの上記作用極と上記対極との間に電圧を印加し、且つ上記各バイオセンサ部の上記作用極または上記対極から流れる電流に基づいて上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えているバイオセンサ装置であって、複数個の上記バイオセンサ部は、上記毛細管により上記サンプル点着部から見て互いに並列に接続され、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管の大きさは互いに異なっていることによっても、従来よりも精度良く被測定物質の濃度を測定することが可能となる。
【００３６】
本発明の第５のバイオセンサ装置は、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含むバイオセンサ部を複数個と、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための第１の毛細管及び第２の毛細管とを有するバイオセンサと、測定時に上記バイオセンサ部のそれぞれの上記作用極と上記対極との間に電圧を印加し、且つ上記各バイオセンサ部の上記作用極または上記対極から流れる電流に基づいて上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えているバイオセンサ装置であって、上記第１の毛細管と上記第２の毛細管とは大きさが互いに異なっており、複数個の上記バイオセンサ部のうち、少なくとも２個のバイオセンサ部は上記第１の毛細管によって上記サンプル点着部から見て互いに直列に接続され、複数個の上記バイオセンサ部のうち、少なくとも２個のバイオセンサ部は上記第２の毛細管によって上記サンプル点着部から見て互いに直列に接続され、上記第１の毛細管に接続された上記バイオセンサ部と上記第２の毛細管に接続された上記バイオセンサ部とは上記サンプル点着部から見て互いに並列に接続されている。
【００３７】
この構成により、各バイオセンサ部から流れる電流の計測回路への到達時間差をより多く計測できるので、より高精度の測定を行うことが可能になる。
【００３８】
本発明の第６のバイオセンサ装置は、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含み、互いに特性の異なるバイオセンサ部を複数個有するバイオセンサと、測定時に上記バイオセンサ部のそれぞれの上記作用極と上記対極との間に電圧を印加し、且つ上記各バイオセンサ部の上記作用極または上記対極から流れる電流に基づいて上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えている。
【００３９】
この構成によって、バイオセンサ部の各々から流れる電流の到達時間の差や測定値の差などを基にして、被検査流体の粘度に応じた測定値の補正を行なうことができるので、従来よりも正確で且つ高精度な測定を行うことが可能となる。
【００４０】
本発明の第１のバイオセンサチップは、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含むバイオセンサ部を有するバイオセンサと、上記バイオセンサと同一の基板上に設けられ、測定時に上記作用極と上記対極との間に電圧を印加し、且つ上記バイオセンサ部に流れる電流から上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えたバイオセンサチップであって、上記計測回路は、上記作用極と上記対極との間に印加する電圧を経時的に変化させる。
【００４１】
この構成により、従来よりも高精度且つ短時間で被測定物質を測定することが可能になる。また、計測回路ごと使い捨てることもできるので、例えば複数種類の物質を測定する場合に、バイオセンサ装置の本体を共用することができる。
【００４２】
本発明の第２のバイオセンサチップは、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含むバイオセンサ部を複数個有するバイオセンサと、上記バイオセンサと同一の基板上に設けられ、測定時に上記バイオセンサ部のそれぞれの上記作用極と上記対極との間に互いに異なる電圧を印加し、且つ上記各バイオセンサ部の上記作用極または上記対極から流れる電流に基づいて上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えている。
【００４３】
この構成により、従来よりも高精度の測定を実現するとともに、バイオセンサ装置本体を共用して複数種類の被測定物質の濃度測定を行なうことができる。
【００４４】
本発明の第３のバイオセンサチップは、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含むバイオセンサ部を複数個と、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管とを有するバイオセンサと、上記バイオセンサと同一の基板上に設けられ、測定時に上記バイオセンサ部のそれぞれの上記作用極と上記対極との間に電圧を印加し、且つ上記各バイオセンサ部の上記作用極または上記対極から流れる電流に基づいて上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えているバイオセンサチップであって、複数個の上記バイオセンサ部は、上記毛細管により上記サンプル点着部から見て互いに直列に接続されている。
【００４５】
この構成により、従来よりも高精度の測定を実現するとともに、バイオセンサ装置本体を共用して複数種類の被測定物質の濃度測定を行なうことができる。
【００４６】
本発明の第４のバイオセンサチップは、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含むバイオセンサ部を複数個と、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管とを有するバイオセンサと、上記バイオセンサと同一の基板上に設けられ、測定時に上記バイオセンサ部のそれぞれの上記作用極と上記対極との間に電圧を印加し、且つ上記各バイオセンサ部の上記作用極または上記対極から流れる電流に基づいて上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えているバイオセンサチップであって、複数個の上記バイオセンサ部は、上記毛細管により上記サンプル点着部から見て互いに並列に接続され、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管の大きさは互いに異なっている。
【００４７】
この構成により、従来よりも高精度の測定を実現するとともに、バイオセンサ装置本体を共用して複数種類の被測定物質の濃度測定を行なうことができる。
【００４８】
本発明の第５のバイオセンサチップは、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含むバイオセンサ部を複数個と、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための第１の毛細管及び第２の毛細管とを有するバイオセンサと、上記バイオセンサと同一の基板上に設けられ、測定時に上記バイオセンサ部のそれぞれの上記作用極と上記対極との間に電圧を印加し、且つ上記各バイオセンサ部の上記作用極または上記対極から流れる電流に基づいて上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路と
を備えているバイオセンサチップであって、上記第１の毛細管と上記第２の毛細管とは大きさが互いに異なっており、複数個の上記バイオセンサ部のうち、少なくとも２個のバイオセンサ部は上記第１の毛細管によって上記サンプル点着部から見て互いに直列に接続され、複数個の上記バイオセンサ部のうち、少なくとも２個のバイオセンサ部は上記第２の毛細管によって上記サンプル点着部から見て互いに直列に接続され、上記第１の毛細管に接続された上記バイオセンサ部と上記第２の毛細管に接続された上記バイオセンサ部とは上記サンプル点着部から見て互いに並列に接続されている。
【００４９】
この構成により、従来よりも高精度の測定を実現するとともに、バイオセンサ装置本体を共用して複数種類の被測定物質の濃度測定を行なうことができる。特に、本発明のバイオセンサチップは、第３，第４のバイオセンサチップと比べて高い精度が要求される場合に好ましく用いられる。
【００５０】
本発明の第６のバイオセンサチップは、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含み、互いに特性の異なるバイオセンサ部を複数個有するバイオセンサと、上記バイオセンサと同一の基板上に設けられ、測定時に上記バイオセンサ部のそれぞれの上記作用極と上記対極との間に電圧を印加し、且つ上記各バイオセンサ部の上記作用極または上記対極から流れる電流に基づいて上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えている。
【００５１】
この構成により、従来よりも高精度の測定を実現するとともに、バイオセンサ装置本体を共用して複数種類の被測定物質の濃度測定を行なうことができる。
【００５２】
本発明の第１のバイオセンサは、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含む複数のバイオセンサ部と、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記複数のバイオセンサ部の各々に上記被検査流体を供給するための毛細管とを有するバイオセンサであって、上記複数のバイオセンサ部の各々は、上記毛細管により上記サンプル点着部から見て互いに直列に接続されている。
【００５３】
この構成により、複数のバイオセンサ部の作用極または対極から流れる電流を検出できる計測回路を組み合わせることで、被検査流体の粘度によらず、従来よりも精度の高い測定を行うことができる。
【００５４】
本発明の第２のバイオセンサは、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含む複数のバイオセンサ部と、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記複数のバイオセンサ部の各々に上記被検査流体を供給するための毛細管とを有するバイオセンサであって、上記複数のバイオセンサ部の各々は、上記毛細管により上記サンプル点着部から見て互いに並列に接続され、上記各バイオセンサ部に上記被検査流体を供給するための毛細管の大きさは互いに異なっている。
【００５５】
この構成により、複数のバイオセンサ部の作用極または対極から流れる電流を検出できる計測回路を組み合わせることで、被検査流体の粘度によらず、従来よりも精度の高い測定を行うことができる。
【００５６】
本発明の第３のバイオセンサは、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含む複数のバイオセンサ部と、上記被検査流体を点着するためのサンプル点着部と、上記複数のバイオセンサ部の各々に上記被検査流体を供給するための第１の毛細管及び第２の毛細管とを有するバイオセンサであって、上記第１の毛細管と上記第２の毛細管とは大きさが互いに異なっており、上記複数のバイオセンサ部のうち、少なくとも２個のバイオセンサ部は上記第１の毛細管によって上記サンプル点着部から見て互いに直列に接続され、上記複数のバイオセンサ部のうち、少なくとも２個のバイオセンサ部は上記第２の毛細管によって上記サンプル点着部から見て互いに直列に接続され、上記第１の毛細管に接続された上記バイオセンサ部と上記第２の毛細管に接続された上記バイオセンサ部とは上記サンプル点着部から見て互いに並列に接続されている。
【００５７】
この構成により、複数のバイオセンサ部の作用極または対極から流れる電流を検出できる計測回路を組み合わせることで、被検査流体の粘度によらず、従来よりも精度の高い測定を行うことができる。
【００５８】
本発明の第４のバイオセンサは、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含み、互いに特性の異なるバイオセンサ部を複数個有している。
【００５９】
この構成により、複数のバイオセンサ部の作用極または対極から流れる電流を検出できる計測回路を組み合わせることで、被検査流体の粘度によらず、従来よりも精度の高い測定を行うことができる。
【発明の効果】
【００６０】
以上のように、本発明のバイオセンサ装置によれば、作用極と、被測定物質を含む被検査流体が流入するための間隔を空けて上記作用極に対向させた対極とを含むバイオセンサ部を有するバイオセンサと、測定時に上記作用極と上記対極との間に電圧を印加し、且つ上記バイオセンサ部に流れる電流から上記被測定物質の濃度を測定するための計測回路とを備えたバイオセンサ装置であって、上記計測回路は、上記作用極と上記対極との間に印加する電圧を経時的に変化させることにより、測定時間短縮と高精度化を実現できる。このためには、例えば対極あるいは作用極に矩形波を有する電圧や、バイアス電圧を拡散符号で変調した電圧、バイアス電圧をsin波で変調した電圧などを印加すればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下、本発明による実施例を図１から図３１に基づき説明する。
【００６２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るバイオセンサ装置を示すブロック回路図であり、図２は、本実施形態のバイオセンサ装置におけるバイオセンサ印加電圧Ｖｆ１と電荷量Ｑとの関係を示す図である。
【００６３】
図１に示す本実施形態のバイオセンサ装置の構成は、図２５に示す従来のバイオセンサ装置とほぼ同様であるが、基準電圧源５０８が出力する対極制御電圧Ｖｍｒ１の波形のみが異なっている。
【００６４】
すなわち、本実施形態のバイオセンサ装置は、流体である試料中に含まれる被測定成分を検出して電気信号を生じる第１のバイオセンサ部５０１と、第１のバイオセンサ部５０１で生じた電気信号を処理するための計測回路５０９とを備えている。また、図示しないが、本実施形態のバイオセンサ装置には、計測回路５０９で得られたデータを解析する解析回路や測定結果や解析結果を表示するための表示部などが必要に応じて設けられている。そして、第１のバイオセンサ部５０１が装置本体から取り外し可能でディスポーザブルになっている場合や、第１のバイオセンサ部５０１と計測回路とを搭載した半導体チップが装置本体から取り外し可能でディスポーザブルになっている場合などがある。
【００６５】
第１のバイオセンサ部５０１は、反応チャンバ内に形成された作用極（陽極）５１０と、作用極５１０に接続された作用極端子と、試料が流入するための間隔を空けて作用極５１０に対向する対極（陰極）５１１と、対極５１１に接続された対極端子とを有しており、作用極５１０及び対極５１１には被測定成分に対応した酵素、メディエータ、微生物などよりなる反応試薬（不図示）が塗布されている。
【００６６】
一方、計測回路５０９は、測定時に第１のバイオセンサ部５０１内の導電性配線を介して作用極５１０に接続される作用極電極５０３と、測定時に導電性配線を介して対極５１１に接続される対極電極５０４と、電流計を有し、作用極電極５０３に接続された第１の電圧源５０５ａと、対極電極５０４に接続された第２の電圧源５０６と、第１の電圧源５０５ａには作用極制御電圧Ｖｐｒ１を、第２の電圧源５０６には対極制御電圧Ｖｍｒ１を、それぞれ供給する基準電圧源５０８と、第１の電圧源５０５ａに接続された信号処理回路５０７とを有している。
【００６７】
また、本実施形態のバイオセンサ装置では、従来のバイオセンサ装置と同様に、作用極電極５０３と対極電極５０４は、基準電圧源５０８で発生させた作用極制御電圧Ｖｐｒ１と対極制御電圧Ｖｍｒ１とをそれぞれ参照している。すなわち、作用極電極５０３の電圧Ｖｐ１は、第１の電圧源５０５ａによって作用極制御電圧Ｖｐｒ１と同一の電圧が印加されるようになっている。また、対極電極５０４の電圧Ｖｍ１は、第２の電圧源５０６によって対極制御電圧Ｖｍｒ１と同一の電圧が印加されるようになっている。
【００６８】
本実施形態のバイオセンサ装置が従来のバイオセンサ装置と異なるのは、図２に示すように、基準電圧源５０８が出力する対極制御電圧Ｖｍｒ１、及び作用極制御電圧Ｖｐｒ１の一方あるいは両方の電圧が一定でなく、経時的に変化する点である。
【００６９】
図２に示す例では、対極制御電圧Ｖｍｒ１は、一定電圧でバイアスされ、且つ矩形波で変調された電圧となっている。ここで、「Ｖｍｒ１が一定電圧でバイアスされる」とは、Ｖｍｒ１の中心値が一定電圧（直流）で与えられていることを意味する。そのため、測定時の対極電極５０４には、対極制御電圧Ｖｍｒ１に等しい矩形波の電圧Ｖｍ１が印加される。これに対し、作用極制御電圧Ｖｐｒ１は、一定値の電圧となっている。そのため、作用極電極５０３の電圧Ｖｐ１も作用極制御電圧Ｖｐｒ１に等しい一定の電圧となっている。この際に、作用極制御電圧Ｖｐｒ１と対極制御電圧Ｖｍｒ１との差分であるバイオセンサ印加電圧Ｖｆ１の範囲は特に限定されない。
【００７０】
これにより、第１のバイオセンサ部５０１の反応チャンバ内の電界が変調され、血液成分が反応チャンバ内で電気的に撹拌されることになる。その結果、血液サンプルの粘度が高くとも試薬との反応が促進され、血糖値表示の低下を抑制することができる。
【００７１】
なお、矩形波を作るための回路は、公知の技術を用いて容易に作成できるが、回路面積を小さくするためにはデジタル回路であることが好ましい。あるいは、あらかじめ波形プログラムをメモリなどに記憶させておき、それを出力するような回路であってもよい。
【００７２】
以上のように、本実施形態のバイオセンサ装置によれば、作用極と対極を有するバイオセンサと、そのバイオセンサの作用極と対極の一方に一定電圧を、他方に矩形波で変調された電圧を、それぞれ印加することにより、作用極電流Ｉｆ１の低下を防ぐことができる。そして、第１の電圧源５０５ａから出力される作用極電流量信号ｓ５１７が信号処理回路で処理されることにより、従来よりも精度及び感度良く測定対象物質の濃度を特定することができる。また、本実施形態のバイオセンサ装置によれば、血液サンプルが効果的に攪拌されるので、酵素などによる反応が促進され、測定時間を短縮することもできる。醸成期間は、一概には言えないが、例えば１０秒未満とすることができる。
【００７３】
なお、本実施形態では血糖値センサを例にとって説明したが、被測定物質は、試料液中で酵素などの試薬と選択的に反応して電子を生じるものであればよい。例えば、適切な試薬を選択することによって、本実施形態のバイオセンサ装置でグルコースのオリゴヌクレオチド、抗原、酵素、ペプチド、抗体、ＤＮＡフラグメント、ＲＮＡフラグメント、乳酸、コレステロールなどの測定を行なうことができる。これは以後の実施形態でも同様である。
【００７４】
また、以上では対極制御電圧Ｖｍｒ１を矩形波とする例を説明したが、作用極制御電圧Ｖｐｒ１を矩形波として変化させても上記と同様の効果が得られるし、対極制御電圧Ｖｍｒ１と作用極制御電圧Ｖｐｒ１の両方を位相をずらした矩形波としてもよい。
【００７５】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係るバイオセンサ装置におけるバイオセンサ印加電圧Ｖｆ１と電荷量Ｑとの関係を示す図である。
【００７６】
本実施形態のバイオセンサ装置は、第１の実施形態の変形例であり、その回路構成は図１に示す第１の実施形態のバイオセンサ装置と同様であるので説明を省略する。ただし、本実施形態のバイオセンサ装置では、図３上図に示すように、対極電極５０４の対極制御電圧Ｖｍｒ１が、定電圧でバイアスされ、且つ、拡散符号で変調された電圧が印加されている。これに対して作用極制御電圧Ｖｐｒ１は測定期間を通して一定電圧である。
【００７７】
これにより、第１のバイオセンサ部５０１の反応チャンバ内の電界が、第１の実施形態で用いた矩形波に比べて広帯域な周波数スペクトラムに変調されることで、血液成分が反応チャンバ内で電気的にランダムに撹拌される。これにより、血液中に含まれる微粒子の大小にかかわらず血液サンプルを攪拌することができるので、試薬によるグルコースの反応が促進され、血液サンプルの粘度が高い場合でも血糖値表示の低下を抑制することができる。これにより、高精度且つ高感度の測定を行なうことができる。また、体調による血液粘度の変化に測定値が左右されにくくなるので、測定値の誤差を低減することができる。さらに、本実施形態のバイオセンサ装置によれば、バイオセンサの作用極と対極とにそれぞれ一定電圧と拡散符号で変調された電圧を印加することにより、血液サンプルを効果的に攪拌できるので、測定時間を短縮することも可能になる。
【００７８】
なお、一定電圧を拡散符号を用いて変調するための回路は、公知のデジタルあるいはアナログ回路によって容易に構成することができる。
【００７９】
また、本実施形態のバイオセンサ装置において、作用極制御電圧Ｖｐｒ１を拡散符号で変調した電圧としてもよいし、対極制御電圧Ｖｍｒ１と作用極制御電圧Ｖｐｒ１とを共に拡散符号で変調した電圧としても以上で説明した効果を得ることができる。
【００８０】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態に係るバイオセンサ装置におけるバイオセンサ印加電圧Ｖｆ１と電荷量Ｑとの関係を示す図である。本実施形態のバイオサイエンス装置は、第１、第２の実施形態のバイオセンサ装置と同様の図１に示す回路構成を有しているので、構成についての説明は省略し、部材の符号については図１を参照するものとする。
【００８１】
図４に示すように、本実施形態のバイオセンサ装置の特徴は、対極電極５０４の対極制御電圧Ｖｍｒ１（＝Ｖｍ１）に定電圧でバイアスされ、且つ、sin波で変調された電圧が印加されていることである。また、作用極電極５０３に印加される作用極制御電圧Ｖｐｒ１（＝Ｖｐ１）は一定電圧となっている。従って、バイオセンサ印加電圧Ｖｆ１の大きさはＶｍｒ１のsin波の周期で変化することになる。このsin波は、基準電圧源５０８内部に公知のsin波発生回路を設けることによって作られる。
【００８２】
これにより、第１のバイオセンサ部５０１の反応チャンバ内の電界がsin波の単一周波数に変調されることで、血液成分のうち固有振動周波数がsin波の周波数と同一のものが反応チャンバ内で電気的に選択撹拌される。このため、対極制御電圧Ｖｍｒ１の周波数を血球や血小板などの微粒子の固有周波数または被測定物質の固有周波数に一致させることで、血液サンプルが攪拌され、試薬による被測定物質の反応が促進される。ここで、微粒子の固有周波数は、数十ｋＨｚ以下の可聴周波数であり、ブドウ糖などの被測定物質の固有周波数は超音波周波数（ＭＨｚレベル）であるので、装置のコストが安価なことや小型化に有利なことから、sin波の周波数を血液中の微粒子に一致させることが特に好ましい。
【００８３】
以上の結果、血液サンプルの粘度が高い場合でも、血糖値表示の低下を抑制し、より正確な測定を行なうことが可能になる。また、被測定物質の測定を従来よりも迅速に行なうことができるので、測定時間を短縮することができる。
【００８４】
なお、本実施形態のバイオセンサ装置では、作用極５１０と対極５１１との間に作用極電流Ｉｆ１が流れると、これに応じて電流計を有する第１の電圧源５０５ａから作用極電流量信号ｓ５１７が送られ、信号処理回路５０７にて処理が行われ、血糖値が求められる。
【００８５】
以上のように、本実施形態のバイオセンサ装置によれば、作用極５１０と対極５１１を有する第１のバイオセンサ部５０１と、その第１のバイオセンサ部５０１の作用極５１０と対極５１１との間に定電圧でバイアスされ、且つ、sin波で変調された電圧を印加することにより、測定時間短縮と高精度化を実現できる。
【００８６】
また、本実施形態のバイオセンサ装置において、作用極制御電圧Ｖｐｒ１をsin波で変調した電圧としてもよいし、対極制御電圧Ｖｍｒ１と作用極制御電圧Ｖｐｒ１とを共にsin波で変調し、互いの位相をずらした電圧としても以上で説明した効果を得ることができる。
【００８７】
（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４の実施形態に係るバイオセンサ装置を示すブロック回路図である。
【００８８】
同図に示すように、本実施形態のバイオセンサ装置は、第３の実施形態のバイオセンサ装置において、電流計を有する第１の電圧源５０５ａ、第２の電圧源５０６、及び基準電圧源５０８を具体的な回路で構成したものである。
【００８９】
本実施形態のバイオセンサ装置において、sin波で変調された電圧は基準電圧源５０８内に設けられたΔΣ（デルタシグマ）変調器８とローパスフィルタ付き電圧源６との直列接続によって生成される。
【００９０】
また、第１の電圧源５０５ａは、測定時に（＋）側入力部に作用極制御電圧Ｖｐｒ１が入力され、（−）側入力部に作用極電極５０３が接続されたオペアンプ５５０と、オペアンプ５５０の出力部と（−）側入力部との間に設けられた帰還抵抗５１８とで構成されている。
【００９１】
そして、図１中の第２の電圧源５０６に相当するローパスフィルタ付き電圧源６は、測定時に（＋）側入力部に対極制御電圧Ｖｍｒ１が入力され、（−）側入力部に第２の対極制御電圧Ｖｍｒ３が入力され、出力部に対極電極５０４が接続されたオペアンプ５５１と、オペアンプ５５１の（−）側入力部と出力部との間に設けられた帰還抵抗５と、オペアンプ５５１の（−）側入力部と出力部との間に設けられ、帰還抵抗５と並列に接続された容量９とで構成されている。
【００９２】
本実施形態のバイオセンサ装置においては、sin波信号を持つ第２の対極制御電圧Ｖｍｒ３とバイアス電圧である対極制御電圧Ｖｍｒ１とを入力されたローパスフィルタ付き電圧源６が、対極電極５０４に印加するためのsin波を生成する。
【００９３】
これにより、第３の実施形態のバイオセンサ装置におけるsin波をデジタル回路を用いて発生させることができるため、周波数安定度が高く、且つ周波数の切換えも容易にできるようになる。さらに、アナログ回路に比べて小さい面積の回路でsin波を生成することができる。
【００９４】
以上のように本実施形態のバイオセンサ装置によれば、作用極と対極を有するバイオセンサ（部）と、そのバイオセンサの作用極と対極との間に、定電圧でバイアスされ、かつ、ΔΣ変調器とローパスフィルタ回路の縦続接続構成により発生させた、sin波で変調された電圧を印加することにより、測定時間の短縮と検査の高精度化、それに装置の小型化を実現できる。
【００９５】
（第５の実施形態）
図６は、本発明の第５の実施形態に係るバイオセンサ装置を示す回路図である。
【００９６】
同図に示す本実施形態のバイオセンサ装置では、バイオセンサ１に同一性能の２つのバイオセンサ部（第１のバイオセンサ部５０１と第２のバイオセンサ部５２１）が設けられている。すなわち、バイオセンサ１は、第１〜第４の実施形態と同じ構成の第１のバイオセンサ部５０１と、作用極５２２と作用極５２２に対向するように設けられた対極５２３とを有する第２のバイオセンサ部５２１とを有している。なお、第１〜第４の実施形態のバイオセンサ装置と重複する部分については説明を省略する。
【００９７】
また、計測回路５０９内には、第１の電圧源５０５ａと第２の電圧源５０６に加えて、作用極電極３を介して作用極５２２に接続される第３の電圧源５２７ａと、対極電極４を介して対極５２３に接続される第４の電圧源５２８とが設けられている。
【００９８】
第３の電圧源５２７ａには、第１の電圧源５０５ａと同じく作用極制御電圧Ｖｐｒ１が印加され、この作用極制御電圧Ｖｐｒ１と等しい電圧を作用極電極５０３にＶｐ２として印加する。
【００９９】
Ｖｐ２＝Ｖｐｒ１    …（５）
第３の電圧源５２７ａは第１の電圧源５０５ａと同様に電流計を有しており、測定時に作用極５２２と対極５２３との間に流れる第２の作用極電流Ｉｆ２の大きさに応じた大きさの作用極電流量信号ｓ１７を信号処理回路５０７に出力する。第４の電圧源５２８は基準電圧源５０８から第３の対極制御電圧Ｖｍｒ２を供給され、この第３の対極制御電圧Ｖｍｒ２と等しい電圧をＶｍ２として対極電極４に印加する。
【０１００】
Ｖｍ２＝Ｖｍｒ２    …（６）
従って、追加された第２のバイオセンサ部５２１には、作用極制御電圧Ｖｐｒ１と第３の対極制御電圧Ｖｍｒ２との差分電圧であるバイオセンサ印加電圧Ｖｆ２が印加される。
【０１０１】
Ｖｆ２＝Ｖｐ２―Ｖｍ２＝Ｖｐｒ１―Ｖｍｒ２    …（７）
この状態において追加された第２のバイオセンサ部５２１に血液サンプルが塗布されると試薬との反応が始まる。これにより、作用極電流Ｉｆ２が発生し始める。第３の電圧源５２７ａは、その作用極電流Ｉｆ２を測定し、その測定結果である作用極電流量信号ｓ１７を信号処理回路５０７において計算処理することにより血糖値を計測する。
【０１０２】
図７は、図６で示す本実施形態のバイオセンサ装置の測定動作の一例を経時的に示す図である。ここで、（第１の）対極制御電圧Ｖｍｒ１は第３の対極制御電圧Ｖｍｒ２より大きい電圧としている。
【０１０３】
Ｖｍｒ１＞Ｖｍｒ２    …（８）
すなわち、
Ｖｆ１＜Ｖｆ２      …（９）
である。
【０１０４】
図７上段に示す電圧グラフは血糖値測定において、追加された第２のバイオセンサ部５２１に作用極制御電圧Ｖｐｒ１と第３の対極制御電圧Ｖｍｒ２との差分電圧であるバイオセンサ印加電圧Ｖｆ２が印加されていることを示す。また、図７下段に示す電荷グラフは血糖値にかかわる作用極電流Ｉｆ２の積分値の時間変化を示す。
【０１０５】
電荷量Ｑ＝  ∫（Ｉｆ２）ｄｔ    …（１０）
時間ｔ＝０（ｓ）に血液サンプルが塗布されると同時に試薬と反応が開始する。これに伴い電荷が発生し始め、最終的に血糖が無くなると反応が停止し、それに伴い電荷の発生も無くなる。その時点以降で電荷量Ｑを測定することで血糖値を求めることができる。
【０１０６】
図８は、図６に示す本実施形態のバイオセンサ装置において、第１の電圧源５０５ａ及び第２の電圧源５０６、第３の電圧源５２７ａ及び第４の電圧源５２８の回路構成例を示すブロック回路図である。同図に示す例において、第３の電圧源５２７ａはオペアンプ５５２に帰還抵抗５２９を負帰還させた第１の電圧源５０５ａと同じ構成を有している。第４の電圧源５２８は、オペアンプ５５３をＮｕｌｌ−アンプ構成とした第２の電圧源５０６と同じ構成を有している。
【０１０７】
また、図９は、本実施形態のバイオセンサ１の構成例を示す平面図である。バイオセンサ１は通常本体から取り外し可能となっている。さらに、図１０は、バイオセンサ１と計測回路５０９とを１チップ化したバイオセンサチップ２０の構成例を示す図である。そして、図１１は、図３０に示す従来の単体バイオセンサの性能図に対して、本発明の原理を記入した図である。以下、これらの図を用いて本実施形態のバイオセンサ装置の動作についてさらに説明する。なお、バイオセンサ１は、作用極電極３に接続するための作用極端子３ａと、作用極電極５０３に接続するための作用極端子５０３ａと、対極電極５０４に接続するための対極端子５０４ａと、対極電極４に接続するための対極端子４ａとを有している。
【０１０８】
図７に示すとおりバイオセンサ印加電圧が異なるので、血液サンプルが任意の粘度を持つとすると作用極電流Ｉｆに差異が生じる。すなわち、サンプルの粘度が高い場合、バイオセンサ印加電圧が大きいほど電荷量Ｑから求める測定値は真の測定値に近づく。
【０１０９】
ΔＩｆ＝Ｉｆ２−Ｉｆ１    …（１１）
この電流差分ΔＩｆは図７に示すとおり粘度と一意的に対応するため、期待される血糖値ＢＳＬに対する血液粘度による電流補正分ΔＩｆ‘も一意的に決定することができる。
従って、２個のバイオセンサに対して異なるバイオセンサ印加電圧を与え、測定した２個の血糖値データより血液粘度による影響を補正し、期待される正確な血糖値を導出することができる。
【０１１０】
以上のように本実施形態のバイオセンサ装置によれば、作用極と対極を有する複数個のバイオセンサと、その複数個のバイオセンサの作用極と対極間にそれぞれ所望の互いに異なる電圧を印加することにより、作用極電極から流れ出す電流を計測し、その電流値から測定対象物質の濃度を特定する信号処理回路を備えたバイオセンサ装置とすることにより、高精度化を実現できる。このように、１つのバイオセンサ部でバイオセンサ印加電圧を変化させなくとも、複数のバイオセンサ部で互いに異なるバイオセンサ印加電圧を加えて測定することによって、従来よりも正確且つ高精度に被測定物質の測定を行なうことが可能になる。
【０１１１】
なお、第１の電圧源５０５ａ、第２の電圧源５０６、第３の電圧源５２７ａ及び第４の電圧源５２８を構成する回路は、図８に示す例に限られない。
【０１１２】
また、図９に示すように、本実施形態のバイオセンサ装置のうちバイオセンサ１は取り外し可能なディスポーザブルタイプであってもよい。これにより、以前に測定したサンプルによる汚染などを防ぐことができる。
【０１１３】
また、図１０に示すように、計測回路５０９をバイオセンサ１と共に１つのチップとして本体から取り外し可能にしてもよい。通常、計測回路５０９は被測定物質に専用の回路であるので、計測回路５０９を使い捨てのチップに組み込むことにより、異なる物質を測定するための複数のバイオセンサチップで装置本体（バイオセンサ装置からバイオセンサチップやバイオセンサを除いた部分）を共用することができる。
【０１１４】
（第６の実施形態）
図１２は、本発明の第６の実施形態に係るバイオセンサ装置を示すブロック回路図であり、図１３は、図１２に示す本実施形態のバイオセンサ装置の測定動作の一例を経時的に示す図である。
【０１１５】
図１２に示すように、本実施形態のバイオセンサ装置は、図６に示す第５の実施形態のバイオセンサ装置と比較して作用極電極と対極電極の機能が逆転した構成となっている。
【０１１６】
すなわち、第２の電圧源５０６ａ及び第４の電圧源５２８ａが電流計を有している。そして、基準電圧源５０８は、第１の電圧源５０５及び第３の電圧源５２７に作用極制御電圧Ｖｐｒ１を供給し、第２の電圧源５０６ａと第４の電圧源５２８ａにはそれぞれ対極制御電圧Ｖｍｒ１と第３の対極制御電圧Ｖｍｒ２とを供給する。
【０１１７】
そして、作用極電極５０３の電圧Ｖｐ１と作用極電極３の電圧Ｖｐ２は、第１の電圧源５０５と第３の電圧源５２７によりそれぞれ作用極制御電圧Ｖｐｒ１に等しい電圧となる。
【０１１８】
Ｖｐ１＝Ｖｐ２＝Ｖｐｒ１    …（１２）
また、対極電極５０４の電圧Ｖｍ１は、第２の電圧源５０６ａにより対極制御電圧Ｖｍｒ１に等しい電圧となる。対極電極４の電圧Ｖｍ２は、第４の電圧源５２８ａにより第３の対極制御電圧Ｖｍｒ２に等しい電圧となる。
【０１１９】
Ｖｍ１＝Ｖｍｒ１    …（１３）
Ｖｍ２＝Ｖｍｒ２    …（１４）
従って、バイオセンサ印加電圧Ｖｆ１とバイオセンサ印加電圧Ｖｆ２は以下のようになる。
【０１２０】
Ｖｆ１＝Ｖｐ１―Ｖｍ１＝Ｖｐｒ１―Ｖｍｒ１    …（１５）
Ｖｆ２＝Ｖｐ２―Ｖｍ２＝Ｖｐｒ１―Ｖｍｒ２    …（１６）
すなわち、バイオセンサ印加電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２は、前述した第５の実施形態と同一となる。
【０１２１】
この状態においてバイオセンサ＿１に血液サンプルが塗布されると試薬との接触により反応が始まる。こうして、対極電流Ｉｍ１と対極電流Ｉｍ２がそれぞれ発生し始める。電流計を有する第２の電圧源５０６ａは対極電流Ｉｍ１を測定し、その測定結果である対極電流量信号ｓ２４を信号処理回路５０７に出力する。これと同時に電流計を有する第４の電圧源５２８ａは対極電流Ｉｍ２を測定し、その測定結果である対極電流量信号ｓ２５を信号処理回路５０７に出力する。信号処理回路５０７は、対極電流量信号ｓ２４及び対極電流量信号ｓ２５を計算処理することにより血糖値を計測する。
【０１２２】
本実施形態のバイオセンサ装置における測定の際には、図１３に示すように、例えば作用極制御電圧Ｖｐｒ１、対極制御電圧Ｖｍｒ１、第３の対極制御電圧Ｖｍｒ２は、測定期間を通して一定とする。
【０１２３】
また、図１３に示す電荷についてのグラフは、血糖値にかかわる対極電流Ｉｍ１及び対極電流Ｉｍ２それぞれの積分値の時間変化を示す。
【０１２４】
電荷量Ｑ＝  ∫（Ｉｍ１）ｄｔ    …（１７）
電荷量Ｑ＝  ∫（Ｉｍ２）ｄｔ    …（１８）
上述したように、サンプルが粘性を有している場合、電荷量Ｑはバイオセンサ印加電圧に対して一意的に決まるので、第１のバイオセンサ部５０１での測定結果と第２のバイオセンサ部５２１での測定結果から、第５の実施形態と同様にして測定値を求めることができる。
【０１２５】
一方、図１４は、図１２に示す本実施形態のバイオセンサ装置において、第１〜第４の電圧源の回路構成例を示すブロック回路図である。同図に示す例において、第１の電圧源５０５は出力部が作用極電極５０３及び自身の（−）側入力部に接続され、且つ（＋）側入力部に基準電圧源５０８が接続されたオペアンプ５５５である。第３の電圧源５２７は、出力部が作用極電極３及び自身の（−）側入力部に接続され、且つ（＋）側入力部に基準電圧源５０８が接続されたオペアンプ５５７である。そして、第２の電圧源５０６ａは、（＋）側入力部に基準電圧源５０８が接続され、（−）側入力部に対極電極５０４が接続されたオペアンプ５５６と、オペアンプ５５６の出力部と（−）側入力部との間に設けられた帰還抵抗５１８とで構成されている。第４の電圧源５２８ａは、（＋）側入力部に基準電圧源５０８が接続され、（−）側入力部に対極電極４が接続されたオペアンプ５５８と、オペアンプ５５８の出力部と（−）側入力部との間に設けられた帰還抵抗５２９とで構成されている。
【０１２６】
以上のように、対極電極に接続された電圧源を介して被測定物質を測定する構成であっても、第１〜第５の実施形態のバイオセンサ装置と同様に高精度の測定が可能となる。
【０１２７】
（第７の実施形態）
図１５は、本発明の第７の実施形態に係るバイオセンサ装置を示すブロック回路図であり、図１６は、図１５に示す本実施形態のバイオセンサ装置の測定動作の一例を経時的に示す図である。
【０１２８】
図１５に示すように、本実施形態のバイオセンサ装置の特徴は、２つの作用極電極にそれぞれ接続される電圧源と２つの対極電極にそれぞれ接続される電圧源のいずれにも電流計が付加されていることにある。その他の構成は第５の実施形態あるいは第６の実施形態のバイオセンサ装置と同様であるので説明は省略する。
【０１２９】
本実施形態のバイオセンサ装置において、バイオセンサ１に血液サンプルが塗布されると試薬との反応が始まる。これにより作用極電流Ｉｆ１、Ｉｆ２と対極電流Ｉｍ１、Ｉｍ２が発生し始める。共に電流計を有する第１の電圧源５０５ａ、第３の電圧源５２７ａは作用極電流Ｉｆ１、Ｉｆ２をそれぞれ測定し、その測定結果である作用極電流量信号ｓ５１７、ｓ１７をそれぞれ信号処理回路５０７に出力する。これと同時に、共に電流計を有する第２の電圧源５０６ａ、第４の電圧源５２８ａは対極電流Ｉｍ１、Ｉｍ２を測定し、その測定結果である対極電流量信号ｓ２４、ｓ２５をそれぞれ信号処理回路５０７に出力する。その後、信号処理回路５０７が作用極電流Ｉｆ１、Ｉｆ２及び対極電流Ｉｍ１、Ｉｍ２を計算処理することにより血糖値など、測定物質の量を計測する。
【０１３０】
次に、図１６を用いて測定動作を説明する。
【０１３１】
図１６に示す例では、同図上段に示すように、作用極制御電圧Ｖｐｒ１、対極制御電圧Ｖｍｒ１及び第３の対極制御電圧Ｖｍｒ２は、測定期間を通して一定であり、Ｖｐｒ１＞Ｖｍｒ１＞Ｖｍｒ２となっている。
【０１３２】
また、図１６中段及び下段に示す電荷グラフは血糖値にかかわる作用極電流Ｉｆ１、Ｉｆ２、対極電流Ｉｍ１、Ｉｍ２をそれぞれのバイオセンサ部ごとに積分加算した時間変化を示している。
【０１３３】
電荷量Ｑ＝  ∫（Ｉｆ１）ｄｔ＋∫（Ｉｍ１）ｄｔ    …（１９）
電荷量Ｑ＝  ∫（Ｉｆ２）ｄｔ＋∫（Ｉｍ２）ｄｔ    …（２０）
そして、第１のバイオセンサ部５０１について測定された電荷量Ｑと第２のバイオセンサ部５２１について測定された電荷量Ｑとから、第５、第６の実施形態と同様にして被測定物質の測定値を得ることができる。
【０１３４】
図１７は、図１５に示す本実施形態のバイオセンサ装置において、第１〜第４の電圧源の回路構成例を示すブロック回路図である。第１〜第４の電圧源がいずれも第６の実施形態の第１の電圧源５０５ａと同様の構成になっている。ただし、これは電圧源を構成する回路の一例であって、これ以外の回路で電圧源を構成することもできる。
【０１３５】
本実施形態のバイオセンサ装置では、２個のバイオセンサ部に対して異なるバイオセンサ印加電圧を与え、測定した作用極側２個と対極側２個の計４個の血糖値データより血液粘度による影響を補正し、期待される正確な血糖値を導出することができる。特に、本実施形態のバイオセンサ装置は、第５及び第６の実施形態のバイオセンサ装置に比べて血糖値データ個数が２倍となっているため、その精度も２倍向上している。
【０１３６】
以上のように、本実施形態のバイオセンサ装置によれば、作用極と対極とをそれぞれ有する複数個のバイオセンサと、その複数個のバイオセンサの作用極と対極間にそれぞれ所望の電圧を印加することにより、作用極電極から流れ出す電流と対極より流れ込む電流を計測し、その電流値から測定対象物質の濃度を特定する信号処理回路を備えたバイオセンサ装置とすることにより、高精度化を実現できる。
【０１３７】
（第８の実施形態）
図１８は、本発明の第８の実施形態に係るバイオセンサ装置を示すブロック回路図である。
【０１３８】
同図に示すように、本実施形態のバイオセンサ装置は、図６に示す第５の実施形態に係るバイオセンサ装置において第１のバイオセンサ部５０１の反応チャンバと第２のバイオセンサ部５２１の反応チャンバとを毛細管で接続したものである。第１のバイオセンサ部５０１と第２のバイオセンサ部とは、電極のサイズや形状などが互いに等しく、同一の性能を有しているものとする。
【０１３９】
また、計測回路５０９において、比較参照電圧Ｖｉｆが基準電圧源５０８から信号処理回路５０７に供給されている
図１９は、図１８に示す本実施形態のバイオセンサ装置におけるバイオセンサ３１を模式的に示す平面図である。同図に示すように、第１のバイオセンサ部５０１と第２のバイオセンサ部５２１とは、バイオセンサ装置のサンプル点着部（サンプルを入れる部分）に対して毛細管を介して縦（直列）に接続されている。ここでは、サンプル点着部に点着された血液サンプル（体液３３）は毛細管３４ａを通ってまず第２のバイオセンサ部５２１の反応チャンバに到達し、その後、毛細管３４ｂを通って第１のバイオセンサ部５０１の反応チャンバに到達する。次に、本実施形態のバイオセンサ装置の測定原理を説明する。
【０１４０】
図２０は、図１８に示す本実施形態のバイオセンサ装置の測定動作の一例を経時的に示す図である。ここで、同図に示すように、測定期間を通して一定の大きさの作用極制御電圧Ｖｐｒ１及び対極制御電圧Ｖｍｒ１が各バイオセンサ部の作用極端子と対極端子にそれぞれ供給される。
【０１４１】
図２０の中段及び下段に示すように、本実施形態のバイオセンサ装置では、第２のバイオセンサ部５２１の反応チャンバに血液サンプルが到達してから第１のバイオセンサ部５０１の反応チャンバに血液サンプルが到達するまでに時間Δｔを要する。これは、試料の粘度によって該試料が毛細管を伝わる速度が異なる現象による。すなわち、試料の粘度が高い程、毛細管を伝わる速度が遅くなるので、あらかじめ粘度と毛細管内での移動速度との関係が分かっていれば、２個のバイオセンサ部への血液サンプルの到達時間差Δｔを計測することで血液粘度を算定することができる。さらに、得られた血液粘度値によって第５の実施形態と同様に、血糖値補正量ΔＩｆ‘を実際の測定値に加算することで正確な血糖値を求めることができる。
【０１４２】
なお、第１のバイオセンサ部５０１に接続される毛細管３４ｂと第２のバイオセンサ部５２１に接続される毛細管３４ａの大きさまたは断面積は、互いに等しくてもよいが、互いに異なっていても構わない。ただし、毛細管３４ａの大きさ、３４ｂの大きさはどの部分でも一定である方が粘度の算出が容易となるので好ましい。
【０１４３】
図２１は、図１８に示す本実施形態のバイオセンサ装置における第１〜第４の電圧源の回路構成の一例を示すブロック回路図である。
【０１４４】
以上のように、本実施形態のバイオセンサ装置によれば、第５〜第７の実施形態で説明したバイオセンサ装置において、複数個のバイオセンサ部を同一管形状の毛細管構造でサンプル点着部に対して直列に接続することにより、試料の粘度を補正できるので、測定値の高精度化を実現できる。また、複数のバイオセンサ部での測定値から試料の粘度についての補正を行なう方法と組み合わせることによって、より信頼性の高い測定を行なうこともできる。
【０１４５】
（第９の実施形態）
図２２は、本発明の第９の実施形態に係るバイオセンサを示す平面図である。同図に示すように、本実施形態のバイオセンサ３４は、互いに特性の等しい２個のバイオセンサ部が異なる太さの毛細管を用いて並列接続された構成を有する。
【０１４６】
本実施形態のバイオセンサ３４を備えたバイオセンサ装置を構成する際には、計測回路５０９として上述した第８の実施形態のバイオセンサ装置と同一のものを用いる。以下、本実施形態のバイオセンサの特徴部のみを説明する。
【０１４７】
本実施形態のバイオセンサ３４において、作用極５１０と対極５１１とを有する第１のバイオセンサ部に試料を供給するための毛細管３５は、作用極５２２と対極５２３とを有する第２のバイオセンサ部に試料を供給するための毛細管３６よりも幅及び断面積が大きくなっている。
【０１４８】
一般に、毛細管の太さによって毛細管を伝わる液体の速度が異なる現象は知られているが、本実施形態のバイオセンサ３４は、この現象を利用して被測定物質を測定するものである。すなわち、本実施形態のバイオセンサを備えたバイオセンサ装置によれば、２個のバイオセンサ部への血液サンプルの到達時間の差Δｔを計測することで血液粘度を算定できる。さらに、第８の実施形態と同様に、得られた血液粘度値を基に求められた血糖値補正量ΔＩｆ‘を、実際の測定値に加算することで、正確な血糖値を求めることができる。
【０１４９】
以上のように、本実施形態のバイオセンサをバイオセンサ装置に用いれば、従来よりも精度の高い測定が実現できる。
【０１５０】
（第１０の実施形態）
図２３は、本発明の第１０の実施形態に係るバイオセンサを示す平面図である。同図に示すように、本実施形態のバイオセンサ３７は、互いに同一の特性を有する４個のバイオセンサ部（第１のバイオセンサ部、第２のバイオセンサ部、第３のバイオセンサ部、及び第４のバイオセンサ部）が異なる太さの毛細管を用いて並列接続、および、サンプル点着部に対して直列接続された構成を有する。
【０１５１】
本実施形態のバイオセンサ３７を備えたバイオセンサ装置を構成する際には、計測回路５０９は上述した第８の実施形態のバイオセンサ装置と同一のものを２個用いることで４個のバイオセンサ部に対応させる。以下、本実施形態のバイオセンサの特徴部のみを説明する。
【０１５２】
本実施形態のバイオセンサ３７において、作用極５１０ａと対極５１１ａとを有する第１のバイオセンサ部と作用極５２２ａと対極５２３ａとを有する第２のバイオセンサ部とは第８の実施形態のバイオセンサ部と同様にサンプル点着部に対して互いに直列に接続されている。
【０１５３】
また、作用極５１０ｂと対極５１１ｂとを有する第３のバイオセンサ部と作用極５２２ｂと対極５２３ｂとを有する第４のバイオセンサ部とはサンプル点着部に対して互いに直列に接続されている。
【０１５４】
そして、第２のバイオセンサ部に血液サンプルを供給するための毛細管３５ａ及び第１のバイオセンサ部と第２のバイオセンサ部を接続するための毛細管３５ｂは、第４のバイオセンサ部に血液サンプルを供給するための毛細管３６ａ及び第３のバイオセンサ部と第４のバイオセンサ部を接続するための毛細管３６ｂよりも幅及び断面積が大きくなっている。
【０１５５】
上述の構成により、毛細管の太さによって毛細管を伝わる血液の速度が異なる現象と血液粘度によって毛細管を伝わる速度が異なる現象とにより、４個のバイオセンサ部への血液の到達時間差Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３が計測される。これらの到達時間の差を計測することで血液粘度を算定することができる。そして、第８の実施形態と同様に、得られた血液粘度値に基づいて求められた血糖値補正量ΔＩｆ‘を実際の測定値に加算することで正確な血糖値を求めることができる。
【０１５６】
特に、本実施形態のバイオセンサを用いれば、第８及び第９の実施形態と比較して到達時間差Δｔのデータ量が３倍得られるため、その血糖値補正量ΔＩｆ‘精度は３倍向上したものとなり、より高精度な計測が実現できるようになる。
【０１５７】
以上のように本実施形態のバイオセンサを、第５〜第７の実施形態のバイオセンサ装置に用いれば、測定値の高精度化を実現できる。
【０１５８】
（第１１の実施形態）
図２４は、本発明の第１１の実施形態に係るバイオセンサを示す平面図である。
【０１５９】
本実施形態のバイオセンサ３８は、異なる性能の２個のバイオセンサ部からなっている。例えば、図２４に示す例では、第２のバイオセンサ部の作用極５２２は第１のバイオセンサ部の作用極５１０よりも平面面積が大きく、第２のバイオセンサ部の対極５２３は第１のバイオセンサ部の対極５１１よりも平面面積が大きくなっている。これにより、第２のバイオセンサ部の各電極と血液サンプルとの接触面積が大きくなるので、酵素により触媒されるブドウ糖の反応時間は第１のバイオセンサ部に比べて短縮される。なお、本実施形態のバイオセンサを備えたバイオセンサ装置を構成する場合、計測回路５０９としては上述した第５〜第１０の実施形態のバイオセンサ装置のいづれかと同一のものを用いる。
【０１６０】
本実施形態のバイオセンサ装置では、異なる性能の２個のバイオセンサ部からなる構成を有することで、各バイオセンサ部で測定値が得られるまでの時間の差Δｔや作用極電流Ｉｆ１、Ｉｆ２により、血液粘度を算定することができる。そして、得られた血液粘度値から求められた血糖値補正量ΔＩｆ‘を実際の測定値に加算することで、より正確な血糖値を求めることができる。
【０１６１】
以上のように、本実施形態のバイオセンサを第５〜第１０のバイオセンサ装置に適用することにより、高精度化を実現できる。
【０１６２】
なお、図２４では２種類のバイオセンサ部がバイオセンサ３８に含まれている例を示したが、バイオセンサには、３種類以上の特性の異なるバイオセンサ部が含まれていてもよい。この場合、測定できるΔｔの個数が多くなるのでより高い精度で測定することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
以上説明したように、本発明のバイオセンサ装置は、血糖や乳酸など、化学反応あるいは酵素反応により電子を発生する物質の測定に用いられ、医療の発展に大いに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るバイオセンサ装置を示すブロック回路図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るバイオセンサ装置におけるバイオセンサ印加電圧Ｖｆ１と電荷量Ｑとの関係を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係るバイオセンサ装置におけるバイオセンサ印加電圧Ｖｆ１と電荷量Ｑとの関係を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施形態に係るバイオセンサ装置におけるバイオセンサ印加電圧Ｖｆ１と電荷量Ｑとの関係を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第４の実施形態に係るバイオセンサ装置を示すブロック回路図である。
【図６】図６は、本発明の第５の実施形態に係るバイオセンサ装置を示す回路図である。
【図７】図７は、第５の実施形態に係るバイオセンサ装置の測定動作の一例を経時的に示す図である。
【図８】図８は、第５の実施形態に係るバイオセンサ装置において、第１〜第４の電圧源の回路構成例を示すブロック回路図である。
【図９】図９は、第５の実施形態に係るバイオセンサ装置におけるバイオセンサの構成例を模式的に示す平面図である。
【図１０】図１０は、第５の実施形態に係るバイオセンサと計測回路とを１チップ化したバイオセンサチップの構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、図３０に示す従来のバイオセンサの性能図に対して、本発明の原理を記入した図である。
【図１２】図１２は、本発明の第６の実施形態に係るバイオセンサ装置を示すブロック回路図である。
【図１３】図１３は、第６の実施形態に係るバイオセンサ装置の測定動作の一例を経時的に示す図である。
【図１４】図１４は、第６の実施形態に係るバイオセンサ装置において、第１〜第４の電圧源の回路構成例を示すブロック回路図である。
【図１５】図１５は、本発明の第７の実施形態に係るバイオセンサ装置を示すブロック回路図である。
【図１６】図１６は、第７の実施形態に係るバイオセンサ装置の測定動作の一例を経時的に示す図である。
【図１７】図１７は、第７の実施形態に係るバイオセンサ装置において、第１〜第４の電圧源の回路構成例を示すブロック回路図である。
【図１８】図１８は、本発明の第８の実施形態に係るバイオセンサ装置を示すブロック回路図である。
【図１９】図１９は、第８の実施形態のバイオセンサ装置におけるバイオセンサを模式的に示す平面図である。
【図２０】図２０は、第８の実施形態に係るバイオセンサ装置の測定動作の一例を経時的に示す図である。
【図２１】図２１は、第８の実施形態に係るバイオセンサ装置における第１〜第４の電圧源の回路構成の一例を示すブロック回路図である。
【図２２】図２２は、本発明の第９の実施形態に係るバイオセンサを示す平面図である。
【図２３】図２３は、本発明の第１０の実施形態に係るバイオセンサを示す平面図である。
【図２４】図２４は、本発明の第１１の実施形態に係るバイオセンサを示す平面図である。
【図２５】図２５は、従来のバイオセンサ装置の構造を示すブロック回路図である。
【図２６】図２６は、従来のバイオセンサ装置の測定動作を経時的に示す図である。
【図２７】図２７は、従来のバイオセンサ装置において、第１の電圧源及び第２の電圧源の回路構成の一例を示すブロック回路図である。
【図２８】図２８は、従来のバイオセンサ装置におけるバイオセンサの構成例を示す平面図である。
【図２９】図２９は、従来のバイオセンサ装置におけるバイオセンサチップの構成例を示す平面図である。
【図３０】図３０は、従来のバイオセンサ装置における血糖値と血液サンプルの粘度、及び、バイオセンサ印加電圧Ｖｆ１との関係を模式的に示す図である。
【図３１】図３１は、従来のバイオセンサ装置の測定動作の一例を経時的に示す図である。
【符号の説明】
【０１６５】
１，３１，３４，３７，３８  バイオセンサ
３，５０３          作用極電極
３ａ，５０３ａ      作用極端子
４，５０４          対極電極
４ａ，５０４ａ      対極端子
５，５１８，５２９  帰還抵抗
６                  ローパスフィルタ付き電圧源
８                  ΔΣ変調器
９                  容量
２０                バイオセンサチップ
３３                体液
３４ａ，３４ｂ，３５，３５ａ，３５ｂ，３６，３６ａ，３６ｂ    毛細管
５０１              第１のバイオセンサ部
５０５，５０５ａ    第１の電圧源
５０６，５０６ａ    第２の電圧源
５０７              信号処理回路
５０８              基準電圧源
５０９              計測回路
５１０，５１０ａ，５１０ｂ  作用極
５１１，５１１ａ，５１１ｂ  対極
５２１              第２のバイオセンサ部
５２２，５２２ａ，５２２ｂ      作用極
５２３，５２３ａ，５２３ｂ      対極
５２７，５２７ａ    第３の電圧源
５２８，５２８ａ    第４の電圧源
５５０，５５１，５５２，５５３，５５５，５５７，５５８    オペアンプ
Ｉｆ１、Ｉｆ２      作用極電流
Ｉｍ１，Ｉｍ２      対極電流
Ｖｆ１，Ｖｆ２      バイオセンサ印加電圧
Ｖｍｒ１            対極制御電圧
Ｖｍｒ２            第３の対極制御電圧
Ｖｍｒ３            第２の対極制御電圧
Ｖｐｒ１            作用極制御電圧
ｓ２４、ｓ２５      対極電流量信号
ｓ５１７、ｓ１７    作用極電流量信号
【図１】
2008256721.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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