(57)【要約】  本発明は、試料を移動させるための流路と、流路に供給された試料に接触させるための活性部１５ｃ，１６ｃ，１６ｄを有する作用極１５および対極１６と、を備え、かつ分析装置に装着して使用する分析用具１に関する。対極１６の活性部１６ｃ，１６ｄは、流路内において分断された第１活性部分１６ｃおよび第２活性部分１６ｄを含んでいる。作用極１５および対極１６は、分析用具１を分析装置に装着したときに分析装置の端子に接触させられる接触端部１５ａ，１６ａを有している。作用極１５および対極１６のうちの少なくとも一方の電極は、接触端部１６ａおよび第１活性部分１６ｃを有する第１電極部１６Ｂと、第２活性部分１６ｄを有する第２電極部１６Ｃとを備えている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を移動させるための流路と、上記流路に供給された試料に電圧を印加し、かつ電圧を印加しているときに検出される検出電流を測定するための作用極および対極と、を備えた分析用具を用いて試料を分析する場合において、上記流路に対して必要量の試料が供給されたか否かを検出する方法であって、
上記検出電流が予め設定された閾値を超えた否かを検出する第１ステップと、
上記第１ステップにおいて上記検出電流が上記閾値を越えたことが検出された場合、上記検出電流が上記閾値を超えてから一定時間が経過するまでの間において、上記検出電流のタイムコースにおけるピークの有無を検出する第２ステップと、
上記第２ステップにおいて上記ピークが検出された場合、上記ピークの検出後の検出電流が単調減少するか否かを検出する第３ステップと、
上記第１ないし第３ステップでの検出結果に基づいて、上記流路に対して必要量の試料が適切に供給されたか否かを判断する第４ステップと、
を含んでいることを特徴とする、試料供給状態の検出方法。
【請求項２】
上記第４ステップでは、上記第２ステップにおいて上記一定時間が経過しても上記ピークが検出されなかった場合に、上記流路に対して分析に必要な量の試料が適切に供給されていないと判断する、請求項１に記載の試料供給状態の検出方法。
【請求項３】
上記第４ステップでは、上記第３ステップにおいて上記一定時間が経過するまでの間に、上記ピークの検出後の上記検出電流が単調減少しないことが確認された場合に、上記流路に対して分析に必要な量の試料が適切に供給されていないと判断する、請求項１に記載の試料供給状態の検出方法。
【請求項４】
上記第４ステップでは、上記第２ステップにおいて、上記一定時間が経過するまでの間に上記ピークが検出され、かつ上記第３ステップにおいて、上記一定時間が経過するまでの間、上記ピークの検出後の上記検出電流が単調減少することが確認された場合に、上記流路に対して分析に必要な量の試料が適切に供給されたと判断する、請求項１に記載の試料供給状態の検出方法。
【請求項５】
上記一定時間は、０．１〜３．０秒の範囲から選択される時間である、請求項１に記載の検出方法。
【請求項６】
上記検出電流のタイムコースは、特定時間毎に測定される複数の検出電流値に基づいて取得する、請求項１に記載の検出方法。
【請求項７】
上記作用極および上記対極のうちの少なくとも一方の電極は、試料に接触させるための活性部を有しており、
上記作用極および上記対極のうちの少なくとも一方の電極の活性部は、上記流路内において分断された第１および第２活性部分を含んでいる、請求項１に記載の試料供給状態の検出方法。
【請求項８】
上記分析用具は、分析装置に装着して使用するものであり、
上記作用極および上記対極は、当該分析用具を上記分析装置に装着したときに上記分析装置の端子に接触させられる接触端部を有しており、
上記作用極および上記対極のうちの少なくとも一方の電極は、上記接触端部および上記第１活性部分を有する第１電極部と、上記第２活性部分を有する第２電極部と、を備えている、請求項７に記載の試料供給状態の検出方法。
【請求項９】
上記第１活性部分および上記第２活性部分は、上記流路における試料の流れ方向に交差する方向に並んでいる、請求項７に記載の試料供給状態の検出方法。
【請求項１０】
上記対極は、上記第２活性部分に繋がり、かつ試料に接触させるための追加の活性部分を有しており、
上記追加の活性部分、上記作用極の活性部分、上記対極の活性部分は、この順序で、上記流路における試料の流れ方向に並んで配置されている、請求項７に記載の試料供給状態の検出方法。
【請求項１１】
上記作用極の活性部および上記対極の活性部を一連に覆い、かつ電子伝達物質を含む試薬層をさらに備えている、請求項７に記載の試料供給状態の検出方法。
【請求項１２】
上記追加の活性部分、上記作用極の活性部分、上記対極の活性部分を一連に覆い、かつ電子伝達物質を含む試薬層をさらに備えている、請求項１０に記載の試料供給状態の検出方法。
【請求項１３】
上記流路は、毛細管力により試料を移動させるように構成されている、請求項７に記載の試料供給状態の検出方法。
【請求項１４】
試料を移動させるための流路と、上記流路に供給された試料に電圧を印加するためのものであり、かつ試料に接触させるための活性部を有する作用極および対極と、を備え、かつ分析装置に装着して使用する分析用具であって、
上記作用極および上記対極のうちの少なくとも一方の電極の活性部は、上記流路内において分断された第１および第２活性部分を含んでいることを特徴とする、分析用具。
【請求項１５】
上記作用極および上記対極は、当該分析用具を上記分析装置に装着したときに上記分析装置の端子に接触させられる接触端部を有しており、
上記作用極および上記対極のうちの少なくとも一方の電極は、上記接触端部および上記第１活性部分を有する第１電極部と、上記第２活性部分を有する第２電極部と、を備えている、請求項１４に記載の分析用具。
【請求項１６】
上記第１活性部分および上記第２活性部分は、上記流路における試料の流れ方向に交差する方向に並んでいる、請求項１４に記載の分析用具。
【請求項１７】
上記対極は、上記第２活性部分に繋がり、かつ試料に接触させるための追加の活性部分を有しており、
上記追加の活性部分、上記作用極の活性部分、上記対極の活性部分は、この順序で、上記流路における試料の流れ方向に並んで配置されている、請求項１４に記載の分析用具。
【請求項１８】
上記作用極の活性部および上記対極の活性部を一連に覆い、かつ電子伝達物質を含む試薬層をさらに備えている、請求項１４に記載の分析用具。
【請求項１９】
上記追加の活性部分、上記作用極の活性部分、上記対極の活性部分を一連に覆い、かつ電子伝達物質を含む試薬層をさらに備えている、請求項１７に記載の分析用具。
【請求項２０】
上記流路は、毛細管力により試料を移動させるように構成されている、請求項１４に記載の分析用具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオセンサなどの流路を備えた分析用具において、流路に対して適切に試料が供給されたか否かを検出するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生化学的試料に含まれる特定成分の分析を行う場合には、分析用具と分析装置とを組み合わせて使用する方法が採用されている。たとえば血液中に含まれるグルコース濃度（血糖値）を測定する場合には、バイオセンサと血糖値測定装置とを組み合わせて使用する方法が採用されている。【０００３】
バイオセンサとしては、図９ないし図１１に示したものがある。これらの図に示したバイオセンサ８は、電気化学的手法により血糖値を測定するものであり、基板８０に対してスペーサ８１を介してカバー８２を接合した構成を有している。スペーサ８１には、スリット８３が設けられており、このスリット８３によって基板８０とカバー８２との間にキャピラリ８４が規定されている。キャピラリ８４は、試薬層８５が内部に設けられたものであり、血液が導入されたときに、血液と試薬層８５に含まれる試薬を反応させるための反応場を提供するものである。また、基板８０には、作用極８６および対極８７が設けられている。作用極８６および対極８７は、反応場に対して電圧を印加し、そのときに得られる応答電流を測定する際に利用されるものである。【０００４】
このようなバイオセンサ８を使用する場合には、血糖値測定装置としては、図１２に示したものが使用される。同図に示した血糖値測定装置９は、作用極８６または対極８７に接触させ、作用極８６と対極８７との間に電圧を印加するためのコネクタ９０，９１を備えたものである。コネクタ９０は、作用極８６に接触させるためのものであり、電流／電圧変換回路９２およびＡ／Ｄ変換回路９３に接続されている。コネクタ９１は、対極８６に接触させるためのものであり、グランド接続されている。【０００５】
このような血糖値測定装置９では、作用極８６と対極８７とが液絡したことが検出されたときにキャピラリ８４に血液が導入されたことを検知する一方で、血液の導入が検知されてから一定時間経過後の応答電流値に基づいて血糖値の演算を行っている。【０００６】
しかしながら、血糖値測定装置９では、作用極８６と対極８７とが液絡したことが検出された時点でキャピラリ８４に血液が導入されたと判断している。すなわち、一定の閾値よりも大きな応答電流値が測定された場合にキャピラリ８４に血液が導入されたと判断される。そのため、血糖値測定装置９では、キャピラリ８４に血液が導入されているものの、測定に必要な十分量の血液がキャピラリ８４に導入されていなくても、血糖値測定が行われてしまう。その結果、得られた血糖値が低値である場合には、血液量が不十分なために低値を示した可能性を否定できない。【０００７】
バイオセンサとしてはさらに、図１３および図１４に示したものがある（たとえば特許文献１参照）。なお、図１３および図１４においては、図９ないし図１１に示したバイオセンサ８と同様な要素については同一の符号を付してある。【０００８】
バイオセンサ８′は、作用極８６および対極８７に加え、検知電極８８をさらに備えたものである。検知電極８８は、キャピラリ８４に血液が導入されたか否かを検知する際に利用されるものであり、血液を接触させるための部分が、キャピラリ８４において血液の流れ方向の下流側（奥側）に位置している。すなわち、検知電極８８に血液が接触した場合には、作用極８６および対極８７の双方に血液が接触しており、キャピラリ８４に十分な量の血液が導入されていることになる。【０００９】
このようなバイオセンサ８′を使用する場合には、血糖値測定装置としては、図１５に示したものが使用される。なお、図１５においては、図１２に示した血糖値測定装置９と同様な要素については同一の符号を付してある。【００１０】
血糖値測定装置９′は、コネクタ９０，９１に加え、検知電極８８に接触させるためのコネクタ９４をさらに備えたものである。コネクタ９４は、グランド接続されている。また、コネクタ９１は、ＣＰＵ９５によりスイッチ９６を開閉することにより、グランド接続される状態とグランド接続されない状態とが選択されるように構成されている。【００１１】
この血糖値測定装置９′では、キャピラリ８４に血液が導入されたか否かを検知する場合には、スイッチ９６が閉じた状態とされ、検知電極８８が作用極８６と液絡したことが検出されたときに、キャピラリ８４に血液が導入されたことを検知する。血糖値測定装置９′ではさらに、スイッチ９６を開けた状態とし、コネクタ９０，９１を介して作用極８６と対極８７との間に電圧を印加する一方で、そのときに得られる応答電流値を測定し、血液の導入が検知されてから一定時間経過後の応答電流値に基づいて血糖値の演算を行っている。【００１２】
バイオセンサ８′では、検知電極８８を設け、この検知電極８８における血液と接触させる部分を、作用極８６および対極８７における血液と接触させる部分よりも奥側に位置させている。そのため、キャピラリ８４に対する血液の導入が十分な場合にのみ、キャピラリ８４に血液が導入されたと判断することが可能となる。【００１３】
しかしながら、バイオセンサ８′では、キャピラリ８４に血液が導入されたことを検知するために、作用極８６および対極８７とは別に検知電極８８を設けている。そのため、検知電極８８が必要な分だけ製造コストが高くなる。【００１４】
また、バイオセンサ８′のために使用する血糖値測定装置９′は、検知電極８８のためのコネクタ９４を別途設ける必要が生じる。その上、コネクタ９１がグランド接続される状態とグランド接続されない状態とを選択させるためのスイッチ９６を設ける必要が生じるばかりか、スイッチ９６の開閉制御を行う必要も生じる。そのため、検知電極８８を設けていないバイオセンサ８（図９ないし図１２参照）のために使用する血糖値測定装置９（図１２参照）に比べて装置構成が複雑化するとともに、余分な制御が必要とされる。その結果、血糖値測定装置９′では、血糖値測定装置９（図１２参照）に比べて、構成が複雑となって製造コストが高くなる。【００１５】
【特許文献１】特開２００１−２０８７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、簡単な構成により分析用具および分析装置の製造コスト上昇を抑制しつつも、分析用具のキャピラリに導入された試料に不足がある場合には、それを確実に検知できるようにし、試料の不足に起因する誤測定を抑制することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の側面により提供される試料供給状態の検出方法は、試料を移動させるための流路と、上記流路に供給された試料に電圧を印加し、かつ電圧を印加しているときに検出される検出電流を測定するための作用極および対極と、を備えた分析用具を用いて試料を分析する場合において、上記流路に対して必要量の試料が供給されたか否かを検出する方法であって、上記検出電流が予め設定された閾値を超えたか否かを検出する第１ステップと、上記第１ステップにおいて、上記検出電流が上記閾値を越えたことが検出された場合、上記検出電流が上記閾値を超えてから一定時間経過するまでの間において、上記検出電流のタイムコースにおけるピークの有無を検出する第２ステップと、上記第２ステップにおいて上記ピークが検出された場合、上記ピークの検出後の検出電流が単調減少するか否かを検出する第３ステップと、上記第１ないし第３ステップでの検出結果に基づいて、上記流路に対して必要量の試料が適切に供給されたか否かを判断する第４ステップと、を含んでいることを特徴としている。【００１８】
第４ステップでは、たとえば第２ステップにおいて検出電流が上記閾値を越えたことが検出されてから一定時間経過しても上記ピークが検出されない場合に、流路に対して分析に必要な量の試料が適切に供給されていないと判断される。【００１９】
第４ステップではまた、第３ステップにおいて検出電流が上記閾値を超えたことが検出されてから一定時間経過するまでの間に、上記ピークの検出後の検出電流が単調減少しないことが確認された場合に、流路に対して分析に必要な量の試料が適切に供給されていないと判断するようにしてもよい。【００２０】
第４ステップではさらに、第１ステップにおいて検出電流が上記閾値を越えたことが検出されてから一定時間経過するまでの間に、第２ステップにおいて上記ピークが検出され、かつ第３ステップにおいて上記ピークの検出後の検出電流が単調減少することが確認された場合に、流路に対して分析に必要な量の試料が適切に供給されたと判断するようにしてもよい。【００２１】
上記一定時間は、たとえば０．１〜３．０秒の範囲から選択される時間である。【００２２】
検出電流のタイムコースは、たとえば特定時間毎に測定される複数の検出電流値に基づいて取得される。この場合の特定時間は、たとえば２５〜２００ｍｓｅｃの範囲から選択される。【００２３】
本発明に係る検出方法では、分析用具としては、たとえば作用極および対極のうちの少なくとも一方の電極が、試料に接触させるための活性部を有しており、作用極および対極のうちの少なくとも一方の電極の活性部は、流路内において分断された第１および第２活性部分を含んでいるものが使用される。【００２４】
本発明の第２の側面において提供される分析用具は、試料を移動させるための流路と、上記流路に供給された試料に電圧を印加するためのものであり、かつ試料に接触させるための活性部を有する作用極および対極と、を備え、かつ分析装置に装着して使用する分析用具であって、上記作用極および上記対極のうちの少なくとも一方の電極の活性部は、上記流路内において分断された第１および第２活性部分を含んでいることを特徴としている。【００２５】
本発明の第１および第２の側面における分析用具は、たとえば作用極および対極が分析用具を分析装置に装着したときに分析装置の端子に接触させられる接触端部を有するものとされる。この場合、作用極および対極のうちの少なくとも一方の電極は、接触端部および第１活性部分を有する第１電極部と、第２活性部分を有する第２電極部と、を備えたものとされる。【００２６】
第１活性部分および第２活性部分は、たとえば流路における試料の流れ方向に交差する方向に並ぶように設けられる。第１活性部分および第２活性部分は、流路における試料の流れ方向に並ぶように設けてもよく、また流路における試料の流れ方向および上記流れ方向に交差する方向の双方に沿って分断された配置、あるいはその他の配置であってもよい。【００２７】
対極は、たとえば第２活性部分に繋がり、かつ試料に接触させるための追加の活性部分を有するものとされる。この場合、追加の活性部分、作用極の活性部分、および対極の活性部分は、この順序で、流路における試料の流れ方向に並んで配置される。【００２８】
本発明に係る分析用具は、たとえば電子伝達物質を含む試薬層をさらに備えたものとして構成される。試薬層は、たとえば作用極の活性部および対極の活性部を一連に覆うように配置される。追加の活性部分、作用極の活性部分、および対極の活性部分が試料の流れ方向に並んで配置されている場合には、これらの活性部分を一連に覆うように配置してもよい。【００２９】
流路は、たとえば毛細管力により試料を移動させるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る分析用具の一例としてのバイオセンサを示す全体斜視図である。
【図２】図１のII‐II線に沿う断面図である。
【図３】図１に示したバイオセンサの分解斜視図である。
【図４】図１に示したバイオセンサにおけるキャピラリに対する血液の導入不足状態を示す模式図である。
【図５】本発明に係る血糖値測定装置にバイオセンサを装着した状態を示すものであり、分析装置についてはブロック図として、バイオセンサについては平面図として示したものである。
【図６】図５に示した血糖値測定装置において測定される応答電流値のタイムコースを示すグラフである。
【図７】本発明に係るバイオセンサの他の例を説明するためものであり、バイオセンサからカバーおよびスペーサを取り除いた状態の平面図である。
【図８】本発明に係るバイオセンサのさらに他の例を説明するためのものであり、バイオセンサからカバーおよびスペーサを取り除いた状態の平面図である。
【図９】従来のバイオセンサの一例を示す全体斜視図である。
【図１０】図９のＸ‐Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】図９に示したバイオセンサの分解斜視図である。
【図１２】図９に示したバイオセンサを血糖値測定装置に装着した状態を示すものであり、分析装置についてはブロック図として、バイオセンサについては平面図として示したものである。
【図１３】従来のバイオセンサの他の例を示す分解斜視図である。
【図１４】図１３に示したバイオセンサにおける図１０に相当する断面図である。
【図１５】図１３に示したバイオセンサを血糖値測定装置に装着した状態を示すものであり、分析装置についてはブロック図として、バイオセンサについては平面図として示したものである。
【符号の説明】
【００３１】
１，３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ  バイオセンサ（分析用具）
１３，８４  キャピラリ（流路）
１５，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ  作用極
１５ａ  （作用極の）端部（接触端部）
１５ｃ  （作用極の）活性部
１６，３０Ａ，３０Ｂ  対極
１６Ｂ  第１部分（第１電極部）
１６Ｃ  第２部分（第２電極部）
１６ａ  （対極の）端部（接触端部）
１６ｂ  （対極の）活性部（追加の活性部分）
１６ｃ，３１Ａ  （対極の）活性部（第１活性部分）
１６ｄ，３２Ａ  （対極の）活性部（第２活性部分）
１８  試薬層
２  血糖値測定装置（分析装置）
２０，２１  端子
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係る分析用具の一例としてのバイオセンサ、このバイオセンサと血糖値測定装置とを用いた血液供給量不足の検出方法について、図面を参照しつつ説明する。【００３３】
図１ないし図３に示したバイオセンサ１は、血糖値測定装置２（図５参照）に装着して使用するものであり、使い捨てとして構成されている。このバイオセンサ１は、略長矩形状の基板１０に対して、スペーサ１１を介してカバー１２を接合した構成を有している。バイオセンサ１においては、各要素１０〜１２により、基板１０の長手方向に延びるキャピラリ１３が規定されている。【００３４】
スペーサ１１は、基板１０の上面１０Ａからカバー１２の下面１２Ａまでの距離、すなわちキャピラリ１３の高さ寸法を規定するためのものであり、たとえば両面テープにより構成されている。このスペーサ１１には、先端部が開放したスリット１１Ａが形成されている。スリット１１Ａは、キャピラリ１３の幅寸法を規定するためのものであり、スリット１１Ａにおける先端の開放部分は、キャピラリ１３の内部に血液を導入するための導入口１３Ａを構成している。【００３５】
カバー１２は、キャピラリ１３の内部の気体を外部に排気するための排気口１２Ｂを有している。このカバー１２は、たとえばビニロンや高結晶化ＰＶＡなどの濡れ性が高い熱可塑性樹脂により形成されている。【００３６】
基板１０は、たとえばＰＥＴなどの絶縁樹脂材料によりカバー１２よりも大きな形状に形成されている。この基板１０は、カバー１２の側方に突出した端部１０Ｂを有している。基板１０の上面１０Ａには、作用極１５、対極１６、絶縁マスク１７、および試薬層１８が形成されている。【００３７】
作用極１５および対極１６は、キャピラリ１３に導入された血液に電圧を印加するためのものであり、端部１５ａ，１６ａが、カバー１２に覆われずに、基板１０の端部１０Ｂにおいて露出している。これらの端部１５ａ，１６ａは、バイオセンサ１を血糖値測定装置２に装着したときに、血糖値測定装置２の端子２０，２１（図５参照）に接触させられる部分である。【００３８】
作用極１５の端部１５ｂは、基板１０の短手方向に延びており、その一部がキャピラリ１３の内部に位置している。【００３９】
対極１６は、Ｓ字状に屈曲した屈曲部１６Ａを有しており、この屈曲部１６Ａにおいて作用極１５の端部１５ｂを囲い込んでいる。この対極１６は、屈曲部１６Ａが、キャピラリ１３の内部において、基板１０の長手方向（キャピラリ１３における血液の移動方向）に延びるスリット１６Ｂを介して分断されており、端部１６ａを含む第１部分１６Ｃと、第１部分１６Ｃ以外の部分であって、作用極１５の端部１５ｂを囲い込む部分を含む第２部分１６Ｄと、からなっている。【００４０】
このような作用極１５および対極１６は、たとえば導電性を有するカーボンインクを用いたスクリーン印刷により同時に形成することができる。【００４１】
絶縁マスク１７は、作用極１５と対極１６とが短絡するのを抑制するためのものであり、スリット１７Ａを有している。このスリット１７Ａは、キャピラリ１３の内部において作用極１５および対極１６の目的部分を露出させるためのものであるとともに、試薬層１８を形成するための領域を規定するためのものである。このスリット１７Ａは、試薬作用極１５および対極１６における試薬層１８と接触する部分は、活性部１５ｃ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを構成しており、血液の流れ方向において、活性部１６ｂ、活性部１５ｃ、および活性部１６ｃ，１６ｄの順序で並んでいる。対極１６の活性部１６ｃ，１６ｄは、実質的に検知電極の役割を果たしている。【００４２】
ただし、絶縁マスク１７は、試薬層１８を形成すための開口部を有する構成であればよく、図示した例に限らず、たとえば、スリットとは異なる形態の開口部を有するものであってもよく、またカバー１１と同様な平面視形態（作用極１５および対極１６の端部１５ａ，１６ａおよび活性部１５ｃ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ以外を覆う構成）であってもよい。【００４３】
試薬層１８は、絶縁マスク１７のスリット１７Ａにおいて、作用極１５および対極１６の活性部１５ｃ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを一連に覆うように設けられており、キャピラリ１３の内部に配置されている。この試薬層１８は、たとえば電子伝達物質および酸化還元酵素を含んでいる。この試薬層１８は、血液に対して容易に溶解する多孔質の固体状に形成されている。【００４４】
電子伝達物質としては、たとえばルテニウム錯体や鉄錯体を使用することができ、典型的には[Ｒｕ(ＮＨ3)6]Ｃｌ3やＫ3[Ｆｅ(ＣＮ)6]を使用することができる。酸化還元酵素としては、たとえばグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）やグル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が使用される。【００４５】
ただし、試薬層は、必ずしも作用極１５および対極１６の活性部１５ｃ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを一連の覆うように設ける必要はない。たとえば、試薬層は、活性部１５ｃ，１６ｂを覆う第１試薬層と、この第１試薬層とは分離して設けられ、かつ活性部１６ｃ，１６ｄを覆う第２試薬層と、を含む構成のように、互いに分離して設けられた複数の試薬層からなる構成であってもよい。また、複数の試薬層を含む構成においては、各試薬層において、異なる試薬を含ませるようにしてもよい。【００４６】
キャピラリ１３は、導入口１３Ａから導入された血液を、毛細管現象を利用して基板１０の長手方向に移動させ、導入された血液を保持するためのものである。すなわち、キャピラリ１３においては、導入口１３Ａを介して血液が導入された場合には、排気口１２Ｂからキャピラリ１３の内部の気体を排出させつつ血液が移動する。このとき、キャピラリ１３の内部においては、試薬層１８が溶解させられて、電子伝達物質、酸化還元酵素およびグルコースを含む液相反応系が構築される。キャピラリ１３のおける血液の移動は、血液が排気口１２Ｂの縁に到達したときに停止させられる。【００４７】
バイオセンサ１では、図４Ａおよび図４Ｂに示したようにキャピラリ１３に導入された血液ＢＬの量が不十分で、作用極１５の活性部１５ｃと、対極１６における第１部分１６Ｃの活性部１６ｃが血液ＢＬによって液絡しない場合には、電流が流れない。また、図４Ｃに示したように、作用極１５の活性部１５ｃと対極１６における第１部分１６Ｃの活性部１６ｃと、が血液ＢＬによって液絡した場合であっても、対極１６における第２部分１６Ｄの活性部１６ｄと、作用極１５の活性部１５ｃとが血液ＢＬによって液絡しない場合（対極１６における第１部分１６Ｃの活性部１６ｃと第２部分１６Ｄの活性部１６ｄが液絡しない場合）には、あるいは図４Ｄに示したように対極１６における第１部分１６Ｃの活性部１６ｃと第２部分１６Ｄの活性部１６ｄとが、それらの一部において液絡する場合には、液絡電流が流れるものの、その大きさは、対極１６がキャピラリ１３の内部において分断されているために極めて小さなものとなるか、あるいは正常とは異なる乱れたものとなる（図６の鎖線、一点鎖線、二点鎖線）。すなわち、バイオセンサ１では、作用極１５と対極１６と血液により液絡する場合であっても、キャピラリ１３に導入された血液の量が十分な場合と不十分な場合とで測定される電流の大きさの差を大きくすることができる。【００４８】
図５に示した血糖値測定装置２は、バイオセンサ１に供給された血液のグルコース濃度（血糖値）を測定するためのものであり、端子２０，２１、電流／電圧変換回路２２、Ａ／Ｄ変換回路２３および制御・演算回路２４を備えている。【００４９】
端子２０，２１は、バイオセンサ１における作用極１５および対極１６の端部１５ａ，１６ａに接触させるための部分であり、作用極１５と対極１６との間に電位差を生じさせるために利用されるものである。端子２０は電流／電圧変換回路２２に接続されており、端子２１はグランド接続されている。【００５０】
電流／電圧変換回路２２は、電流を電圧（アナログ信号）に変換して出力するものであり、端子２０およびＡ／Ｄ変換回路２３に接続されている。【００５１】
Ａ／Ｄ変換回路２３は、電流／電圧変換回路２２から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するものであり、電流／電圧変換回路２２および制御・演算回路２４に接続されている。【００５２】
制御・演算回路２４は、各種要素の制御を行うとともに、Ａ／Ｄ変換回路２３から出力されるデジタル信号に基づいて、キャピラリ１３に血液が導入されたか否かを判断し、キャピラリ１３に導入された血液に不足がないかを検出し、あるいは血糖値の演算を行うものである。この制御・演算回路２４は、たとえばＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭにより構成されている。【００５３】
次に、バイオセンサ１および血糖値測定装置２を用いた血糖値測定動作について説明する。【００５４】
血糖値測定は、血糖値測定装置２にバイオセンサ１を装着した上で、バイオセンサ１に対して血液が供給することにより、血糖値測定装置２において自動的に行われる。【００５５】
血糖値測定装置２にバイオセンサ１を装着した場合、バイオセンサ１における作用極１５および対極１６の端部１５ａ，１６ａが血糖値測定装置２の端子２０，２１に接触させられた状態とされる。そして、バイオセンサ１では、導入口１３Ａを介してキャピラリ１３に導入された血液が、キャピラリ１３において生じる毛細管現象により、排気口１２Ｂに向けて進行する。適切な量の血液がキャピラリ１３に導入された場合には、血液により試薬層１８が即座に溶解させられ、キャピラリ１３の内部に液相反応系が構築される。液相反応系においては、たとえば酸化還元酵素が血液中のグルコースと特異的に反応してグルコースから電子が取り出され、その電子が電子伝達物質に供給されることによって電子伝達物質が還元型とされる。【００５６】
一方、血糖値測定装置２では、端子２０，２１の間に電位差を生じさせることにより、作用極１５と対極１６との間に電位差を生じさせる。そして、対極１６における第１部分１６Ｃの活性部１６ｃに血液が到達し、この活性部１６ｃが作用極１５の活性部１５ｃとの間が液絡したときに、作用極１５と対極１６との間に電流が流れる。この電流は、電流／電圧変換回路２２において電圧に変換されてからＡ／Ｄ変換回路２３に入力され、Ａ／Ｄ変換回路２３から電流の大きさに応じたレベルのデジタル信号として出力されて制御・演算回路２４に入力される。また、液相反応系が構築された状態で作用極１５と対極１６との間に電位差を生じさせた場合には、還元型とされた電子伝達物質から作用極１５の活性部１５ｃに電子が供給される。作用極１５の活性部１５ｃに対する電子の供給量は、応答電流として、最終的には制御・演算回路２４に入力されたデジタル信号のレベルに相関させて特定時間毎（たとえば５０ｍｓｅｃ毎）に把握される。【００５７】
ここで、バイオセンサ１のキャピラリ１３に十分な量の血液が導入された場合（正常時）には、血液の導入後即座に、対極１６における第１部分１６Ｃの活性部１６ｃ,１６ｄに血液が到達する。これにより、活性部１６ｃ,１６ｄが作用極１５の活性部１５ｃと液絡するとともに、試薬層１８が即座に溶解する。そのため、正常時には、制御・演算回路２４に入力されるデジタル信号のレベル（応答電流の大きさ）のタイムコースは、図６に実線で示したように、キャピラリ１３に対する血液の導入直後にピークを有するものとなるとともに、ピーク後は単調減少する曲線となる。なお、同図におけるピーク値の大きな実線は血糖値が中程度あるいは高い場合のタイムコースに相当し、ピーク値の小さい実線は血糖値が低い場合のタイムコースに相当している。【００５８】
一方、キャピラリ１３に導入される血液の量が不十分な場合の応答電流値のタイムコースは、たとえば同図に鎖線、一点鎖線および二点鎖線で模式的に例示したようなものとなる。すなわち、血液の量が不十分な場合には、血液の導入後即座に、対極１６における第１部分１６Ｂの活性部１６ｃ,１６ｄの全体には血液が到達せず（たとえば図４Ａ〜図４Ｄ参照）、また試薬層１８は即座には溶解しない。そのため、キャピラリ１３に導入される血液が不十分な場合には、たとえば同図に鎖線として模式的に示したように応答電流が低値で単調増加するタイムコースとなり、同図に一点鎖線として模式的に示したようにピークが得られるものの、ピークが正常時よりも遅れて得られタイムコースとなり、あるいは同図に二点鎖線として模式的に示したように正常時と同様なタイミングでピークが得られるものの、ピーク後に単調減少しない、すなわちピーク後の一定時期から単調増加に転じ、あるいは再びピークが表れるタイムコースとなる。また、最初のピーク後に単調減少しないケースとして、図示していないが最初のピーク後に応答電流値が複数回上下変動するケースも想定しうる。【００５９】
制御・演算回路２４では、入力されたデジタル信号のレベル（電流の大きさ）を一定時間毎に連続的に把握し、そのレベルが予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断する。この場合の閾値は、たとえば対極１６における第１部分１６Ｃの活性部１６ｃおよび第２部分１６Ｄの活性部１６ｄが相互に適切に液絡したときの電流の大きさに対応した値に設定される。そして、制御・演算回路２４では、入力されたデジタル信号のレベルが、予め定められた閾値よりも大きいと判断した場合には、当該判断時点をゼロ点とし、特定時間毎（たとえば２００ｍｓｅｃ毎）に入力されたデジタル信号のレベルを把握する。【００６０】
制御・演算回路２４はさらに、ゼロ点を設定した後に、連続的に得られるデジタル信号に基づいてキャピラリ１３に十分な量の血液が供給されたか否かを検知する。この検知は、ゼロ点から一定時間（たとえば０．１〜３．０秒）が経過後においてタイムコースにピークが現れるか否かを判断するピーク検出ステップと、このピーク検出ステップにおいてピークが検出された場合に、ピークの検出後の応答電流が単調減少するか否かを検出する単調減少検出ステップと、ピーク検出ステップおよび単調減少検出ステップでの検出結果に基づいて、キャピラリ１３に十分な量の血液が導入されたか否かを判断する判断ステップと、を含んでいる。【００６１】
制御・演算回路２４における判断ステップでは、ピーク検出ステップにおいて、ゼロ点から一定時間経過後までにタイムコースにピークが検出されない場合に、キャピラリ１３に十分な量の血液が導入されていないと判断する。このようなケースにおいて十分な量の血液が導入されていないと判断することにより、たとえば図６に鎖線または一点鎖線として模式的に例示したタイムコースとなるような血液不足時についても、キャピラリ１３に十分な量の血液が導入されていないと判断することができる。【００６２】
制御・演算回路２４における判断ステップではさらに、ピーク検出ステップにおいてピークが検出され、そのピーク以降から応答電流が単調減少しないことが確認された場合に、キャピラリ１３に十分な量の血液が導入されていないと判断する。このようなケースにおいて十分な量の血液が導入されていないと判断することにより、図６に二点鎖線として模式的に例示したタイムコースとなるような血液不足時、あるいは最初のピーク後に応答電流値が複数回上下変動するケースについて、キャピラリ１３に十分な量の血液が導入されていないと判断することができる。【００６３】
そして、制御・演算回路２４では、キャピラリ１３に十分な量の血液が導入されていないと判断した場合には、血糖値の演算を行わずにエラー処理を行い、血糖値測定処理を終了する。エラー処理を行った場合には、その旨が、たとえば血糖値測定装置２の表示パネル（図示略）に表示される。【００６４】
その一方で、制御・演算回路２４は、ピーク検出ステップにおいて、ゼロ点から一定時間経過後までにタイムコースにピークが検出され、そのピーク以降から応答電流が単調減少することが確認された場合には、キャピラリ１３に十分な量の血液が導入されたと判断し、血糖値測定処理を続行する。すなわち、制御・演算回路２４においては、たとえばキャピラリ１３に対して血液が導入されたことが確認された時点（セロ点）から一定時間（たとえば５秒）が経過したときに測定される応答電流値（Ａ／Ｄ変換回路２３からのデジタル信号のレベル）をサンプリングし、この応答電流値を予め決定しておいた検量線に当てはめることにより血糖値が演算される。血糖値の演算結果は、たとえば血糖値測定装置２の表示パネル（図示略）に表示される。【００６５】
本発明では、バイオセンサ１として、対極１６がキャピラリ１３内で分断されたものを使用しているため、作用極１５と対極１６と血液により液絡する場合であっても、キャピラリ１３に導入された血液の量が十分な場合と不十分な場合とで測定される電流の大きさの差を大きくすることができるのは上述した通りである。そのため、キャピラリ１３に導入される血液に不足がある場合を確実に検知することができるようになる。また、対極１６の活性部１６ｂおよび作用極１５の活性部１５ｃよりも血液の流れ方向の下流側に、実質的に検知電極として機能する対極１６の活性部１６ｃ，１６ｄを設けることにより、対極１６の活性部１６ｂおよび作用極１５の活性部１５ｃに血液が到達していることを確実に検出することができる。このようなバイオセンサ１の作用は、従来のように検知電極を設けることなく、対極１６の形状を工夫するとともに、対極１６の一部を分断することにより得ることができる。その結果、バイオセンサ１では、製造コストの上昇を抑制しつつ、キャピラリ１３に対する血液の導入をより確実に検出できるようになる。【００６６】
本発明ではさらに、応答電流値のタイムコースを把握するとともに、そのタームコースのピークの有無、あるいはピークが現れる場合におけるピーク後の応答電流値の挙動（単調減少するか否か）によって、キャピラリ１３に対する血液の導入が十分であるか否かを判断している。そのため、キャピラリ１３に導入される血液に不足がある場合を確実に検知することができるようになる。このような血糖値測定装置２の作用は、バイオセンサ１に検知電極を設けないために、検知電極用の端子やスイッチを設けることなく、またスイッチの開閉制御を行うことなく得ることができる。その結果、血糖値測定装置２では、製造コストの上昇を抑制しつつ、キャピラリ１３に対する血液の導入をより確実に検出できるようになる。【００６７】
以上に説明したように、本発明では、バイオセンサ１の対極１６の形状を工夫し、また血糖値測定装置２において得られる応答電流値のデータ処理を工夫することにより、キャピラリ１３に導入される血液に不足がある場合をより確実に、かつ安価な構成により検知することができるようになる。その結果、キャピラリ１３に対する血液導入量の不足により測定値が低値として測定され得るケースを、エラーとして確実に処理することが可能となるばかりか、血糖値が低い場合であっても、それを血液導入量の不足の場合と区別することが可能となり、血糖値が低い場合の測定信頼性を向上させることができる。【００６８】
次に、本発明に係るバイオセンサの他の例について、図７Ａおよび図７Ｂ、ならびに図８Ａ〜図８Ｃを参照しつつ説明する。なお、図７Ａおよび図７Ｂにおいては、図１ないし図３を参照して先に説明したバイオセンサ１と同様な要素については同一の符号を付してあり、図８Ａ〜図８Ｃにおいては、図１０ないし図１２を参照して先に説明したバイオセンサ８と同様な要素については同一の符号を付してある。【００６９】
図７Ａに示したバイオセンサ３Ａは、先に説明したバイオセンサ１（図１ないし図３参照）において、対極３０Ａにおけるキャピラリ１３の奥側に位置する部分を、血液の流れ方向（基板１０の長手方向）に交差する方向（基板１０の短手方向）に沿って分断し、活性部３１Ａ，３２Ａを基板１０の長手方向に並べて配置したものである。図７Ｂに示したバイオセンサ３Ｂは、キャピラリ１３の内部において、対極３０Ｂを血液の流れ方向（基板１０の長手方向）および、これに交差する方向（基板１０の短手方向）の双方に沿って分断したものである。【００７０】
図８Ａ〜図８Ｃに示したバイオセンサ４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、従来例として説明したバイオセンサ８（図１０〜図１２参照）において、作用極４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃのキャピラリ８４の内部で分断したものである。図８Ａには血液の流れ方向（基板８０の長手方向に沿って作用極４０Ａを分断示した例を、図８Ｂには血液の流れ方向（基板８０の長手方向）に交差する方向（基板８０の短手方向）に沿って作用極４０Ｂを分断した例を、図８Ｃには血液の流れ方向（基板８０の長手方向）および、この方向に交差する方向（基板８０の短手方向）の双方に沿って作用極４０Ｃを分断した例を示した。【００７１】
もちろん、作用極および対極の一部を分断させる構成は、図１ないし図３、図７および図８に示した例には限定されず、それらの電極を、血液の流れ方向に交差する斜め方向に延びるスリットを介して分断されたものであってもよく、また曲線状のスリットのように非直線的なスリットを介して分断されていてもよく、その他の形態であってもよい。【００７２】
本発明の血液供給量不足検出方法、すなわち応答電流のタイムコースにおけるピークの有無、あるいはキャピラリに対する血液導入から一定時間経過以降の応答電流の挙動（応答電流が単調減少するか否か）に基づく血液供給量の不足検知の手法は、作用極や対極が分断されたバイオセンサに限らず、従来より用いられている作用極や対極が分断されていないバイオセンサ（図１０ないし図１２参照）を用いた血糖値測定において適用することができる。この場合、ピーク検出後に再びピークが検出されるとき（図６において２点鎖線として模式的に例示したタイムコースとなるとき）には、それを血液の追い出しがあったものとして判断することも可能である。【００７３】
本発明はさらに、同一平面上に作用極および対極が設けられた分析用具に限らず、作用極および対極が、それらの厚み方向に離間して設けられた分析用具に対して適用することもできる。この場合、作用極および対極の双方について、キャピラリ内において分断した構成を採用してもよい。【００７４】
また、本発明は、血糖値を測定するように構成されたバイオセンサを使用する分析装置に限らず、他の分析用具に使用する分析装置に対しても適用することができる。本発明を適用できる他の分析用具としては、たとえば血液中のグルコース以外の成分（たとえば乳酸やコレステロール）を測定するように構成されたもの、血液以外の試料を用いた分析を行うように構成されたものが挙げられる。
【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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【国際調査報告】
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