(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層と当該試薬層に電圧を印加するための第1電極および第２電極とを備えるセンサを定量分析装置にセットし、当該センサがセットされてから第１期間だけ前記第１電極および第２電極の間に電圧を印加し、その後第２期間だけその電圧印加を停止させ、その後の第３期間において前記第１電極および第２電極の間に再度電圧を印加して前記第１期間に前記試薬層に導入された前記試料液中の前記被検成分の濃度を電気化学的に測定する定量分析方法であって、
前記第１期間において、前記第１電極および第２電極の間を流れる電流を測定する第１の電流測定工程と、
前記第１の電流測定工程において測定された前記電流に基いて第１のパラメータを導出する第１のパラメータ導出工程と、
前記第１のパラメータ導出工程において得られた前記第１のパラメータと予め決定されている少なくとも１つの第１定数とに基づいて、前記試薬層に導入された前記試料液が不足しているかどうかを判定する第１の判定工程と、
前記第１の判定工程により前記試料液が不足していると判定されると、その旨を報知して測定を終了する測定終了工程と、
前記第３期間において、前記第１電極および第２電極の間を流れる電流を測定する第２の電流測定工程と、
前記第２の電流測定工程において測定された前記電流に基いて前記第１のパラメータとは異なる第２のパラメータを導出する第２のパラメータ導出工程と、
前記第２のパラメータ導出工程において得られた前記第２のパラメータと予め決定されている少なくとも１つの前記第１定数とは異なる第２定数とに基づいて、前記試薬層に導入された前記試料液が不足しているかどうかを判定する第２の判定工程と、
前記第２の判定工程により前記試料液が不足していると判定されると、その旨を報知する報知工程と、
を含む、定量分析方法。
【請求項２】
前記第１のパラメータは、前記第１電極および前記第２電極の間を流れる電流の前記試薬層に前記試料液が導入されたことが検出された時点の電流値とその所定時間前の時点又は所定時間後の時点における電流値との差分を含む、請求項１に記載の定量分析方法。
【請求項３】
前記第１期間における前記試薬層に導入された前記試料液が不足しているかどうかの判定処理は、前記第１の電流測定工程から前記第１の判定工程までをそれぞれ有する第１の一連の工程と第２の一連の工程とを含み、
前記第１の一連の工程では、前記第１電極および前記第２電極の間を流れる電流の前記試薬層に前記試料液が導入されたことが検出された時点の電流値とその所定時間前の時点における電流値との第１の差分が前記第１のパラメータとして導出され、当該第１の差分と第１の前記第１定数とに基づいて前記試料液が不足しているかどうかが判定され、
前記第２の一連の工程では、前記第１電極および前記第２電極の間を流れる電流の前記試薬層に前記試料液が導入されたことが検出された時点の電流値とその所定時間後の時点における電流値との第２の差分が前記第１のパラメータとして導出され、当該第２の差分と前記第1の第１定数とは異なる第２の前記第１定数とに基づいて前記試料液が不足しているかどうかが判定され、
前記第１の一連の工程において前記試料液は不足していると判定された場合は、前記第２の一連の工程が行なわれ、
前記測定終了工程は、第２の一連の工程において前記試料液は不足していると判定されると、前記試薬層に導入された前記試料液は不足している旨を報知して測定を終了する、請求項１に記載の定量分析方法。
【請求項４】
前記第２のパラメータは、前記第１電極および前記第２電極の間を流れる電流の第１の所定時点における電流値と第２の所定時点における電流値との第１差分により、前記第１の所定時点から前記第２の所定時点の間の期間に含まれる第３の所定時点の電流値を除した第１の値と、第４の所定時点における電流値と第５の所定時点における電流値との第２差分により、前記第４の所定時点から前記第５の所定時点の間の期間に含まれる第６の所定時点の電流値を除した第２の値との第３差分を含む、請求項１に記載の定量分析方法。
【請求項５】
前記第２の電流測定工程から前記第２の判定工程までの一連の工程は、前記第２の判定工程により前記試料液が不足していると判定される場合には前回とは異なる所定時点及び第２定数に基づいて再度行われ、前記一連の工程が所定回数行われたときに、前記第２の判定工程により前記試料液は不足していると判定された場合に、前記報知工程は、前記試薬層に導入された前記試料液は不足している旨を報知する、請求項４に記載の定量分析方法。
【請求項６】
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層と当該試薬層に電圧を印加するための第1電極および第２電極とを備えるセンサを定量分析装置にセットし、当該センサの第１電極および第２電極に電圧を印加して前記試薬層に導入された前記試料液中の前記被検成分の濃度を電気化学的に測定する定量分析方法であって、
前記試薬層に前記試料液が導入されたことが検出された時点の前後の所定期間において、前記試料液が不足しているかどうかを判定する第１の判定工程と、
前記第１の判定工程により前記試料液が不足していると判定されると、前記試料液が不足しているかどうかを再度判定する第２の判定工程と、
前記第２の判定工程により前記試料液が不足していると判定されると、その旨を報知して測定を終了する測定終了工程と、
を含む、定量分析方法。
【請求項７】
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層と当該試薬層に電圧を印加するための第1電極および第２電極とを備えるセンサを定量分析装置にセットし、当該センサの第１電極および第２電極に電圧を印加して前記試薬層に導入された前記試料液中の前記被検成分の濃度を電気化学的に測定する定量分析方法であって、
前記試薬層に前記試料液が導入されたことが検出されてからの所定時間後に前記電圧の印加を停止し、停止から所定時間後に再度前記電圧を印加している所定期間において、前記試料液が不足しているかどうかを判定する第１の判定工程と、
前記第１の判定工程により前記試料液が不足していると判定されると、前記試料液が不足しているかどうかを再度判定する第２の判定工程と、
前記第２の判定工程により前記試料液が不足していると判定されると、その旨を報知する報知工程と、
を含む、定量分析方法。
【請求項８】
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層と当該試薬層に電圧を印加するための第1電極および第２電極とを備えるセンサをセットし、当該センサがセットされてから第１期間だけ前記第１電極および第２電極の間に電圧を印加し、その後第２期間だけその電圧印加を停止させ、その後の第３期間において前記第１電極および第２電極の間に再度電圧を印加して前記第１期間に前記試薬層に導入された前記試料液中の前記被検成分の濃度を電気化学的に測定する定量分析装置であって、
前記第１電極および前記第２電極の間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記第１期間において、前記第１電極および第２電極の間を流れる電流を測定する第１の電流測定手段と、
前記第１の電流測定手段により得られる測定結果に基づいて第１のパラメータを導出する第１の演算手段と、
前記第１の演算手段により導出された前記第１のパラメータと予め決定されている少なくとも１つの第１定数とに基づいて、前記試薬層に導入された前記試料液が不足しているかどうかを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段により前記試料液が不足していると判定されると、その旨を報知して測定を終了する測定終了手段と、
前記第３期間において、前記第１電極および第２電極の間を流れる電流を測定する第２の電流測定手段と、
前記第２の電流測定手段により得られる測定結果に基いて前記第１のパラメータとは異なる第２のパラメータを導出する第２の演算手段と、
前記第２の演算手段により導出された前記第２のパラメータと予め決定されている少なくとも１つの前記第１定数とは異なる第２定数とに基づいて、前記試薬層に導入された前記試料液が不足しているかどうかを判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段により前記試料液が不足していると判定されると、その旨を報知する報知手段と、
を備える、定量分析装置。
【請求項９】
前記第１のパラメータは、前記第１電極および前記第２電極の間を流れる電流の前記試薬層に前記試料液が導入されたことが検出された時点の電流値とその所定時間前の時点又は所定時間後の時点における電流値との差分を含む、請求項８に記載の定量分析装置。
【請求項１０】
前記第１の演算手段が前記第１電極および前記第２電極の間を流れる電流の前記試薬層に前記試料液が導入されたことが検出された時点の導入電流値とその所定時間前の時点における電流値との第１の差分を前記第１のパラメータとして導出し、前記第１の判定手段が当該第１の差分と第１の前記第１定数とに基づいて前記試料液が不足していると判定した場合に、前記第１の演算手段は前記導入電流値とその所定時間後の時点における電流値との第２の差分を前記第１のパラメータとして導出し、前記第１の判定手段が当該第２の差分と前記第1の第１定数とは異なる第２の前記第１定数とに基づいて前記試料液が不足していると判定した場合に、前記測定終了手段は前記試薬層に導入された前記試料液は不足している旨を報知して測定を終了する、請求項８に記載の定量分析装置。
【請求項１１】
前記第２の演算手段は、前記第２のパラメータの少なくとも一部として、前記第１電極および前記第２電極の間を流れる電流の第１の所定時点における電流値と第２の所定時点における電流値との第１差分により、前記第１の所定時点から前記第２の所定時点の間の期間に含まれる第３の所定時点の電流値を除した第１の値と、第４の所定時点における電流値と第５の所定時点における電流値との第２差分により、前記第４の所定時点から前記第５の所定時点の間の期間に含まれる第６の所定時点の電流値を除した第２の値との第３差分を導出する、請求項８に記載の定量分析装置。
【請求項１２】
前記第２の演算手段により導出された前記第２のパラメータと前記第２定数に基づいて、前記第２の判定手段により前記試料液が不足していると判定された場合には、前記第２の演算手段は前回とは異なる所定時点における前記第２のパラメータを再度導出し、前記第２の判定手段は当該第２のパラメータと前回とは異なる前記第２定数とに基づいて再度判定を行い、この前記第２の演算手段による第２のパラメータの導出と前記第２の判定手段による判定とが所定回数行われたときに、前記第２の判定手段により前記試料液は不足していると判定された場合に、前記報知手段は、前記試薬層に導入された前記試料液は不足している旨を報知する、請求項１１に記載の定量分析装置。
【請求項１３】
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層と当該試薬層に電圧を印加するための第1電極および第２電極とを備えるセンサをセットし、当該センサの第１電極および第２電極の間に電圧を印加して前記試薬層に導入された前記試料液中の前記被検成分の濃度を電気化学的に測定する定量分析装置であって、
前記第１電極および前記第２電極の間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記試薬層に前記試料液が導入されたことが検出された時点の前後の所定期間において、前記試料液が不足しているかどうかを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段により前記試料液が不足していると判定されると、前記試料液が不足しているかどうかを再度判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段により前記試料液が不足していると判定されると、その旨を報知して測定を終了する測定終了手段と、
を備える、定量分析装置。
【請求項１４】
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層と当該試薬層に電圧を印加するための第1電極および第２電極とを備えるセンサをセットし、当該センサの第１電極および第２電極の間に電圧を印加して前記試薬層に導入された前記試料液中の前記被検成分の濃度を電気化学的に測定する定量分析装置であって、
前記試薬層に前記試料液が導入されたことが検出されてからの所定時間後に前記電圧の印加を停止し、停止から所定時間後に再度前記電圧を印加している所定期間において、前記試料液が不足しているかどうかを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段により前記試料液が不足していると判定されると、前記試料液が不足しているかどうかを再度判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段により前記試料液が不足していると判定されると、その旨を報知する報知手段と、
を備える、定量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、試料液に含まれる被検成分の濃度を、センサを用いて電気化学的に測定するための定量分析方法、および定量分析装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
試料液に含まれる被検成分を定量する手段の一つとして、センサを用いて試料液中の被検成分の濃度を電気化学的に測定する方法が知られている。センサとしては、毛細管現象を利用して試料液が試薬層に供給されるように構成されたキャピラリ方式のセンサが広く用いられている。一般に、キャピラリ方式センサは、吸入口を有するキャピラリを有し、このキャピラリ内には、一対の電極およびこれらに積層された試薬層が設けられている。試薬層には、被検成分すなわち定量対象に応じた酸化還元化学物質または酸化還元酵素など、所定の反応系に必要な種々の試薬が含まれている。
【０００３】
このようなセンサを用いて試薬液に含まれる被検成分を定量する際には、例えば、当該センサは定量分析装置にセットされ、センサにおけるキャピラリの吸入口に試料液が供給される。このとき、センサの一対の電極は、定量分析装置に組み込まれた電圧印加手段に電気的に接続されている。試料液は、毛細管現象により、キャピラリ内を移動して試薬層に到達し、試薬層に含まれる酸化還元剤などの試薬を溶解する。これらの試薬の一部は、試料液中の被検成分と特異的に反応する。この後、定量分析装置から試薬層に所定電圧を印加すると、一対の電極間に、被検成分の濃度に応じた電流が流れる。この電流は、定量分析装置により測定される。測定された電流と、予め用意されている検量線や検量式とに基いて、被検成分の濃度が求められる。
【０００４】
例えば、血液中のグルコース濃度を測定する場合には、グルコースオキシダーゼとフェリシアン化カリウムとを含む試薬層を備えたバイオセンサが使用される。この試薬層に血液が導入されると、グルコースオキシダーゼは、グルコースを酸化することによって電子を獲得し、フェリシアン化カリウムは、グルコースオキシダーゼから当該電子を受け取ることによって、フェロシアン化カリウムに還元される。このように、血液中のグルコース濃度に応じたフェロシアン化カリウムが生成される。そして、一対の電極間に所定電圧を印加すると、当該電極間には、フェロシアン化カリウム濃度に応じた電流が流れる。フェロシアン化カリウム濃度は血液中のグルコース濃度に対応しているので、この電流を測定することにより、血液中のグルコース濃度を知ることができる。
【０００５】
センサを用いて試料液中の被検成分の濃度を電気化学的に測定するための従来の定量分析装置としては、使い捨てのセンサを用い、かつポテンシャルステップ法を採用する自動定量分析装置が知られている。このような自動定量分析装置は、一般に、試薬層に試料液が導入されると自動的に測定動作を開始するように構成されている。具体的には、センサを定量分析装置にセットすると、図１０に示すように、センサの一対の電極間に所定の電圧が印加される。センサにおけるキャピラリの吸入口に試料液が供給されると、毛細管現象により試料液が試薬層に導入され、電極間を流れる電流が変化する。この電流の変化により、自動定量分析装置は、試料液が試薬層に導入されたことを検知し、電極間への電圧印加を停止する（時刻ｔ0）。所定時間経過後、自動定量分析装置は、電極間への電圧印加を再開し（時刻ｔ2）、電極間を流れる電流を測定する。次いで、自動定量分析装置は、この測定の結果と、例えば検量線や検量式などから作成したテーブルとに基いて、被検成分の濃度を決定する。
【０００６】
しかし、このような従来の自動定量分析装置は、一対の電極間を流れる電流に基づいては、試薬層に試料液が導入されたかどうかのみを判断し、試薬層に導入された試料液の量を考慮することなく測定を開始する。そのため、従来の自動定量分析装置によると、試料液の不足に起因して被検成分の濃度を誤って導出する場合がある。
【０００７】
例えば、試料液が血液の場合、センサに供給された血液の量が適正であっても、ヘマトクリットや粘性が高いことに起因して、毛細管現象により試薬層に導入される血液の量が不足することがある。センサに供給された血液の量が不足している場合は、ヘマトクリットや粘性が高くなくても、試薬層に到達する血液の量は不足する。これらの場合、上述の従来の自動定量分析装置によると、血液中のグルコース濃度の測定において、許容できない誤差を含む測定結果が導出されてしまうのである。
【０００８】
特表平８−５０２５８９号公報は、テストセルにおける反応領域を流れる電流に対して２つの閾値を設定し、テストセルに供給された試料液の量が充分であるかどうかを認識する方法および装置を開示する。この従来技術において、第１の閾値は、試料液が反応領域に導入されたことを検知するために予め設定されており、より大なる第２の閾値は、この量が測定を続行するにあたり充分な量であるかどうかを検知するために予め設定されている。
【０００９】
この特表平８−５０２５８９号公報は、更に、被検成分濃度に依存して反応領域を流れる電流について、測定される電流値がコットレル式に従っているか否かを判定する方法および装置を開示する。この従来技術においては、測定開始からの複数の時間における電流値の和と、その中の１つの電流値との比が求められる。
【００１０】
同様に、特表平５−５０２７２７号公報も、被検成分濃度に依存して反応領域を流れる電流について、測定される電流値がコットレルの式に従っているか否かを判定する方法を開示する。この従来技術においては、測定開始からの２つの異なる時間における電流値の比が求められる。
【００１１】
本発明は、このような事情の下で考え出されたものであって、被検成分濃度に依存する電流がコットレルの式には従わない場合であっても、測定される電流に基いて、センサにおける試薬層に導入された試料液の状態、特にその不足を適切に検出することができる定量分析方法および定量分析装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【発明の開示】
本発明の第１の側面によると、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層と当該試薬層に電圧を印加するための第1電極および第２電極とを備えるセンサを定量分析装置にセットし、当該センサがセットされてから第１期間だけ第１電極および第２電極の間に電圧を印加し、その後第２期間だけその電圧印加を停止させ、その後の第３期間において第１電極および第２電極の間に再度電圧を印加して第１期間に試薬層に導入された試料液中の被検成分の濃度を電気化学的に測定する定量分析方法が提供される。この方法は、第１期間において、第１電極および第２電極の間を流れる電流を測定する第１の電流測定工程と、第１の電流測定工程において測定された電流に基いて第１のパラメータを導出する第１のパラメータ導出工程と、第１のパラメータ導出工程において得られた第１のパラメータと予め決定されている少なくとも１つの第１定数とに基づいて、試薬層に導入された試料液が不足しているかどうかを判定する第１の判定工程と、第１の判定工程により試料液が不足していると判定されると、その旨を報知して測定を終了する測定終了工程と、第３期間において、第１電極および第２電極の間を流れる電流を測定する第２の電流測定工程と、第２の電流測定工程において測定された電流に基いて第１のパラメータとは異なる第２のパラメータを導出する第２のパラメータ導出工程と、第２のパラメータ導出工程において得られた第２のパラメータと予め決定されている少なくとも１つの第１定数とは異なる第２定数とに基づいて、試薬層に導入された試料液が不足しているかどうかを判定する第２の判定工程と、第２の判定工程により試料液が不足していると判定されると、その旨を報知する報知工程とを含む。
【００１３】
【００１４】
好ましくは、第１のパラメータは、第１電極および第２電極の間を流れる電流の試薬層に試料液が導入されたことが検出された時点の電流値とその所定時間前の時点又は所定時間後の時点における電流値との差分を含む。好ましくは、第１期間における試薬層に導入された試料液が不足しているかどうかの判定処理は、第１の電流測定工程から第１の判定工程までをそれぞれ有する第１の一連の工程と第２の一連の工程とを含み、第１の一連の工程では、第１電極および第２電極の間を流れる電流の試薬層に試料液が導入されたことが検出された時点の電流値とその所定時間前の時点における電流値との第１の差分が第１のパラメータとして導出され、当該第１の差分と第１の第１定数とに基づいて試料液が不足しているかどうかが判定され、第２の一連の工程では、第１電極および第２電極の間を流れる電流の試薬層に試料液が導入されたことが検出された時点の電流値とその所定時間後の時点における電流値との第２の差分が第１のパラメータとして導出され、当該第２の差分と第1の第１定数とは異なる第２の第１定数とに基づいて試料液が不足しているかどうかが判定され、第１の一連の工程において試料液は不足していると判定された場合は、第２の一連の工程が行なわれ、測定終了工程は、第２の一連の工程において試料液は不足していると判定されると、試薬層に導入された試料液は不足している旨を報知して測定を終了する。好ましくは、第２のパラメータは、第１電極および第２電極の間を流れる電流の第１の所定時点における電流値と第２の所定時点における電流値との第１差分により、第１の所定時点から第２の所定時点の間の期間に含まれる第３の所定時点の電流値を除した第１の値と、第４の所定時点における電流値と第５の所定時点における電流値との第２差分により、第４の所定時点から第５の所定時点の間の期間に含まれる第６の所定時点の電流値を除した第２の値との第３差分を含む。
【００１５】
好ましくは、第２の電流測定工程から第２の判定工程までの一連の工程は、第２の判定工程により試料液が不足していると判定される場合には前回とは異なる所定時点及び第２定数に基づいて再度行われ、一連の工程が所定回数行われたときに、第２の判定工程により試料液は不足していると判定された場合に、報知工程は、試薬層に導入された試料液は不足している旨を報知する。
【００１６】
本発明の第２の側面によると、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層と当該試薬層に電圧を印加するための第1電極および第２電極とを備えるセンサを定量分析装置にセットし、当該センサの第１電極および第２電極に電圧を印加して試薬層に導入された試料液中の被検成分の濃度を電気化学的に測定する定量分析方法であって、試薬層に試料液が導入されたことが検出された時点の前後の所定期間において、試料液が不足しているかどうかを判定する第１の判定工程と、第１の判定工程により試料液が不足していると判定されると、試料液が不足しているかどうかを再度判定する第２の判定工程と、第２の判定工程により試料液が不足していると判定されると、その旨を報知して測定を終了する測定終了工程とを含む。
【００１７】
本発明の第３の側面によると、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層と当該試薬層に電圧を印加するための第1電極および第２電極とを備えるセンサを定量分析装置にセットし、当該センサの第１電極および第２電極に電圧を印加して試薬層に導入された試料液中の被検成分の濃度を電気化学的に測定する定量分析方法であって、試薬層に試料液が導入されたことが検出されてからの所定時間後に電圧の印加を停止し、停止から所定時間後に再度電圧を印加している所定期間において、試料液が不足しているかどうかを判定する第１の判定工程と、第１の判定工程により試料液が不足していると判定されると、試料液が不足しているかどうかを再度判定する第２の判定工程と、第２の判定工程により試料液が不足していると判定されると、その旨を報知する報知工程とを含む。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
本発明の第４の側面によると、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層と当該試薬層に電圧を印加するための第１電極および第２電極とを備えるセンサをセットし、当該センサがセットされてから第１期間だけ第１電極および第２電極の間に電圧を印加し、その後第２期間だけその電圧印加を停止させ、その後の第３期間において第１電極および第２電極の間に再度電圧を印加して第１期間に試薬層に導入された試料液中の被検成分の濃度を電気化学的に測定する定量分析装置が提供される。この装置は、第１電極および第２電極の間に電圧を印加する電圧印加手段と、第１期間において、第１電極および第２電極の間を流れる電流を測定する第１の電流測定手段と、第１の電流測定手段により得られる測定結果に基づいて第１のパラメータを導出する第１の演算手段と、第１の演算手段により導出された第１のパラメータと予め決定されている少なくとも１つの第１定数とに基づいて、試薬層に導入された試料液が不足しているかどうかを判定する第１の判定手段と、第１の判定手段により試料液が不足していると判定されると、その旨を報知して測定を終了する測定終了手段と、第３期間において、第１電極および第２電極の間を流れる電流を測定する第２の電流測定手段と、第２の電流測定手段により得られる測定結果に基いて第１のパラメータとは異なる第２のパラメータを導出する第２の演算手段と、第２の演算手段により導出された第２のパラメータと予め決定されている少なくとも１つの第１定数とは異なる第２定数とに基づいて、試薬層に導入された試料液が不足しているかどうかを判定する第２の判定手段と、第２の判定手段により試料液が不足していると判定されると、その旨を報知する報知手段とを備える。
【００２１】
好ましくは、第１のパラメータは、第１電極および第２電極の間を流れる電流の試薬層に試料液が導入されたことが検出された時点の電流値とその所定時間前の時点又は所定時間後の時点における電流値との差分を含む。好ましくは、第１の演算手段が第１電極および第２電極の間を流れる電流の試薬層に試料液が導入されたことが検出された時点の導入電流値とその所定時間前の時点における電流値との第１の差分を第１のパラメータとして導出し、第１の判定手段が当該第１の差分と第１の第１定数とに基づいて試料液が不足していると判定した場合に、第１の演算手段は導入電流値とその所定時間後の時点における電流値との第２の差分を第１のパラメータとして導出し、第１の判定手段が当該第２の差分と第1の第１定数とは異なる第２の第１定数とに基づいて試料液が不足していると判定した場合に、測定終了手段は試薬層に導入された試料液は不足している旨を報知して測定を終了する。好ましくは、第２の演算手段は、第２のパラメータの少なくとも一部として、第１電極および第２電極の間を流れる電流の第１の所定時点における電流値と第２の所定時点における電流値との第１差分により、第１の所定時点から第２の所定時点の間の期間に含まれる第３の所定時点の電流値を除した第１の値と、第４の所定時点における電流値と第５の所定時点における電流値との第２差分により、第流値を除した第２の値との第３差分を導出する。
【００２２】
好ましくは、第２の演算手段により導出された第２のパラメータと第２定数に基づいて、第２の判定手段により試料液が不足していると判定された場合には、第２の演算手段は前回とは異なる所定時点における第２のパラメータを再度導出し、第２の判定手段は当該第２のパラメータと前回とは異なる第２定数とに基づいて再度判定を行い、この第２の演算手段による第２のパラメータの導出と第２の判定手段による判定とが所定回数行われたときに、第２の判定手段により試料液は不足していると判定された場合に、報知手段は、試薬層に導入された試料液は不足している旨を報知する。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
本発明の第５の側面によると、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層と当該試薬層に電圧を印加するための第1電極および第２電極とを備えるセンサをセットし、当該センサの第１電極および第２電極の間に電圧を印加して試薬層に導入された試料液中の被検成分の濃度を電気化学的に測定する定量分析装置が提供される。この装置は、第１電極および第２電極の間に電圧を印加する電圧印加手段と、試薬層に試料液が導入されたことが検出された時点の前後の所定期間において、試料液が不足しているかどうかを判定する第１の判定手段と、第１の判定手段により試料液が不足していると判定されると、試料液が不足しているかどうかを再度判定する第２の判定手段と、第２の判定手段により試料液が不足していると判定されると、その旨を報知して測定を終了する測定終了手段とを備える。
【００２７】
本発明の第６の側面によると、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層と当該試薬層に電圧を印加するための第1電極および第２電極とを備えるセンサをセットし、当該センサの第１電極および第２電極の間に電圧を印加して試薬層に導入された試料液中の被検成分の濃度を電気化学的に測定する定量分析装置が提供される。この装置は、試薬層に試料液が導入されたことが検出されてからの所定時間後に電圧の印加を停止し、停止から所定時間後に再度電圧を印加している所定期間において、試料液が不足しているかどうかを判定する第１の判定手段と、第１の判定手段により試料液が不足していると判定されると、試料液が不足しているかどうかを再度判定する第２の判定手段と、第２の判定手段により試料液が不足していると判定されると、その旨を報知する報知手段とを備える。
【００２８】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２９】
図１は、センサを用いた本発明に係る定量分析装置の概略回路ブロック図である。本実施形態においては、この定量分析装置によって、血液中のグルコース濃度が測定されるものとする。したがって、本実施形態において用いられるセンサ２１は、バイオセンサに分類される。この定量分析装置は、ＣＰＵ（central processing unit）１、ＲＯＭ（read only memory）２、ＲＡＭ（random access memory）３、インターフェイス回路４、電圧供給回路５、電流測定回路６、アナログ／ディジタル変換回路７、センサ検出回路８、温度センサ９、および表示装置１０を備える。ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、およびインターフェイス回路４は、バス線により相互に接続されている。電圧供給回路５、電流測定回路６、アナログ／ディジタル変換回路７、センサ検出回路８、温度センサ９、および表示装置１０は、インターフェイス回路４に接続されている。電圧供給回路５の一対の出力端には、センサ２１が定量分析装置に装着された状態において、センサ２１の測定極２２および対極２３が接続される。
【００３０】
ＣＰＵ１は、定量分析装置の全体を制御する。ＲＯＭ２は、ＣＰＵ１を動作させるためのプログラムやデータなどを記憶している。ＲＡＭ３は、ＣＰＵ１にワーキングエリアを提供し、各種のデータなどを記憶する。インターフェイス回路４は、電圧供給回路５、電流測定回路６、アナログ／ディジタル変換回路７、センサ検出回路８、温度センサ９、および表示装置１０と、ＣＰＵ１との間の通信を制御する。電圧供給回路５は、ＣＰＵ１による制御の下で、センサ２１の測定極２２および対極２３の間に所定の電圧を印加する。電流測定回路６は、測定極２２および対極２３の間を流れる電流、すなわち電圧供給回路５からセンサ２１に供給されている電流を測定し、測定値に応じた電圧を出力する。アナログ／ディジタル変換回路７は、電流測定回路６からのアナログの電圧を、ディジタルデータに変換してインターフェイス回路４へ供給する。センサ検出回路８は、センサ２１が定量分析装置に正しく装着されたことを検出し、検出信号をインターフェイス回路４を介してＣＰＵ１に供給する。温度センサ９は、定量分析装置の雰囲気温度または試料液温度を検出し、検出信号をインターフェイス回路４を介してＣＰＵ１に供給する。表示装置１０は、ＣＰＵ１による制御の下で、グルコース濃度についての測定結果や血液量不足の警告など、各種の情報を表示画面に表示する。
【００３１】
図２は、センサ２１の斜視図である。図３は、センサ２１の分解斜視図である。センサ２１は、基板２４、スペーサ２５、およびカバー２６による積層構造を有する。基板２４は、図中右側に先端部を有し、これとは反対の側に基端部を有する。スペーサ２５およびカバー２６は、基板２４の先端部側に合致した形状を有し、基板２４の基端部を露出させつつ基板２４上に積層されている。
【００３２】
基板２４の先端部付近には、互いに平行な測定極２２および対極２３が形成されている。測定極２２は、導体２７の一端に接続している。導体２７の他端は、基板２４の基端部まで延びて外部に露出している。対極２３は、導体２８の一端に接続している。導体２８の他端は、基板２４の基端部にまで延びて外部に露出している。基板２４上には、スペーサ２５との間において、薄い絶縁層２９が形成されている。絶縁層２９には、測定極２２の一部を露出させるための開口部２９ａ、および、対極２３の一部を露出させるための開口部２９ｂが形成されている。基板２４上には、絶縁膜２９の上方から、測定極２２および対極２３を橋渡すように試薬層３０が設けられている。試薬層３０は、グルコースオキシダーゼおよびフェリシアン化カリウムを含んでいる。図３においては、試薬層３０の下方を描出するため、試薬層３０は半透明の状態で表している。
【００３３】
スペーサ２５は、図中右側の先端部から他端部へ向けて延びるスリットを有する。このスリットは、基板２４およびカバー２６の間において、試料液としての血液を毛細管現象により試薬層３０に導入するためのキャピラリ３１、およびその吸入口３１ａを規定する。カバー２６は、空気孔３２を有する。キャピラリ３１は、空気孔３２を介して、大気と連通している。
【００３４】
図４は、図１に示す定量分析装置による分析動作のフローチャートである。図５は、本分析動作における、測定極２２および対極２３の間に印加される電圧の時間変化、および、当該印加電圧に応じて測定極２２および対極２３の間を流れる電流の時間変化を表す。
【００３５】
ステップＳ１において、ＣＰＵ１は、センサ２１が定量分析装置に適切にセットされたか否かを判断する。具体的には、まず、センサ２１が定量分析装置に適正にセットされると、センサ検出回路８は、それを検出して検出信号をインターフェイス回路４を介してＣＰＵ１に供給する。このとき、ＣＰＵ１は、センサ検出回路８からの検出信号の有無を調べており、検出信号の受信により、センサ２１が適切にセットされていると判断する。
【００３６】
センサ２１が適切にセットされると（Ｓ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２において、ＣＰＵ１は試薬層３０の温度を測定する。具体的には、ＣＰＵ１は、温度センサ９からの検出信号に基づいて定量分析装置の雰囲気温度を調べ、当該温度をＲＡＭ３に記憶させる。ステップＳ１において、センサ２１が適切にセットされていなければ（Ｓ１：ＮＯ）、センサ２１が適切にセットされるまで、ステップＳ１が繰り返される。
【００３７】
次に、ステップＳ３において、ＣＰＵ１はサンプリングを開始する。具体的には、ＣＰＵ１は、電圧供給回路５を制御して、測定極２２および対極２３の間に所定の電圧を印加させる。この電圧は、例えば５００ｍＶである。電圧印加時には、電流測定回路６は、測定極２２および対極２３の間を流れる電流を常時測定し、測定電流に対応する電圧をアナログ／ディジタル変換回路７に供給する。電流測定回路６からの電圧は、アナログ／ディジタル変換回路７によって、所定のサンプリング周波数でサンプリングされて電流データに変換される。ＣＰＵ１は、所定時間毎にアナログ／ディジタル変換回路７からの電流データを取込み、これをＲＡＭ３に記憶させる。
【００３８】
次に、ステップＳ４において、ＣＰＵ１は、試薬層３０に血液が導入されたか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ１は、アナログ／ディジタル変換回路７からの電流データに基づいて、測定極２２および対極２３の間を流れる電流が予め決められた閾値に達したか否かを調べる。試薬層３０に血液が導入されると、試薬層３０における反応により、測定極２２および対極２３の間を流れる電流が変化する。ＣＰＵ１は、この電流の変化を調べるのである。
【００３９】
試薬層３０に血液が導入されると（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１は、ステップＳ５において、第１タイマをスタートさせる。第１タイマは、図５に示すように、時刻ｔ0から時刻ｔ1までの期間、測定極２２および対極２３の間への電圧の印加を継続させるためのタイマである。時刻ｔ0は、試薬層３０に血液が導入された時点を表す。本実施形態において、時刻ｔ0から時刻ｔ1までの時間は、例えば１秒である。このような第１タイマは、図示していないが、所定周波数のクロック信号をカウントするカウンタにより実現されている。ステップＳ４において、試薬層３０に血液が導入されていなければ（Ｓ４：ＮＯ）、試薬層３０に血液が導入されるまでステップＳ４が繰り返される。
【００４０】
次に、ステップＳ６において、ＣＰＵ１は、試薬層３０に導入された血液の量が不足しているか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１は、ＲＡＭ３に蓄積されている電流データを検索し、下記式（１）に基づいて血液量が不足しているか否かを調べる。式（１）において、Ｉ(0.0)は時刻ｔ0における電流データすなわち電流値である。Ｉ(-0.2)は時刻ｔ0よりも０．２秒前における電流データである。ａおよびｂは予め実験的に決められてＲＯＭ２に記憶されている定数である。ＲＯＭ２は、温度に応じた定数ｂの値をテーブル形式で記憶している。ＣＰＵ１は、温度センサ９によって検出された温度データをＲＡＭ３から読み出し、その温度データに基づいてＲＯＭ２のテーブルから定数ｂを読み出す。すなわち、定数ｂは、温度変化に応じて選択的に使用される。ＣＰＵ１は、式（１）が成立する場合に、試薬層３０に導入された血液の量は不足していると判定する。
【００４１】
【数１】
0003972063.tif 000002
【００４２】
ステップＳ６において血液量は不足していると判定された場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ステップＳ７において、ＣＰＵ１は、試薬層３０に導入された血液の量が不足しているか否かを再び判定する。再び判定を行うのは、時刻ｔ0付近においては、測定極２２および対極２３の間を流れる電流が微弱であって不安定であるためである。時刻ｔ0を経過した後も、測定極２２および対極２３の間への電圧印加、および電流測定を継続し、血液量が不足しているか否かを再び判定することによって、判定の正確性が確保される。具体的には、ＣＰＵ１は、ＲＡＭ３に蓄積されている電流データを検索し、下記式（２）に基づいて血液量が不足しているか否かを調べる。式（２）において、Ｉ(0.0)は時刻ｔ0における電流データである。Ｉ(0.2)は時刻ｔ0から０．２秒後における電流データである。そのため、式（２）の演算は、時刻ｔ0から０．２秒後における電流データが取得された後に行われる。ｃおよびｄは予め実験的に決められてＲＯＭ２に記憶されている定数である。ＲＯＭ２は、温度に応じた定数ｄの値をテーブル形式で記憶している。ＣＰＵ１は、温度センサ９によって検出された温度データをＲＡＭ３から読み出し、その温度データに基づいてＲＯＭ２のテーブルから定数ｄを読み出す。すなわち、定数ｄは、温度変化に応じて選択的に使用される。ＣＰＵ１は、式（２）が成立する場合に、試薬層３０に導入された血液の量は不足していると判定する。
【００４３】
【数２】
0003972063.tif 000003
【００４４】
ステップＳ７において血液量は不足していないと判定された場合（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ８において、ＣＰＵ１は、第１タイマがタイムアップしたか否かを判断する。本実施形態では、ＣＰＵ１は、時刻ｔ0から１秒が経過して時刻ｔ1に至ったかどうかを調べる。ステップＳ８において、第１タイマがタイムアップしていなければ（Ｓ８：ＮＯ）、第１タイマがタイムアップするまでステップＳ８が繰り返される。第１タイマがタイムアップすれば（Ｓ８：ＹＥＳ）、ステップＳ９において、ＣＰＵ１は、電圧供給回路５を制御し、測定極２２および対極２３の間への電圧印加を停止させる。
【００４５】
ステップＳ６において血液量は不足していないと判定された場合（Ｓ６：ＮＯ）、ステップＳ７は行われずにステップＳ８が行われる。ステップＳ７において血液量は不足していると判定された場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、ステップＳ１８において、ＣＰＵ１は、血液量が不足している旨の警告を表示装置１０の表示画面に表示させ、処理を終了する。ステップＳ７で試薬層３０に導入された血液の量は不足していると判定された場合、グルコース濃度の測定は行われない。血液量が不足していることに起因してグルコース濃度を正しく測定できない可能性が高いことから、時間の無駄を無くすためである。ステップＳ６およびステップＳ７のいずれにおいても血液量は不足していると判定された場合にのみ、ステップＳ１８において、血液量は不足している旨の警告が表示されることになる。
【００４６】
ステップＳ９において電圧印加が停止された後、ステップＳ１０において、ＣＰＵ１は、第２タイマをスタートさせる。第２タイマは、図５に示すように、時刻ｔ1から時刻ｔ2までの期間、電圧印加の停止を継続させるためのタイマである。本実施形態においては、時刻ｔ1から時刻ｔ2までの時間は、例えば２４秒である。したがって、時刻ｔ0から時刻ｔ2までの時間は２５秒である。第２タイマは、図示していないが、所定周波数のクロック信号をカウントするカウンタにより実現されている。測定極２２および作用極２３の間への電圧印加を停止している２４秒の期間には、試薬層３０における化学反応が進行する。その結果、第２タイマのタイムアップ時には、血液中のグルコース濃度を電気化学的に測定するための準備が整う。
【００４７】
次に、ステップＳ１１において、ＣＰＵ１は、第２タイマがタイムアップしたか否かを判断する。本実施形態では、ＣＰＵ１は、時刻ｔ1から２４秒が経過して時刻ｔ2に至ったかどうかを調べる。ステップＳ１１において、第２タイマがタイムアップしていなければ（Ｓ１１：ＮＯ）、第２タイマがタイムアップするまでステップＳ１１が繰り返される。第２タイマがタイムアップすれば（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、ＣＰＵ１は、電圧供給回路５を制御して、測定極２２および対極２３の間への電圧印加を再開させる。
【００４８】
次に、ステップ１３において、ＣＰＵ１は、試薬層３０に導入された血液の量は不足しているか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１は、ＲＡＭ３に蓄積されている電流データを検索し、下記式（３）に基づいて血液量は不足しているか否かを調べる。式（３）において、Ｉ(25.5)は時刻ｔ0の２５．５秒後における電流データである。ΔＩ(25.5)は、時刻ｔ0の２５．５秒後における電流データから、時刻ｔ0の２６．０秒後における電流データを減算した値である。Ｉ(27.5)は時刻ｔ0の２７．５秒後における電流データである。ΔＩ(27.5)は時刻ｔ0の２７．５秒後における電流データから、時刻ｔ0の２８．０秒後における電流データを減算した値である。そのため、式（３）の演算は、時刻ｔ0から２８．０秒後における電流データが取得された後に行われる。ｅおよびｆは予め実験的に決められてＲＯＭ２に記憶されている定数である。ＲＯＭ２は、温度に応じた定数ｆの値をテーブル形式で記憶している。ＣＰＵ１は、温度センサ９によって検出された温度データをＲＡＭ３から読み出し、その温度データに基づいてＲＯＭ２のテーブルから定数ｆを読み出す。すなわち、定数ｆは、温度変化に応じて選択的に使用される。ＣＰＵ１は、式（３）が成立する場合に、試薬層３０に導入された血液の量は不足していると判定する。
【００４９】
【数３】
0003972063.tif 000004
【００５０】
ステップＳ１３において血液量は不足していると判定された場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１４において、ＣＰＵ１は、試薬層３０に導入された血液の量は不足しているか否かを再び判定する。再び判定を行うのは、血液量が不足していないにも係わらず不足していると誤って判定してしまうのを防止するためである。具体的には、ＣＰＵ１は、ＲＡＭ３に蓄積されている電流データを検索し、下記式（４）に基づいて血液量は不足しているか否かを調べる。式（４）において、Ｉ(27.5)は時刻ｔ0の２７．５秒後における電流データである。ΔＩ(27.5)は、時刻ｔ0の２７．５秒後における電流データから、時刻ｔ0の２８．０秒後における電流データを減算した値である。Ｉ(29.5)は時刻ｔ0の２９．５秒後における電流データである。ΔＩ(29.5)は、時刻ｔ0の２９．５秒後における電流データから、時刻ｔ0の３０．０秒後における電流データを減算した値である。そのため、式（４）の演算は、時刻ｔ0から３０．０秒後における電流データが取得された後に行われる。ｇおよびｈは予め実験的に決められてＲＯＭ２に記憶されている定数である。ＲＯＭ２は、温度に応じた定数ｈの値をテーブル形式で記憶している。ＣＰＵ１は、温度センサ９によって検出された温度データをＲＡＭ３から読み出し、その温度データに基づいてＲＯＭ２のテーブルから定数ｈを読み出す。すなわち、定数ｈは、温度変化に応じて選択的に使用される。ＣＰＵ１は、式（４）が成立する場合に、試薬層３０に導入された血液の量は不足していると判定する。
【００５１】
【数４】
0003972063.tif 000005
【００５２】
ステップＳ１４において血液量は不足していないと判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ステップＳ１５において、ＣＰＵ１は、ＲＡＭ３に蓄積されている電流データに基づいて、試薬層３０に導入された血液中のグルコース濃度を演算する。このときに用いる電流データは、例えば時刻ｔ0から３０秒経過後の電流値である。この演算に際しては、予め実験的に求められた検量線、検量式、或はそれらを利用して作成されたテーブルなどが参照される。この演算に関しては、従来の定量分析装置と同様であるので、詳しい説明を省略する。
【００５３】
ステップＳ１３において血液量は不足していないと判定された場合（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ１４は行われずにステップＳ１５が行われる。ステップＳ１４において、血液量は不足していると判定された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１７において、ＣＰＵ１は、血液量が不足している旨の警告を表示装置１０の表示画面に表示させ、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１３およびステップＳ１４のいずれにおいても試薬層３０に導入された血液の量は不足していると判定された場合にのみ、ステップＳ１７において、血液量が不足している旨の警告が表示されることになる。
【００５４】
次に、ステップＳ１６において、ＣＰＵ１は、演算により求めたグルコース濃度を表示装置１０の表示画面に表示させ、処理を終了する。この時点では、測定極２２および対極２３の間への電圧印加は停止されている。ステップＳ１３およびステップＳ１４のいずれにおいても血液量は不足していると判定されている場合には、ステップＳ１７において、グルコース濃度とともにその旨の警告が表示される。
【００５５】
図６は、ステップＳ９において測定極２２および対極２３の間への電圧印加を停止する前における、測定極２２および対極２３の間を流れる電流の時間的変化の例を表す。図６において、横軸は時間、縦軸は測定極２２および対極２３の間を流れる電流の値を表す。横軸の０は試薬層３０に血液が導入されたことが検知された時刻ｔ0に相当する。グラフＡは、試薬層３０に導入された血液の量が充分な場合の電流変化を示し、グラフＢは、血液量が不充分な場合の電流変化を示している。図６からも明らかなように、血液量が充分な場合と不充分な場合とでは、時刻ｔ0の０．２秒前における電流値Ｉ(-0.2)と、時刻ｔ0の０．２秒後における電流値Ｉ(0.2)とは、互いに相違している。したがって、上述のステップＳ６およびステップＳ７では、実験に基づいて適切に設定された定数ａ，ｂおよび定数ｃ，ｄを使用することにより、式（１）および式（２）によって、試薬層３０に導入された血液の量が不足しているか否かを適確に判定できる。
【００５６】
図７は、ステップＳ１２において測定極２２および対極２３の間への電圧印加を再開した後における、Ｉ／ΔＩの値の時間的変化の例を表す。図７において、横軸は時間、縦軸はＩ／ΔＩを表す。横軸で表される時間は、試薬層３０に血液が導入されたことが検知された時刻ｔ0からの時間に相当する。グラフＣは、試薬層３０に導入された血液の量が充分な場合のＩ／ΔＩの値を示し、グラフＤは、血液量が不充分な場合のＩ／ΔＩの値を示している。Ｉ／ΔＩは、下記式５で表される。式５において、Ｉ(t)は時刻ｔ0からｔ秒経過時における測定極２２および対極２３の間を流れる電流の電流値である。
【００５７】
【数５】
0003972063.tif 000006
【００５８】
図８は、ステップＳ１２において測定極２２および対極２３の間への電圧印加を再開した後におけるＩ／ΔＩの値と、試薬層３０に導入された血液の量との関係の例を表す。図８において、横軸はＩ(27.5)／ΔＩ(27.5)、縦軸はＩ(29.5)／ΔＩ(29.5)を表す。○印は、試薬層３０に導入された血液の量が充分な場合、×印は血液量が不充分な場合を表す。図８から明らかなように、直線Ｅを境界線として、直線Ｅよりも上側では試薬層３０に導入された血液の量は充分であり、直線Ｅよりも下側では血液量は不充分である。横軸をＩ(25.5)／ΔＩ(25.5)、縦軸をＩ(27.5)／ΔＩ(27.5)とした場合も、図８と同様な結果が得られる。したがって、上述のステップＳ１３およびステップＳ１４では、実験に基づいて適切に設定された定数ｅ，ｆおよび定数ｇ，ｈを使用することにより、式（３）および式（４）によって、試薬層３０に導入された血液の量が不足しているか否かを適確に判定できる。
【００５９】
本発明に係る定量分析方法および当該方法を実現するための定量分析装置によると、測定極２２および対極２３の間を流れる電流に基づいて導出されたパラメータを用いて血液量が不足しているか否かが判定される。そのため、その判定結果を利用することにより、センサ２１の試薬層３０に導入された試料液としての血液の不足に起因する誤測定を有効に低減することができる。血液量が不足しているか否かの判定に際して、温度センサ９により検出された温度が考慮されているので、定量分析装置の雰囲気温度の変化による誤判定を防止できる。
【００６０】
試薬層３０への血液導入が検出された時刻ｔ0の後、時刻ｔ1までの例えば１秒間、試薬層３０への所定電圧の印加を継続し、この間に測定された電流に基づいて導出されたパラメータを用いて血液の不足が判定される。そのため、試薬層３０に導入された血液が不足しているか否かを早期に精度良く判定できる。
【００６１】
血液導入の後に試薬層３０における反応を促進するために所定期間にわたって試薬層３０への電圧印加を停止し、その後に測定極２２および対極２３の間に電圧を印加してグルコースの濃度が測定される。そのため、早期に血液の不足を検出して無駄な測定をなくすためには、電圧印加停止期間が始まる前に血液の不足を正確に判定できるのが好ましい。しかしながら、時刻ｔ0の直後までにおいては、測定極２２および対極２３の間を流れる電流は微量であって不安定であるため、従来の定量分析装置のように時刻ｔ0で電圧印加停止期間を開始したのでは、血液量の不足を正確に判定することは困難である。より具体的には、従来、時刻ｔ0においては、試薬層３０に血液が導入されたか否かのみを判定すればよいと考えられており、全分析時間の短時間化に資するべく、判定の閾値が充分に低く設定される傾向にあった。したがって、時刻ｔ0において測定極２２および対極２３の間を流れる電流は極めて小さくしかも不安定であるため、判定閾値に達する以前における電流値のみを用いて血液量の不足を判定した場合、必ずしも正確な判定結果を得ることは困難であった。
【００６２】
これに対し本実施形態においては、測定極２２および対極２３への電圧印加を、時刻ｔ0から有意な時間が経過した時刻ｔ1まで継続し、その間に測定極２２および対極２３の間を流れる電流に基づいて導出されたパラメータを用いて血液の不足を判定することにより、誤判定の防止が図られている。
【００６３】
本実施形態では、ステップＳ６およびステップＳ７の２回の判定、およびステップＳ１３およびステップＳ１４の２回の判定が用意されている。それぞれにおいて２回の判定がともに血液不足を示す場合にのみ、試薬層３０に導入された血液の量が不足していると最終決定される。そのため、測定極２２および対極２３の間を流れる電流の不安定さに起因する、血液不足でないにも係わらず血液不足であると判定する誤判定を良好に防止できる。
【００６４】
本実施形態では、測定極２２および対極２３への電圧印加停止期間の前後において血液不足か否かの判定を行う。したがって、電圧印加停止期間の前における判定により、無駄な測定時間の浪費を良好に防止できる。加えて、電圧印加停止期間の後における判定により、血液不足であるにも係わらず血液不足でないと最終的に判定する誤判定を良好に防止できる。
【００６５】
上述の定量分析装置を用いて次のような条件で実験を行った。
【００６６】
試料液として、血液の代わりに、濃度の異なる３つのグルコース水溶液を用いた。低濃度のグルコース水溶液は、グルコース５４ｍｇ／ｄＬ、安息香酸１ｇ／Ｌ、アシッドレッド０．１ｇ／Ｌを含む。中濃度のグルコース水溶液は、グルコース８６ｍｇ／ｄＬ、安息香酸１ｇ／Ｌ、アシッドレッド０．１ｇ／Ｌを含む。高濃度のグルコース水溶液は、グルコース２８６ｍｇ／ｄＬ、安息香酸１ｇ／Ｌ、アシッドレッド０．１ｇ／Ｌを含む。測定極２２および対極２３の間に印加する電圧の励起パターン、および測定電流に基づいて導出したパラメータ、ならびにそれらのパラメータを用いた判定のための演算式は上記実施形態の通りである。実験に用いたセンサ２１の個数は、低濃度、中濃度、高濃度のグルコース水溶液についてそれぞれ５０個である。それぞれにおいて、５０個のうち２５個には不充分な量のグルコース水溶液を供給し、残りの２５個には充分な量のグルコース水溶液を供給した。ここで、不充分な量とは１．２〜１．５μＬであり、充分な量とは２μＬである。
【００６７】
図９は、このような条件下での実験結果を表す。グルコース濃度の高低に係わらず、不充分量供給時に血液量は不充分であると最終決定される確率は１００パーセントであり、充分量供給時に血液量は不充分であると最終決定される確率は０パーセントであった。グルコース濃度の高低に係わらず、誤判定は発生しなかった。
【００６８】
本発明においては、試薬層３０に導入された血液の量が不足しているか否かを判定するためのパラメータとしては、測定極２２および対極２３の間を流れる電流の電流値Ｉや、所定時間における電流の差分ΔＩに代えて、電流の微分値ｄＩ／ｄｔを用いてもよい。上述の実施形態においては、互いに測定時刻の異なる２つの測定電流に基づいて血液量が不足しているか否かを判定したが、所定時点における１つの測定電流に基づいて判定してもよい。上述の実施形態では、連続的に行われる２回の判定がいずれも血液量不足を示す場合にのみ、血液量は不足していると最終決定したが、１回の判定が血液量不足を示す場合に、血液量は不足していると最終決定してもよい。或は、連続的に行われる３回以上の判定がいずれも血液量不足を示す場合にのみ、血液量は不足していると最終決定してもよい。上述の実施形態では、測定極２２および対極２３の間に対する電圧印加を停止している期間の前および後において、それぞれ血液量が不足しているか否かを判定したが、いずれか一方のみでもよい。上述の実施形態では、電圧印加停止期間の前の時刻ｔ0の前および後において、それぞれ血液量が不足しているか否かを判定したが、いずれか一方のみでもよい。上述の実施形態では、第２タイマの作動中、測定極２２および対極２３の間への電圧印加を停止したが、電極間に実質的に電流が流れない程度の低電圧を印加し続けてもよい。上述の実施形態では、ポテンシャルステップ法を採用したが、本発明はポテンシャルステップ法に限定されるものではない。上述の実施形態では、試料液は血液であって被検成分はグルコースである場合について説明したが、本発明はこれらに限定されない。上述の実施形態では、試料液の不足を検出する例について説明したが、試料液の供給量が充分であるにも係わらず不足が検出される場合は、試料液のヘマトクリットや粘性が高いと判断できるので、本発明によると、ヘマトクリットや粘性などの試料液の状態を検出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、センサを用いた本発明に係る定量分析装置の概略回路ブロック図である。
【図２】  図２は、センサの斜視図である。
【図３】  図３は、図２に示すセンサの分解斜視図である。
【図４】  図４は、図１に示す定量分析装置による分析動作のフローチャートである。
【図５】  図５は、測定極および対極の間に印加される電圧の時間変化、および、測定極および対極の間を流れる電流の時間変化を表す。
【図６】  図６は、測定極および対極の間への電圧印加を停止する前における、測定極および対極の間を流れる電流の時間的変化を表す。
【図７】  図７は、測定極および対極の間への電圧印加を再開した後における、Ｉ／ΔＩの値の時間的変化を表す。
【図８】  図８は、測定極および対極の間への電圧印加を再開した後におけるＩ／ΔＩの値と、試薬層に導入された血液の量との関係を表す。
【図９】  図９は、図１に示す定量分析装置を用いた実験結果を表す。
【図１０】  図１０は、従来の定量分析装置における、印加電圧の時間変化、および、測定電流の時間変化を表す。
【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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