(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に設けられた作用極と対極と第３の電極上に、それぞれの電極を橋絡するように検体液中の測定対象物質と反応する反応層を設け、前記作用極と対極間から得られる前記測定対象物質と反応層との反応にもとづく電流値から前記測定対象物質の含有量を計測し、前記第３の電極と対極間、もしくは前記第３の電極と作用極間で得られる酸化電流値もしくは酸化電流波形の違いにより検体液種を判別することを特徴とするバイオセンサを用いた測定装置。
【請求項２】
判別に用いられる前記酸化電流値は、予め定められた電流値に達した後に定められた時間が経過した時点の電流値であることを特徴とする請求項１に記載のバイオセンサを用いた測定装置。
【請求項３】
絶縁基板上に設けられた作用極と対極と第３の電極上に、それぞれの電極を橋絡するように検体液中の測定対象物質と反応する反応層を設けるとともに、前記作用極と対極と第３の電極とそれぞれ電気的に接続された接続端子を前記絶縁基板上に設けたバイオセンサ。
【請求項４】
前記第３の電極は、作用極および対極に比べ酸化されやすい材料により構成されていることを特徴とする請求項３に記載のバイオセンサ。
【請求項５】
前記第３電極材料の溶解電位が、印加電圧よりも低い材料であることを特徴とする請求項３記載のバイオセンサ。
【請求項６】
前記溶解電位の低い材料が、銀、銅、亜鉛、あるいはそれらを含んだ混合材料であることを特徴とする請求項５に記載ののバイオセンサ。
【請求項７】
絶縁基板上に設けられた作用極と対極と第３の電極上に、それぞれの電極を橋絡するように検体液中の測定対象物質と反応する反応層を設け、前記作用極と対極間から得られる前記測定対象物質と反応層との反応にもとづく電流値から前記測定対象物質の含有量を計測し、前記第３の電極と対極間、もしくは前記第３電極と作用極間で得られる酸化電流値もしくは酸化電流波形の違いにより検体液種を判別するバイオセンサを用いた測定装置に用いられるバイオセンサ専用標準液であって、前記第３の電極の酸化により得られる酸化電流、および酸化電流波形を変化させることを目的として、酸化電流を抑制する物質が配合されていることを特徴とするバイオセンサ専用標準液。
【請求項８】
前記第３電極の酸化により得られる酸化電流を抑制する物質が有機酸であることを特徴とする請求項７に記載のバイオセンサ専用標準液。
【請求項９】
電極の酸化により得られる酸化電流を抑制する物質として配合された有機酸が、安息香酸、クエン酸、サリチル酸、ソルビン酸、デヒドロアセト酸、プロピオン酸であることを特徴とする請求項８記載のバイオセンサ専用標準液。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極式のバイオセンサを用いた測定装置および並びにそれに使用されるバイオセンサおよび標準液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば、糖尿病患者の血糖値診断及び日常管理用として電極式バイオセンサを用いた小型簡易血糖値測定装置が普及されている。図４は、そのグルコースセンサの構造の一例を示す分解斜視図であり、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の絶縁性の基板７上には、スクリーン印刷などによって、銀リード４，５が形成されている。
【０００３】
そして、その銀リード４の先端にはカーボンにより四辺形状の作用極１が形成されており、前記銀リード５の先端には前記作用極１との間に所定の間隙を有して作用極１を囲むように対極２が形成されている。また、銀リード４，５の他端部にはそれぞれ測定時に測定器に接続される端子部４ａ，５ａが形成されている。
このようにして形成された両電極１，２上に、親水性高分子であるＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）層と、酵素としてのＧＯＤ（グルコースオキシダーゼ）とメディエータとしてのフェリシアン化カリウムからなる反応層１２が、前記両電極１，２を橋絡して覆うように形成されている。
さらに、その上から先端に開口９を有する検体供給溝１０が形成されたカバー８により、前記検体供給溝１０の終端部分が前記反応層１２の上に位置するように前記基板７を覆っている。なお、１１は前記検体供給溝１０の終端部に形成された空気孔である。
以上の構成のセンサを測定器に装着し、前記検体供給溝１０の開口９へ測定すべき血液サンプルを触れさせると、検体供給溝１０を通じて毛管現象によって、反応層１２へ一定量（約３μＬ）のサンプルが導入され、所定の反応が起こるよう構成されており、その反応にともなう電流値を端子部４ａ，５ａを介して測定器側で読み取り、その電流値から前記測定対象物質であるグルコースの含有量を計測するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような小型簡易測定装置において、最近では、特に、測定データの管理や加工等、データマネージメントの分野に重点が置かれており、例えば、測定値を測定装置が順次記憶し、経時的な変化、平均値などが容易に確認出来るように構成されている。また、バイオセンサ及び測定装置の精度を維持管理するための方策として、定期的に専用のグルコース標準液を用いて測定し、その精度管理を行うことが行われている。
その結果、専用のグルコース標準液を用いた精度管理のための測定データが、通常検体として用いられる血液での測定データと混同して処理されないように、標準液での測定を行う際には、事前に測定装置上で特定の手動操作を行い、標準液測定モードに切り替えを行うことで、血液測定データと識別する等の工夫がなされている。
しかし、手動による前操作が必要な場合には、人為的な誤操作、操作忘れ等で標準液測定データを血液測定データと誤認識してデータ管理してしまうというような問題があり、特に、目、指先の不自由な糖尿病患者に於いては、前操作をすることなく、検体種を自動的に無操作にて判別できるシステムが望まれていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、人為的な前操作無しに自動的に検体液種を、例えば、標準液と血液を判別し得る測定装置並びにそれに使用されるセンサ及び専用標準液を提供するもので、作用極と対極の他に第３の電極を設け、、標準液をサンプル液として導入した際に、前記第３の電極で得られる酸化電流値、あるいは酸化電流波形が、血液を検体とした場合に比べて顕著に異なることを利用し、判別せんとするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、絶縁基板上に設けられた作用極と対極と第３の電極上に、それぞれの電極を橋絡するように検体液中の測定対象物質と反応する反応層を設け、前記作用極と対極間から得られる前記測定対象物質と反応層との反応にもとづく電流値から前記測定対象物質の含有量を計測し、前記第３の電極と対極間、もしくは前記第３の電極と作用極間で得られる酸化電流値もしくは酸化電流波形の違いにより検体液種を判別することを特徴とするバイオセンサを用いた測定装置であり、検体液導入後、第３の電極と対極間、もしくは第３の電極と作用極間で得られる酸化電流値もしくは酸化電流波形の違いにより検体液種を自動判別するため、人為的な前操作無しに、自動的に検体液種を判別することが可能になる。
【０００７】
本発明の請求項３に記載の発明は、絶縁基板上に設けられた作用極と対極と第３の電極上に、それぞれの電極を橋絡するように検体液中の測定対象物質と反応する反応層を設けるとともに、前記作用極と対極と第３の電極とそれぞれ電気的に接続された接続端子を絶縁基板上に設けたバイオセンサであり、第３の電極と作用極間、あるいは第３の電極と対極間で得られる酸化電流値もしくは酸化電流波形の違いにより検体液種判別が可能になる。
【０００８】
本発明の請求項７に記載の発明は、絶縁基板上に設けられた作用極と対極と第３の電極上に、それぞれの電極を橋絡するように検体液中の測定対象物質と反応する反応層を設け、前記作用極と対極間から得られる前記測定対象物質と反応層との反応にもとづく電流値から前記測定対象物質の含有量を計測し、前記第３の電極と対極間、もしくは前記第３の電極と作用極間で得られる酸化電流値もしくは酸化電流波形の違いにより検体液種を判別するバイオセンサを用いた測定装置に用いられるバイオセンサ専用標準液であって、前記第３の電極の酸化により得られる酸化電流、および酸化電流波形を変化させることを目的として、酸化電流を抑制する物質が配合されていることを特徴とするバイオセンサ専用標準液であり、この専用標準液を導入した際に、バイオセンサの第３の電極から発生する酸化電流値もしくは酸化電流波形が血液を測定した場合に比べ、顕著に異なる事を利用し、検体液種の判別が可能になるという作用を有する。
【０００９】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態おけるグルコースセンサの構造を示す分解斜視図であり、図４に示す従来のセンサと同様の構成部分については同一符号を付している。従来のセンサと異なる点は、銀リード４，５の他にさらに銀リード６が設けられており、その銀リード６の先端には検体液種判別用の第３の電極３が、前記作用極１、対極２の近傍で空気孔１１側に配置されており、その他端には接続端子部６ａが形成されている。そして前記第３の電極３の上にも前記反応層１２が設けられている点である。この第３の電極３の配置は、測定検体と接触する位置であればどの位置に配置しても良く、また、第３の電極３は、前記作用電極１，対極２に比べ酸化されやすい材質とし、ここでは、銀電極を用いている。
【００１０】
そして、検体供給溝１０の開口９へサンプルを触れさせると、毛管現象によって、反応層１２および電極部へ一定量（約３μＬ）のサンプルが導入されるようになっており、サンプルの吸引は、第３の電極３まで到達して止まる。
【００１１】
一方、センサに対して測定器としては、図２に示されるものが使用されており、センサ１３が装着されると、測定器の電源がオンし、作用極１と第３電極３間、あるいは対極２と第３の電極３間に０．５Ｖの電圧が印加された待機状態となる。何れの場合も、第３電極３に０．５Ｖ印加された状態とする。なお、この印加電圧に関しては用いた第３電極３の材質により異なる。センサ１３にサンプルが導入された直後に第３電極３で測定される酸化電流が（０．３μＡ／０．５秒）以上になった以降、一旦、センサへの電圧の印加は停止され、ある所定の間、反応が培養される。そして電圧を再印加し血糖値に対応した電流値が測定される。この際の電圧は、作用極１と対極２間、あるいは作用極１と対極２、および第３電極３間へ０．５Ｖ印加した状態にて作用極１で得られる電流値を測定する。次に、専用標準液について述べる。一定量のグルコースを含有する従来の標準液中に、さらに酸化電流を抑制する物質を配合したことを特徴としている。
ここでは酸化電流抑制物質として安息香酸を重量比で０．１％配合した。配合する安息香酸の重量比は０．０１％以上あれば同様の作用を有する。なお、以上の説明では酸化電流抑制物質として、安息香酸を用いた例で説明したが、その他のクエン酸、サリチル酸、ソルビン酸、デヒドロアセト酸、プロピオン酸であれば、同様の効果が得られることが確認されている。
【００１２】
最後に、図３に示した酸化電流波形を測定した際に行った測定方法を記載する。第３の電極３には、対極２を基準にして０．５Ｖの電圧を印加し、測定検体が導入されるまで待機する。印加電圧の大きさは、第３の電極３の材質により異なる。
測定検体として、標準液が検体供給口１０から導入され、第３の電極３まで到達すると、第３の電極３より、酸化電流が発生する。この酸化電流は、図３（ａ）に示す通常の血液測定時の電流波形に比べ、標準液中の安息香酸の効果により抑制される為、図３（ｂ）に示すように顕著に小さくなる。なお、酸化電流は基質であるグルコース濃度の影響により変動するため、再印加後の電流値と、酸化電流値との比較を行うことで更に精度の高い判別が可能となる。
【００１３】
次に本発明の具体例を説明する。
【００１４】
測定サンプルとして血液試料は３種類のグルコース濃度、標準液試料は３種類のグルコース濃度の計６種類とした。それぞれ、５０・２００・６００ｍｇ／ｄｌのグルコース濃度とする。そして標準液中には安息香酸を重量比で０．１％配合されている。これら６種類のサンプルについて、それぞれ図３に示すように変化する酸化電流波形が測定された。ここでは、作用極１と、第３の電極３間に０．５Ｖ印加した場合に第３の電極３より得られる電流値を測定した。測定は０．５秒毎に行い、０．５秒間の電流上昇が０．３μＡ以上に達した時点から１秒後の電流値を酸化電流として測定した。上記６種類のサンプルの測定結果は、（表１）の通りである。
【００１５】
【表１】
0003982133.tif 000002
【００１６】
これらの結果より、標準液の酸化電流は全血試料の酸化電流に比べて顕著に小さいことから、次に示す判別域を設定した。
１）酸化電流値≧３μＡのときは、血液試料
２）酸化電流値＜３μＡのときは、標準液試料
この判別を測定器に自動で行わせ、再印加後の電流値を表示、保管する際に、全血試料と標準液試料を区別するように事前にプログラムしておけば、全自動で、標準液試料測定データを区別して保存管理可能となる。
【００１７】
なお、以上の説明はグルコースセンサを例に挙げたが、コレステロール、乳酸など、簡易型電極バイオセンサ用の測定器、センサ、標準液であれば同様の効果が得られる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、人為的な前操作無く、第３電極３から発生する電流値、もしくは電流波形を解析することにより、検体液種を自動的に判別出来るため、測定データの管理が簡単に、より確実に行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるグルコースセンサの分解斜視図
【図２】本発明の一実施形態におけるグルコース測定器の斜視図
【図３】本発明の一実施形態における酸化電流波形を示す図
【図４】従来グルコースセンサの分解斜視図
【符号の説明】
１  作用極
２  対極
３  第３の電極
４ａ  作用極接続端子
５ａ  対極接続端子
６ａ  第３電極接続端子
７  絶縁性基板
８  上カバー
９  開口
１０  検体供給溝
１１  空気孔
１２  反応層
１３  グルコースセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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