專利名稱：生物傳感器、生物傳感器用測量裝置及基質(zhì)的定量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定量包含在試樣液中的基質(zhì)的生物傳感器和該生物傳感器用測量裝置，特別是提供一種新的能減少生物傳感器測量誤差的定量方法。
提出了關(guān)于這種生物傳感器的各種各樣的形態(tài)。這里、下面說明現(xiàn)有的生物傳感器生物傳感器Z。

圖16(a)是生物傳感器Z的分解立體圖，圖16(b)示出形成在生物傳感器Z的前端上的電極部的構(gòu)成圖。參照圖16(b)說明在這種結(jié)構(gòu)的生物傳感器Z中試樣液的基質(zhì)的定量方法。
首先，將生物傳感器Z插入測量裝置，由該測量裝置在對電極1103a和測量電極1103b間施加一定電壓、在這樣的狀態(tài)下，將試樣液供給到試樣供給路的入口1106b。由毛細(xì)管現(xiàn)象試樣液被吸引到試樣供給路的內(nèi)部，通過在其入口1106b附近的對電極1103a、到達(dá)測量電極1103b、開始溶解試藥層1105。這時，測量裝置檢測產(chǎn)生在對電極1103a、測量電極1103b間的電氣變化，開始定量工作。這樣來定量試樣液的基質(zhì)含量。
具體的說，擔(dān)當(dāng)試藥層的氧化還原酶和電子受容體溶解在試樣液中，和試樣液的基質(zhì)間進(jìn)行酶反應(yīng)、電子受容體被還原。反應(yīng)終了后、將該被還原的電子受容體電化學(xué)氧化，從這時得到的氧化電流值測量試樣液中的基質(zhì)濃度。
但是，現(xiàn)有的生物傳感器Z存在需要解決的課題。特別是當(dāng)檢測試藥層1105中的電氣變化時，各種各樣的因素影響測量裝置的測量精度·靈敏度這樣的課題。
第1是因用戶的誤操作引起的問題。例如、希望能夠得到能回避因①用戶一旦將試樣液供給到試樣供給路后、在測量裝置定量完了之前，進(jìn)一步補足供給試樣液、②使用已經(jīng)用過的生物傳感器試圖再定量分析、③將試樣液供給到錯誤的地方、④將生物傳感器以錯誤的方向插入到測量裝置上、⑤不能將試樣液很好的點著在試樣供給路的入口上，由于試樣液附著在它的周圍、不能將試樣液導(dǎo)入到試樣供給路中等，影響測量精度的這些用戶操作錯誤的方法。特別是能夠回避高齡用戶的誤操作的方法。
第2是因測量對象物的特性引起的問題。例如，用生物傳感器定量分析從人體攝取的血液中的葡萄糖濃度的情況下，血液的粘度有時影響測量精度。一般說，作為血液粘性的指標(biāo)我們知道有血細(xì)胞比容。血細(xì)胞比容是紅血球占血液中的容積比(％)。一般說，不貧血的人血液中水分是50～60％、紅血球占40～50％。因慢性腎衰竭成為腎性貧血時血細(xì)胞比容下降，也有下降到15％以下的情況。為了進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹委熖幹?、抑制血液的血?xì)胞比容的影響有必要正確的測量血液中的葡萄糖濃度，例如糖尿病患者就需要正確的測量血液中的葡萄糖濃度。
第3是測量時涉及的環(huán)境溫度影響引起的問題?，F(xiàn)在，普及的生物傳感器用測量裝置已小型化到用戶可攜帶的程度。因此，當(dāng)用戶從屋外移動到屋內(nèi)后立即進(jìn)行測試的情況下等，有時會在測量裝置內(nèi)的溫度沒有穩(wěn)定之前就開始測量。因激烈的溫度變化影響與基質(zhì)濃度對應(yīng)的氧化電流值、測量精度變壞。還有，用戶自身的手等的體溫傳導(dǎo)到測量裝置，因體溫引起的溫度變化也影響測量精度。
如上所述，本發(fā)明的目的是提供一種用戶操作容易、測量精度良好的生物傳感器、使用生物傳感器的定量分析方法及測量裝置。
在所述絕緣基板的至少一部分上形成導(dǎo)電層、所述導(dǎo)電層由狹縫分割形成所述對電極和測量電極、也可以進(jìn)一步根據(jù)需要形成檢測電極。
還有，本發(fā)明的第2形態(tài)是一種生物傳感器用測量裝置，它是具有將在絕緣基板上形成了至少一對電極的生物傳感器裝卸自如支持的支持部、與該電極分別電氣連接的多個連接端子和通過該連接端子在該電極上分別施加電壓的驅(qū)動電源，定量分析包含在供給向該生物傳感器上的試樣液中的基質(zhì)的生物傳感器用測量裝置；所述測量裝置具備只有當(dāng)所述生物傳感器按規(guī)定方向插入到所述支持部上的情況下才與生物傳感器的電極中的任何一個連接的第1連接端子和第2連接端子；由所述驅(qū)動電源分別向第1連接端子和第2連接端子施加電壓，檢測所述第1連接端子、第2連接端子間是否導(dǎo)通。
在檢測不到所述第1連接端子、第2連接端子間導(dǎo)通的情況下，所述測量裝置可以判斷所述生物傳感器沒有插入到規(guī)定的方向。
在判斷所述生物傳感器沒有插入到規(guī)定方向的情況下，所述測量裝置也可以進(jìn)一步具備將判斷結(jié)果向外部輸出的輸出部。
還有，本發(fā)明的第3形態(tài)是一種基質(zhì)定量方法，它是一種將生物傳感器插入到測量裝置上定量分析包含在該試樣液中的基質(zhì)的基質(zhì)定量方法，生物傳感器具有在絕緣基板的至少一部分上形成包含對電極、測量電極及檢測電極的電極部、將試樣液供給到該電極部的試樣供給路、與通過該試樣供給路供給的試樣液反應(yīng)的試藥層；測量裝置具有裝卸自如的支持生物傳感器的支持部和為向該電極部施加電壓的連接端子及驅(qū)動電源，在所述生物傳感器插入到所述測量裝置的支持部的情況下，所述對電極及所述測量電極的第1組、所述測量電極或者對電極和所述檢測電極的第2組由所述驅(qū)動電源分別施加電壓。
在所述生物傳感器上沿試樣供給路從試樣供給口向試樣的流動方向、形成對電極、測量電極及檢測電極，其中檢測電極形成在最下游側(cè)，由判別從所述電極部的所述第1組、第2組輸出的電流是否超過規(guī)定的閾值，判別是否供給了對測量必要的充足量的試樣液。
從所述第1組來的電流超過所述規(guī)定的閾值后、在規(guī)定的經(jīng)過時間內(nèi)從所述第2組來的電流沒有超過規(guī)定的閾值電流的情況下，可以判斷試樣液不足。
在判斷試樣液不足的情況下，也可以由測量裝置向外部輸出它的信息。
從所述第1組來的電流超過所述規(guī)定的閾值后、在規(guī)定的經(jīng)過時間內(nèi)從所述第2組來的電流沒有超過規(guī)定的閾值的情況下，為了測量者再度追加供給試樣液的作業(yè)，測量步驟也可以暫時待機(jī)。
在本所述生物傳感器的試樣供給路上、從試樣供給口向試樣的流動方向、形成對電極、測量電極及檢測電極，其中檢測電極在最下游側(cè)，與此同時，在所述檢測電極的更下游側(cè)上具備為促使試樣液流通的排氣口，當(dāng)從所述第2組來的電流比所述第1組還先的超過所述規(guī)定的閾值的情況，在規(guī)定的經(jīng)過時間內(nèi)從所述第1組來的電流沒有超過規(guī)定的閾值時，也可以判定試樣液被錯誤的從排氣口吸入。
在檢測出所述第1組來的電流超過規(guī)定的閾值后，根據(jù)從所述第2組來的電流超過規(guī)定的閾值的經(jīng)過時間，也可以修正與由所述電極部檢測的電流對應(yīng)的基質(zhì)的定量值。
所述測量裝置進(jìn)一步具備存儲顯示由所述生物傳感器檢測的電流和所述試樣液中包含的基質(zhì)的含有量對應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)的存儲部。
也可以由參照所述存儲部存儲的檢測數(shù)據(jù)、決定與所述檢測電流對應(yīng)的基質(zhì)的定量值。
在將試樣液供給試樣供給路后，在將試樣液和試藥層經(jīng)一定時間培養(yǎng)后定量基質(zhì)時，在檢測所述第1組來的電流超過規(guī)定的閾值后，根據(jù)從所述第2組來的電流到超過規(guī)定的閾值的經(jīng)過時間，也可以變更所述培養(yǎng)時間。
在所述第1組、第2組的任何一組中，也可以隔一定時間切換電壓的施加處。
本發(fā)明的第4形態(tài)是基質(zhì)的定量方法，它具有生物傳感器、測量試樣和測量裝置，生物傳感器具有和測量試樣中的基質(zhì)發(fā)生特異反應(yīng)的試藥層，測量裝置從與所述試藥層的試藥反應(yīng)的試樣求出包含在所述測量試樣中的基質(zhì)量，所述測量裝置具備溫度測量部和溫度修正數(shù)據(jù)存儲部，溫度測量部測量所述測量試樣液和所述試藥層進(jìn)行反應(yīng)時的溫度，溫度修正數(shù)據(jù)存儲部具有因溫度區(qū)域不同的數(shù)個測量值修正表，選擇與所述溫度測量部測量的溫度相應(yīng)的修正表、算出與所述基質(zhì)的測量值對應(yīng)的修正值，進(jìn)行修正。
所述生物傳感器具有形成在絕緣基板的至少一部分上的包含對電極、測量電極的電極部，而且，所述測量裝置也可以作為在所述電極部上施加電壓、檢測從電極輸出的電流的測量裝置。
本發(fā)明的第5形態(tài)是由測量裝置測量包含在供給生物傳感器的試樣液中的基質(zhì)的定量方法，所述測量裝置具備測量裝置內(nèi)的溫度的溫度測量部，從在所述基質(zhì)測量前先得到的溫度和所述基質(zhì)定量時的溫度檢測出溫度的變化，根據(jù)該溫度變化判定是否進(jìn)行所述基質(zhì)的測量。
檢測在基質(zhì)測量前得到的溫度和在所述基質(zhì)測量時的溫度的溫度變化，當(dāng)該溫度變化超過規(guī)定的閾值的情況下，也可以中止所述基質(zhì)的測量。
基質(zhì)測量前的溫度測量也可以斷續(xù)的進(jìn)行。
本發(fā)明的第6形態(tài)是使用生物傳感器和測量裝置，生物傳感器具有形成在絕緣基板的至少一部分上的包含對電極、測量電極的電極部和與供給該電極部的試樣液反應(yīng)的試藥層，測量裝置具有裝卸自如的支持所述生物傳感器的支持部和為向該電極部的各電極施加電壓的連接端子及驅(qū)動電源，它是由該驅(qū)動電源在所述電極部上施加電壓、檢測輸出的電流，定量分析包含在該試樣液中的基質(zhì)的基質(zhì)定量方法，所述測量裝置在被所述支持部支持的所述生物傳感器的電極部上第1期間施加第1電位，在所述第1期間把所述第1電位施加到所述電極部上后，在待機(jī)期間停止所述第1電位的施加，經(jīng)過所述的待機(jī)期間后，在所述電極部上第2期間施加第2電位，由測量輸出的電流來定量基質(zhì)，所述第1電位比所述第2電位大。
本發(fā)明的第7形態(tài)由2枚基板的粘合、構(gòu)成在所述基板間采取試樣液的試樣供給路，在其試樣供給路上將設(shè)在所述兩基板端部的開口作為入口，能將所述試樣液導(dǎo)入那樣的構(gòu)成生物傳感器，其特征是構(gòu)成所述入口的兩基板的端部在從所述生物傳感器的平面視看，位于相互不同的位置上。
圖2是與本發(fā)明第1實施方式相關(guān)的生物傳感器的分解立體圖。
圖3示出與同實施方式相關(guān)的有無狹縫形成的生物傳感器的識別部的組合。
圖4是與同實施方式相關(guān)的生物傳感器和測量裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖5示出定量試樣液的基質(zhì)含有量時的生物傳感器及測量裝置的處理流程圖。
圖6示出定量試樣液的基質(zhì)含有量時的生物傳感器及測量裝置的處理流程圖。
圖7示出定量試樣液的基質(zhì)含有量時的生物傳感器及測量裝置的處理流程圖。
圖8是示出對測量的基質(zhì)量進(jìn)行修正的比例的修正率和延遲時間的關(guān)系的圖。
圖9示出預(yù)備測量處理的剖面圖。
圖10示出血液的粘性、反應(yīng)試藥層和血液的反應(yīng)時間及測量靈敏度的關(guān)系圖。
圖11是示出現(xiàn)有的方法和本預(yù)備測量處理的葡萄糖濃度(mg/dl)的測量結(jié)果的圖。
圖12示出測量線數(shù)據(jù)CA的一個例子。
圖13示出溫度修正表的一個例子。
圖14是示出每個基質(zhì)濃度的測量溫度和測量偏差的關(guān)系的圖。
圖15是示出在測量裝置中的溫度變化的圖。
圖16是示出現(xiàn)有的生物傳感器的分解立體圖。
圖17示出本發(fā)明第2實施方式中生物傳感器的分解立體圖及剖面圖。
圖18是示出同生物傳感器的試樣供給路的放大俯視圖。
圖19是示出同生物傳感器的其它例子的分解立體圖及剖面圖。
圖20是示出同生物傳感器的試樣供給路的放大俯視圖。
圖21是示出同生物傳感器的血液吸引試驗方法的說明圖。
圖22是示出同生物傳感器的血液吸引試驗方法的其它例子的說明圖。
附圖的參考符號一覽表1-生物傳感器系統(tǒng)，2-支持部，10-測量裝置，11-顯示部，12～17-連接器，18～22-開關(guān)，23-電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，24-A/D轉(zhuǎn)換電路，25-CPU，26-溫度測量部，27-開關(guān)，28-溫度測量部，29-開關(guān)，30-生物傳感器，30a-試樣點著部，31-絕緣性基板，32-絕緣性基板，33-空氣孔，34-隔片，35-試樣供給路，36-試藥層，37-對電極，38-測量電極，39-檢測電極，40、41a～41h-狹縫，42-識別部，43、44-修正部，51-第1絕緣性基板，52-測量電極，53-對電極，54-檢測電極，55-試藥層，56-隔片，57-試樣供給路，58-第2絕緣性基板，59-空氣孔，60～62-引線部，63a、63b-交點，64a、64b-交點，1101、絕緣性基板，1102a-對電極用引線，1102b-測量電極用引線，1103a-對電極，1103b-測量電極，1104-感光膠，1105-試藥層，1106-隔片，1106a-試樣供給路，1106b-試樣供給路的入口，1107-外罩，1107a-空氣孔。
(實施方式1)以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的一實施方式。
圖1示出與本發(fā)明實施方式相關(guān)的生物傳感器系統(tǒng)1。生物傳感器系統(tǒng)1具有生物傳感器30和將生物傳感器30自如安裝、卸開的測量裝置10。由測量裝置10能夠定量點著在位于生物傳感器30前端部的試樣點著部30a上的試樣中包含的基質(zhì)的量。
測量裝置10具有將生物傳感器30自如安裝、卸開的支持部2和顯示包含在點著到生物傳感器30的試樣點著部30a上的試樣液中的基質(zhì)的定量結(jié)果的顯示部11。
為了用本生物傳感器系統(tǒng)1定量試樣液中的基質(zhì)含量，首先，用戶將生物傳感器30插入到測量裝置10上后，由測量裝置10在后述的生物傳感器30的電極上施加一定的電壓、在這樣的狀態(tài)下將試樣液供給到試樣點著部30a上。點著的試樣液被吸收到生物傳感器30的內(nèi)部開始溶解試藥層。測量裝置10檢測產(chǎn)生在生物傳感器30電極間的電氣變化開始進(jìn)行定量工作。
這里，與本實施方式相關(guān)的生物傳感器系統(tǒng)1特別適宜于作為試樣液的人體的血液、還有，作為基質(zhì)有包含在血液中的葡萄糖、乳酸、膽固醇的含有量的定量。人體的體液中含有的基質(zhì)的定量對特定的生理異常的診斷和治療是非常重要的。特別是，對于糖尿病患者需要頻繁的把握血液中的葡萄糖濃度。
此外，雖然在以下的說明中，將公布關(guān)于包含在人體血液中的葡萄糖的定量，但是，當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)拿福緦嵤┓绞降纳飩鞲衅飨到y(tǒng)也能夠用于定量乳酸、膽固醇等其它的基質(zhì)。
其次，用圖2說明構(gòu)成生物傳感器30的部件。圖2是生物傳感器30的分解立體圖。31是由聚對苯二甲酸乙二脂等組成的絕緣性基板(以下，簡單的稱為「基板」)，在基板31的表面上由網(wǎng)格印刷法、濺射法形成由金、鈀等貴金屬及碳等電氣傳導(dǎo)性物質(zhì)組成的導(dǎo)電層。導(dǎo)電層形成在基板31的全面上或者至少一部分上。32是在中央部設(shè)有空氣孔33的絕緣性基板、將有缺口的隔片34夾在基板32和基板31之間、和基板31一體化配置。
在基板31上由多個狹縫分割導(dǎo)電層形成對電極37、測量電極38及檢測電極39。詳細(xì)的說，形成在對電極上的略圓弧狀的狹縫40、形成在與基板31側(cè)面垂直方向上的41a、41c及形成在與基板31平行方向上的狹縫41b、41d、41f及具有V字型形狀的狹縫41e將導(dǎo)電層分割形成對電極37、測量電極38及檢測電極39。此外，各電極也可以形成在基板31的至少一部分上，還有，測量裝置10和各電極的連接也可以是導(dǎo)線。
隔片34配置的覆蓋基板31上的對電極37、測量電極38及檢測電極39，由設(shè)在隔片34的前緣中央的長方形缺口部形成試樣供給路35。還有，30a是試樣供給路的入口，點著在入口30a的試樣液由毛細(xì)管現(xiàn)象被吸引向略水平方向的(圖2中的箭頭AR方向)空氣孔33。
36是從隔片34的缺口部露出的在對電極37、測量電極38及檢測電極39上涂敷含有酶、電子受容體、氨基酸及乙二醇等試藥形成的試藥層。
這里，作為酶能夠使用葡萄糖氧化酶、丙醇酸酯氧化酶、膽固醇氧化酶、膽固醇酯酶、尿酸酶、抗壞血酸氧化酶、膽紅素氧化酶、葡萄糖脫氫酶、丙醇酸酯脫氫酶等。
作為電子受容體最好使用鐵氰化鉀，除鐵氰化鉀外還能夠使用對苯醌及其衍生物、吩嗪對甲氨基酚硫酸鹽、亞甲藍(lán)、二茂鐵及其衍生物等。
與本實施方式相關(guān)的生物傳感器系統(tǒng)1的情況下，為了測量人體血液中的葡萄糖濃度作為擔(dān)當(dāng)試藥層36的氧化還原酶用的是葡萄糖氧化酶，作為電子受容體用的是鐵氰化鉀。
該氧化還原酶和電子受容體溶解在被吸引在試樣供給路的試樣液(在本實施方式的情況下，是從人體攝取的血液)中，在與試樣液中的基質(zhì)葡萄糖之間進(jìn)行酶反應(yīng)、電子受容體被還原生成亞鐵氰化物(在本實施方式的情況下是鐵氰化鉀)。反應(yīng)結(jié)束后，將該被還原的電子受容體電化學(xué)氧化，從這時得到的電流測量試樣液中的葡萄糖濃度。這樣一系列的反應(yīng)主要是在從狹縫40經(jīng)過狹縫41e到檢測電極39的區(qū)域上進(jìn)行的，由對電極37、測量電極38及檢測電極39能夠讀取伴隨電氣化學(xué)變化的電流。
還有，42是為了由測量裝置10識別因生物傳感器30的種類和制造單位不同輸出特性不同的識別部。在與對電極37、檢測電極39的識別部42該的部分上、由形成圖2那樣的狹縫41g、41h的組合，能夠識別因測量裝置10的電氣的輸出特性的差異。
圖3示出因狹縫41g、41h有無形成的生物傳感器30的識別部42的組合。在圖3中作為一個例子示出了7類的組合。
例如，圖3(a)是以膽固醇為定量對象情況下的生物傳感器30的識別部42。這種情況下，沒有設(shè)置狹縫41g、41h。
圖3(b)、(c)、(d)是以乳酸為定量對象情況下的生物傳感器30的識別部42。在圖3(b)中，僅僅在對電極37上設(shè)有狹縫41h，形成了修正部43。在圖3(c)中僅僅在檢測電極39上設(shè)有狹縫41g，形成修正部44。在圖3(d)中在對電極37、檢測電極39上分別設(shè)有狹縫41h、41g，形成修正部43、44。進(jìn)一步，圖3(e)、(f)、(g)是以葡萄糖為測量對象情況下的生物傳感器30的識別部42。在圖3(e)中，僅僅在檢測電極39上設(shè)有狹縫41g，同時、狹縫41d僅僅形成到狹縫41g為止。為此，修正部44和測量電極38一體化形成。在圖3(f)中，在圖3(e)的狀態(tài)上更進(jìn)一步形成狹縫41h形成修正部43。在圖3(g)中，在圖3(f)的狀態(tài)上狹縫41f僅僅形成到狹縫41h為止。為此一體化形成修正部43、44及測量電極38。
這樣，由變更識別部42的狹縫圖形，能夠變更和各電極的導(dǎo)通部分的面積。由此，能夠由測量裝置10識別生物傳感器30的輸出特性(葡萄糖、膽固醇、乳酸濃度)的不同、因制造單位的制造誤差，由切換適于基質(zhì)濃度測量的數(shù)據(jù)、控制程序能夠正確的求出測量值。因為沒有必要象現(xiàn)有方法那樣，用戶使用校正芯片等輸入修正數(shù)據(jù)，能夠防止令人心煩的操作錯誤。此外，在本實施方式中就3個電極的生物傳感器進(jìn)行了說明，電極數(shù)是3個以外的情況下也能夠適當(dāng)變更，至少有一對電極就可以。還有，狹縫的形成圖形也可以使用圖3所述以外的圖形。
下面，詳細(xì)說明測量裝置10的結(jié)構(gòu)。圖4示出生物傳感器30(仰視圖)和測量裝置10的結(jié)構(gòu)。在生物傳感器30上沿試樣供給路35從試樣點著點30a向試樣流動方向形成對電極37、測量電極38及檢測電極39，檢測電極39形成在最下側(cè)。此外，也可以交換對電極37、測量電極38的配置順序。還有，通過狹縫41c、41e在測量電極38和檢測電極39之間設(shè)置規(guī)定的距離，由伴隨基質(zhì)的電氣變化產(chǎn)生的電流變化的情況，能夠判別是否確實且吸收了足夠量的試樣液。
還有，在測量裝置10中，12、13、14、15、16、17是分別對應(yīng)連接將生物傳感器30的識別部42分成6個區(qū)域A、B、C、D、E、F的連接器。區(qū)域A、B、C、D、E、F與狹縫41d、f及狹縫41g、h對應(yīng)區(qū)分的。區(qū)域A與測量電極38對應(yīng)，區(qū)域C與檢測電極39對應(yīng)，區(qū)域E與對電極37對應(yīng)。區(qū)域B和區(qū)域A一體形成，區(qū)域D、F分別對應(yīng)圖3的修正部43、44。還有，18、19、20、21、22是設(shè)在各連接器13、14、15、16、17和地(是定電位的意思，也可以不是必須為0。在以下本說明書中相同)間的開關(guān)。在該地中，施加在各電極上的電壓能夠可變控制。各連接器13、14、15、16、17與地并聯(lián)連接，由各開關(guān)18～22的開·關(guān)控制從連接器13～17中選擇必要的連接器在測量時使用。
23連接連接器12、它是將流經(jīng)測量電極38和其它電極間的電流變換成電壓輸出的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，24與電流/電壓轉(zhuǎn)換電路23連接、是將從電流/電壓轉(zhuǎn)換電路23來的電壓值轉(zhuǎn)換成脈沖的A/D轉(zhuǎn)換電路，25控制各開關(guān)的開·關(guān)、是基于從A/D轉(zhuǎn)換電路24來的脈沖算出試樣液的基質(zhì)含有量的CPU，11是顯示由CPU算出的測量值的LCD(液晶顯示器輸出部)。還有，26、28是測量測量裝置10內(nèi)的溫度的溫度測量部。各溫度測量部26、28的一方與地連接、另一方通過開關(guān)27、29并聯(lián)連接在連接器12和電流/電壓轉(zhuǎn)換電路23之間。
在與本實施方式相關(guān)的測量裝置10中，用由電流/電壓轉(zhuǎn)換電路23將流經(jīng)生物傳感器30的各電極間的電流轉(zhuǎn)換成電壓值(mV)，檢測各電極間的電流的變化。就是說，電壓值成為表示各電極間電流大小的指標(biāo)。
以下，用圖5～圖7說明當(dāng)用與本發(fā)明的實施方式相關(guān)的生物傳感器30的定量方法定量試樣液的基質(zhì)含有量時，生物傳感器30及測量裝置10的工作。
首先，判別生物傳感器30是否確實的插入到測量裝置10的支持部2了(步驟S1)。具體的說，由圖4的連接器內(nèi)的開關(guān)(圖中未示出)判別生物傳感器30是否已經(jīng)插入了。在生物傳感器30已插入的情況下(步驟S1；Yes)，接著進(jìn)行區(qū)域A、B間(測量電極38)導(dǎo)通檢測(步驟S2)。如圖3所示那樣，在測量電極38上沒有設(shè)置象狹縫41h、g那樣將一個電極絕緣的狹縫。由于在測量電極38上區(qū)域A、B分別與連接器12、13連接，當(dāng)生物傳感器30的導(dǎo)電層以正規(guī)的方向上位置那樣的方向(規(guī)定的方向)將生物傳感器30插入到測量裝置10內(nèi)的情況下，區(qū)域AB間必然導(dǎo)通。
于是，控制開關(guān)18使之導(dǎo)通，由確認(rèn)區(qū)域AB間有無導(dǎo)通能夠判別生物傳感器30的表里。在區(qū)域AB間如果不能檢測出是導(dǎo)通的話(步驟S2；No)，能夠認(rèn)為生物傳感器30是表里相反插入的，作為表里判別錯誤結(jié)束測量處理(步驟S3)。在檢測出表里判別錯誤的情況下，最好在顯示部11上作出錯誤顯示，從報警器發(fā)出警告音，向用戶發(fā)出警告。由此，就能夠很容易的回避在將生物傳感器30表里相反插入的狀態(tài)下，用戶錯誤的將血液點著在生物傳感器30上。
如果能夠檢測出區(qū)域AB間是導(dǎo)通的話(步驟S2；Yes)，判別在區(qū)域A和區(qū)域C·E間檢測的電壓值是否大于5(mV)(步驟S4)。由開關(guān)切換控制使開關(guān)19、21同時成為導(dǎo)通那樣、由檢測區(qū)域A和看作電氣一體的區(qū)域C·E間的電壓值判別在步驟S1中插入檢測的生物傳感器30是否是已經(jīng)使用過的。如果生物傳感器30是已經(jīng)使用過的，試藥層36和血液中的葡萄糖的反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行，檢測的電壓值有變大的傾向。
當(dāng)判別在區(qū)域A和區(qū)域C·E間檢測的電壓值大于5(mV)的情況下(步驟S4；Yes)，認(rèn)為是將已使用過的生物傳感器30插入了，作為已使用過錯誤結(jié)束測量處理(步驟S5)。當(dāng)檢測出已使用過錯誤的情況下，最好在顯示部11上顯示錯誤、從報警器發(fā)出聲音向用戶發(fā)出警告。由此，就能夠容易的回避在將已使用過的生物傳感器30插入的狀態(tài)下、用戶錯誤的將血液點著在生物傳感器30上。
其次，當(dāng)判別在區(qū)域A和區(qū)域C·E間檢測的電壓值低于5(mV)的情況下(步驟S4；No)，由識別在步驟S1中插入檢測過的生物傳感器30識別部42的狹縫圖形，根據(jù)該識別結(jié)果由CPU25切換適合輸出特性的數(shù)據(jù)和程序(步驟S6～10)。本實施方式的情況下，在圖3的例子中，在測量葡萄糖濃度的血糖值傳感器上有圖3(e)(f)(g)3類狹縫圖形。具體的說，首先，進(jìn)行在區(qū)域AD間的導(dǎo)通檢測(步驟S6)。將開關(guān)轉(zhuǎn)換控制到使開關(guān)20導(dǎo)通，由實行在區(qū)域A和區(qū)域D間的導(dǎo)通檢測判別它不是乳酸和膽固醇用的傳感器、是否是與血糖值傳感器對應(yīng)的生物傳感器30。
如果沒有確認(rèn)AD間導(dǎo)通的話(步驟S6；No)、判別作為血糖值傳感器用的生物傳感器30沒有互換性，由顯示部11的錯誤顯示、從報警器發(fā)出的警告音向用戶發(fā)出警告、結(jié)束測量處理(步驟S7)。由此，能夠事先回避用戶錯誤的定量、將其測量結(jié)果誤信作葡萄糖濃度。
如果確認(rèn)在區(qū)域AD間導(dǎo)通了(步驟S6Yes)、就進(jìn)行在區(qū)域AF間的導(dǎo)通檢測(步驟S8)。開關(guān)轉(zhuǎn)換控制使開關(guān)22導(dǎo)通，由進(jìn)行區(qū)域A和區(qū)域F間的導(dǎo)通檢測，能夠識別在與血糖值傳感器對應(yīng)的生物傳感器30中、進(jìn)一步能夠識別因制造廠商的輸出特性的差異。用戶不需使用校正芯片、由CPU25自動的轉(zhuǎn)換制造廠商預(yù)先考慮了輸出特性的數(shù)據(jù)和程序。
由此，不僅提高操作性，也能實現(xiàn)測量精度的高精度化。在區(qū)域AF間有導(dǎo)通檢測的情況下(步驟S8；Yes)，生物傳感器30的種類作為圖3(g)的結(jié)果記錄“I”存儲在圖中未顯示的存儲器上(步驟S9)。在區(qū)域AF間沒有導(dǎo)通檢測的情況下(步驟S8；No)，生物傳感器30的種類作為圖3(e)或者圖3(f)的結(jié)果記錄“II”存儲在圖中未顯示的存儲器上(步驟10)。
確認(rèn)生物傳感器30的種類后、再次判別在區(qū)域A和區(qū)域C·E間檢測的電壓值是否大于5(mV)(步驟S11)。開關(guān)轉(zhuǎn)換控制使開關(guān)19、21同時導(dǎo)通、由檢測區(qū)域A和區(qū)域C·E間的電流，判別在測量裝置10一側(cè)定量準(zhǔn)備完成前是否由用戶點著了試樣液。由此，不僅能夠確實的回避使用已用過的生物傳感器30，而且能夠檢測出在測量裝置10一側(cè)定量準(zhǔn)備完成前是否由用戶點著了試樣液。
當(dāng)判別在區(qū)域A和區(qū)域C·E間檢測的電壓值大于5(mV)的情況下(步驟11；Yes)，就判別測量準(zhǔn)備完成前點著了試樣液、作為點著錯誤結(jié)束測量處理(步驟12)。當(dāng)檢測出點著錯誤的情況下，最好在顯示部11上顯示錯誤、從報警器發(fā)出聲音、由LED顯示(圖中未示出)等向用戶發(fā)出警告。由此，能夠確實回避因用戶的操作失誤對測量精度帶來的影響、能夠維持測量精度的高精度。
當(dāng)判別在區(qū)域A和區(qū)域C·E間檢測的電壓值低于5(mV)的情況下(步驟11；No)，判別在定量準(zhǔn)備完成前沒有由用戶點著試樣液，由LED顯示等對用戶發(fā)出定量準(zhǔn)備結(jié)束的通知(步驟13)。當(dāng)檢測出已使用過錯誤的情況下，最好除LED顯示以外、由顯示部11的顯示、報警器發(fā)出的報警音等通知用戶。確認(rèn)這些通知的用戶從自己的身體上采集血液作為試樣液、將采集來的血液點著到插入到測量裝置10內(nèi)的生物傳感器30的試樣點著部上。
再次，從試樣點著部30a傳到試樣供給路，確認(rèn)試樣液、而且判別是否吸引了足夠的量(步驟S14～20)。在生物傳感器30中，沿著試樣供給路35、從試樣點著點30a向著試樣流動的方向形成對電極37、測量電極38及檢測電極39，檢測電極形成在最下游一側(cè)。于是，按一定的周期選擇對電極37及測量電極38一組、測量電極38和檢測電極39一組中的任何一組，由在被選組的各電極上施加電壓，判別是否供給了對測量必須的足夠量的試樣液。象現(xiàn)在那樣，僅僅由識別測量電極38和檢測電極39間的電流變化，究竟是盡管試樣液已注入試樣供給路、但測量沒有開始？還是因試樣液的注入量不足(對測量必須而充分的量)而沒有測量？對特定是困難的。
具體的說，在對電極37及測量電極38一組的情況下，將開關(guān)19斷開、開關(guān)21導(dǎo)通，使區(qū)域AE間產(chǎn)生電位差。還有，在對測量電極38和檢測電極39一組的情況下，將開關(guān)19導(dǎo)通、開關(guān)21斷開，使在區(qū)域AC間產(chǎn)生電位差。這樣由控制開關(guān)19、21分別導(dǎo)通、斷開，能夠很容易的選擇轉(zhuǎn)換對電極37及測量電極38的一組還是測量電極38和檢測電極39的一組。此外，為了說明方便，在以下的說明中，將在對電極37及測量電極38一組上產(chǎn)生電位差的情況稱為在區(qū)域AE間產(chǎn)生電位差，將使測量電極38和檢測電極39的一組上產(chǎn)生電位差的情況稱為在區(qū)域AC間產(chǎn)生電位差。
進(jìn)一步，作為一個例子，在本實施方式的情況下，每0.2(秒)進(jìn)行一次區(qū)域AE、AC間的轉(zhuǎn)換控制，分別施加0.2V電壓。判別在區(qū)域AE、AC間檢測的電壓值是否達(dá)到了10(mV)(規(guī)定的閾值)。這些數(shù)值根據(jù)生物傳感器的種類能夠適當(dāng)變更。
回到圖6的流程圖繼續(xù)說明。首先，在位于試樣供給路上游側(cè)位置的區(qū)域AE間產(chǎn)生0.2V的電壓，判別在區(qū)域AE間測量的電壓值是否達(dá)到10mV以上(步驟S14)。假如在區(qū)域AE間測量的電壓值沒有達(dá)到10mV以上(步驟S14；No)、就在下游側(cè)的區(qū)域AC間產(chǎn)生0.2V的電位差、判別在區(qū)域AE間測量的電壓值是否達(dá)到了10mV以上(步驟S15)。
假如在區(qū)域AC間測量的電壓值沒有達(dá)到10mV以上(步驟15；No)，判別在步驟S14中在區(qū)域AE間產(chǎn)生電位差后是否經(jīng)過了3分鐘(步驟S16)。假如沒有達(dá)到3分(步驟S16；No)，再次重復(fù)從步驟S14的處理。假如區(qū)域AE間、AC間同時經(jīng)3分鐘電壓值還沒有達(dá)到10mV(步驟S16；Yes)，測量處理結(jié)束。
在判定區(qū)域AE間的電壓值達(dá)到10mV的情況下(步驟S14；Yes)，判定在區(qū)域AC間的電壓值是否達(dá)到10mV(步驟S17)。假如在區(qū)域AC間測量的電壓值沒有達(dá)到10mV(步驟S17；No)，判定在區(qū)域AE間的電壓值達(dá)到10mV后是否經(jīng)過了10秒(規(guī)定的時間)(步驟S18)。假如沒有經(jīng)過10秒，反復(fù)步驟S17、18的操作，直到經(jīng)過10秒的期間，在區(qū)域AC間測量的電壓值達(dá)到10mV為止(步驟S18；No的期間)測量處理成為暫時待機(jī)狀態(tài)。這種情況下，因為點著的試樣液不足的幾率高，為了促進(jìn)用戶知道試樣液不足及追加足夠試樣液，最好在顯示部11等上顯示錯誤信息、發(fā)出警告音。即使經(jīng)過10秒在區(qū)域AC間測量的電壓值仍達(dá)不到10mV(步驟S18；Yes)的話，作為檢體不足結(jié)束測量處理(步驟19)。
這里，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，在步驟S14中判別區(qū)域AE間的電壓值達(dá)到10mV后經(jīng)過10秒時間內(nèi)，在用戶補足試樣液的情況下，最終的測量精度變壞。詳細(xì)的說，由用戶補足期間、由于在先被點著的試樣液的基質(zhì)和試藥層36中的酶之間進(jìn)行酶反應(yīng)，從測量開始前已經(jīng)產(chǎn)生了還原體。然后，補足的試樣液達(dá)到區(qū)域AC間后、當(dāng)進(jìn)行基質(zhì)的定量時，由于受到已產(chǎn)生的還原體的影響，外表上看電壓值有變大的傾向。就是說，在步驟S14中，隨著從判定區(qū)域AE間的電壓值達(dá)到10mV時的經(jīng)過時間加大，對測量精度的影響變大。
為了解除因補足試樣液引起的測量誤差，在本實施方式的測量裝置10中，根據(jù)從在步驟S14中判定區(qū)域AE間的電壓值達(dá)到10mV時開始到在步驟S17中判定在區(qū)域AC間的電壓值達(dá)到10mV的經(jīng)過時間(以下稱延遲時間)，修正與測量的電壓值對應(yīng)的基質(zhì)量。
圖8是顯示對已測量的基質(zhì)量進(jìn)行修正的比例的修正率和延遲時間關(guān)系的靈敏度修正表?？v軸是修正率，橫軸表示延遲時間。例如，當(dāng)延遲時間為5秒的情況下，對已測量的基質(zhì)量進(jìn)行10％低修正，作為結(jié)果測量基質(zhì)量的90％成為修正后的基質(zhì)量。這樣的靈敏度修正表存儲在測量裝置10的存儲器(圖中未顯示)中，在算出最終的基質(zhì)量時參照。
還有，在圖2所示的生物傳感器30中，假如將形成在基板31上的狹縫41f向狹縫41c的方向延長與狹縫41b完全連接那樣的形成對電極37的話，有可能檢測出試樣液錯誤的點著在空氣孔33上那樣的點著位置錯誤。在圖6的流程中，當(dāng)判定不是在區(qū)域AE間、而是先在區(qū)域AC間電壓值達(dá)到10mV以上的情況下(步驟S15；Yes)、判定在其后的0.2秒期間內(nèi)在區(qū)域AE間電壓值是否達(dá)到了10mV以上(步驟S20)。當(dāng)在區(qū)域AE間電壓值沒有達(dá)到10mV以上的情況下，判定試樣液點著在錯誤的位置上、結(jié)束測量處理(步驟50)。
象正常那樣，點著在試樣點著部30a上的試樣液沿試樣供給路35被吸引向空氣孔33順序浸進(jìn)對電極37、測量電極38、檢測電極39。但是，在僅僅區(qū)域AC間的電壓值變大的情況下，用戶錯誤的在空氣孔33上點著試樣液的幾率變大。在這種情況下，判別正確的實行測量是困難的、作為點著位置錯誤強制結(jié)束測量處理。由此，能夠確實去除因用戶的誤操作造成測量誤差。
還有，在判定區(qū)域AC間的電壓值達(dá)到10mV的情況下(步驟S17；Yes)或者判定區(qū)域AE間的電壓值達(dá)到10mV的情況下(步驟20；Yes)，試樣液僅僅檢測出足夠量的值，在開始為定量基質(zhì)的預(yù)備處理的同時由測量裝置10的定時器(圖中為示出)開始時間記數(shù)(步驟S21)。
再次，進(jìn)行區(qū)域AF間的導(dǎo)通檢測(步驟S22)。開關(guān)轉(zhuǎn)換控制使開關(guān)22導(dǎo)通進(jìn)行區(qū)域A和區(qū)域F間的導(dǎo)通檢測。在區(qū)域AF間檢測出導(dǎo)通的情況下(步驟S22；Yes)，在步驟S9、判定作為生物傳感器30的種類的結(jié)果記錄“I”是否存儲在存儲器中(步驟S23)。在生物傳感器30種類結(jié)果記錄“I”被記錄的情況下(步驟S23；Yes)，判別生物傳感器30的種類是圖3(g)，將從被還原的電子受容體電氣化學(xué)氧化情況下得到的電壓值作為為了特定試樣液中的葡萄糖濃度的測量線數(shù)據(jù)、設(shè)定測量線F7(步驟S24)。
另一方面，當(dāng)存儲結(jié)果記錄“II”的情況下(步驟S23；No)，判別生物傳感器30的種類是圖3(e)，設(shè)定測量線F5作為測量線數(shù)據(jù)(步驟S25)。在沒有在區(qū)域AE導(dǎo)通檢測的情況下(步驟S22；No)，判別生物傳感器30的種類是圖3(f)，設(shè)定測量線F6作為測量線數(shù)據(jù)(步驟S26)。
這樣，根據(jù)生物傳感器30識別部42的狹縫能夠自動的識別生物傳感器30輸出特性的差異，自動的選擇設(shè)置適合它的特性的測量線數(shù)據(jù)。用戶不用使用校正芯片，由CPU25自動的切換制造廠商預(yù)先考慮的測量線數(shù)據(jù)。由此，能夠回避因用戶使用錯誤的數(shù)據(jù)引起的誤測量，能夠維持測量精度的高精度化。
在步驟S24～S26中設(shè)定測量線后，開始預(yù)備測量處理(步驟S27～S29)。首先，用圖9說明該預(yù)備測量處理。圖9示出本實施方式中預(yù)備測量處理的剖面圖。
在圖9的剖面圖中，在時刻t0本預(yù)備處理開始。具體的說，它示出由測量裝置10的定時器(圖中未顯示)時間記數(shù)開始的時刻。在本預(yù)備處理的剖面圖中由3個連續(xù)期間組成，例如，由從時刻t0到t1的第1電位期間、從時刻t1到t2的待機(jī)期間、從時刻t2到t3的第2電位期間組成。
在第1電位期間上，為了進(jìn)行酶反應(yīng)在區(qū)域A、C及E上施加電位V1，使生成的亞鐵氰化物電化學(xué)氧化得到的電壓值指數(shù)函數(shù)的增加下去。其次，在待機(jī)期間，在第1電位期間施加的電位V1設(shè)定為零。在該期間，亞鐵氰化物不被電化學(xué)氧化，繼續(xù)進(jìn)行酶反應(yīng)、亞鐵氰化物的量繼續(xù)蓄積下去。而且，在第2電位期間上，電位V2施加在區(qū)域A、C及E上，因為在待機(jī)期間蓄積的亞鐵氰化物一齊的被氧化放出的電子量變多，在時刻t2顯示高的應(yīng)答值。顯示的高應(yīng)答值的電壓值隨時間經(jīng)過降低下去，最終的在時刻t3被測量的是穩(wěn)定的電壓值i3。在本預(yù)備測量處理中，在測量裝置10中由控制開關(guān)19、21同時導(dǎo)通，對對電極37、檢測電極39作為一體施加電位。
這里，作為近年來要求的生物傳感器的規(guī)格希望縮短測量時間。本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，在用生物傳感器進(jìn)行高速基質(zhì)測量的情況下，試樣液的粘性對測量精度有很大的影響。特別是，當(dāng)將人體的血液做試樣液的情況下，粘性高(Hct高以下稱為高粘性)血液的情況下，測量靈敏度低，粘性低(Hct低以下稱為低粘性)血液的情況下，測量靈敏度高。這種現(xiàn)象是由反應(yīng)試藥層和血液的溶解速度產(chǎn)生的，由于在高粘性血液中溶解慢、在低粘性血液中溶解快，影響用生物傳感器的測量靈敏度。
圖10示出血液的粘性、反應(yīng)試藥層和血液的反應(yīng)時間及測量靈敏度的關(guān)系。圖10的數(shù)據(jù)是用現(xiàn)有的測量方法測量的。所謂的現(xiàn)有方法是僅僅在圖9中的第2電位期間上該當(dāng)期間內(nèi)施加電位，測量它的電壓值的方法。從圖10可以明白，反應(yīng)時間越是縮短，因粘性(血液的情況下是Hct)的差異對測量靈敏度的影響越大。特別是，反應(yīng)時間在5秒程度的期間低粘性血液和高粘性血液對測量靈敏度產(chǎn)生很大的差分。
因此，在現(xiàn)有的測量方法中，因血液的粘性測量誤差有變的顯著的傾向。
于是，在本預(yù)備測量處理的第1電位期間，試藥層36和在溶解初期產(chǎn)生的反應(yīng)生成物由施加電位V1強制性的消耗掉。在第1電位期間，由于低粘性血液比高粘性血液酶反應(yīng)速度快、在生成更多的反應(yīng)生成物的同時，有更多的反應(yīng)生成物被消耗掉。但是，太長時間加電位的話，反應(yīng)生成物消耗過多，有可能在第2電位期間檢測的電壓值的應(yīng)答性變壞。因此，有效的第1電位期間的長度t1-t0能夠是3～13秒，由于施加電壓的進(jìn)一步上升施加時間最好設(shè)為2～10秒。還有，作為電位V1最好是0.1V～0.8V。
再次，在待機(jī)時間再次進(jìn)行酶反應(yīng)，在第1電位期間消耗掉的從低粘性血液來的生成物也迅速恢復(fù)，與高粘性血液蓄積幾乎同量的生成物。但是，待機(jī)時間的長度無論是過長還是過短最終的對測量靈敏度的影響不同。
待機(jī)時間過短的情況下，在時刻t3測量的電壓值i3的應(yīng)答值過低，測量誤差變大。還有，在待機(jī)時間過長的情況下，有可能在低粘性血液和高粘性血液中的酶反應(yīng)速度的差更進(jìn)一步擴(kuò)大。因此，由不使低粘性血液和高粘性血液的酶反應(yīng)速度的差擴(kuò)大那樣來決定待機(jī)時間的長度。因此，待機(jī)時間的長度t2-t1雖然能夠設(shè)為1～10秒，最好設(shè)為2～10秒。
在第2電位期間，在剛剛開始施加電位V2的時刻t2時電壓值不穩(wěn)定，為了穩(wěn)定電壓值必須經(jīng)過時間。進(jìn)一步，沒有必要施加與第1電位期間相同程度的電位，最好施加比第1電位期間的電位V1低的電位。只要是能使鐵氰化鉀氧化的充分低的電壓就可以。因此，第2電位期間的長度t3-t2最好是2～10秒。還有，作為電位V2最好是0.05～0.6V。最終的讀取在時刻t3的區(qū)域A、C及E間的電壓值i3，從讀取的電壓值i3計算試樣液中的基質(zhì)(葡萄糖)的量。
此外，這樣的時間設(shè)定是用鈀等的貴金屬電極的生物傳感器，試藥處方不僅是葡萄糖氧化酶或者/及葡萄糖脫氫酶以及鐵氰化鉀，使用包含氨基酸及乙二醇的生物傳感器對定量測量是特別合適的。還有對包含有機(jī)酸的情況是合適的。
還有，當(dāng)試樣液供給試樣供給路35后，將試樣液和試藥層36的反應(yīng)經(jīng)一定時間后進(jìn)行基質(zhì)定量時，根據(jù)從在步驟S14檢測出在區(qū)域AE間測量的電壓值超過閾值(10mV以上)后到在步驟S17在區(qū)域AC間測量的電壓值超過規(guī)定的閾值(10mV)的經(jīng)過時間，也可以變更培養(yǎng)時間。
圖11示出用血細(xì)胞比容(以下Hct)是25％、45％、65％的血液，用現(xiàn)有的方法和本預(yù)備測量處理的葡萄糖濃度(mg/dl)的測量結(jié)果。圖11中的R是用本預(yù)備處理的測量結(jié)果，其它是用現(xiàn)有方法反應(yīng)時間為15秒、30秒情況下的測量結(jié)果。此外，在本預(yù)備處理中第1電位期間的長度是6秒、電位V1是0.5V、待機(jī)時間的長度是6秒、第2電位期間的長度是3秒、電位V2是0.2V。當(dāng)以Hct45％、葡萄糖濃度100mg/dl作基準(zhǔn)進(jìn)行測量的情況下，如果是Hct25％的低粘性血液、Hct65％的高粘性血液的話，測量結(jié)果會產(chǎn)生大的偏差，血液的粘性越低應(yīng)答值偏差越高，血液的粘性越高應(yīng)答值偏差越低。
進(jìn)一步，反應(yīng)時間越短偏差越大。反應(yīng)時間15秒的情況下產(chǎn)生高10％(Hct25％的低粘性血液)、低10％(Hct65％的低粘性血液)的偏差。反應(yīng)時間30秒的情況下，產(chǎn)生高5％(Hct25％的低粘性血液)、低5％(Hct65％的高粘性血液)的偏差。在本預(yù)備處理中，產(chǎn)生高3％(Hct25％的低粘性血液)、低3％(Hct65％的高粘性血液)的偏差。對于反應(yīng)時間15秒的測量結(jié)果，盡管總的反應(yīng)時間相等、由Hct能夠減低偏差。
再則，返回到圖7繼續(xù)說明測量處理。開始預(yù)備測量處理，作為第1電位期間在區(qū)域A、C及E間施加6秒鐘的電位0.5V(步驟S27)。而且在第1電位期間終了后，成為6秒的待機(jī)狀態(tài)，在該期間取消它們間的電位(步驟S28)。待機(jī)期間終了后，作為第2電位期間在區(qū)域A、C及E間施加3秒鐘的電位0.2V(步驟S29)，經(jīng)過3秒鐘后讀取那時的電壓值i3(步驟S30)。
在步驟S30讀取電壓值i3后，由控制配置在測量裝置10上的溫度測量部26及它的開關(guān)27以及溫度測量部28及開關(guān)29，實施測量裝置10內(nèi)的溫度測量。具體的說，使開關(guān)27導(dǎo)通由溫度測量部測量溫度(步驟S31)。接著、控制開關(guān)27斷開、開關(guān)29導(dǎo)通由溫度測量部28測量溫度(步驟S32)。
比較在溫度測量部26、溫度測量部28分別測量的2個溫度測量結(jié)果，判定它的差是否在規(guī)定的閾值內(nèi)(步驟S33)。差值不在閾值范圍內(nèi)的情況下，作為溫度測量部26、28中的任何一個有故障結(jié)束測量處理(步驟S33；No)。在測量裝置10內(nèi)設(shè)置溫度測量部26、28的多個溫度測量部，比較他們的測量結(jié)果能夠正確、容易的檢測故障。由此，能夠回避因不規(guī)則的溫度測量產(chǎn)生的測量誤差。溫度測量的定時器是在步驟S30讀取電壓值后立即開始的，也可以在步驟S21預(yù)備測量處理開始定時實施溫度測量。
當(dāng)2個溫度測量結(jié)果的差值在規(guī)定的閾值范圍內(nèi)的情況下(步驟S33；Yes)，將溫度測量結(jié)果暫時存儲在存儲器(圖中未示出)中。這時，選擇溫度測量部26、28中的任何一個存儲都可以，存儲2個測量溫度的平均值也可以。而且，能夠特定必須參照在步驟S30測量的電壓值i3的測量線(步驟S34)。參照在步驟S24、25、26設(shè)定的測量線、在與步驟S24對應(yīng)的生物傳感器30的情況下參照測量線F7(步驟S35)。同樣，與步驟S25對應(yīng)的生物傳感器30的情況下參照測量線F5(步驟S36)。還有，與步驟S26對應(yīng)的生物傳感器37的情況下參照測量線F6(步驟S37)。
圖12示出在步驟S34、35、36測量的測量線數(shù)據(jù)CA的一個例子。在測量線CA上，在步驟S30測量的電壓值和包含在試樣液中的基質(zhì)的濃度(mg/dl)被定義作生物傳感器30的輸出特性F1～F7。例如，測量的電壓值為25(mV)的情況下，如果是與測量線F5對應(yīng)的生物傳感器以14(mg/dl)作為基質(zhì)的濃度存儲在存儲器中。
接著，在步驟S35、S36或者S37中抽出的基質(zhì)的濃度根據(jù)與在步驟S14、S17求出的存儲在存儲器中的延遲時間相對應(yīng)的修正率進(jìn)行修正(步驟S38)。具體的說，用以下的公式(1)修正。
D1＝(被抽出的基質(zhì)濃度)×{(100-靈敏度修正率)/100}這里，D1表示修正后的基質(zhì)濃度。由此，能夠解除因用戶補足試樣液工作產(chǎn)生的測量誤差。
然后，根據(jù)在步驟S31～S33中測量的溫度，修正在步驟S38修正過的基質(zhì)的濃度(步驟S39)。具體的說，讀出在步驟S33中存儲在存儲器中的溫度(以下、測量溫度)，參照圖13所示的溫度修正表決定對基質(zhì)濃度D1的溫度修正率。
圖13示出溫度修正表的一個例子。在圖13中作為一個例子，T10示出了在測量溫度10℃下的溫度修正表。以下，同樣的T15示出在測量溫度15℃下的溫度修正表，T20示出在測量溫度20℃下的溫度修正表。在各溫度修正表中，規(guī)定了試樣液中的基質(zhì)濃度D1和溫度修正率的關(guān)系。溫度修正率將在溫度為25℃的基質(zhì)濃度設(shè)為基準(zhǔn)，示出修正對應(yīng)的基質(zhì)濃度的比例。具體的說，根據(jù)以下的公式(2)進(jìn)行溫度修正。
D2＝D1×(100-Co)/100這里，D2是溫度修正后的基質(zhì)濃度，D1是在步驟38中算出的基質(zhì)濃度，Co是參照溫度修正表特定的溫度修正率。
還有，本發(fā)明的發(fā)明者們還從實驗發(fā)現(xiàn)測量溫度和基質(zhì)濃度的組合影響測量精度。下面具體的說明對測量精度的影響。圖14示出以葡萄糖濃度作為基質(zhì)濃度時、每個葡萄糖濃度下的測量溫度和測量偏差(bias)的關(guān)系。在圖14中的測量偏差顯示的是在測量溫度25℃下測量的葡萄糖濃度隨測量溫度的變化而變化的比例。圖14(a)示出在25℃下葡萄糖濃度50mg/dl的情況下的測量偏差和測量溫度的關(guān)系。以下，同樣的圖14(b)是在25℃下葡萄糖濃度100mg/dl、圖14(c)是在25℃下葡萄糖濃度200mg/dl、圖14(d)是在25℃下葡萄糖濃度300mg/dl、圖14(e)是在25℃下葡萄糖濃度420mg/dl、圖14(f)是在25℃下葡萄糖濃度550mg/dl的情況下的測量偏差和測量溫度的關(guān)系。
這些實驗數(shù)據(jù)以下2點傾向是明確的。首先，第1在相同的葡萄糖濃度的關(guān)系中，從基準(zhǔn)溫度25℃起測量溫度的差越大測量偏差越大。詳細(xì)的說，測量溫度比基準(zhǔn)溫度越低測量偏差越向負(fù)方向變大，測量溫度比基準(zhǔn)溫度越高測量偏差越向正方向變大。第2即使使葡萄糖濃度變大、葡萄糖濃度以300mg/dl的情況為邊界，測量偏差聚焦于此。具體的說，例如，在圖14(a)中，在40℃下的測量偏差是28％，在圖14(c)中是50％、在圖14(d)中是60％、在圖14(f)中是約50％那樣的推移。在測量溫度為10℃那樣的低溫度區(qū)域也有同樣的傾向。
于是，這樣的傾向也反映在圖13所示的溫度測量表上。具體的說，考慮在同一的葡萄糖濃度的關(guān)系中，該表成為考慮了從基準(zhǔn)溫度25℃起測量溫度的差越大測量偏差越大這一事實，而且即使葡萄糖濃度大，葡萄糖濃度以300mg/dl的情況為邊界測量偏差聚焦這一事實的表。根據(jù)測量溫度和基質(zhì)濃度的組合、參照溫度修正表進(jìn)行修正比單單根據(jù)測量溫度進(jìn)行修正測量精度有飛躍性地提高。
此外，在生物傳感器30的使用溫度范圍(在本實施方式中作為一個例子是10℃～40℃)中也可以有以1℃為單位的溫度修正表，也可以用規(guī)定的溫度寬度(例如5℃)規(guī)定。在檢測位在規(guī)定溫度寬度中間位置的測量溫度的情況下，使用夾持檢測出的測量溫度的溫度修正表，可以由一次直線插補法算出溫度修正率。
返回到圖7的流程圖，實施了這樣的溫度修正后的基質(zhì)濃度D2作為最終的基質(zhì)濃度輸出到測量裝置10的顯示部11上(步驟S40)。這樣，因為是考慮了補足時間、測量溫度、測量溫度和基質(zhì)濃度的組合的影響或者Hct的試樣液的粘性進(jìn)行基質(zhì)量的定量的，與現(xiàn)有的方法相比測量精度能夠有明顯的提高。
還有，為了進(jìn)一步抑制因溫度的測量誤差，還可以用以下的方法。
在生物傳感器30未插入測量裝置10的狀態(tài)下繼續(xù)實施事前的溫度測量，預(yù)先蓄積該測量的溫度。插入生物傳感器30后，在步驟S31～S32測量的測量溫度和事前蓄積的溫度進(jìn)行比較即可。當(dāng)事前蓄積的溫度和在步驟S31～S32測量的測量溫度間存在較大差值的情況下，作為存在能對測量誤差帶來影響程度的溫度變化、強制的結(jié)束測量處理。
本實施方式那樣的便攜式生物傳感器系統(tǒng)為了便于攜帶，會遇到因外部環(huán)境的各種各樣的溫度變化。例如，有用戶的手的溫度、用戶從屋外進(jìn)到屋內(nèi)的情況伴隨環(huán)境溫度激烈的變化的情況。一方面環(huán)境溫度激烈變化，在測量裝置10內(nèi)為了穩(wěn)定溫度變化需要相當(dāng)時間。
例如，圖15示出測量裝置10內(nèi)的溫度變化。在圖15所示的圖中，示出了測量裝置10從溫度10℃移動到溫度25℃的情況及從溫度40℃移動到25℃的情況下在測量裝置10內(nèi)的溫度變化。從圖15可以明白在10℃～40℃中一旦產(chǎn)生的溫度穩(wěn)定下來需要30分鐘。在溫度變化的中途進(jìn)行溫度修正時，就會發(fā)生不能正確的溫度修正的情況。
于是，當(dāng)事前蓄積的溫度和在步驟S31～S32測量的測量溫度間差值大的情況下，有必要作為存在能夠影響測量誤差程度的溫度變化強制性的終止測量處理。由此，能夠更進(jìn)一步提高測量裝置10內(nèi)的溫度修正的精度。此外，生物傳感器30在未插入測量裝置10的狀態(tài)下的溫度事前測量，可以以規(guī)定的時間(例如、5分)周期進(jìn)行，也可以連續(xù)的實行。還有，判斷溫度變化的程度，在溫度變化大的情況下，用戶即使想實施測量處理也不能實施測量處理。
(實施方式2)以下，說明與本發(fā)明第2實施方式相關(guān)的生物傳感器。此外，這里就作為與試樣液中的特定物質(zhì)發(fā)生特異反應(yīng)的分子識別元件的使用酶的酶傳感器作具體的說明。
該實施方式是因用戶的誤操作產(chǎn)生的課題，特別是，具體的說明能夠避免由于不能很好的將試樣液點著在試樣供給路的入口上，試樣液附著在它的周圍，不能將試樣液導(dǎo)入到試樣供給路內(nèi)等影響測量精度那樣的用戶操作錯誤的實施方式。
在圖16或者圖2所示的結(jié)構(gòu)中，由于在供給試樣液的試樣供給路的入口處，形成試樣供給路的絕緣性基板和外殼的平面視的端部在同一位置具有同一形狀，供給試樣液的角度小，還有，錯誤的在絕緣性基板的背面一側(cè)(沒有形成電極的面)附著試樣液的情況下等，當(dāng)想再一次供給試樣液時，附著在背面的試樣液產(chǎn)生麻煩使得不能很好的供給試樣液，誘發(fā)測量錯誤、測量誤差的問題。
以下，就能夠正確而又容易的供給試樣液的生物傳感器作具體的說明。
圖17(a)是與本實施方式2相關(guān)的生物傳感器的分解立體圖，圖17(b)是沿生物傳感器的長度方向在試樣供給路的中央切斷的剖面圖。在圖17中，在第1絕緣性基板51上形成由電氣傳導(dǎo)性物質(zhì)組成的測量電極52、對電極53以及檢測電極54。這里的檢測電極54不僅有作為檢測檢體量不足的電極的功能，也能夠用作參照電極或者對電極的一部分。
在圖17中，示出了在第1絕緣性基板上所述各電極的配置，這些電極不僅可以配置在絕緣性基板51上、也可以分割配置在成為對向的外殼基板的第2絕緣性基板58上。
這里作為適合所述第1絕緣性基板51及第2絕緣性基板58的材料有聚對苯二甲基乙二脂、聚碳酸脂、聚酰亞胺等。
還有，作為構(gòu)成各電極的電氣傳導(dǎo)性物質(zhì)可以舉出金、鉑、鈀等的貴金屬，碳等單體材料，或者碳膏、貴金屬膏等的復(fù)合材料。前者的情況下，用濺射蒸發(fā)法等、后者的情況下用網(wǎng)格印刷法等能夠很容易的在第1絕緣性基板51或者第2絕緣性基板58上形成導(dǎo)電層。
在各電極的形成中，用所述的濺射蒸發(fā)法、網(wǎng)格印刷法等在第1絕緣性基板51或者第2絕緣性基板58的全面或者一部分上形成所述導(dǎo)電層后，用激光等設(shè)置狹縫、能夠分割形成電極。還有，用預(yù)先形成了電極圖形的印刷版、掩膜版，用網(wǎng)格印刷法、濺射蒸發(fā)法等也能同樣的形成電極。
在這樣形成的電極上形成含有酶、電子傳達(dá)體及親水性高分子的試藥層55。這里作為酶能夠使用葡萄糖氧化酶、丙醇酸酯氧化酶、膽固醇氧化酶、膽固醇酯酶、尿酸酶、抗壞血酸氧化酶、膽紅素氧化酶、葡萄糖脫氫酶、丙醇酸酯脫氫酶等，作為電子傳達(dá)體除鐵氰化鉀外能夠用對苯醌及其衍生物、吩嗪對甲氨基酚硫酸鹽、亞甲藍(lán)、二茂鐵及其衍生物等。
還有，作為親水性高分子能夠使用羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、羧甲基乙基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚賴氨酸等的多氨基酸、磺化聚苯乙烯、明膠及其衍生物、丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸及其鹽、淀粉及其衍生物、馬來酸酐及其鹽、瓊脂糖凝膠及其衍生物。
然后，將所述第1絕緣性基板51和第2絕緣性基板58與具有狹縫狀切缺部57的隔片56相互貼合，形成供給試樣液的試樣供給路57。
這里，與現(xiàn)有的生物傳感器很大的不同是在試樣供給路57的入口處，形成試樣供給路57的第1絕緣性基板51和第2絕緣性基板58，平面視看到它的端部位于相互不同位置那樣，能夠錯開貼合。就是說，第1絕緣性基板51和第2絕緣性基板58雖然在試樣供給路57的入口附近形狀相同，但是能夠?qū)⒌?絕緣性基板58和隔片56對著第1絕緣性基板51突出向入口方向。
由此，即使供給試樣液的角度不充分(即使小)也能正確而且容易的吸引試樣液。進(jìn)一步，也具有防止向第1絕緣性基板51的背面附著試樣液的效果，假設(shè)在基板的背面上附著試樣液的情況下，由再次供給試樣液，也能夠順利的供給試樣液。
為了得到這樣的效果，所述第1絕緣性基板51和第2絕緣性基板58平面視看到的端部的不吻合，就是說，在圖18所示的試樣供給路57的中心線L與在試樣供給路57的入口附近的第1絕緣性基板51的交叉點64a和第2絕緣性基板58的交叉點63a間的距離S1希望是0.1mm以上、更合適的是0.25mm～1.0mm。
此外，距離S1不到0.1mm的情況下，距離不充分，在吸引試樣液的角度小的情況下，與現(xiàn)有的生物傳感器一樣不能很好的供給試樣液。
還有，如圖19所示那樣，第1絕緣性基板51和第2絕緣性基板58即使在試樣供給路57的入口附近是不同形狀的情況下，也能得到與所述同樣的效果。
即使在這樣的情況下，平面視看到的所述第1絕緣性基板51和第2絕緣性基板58的端部的不吻合，就是說，圖20所示的試樣供給路57的中心線L和在試樣供給路57的入口處附近的第1絕緣性基板51的交點64b和第2絕緣性基板58的交點63b間的距離S2希望是0.1mm以上，更合適的是0.25mm～1.0mm。
此外，在所述圖17～圖20的結(jié)構(gòu)中，為了迅速的將試樣液供給狹縫狀的試樣供給路57，試樣供給路的高度，就是說隔片56的厚度希望是0.05～0.3mm的范圍。
這里，作為合適的隔片56的材料，可以舉出聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚氯乙烯、二聚偏氯乙烯、聚酰亞胺、尼龍。
還有，也可以將第2絕緣性基板58和隔片56一體化形成后和第1絕緣性基板51貼合形成試樣供給路57。
這里，所述試藥層55除了配置在電極上的全面或者一部分上以外，只要是不使生物傳感器的性能惡化的范圍內(nèi)，即使配置在供給試樣液的試樣供給路57內(nèi)的任何場所都可以。
還有，由這樣的試樣供給路57組成的向生物傳感器的試樣液供給是由毛細(xì)管現(xiàn)象實現(xiàn)的，為了實現(xiàn)試樣液的順利供給，在試樣供給路57內(nèi)需要使空氣逃向生物傳感器外部的空氣孔59。空氣孔59是長方形圓形多角形都可以。
這里，空氣孔59的配置只要在不妨礙試樣液供給的范圍內(nèi)設(shè)置在試樣供給路57內(nèi)的任何地方都可以。
還有，在所述試樣供給路57的內(nèi)面上實施親水化處理，能夠更迅速且正確的將試樣液導(dǎo)入到試樣供給路57內(nèi)。
作為這樣的親水化的方法有向第1絕緣性基板51或者第2絕緣性基板58自身、它的表面上展開界面活性劑的方法，或者側(cè)面噴砂處理、放電加工、防眩處理、表面粗糙處理、化學(xué)鍍等使基板材料表面粗糙化等的方法。
在由這樣形成的生物傳感器中，試樣液中的特定成分和包含酶等的試藥層55的反應(yīng)得到的電流值通過測量電極52、對電極53、檢測電極54的各自的引線部60、61、62，連接向圖中未示出的外部的測量裝置讀取。
在電流測量中，除本實施方式所述的由測量電極52、對電極53、檢測電極54組成的三電極方式以外，還有僅由測量電極52、對電極53組成的二電極方式，雖然為實現(xiàn)在本發(fā)明中得到的效果采用那種方式都可以，但是用3電極方式能夠得到更正確的測量。
(具體例1)在由聚對苯二甲酸乙二脂組成的第1絕緣性基板上，由濺射蒸發(fā)法在所述絕緣性基板的表面全面上形成約8nm厚的鈀薄膜后，用YAG激光器在所述薄膜的一部分上設(shè)置狹縫，將電極分割成測量電極、對電極及檢測電極。在它的上面滴下圓狀的包含酶、電子傳達(dá)體、親水性高分子的水溶液、覆蓋以所述測量電極為中心的對電極以及檢測電極的一部分，使它干燥、形成試藥層。進(jìn)一步，從它的上起形成由聚對苯二甲酸乙二脂組成的、具有切口部的隔片，將它與同樣由聚對苯二甲酸乙二脂組成的、具有空氣孔的第2絕緣性基板(外殼)貼合，形成成為血液傳導(dǎo)毛細(xì)管的試樣供給路。
此外，為了確認(rèn)本發(fā)明的效果，這里制作了共6種類的血糖值測量傳感器，它們的所述絕緣性基板和所述隔片及外殼的平面視看到的端部的不吻合(S)分別是S＝0(現(xiàn)有的傳感器)、0.1、0.25、0.5、1.0、2.0mm。
還有，為了更迅速的向試樣供給路供給血液，這里在外殼的表面(試樣供給路的內(nèi)側(cè)面)上，使用了涂敷了界面活性劑。
圖21示出在這樣形成的血糖值測量傳感器中由血液供給的角度為確認(rèn)傳感器的血液吸收特性的實驗方法，(表1)示出它的實驗結(jié)果。

表中符號的定義；○普通一回吸引△供給2～3回吸引×不吸引從(表1)可知，在S＝0mm的現(xiàn)有的傳感器中，當(dāng)血液供給角度小的情況下(0～30度)不吸引血液、為了很好的吸引需要數(shù)次供給動作。這可能是因為在供給角度小的情況下，當(dāng)將血液供給試樣供給路時、首先血液附著在絕緣性基板的背面上了，即使想再次將血液供給試樣供給路，它也被吸引向附著在該絕緣性基板背面的血液一側(cè)。
與此相反，在本發(fā)明的傳感器中，即使在距離最短的S＝0.1mm的情況下，當(dāng)供給角度小的情況下雖然需要數(shù)次供給動作但沒有完全不吸引的情況，如果S＝0.25mm以上的話、在任何角度都能容易的吸引血液。
還有，圖22示出在使用為了阻礙血液吸引到第1絕緣性基板的背面預(yù)先向絕緣性基板的背面從它的前端約5mm的范圍內(nèi)附著血液的基板的情況下，為了確認(rèn)因血液的供給角度的傳感器的血液吸引特性的實驗方法，(表2)示出它的實驗結(jié)果。

表中符號的定義；○普通一回吸引△2～3回供給吸引×不吸引從(表2)可知，在S＝0mm的現(xiàn)有的傳感器中，在血液供給角度是90度以外的情況下不能吸引血液，而在用本發(fā)明的傳感器的情況下，雖然在S＝0.1mm時的血液供給角度小的情況下有不能吸引的情況，但是如果S＝0.25mm以上時無論在任何吸引角度都能容易的吸引血液。
這樣，采用本實施方式，將形成試樣供給路的第1絕緣性基板51和第2絕緣性基板58的從平面視看的端部相互位于不同的位置、錯開貼合，這樣就能正確而且容易的吸引試樣液。
還有，在本實施方式2中，作為生物傳感器舉出酶傳感器為例作了說明，本發(fā)明對于作為與試樣液中的特定物質(zhì)發(fā)生特異反應(yīng)的分子識別元件，除酶以外也能同樣適用于利用抗體、微生物、DNA、RNA等的生物傳感器。
如所述那樣采用本實施方式，由將2枚的基板貼合，在所述基板間形成采取試樣液的試樣供給路，在該試樣供給路上，將設(shè)置在所述兩基板端部的開口作為入口，將所述試樣液導(dǎo)入那樣構(gòu)成生物傳感器，構(gòu)成所述入口的兩基板的端部在所述生物傳感器的俯視中，因為位于相互不同的位置或者不同的形狀，即使供給試樣液的角度不充分(即使小)，也能夠得到正確而且容易的吸引試樣液的效果。進(jìn)一步，還具有能夠防止試樣液附著在第1絕緣性基板51的背面的效果，即使在試樣液附著在基板的背面的情況下，也可以再次供給試樣液得到順利的供給試樣液的效果。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性采用本發(fā)明能夠很容易的提供用戶容易操作、測量精度良好的生物傳感器、用生物傳感器的定量方法及測量裝置。
權(quán)利要求
1.一種生物傳感器，它是插入到測量裝置中的、為定量包含在試樣液中的基質(zhì)的生物傳感器，測量裝置具有裝卸自如的支持在絕緣基板上形成了至少一對電極的生物傳感器的支持部、分別與該電極電氣連接的多個連接端子、通過該連接端子分別向該電極施加電壓的驅(qū)動電源，其特征在于它具有如下的電極結(jié)構(gòu)，即所述生物傳感器的電極的任何一個僅僅當(dāng)所述生物傳感器以規(guī)定的方向插入到測量裝置的支持部的情況下，才與在測量裝置上具備的第1連接端子和第2連接端子連接，而且，由所述驅(qū)動電源施加電壓，使所述第1連接端子和第2連接端子間導(dǎo)通的電極結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于在所述絕緣性基板的至少一部分上形成導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層由狹縫分割形成所述對電極和測量電極，進(jìn)一步，根據(jù)需要形成檢測電極。
3.一種生物傳感器用測量裝置，它具有支持部、多個連接端子和驅(qū)動電源，支持部裝卸自如的支持在絕緣基板上形成了至少一對電極的生物傳感器、多個連接端子分別與該電極電氣連接、驅(qū)動電源通過該連接端子分別向該電極施加電壓，它是定量包含在供給該生物傳感器的試樣液中的基質(zhì)的生物傳感器用測量裝置，其特征在于所述測量裝置具備僅僅當(dāng)所述生物傳感器以規(guī)定的方向插入所述支持部的情況下，才與生物傳感器的電極的任何一個連接的第1連接端子和第2連接端子，由所述驅(qū)動電源分別在第1連接端子、第2連接端子上施加電壓，檢測所述第1連接端子、第2連接端子間是否導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物傳感器用測量裝置，其特征在于所述測量裝置在沒有檢測出所述第1連接端子、第2連接端子間導(dǎo)通的情況下，判別所述生物傳感器沒有插入到規(guī)定的方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物傳感器用測量裝置，其特征在于所述測量裝置進(jìn)一步具備當(dāng)判別所述生物傳感器沒有插入到規(guī)定的方向的情況下，將判定結(jié)果輸出到外部的輸出部。
6.一種基質(zhì)的定量方法，它是一種將生物傳感器插入到測量裝置內(nèi)、定量包含在試樣液中的基質(zhì)的基質(zhì)定量方法，生物傳感器具有電極部、試樣供給路和試藥層，電極部包含形成在絕緣基板上的至少一部分上的對電極、測量電極及檢測電極，試樣供給路向該電極部供給試樣液，試藥層與通過該試樣供給路供給的試樣液反應(yīng)，測量裝置具有支持部、連接端子和驅(qū)動電源，支持部裝卸自如的支持生物傳感器，連接端子及驅(qū)動電源向該電極部施加電壓，其特征在于當(dāng)所述生物傳感器插入到所述測量裝置的支持部上的情況下，所述對電極及所述測量電極的第1組、所述測量電極或者對電極和所述檢測電極的第2組分別由所述驅(qū)動電源施加電壓的基質(zhì)定量方法。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于在所述生物傳感器上、沿試樣供給路從試樣供給口向試樣流動方向形成對電極、測量電極及檢測電極，其中檢測電極形成在最下游側(cè)，由檢測從所述電極部的所述第1組、第2組輸出的電流是否超過規(guī)定的閾值，判別是否供給了對測量必須的足夠量的試樣液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于從所述第1組輸出的電流超過所述規(guī)定的閾值后，在規(guī)定的經(jīng)過時間內(nèi)所述第2組的電流沒有超過規(guī)定的閾值的情況下，判定試樣液不足。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于在判定試樣液不足的情況下，由測量裝置將這一信息輸出到外部。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于在所述第1組的電流超過所述規(guī)定的閾值后、在規(guī)定的經(jīng)過時間內(nèi)所述第2組的電流沒有超過規(guī)定的閾值的情況下，測量者為了供給追加試樣液的作業(yè)而將測量步驟暫時待機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于在所述生物傳感器的試樣供給路上，從試樣供給口向試樣的流動方向形成對電極、測量電極及檢測電極、其中檢測電極形成在最下游側(cè)，同時在比所述檢測電極更下游側(cè)上，具備為促進(jìn)試樣液流動的排氣口，當(dāng)所述第2組的電流比所述第1組還先超過所述規(guī)定的閾值的情況下，當(dāng)在規(guī)定的經(jīng)過時間內(nèi)所述第1組的電流沒有超過規(guī)定的閾值時，判定試樣液被錯誤的從排氣口吸引。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于根據(jù)從檢測出所述第1組的電流超過規(guī)定的閾值到所述第2組的電流超過規(guī)定的閾值的經(jīng)過時間，修正與由所述電極部檢測的電流對應(yīng)的基質(zhì)的定量值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于所述測量裝置進(jìn)一步具備存儲顯示由所述生物傳感器檢測的電流和包含在所述試樣液中的基質(zhì)含有量的對應(yīng)的測量數(shù)據(jù)的存儲部，參照存儲在所述存儲部上的測量數(shù)據(jù)、決定與所述檢測的電流對應(yīng)的基質(zhì)的定量值。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于將試樣液供給試樣供給路后，當(dāng)將試樣液和試藥層的反應(yīng)經(jīng)一定時間培養(yǎng)后進(jìn)行基質(zhì)定量時，根據(jù)從檢測出所述第1組的電流超過規(guī)定的閾值到所述第2組的電流超過規(guī)定的閾值的經(jīng)過時間，變更所述培養(yǎng)時間。
15.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于在所述第1組、第2組中的任何一組中，每隔一定時間轉(zhuǎn)換電壓的施加處。
16.一種基質(zhì)的定量方法，其特征在于它具有生物傳感器和測量裝置，生物傳感器具有與測量試樣中的基質(zhì)發(fā)生特異反應(yīng)的試藥層，測量裝置是從使測量試樣和所述試藥層的試藥發(fā)生反應(yīng)的試樣中求出包含在所述測量試樣中的基質(zhì)的量，所述測量裝置具備溫度測量部和溫度修正數(shù)據(jù)存儲部，溫度測量部測量所述測量試樣液和所述試藥層進(jìn)行反應(yīng)時的溫度，溫度修正數(shù)據(jù)存儲部具有多個因溫度區(qū)域不同的測量值修正表，根據(jù)由所述溫度測量部測量的溫度選擇修正表，算出與所述基質(zhì)的測量值相應(yīng)的修正值、進(jìn)行修正。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的定量方法，其特征在于所述生物傳感器具有包含形成在絕緣基板上的至少一部分上的對電極、測量電極的電極部，而且所述測量裝置是在所述電極部上施加電壓、檢測從電極輸出的電流的測量裝置。
18.一種基質(zhì)的定量方法，它是由測量裝置測量包含在供給生物傳感器的試樣液中的基質(zhì)的基質(zhì)定量方法，其特征在于所述測量裝置具備測量測量裝置內(nèi)溫度的溫度測量方法，從所述基質(zhì)測量之前得到的溫度和所述基質(zhì)定量時的溫度檢測出它的溫度變化，根據(jù)該溫度變化，判定是否進(jìn)行所述基質(zhì)的測量。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于檢測在基質(zhì)測量前先得到的溫度和在所述基質(zhì)測量時的溫度變化，當(dāng)該溫度變化超過規(guī)定的閾值的情況下，中止所述基質(zhì)的測量。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于斷續(xù)的進(jìn)行在基質(zhì)測量前的溫度測量。
21.一種基質(zhì)的定量方法，它使用生物傳感器和測量裝置，生物傳感器具有形成在絕緣基板上的至少一部分上的包含對電極、測量電極的電極部和與供給在該電極部上的試樣液反應(yīng)的試藥層，測量裝置具有裝卸自如的支持所述生物傳感器的支持部和為在該電極部的各電極上施加電壓的連接端子及驅(qū)動電源，由該驅(qū)動電源在所述電極部上施加電壓、檢測輸出的電流，由此，定量包含在該試樣液中的基質(zhì)的基質(zhì)定量方法，其特征在于所述測量裝置在支持在所述支持部上的所述生物傳感器的電極部上第1期間施加第1電位，在所述第1期間在所述電極部上施加所述第1電位后，在待機(jī)期間的時間內(nèi)停止施加所述第1電位，經(jīng)過所述待機(jī)期間后，在所述電極部上第2期間施加第2電位、由測量輸出的電流定量基質(zhì)，所述第1電位比所述第2電位更大。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于所述待機(jī)期間大于2秒小于10秒。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于所述第1電位大于0.1V小于0.8V，而且所述第1期間大于2秒小于10秒。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的基質(zhì)定量方法，其特征在于所述第2電位大于0.05V小于0.6V，而且所述第2期間大于2秒小于10秒。
25.一種生物傳感器，它由2枚基板貼合構(gòu)成在所述基板間采取試樣液的試樣供給路，在該試樣供給路上將設(shè)置在所述兩基板的端部的開口作為入口、將所述試樣液導(dǎo)入那樣結(jié)構(gòu)的生物傳感器，其特征在于從所述生物傳感器平面視看、構(gòu)成所述入口的兩基板的端部位在相互不同的位置上。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的生物傳感器，其特征在于從所述生物傳感器的平面視看、構(gòu)成入口的兩基板的端部盡管相互有相同的形狀、但配置在不同的位置上。
27.一種生物傳感器，它由兩枚基板貼合構(gòu)成在所述基板間采取試樣液的試樣供給路，在該試樣供給路上將設(shè)置在所述兩基板的端部上的開口作為入口，將所述試樣液導(dǎo)入那樣構(gòu)成的生物傳感器，其特征在于從所述生物傳感器的平面視看、構(gòu)成所述入口的兩基板的端部具有相互不同的形狀。
28.根據(jù)權(quán)利要求25～27中任何一項權(quán)利要求所述的生物傳感器，其特征在于在所述生物傳感器的平面視中，構(gòu)成入口的兩基板的端部相互有0.1mm以上距離的偏離。
29.根據(jù)權(quán)利要求25～28中任何一項權(quán)利要求所述的生物傳感器，其特征在于為了形成試樣供給路、通過在它們之間的隔片將2枚基板貼合。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的生物傳感器，其特征在于隔片和任何一方的基板一體構(gòu)成。
31.根據(jù)權(quán)利要求25～30中任何一項權(quán)利要求所述的生物傳感器，其特征在于在所述供給路內(nèi)設(shè)置為對試樣液進(jìn)行電化學(xué)分析的電極和試藥層。
32.根據(jù)權(quán)利要求25～31中任何一項權(quán)利要求所述的生物傳感器，其特征在于在所述供給路內(nèi)的一部分上形成空氣孔。
33.根據(jù)權(quán)利要求25～32中任何一項權(quán)利要求所述的生物傳感器，其特征在于所述供給路的內(nèi)面的一部分或者全面進(jìn)行了親水化處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠減少用生物傳感器定量包含在試樣液中的基質(zhì)時的測量誤差的定量方法。生物傳感器在絕緣性基板上至少形成一對電極，而且該生物傳感器插入到具有支持部、多個連接端子和驅(qū)動電源的測量裝置上，支持部裝卸自如的支持生物傳感器，多個連接端子分別與該電極電氣連接，驅(qū)動電源通過該連接端子分別在該電極上施加電壓。生物傳感器電極的任何一個具有如下的電極結(jié)構(gòu)僅僅當(dāng)生物傳感器以規(guī)定的方向插入測量裝置的支持部的情況下，才與測量裝置具備的第1連接端子和第2連接端子連接，而且由驅(qū)動電源施加電壓、使第1連接端子和第2連接端子間導(dǎo)通。
文檔編號G01N33/487GK1397017SQ01804349
公開日2003年2月12日 申請日期2001年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月30日
發(fā)明者宮崎正次, 德永博之, 德野吉宣, 松本和泰, 澤田康彥 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社