專利名稱：血液成分的測定方法及該方法中使用的傳感器和測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及血液成分的測定方法及該方法中使用的傳感器和測定裝置。
背景技術(shù)：
在臨床檢查和糖尿病患者的血糖值自行測定等中，一直以來使用血液成分測定用傳感器。血液成分測定用傳感器的構(gòu)成為例如在表面上形成有工作電極和對電極的絕緣基板上，隔著隔板配置有蓋子。在上述工作電極和對電極的上面配置含有氧化還原酶和介體(電子傳遞體)等的試劑，該部分成為分析部。用于導(dǎo)入血液的流路的一端與該分析部連通，上述流路的另一端朝向外部開口，該處成為血液供給口。使用這種傳感器的血液成分的分析(例如血糖值)例如如下進(jìn)行。即，首先將上述傳感器安裝在專用的測定裝置(測定器)上。接著，用刺血針刺破指尖等使其受傷出血，使其與上述傳感器的血液供給口接觸。血液通過毛細(xì)管現(xiàn)象被吸入至傳感器的流路中，經(jīng)過該流路被導(dǎo)入至分析部，在此與上述試劑接觸。然后，血液中的成分與氧化還原酶反應(yīng)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，由此通過介體而流出電流。檢測該電流，以該電流值為基礎(chǔ)在上述測定裝置中計(jì)算血液成分量，并將其顯示。
如上所述，使用傳感器能夠測定血液成分，但由于其測定值往往受到血細(xì)胞比容(Hct)的影響，因此為了得到正確的測定值，必須測定Hct值、并以該值為基礎(chǔ)校正血液成分量的值。例如有通過利用2個(gè)工作電極和1個(gè)參比電極進(jìn)行的Hct值的測定來校正血液成分量的傳感器(參照專利文獻(xiàn)1)。另外，也有使用介體測定Hct值的方法(參照專利文獻(xiàn)2)。但是，以往的技術(shù)在所測定的Hct值的精度和可靠性上存在問題，不能充分且正確地進(jìn)行校正。
專利文獻(xiàn)1日本特表2003-501627號公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本專利特許第3369183號公報(bào)發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供通過以高精度和高可靠性測定Hct值而能夠充分且正確地校正血液成分量的血液成分的測定方法及該方法中使用的傳感器及測定裝置。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的測定方法為血液成分的測定方法，該方法包含在介體的存在下，利用氧化還原酶將血液中的血液成分氧化還原，通過電極系統(tǒng)檢測此時(shí)產(chǎn)生的氧化電流或還原電流，以上述電流值為基礎(chǔ)計(jì)算上述血液成分量，該方法進(jìn)一步包含測定上述血液中的Hct值、并利用該Hct值校正上述血液成分值的校正工序，上述Hct值的測定方法為準(zhǔn)備含有工作電極和對電極的電極系統(tǒng)，在上述兩電極中的工作電極上不配置介體，而在對電極上配置介體；將血液導(dǎo)入至上述電極系統(tǒng)，在該狀態(tài)下對上述電極系統(tǒng)施加電壓，由此檢測流至上述兩電極間的氧化電流或還原電流，以該電流值為基礎(chǔ)計(jì)算Hct值。
另外，本發(fā)明的傳感器用于通過氧化還原血液成分、并利用電極檢測由該反應(yīng)產(chǎn)生的氧化電流或還原電流來測定上述血液成分，其具有第1分析部和第2分析部，上述第1分析部具有第1電極系統(tǒng)，上述第2分析部具有第2電極系統(tǒng)，在上述第1電極系統(tǒng)上配置至少將上述血液成分作為基質(zhì)的氧化還原酶和介體，在上述第1分析部上，在介體的存在下，通過上述氧化還原酶將上述血液成分氧化還原，通過上述第1電極系統(tǒng)檢測施加電壓時(shí)產(chǎn)生的氧化電流或還原電流，從而測定上述血液成分，在上述第2分析部中，上述第2電極系統(tǒng)具有工作電極和對電極，在上述2個(gè)電極中的工作電極上未配置介體，而在對電極上配置有介體，將上述血液導(dǎo)入至上述第2電極系統(tǒng)中，在該狀態(tài)下對上述血液施加電壓，由此測定流至工作電極和對電極之間的氧化電流或還原電流的電流值，從而測定上述血液的Hct值。
本發(fā)明的測定裝置為血液成分的測定裝置，該測定裝置具有保持上述本發(fā)明的傳感器的保持機(jī)構(gòu)、對上述傳感器的第1電極系統(tǒng)施加電壓的機(jī)構(gòu)、檢測流至上述第1電極系統(tǒng)的氧化電流或還原電流的檢測機(jī)構(gòu)、由上述所檢測的電流值計(jì)算上述血液成分量的計(jì)算機(jī)構(gòu)、對上述傳感器的第2電極系統(tǒng)施加電壓的施加機(jī)構(gòu)、檢測流至上述傳感器第2電極系統(tǒng)的氧化電流或還原電流的機(jī)構(gòu)、由上述所檢測的電流值計(jì)算上述血液中Hct值的計(jì)算機(jī)構(gòu)。
由此，本發(fā)明的特征在于Hct值的測定。即，當(dāng)測定Hct值時(shí)，通過僅在對電極上配置介體，能夠以高精度和高可靠性簡單地檢測反映Hct值的電流。因此，通過本發(fā)明的測定方法、傳感器和測定裝置，以該高精度和高可靠性測定的Hct值為基礎(chǔ)來校正血液成分的量，因此能夠充分且正確地進(jìn)行校正，其結(jié)果是校正后的血液成分量的值也為高精度和高可靠性。


圖1為表示本發(fā)明傳感器一例的分解立體圖。
圖2為上述傳感器的剖面圖。
圖3為上述傳感器的平面圖。
圖4為表示本發(fā)明傳感器另一例的分解立體圖。
圖5為上述傳感器的剖面圖。
圖6為上述傳感器的平面圖。
圖7A為表示本發(fā)明傳感器的另一例中試劑層的配置狀態(tài)的圖，圖7B為表示在上述例中相對于電壓的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖7C為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖8A為表示本發(fā)明傳感器的另一例中試劑層的配置狀態(tài)的圖，圖8B為表示在上述例中相對于電壓的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖8C為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖9A為表示本發(fā)明傳感器的另一例中試劑層的配置狀態(tài)的圖，圖9B為表示在上述例中相對于電壓的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖9C為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖10A為表示本發(fā)明傳感器的另一例中試劑層的配置狀態(tài)的圖，圖10B為表示在上述例中相對于電壓的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖10C為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖11A為表示本發(fā)明傳感器的另一例中試劑層的配置狀態(tài)的圖，圖11B為表示在上述例中相對于電壓的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖11C為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖12A為表示本發(fā)明傳感器的另一例中試劑層的配置狀態(tài)的圖，圖12B為表示在上述例中相對于電壓的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖12C為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖13A為表示比較例的傳感器中試劑層的配置狀態(tài)的圖，圖13B為表示在上述例中相對于電壓的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖13C為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖14A為表示另一比較例的傳感器中試劑層的配置狀態(tài)的圖，圖14B為表示在上述例中相對于電壓的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖14C為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖15A為表示另一比較例的傳感器中試劑層的配置狀態(tài)的圖，圖15B為表示在上述例中相對于電壓的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖15C為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖16A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(0.5V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖16B為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖17A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(1.0V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖17B為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖18A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(1.5V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖18B為表示在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖19A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(2.0V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖19B為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖20A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(2.5V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖20B為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖21A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(3.0V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖21B為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖22A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(3.5V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖22B為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖23A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(4.0V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖23B為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖24A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(4.5V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖24B為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖25A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(5.0V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖25B為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖26A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(5.5V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖26B為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖27A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(6.0V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖27B為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖28A為表示在本發(fā)明傳感器的另一例中相對于電壓(6.5V)的施加、Hct測定的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖；圖28B為在上述例中相對于電壓的施加、靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
圖29為表示本發(fā)明測定裝置一例的立體圖。
圖30為表示本發(fā)明傳感器另一例的平面圖。
圖31為表示上述例的測定裝置構(gòu)成的平面圖。
符號說明11、12、13、21、22、23、24、81、82、111、112、113、114 電極14、25、83 試劑部(試劑層) 15、26、84 流路16、27、85 通氣孔 101、201、801 絕緣基板102、202、802 隔板 103、203、803 蓋子121 傳感器 122 檢體供給口130、123 測定裝置 124 顯示部125 安裝口 131 CPU132 LCD133 基準(zhǔn)電壓源134 A/D轉(zhuǎn)換電路135 電流/電壓轉(zhuǎn)換電路
136 切換電路137a、137b、137c、137d 連接器具體實(shí)施方式
下面，詳細(xì)說明本發(fā)明。
本發(fā)明的血液成分的測定方法和傳感器中，上述Hct值的測定或上述第2分析部中的介體沒有特別限定，例如可列舉出鐵氰化物、對苯醌、對苯醌衍生物、吩嗪硫酸二甲酯、亞甲基藍(lán)、二茂鐵、二茂鐵衍生物。其中，優(yōu)選為鐵氰化物，更優(yōu)選為鐵氰化鉀。上述介體的配合量沒有特別限定，每次測定或每個(gè)傳感器例如為0.1～1000mM、優(yōu)選為1～500mM、更優(yōu)選為10～200mM。
本發(fā)明的血液成分的測定方法和傳感器中，以防止雜質(zhì)的吸附和防止氧化等為目的，優(yōu)選使用高分子材料覆蓋上述Hct值的測定和第2分析部的未配置介體的電極。作為上述高分子材料，例如可列舉出羧甲基纖維素(CMC)、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、羧乙基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、多熔素等多氨基酸、聚苯乙烯磺酸、明膠及其衍生物、聚丙烯酸及其鹽、聚甲基丙烯酸及其鹽、淀粉及其衍生物、馬來酸酐聚合物及其鹽、瓊脂糖凝膠及其衍生物等。這些物質(zhì)可單獨(dú)使用，也可組合使用2種或更多種。利用高分子材料進(jìn)行的電極覆蓋沒有特別限制，例如可準(zhǔn)備高分子材料溶液，將其涂布在電極表面，接著干燥除去上述涂膜中的溶劑。
本發(fā)明的血液成分的測定方法和傳感器中，上述Hct值的測定和第2分析部的上述工作電極和對電極之間的施加電壓優(yōu)選大于等于水電解的電壓，更優(yōu)選為1～10V的范圍，進(jìn)一步優(yōu)選為1～6.5V的范圍。通過施加大于等于水電解的電壓的電壓，能夠以更高的靈敏度測定僅依賴于血細(xì)胞比容的電流，且能夠得到不受血液中所存在的其它氧化還原物質(zhì)的影響、不依賴于個(gè)體差異(個(gè)人差異)的穩(wěn)定的電流。另外，施加時(shí)間例如為0.001～60秒、優(yōu)選為0.01～10秒、更優(yōu)選為0.01～5秒。
本發(fā)明的血液成分的測定方法和傳感器中，優(yōu)選上述Hct值的測定和第2分析部中上述工作電極和對電極之間的最近距離為0.05mm或以上。只要電極間距離在0.05mm或以上，則測定值的可靠性提高。更優(yōu)選的電極間距離為0.1mm或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0.5mm或以上。
本發(fā)明的血液成分的測定方法中，通過上述Hct值的校正優(yōu)選是以預(yù)先作成的Hct值和血液成分量的校準(zhǔn)曲線和校準(zhǔn)表的任一個(gè)為基礎(chǔ)的校正。
本發(fā)明的血液成分的測定方法中，血液成分的測定和Hct值的測定的測定順序沒有特別限制，如后所述，在共有電極時(shí)，優(yōu)選首先測定血液成分，然后測定Hct值。即，血液成分測定中的工作電極在Hct測定中作為對電極使用。該電極上最初配置有氧化狀態(tài)的介體(例如鐵氰化鉀)。該介體通過血液成分的測定通過酶反應(yīng)先被還原，為了血液成分測定再被氧化。因此，血液成分測定后的該電極表面上主要存在鐵氰化離子。另一方面，為了抑制在對電極的電解還原反應(yīng)成為速率決定過程，優(yōu)選在Hct測定中對電極附近存在大量的鐵氰化離子。因此，優(yōu)選將血液成分測定時(shí)的工作電極作為其測定后Hct測定中的對電極來組合使用。
本發(fā)明的血液成分的測定方法中，檢測上述血液成分測定中的上述氧化電流或還原電流的電極系統(tǒng)優(yōu)選含有工作電極和對電極。
本發(fā)明的血液成分的測定方法中，優(yōu)選進(jìn)一步測定上述測定環(huán)境溫度，并由此校正上述血液成分量。這是因?yàn)槊阜磻?yīng)受其環(huán)境溫度所影響。此時(shí)，通過上述溫度的校正優(yōu)選是以預(yù)先作成的校準(zhǔn)曲線和校準(zhǔn)表的任一個(gè)為基礎(chǔ)的校正。
本發(fā)明的血液成分的測定方法和傳感器中，測定對象的血液成分例如為葡萄糖、乳酸、尿酸、膽紅素和膽固醇等。另外，上述氧化還原酶可根據(jù)測定對象的血液成分適當(dāng)選擇。作為上述氧化還原酶，例如有葡萄糖氧化酶、乳酸酯氧化酶、膽固醇氧化酶、膽紅素氧化酶、葡萄糖脫氫酶、乳酸酯脫氫酶等。上述氧化還原酶的量，例如每個(gè)傳感器或者每次測定例如為0.01～100U、優(yōu)選為0.05～10U、更優(yōu)選為0.1～5U。其中優(yōu)選將葡萄糖作為測定對象，此時(shí)氧化還原酶優(yōu)選為葡萄糖氧化酶和葡萄糖脫氫酶。
本發(fā)明的血液成分測定用傳感器中，優(yōu)選上述第1電極系統(tǒng)具有工作電極和對電極。而且，優(yōu)選本發(fā)明傳感器的上述第1電極系統(tǒng)和第2電極系統(tǒng)中，上述第1電極系統(tǒng)所包含的任一個(gè)電極或者所有電極兼作上述第2電極系統(tǒng)的對電極。更優(yōu)選上述第1電極系統(tǒng)和第2電極系統(tǒng)中，僅上述第1電極系統(tǒng)的上述工作電極兼作上述第2電極系統(tǒng)的對電極。
本發(fā)明的血液成分測定用傳感器中，配置于上述第1電極系統(tǒng)上的介體沒有特別限制，例如可列舉出鐵氰化物、對苯醌、對苯醌衍生物、吩嗪硫酸二甲酯、亞甲基藍(lán)、二茂鐵、二茂鐵衍生物。其中優(yōu)選為鐵氰化物，更優(yōu)選為鐵氰化鉀。上述介體的配合量沒有特別限制，每次測定或每個(gè)傳感器例如為0.1～1000mM、優(yōu)選為1～500mM、更優(yōu)選為10～200mM。
本發(fā)明的血液成分測定用傳感器優(yōu)選進(jìn)一步具有絕緣基板，且在其上形成有第1分析部和第2分析部以及用于將血液導(dǎo)入至上述各分析部的流路，上述流路的一端朝向傳感器外部開口，成為血液供給口。此時(shí)，上述血液供給口為一個(gè)，上述流路在其途中分支，分支的各流路的端部與上述各分析部連通。另外，第2分析部可位于上述流路的途中，第1分析部位于其后方。
本發(fā)明的血液成分測定用傳感器優(yōu)選為下述構(gòu)成進(jìn)一步具有隔板和蓋子，在上述絕緣基板上隔著上述隔板配置有上述蓋子。
本發(fā)明的血液成分測定用傳感器中優(yōu)選在第1電極系統(tǒng)上進(jìn)一步配置有高分子材料、酶穩(wěn)定劑和晶體均化劑。
上述高分子材料防止雜質(zhì)向電極表面的吸附和電極表面的氧化，保護(hù)電極表面。作為上述高分子材料，例如可列舉出CMC、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、羧乙基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、多熔素等多氨基酸、聚苯乙烯磺酸、明膠及其衍生物、聚丙烯酸及其鹽、聚甲基丙烯酸及其鹽、淀粉及其衍生物、馬來酸酐聚合物及其鹽、瓊脂糖凝膠及其衍生物等。這些物質(zhì)可單獨(dú)使用，也可組合使用2種或更多種。其中，優(yōu)選為CMC。上述高分子材料的比例相對于用于制作試劑部的試劑液整體例如為0.001～10重量％、優(yōu)選為0.005～5重量％、更優(yōu)選為0.01～2重量％。
作為上述酶穩(wěn)定劑，例如可列舉出糖醇。作為上述糖醇，例如可列舉出山梨糖醇、麥芽糖醇、木糖醇、甘露糖醇、乳糖醇、還原巴拉金糖(paratinose)、阿拉伯糖醇、甘油、核糖醇、半乳糖醇、景天庚糖醇、鱷梨糖、景天庚酮糖、安息香醇、遠(yuǎn)志糖醇、艾杜糖醇、塔羅糖醇、阿洛糖醇、isylitol、還原淀粉糖漿、isylitol等鏈狀多元醇和環(huán)式糖醇。另外，還可以是這些糖醇的立體異構(gòu)體、取代物或衍生物。這些糖醇可單獨(dú)使用，也可組合使用2種或更多種。其中優(yōu)選為麥芽糖醇。上述酶穩(wěn)定劑的配合量是每次測定或每個(gè)傳感器例如為0.1～500mM的范圍、優(yōu)選為0.5～100mM的范圍、更優(yōu)選為1～50mM的范圍。
上述晶體均化劑為用于將試劑部的晶體狀態(tài)均化的物質(zhì)，例如可列舉出氨基酸。作為上述氨基酸，例如可列舉出甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、精氨酸、賴氨酸、組氨酸、苯基丙氨酸、色氨酸、脯氨酸、肌氨酸、甜菜堿、?；撬嵋约八鼈兊柠}、取代物和衍生物。這些物質(zhì)可單獨(dú)使用，也可組合使用2種或更多種。其中優(yōu)選為甘氨酸、絲氨酸、脯氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、牛磺酸，更優(yōu)選為?；撬帷Ｉ鲜鼍w均化劑的配合量是每次測定或每個(gè)傳感器例如為0.1～1000mM、優(yōu)選為10～500mM、更優(yōu)選為20～200mM。
本發(fā)明的血液成分測定用傳感器優(yōu)選進(jìn)一步具有血液檢測電極，該血液檢測電極，距離上述血液供給口，比上述各分析部的至少一個(gè)位于更后方，通過該血液檢測電極，能夠檢測血液確實(shí)被導(dǎo)入至上述各分析部的至少一個(gè)中。更優(yōu)選上述血液檢測電極位于上述各分析部的最后方。
優(yōu)選本發(fā)明的測定裝置中進(jìn)一步具有通過上述Hct值來校正上述血液成分量的校正機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的測定裝置中，優(yōu)選對上述第2電極系統(tǒng)所施加的電壓為大于等于水電解值的電壓，更優(yōu)選為1～10V的范圍，進(jìn)一步優(yōu)選為1～6.5V的范圍。
圖29的立體圖表示安裝了本發(fā)明傳感器的狀態(tài)的本發(fā)明的測定裝置的一例。如圖所示，該測定裝置123在其一端具有傳感器的安裝口125，在此安裝并保持傳感器121。122為傳感器121的檢體供給口。該測定裝置123的大致中央處具有顯示部124，在此顯示測定結(jié)果。
本發(fā)明的測定裝置中，優(yōu)選具有連接器、切換電路、電流/電壓轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、基準(zhǔn)電壓源、CPU和液晶顯示部(LCD)。由此能夠?qū)Ρ景l(fā)明傳感器的第1電極系統(tǒng)和第2電極系統(tǒng)施加電壓，另外，能夠檢測在上述兩電極系統(tǒng)中流動的電流值，由此計(jì)算血液成分量或Hct值，進(jìn)而以上述Hct值為基礎(chǔ)來校正上述血液成分量，并顯示該校正值。本發(fā)明測定裝置的電路構(gòu)成例如有后述的例子。
下面，根據(jù)

本發(fā)明的血液成分測定用傳感器的實(shí)施例。
實(shí)施例1圖1、圖2和圖3表示本發(fā)明的血液成分測定用傳感器的一例。圖1為上述傳感器的分解立體圖，圖2為剖面圖，圖3為平面圖，上述三圖中，同一部分帶有同一符號。
如圖所示，該傳感器在絕緣基板101上形成有3個(gè)電極11、12和13。這些電極能夠切換為工作電極和對電極。電極13的表面被CMC等高分子材料覆蓋。電極11和12所形成的電極部中配置有試劑層14。試劑層14含有葡萄糖脫氫酶等氧化還原酶和介體，還含有高分子材料、酶穩(wěn)定劑、晶體均化劑作為任意成分。這些試劑的種類和配合比例如上所述。在上述絕緣基板101上，留有一側(cè)端部(圖中為右側(cè)端部)隔著隔板102配置蓋子103。在該傳感器上形成有電極13和用于將血液導(dǎo)入至電極11、12的流路15。該流路15為途中分支的T字形狀，各分支端部與上述各電極部連通，上述流路的前端延伸至傳感器的另一端部(圖中為左側(cè)端部)，且朝向外部開口，成為血液供給口。上述3個(gè)電極11、12和13分別與導(dǎo)線連接，這些導(dǎo)線延伸于上述一側(cè)的端部側(cè)，導(dǎo)線的前端不被蓋子覆蓋而露出。在上述蓋子103與流路15的分支端相對應(yīng)的部分上形成有2個(gè)通氣孔16。
本發(fā)明的上述絕緣基板的材質(zhì)沒有特別限制，例如可使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亞胺(PI)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、單體澆注尼龍(MC)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、甲基丙烯酸樹脂(PMMA)、ABS樹脂(ABS)、玻璃等。其中，優(yōu)選為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亞胺(PI)，更優(yōu)選為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。絕緣基板的大小沒有特別限制，例如全長為5～100mm、寬為2～50mm、厚度為0.05～2mm，優(yōu)選全長為7～50mm、寬為3～20mm、厚度為0.1～1mm，更優(yōu)選全長為10～30mm、寬為3～10mm、厚度為0.1～0.6mm。
絕緣基板上的電極和導(dǎo)線可如下形成例如將金、鉑、鈀等作為材料，通過濺射法或蒸鍍法形成導(dǎo)電層，利用激光將其加工成特定的電極圖形，由此形成。作為激光，例如可使用YAG激光、CO2激光、準(zhǔn)分子激光等。電極圖形不僅限于在實(shí)施例等中公開的圖形，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的效果，則電極圖形沒有限制。電極13的表面覆蓋可如下實(shí)施例如制備高分子材料的溶液，將其滴加或涂布在上述電極表面上，接著干燥。干燥例如有自然干燥、風(fēng)干、熱風(fēng)干燥、加熱干燥等。
上述試劑部14可如下形成例如將0.1～5.0U/傳感器的PQQ-GDH、1 0～200mM的鐵氰化鉀、1～50mM的麥芽糖醇、20～200mM的牛磺酸添加在0.01～2.0wt％CMC水溶液中使其溶解，制備試劑溶液，將該試劑溶液滴加在上述基板的電極11和12上，使其干燥，由此形成。上述干燥例如可自然干燥，也可以是使用熱風(fēng)的強(qiáng)制干燥，但由于過于高溫則酶有可能失活，因此優(yōu)選50℃左右的熱風(fēng)。
本發(fā)明中的隔板的材質(zhì)沒有特別限制，例如可使用與上述絕緣基板同樣的材料。并且，隔板的大小沒有特別限制，例如全長為5～100mm、寬為2～50mm、厚度為0.01～1mm，優(yōu)選全長為7～50mm、寬為3～20mm、厚度為0.05～0.5mm，更優(yōu)選全長為10～30mm、寬為3～10mm、厚度為0.05～0.25mm。在隔板上形成有T字形狀的切口部，該切口部成為用于血液導(dǎo)入的流路，其大小為，例如從血液供給口至分支部的長度為0.5～20mm，從分支部至分支端部的長度為1～25mm、寬為0.1～5mm；優(yōu)選從血液供給口至分支部的長度為1～10mm，從分支部至分支端部的長度為1.5～10mm、寬為0.2～3mm；更優(yōu)選從血液供給口至分支部的長度為1～5mm，從分支部至分支端部的長度為1.5～5mm、寬為0.5～2mm。該切口部例如可通過激光或鉆頭等穿孔而形成，也可在隔板形成時(shí)使用可形成切口部的模具而形成。
本發(fā)明中的蓋子的材質(zhì)沒有特別限制，例如可使用與上述絕緣基板同樣的材料。更優(yōu)選親水性處理蓋子與試樣供給路的頂部相當(dāng)?shù)牟糠?。作為親水性處理，例如有涂布表面活性劑的方法，通過等離子處理等在蓋子表面導(dǎo)入羥基、羰基、羧基等親水性官能團(tuán)的方法。蓋子的大小沒有特別限制，例如全長為5～100mm、寬為3～50mm、厚度為0.01～0.5mm，優(yōu)選全長為10～50mm、寬為3～20mm、厚度為0.05～0.25mm，更優(yōu)選全長為15～30mm、寬為5～10mm、厚度為0.05～0.2mm。優(yōu)選在蓋子上形成通氣孔，形狀例如有圓形、橢圓形、多邊形等，其大小例如最大直徑為0.01～10mm、優(yōu)選最大直徑為0.025～5mm、更優(yōu)選最大直徑為0.025～2mm。另外，也可設(shè)置多個(gè)通氣孔。該通氣孔可通過例如激光或鉆頭等穿孔而形成，也可在蓋子形成時(shí)使用可形成通氣部的模具來形成。該傳感器可通過按順序?qū)盈B絕緣基板、隔板和蓋子成為一體來制造。為了形成為一體，可以使用粘合劑將上述3個(gè)構(gòu)件粘貼或者也可以熱熔融粘合。作為上述粘合劑，可使用例如環(huán)氧系粘合劑、丙烯酸系粘合劑、聚尿烷系粘合劑以及熱固性粘合劑(熱熔粘合劑等)、UV固化性粘合劑等。
使用該傳感器的血糖值測定例如可如下實(shí)施。即，首先使用專用的刺血針將指尖等刺破使其出血。另一方面，將上述傳感器安裝在專用的測定裝置(測定器)上，然后使安裝在測定裝置的傳感器的血液供給口與出血的血液相接觸，通過毛細(xì)管現(xiàn)象，將血液導(dǎo)入至傳感器內(nèi)部。通過該傳感器進(jìn)行的分析按下述步驟進(jìn)行。
(步驟1檢體(血液)的檢測)在電極11、電極13的兩電極間施加電壓，通過隨著血液的導(dǎo)入所發(fā)生的電流值變化來檢測血液的導(dǎo)入。一旦確認(rèn)了血液的導(dǎo)入，則開始以下的步驟。步驟1中的施加電壓例如為0.05～1V。
(步驟2葡萄糖的測定)使血液中的葡萄糖與葡萄糖氧化還原酶反應(yīng)一定時(shí)間后，將電極11作為工作電極，將電極12作為對電極，對上述兩電極施加電壓，通過酶反應(yīng)將在電極11上產(chǎn)生的還原狀態(tài)的介體氧化，檢測其氧化電流。上述葡萄糖與氧化還原酶的反應(yīng)時(shí)間例如為0～60秒、優(yōu)選為0.5～30秒、更優(yōu)選為1～10秒。步驟2中的施加電壓和施加時(shí)間例如為0.05～1V、優(yōu)選為0.1～0.8V、更優(yōu)選為0.2～0.5V，施加時(shí)間例如為0.01～30秒、優(yōu)選為0.1～10秒、更優(yōu)選為1～5秒。
(步驟3Hct值的測定)將電極13作為工作電極，將電極11作為對電極，對上述兩電極施加電壓，由此能夠檢測依賴于Hct值的電流，該Hct值以血液成分的電解氧化反應(yīng)為基礎(chǔ)。由所檢測的電流換算為Hct值可通過預(yù)先求出校準(zhǔn)曲線或校準(zhǔn)曲線表來進(jìn)行。該校正可使用從預(yù)先作成的電流與Hct值的校準(zhǔn)曲線求得的Hct值，也可直接使用所檢測的電流。步驟3中的施加電壓和施加時(shí)間例如為1～10V、優(yōu)選為1～6.5V、更優(yōu)選為2～3V，施加時(shí)間例如為0.001～60秒、優(yōu)選為0.01～10秒、更優(yōu)選為0.01～5秒。該步驟中，在作為工作電極的電極13上不配置介體，并且電極13和電極11之間有一定間隙，在該間隙中不配置介體等試劑而僅存在血液，因此能夠檢測到不受試劑影響、且依賴于Hct值的氧化電流。該步驟3優(yōu)選在步驟2完成后實(shí)施。對電極在該例中為電極11，但也可以將電極12作為對電極進(jìn)行測定。電極11和12兩者都可作為對電極。即使電極13的表面不被高分子材料等覆蓋，也能進(jìn)行測定。
(步驟4血液成分的校正)通過在步驟3中檢測的Hct值，校正在步驟2中得到的葡萄糖量。該校正優(yōu)選以預(yù)先作成的校準(zhǔn)曲線(含有校準(zhǔn)表)為基礎(chǔ)進(jìn)行。所校正的葡萄糖量由測定裝置顯示或儲存。如上所述，也可以不是在先計(jì)算Hct值后進(jìn)行葡萄糖量的校正，而是直接使用在步驟3中所檢測的依賴于Hct值的電流來校正葡萄糖量。
實(shí)施例2圖4、圖5和圖6表示本發(fā)明的血液成分測定用傳感器的另一例。圖4為上述傳感器的分解立體圖、圖5為剖面圖、圖6為平面圖，上述三圖中，同一部分帶有同一符號。
如圖所示，該傳感器在絕緣基板201上形成有4個(gè)電極21、22、23和24。這些電極可切換為工作電極和對電極。電極24的表面如上所述被高分子材料覆蓋。在電極21、22和23所形成的電極部上配置有試劑層25。試劑層25含有葡萄糖脫氫酶等氧化還原酶和介體，還含有高分子材料、酶穩(wěn)定劑、晶體均化劑作為任意成分。這些試劑的種類和配合比例如上所述。在上述絕緣基板201上，留著一側(cè)端部(圖中為右側(cè)端部)隔著隔板202配置蓋子203。在該傳感器上形成有用于將血液導(dǎo)入至上述試劑部25的流路26。該流路26為一直線(I字形狀)，上述流路的前端延伸至傳感器另一端部(圖中為左側(cè)端部)，且朝向外部開口，成為血液供給口。上述4個(gè)電極與上述流路串聯(lián)排列，距離血液供給口側(cè)，電極22位于最后方。上述4個(gè)電極21、22、23和24分別與導(dǎo)線連接，這些導(dǎo)線延伸于上述一側(cè)的端部側(cè)，導(dǎo)線前端不被蓋子覆蓋而露出。在上述蓋子203與流路26的后方相對應(yīng)的部分上，形成有通氣孔27。
該例中，上述絕緣基板的材質(zhì)和大小等沒有特別限制，與實(shí)施例1相同。另外，電極、導(dǎo)線、利用高分子材料進(jìn)行的電極表面的覆蓋和試劑部也與實(shí)施例1相同。而且，隔板的材質(zhì)、大小和加工方法也與實(shí)施例1相同。在該例的隔板上形成有I字形狀的切口部，該切口部成為用于血液導(dǎo)入的流路，其大小例如全長為0.5～50mm、寬為0.1～5mm，優(yōu)選全長為1～10mm、寬為0.2～3mm，更優(yōu)選全長為1～5mm、寬為0.5～2mm。該切口部例如可通過激光、鉆頭等穿孔而形成，也可在形成隔板時(shí)使用可形成切口部的模具而形成。蓋子的材質(zhì)、大小、親水性處理和通氣孔也與實(shí)施例1相同。而且，該例的傳感器的制造方法也與實(shí)施例1相同。
使用該傳感器的血糖值測定例如可如下實(shí)施。即，首先使用專用的刺血針刺破指尖等使其出血。另一方面，將上述傳感器安裝在專用的測定裝置(測定器)上。然后，使安裝在測定裝置的傳感器的血液供給口與出血的血液相接觸，通過毛細(xì)管現(xiàn)象將血液導(dǎo)入至傳感器內(nèi)部。通過該傳感器進(jìn)行的分析按照下述步驟進(jìn)行。
(步驟1檢體(血液)的檢測)通過在電極24、電極22的兩電極間施加電壓，檢測血液是否被導(dǎo)入至流路的端部。一旦確認(rèn)血液被導(dǎo)入至流路的端部，則開始以下的步驟。當(dāng)未被導(dǎo)入至流路端部時(shí)，則檢體量變得不足，測定裝置顯示錯(cuò)誤。步驟1中的施加電壓例如為0.05～1V。此時(shí)，通過檢測在電極22與除其以外的任一個(gè)電極(21、23、24)之間的電流變化，可檢測檢體。
(步驟2葡萄糖的測定)使血液中的葡萄糖與葡萄糖氧化還原酶反應(yīng)一定時(shí)間后，將電極21作為工作電極，將電極23作為對電極，對上述兩電極施加電壓，通過酶反應(yīng)將在電極21上產(chǎn)生的還原狀態(tài)的介體氧化，檢測其氧化電流。上述葡萄糖與氧化還原酶的反應(yīng)時(shí)間例如為0～60秒、優(yōu)選為0.5～30秒、更優(yōu)選為1～10秒。步驟2中的施加電壓和施加時(shí)間例如為0.05～1V、優(yōu)選為0.1～0.8V、更優(yōu)選為0.2～0.5V，施加時(shí)間例如為0.01～30秒、優(yōu)選為0.1～10秒、更優(yōu)選為1～5秒。
(步驟3Hct值的測定)將電極24作為工作電極，將電極21作為對電極，對上述兩電極施加電壓，由此能夠檢測依賴于Hct值的電流，以此為基礎(chǔ)測定Hct值。該Hct值用于葡萄糖測定時(shí)的校正。該校正可使用從預(yù)先作成的電流與Hct值的校準(zhǔn)曲線求得的Hct值，也可直接使用所檢測的電流。步驟3中的施加電壓和施加時(shí)間例如為1～10V、優(yōu)選為1～6.5V、更優(yōu)選為2～3V，施加時(shí)間例如為0.001～60秒、優(yōu)選為0.01～10秒、更優(yōu)選為0.01～5秒。該步驟中，在作為工作電極的電極24上不配置介體，并且電極24和電極21之間有一定間隙，在該間隙中不配置介體等試劑而僅存在血液，因此能夠檢測到不受試劑影響、且依賴于Hct值的氧化電流。該步驟3優(yōu)選在步驟2完成后實(shí)施。該例中將電極21單獨(dú)地作為對電極，但本發(fā)明不限定于此，也可分別將單獨(dú)的電極23、單獨(dú)的電極22、電極21和電極22的組合、電極21和電極23的組合、電極22和電極23的組合、電極21和電極22及電極23的組合作為對電極。另外，即使電極13的表面不被高分子材料等覆蓋，也能進(jìn)行測定。
(步驟4血液成分的校正)通過在步驟3檢測的Hct值，校正在步驟2得到的葡萄糖量。該校正優(yōu)選為以預(yù)先作成的校準(zhǔn)曲線(含有校準(zhǔn)表)為基礎(chǔ)進(jìn)行。所校正的葡萄糖量由測定裝置顯示或儲存。
實(shí)施例3本實(shí)施例中，制作6種傳感器(3-1～3-6)，在每個(gè)傳感器中改變相對于Hct測定中工作電極或?qū)﹄姌O的含有介體的試劑層的配置，測定響應(yīng)電流和靈敏度差。同時(shí)，作為比較例1，制作3種傳感器(3-7～3-9)，在每個(gè)傳感器中改變相對于Hct測定中工作電極或?qū)﹄姌O的含有介體的試劑層的配置，測定響應(yīng)電流和靈敏度差。檢體(血液)和葡萄糖的測定以及血液成分的校正與實(shí)施例2同樣進(jìn)行。上述各傳感器除了試劑層的配置以外，基本上與實(shí)施例2同樣制作。試劑層如下制作將鐵氰化鉀(量為60mM)、牛磺酸(80mM)溶解在CMC水溶液(0.1wt％)中制備試劑液，將該試劑液滴加在電極上后使其干燥，由此制作。工作電極和對電極之間的距離為0.1mm或以上。另外，準(zhǔn)備將Hct值調(diào)整至25、45和65的3種血液試樣。對這3個(gè)血液試樣利用上述各傳感器，在施加電壓為2.5V、施加時(shí)間為3秒的條件下，測定流入至上述各傳感器的上述兩電極的電流，進(jìn)行Hct值測定中的響應(yīng)電流值和靈敏度差的測定。以下，將上述各傳感器的試劑層的配置圖形和上述測定結(jié)果示于圖7～圖15。在圖7～圖15中，圖A為表示試劑層25的配置圖形的圖、圖B為表示相對于施加電壓(V)的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖、圖C為相對于施加電壓(V)的靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖，圖4～6的同一部分帶有同一符號。
(3-1)如圖7A所示，該例的傳感器中，將試劑層25按照從Hct測定用的對電極21溢出的方式配置，在對電極21表面上和上述血液成分測定用的兩電極間的對電極側(cè)的一部分上存在試劑層25。測定流入至該傳感器上述兩電極的電流，結(jié)果示于圖7B和圖7C的圖中。如上述兩圖所示，通過該傳感器，其靈敏度差不依賴于電壓施加時(shí)間，能夠明確且良好地檢測反映Hct值的響應(yīng)電流。
(3-2)如圖8A所示，該例的傳感器中，將試劑層25僅配置在對電極21的表面上。測定流入至該傳感器工作電極24和對電極21的電流，結(jié)果示于圖8B和圖8C的圖中。如上述兩圖所示，通過該傳感器，其靈敏度差不依賴于電壓施加時(shí)間，能夠明確且良好地檢測反映Hct值的響應(yīng)電流。
(3-3)如圖9A所示，該例的傳感器中，將試劑層25按照從對電極21溢出的方式配置，在對電極21表面上和上述兩電極間存在試劑層25。在工作電極24上不存在氧化還原物質(zhì)。測定流入至該傳感器上述兩電極的電流，結(jié)果示于圖9B和圖9C的圖中。如上述兩圖所示，通過該傳感器，其靈敏度差不依賴于電壓施加時(shí)間，能夠明確地檢測反映Hct值的響應(yīng)電流。
(3-4)如圖10A所示，該例的傳感器中，代替配置于Hct測定用的工作電極24和對電極21，試劑層25形成在對電極21表面上和上述血液成分測定用的兩電極間的對電極側(cè)的一部分上。測定流入至該傳感器上述兩電極的電流，結(jié)果示于圖10B和圖10C的圖中。如上述兩圖所示，通過該傳感器，其靈敏度差不依賴于電壓施加時(shí)間，能夠明確地檢測反映Hct值的響應(yīng)電流，但與上述(3-1)、(3-2)、(3-3)的例子相比，靈敏度差減少若干。
(3-5)如圖11A所示，該例的傳感器中，將試劑層25按照從對電極21溢出的方式配置，在對電極21表面的一部分上和上述兩電極間的一部分上存在試劑層25。測定流入至該傳感器上述兩電極的電流，結(jié)果示于圖11B和圖11C的圖中。如上述兩圖所示，通過該傳感器，在剛施加電壓后的1秒間(圖中3～4秒之間)，能夠明確地檢測反映Hct值的響應(yīng)電流。
(3-6)如圖12A所示，該例的傳感器中，將試劑層25按照從對電極21溢出的方式配置，在對電極21表面的一部分上存在試劑層25。另外，在上述兩電極間不存在氧化還原物質(zhì)。測定流入至該傳感器上述兩電極的電流，結(jié)果示于圖12B和圖12C的圖中。如上述兩圖所示，通過該傳感器，在剛施加電壓后的1秒間(圖中3～4秒之間)，能夠明確地檢測反映Hct值的響應(yīng)電流。
(3-7)如圖13A所示，該比較例的傳感器中，將試劑層25配置在工作電極24、對電極21和整個(gè)上述兩電極間。測定流入至該傳感器上述兩電極間的電流，結(jié)果示于圖13B和圖13C的圖中。如上述兩圖所示，該傳感器不能明確地檢測反映Hct值的響應(yīng)電流。
(3-8)如圖14A所示，該比較例的傳感器中，將試劑層25分別配置在工作電極24和對電極21，在上述兩電極間的一部分上也存在試劑層25。測定流入至該傳感器上述兩電極的電流，結(jié)果示于圖14B和圖14C的圖中。如上述兩圖所示，該傳感器不能明確地檢測反映Hct值的響應(yīng)電流。
(3-9)如圖15A所示，該比較例的傳感器中不配置試劑層25。測定流入至該傳感器上述兩電極的電流，結(jié)果示于圖15B和圖15C的圖中。如上述兩圖所示，該傳感器不能檢測反映Hct值的響應(yīng)電流。
實(shí)施例4本實(shí)施例中，將施加電壓在0.5～6.5V的范圍內(nèi)改變，測定Hct測定的響應(yīng)電流和靈敏度差。檢體(血液)和葡萄糖的測定以及血液成分的校正與實(shí)施例2同樣進(jìn)行。用于該測定的傳感器與實(shí)施例3同樣制作。試劑層25配置在對電極21上，未配置于工作電極24(參照圖7A)。響應(yīng)電流值和靈敏度差的測定也與實(shí)施例3同樣進(jìn)行。將該測定結(jié)果示于圖16～圖28的各圖中。在圖16～圖28中，圖A為表示相對于施加電壓(V)的響應(yīng)電流值(μA)隨時(shí)間變化的圖、圖B為相對于施加電壓(V)的靈敏度差(％)隨時(shí)間變化的圖。
如圖16所示，即使是0.5V的施加電壓也能檢測反映Hct值的響應(yīng)電流，但如果施加1～6.5V，則如圖17～圖28所示，能夠更明確地檢測響應(yīng)電流，最優(yōu)選的是如圖17～圖21所示那樣施加1～3V的情況。如果施加5V或以上，則隨著時(shí)間的經(jīng)過波形紊亂，但只要是在剛施加后的短時(shí)間內(nèi)，就能夠明確地檢測反映Hct值的響應(yīng)電流。本實(shí)施例中，在一定條件下改變施加電壓來檢測以Hct值為基礎(chǔ)的電流，但本發(fā)明并不限于此，即使施加電壓不在本實(shí)施例所示范圍內(nèi)，通過適當(dāng)設(shè)定電極間距離、氧化還原物質(zhì)的種類和量等其它條件，也能夠明確地檢測反映Hct值的響應(yīng)電流，并能夠以此為基礎(chǔ)校正血液成分量。
實(shí)施例5圖30的平面圖表示本發(fā)明傳感器的另一例。該傳感器具有與上述實(shí)施例1～4所示傳感器的電極圖形不同的電極圖形。如圖所示，該傳感器在絕緣基板上，在血流的上流側(cè)上具有構(gòu)成Hct測定用的第2分析部的2個(gè)電極111、112，在下流側(cè)上具有構(gòu)成血液成分測定用的第1分析部的2個(gè)電極113、114。在該傳感器中，分別在第1分析部和第2分析部上配置有試劑層(未圖示)。配置在第1分析部的試劑層含有葡萄糖脫氫酶等氧化還原酶和介體，還含有高分子材料、酶穩(wěn)定劑、晶體均化劑作為任意成分，其配置沒有特別限制。而配置在第2分析部的試劑層含有介體、還含有高分子材料作為任意成分。在第2分析部中，試劑層僅配置于對電極上。除這些以外，與實(shí)施例1或2所示的傳感器相同。
圖31表示本發(fā)明測定裝置的構(gòu)成的一例。該測定裝置如可安裝實(shí)施例2所示的傳感器。如圖所示，該測定裝置130將4個(gè)連接器137a～137d、切換電路136、電流/電壓轉(zhuǎn)換電路135、A/D轉(zhuǎn)換電路134、基準(zhǔn)電壓源133、CPU131和液晶顯示裝置(LCD)132作為主要構(gòu)成要素。基準(zhǔn)電壓源133可作為地線。傳感器的各電極21、22、23、24隔著連接器137a～137d和切換電路136與電流/電壓轉(zhuǎn)換電路135和基準(zhǔn)電壓源133連接。電流/電壓轉(zhuǎn)換電路135隔著A/D轉(zhuǎn)換電路134與CPU131連接。
該測定裝置的血液成分量的測定例如可如下實(shí)施。
首先，按照CPU131的指令，通過切換電路136，電極21隔著連接器137a與電流/電壓轉(zhuǎn)換電路135連接，該電極21成為用于測定血液成分量的工作電極，電極22隔著連接器137b與基準(zhǔn)電壓源133連接，該電極22成為用于檢測血液導(dǎo)入的檢測極。按照CPU131的指令，從電流/電壓轉(zhuǎn)換電路135和基準(zhǔn)電壓源133將一定電壓施加于電極21和電極22之間，血液被導(dǎo)入時(shí)，則在電極21、22間電流流動。該電流通過電流/電壓轉(zhuǎn)化電路135被轉(zhuǎn)換為電壓，該電壓值通過A/D轉(zhuǎn)換電路134被轉(zhuǎn)換為數(shù)值，并被輸出至CPU131。CPU131以該數(shù)值為基礎(chǔ)檢測血液的導(dǎo)入。
檢測到血液被導(dǎo)入后，進(jìn)行血液成分量的測定。血液成分量的測定如下實(shí)施。首先，按照CPU131的指令，通過切換電路136，電極21隔著連接器137a與電流/電壓轉(zhuǎn)換電路135連接，該電極21成為用于測定血液成分量的工作電極，電極23隔著連接器137c與基準(zhǔn)電壓源133連接，該電極23成為用于測定血液成分量的對電極。
例如，在使血液中葡萄糖與其氧化還原酶反應(yīng)一定時(shí)間的期間內(nèi)，先將電流/電壓轉(zhuǎn)換電路135和基準(zhǔn)電壓源133關(guān)掉，經(jīng)過一定時(shí)間后，按照CPU131的指令，在上述電極21和23之間施加一定電壓。在電極21、23之間電流流動，該電流通過電流/電壓轉(zhuǎn)換電路135被轉(zhuǎn)換為電壓，該電壓值通過A/D轉(zhuǎn)換電路134被轉(zhuǎn)換為數(shù)值，并輸出至CPU131。CPU131以該數(shù)值為基礎(chǔ)換算成血液成分量。
測定血液成分量后，進(jìn)行Hct值的測定。Hct值的測定如下進(jìn)行。首先，按照CPU131的指令，通過切換電路136，電極24隔著連接器137d與電流/電壓轉(zhuǎn)換電路135連接，該電極24成為用于測定Hct值的工作電極，電極21與基準(zhǔn)電壓源133連接，該電極21成為用于測定Hct值的對電極。
按照CPU131的指令，從電流/電壓轉(zhuǎn)換電路135和基準(zhǔn)電壓源133對電極24和21之間施加一定電壓。流入至電極24和21之間的電流，通過電流/電壓轉(zhuǎn)換電路135被轉(zhuǎn)換為電壓，該電壓值通過A/D轉(zhuǎn)換電路134被轉(zhuǎn)換為數(shù)值，并輸出至CPU131。CPU131以該數(shù)值為基礎(chǔ)，換算成Hct值。
使用在上述測定中得到的Hct值和血液成分量，參照預(yù)先求出的校準(zhǔn)曲線或校準(zhǔn)曲線表，用Hct值校正血液成分量，將該校正的結(jié)果顯示于LCD132。
以上列舉測定葡萄糖的實(shí)施例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于此。已經(jīng)敘述過，本發(fā)明在乳酸、膽固醇之類的其它血液成分的測定中也有用。本發(fā)明的測定方法和傳感器，由于能夠得到與導(dǎo)入至傳感器的試樣的種類相對應(yīng)的電流響應(yīng)，所以能夠以該結(jié)果為基礎(chǔ)來辨別試樣的種類。因此，本發(fā)明的測定方法和傳感器例如也可容易地進(jìn)行傳感器校正用的標(biāo)準(zhǔn)液、血漿和血液的辨別。
如上所述，本發(fā)明的血液成分的測定方法及該方法中使用的傳感器和測定裝置能夠以電化學(xué)的方式、以高精度和高可靠性、且簡單地測定Hct值，并能夠以此為基礎(chǔ)校正血液成分量。因此，本發(fā)明的測定方法及傳感器和測定裝置可優(yōu)選用于生物學(xué)、生化學(xué)和醫(yī)學(xué)等測定血液成分的所有領(lǐng)域，特別適合用于臨床檢查的領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種血液成分的測定方法，該方法包含在介體的存在下，通過氧化還原酶將血液中的血液成分氧化還原，利用電極系統(tǒng)檢測此時(shí)產(chǎn)生的氧化電流或還原電流，以所述電流值為基礎(chǔ)計(jì)算所述血液成分量，該方法進(jìn)一步包含測定所述血液中的Hct值、并通過該Hct值校正所述血液成分值的校正工序，所述Hct值的測定方法為準(zhǔn)備含有工作電極和對電極的電極系統(tǒng)，在所述兩電極中的工作電極上不配置介體，而在對電極上配置介體；將血液導(dǎo)入至所述電極系統(tǒng)，在該狀態(tài)下對所述電極系統(tǒng)施加電壓，由此檢測流入至所述兩電極間的氧化電流或還原電流，并以該電流值為基礎(chǔ)計(jì)算Hct值。
2.如權(quán)利要求1所述的測定方法，其中所述Hct值測定中的介體為鐵氰化物。
3.如權(quán)利要求2所述的測定方法，其中所述鐵氰化物為鐵氰化鉀。
4.如權(quán)利要求1所述的測定方法，其中所述Hct值測定中未配置所述介體的工作電極被高分子材料覆蓋。
5.如權(quán)利要求4所述的測定方法，其中所述高分子材料為羧甲基纖維素。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述Hct值測定中的所述施加電壓大于等于水電解的電壓。
7.如權(quán)利要求1所述的測定方法，其中所述Hct值測定中的所述施加電壓為1～10V。
8.如權(quán)利要求1所述的測定方法，其中所述Hct值測定中的所述施加電壓為1～6.5V。
9.如權(quán)利要求1所述的測定方法，其中利用所述Hct值的校正是以預(yù)先作成的Hct值和血液成分量的校準(zhǔn)曲線和校準(zhǔn)表的任一個(gè)為基礎(chǔ)的校正。
10.如權(quán)利要求1所述的測定方法，其中在測定所述血液成分的量之后，測定Hct值。
11.如權(quán)利要求1所述的測定方法，其中檢測所述血液成分的氧化電流或還原電流的電極系統(tǒng)含有工作電極和對電極。
12.如權(quán)利要求1所述的測定方法，該方法進(jìn)一步對測定環(huán)境溫度進(jìn)行測定，由此校正所述血液成分量。
13.如權(quán)利要求1所述的測定方法，其中利用所述溫度的校正是以預(yù)先作成的血液溫度和血液成分量的校準(zhǔn)曲線和校準(zhǔn)表的任一個(gè)為基礎(chǔ)的校正。
14.如權(quán)利要求1所述的測定方法，其中測定對象的血液成分為選自葡萄糖、乳酸、尿酸、膽紅素和膽固醇中的至少一個(gè)。
15.如權(quán)利要求1所述的測定方法，其中測定對象的血液成分為葡萄糖，所述氧化還原酶為葡萄糖氧化酶和葡萄糖脫氫酶中的至少一個(gè)。
16.一種傳感器，其用于通過氧化還原血液成分、并使用電極檢測由該反應(yīng)所產(chǎn)生的氧化電流或還原電流來測定所述血液成分，該傳感器具有第1分析部和第2分析部，所述第1分析部具有第1電極系統(tǒng)，所述第2分析部具有第2電極系統(tǒng)，在所述第1電極系統(tǒng)上配置有至少將所述血液成分作為基質(zhì)的氧化還原酶和介體；在所述第1分析部中，在介體的存在下，利用所述氧化還原酶將所述血液成分氧化還原，并使用所述第1電極系統(tǒng)檢測施加電壓時(shí)產(chǎn)生的氧化電流或還原電流，從而測定所述血液成分；在所述第2分析部中，所述第2電極系統(tǒng)具有工作電極和對電極，在所述2個(gè)電極中的工作電極上未配置介體，而在對電極上配置有介體，將所述血液導(dǎo)入至所述第2電極系統(tǒng)，在該狀態(tài)下對所述血液施加電壓，由此檢測流入至工作電極和對電極之間的氧化電流或還原電流的電流值，從而測定所述血液的Hct值。
17.如權(quán)利要求16所述的傳感器，該傳感器能夠以所測定的Hct值為基礎(chǔ)來校正血液成分的量。
18.如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中所述第2電極系統(tǒng)的工作電極和對電極在同一絕緣基材上相互間隔并被配置于同一平面內(nèi)。
19.如權(quán)利要求16所述的傳感器，該傳感器具有用于導(dǎo)入血液的流路，且在從所述流路的一端被供給的血流的上流側(cè)上配置有所述第2分析部，在下流側(cè)上配置有第1分析部。
20.如權(quán)利要求16所述的傳感器，該傳感器具有用于導(dǎo)入血液的流路，在所述第2電極系統(tǒng)中，在從所述流路的一端被供給的血流的上流側(cè)上配置有工作電極，在下流側(cè)上配置有對電極。
21.如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中所述第2電極系統(tǒng)的介體為鐵氰化物。
22.如權(quán)利要求21所述的傳感器，其中所述鐵氰化物為鐵氰化鉀。
23.如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中所述第2電極系統(tǒng)中未配置介體的所述工作電極被高分子材料覆蓋。
24.如權(quán)利要求23所述的傳感器，其中所述高分子材料為羧甲基纖維素。
25.如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中所述第2電極系統(tǒng)的所述施加電壓大于等于水電解的電壓。
26.如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中所述第2電極系統(tǒng)的所述施加電壓為1～10V。
27.如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中所述第2電極系統(tǒng)的所述施加電壓為1～6.5V。
28.如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中所述第1電極系統(tǒng)具有工作電極和對電極。
29.如權(quán)利要求28所述的傳感器，其中所述第1電極系統(tǒng)和第2電極系統(tǒng)中，所述第1電極系統(tǒng)所含有的任一電極或全部電極兼作所述第2電極系統(tǒng)的對電極。
30.如權(quán)利要求28所述的傳感器，其中所述第1電極系統(tǒng)和第2電極系統(tǒng)中，僅所述第1電極系統(tǒng)的所述工作電極兼作所述第2電極系統(tǒng)的對電極。
31.如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中配置于所述第1電極系統(tǒng)上的介體為鐵氰化物。
32.如權(quán)利要求31所述的傳感器，其中所述鐵氰化物為鐵氰化鉀。
33.如權(quán)利要求16所述的傳感器，該傳感器進(jìn)一步具有絕緣基板，并在其上形成有第1分析部和第2分析部以及用于將血液導(dǎo)入至所述各分析部的流路，所述流路的一端朝向傳感器的外部開口，成為血液供給口。
34.如權(quán)利要求33所述的傳感器，其中所述血液供給口為一個(gè)，且所述流路在其途中分支，分支的各流路的端部與所述各分析部連通。
35.如權(quán)利要求33所述的傳感器，其中第2分析部位于所述流路的途中，而第1分析部位于其后方。
36.如權(quán)利要求33所述的傳感器，該傳感器進(jìn)一步具有隔板和蓋子，在所述絕緣基板上隔著所述隔板配置所述蓋子。
37.如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中測定對象的血液成分為選自葡萄糖、乳酸、尿酸、膽紅素和膽固醇中的至少一個(gè)。
38.如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中測定對象的血液成分為葡萄糖，所述氧化還原酶為葡萄糖氧化酶和葡萄糖脫氫酶中的至少一個(gè)。
39.如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中在第1電極系統(tǒng)上進(jìn)一步配置有高分子材料、酶穩(wěn)定劑和晶體均化劑。
40.如權(quán)利要求16所述的傳感器，該傳感器進(jìn)一步具有血液檢測電極，該血液檢測電極距離所述血液供給口比所述各分析部的至少一個(gè)位于更后方，通過該血液檢測電極能夠檢測血液被導(dǎo)入至所述各分析部中的至少一個(gè)。
41.一種血液成分的測定裝置，其具有保持權(quán)利要求16所述傳感器的保持機(jī)構(gòu)、對所述傳感器的第1電極系統(tǒng)施加電壓的機(jī)構(gòu)、檢測流入至所述第1電極系統(tǒng)的氧化電流或還原電流的檢測機(jī)構(gòu)、由所述所檢測的電流值計(jì)算所述血液成分量的計(jì)算機(jī)構(gòu)、對所述傳感器的第2電極系統(tǒng)施加電壓的施加機(jī)構(gòu)、檢測流入至所述傳感器第2電極系統(tǒng)的氧化電流或還原電流的機(jī)構(gòu)以及由所述所檢測的電流值計(jì)算所述血液中Hct值的計(jì)算機(jī)構(gòu)。
42.如權(quán)利要求41所述的裝置，該裝置具有通過所述Hct值來校正所述血液成分量的校正機(jī)構(gòu)。
43.如權(quán)利要求41所述的測定裝置，其中對所述第2電極系統(tǒng)所施加的電壓大于等于水電解的電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供通過以高精度和高可靠性測定血液的血細(xì)胞比容(Hct)值而由此能夠正確地校正血液成分量的血液成分的測定方法和該方法中使用的傳感器。在血液成分測定用傳感器中形成第1分析部和第2分析部。上述第1分析部具有第1電極系統(tǒng)(11、12)和試劑層(14)，上述試劑層(14)具有上述血液成分的氧化還原酶和介體。在上述第1分析部中，在介體的存在下，通過上述氧化還原酶將血液成分氧化還原，利用上述第1電極(11、12)檢測施加電壓時(shí)的氧化還原電流，從而測定上述血液成分。上述第2分析部具有工作電極和對電極，在上述工作電極上不配置介體，而在對電極上配置介體；將上述血液導(dǎo)入至上述電極系統(tǒng)，施加電壓，由此檢測流動的電流值，從而測定上述血液的Hct值。通過該Hct值來校正上述血液成分量。
文檔編號G01N33/49GK1886651SQ20048003558
公開日2006年12月27日 申請日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月4日
發(fā)明者藤原雅樹, 新野鐵平, 池田信 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社