WO2003012421A1

WO2003012421A1 - Instrument d'analyse, dispositif d'analyse et procede de fabrication d'instruments d'analyse

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Publication number: WO2003012421A1
Application number: PCT/JP2002/007767
Authority: WO
Inventors: Yoshiharu Sato
Original assignee: Arkray, Inc.
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2003-02-13
Also published as: JPWO2003012421A1; CN1537228A; ATE543091T1; CN100374851C; US7047795B2; JP4283669B2; EP1413879B1; EP1413879A4; US20040216516A1; EP1413879A1

Description

明細書分析用具、分析装置、および分析用具の製造方法技術分野

本発明は、試料液中の特定成分を分析するための技術に関する。本発明は、たとえば血糖値を測定するための技術に適用できるものである。背景技術

血糖値を測定する一般的な方法としては、酸化還元反応を利用したものがある。その一方で、自宅や出先などで簡易に血糖値の測定が行えるように、手のひらに収まるようなサイズの簡易型の血糖値測定装置が汎用されている。この簡易型の血糖値測定装置では、酵素反応場を提供するとともに使い捨てとして構成されたバイオセンサを装着した上で、このバイオセンサに血液を供給することにより血糖値の測定が行われる。

個々のバイオセンサは、センサの感度が同一であるとは限らず、たとえば材料の変更や製造ラインの設計変更などに起因してバラツキがある。とくに、製造ラィンの立ち上げ初期には、製造ラインでの諸条件の最適化や好適な材料の選択などを行う必要があるため、センサ感度にバラツキが生じやすい。また、複数のェ場でバイォセンサを製造するや同一工場内で複数の製造ラインでバイ'ォセンサを製造する場合には、工場間や製造ライン間でセンサ感度にバラツキが生じるがある。一方、血糖値測定装置においては、センサ感度の相違を考慮して、予め複数の検 ¾線を準備してあることがある。その他に、血糖値ゃコレステロ一ル値などの複数項目を測定できるように構成された測定装置におレ、ても、個々の測; ^頁目に応じて複数の検量線を βしておく必要がある。これらの:^には、ノィォセンサの感度や測定項目に適合する検 ¾線の情報をなんらかの形で測定装置に認識させ、目的とする検慶泉を選択する必要がある。

検 ft線を選択するための第 1の例としては、複数の検泉のそれぞれに予め織別コードを与えておいた上で、複数のバイオセンサを収容したケースないし説明書にバイオセンサの識別コードを付記しておく方法がある。このには、たとえば血樹直測定装置に検量線選択用プログラムを予め組み込んでおき、血糖直測定装置に対する使用者のボタン操作により検爆泉の選択が行われる。

検 4/锒を選択するための第 2の例としては、ケース内に、複数のバイオセンサとともに、当該バイオセンサに適合する検量線の情報を出力可能な補正チップを収容しておく方法がある。この場合には、ノィォセンサを使用すると同様にして血輕直測定装置に補正チップを揷入すれば、血糖値測定装置におレ、て自動的に検 *ί泉が選択される。

検量/線を選択するための第 3の例としては、日本国特開平 1 0— 3 3 2 6 2 6 号公報に記載された発明が挙げられる。この公報に記載の発明では、バイオセンサに対して、濃度測定用慰亟とは別にロット判別用電極を設け、バイオセンサが口ット判別用電極の形成位置に対応した信号を出力するように構成している。その一方、血糖値測定装置に対しては、ロット判別用電極に対応させた複数の判別用端子を設け、これらの判別用端子を利用して、ロット判別用電極の形成位置に対応した信号を血糖値測定装置が取得する。血糖値測定装置においては、ノィォセンサから取得した信号に基づ!/、て、検 ¾線の選択がなされる。

しかしながら、検量線の選択を使用者のボタン操作に委ねる方法や補正チップを使用する方法では、使用者に検線選択の負担を強レ、るばかり力、、使用者が検 Λ線の選択を忘れることが懸念される。使用者が検量線の選択を怠ったならば、センサの感度などに対応した血糖値の測定を行うことができなレ、ため、検量線の選択を使用者に委ねるのは得策ではなレ、。

捕正チップを使用する方法では、バイオセンサ用の製造ラインとは別に補正チップ用の製造ラィンが必要となって製造コスト的に不利となるとレヽつた問題もある。

バイォセンサに口ッド判別用の電極を形成する方法では、バイォセンサの感度を予測した上で、製造の初期段階で検 ¾锒情報を付与する必要がある。そのため、実際のセンサ感度と予測したセンサ感度との間に大きな乖離があれば、そのバイォセンサを市場に流通させることができないため、歩留まりが謝匕し、製造コスト的に不利である。発明の開示

本発明は、検量線を選択可能な分析装置を用いて試料液の分析を行う場合に、コスト的に群 Uに分析用具を製造でき、しかも使用者に負担を強いることなく分析用具に適合する検 4ϋを選択できるようにすることを目的としている。

本発明の第 1の側面により衝共される分析用具は、試料液を移動させ、力ゝっ試料液を保持するためのキヤビラリと、上記キヤビラリに試料液を導入するための試料液導入口と、上記キヤビラリにおける試料液の導入態様を規制するための液導入規制手段と、を備えていることを特敫としている。

本発明の分析用具は、たとえばキヤビラリ内に設けられた共通流路と、キヤピラリ内に設けられ、カゝっ共通流路に繋がる複数の個別流路と、をさらに備えている。この齢、液導入規制手段は、各個別流路に試料液を導入する力 ¾ ^を選択するように構成される。

液導入規制手段は、たとえば 1または複数の貫通孔を有するものとして構成される。液導入規制手段が複数の貫通孔を有する: ^には、各貫通孔は対応する個別流路に連通するものとして構成するのが好ましい。この、液導入規制手段は、たとえば各貫通孔を開放状態とするか閉塞状態とするカゝを個別に選択することによって、各個別流路に試料液が導入される力否かを個別に選択するように構成される。

本発明の分析用具は、たとえば各個別流路に対応して設けられ、力つ各個別流路に試料液が導入された力否力ゝを検知するために利用される複数の検知用電極をさらに備えたものとして構成される。この、各貫通孔は、試料液の導入時に対応する検知用電極に試料液を接触させることができるように当該検知用電極の直上に設けられる。

液導入規制手段は、各貫通孔を形成する部位を選択することによって、各個別流路に試料液が導入される力、否力 ^個別に選択するように構成してもよい。この ^, 各個別流路に対応して設けられ、力上記各個別流路に試料液が導入されたカゝ否かを検知するために利用される複数の検知用電極をさらに備えたものとして構成され、複数の貫通孔のうち、試料液を導入させる個別流路に対応する貫通孔については、試料液の導入時に対応する検知用電極に試料液を接触させることができるように当該検知用電極の直上に設けられる。これに対して、複数の貫通孔のうち、試料液を導入させなレヽ個別流路に対応する貫通孔については、対応する検知用慰亟の端よりも、試料液導入口側に偏位した部位に設けられている。本発明の分析用具は、光学的手法により、各個別流路に試料液が導入されたか否かを検知できるように構成されてレ、てもよレ、。

本発明の分析用具は、たとえば基板に対してスぺーサを介してカバーを積層した形態を有している。この構成では、複数の貫通孔は、たとえばカバーに形成され、キヤビラリは、基板、スぺーサおよびカバーによって構成される。

スぺーサは、キヤビラリの内部空間を規定するための切欠またはスリットと、試料液導入口に向けて突出し、カゝっ複数の個別流路を規定するための 1または複数の突出部と、を有するものとして構成するのが好ましレ、。

本発明の液導入手段は、 1つの貫通孔を有しており、この貫通孔の開閉状態を選択することにより、上記キヤビラリ内における試料液の導入態様を規制するように構成してもよレ、。

本発明の液導入規制手段は、キヤビラリにおけるどの部位まで試料液が導入された力、否力を検知するために利用される 1または複数の検知用電極を備えたものとして構成してもよい。この、液導入規制手段は、キヤビラリに連通する 1 または複数の貫通孔を有したものとして構成され、 1または複数の貫通孔の形成位置によってキヤビラリにおけるどの部位にまで試料液が導入される力否力ゝを選択するように構成される。液導入規制手段は、キヤビラリに連通する 1または複数の貫通孔を有したものとして構成し、ほたは複数の貫通孔の開閉状態を選択することによって、キヤビラリにおけるどの部位にまで試料液が導入される力^かを選択するように構成してもよい。

本発明の第 2の側面においては、分析用具を装着して使用し、カゝっ上記分析用具に供給された試料液を分析するように構成された分析装置であって、上記分析用具は、試料液を移動させ、力、つ試料液を保持するためのキヤビラリと、上記キャビラリに試料液を導入するための試料液導入口と、上記キヤビラリにおける試料液の導入態様を規制するための液導入規制手段と、を備えたものとして構成されており、上記液導入規制手段は、上記キヤビラリにおける試料液の導入態様を検知するための検知手段を備えたものとして構成される。

分析用具としては、検知手段において、キヤビラリにおける試料液の導入態様を検知するのに必要な情報を、検知用の電気的物理量として測定するために利用される 1または複数の検知用電極と、試料液中における特定成分の濃度を演算するのに必要な情報を、分析用の電気的物理量として測定するために利用される測定用電極と、をさらに備えたものを使用することもできる。この:^、分析装置は、検知用の電気的物理量および分析用の電気的物理量を測定するための測定手段と、分析用の電気的物理量と試料液中における特定成分の濃度との関係を示す複数の検線情報を記憶した記憶手段と、検知用の電気的物理量に基づいて、複数の検 *ϋ情報から目的とする検 ft線情報を選択するための選択手段と、分析用の電気的物理量と選択手段にお！/、て選択された検置镍情報とに基づレ、て、特定成分の濃度を演算する演算手段と、をさらに備えたものとして構成するのが好ましレ、。

分析用具としては、キヤビラリ内に設けられた共通流路と、上記キヤビラリ内に設けられ、カゝっ上記共通流路に繋がる複数の個別流路と、をさらに備えたものを使用することができる。この：^、検知手段は、各個別流路に試料液が導入されたカゝ否かを個別に検知するように構成される。これに対して、各検知用電極は、たとえば各個別流路に対応して設けられ、力ゝっ検知手段において、各個別流路に試料液が導入された力否力を検知するのに必要な情報を、検知用の電気的物理量として測定するために利用できるように構成される。

本発明の分析装置は、たとえば各検知用電極と測定手段とを導通させるカゝ否かを個另リに選択するための複数の切換スィツチをさらに備えたものとして構成される。

検知手段は、たとえば各検知用電極を利用して測定手段にぉレヽて得られる検知用の電気的物理量が閾値を超えたカゝ否力を判断することにより、各個別流路に試料液が導入された力否かを個別に判断するように構成されている。

本発明の第 3の側面においては、試料液を移動させ、力つ試料液を保持するためのキヤビラリと、上記キヤビラリに試料液を導入するための試料液導入口と、上記キヤビラリにおける試料液の導入態様を規制するための複数の貫通:?しと、を備えた分析用具を製造する方法であって、上記キヤビラリにおいて達成すべき試料液の導入態様に応じて、上記複数の貫通孔から選択された貫通孔を閉塞するェ程を含んでいることを特徴とする、分析用具の製造方法が据共される。

分析用具は、キヤビラリ内に設けられた共通流路と、キヤビラリ内に設けられ、力つ共通流路に繋がる複数の個別流路と、をさらに備え、各貫通孔が上記複数の個別流路のうちの対応する貫通孔に連通するものである場合には、貫通孔を閉塞する工程は、複数の個別流路のうち、試料液を導入させるべきでなレ、個別流路に対応する貫通孔を閉塞する作業を含んでいるのが好まし!、。

本発明の第 4の側面においては、試料液を移動させ、力つ試料液を保持するためのキヤビラリと、上記キヤビラリに試料液を導入するための試料液導入口と、上記キヤビラリ内に設けられた共通流路と、上記キヤビラリ内において、上記共通流路ょりも上記試料液導入口から離れた部位に設けられ、カゝっ上記共通流路に繋がる複数の個別流路と、上記各個別流路に対して試料液を導入するカゝ否かを選択するための複数の貫通孔と、を備えた分析用具を製造する方法であって、上記複数の貫通孔のうち、試料液を導入させるべきでない個別流路に対応する第 1貫通孔を、当該個別流路に連通するように当該個別流路の入口付近に形成し、上記複数の貫通孔のうち、試料液を導入させるべき個別流路に対応する第 2貫通孔を、当該個別流路に連通するように上記第 1貫通孔よりも当該個別流路の入口から奥方に偏位した部位に形成すると、を含んでいることを特 ί敫とする、分析用具の製造方法が樹共される。

好ましレ、実施の形態にぉレヽては、分析用具は、各個別流路に対応して設けられ、カゝっ各個別流路に試料液が導入されたカゝ否かを検知するために利用される複数の検知用電極をさらに備えており、第 1貫通孔は、対応する検知用電極の端よりも対応する個別流路の入口よりに偏位した部位に形成され、第 2貫通孔は、試料液の導入時に対応する検知用電極に試料液を翻虫させることができるように当該検知用慰亟の直上に形成される。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係るバイオセンサを分析装置に装着した状態を示すバイオセンサの平面図および分析装置のブロック図である。

図 2は、図 1に示したバイオセンサを示す全体斜視図である。

図 3は、図 2に示したバイオセンサの分角军斜視図である。

図 4は、図 2の IV— IV線に沿う断面図である。

図 5は、図 2の V— V線に沿う断面図である。

図 6は、血糖値測定手法を説明するためのフローチヤ一トである。

図 7は、血糖値測定手法を説明するためのフローチヤ一トである。

図 8は、本発明の第 2の実施の形態に係るバイォセンサの平面図である。

図 9は、本発明の第 3の実施の形態に係るバイォセンサの分解斜視図である。図 1 0は、本発明の第 4の実施の形態に係るバイオセンサの分解斜視図である。図 1 1は、本発明の第 5の実施の形態に係るバイオセンサの透視平面図である。図 1 2 Aないし図 1 2 Dは、図 1 1に示したバイオセンサの作用を説明するための断面図である。発明を実施するための最良の形態 .

まず、本発明の第 1の実施の形態について、図 1ないし図 7を参照して説明する。図 1ないし図 5はバイオセンサおよび分析装置を説明するためのものであり、図 6および図 7はバイォセンサぉよび分析装置を用レヽた血糖値測定手法を説明するためのものである。

図 1に示したように、分析装置 1は、ノィォセンサ 2を用レヽて試料液中の特定成分を分析するためのものである。分析装置 1は、切換部 1 0、 mm印加部 1 1、電流値測定部 1 2、検知部 1 3、制御部 1 4、記憶部 1 5、選択部 1 6、演算部 1 7および表示部 1 8を備えて構成されている。

ノィォセンサ 2は、このバイォセンサ 2の感度に相関した検爆泉情報を出力することができるように構成されており、図 2ないし図 5に示すように、基板 3に対して、スぺーサ 4を介してカバー⁵力 S積層された構成を有している。バイオセンサ 2は、基板 3、スぺーサ 4およびカバー 5によって構成されたキヤビラリ 6 を備えている。

基板 3の上面 3 0には、第 1および第 2測定用電極 3 1， 3 2、第 1ないし第 3検知用電極 3 3〜3 5、および反応部 3 6が設けられている。

第 1および第 2測定用電極 3 1 , 3 2は、試料液の分析に必要な応答電流値を測定するためのものである。ただし、第 2測定用電極 3 2は、後述するように検 ¾線情報を認識するために必要な応答電流値を測定する際にも利用される。

第 1ないし第 3検知用¹8†亟 3 3〜3 5は、第 2測定用電極 3 2とともに、検量線情報を認識するために必要な応答電流値を測定する際に利用されるものである。反応部 3 6は、たとえば固形状であり、第 1および第 2測定用電極 3 1， 3 2 を橋渡すように設けられている。この反応部 3 6は、たとえば酸化還元酵素および電子伝達物質を含んでいる。酸化還元酵素および電子伝達物質は、測定物質の種類に応じて選択される。たとえば血糖値を測定する: tj^には、酸化還元酵素としては、たとえばグルコースォキシターゼゃグルコースデヒドロゲナーゼが使用され、電子伝達物質としては、たとえばフエリシアン化力リゥムが使用される。

スぺーサ 4は、図 3に良く表れているように切欠 4 0および 2つの突出部 4 1 を有している。切欠 4 0は、側方に開放しているとともに櫛歯状の形態を有してレ、る。切欠 4 0における開放部分は、試料液導入口 4 2を構成する部分である。各突出部 4 1は、第 1および第 2測定用電極 3 1 , 3 2の手前まで延ぴており、切欠 4 0の形態を櫛歯状に規定している。その結果、キヤビラリ 6は、試料液導入口側に設けられた共通流路 6 0と、この共通流路 6 0に繋がる第 1な!/、し第 3 個別流路 6 ：!〜 6 3を備えたものとして構成される。

カバー 5は、第 1ないし第 3貫通孔 5 1〜5 3を有している。各貫通孔 5 1〜 5 3は、個別流路 6 1 - 6 3に対応した部位に設けられている。各貫通孔 5 1〜 5 3には、バイオセンサ 2から出力すべき情報に応じて、栓体 5 4が嵌め込まれる。つまり、各貫通孔 5 1 - 5 3に栓体 5 4を嵌め込む力否かを選択することにより各個別流路 6 1〜 6 3が貫通孔 5 1〜 5 3を介して外部と連通する状態と外部と連通.しなレ、状態とを選択することができる。図 2な!/ヽし図 5に示した例では、第 1および第 2貫通孔 5 1， 5 2に栓体 5 4力 S嵌め込まれて第 1および第 2個別流路 6 1， 6 2は外部と連通していない。これに対して、第 3貫通孔 5 3には栓体 5 4が嵌め込まれておらず、第 3個別流路 6 3は外部と連通している。ただし、栓体 5 4は、通気性の少なレ、材料により形成し、貫通孔 5 1〜 5 3に嵌め込んだときに、気密性を確保できるように構成する必要がある。

また、貫通孔の閉塞は、粘着テープなどのシート状の部材により行ってもよい。バイオセンサ 2では、キヤビラリ 6内が、試料液導入口 4 2および第 3貫通?し 5 3を介して外部と連通しているため、試料液導入口 4 2から導入された試料液は、毛細管現象により共通流路 6 0を進行した後、第 3個別流路 6 3を進行する。その過程において、試料液が反応部 3 6を溶解させる。このとき、たとえば酸化還元酵素により試料液中の特定成分が酸化される一方、電子伝達物質が還元される。一方、第 1および第 2貫通孔 5 1， 5 2が栓体 5 4によって閉塞されているために、第 1および第 2個別流路 6 1 , 6 2には、試料液が導入されなレ、。

このように、バイオセンサ 2では、各貫通孔 5 1〜5 3を閉塞する力、開放させるかによつて、各個另 U流路 6 1〜6 3に試料液を導入するカゝ杏かが選択される。各貫通孔 5 1〜 5 3の開閉状態の組み合わせとしては、下記表 1に示したように 8個のパターンが考えられる。ただし、全ての貫通孔 5 1〜5 3を閉塞した:^ にはキヤビラリ 6内に試料液を導入することができないため、事実上、各貫通孔 5 1〜 5 3の開閉状態の組み合わせとは 7個となる。このため、バイオセンサ 2 は、各貫通孔 5 1〜 5 3の開閉状態の組み合わせパターンを選択することにより、 7種類の情報から選択された目的情幸 δを出力することが可能となる。

表 1 ：貫通孔の開閉パターンおよび対応検量線番号

上記表 1に示したように、本実施の形態では、バイォセンサ 2から出力される 7種類の情報は、バイォセンサ 2の感度に対応した演算を行うための 7種類の検 ¾線情報に対応させている。したがって、ノィォセンサ 2から出力される目的情報を分析装置 1に認識させることにより、分析装置 1では、バイオセンサ 2の感度に応じた演算を行うことができるようになる。

各貫通孔 5 ：!〜 5 3を閉塞する力否かの決定おょぴ決定された貫通孔 5 ：!〜 5 3を閉塞する作業は、ノィォセンサ 2の製造工程において行われる。

各貫通孔 5 1〜5 3を閉塞する力否かの決定は、次の手順に従って行われる。まず、製造口ットから無作為にバイオセンサ 2を抜き取り、製造口ットにおけるノィォセンサ 2の感度を調べる。バイォセンサ 2の感度は、たとえば濃度が既知の試料液を用いたときのバイオセンサ 2からの応答量にしたがつて決定される。次いで、ノィォセンサ 2の感度を考慮したときに、最も正確な分析が可能な検量線番号（情報）を選択する。続いて、ノィォセンサ 2が検 ¾線情報に対応した情報を出力できるように、選択すべき検量線情報に対応した貫通孔の開閉パターンにしたがって、各貫通孔 5 1〜5 3を閉塞する力否かを決定する。たとえば、分析装置 1におレ、て、表 1の検 Λ線番号 1に対応する検 ft線を選択させるには、図 2ないし図 5に示したように第 1および第 2貫通孔 5 1 , 5 2を閉塞することを決定する。

一方、各貫通孔 5 1〜5 3の閉塞は、上記決定にしたがって選択された貫通孔 5 1〜 5 3に対して栓体 5 4を嵌め込むことにより行われる。たとえば、表 1における検泉番号 1に対応する検 41泉を選択するには、第 1および第 2貫通？ L 5 1 , 5 2に対して栓体 5 4を嵌め込み、図 2ないし図 5に示した状態とする。図 1に示した切換部 1 0は、第 1ないし第 4切換スィッチ 1 0 a〜l 0 dを有している。各切換スィツチ 1 0 a〜 1 0 dは、各切換スィツチ 5 1〜 5 4の他端は、一括的に繋がれて mi£印加部 1 1や電流値測定部 1 2に接続されており、制御部 1 4によって独立的にオン ·オフされるように構成されている。したがって、各切換スィツチ 1 0 a〜1 0 dをオン ·オフさせることにより、第 1測定用電極 3 1、第 1ないし第 3検知用電極 3 3 - 3 5が ¾Ε印加部 1 1や電流値測定部 1 2に導通接続するカゝ否かを選択することができる。

®£印加部 1 1は、第 1および第 2測定用電極 3 1 , 3 2間、あるいは第 1なレ、し第 3検知用電極 3 3〜 3 5と第 2測定用電極 3 2との間に USを印加するためのものである。 ma印加部 1 1としては、乾電池や充電池などの直流源力 s使用される。

電流値測定部 1 2は、 flffi印加部 1 1を介して ¾Εを印カロしたときの応答電流値を測定するためのものである。

検知部 1 3は、キヤビラリ 6内に試料液が導入されたカゝ否かを検知するためのものである。具体的には、検知部 1 3は、共通流路 6 0に試料液が導入されて試料液の分析が可能になった力否力あるいは各個別流路 6 1〜6 3に試料液が導入された力否かを検知するためのものである。

制御部 1 4は、記憶部 1 5に記憶された制御用プログラムに基づレヽて、各切換スィッチ 1 0 a〜： 1 0 dのオン'オフの他、各部 1 1， 1 3 , 1 5〜1 8の動作制御をするためのものである。

記憶部 1 5は、制御部 1 4によつて実行される制御用プログラムゃネ露爐類の検 Λ線情報を記憶している。検 Λ線情報は、応答電流値（もしくはこれを変換して得られる ME値）と特定成分の濃度との関係を示すものである。検 *1泉情報は、数式や対応表として記憶されている。記憶部 1 5には、表 1に示したように、ノィォセンサ 2から出力された情報の内容と検 » 情報との対応関係を示す対応表が記憶されている。

選択部 1 6は、バイオセンサ 2からの出力に基づいて、記憶部 1 5に記憶された対応表にしたがって、記憶部 1 5に記憶された複数の検 ¾線情報から目的とする検量镍情報を選択するためのものである。

演算部 1 7は、電流値測定部 1 2におレ、て測定された応答電流値と、選択部 1 6によつて選択された検 *|泉情報に基づレ、て、試料液中の特定成分の分析に必要な演算を行うためのものである。

検知部 1 3、制御咅 4、記憶部 1 5、選択部 1 6、および演算部 1 7のそれぞれは、たとえば C P U、 R OM, RAMを聘虫で、あるいはそれらを組み合わせて構成することができるが、これらの全てを、 1つの C P Uに対して複数のメモリを接続することにより構成することもできる。

表示部 1 8は、演算部 1 7による演算結果やエラー情報などを表示するためのものである。表示部 1 8は、たとえば液晶ディスプレイより構成される。以下、ノィォセンサ 2および分析装置 1を用いた血糖値測定手法について、図 1ないし図 5に加えて、図 6および図 7に示すフローチャートを参照しつつ説明する。ただし、分析装置 1においては、バイオセンサ 2を装着する前には、第 4 切換スィッチ 1 0 dがオンとされ、第 1ないし第 3切換スィッチ 1 0 a〜l 0 c はオフとされているものとする。

血糖値測定においては、まず分析装置 1に対してバイオセンサ 2を装着し、 Λ ィォセンサ 2の試料液導入口 4 2を介して、キヤビラリ 6内に血液を導入する。一方、分析装置 1では、制御部 1 4は、電圧印加部 1 1を制御し、バイオセンサ 2の第 1および第 2測定用電極 3 1， 3 2の間にを印加する（S 1 ) 。このとき、電流値測定部 1 2においては、応答電流値が測定される（S 2 ) 。応答電流の測定は、たとえば 0 . 0 5〜0 . 2 s e c毎に行われる。検知部 1 3では、電流値測定部 1 2において測定された応答電流値がモニタリングされ、応答電流値が閾値以上になるカゝ否力、が判断される（S 3 ) 。

検知部 1 3力 S応答電流値が閾値以上であると判別した： tj^には（S 3 ： Y E S ) 、検知部 1 3はキヤビラリ 6の共通流路 6 0に血液が導入されたと判断する。 —方、検知部 1 3が応答電流値が閾値以下であると判別した場合には（S 3 ： N O) 、検知部 1 3は、 S 5での判断を繰り返し行う。ただし、一定時間経過しても検知部 1 3力 S応答電流値が閾値以下であると判別する:^には（S 3： NO)、エラー処理を行うようにしてもよレ、。

キヤビラリ 6内に血液が導入されたには、反応部 3 6が溶解し、共通流路 6 0内に液相反応系が構築される。この液相反応系では、グルコースが酸化される一方で、電子伝達物質が還元される。電子伝達物質は、直流の印加によつて、酸化され、そのときに放出した電子の量を応答電流値として測定することができる。

検知部 1 3が応答電流値が閾値以上であると判別した：には（S 3 ： Y E S ) 、バイオセンサ 2の第 1ないし第 3貫通孔 5 1〜5 3の開閉状態を検知する（ S 4 ) 。

各貫通孔 5 1〜 5 3における開閉状態の検知は、図 7に示したフローチヤ一トに示した手順にしたがって亍われる。まず、制御部 14は、第 1切換スィッチ 10 aのみオンとし（S 21) 、 W± 印加部 11によって、第 1検知用亟 33と第 2測定用電極 32との間に定 mm を印加する（S 22) 。一方、検知部 13は、電流値測定部 12における測定結果に基づ！/、て、第 1検知用電極 33と第 2測定用電極 32との間が導通している力否かを判断する（S 23) 。

検知部 13力 S第 1検知用電極 33と第 2測定用電極 32との間が導通していると判断したには (S23 ： YES) 、第 1貫通孔 51が開放していると判断する（ S 24 ) 。一方、検知部 13力 S第 1検知用電極 33と第 2測定用電極 32 との間が導通していないと判断した # ^には（S23 ： NO) 、第 1貫通孔 51 が閉塞されていると判断する（S 25) 。

続いて、第 2切換スィッチ 10 bのみをオン状態とすることにより（S 26)、検知部 13が第 2検知用電極 34と第 2測定用電極 32との間が導通の導通状態を調べ（S 27) 、第 2貫通孔 52の開閉状態が判断される（S 28、 S 29)。同様に、第 3切換スィッチ 10 cのみをオン状態とすることにより（S 30)、検知部 13カ第 3検知用截亟 35と第 2測定用電極 32との間が導通の導通状態を調べ（S 31) 、第 3貫通孔 53の開閉状態が判断される（S 32、 S 33)。第 1ないし第 3貫通孔 51〜 53の開閉状態の検知結果は、記憶部 15に記憶される。

次レ、で、選択部 16は、図 6に示したように各貫通孔 51〜 53の開閉状態から、バイオセンサ 2の感度に適した検 »泉を選択する（ S 5 )。検 4ϋの選択は、表 1に示したような対応表に基づヽて行われ、たとえば第 1および第 2貫通孔 5 1, 52が閉塞され、第 3貫通孔 53が開放されている: ^には、検 ¾線番号 1 に対応する検¾線情報が選択される。

一方、制 ί卸き 14は、応答電流値が閾値を越えた時点（S3 ： YES) を基準として、所定時間 (たとえば 5〜30秒）が経過した後、電流値測定部 12におレ、て演算量の応答電流値を測定する（S 6) 。

演算部 17では、選択部 16によって選択された検置線情報と、演算用の応答電流値に基づいて、グルコースの濃度が演算される（S7) 。この演算結果は、表示部 18に表示される（S8) 。本実施形態のバイォセンサ 2は、各貫通孔 5 1〜 5 3の開閉状態を選択することにより、バイォセンサ 2の感度に相関した情報を出力することができる。一方、分析装置 1におレヽては、ノィォセンサ 2を装着するたけで、ノィォセンサ 2の感度に最も適した検 4ϋが選択され、この検 ¾線を用レ、て試料液の分析が行われる。したがって、試料液の分析を行う際に、分析装置 1に対してバイオセンサ 2を装着することにより、自動的に検嶽泉の選択が行われるため、検量線の選択をし忘れるという事態は生じない。そのため、バイオセンサ 2の感度に適した検量線に基づレ、て、適切な分析を行うことができるようになる。また、使用者に対して検 ft乎泉の選択を弓虽レヽる必要はなくなる。

バイォセンサ 2の各貫通孔 5 1〜 5 3の開閉状態の選択は、上述したようにバィォセンサ 2の感度を実測した上、感度の実測後にぉレヽて行うことができる。したがって、ノくィォセンサ 2に付与されるセンサ感度に相関した情報は、適切にバィォセンサ 2の感度を反映したものとなるため、従来のようなセンサ感度の予測ずれということは起こらなレ、。そのため、予測ずれに起因してセンサを破棄するような事態も生じなレ、ため、'歩留まりが向上し、製造コストを低減することができるようになる。次に、本発明の第 2の実施形態に係るバイォセンサにっレヽて図 8を参照しつつ説明する。図 8に示したバイォセンサ 2 Aにおレ、ては、第 1の実施の形態に係るバイオセンサ 2と同様な要素については、同一の符号を付してあり、以下においては重複説明を省略する。

バイォセンサ 2 Aは、第 1なレヽし第 3貫通孔 5 1 A〜 5 3 Aの形成部位に応じて、試料液の導入時に第 2測定用電極 3 2と各検知用電極 3 3〜3 5との間が導通する力否かが選択されるように構成されている。

バイオセンサ 2 Aでは、第 1および第 2検知用電極 3 3， 3 4に対応する貫通孔 5 1 A, 5 2 Aは、個別流路 6 1 , 6 2の入口付近において、第 1および第 2 検知用慰亟 3 3 , 3 4の端よりも試料液導入口 4 2側に設けられて!/、る。これに対して、第 3検知用電極 3 5に対応する貫通孔 5 3 Aは、第 3検知用電極 3 5の直上に設けられている。したがって、試料液の導入時には、第：!および第 2個別流路 6 1 , 6 2には試料液が導入されず、第 3個別流路 6 3には試料液が導入される。これにより、試料-液の導入時には、第 1およぴ第 2検知用電極 3 3， 3 4カ第 2測定用電極 3 2 とは導通せず、第 3検知用電極 3 5力 S第 2測定用電極 3 2と導通する。次に、本発明の第 3および第 4の実施の形態に係るバイオセンサについて、図 9および図 1 0を参照しつつ説明する。図 9は第 3の実施の形態に係るバイォセンサの^ 図、図 1 0は第 4の実施の形態に係るノィォセンサの^ 図である。ただし、図 9および図 1 0においては、第 1の実施の形態に係るバイオセンサ 2と同様な要素については、同一の符号を付してあり、以下においては重複説明を省略する。

図 9に示したバイオセンサ 2 Bは、カバー 5 Bに形成された貫通孔 5 9 Bを介して試料液を導入するように構成されたものである。これに対応し、スぺーサ 4 Bには、バイオセンサ 2における切欠 4 0 (図 3参照）に代えて、貫通孔 4 0 Bが形成されている。

一方、図 1 0に示したバイォセンサ 2 Cは、切欠 4 0 Cの形状がバイオセンサ 2 (図 1ないし図 5参照）とは異なっている。具体的には、スぺーサ 4 Cにおける共通流路 6 0 Cに対応する部分の幅寸法が小さくされている。これにより、キヤビラリ 6 Cは、共通流路 6 0 Cから個別流路 6 1 - 6 3が分岐した格好とされてレ、る。

第 1ないし第 4の実施の形態では、各個別流路に対応して複数の貫通孔が形成されてレヽたが、試料液を導入すべき個別流路にのみ貫通孔を形成するようにしてもよい。このの貫通孔は、ノィォセンサの製 5tii程における最終段階におレ、て形成される。次に、第 5の実施の形態にっレ、て、図 1 1および図 1 2を参照して説明する。図 1 1に示したバイオセンサ 2 Dでは、キヤビラリ 6 Dは 1つの流路 6 2 Dを有している。第 1および第 2測定用電極 3 1 , 3 2および第 1ないし第 3検知用電極 3 3 D〜 3 5 Dの端部は、キヤビラリ 6 Dに沿つて基板 3 Dの長手方向に並んでいる。カバー 5 Dには、基板 3 Dの長手方向に沿って第 1ないし第 4貫通孔 5 1 D〜5 4 Dが形成されている。各貫通孔 5 1 D〜5 4 Dには、バイオセンサ 2 Dから出力すべき情報に応じて、栓体 5 4が嵌め込まれる。つまり、各貫通孔 5 1 D〜 5 4 Dに栓体 5 4を嵌め込むか否かを選択することにより流路 6 2 Dのどの部位にまで試料液を導入させるカゝを選択することができる。

たとえば、図 1 2 Aに示したように第 1貫通孔 5 1 Dのみを開放させた：^には、試料液の導入時に第 1および第 2測定電極 3 1 , 3 2間のみが導通する。もちろん、第 1ないし第 4貫通孔 5 1 D〜 5 4 Dの全てを開放した場合にも、試料液の導入時に第 1および第 2測定電極 3 1 , 3 2間のみが導通する。図 1 2 Bに示したように、第 1貫通孔 5 1 Dを閉塞し、第 2貫通孔 5 2 Dを開放した：^には、試料液の導入時に第 2測定電極 3 2と、第 1検知用電極 3 3 Dの間が導通する。もちろん、第 2ないし第 4貫通孔 5 2 D〜5 4 Dの全てを開放した:^にも、試料液の導入時に第 2測定電極 3 2と、第 1検知用電極 3 3の間が導通する。図 1 2 Cに示したように、第 1および第 2貫通孔 5 1 D、 5 2 Dを閉塞し、第 3貫通孔 5 2 Dを開放した：^には、試料液の導入時に第 2測定電極 3 2と、第 2検知用電極 3 4 Dの間が導通する。もちろん、第 3および第 4貫通孔 5 3 D， 5 4 Dを開放した：にも、試料液の導入時に第 2測定電極 3 2と、第 2検知用電極 3 4 Dの間が導通する。図 1 2 Dに示したように、第 1ないし第 3貫通孔 5 1 D 〜5 3 Dを閉塞し、第 4貫通孔 5 4 Dを開放した場合には、試料液の導入時に第 2測定電極 3 2と、第 3検知用電極 3 5 Dの間が導通する。

以上のように、バイオセンサ 2 Dでは、表 2に示したように 4種類の検量線の中から目的とする検量線に関する情報を分析装置に認識させることができる。

表 2 ：貫通孔の開閉パターンおよび対応検量線番号第 1貫通孔第 2貫通孔第 3貫通孔第 4貫通孔検量線番号

開放閉鎖 (開放）閉鎖 (開放）閉鎖 (開放） 1

閉鎖開放閉鎖 (開放）閉鎖 (開放） 2

閉鎖閉鎖開放閉鎖 (開放） 3

閉鎖閉鎖閉鎖開放 4 本実施の形 ϋでは、予め複数の貫通孔を形成しておき、選択された貫通孔を栓体によって閉塞するように構成されていたが、目的とする部位にのみ貫通孔を形成し、キヤビラリ内における目的とする部位にまで試料液が到きるように構成してもよレ、。また、第 1ないし第 4の実施の形態における各個別流路において、第 5の実施の形態と同様な構成を採用してもよレ、。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、バイオセンサの貫通孔、個別流路、検知用電極の個数は、図示した数には限定されない。

Claims

請求の範囲

1 . 試料液を移動させ、力つ試料液を保持するためのキヤビラリと、

上記キヤビラリに試料液を導入するための試料液導入口と、

上記キヤビラリ内における試料液の導入態様を規制するための液導入規制手段と、

を備えていることを特徴とする、分析用具。

2. 上記キヤビラリ内に設けられた共通流路と、

上記キヤビラリ内に設けられ、力上記共通流路に繋がる複数の個別流路と、を備え、

上記液導入規制手段は、各個另 lj流路に試料液を導入するカゝ否かを選択するように構成されている、請求項 1に記載の分析用具。

3 . 上記液導入規制手段は、 1または複数の貫通孔を有している、請求項 2に記載の分析用具。

4 . 上記液導入規制手段は、複数の貫通孔を有しており、

上記各貫通孔は、対応する個別流路に連通している、請求項 2に記載の分析用具。

5 . 上記液導入規制手段は、上記各貫通孔を開放状態とするか閉塞状態とするかを個別に選択することによって、上記各個別流路に試料液が導入される力否かを個別に選択するように構成されている、請求項 4に記載の分析用具。

6 . 上記各個別流路に対応して設けられ、力上記各個別流路に試料液が導入されたカゝ否カゝを検知するために利用される複数の検知用電極をさらに備えており、かつ、

上記各貫通孔は、対応する検知用電極の直上部位に設けられている、請求項 5に記載の分析用具。

7 . 上記液導入規制手段は、上記各貫通孔を形成する部位を選択することによつて、上記各個別流路に試料液が導入されるカゝ否カゝを個別に選択するように構成されている、請求項 4に記載の分析用具。

8 . 上記各個別流路に対応して設けられ、力上記各個別流路に試料液が導入されたカゝ否かを検知するために利用される複数の検知用電極をさらに備えており、力、

上記複数の貫通孔のうち、試料液を導入させる個別流路に対応する貫通孔にっレ、ては、対応する検知用電極の直上に設けられており、

上記複数の貫通孔のうち、試料液を導入させない個別流路に対応する貫通孔については、対応する検知用電極における上記試料液導入口側の端よりも、上記試料液導入口側に偏位した部位に設けられている、請求項 7に記載の分析用具。

9 . 基板に対してスぺーサを介してカバーを積層した形態を有しており、かつ、上記複数の貫通孔は、上記カバーに形成されている、請求項 4に記載の分析用具。

10. 基板に対してスぺーサを介してカバーを積層した形態を有し、カゝっ上記キヤビラリが、上記基板、上記スぺーサおよび上記カバーによって構成されており、上記スぺーサは、上記キヤビラリの内部空間を規定するための孔部と、上記試料液導入口に向けて突出し、カゝっ上記複数の個別流路を規定するための 1または複数の突出部と、を有している、請求項 2に記載の分析用具。

11. 上記液導入手段は、 1つの貫通孔を有しており、この貫通孔の開閉状態を選択することにより、上記キヤビラリ内における試料液の導入態様を規制するように構成されている、請求項 1に記載の分析用具。

12. 上記キヤビラリにおけるどの部位まで試料液が導入されたカゝ否かを検知するために利用される 1または複数の検知用電極をさらに備えており、力、

上記液導入規制手段は、上記キヤビラリに連通する 1または複数の貫通孔を有しており、上記 1または複数の貫通孔の形成位置によつて上記キャビラリにおけるどの部位にまで上記試料液が導入されるカゝを選択するように構成されている、請求項 1に記載の分析用具。

13. 上記キヤビラリにおけるどの部位まで試料液が導入されたカゝ否かを検知するために利用される 1または複数の検知用電極をさらに備えており、かつ、

上記液導入規制手段は、上記キヤビラリに連通する 1または複数の貫通孔を有しており、上記 1または複数の貫通孔を開放状態とするか閉塞状態とするかを個另リに選択することによって、上記キャビラリにおけるどの部位にまで上記試料液が導入されるかを選択するように構成されている、請求項 1に記載の分析用具。

14. 分析用具を装着して使用し、カゝっ上記分析用具に供給された試料液を分析するように構成された分析装置であって、

上記分析用具は、試料液を移動させ、カゝっ試料液を保持するためのキヤビラリと、上記キヤビラリに試料液を導入するための試料液導入口と、上記キヤビラリ内における試料液の導入態様を規制するための液導入規制手段と、を備えており、

上記キヤビラリにおける試料液の導入態様を検知するための検知手段を備えたことを特 ί敷とする、分析装置。

15. 上記分析用具は、上記検知手段において、上記キヤビラリにおける試料液の導入態様を検知するのに必要な情報を、検知用の電気的物理量として測定するために禾 1佣される 1または複数の検知用電極と、試料液中における特定成分の濃度を演算するのに必要な情報を、分析用の電気的物理量として測定するために利用される測定用電極と、をさらに備えており、かつ、

上記検知用の電気的物理量および上記分析用の電気的物理量を測定するための測定手段と、

上記分析用の電気的物理量と上記試料液中おける特定成分の濃度との関係を示す複数の検 ®泉情報を記憶した記憶手段と、

上記検知用の電気的物理量に基づいて、上記複数の検 ¾镍情報から目的とする検量镍情報を選択するための選択手段と、

上記分析用の電気的物理量と上記選択手段にぉ、て選択された検線情報とに基づいて、上記特定成分の濃度を演算する演算手段と、

をさらに備えている、請求項 14に記載の分析装置。

16. 上記分析用具は、上記キヤビラリ内に設けられた共通流路と、上記キヤビラリ内に設けられ、力つ上記共通流路に繋がる複数の個別流路と、をさらに備えており、

上記検知手段は、上記各個別流路に試料液が導入されたカゝ否かを個別に検知するように構成されている、請求項 15に記載の分析装置。

17. 上記複数の検知用電極は、上記複数の個別流路に対応して設けられ、力つ上記検知手段において、上記各個別流路に試料液が導入されたカゝ否かを検知するのに必要な情報を、検知用の電気的物理量として測定するために利用される、請求項 16に記載の分析装置。

18. 上記検知手段は、上記複数の検知用電極を利用して上記測定手段において得られる複数の検知用の電気的物理量の大きさが閾値を超えたカゝ否かを個別に判断することにより、上記各個別流路に試料液が導入されたカ^カゝを個別に判断するように構成されている、請求項 17に記載の分析装置。

19. 上記 1または複数の検知用電極と上記測定手段とを導通させるか否かを個別に選択するための複数の切換スィツチをさらに備えている、請求項 15に記載の分

20. 試斗液を移動させ、カゝっ試料?夜を保持するためのキヤビラリと、上記キヤピラリにおける試料液の導入態様を規制するための複数の貫通孔と、を備えた分析用具を製造する方法であって、

上記キヤビラリにおける試料液の導入態様に応じて、上記複数の貫通孔から選択された貫通孔を閉塞する工程を含んでいることを特徴とする、分析用具の製造方法。

21.上記分析用具は、上記キヤビラリに試料液を導入するための試料液導入口と、上記キヤビラリ内に設けられた共通流路と、上記キヤビラリ内に設けられ、力つ上記共通流路に繋がる複数の個別流路と、をさらに備え、上記各貫通孔が上記複数の個別流路うちの対応する貫通孔に連通するものであり、

上記貫通孔を閉塞する工程は、上記複数の個別流路のうち、試料液を導入させるべきでなレヽ個別流路に対応する貫通孔を閉塞する作業を含んでいる、請求項

20に記載の分析用具の製造方法。

22. 試料液を移動させ、力つ試料液を保持するためのキヤビラリと、上記キヤピラリに試料液を導入するための試料液導入口と、上記キヤビラリ内に設けられた共通流路と、上記キヤビラリ内において、上記共通流路ょりも上記試料液導入口カゝら離れた部位に設けられ、カゝっ上記共通流路に繋がる複数の個別流路と、上記各個別流路に対して試斗液を導入するか否かを選択するための複数の貫通孔と、を備えた分析用具を製造する方法であって、

上記複数の貫通孔のうち、試料液を導入させるべきでない個別流路に対応する第 1貫通孔を、当該個別流路に連通するように当該個別流路の入口付近に形成し、

上記複数の貫通孔のうち、試料液を導入させるべき個別流路に対応する第 2貫通孔を、当該個別流路に連通するように上記第 1貫通孔ょりも当該個別流路の入口から奥方に偏位した部位に形成する作業と、を含んでレヽることを销敫とする、分析用具の製造方法。

23. 上記分析用具は、上記各個別流路に対応して設けられ、力、つ上記各個別流路に試料液が導入された力ゝ否カゝを検知するために利用される複数の検知用電極をさらに備えており、

上記第 1貫通孔は、文ォ応する検知用電極の端よりも対応する個別流路の入口よりに偏位した部位に形成され、

上記第 2貫通孔は、対応する検知用電極の直上に形成される、請求項 22に記載の分析用具の製造方法。