JP4226756B2 - Biosensor, quantitative method and quantitative apparatus using the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は試料液中に含まれる基質を定量するバイオセンサ，それを用いた定量方法及び定量装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バイオセンサは、微生物，酵素，抗体，ＤＮＡ，ＲＮＡ等の生物材料の分子認識能を利用し、生物材料を分子識別素子として応用したセンサである。即ち、固定化された生物材料が目的の基質を認識したときに起こる反応、微生物の呼吸による酸素の消費、酵素反応、発光などを利用したものである。バイオセンサの中でも酵素センサの実用化は進んでおり、例えば、グルコース，ラクトース，尿素，アミノ酸用の酵素センサは医療計測や食品工業に利用されている。
【０００３】
例えば、酵素センサは、検体である試料液に含まれる基質と酵素などとの反応により生成する電子によって電子受容体を還元し、測定装置がその電子受容体の還元量を電気化学的に計測することにより、検体の定量分析を行う。
【０００４】
以下、従来のバイオセンサの作製工程について図７を用いて説明する。
【０００５】
図７（ａ）は従来のバイオセンサの分解斜視図である。図７（ｂ）は従来のバイオセンサの先端に形成された電極部の構成を示す図である。
【０００６】
図７（ａ）に示すように、一点鎖線で示す位置関係をもって各部材が接着されることによりバイオセンサが構成される。
【０００７】
従来のバイオセンサの電極部は３回の印刷工程により形成される。
【０００８】
まず、第１工程において、スクリーン印刷法により絶縁性の基板１０１上に電気伝導性の高い銀ペーストを印刷し乾燥させ、電極リード部１０２ａ，１０２ｂを作製する。
【０００９】
第２工程において、電極リード部１０２ａ，１０２ｂ上にカーボンペーストを印刷し乾燥させ、対電極１０３ａ及び測定電極１０３ｂを作製する。この測定電極１０３ｂは、リング状の対電極１０３ａの内側に配置されており、対電極１０３ａ及び測定電極１０３ｂはそれぞれ電極リード部１０２ａ及び１０２ｂと接触している。
【００１０】
そして、第３工程にて絶縁性物質であるレジスト１０４を対電極１０３ａ及び測定電極１０３ｂ上に印刷し乾燥させて、対電極１０３ａ及び測定電極１０３ｂの面積を規定する。
【００１１】
次に、基板１上に形成された対電極１０３ａ及び測定電極１０３ｂに酵素などを含有する試薬を塗布することで試薬層１０５を形成し、さらに、その上に検体供給路を形成するための切欠部１０６ａを有するスペーサ１０６、及び空気孔１０７ａを有するカバー１０７を積層して接着する。ここで、スペーサ１０６の切欠部１０６ａの一端はカバー１０７に設けられた空気孔１０７ａに通じている。
【００１２】
また、図７（ｂ）に示すように、基板１上に形成された対電極１０３ａ及び測定電極１０３ｂの配置は、検体供給路の入口１０６ｂに対し、最も近い位置に対電極１０３ａが配置され、その奥に測定電極１０３ｂ及び対電極１０３ａが配置されている。
【００１３】
このように構成された従来のバイオセンサを用いて、検体である試料液の基質の含有量を測定する際の検体吸引確認システムを図７（ｂ）を用いて説明する。
【００１４】
まず、バイオセンサに接続された測定装置（図示せず）により対電極１０３ａ，測定電極１０３ｂ間に一定電圧が印加された状態で、検体を検体供給路の入口１０６ｂに供給する。検体は毛細管現象により検体供給路の内部に吸引され、その入口１０６ｂに近い方の対電極１０３ａ上を通り、測定電極１０３ｂに達し、試薬層１０５の溶解が始まる。この時、測定装置は、対電極１０３ａ，測定電極１０３ｂ間に生じる電気的変化を検知して、測定動作を開始する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のバイオセンサにおいては、スクリーン印刷法により基板上に銀ペースト，カーボンペースト等を印刷して積層させることにより、測定電極の面積を規定するため、印刷時に各種ペーストのにじみやだれ等により、測定電極の面積にバラツキが生じ、測定電極の面積の均一化を図ることは困難であった。
【００１６】
また、電極構造がＡｇ，カーボン，レジストの３層構造となっているため非常に複雑で、高度な印刷技術が必要であった。
【００１７】
さらに、従来のバイオセンサの電極部が測定電極と対電極の２電極からなるため、バイオセンサに接続される測定装置は、この２電極間に一定電圧を印加して電気的変化が生じた場合に、検体が測定電極に達したことを検知して測定を開始するが、測定不可能な微量の検体が測定電極を覆った場合にも測定を開始してしまうので、検体量不足による測定値の表示ミスを引き起こしてしまうという問題点があった。
【００１８】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、簡潔な工法で作製することが可能であり、かつ、測定精度の良好なバイオセンサ，同バイオセンサを用いた定量方法，及び定量装置を提供することが目的である。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、本発明のバイオセンサは、試料液に含まれる基質を定量するためのバイオセンサであって、絶縁性基板と、上記絶縁性基板の全面に形成された電気伝導性層にスリットを設けることにより、３つの領域に分割して形成された、測定電極，対電極，及び検知電極からなる電極部と、上記絶縁性基板上に形成された上記電極部上に配置された、試料液を上記電極部に供給する検体供給路を形成するための切欠部を有する一枚のスペーサと、上記検体供給路における上記電極部上に設けられた試薬層と、上記スペーサ上に配置された、上記検体供給路に通じる空気孔を有するカバーとを備え、前記スペーサの切欠部により、前記検体供給路に露出する電極の面積を規定するようにしたことを特徴とするものである。
【００２０】
本発明のバイオセンサは、 上記バイオセンサにおいて、上記測定電極，対電極，及び検知電極は、上記絶縁性基板の全面または一部上に形成された電気伝導性層にレーザによりスリットを設けることにより、３つの領域に分割して形成されたことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明のバイオセンサは、上記バイオセンサにおいて、上記検体供給路には、その入口に近い方から順に上記対電極，測定電極，及び検知電極が一列に配置されており、上記対電極は上記測定電極の面積と同等若しくはそれ以上の面積を有することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明のバイオセンサは、上記バイオセンサにおいて、上記検体供給路には、その入口に近い方から順に上記対電極，測定電極，及び検知電極が一列に配置されており、上記検知電極及び対電極の面積の合計は、上記測定電極の面積と同等若しくはそれ以上であることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明のバイオセンサは、上記バイオセンサにおいて、上記検体供給路において、上記検知電極は上記対電極と同等の面積を有することを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の定量方法は、上記バイオセンサを用い、該バイオセンサに試料液を供給し、該試料液中に含まれる基質を定量する定量方法であって、上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間に一定電圧を印加するステップと、試料液を上記試薬層に供給するステップと、上記試料液の上記試薬層への供給により、上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間に生じた電気的変化を検知するステップと、上記電気的変化を検知した後、測定電極と対電極及び検知電極との間に電圧を印加するステップと、上記電圧が印加された測定電極と対電極及び検知電極との間に生じた電流を測定するステップとを具備したことを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の定量方法は、絶縁性基板と、上記絶縁性基板に形成された測定電極，対電極，及び検知電極からなる電極部と、上記電極部上に設けられた試薬層とを備えたバイオセンサを用い、該バイオセンサに試料液を供給し、該試料液中に含まれる基質を定量する定量方法であって、上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間、及び上記測定電極と対電極との間に一定電圧を印加するステップと、試料液を上記試薬層に供給するステップと、上記試料液の上記試薬層への供給により、上記測定電極と対電極との間に生じた電気的変化を検知するステップと、上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間に生じた電気的変化を検知するステップと、上記電気的変化を検知した後、測定電極と対電極及び検知電極との間に電圧を印加するステップと、上記電圧が印加された測定電極と対電極及び検知電極との間に生じた電流を測定するステップとを具備したことを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の定量方法は、上記定量方法において、試料液の上記試薬層への供給によって上記測定電極と対電極との間に生じた電気的変化を検知するステップの後に、所定期間上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間に電気的変化が生じないことを検知した際には、それを利用者に通知するステップを具備することを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の定量装置は、上記バイオセンサを着脱可能に接続し、該バイオセンサに供給される試料液中に含まれる基質を定量する定量装置であって、上記バイオセンサの測定電極からの電流を電圧に変換する電流／電圧変換回路と、上記電流／電圧変換回路からの電圧をディジタル変換するＡ／Ｄ変換回路と、上記バイオセンサの対電極とグランド間に設けられたスイッチと、上記Ａ／Ｄ変換回路及びスイッチを制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記スイッチを対電極から絶縁した状態で、上記検知電極と測定電極との間に電圧を印加し、試料液の上記検体供給路の試薬層への供給によって生じた上記検知電極と測定電極との間の電気的変化を検知した後、上記スイッチを対電極に接続した状態で、上記測定電極と対電極及び検知電極との間に電圧を印加し、その応答電流を測定する、ことを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の定量装置は、上記バイオセンサを着脱可能に接続し、該バイオセンサに供給される試料液中に含まれる基質を定量する定量装置であって、上記バイオセンサの検知電極，測定電極からの電流をそれぞれ電圧に変換する第１，第２の電流／電圧変換回路と、上記第１，第２の電流／電圧変換回路からの電圧をそれぞれディジタル変換する第１，第２のＡ／Ｄ変換回路と、上記バイオセンサの検知電極の接続を上記第１の電流／電圧回路又はグランドに切り替える第１の切り替えスイッチと、上記第１，第２のＡ／Ｄ変換回路，上記第１の切り替えスイッチを制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記第１の切り替えスイッチを上記第１の電流／電圧変換回路に接続した状態で、上記検知電極と対電極との間、測定電極と対電極との間に電圧を印加し、試料液の上記検体供給路の試薬層への供給により、上記検知電極と対電極との間、及び測定電極と対電極との間に生じる電気的変化を検知した後、上記第１の切り替えスイッチをグランドに接続し、上記測定電極と検知電極及び対電極との間に電圧を印加し、その応答電流を測定する、ことを特徴とするものである。
【００２９】
本発明の定量装置は、上記定量装置において、上記バイオセンサの測定電極の接続を上記第２の電流／電圧変換回路又はグランドに切り替える第２の切り替えスイッチを備え、上記制御部は、上記第１，第２の切り替えスイッチを上記第１，第２の電流／電圧変換回路に接続した状態で、上記検知電極と測定電極との間、測定電極と対電極との間に電圧を印加し、試料液の上記検体供給路の試薬層への供給により、上記測定電極と対電極との間の電気的変化を検知した際、第２の切り替えスイッチをグランドに接続し、その後上記検知電極と測定電極との間に電気的変化が生じたことを検知した場合は、上記第２の切り替えスイッチを上記第２の電流／電圧変換回路に接続し、かつ第１の切り替えスイッチをグランドに接続した状態で、上記測定電極と検知電極及び対電極との間に電圧を印加し、その応答電流を測定する、ことを特徴とするものである。
【００３０】
本発明の定量装置は、上記定量装置において、上記検体供給路の反応層に試料液が供給され、上記測定電極と対電極との間に電気的変化が生じ、かつ、上記検知電極と測定電極若しくは対電極との間に電気的変化が生じないことが上記制御部により検知された際に、それを利用者に通知する通知手段を備えたことを特徴とするものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１によるバイオセンサの作製方法について図１を用いて説明する。
【００３２】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１によるバイオセンサの分解斜視図である。図において、１はポリエチレンテレフタレート等からなる絶縁性の基板、２は基板１の表面全面に形成された、カーボンもしくはカーボンを主成分とする電気伝導性物質、金属物質等からなる導体層、３ａ，３ｂは基板１上の導体層２に設けられた、基板１側面に平行なスリット、４ａ，４ｂは基板１上の導体層２に設けられた、基板１側面に垂直なスリット、５、６、７は導体層２をスリット３ａ，３ｂ及び４ａ，４ｂにより分割することにより形成された測定電極，対電極，及び検知電極、８は基板１上の測定電極５，対電極６，及び検知電極７を覆うスペーサ、９はスペーサ８の前縁部中央に設けられた、検体供給路を形成する長方形の切欠部、９ａは検体供給路の入口、１０はスペーサ８の切欠部９の縦幅、１１は導体層２に設けられた２本のスリット４ａ，４ｂの間隔、１２はスペーサ８の切欠部９から露出している測定電極５，対電極６，及び検知電極７に、酵素などを含有する試薬を塗布することで形成された試薬層、１３はスペーサ８を覆うカバー、１３ａはカバー１３の中央部に設けられた空気孔である。
【００３３】
まず、図１（ａ）に示すように、基板１の表面全面に対して、カーボン，若しくはカーボンを主成分とする電気伝導性物質，金属物質等をスクリーン印刷法やスパッタリング蒸着法などにより導体層２を形成する。ここでは、基板１の表面全面に導体層２を形成しているが、基板１の表面全面でなく電極部を形成するのに必要な部分に導体層２を形成してもよい。
【００３４】
次に、図１（ｂ）に示すように、基板１上に形成された導体層２に、レーザを用いて、基板１の側面に平行な２本のスリット３ａ，３ｂ、及びそれに対して垂直な２本のスリット４ａ，４ｂを形成し、対電極６，測定電極５，及び検知電極７に分割する。この際、基板１の先端部とスリット４ａとの間隔が２本のスリット４ａ，４ｂの間隔１１に対し、同等若しくはそれ以上になるようにスリット４ａ，４ｂを設ける。
【００３５】
また、基板１上に３つの電極を設けるその他の工法として、スクリーン印刷法やスパッタリング蒸着法などで基板１上に電気伝導性物質等を形成する際に、平行な２本のスリット３ａ，３ｂを有する導体層２を形成するために必要な締めパターンが予め配置された印刷版やマスキング版など（図示せず）を用い、その後、基板１上に形成された導体層２に、レーザを用いてスリット４ａ，４ｂを設けて測定電極５，対電極６，及び検知電極７に分割し、電極部を形成することも可能である。
【００３６】
また、その他の工法としては、基板１側面に平行な２本のスリット３ａ，３ｂ及び垂直な２本のスリット４ａ，４ｂを有する導体層２を形成するために必要な締めパターンが予め配置された印刷版やマスキング版などを用い、スクリーン印刷法やスパッタリング蒸着法などにより電気伝導性物質等を基板１上に形成し、測定電極５，対電極６，及び検知電極７を形成する方法もある。
【００３７】
次に、図１（ｃ）に示すように、基板１上に形成された電極部の上に、検体供給路を形成するための切欠部９を有するスペーサ８を設置する。そして、スペーサ８の切欠部９から露出している測定電極５，対電極６，及び検知電極７に試薬を塗布して試薬層１２を形成し、さらにその上にカバー１３を設置する。ここで、スペーサ８の切欠部９の一端はカバー１３に設けられた空気孔１３ａに通じている。
【００３８】
また、基板１上に形成された測定電極５，対電極６，及び検知電極７の配置は、検体供給路の入口９ａに対し、最も近い位置に対電極６が配置され、その奥に測定電極５及び検知電極７が配置されている。
【００３９】
この検体供給路における測定電極５，対電極６，及び検知電極７の各面積は、スペーサ８の切欠部９の面積、及びスリット４ａ，４ｂの間隔１１により規定されている。本実施の形態１では、センサ先端からスリット４ａまでの間隔を、スリット４ａ，４ｂの間隔１１と同等若しくはそれ以上となるようにスリット４ａ，４ｂを設けているので、検体供給路において、対電極６の面積は測定電極５の面積と同等若しくはそれ以上になる。
【００４０】
尚、本実施の形態１では、レーザを用いて測定電極５，対電極６，及び検知電極７の分割を行ったが、鋭利な先端を有する治具等により、上記導体層２の一部分を削り、電極部を構成することも可能である。また、電極部形成方式はスクリーン印刷法およびスパッタリング蒸着法を用いたがこの限りではない。
【００４１】
以上のように、本発明の実施の形態１によるバイオセンサによれば、基板１上の導体層２にスリット３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを設け、その上に切欠部９を有するスペーサ８を設置することにより、検体供給路の測定電極５，対電極６，及び検知電極７の各電極面積を容易かつ高精度に規定するので、バイオセンサ毎の応答特性のバラツキを無くし、精度のよいバイオセンサを実現する事ができる。
【００４２】
しかも、本発明では金属膜、カーボンまたはカーボンを主成分とするペーストを材料として単層で電極部を形成するので、従来のように基板１上に銀ペースト，カーボンペースト等を順番に印刷して積層させるという手間はかからず、簡易な方法で表面が平滑な電極部を形成することが可能となる。
【００４３】
しかも、基板１上に設けられた導体層２に対し、レーザでスリット４ａ，４ｂを形成するので、各電極の面積をより高精度に規定することが可能となる。さらに、各電極間の距離を非常に短くして検体供給路の小型化を図ることができ、従来では測定不可能であった微量な検体に基づく測定も可能となる。
【００４４】
しかも、電極構造が非常に簡潔な構造となるため、同一の性能を有するバイオセンサを容易に作製することが可能となる。
【００４５】
実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態１によるバイオセンサを用いた測定システムについて図２を用いて説明する。
【００４６】
図２はバイオセンサを用いた測定システムにおいて、バイオセンサ及び測定装置の構成を示した図である。図において、図１と同一符号は同一又は相当部分である。
【００４７】
バイオセンサＡは測定装置Ｂ１に接続された状態で使用され、バイオセンサＡに供給された検体から基質の含有量を測定装置Ｂ１で測定するシステムである。
【００４８】
測定装置Ｂ１において、１５ａ，１５ｂ，１５ｃはバイオセンサＡの測定電極５、検知電極７、対電極６のそれぞれに接続されるコネクタ、１６ａはコネクタ１５ｃとグランド間に設けられたスイッチ、１８ａはコネクタ１５ａに接続され、測定電極６とその他の電極間に流れる電流を電圧に変換して出力する電流／電圧変換回路、１９ａは電流／電圧変換回路１８ａに接続され、電流／電圧変換回路１８ａからの電圧値をパルスに変換するＡ／Ｄ変換回路、２０はスイッチ１６ａのオン・オフを制御したり、Ａ／Ｄ変換回路１９ａからのパルスに基づいて検体の基質の含有量を算出するＣＰＵ、２１はＣＰＵ２０により算出された測定値を表示するＬＣＤ（液晶表示器）である。
【００４９】
以下、本発明の実施の形態２によるバイオセンサを用いた測定システムにより検体の基質の含有量を測定する際のバイオセンサＡ及び測定装置Ｂ１の動作について説明する。
【００５０】
まず、測定装置Ｂ1のコネクタ１５ａ〜１５ｃにバイオセンサＡを接続すると、ＣＰＵ２０制御によりスイッチ１６ａがオフとなり、対電極６，グランド間は非接続状態となり、測定電極５と検知電極７との間に一定の電圧が印加される。測定電極５と検知電極７との間に生じた電流は電流／電圧変換回路１８ａで電圧に変換され、さらにその電圧はＡ／Ｄ変換回路１９ａでパルスに変換されてＣＰＵ２０に出力される。
【００５１】
次に、検体をバイオセンサＡの検体供給路の入口９ａに供給すると、検体が検体供給路内部に吸引され、対電極６、測定電極５上を通り、検知電極７上に達する。この時、試薬層１２が溶解し酸化還元反応が生じ、測定電極５と検知電極7との間に電気的変化が生じる。ＣＰＵ２０は、Ａ／Ｄ変換回路１９ａから入力されるパルスの変化により測定電極５，検知電極７間に電気的変化が生じたこと、即ち、バイオセンサＡの検体供給路に測定可能量の検体が供給されたことを検知した時点で、測定動作を開始する。
【００５２】
次に、ＣＰＵ２０はスイッチ１６ａをオンにし、対電極６をグランドに接続させ、その後一定時間、電流／電圧変換回路１８ａが反応電圧を供給しないように制御し、電極部上に形成された試薬層１２と検体との反応を進行させる。一定時間経過後約５秒間、電流／電圧変換回路１８ａにより測定電極５と対電極６及び検知電極７との間に反応電圧が印加される。
【００５３】
この時、測定電極５と対電極６及び検知電極７との間に検体内の基質濃度に比例した電流が生じる。この電流は電流／電圧変換回路１８ａによって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換回路１９ａによりパルスに変換され、ＣＰＵ２０に出力される。ＣＰＵ２０はそのパルス数をカウントして応答値を算出し、その結果をＬＣＤ２１に表示する。
【００５４】
尚、ここでは、検知電極６は常にグランドに接続されているが、図３に示すように検知電極７とグランド間にスイッチ１６ｂを設け、検知電極７，グランド間の接続のオン、オフを制御するような構成にしてもよい。
【００５５】
このように構成された測定装置Ｂ２のコネクタ１５ａ〜１５ｃにバイオセンサＡを接続すると、ＣＰＵ２０制御によりスイッチ１６ａがオフになり、対電極６，グランド間が非接続状態となり、スイッチ１６ｂがオンになり、測定電極５，検知電極７間に一定の電圧が印加される。以降、バイオセンサＡによる検体吸引開始後、測定装置Ｂ２の測定動作が終了するまでスイッチ１６ｂはオンの状態であり、測定動作は上述した測定装置Ｂ１の動作と同じである。
【００５６】
次に、試料液の基質の含有量を測定するために好適なバイオセンサの各電極面積について説明する。
【００５７】
図４は本発明の実施の形態１によるバイオセンサの検体供給路の拡大図である。
【００５８】
バイオセンサＡの検体供給路における対電極６，測定電極５及び検知電極７の面積は、電極間の電気伝達反応が律速になるのを防止するために、一般的には対電極６の面積を測定電極５の面積と同等以上とするのが好ましい。
【００５９】
本発明の実施の形態２では、測定時にバイオセンサＡの検知電極７を対電極として併用するので、対電極６及び検知電極７の面積の合計を測定電極５の面積以上にすれば、各電極間の電気伝達反応が律速になるのを回避することができる。
【００６０】
例えば、対電極６と測定電極５とを同等の面積にし、検知電極７の面積を対電極６の面積の数割とすることにより、測定電極５の面積以上の対電極６及び検知電極７の面積を確保することができる。
【００６１】
また、測定電極５と対電極６及び検知電極７との間の電気伝達反応がより均一に行われるようにするためには、図４に示すように、測定電極５と隣接する対電極６及び検知電極７の各面積が同等であることが望ましい。
【００６２】
以上のように、本発明の実施の形態２によるバイオセンサを用いた測定システムによれば、バイオセンサＡの検体供給路に検体が吸引され、検知電極７と測定電極５との間に電気的変化が生じた場合、測定装置Ｂ１，２がその電気的変化を検知し、測定動作を開始するので、従来のようにバイオセンサＡに供給された検体の量が不足しているのにも関わらず、測定装置Ｂ１，２が作動し誤った測定値を表示する等の誤作動を防止することが可能となる。
【００６３】
さらに、本発明では、測定可能量の検体がバイオセンサＡに供給された場合は、測定開始後、検知電極７を対電極として併用するので、対電極６及び検知電極７の面積の合計を少なくとも測定電極５の面積と同等とすれば、電極間の電気伝達反応が律速になるのを防止し、スムーズに反応を進行させることが可能となる。同時に、検体供給路の容量の小型化にもつながり、従来では不可能であった微量な検体に基づく定量分析を正確に行うことが可能となる。
【００６４】
しかも、検知電極７と対電極６の面積を同等にした場合は、電極間の電気伝達反応が均一に行われ、より良好な応答が得ることができる。
【００６５】
実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３によるバイオセンサを用いた測定システムについて図５を用いて説明する。
【００６６】
図５は本発明の実施の形態３によるバイオセンサを用いた測定システムにおいて、バイオセンサ及び測定装置の構成を示した図である。図において、図２と同一符号は同一又は相当部分である。
【００６７】
測定装置Ｂ３において、１５ａ，１５ｂ，１５ｃはバイオセンサＡの測定電極５、検知電極７、対電極６のそれぞれに接続されるコネクタ、１６ｃは一端はコネクタ１５ｂに接続されており、他端は後段の電流／電圧変換回路１８ｂとグランドとで接続を切り替えることが可能な切り替えスイッチ、１８ａはコネクタ１５ａに接続され、測定電極６とその他の電極間に流れる電流を電圧に変換して出力する電流／電圧変換回路、１８ｂは切り替えスイッチ１６ｃを介してコネクタ１５ｂに接続され、検知電極７とその他の電極間に流れる電流を電圧に変換して出力する電流／電圧変換回路、１９ａ，１９ｂは電流／電圧変換回路１８ａ，１８ｂにそれぞれ接続され、電流／電圧変換回路１８ａ，１８ｂからの電圧値をパルスに変換するＡ／Ｄ変換回路、２０は切り替えスイッチ１６ｃを制御したり、Ａ／Ｄ変換回路１９ａ，１９ｂからのパルスに基づいて検体の基質の含有量を算出するＣＰＵ、２１はＣＰＵ２０により算出された測定値を表示するＬＣＤである。
【００６８】
以下、本発明の実施の形態３によるバイオセンサを用いた測定システムにより検体の基質の含有量を測定する際のバイオセンサ、及び測定装置の動作について図５を用いて説明する。
【００６９】
まず、測定装置Ｂ３のコネクタ１５ａ〜１５ｃにバイオセンサＡを接続すると、ＣＰＵ２０制御により切り替えスイッチ１６ｃが電流／電圧変換回路１８ｂに接続され、対電極６，測定電極５間、及び対電極６，検知電極７間に一定の電圧が印加される。対電極６，測定電極５間、及び対電極６，検知電極７間に生じた電流はそれぞれ電流／電圧変換回路１８ａ，１８ｂで電圧に変換され、さらにＡ／Ｄ変換回路１９ａ，１９ｂによりパルスに変換される。
【００７０】
次に、検体をバイオセンサＡの検体供給路の入口９ａに供給すると、検体が検体供給路内部に吸引され、対電極６、測定電極５上を通り、検知電極７上に達する。この時、検体により試薬層１２が溶解し酸化還元反応が生じ、対電極６，測定電極５間、及び対電極６，検知電極７間に電気的変化が生じる。
【００７１】
ＣＰＵ２０は、Ａ／Ｄ変換回路１９ａ，１９ｂから入力されるパルスから、対電極６，測定電極５間、及び対電極６，検知電極７間に電気的変化が生じたことを検知し、バイオセンサＡの検体供給路に測定可能量の検体が供給されたことを確認する。
【００７２】
次に、ＣＰＵ２０は切り替えスイッチ１６ｃをグランドに接続させ、一定時間電流／電圧変換回路１８ａが反応電圧を供給しないように制御し、各電極上に形成された試薬層１２と検体との反応を進行させる。
【００７３】
一定時間経過後約５秒間、電流／電圧変換回路１８ａにより測定電極５と対電極６及び検知電極７との間に反応電圧が印加され、その応答電流に基づき、ＣＰＵ２０は応答値を算出し、その結果をＬＣＤ２１に表示する。
【００７４】
しかし、検体の検体供給路への供給により、対電極６と測定電極５との間に電流が発生しても、その後一定時間対電極６と検知電極７との間に電流が発生しない場合は、ＣＰＵ２０は検体量不足と判断し、ＬＣＤ２１にその旨を表示する。また、一旦ＬＣＤ２１において検体量不足であることを表示した後に検体が検体供給路に補給されても、ＣＰＵ２０は測定動作を開始しない。
【００７５】
以上のように、本発明の実施の形態３によるバイオセンサを用いた測定システムによれば、バイオセンサＡの検体供給路に検体が吸引され、対電極６，測定電極５間に電気的変化が生じ、対電極６，検知電極７間に電気的変化が生じなかった場合は、測定装置Ｂ３は検体量不足である旨をＬＣＤ２１に表示して利用者に知らせるので、測定を行う際の利便性及び安全性の向上を図ることが可能となる。
【００７６】
実施の形態４．
図６は本発明の実施の形態４によるバイオセンサを用いた測定システムにおいて、バイオセンサ及び測定装置の構成を示した図である。図において、図５と同一符号は同一又は相当部分である。
【００７７】
本実施の形態４での測定装置Ｂ４の構成は基本的には実施の形態３と同じであるが、測定装置Ｂ４のコネクタ１５ａと電流／電圧変換回路１８ａとの間に切り替えスイッチ１６ｄを追加し、測定電極５の接続を電流／電圧変換回路１８ａとグランドとで切り替えることが可能な構成にしている。
【００７８】
以下、本発明の実施の形態４によるバイオセンサを用いた測定システムにより検体の基質の含有量を測定する際のバイオセンサ，及び測定装置の動作について図６を用いて説明する。
【００７９】
まず、測定装置Ｂ４のコネクタ１５ａ〜１５ｃにバイオセンサＡを接続すると、ＣＰＵ２０制御により切り替えスイッチ１６ｄ，１６ｃがそれぞれ電流／電圧変換回路１８ａ，１８ｂに接続され、対電極６と測定電極５との間、測定電極５と検知電極７との間に一定の電圧が印加される。対電極６，測定電極５間、及び測定電極５，検知電極７間に生じた電流は電流／電圧変換回路１８ａ，１８ｂで電圧に変換され、さらにＡ／Ｄ変換回路１９ａ，１９ｂによりパルスに変換される。
【００８０】
次に、検体をバイオセンサＡの検体供給路の入口９ａに供給すると、検体供給路内部に吸引され測定電極５上を覆った際に、対電極６と測定電極５との間に電気的変化が生じる。ＣＰＵ２０は、この電気的変化をＡ／Ｄ変換回路１９ａから入力されるパルスから検知し、切り替えスイッチ１６ｄをグランドに接続する。
【００８１】
次に、検体が検知電極７上に達すると、測定電極５と検知電極７間に電気的変化が生じる。ＣＰＵ２０は、この電気的変化をＡ／Ｄ変換回路1９ｂから入力されるパルスから検知して検体が検体供給路に十分供給されたことを確認する。
【００８２】
次に、ＣＰＵ２０は、切り替えスイッチ１６ｄを電流／電圧変換回路１８ａに接続し、切り替えスイッチ１６ｃをグランドに接続させ、一定時間電流／電圧変換回路１８ａが反応電圧を供給しないように制御し、各電極上に形成された試薬層１２と検体との反応を進行させる。
【００８３】
一定時間経過後約５秒間、電流／電圧変換回路１８ａにより測定電極５と対電極６及び検知電極７との間に反応電圧が印加され、その応答電流に基づきＣＰＵ２０は検体の基質の含有量を算出し、その測定値をＬＣＤ２１に表示する。
【００８４】
しかし、検体の検体供給路への供給により、対電極６と測定電極５との間に電流が発生しても、その後一定時間測定電極５と検知電極７との間に電流が発生しない場合は、ＣＰＵ２０は検体量が不足していると判断し、ＬＣＤ２１にその旨を表示する。なお、一旦ＬＣＤ２１において検体量不足を表示した後に検体が検体供給路に補給されても、ＣＰＵ２０は測定動作を開始しない。
【００８５】
以上のように、本発明の実施の形態４によるバイオセンサを用いた測定システムによれば、バイオセンサＡの検体供給路に検体が吸引され、対電極６，測定電極５間に電気的変化が生じ、測定電極５，検知電極７間に電気的変化が生じなかった場合は、測定装置Ｂ４は検体量不足である旨をＬＣＤ２１に表示して利用者に知らせるので、測定を行う際の利便性及び安全性の向上を図ることが可能となる。
【００８６】
以上は酵素センサの例で説明をしたが、試薬の種類としては酵素以外にも抗体、微生物、ＤＮＡ、ＲＮＡなどを利用するバイオセンサにも同様に構成できる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明のバイオセンサによれば、試料液に含まれる基質を定量するためのバイオセンサであって、絶縁性基板と、上記絶縁性基板の全面に形成された電気伝導性層にスリットを設けることにより、３つの領域に分割して形成された、測定電極，対電極，及び検知電極からなる電極部と、上記絶縁性基板上に形成された上記電極部上に配置された、試料液を上記電極部に供給する検体供給路を形成するための切欠部を有する一枚のスペーサと、上記検体供給路における上記電極部上に設けられた試薬層と、上記スペーサ上に配置された、上記検体供給路に通じる空気孔を有するカバーとを備え、前記スペーサの切欠部により、前記検体供給路に露出する電極の面積を規定するようにしたので、上記測定電極、対電極及び検知電極の各面積を容易かつ高精度に規定することができ、バイオセンサ毎に応答特性がバラツクことがなくなり、良好な応答を得ることが可能となる。しかも、本発明では電気伝導性物質からなる単層で電極部を形成するので、従来のように基板上に銀ペースト，カーボンペースト等を順番に印刷して積層させるという手間はかからず、簡易な方法で表面が平滑な電極部を形成することが可能となる。しかも、従来に比して電極部の構造が非常に簡潔な構造となるため、同一の性能を有するバイオセンサを容易に作製することが可能となる。
【００８８】
本発明のバイオセンサによれば、上記バイオセンサにおいて、上記測定電極，対電極，及び検知電極は、上記絶縁性基板の全面または一部上に形成された電気伝導性層にレーザによりスリットを設けることにより、３つの領域に分割して形成されたものとしたので、各電極の面積をより高精度に規定することが可能となる。さらに、各電極間の距離を非常に短くして上記検体供給路の小型化を図ることができ、従来では測定不可能であった微量な検体に基づく測定も可能となる。
【００８９】
本発明のバイオセンサによれば、上記バイオセンサにおいて、上記検体供給路には、その入口に近い方から順に上記対電極，測定電極，及び検知電極が一列に配置されており、上記対電極は上記測定電極の面積と同等若しくはそれ以上の面積を有する構成としたので、上記対電極と測定電極との間の電気伝達反応が律速になるのを防止して、スムーズに反応を促進させることができる効果を有する。
【００９０】
本発明のバイオセンサによれば、上記バイオセンサにおいて、上記検体供給路には、その入口に近い方から順に上記対電極，測定電極，及び検知電極が一列に配置されており、上記検知電極及び対電極の面積の合計は、上記検知電極の面積と同等若しくはそれ以上としたので、上記測定電極と対電極及び検知電極との間の電気伝達反応が律速になるのを防止して、スムーズに反応を促進させることができる効果を有する。
【００９１】
本発明のバイオセンサによれば、上記バイオセンサにおいて、上記検体供給路において、上記検知電極は上記対電極と同等の面積を有する構成としたので、上記測定電極と対電極及び検知電極との間の電気伝達反応が律速になるのを防止して、より均一に反応を促進させることができる効果を有する。
【００９２】
本発明の定量方法によれば、上記バイオセンサを用い、該バイオセンサに試料液を供給し、該試料液中に含まれる基質を定量する定量方法であって、上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間に一定電圧を印加するステップと、試料液を上記試薬層に供給するステップと、上記試料液の上記試薬層への供給により、上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間に生じた電気的変化を検知するステップと、上記電気的変化を検知した後、測定電極と対電極及び検知電極との間に電圧を印加するステップと、上記電圧が印加された測定電極と対電極及び検知電極との間に生じた電流を測定するステップとを具備しており、上記検知電極と測定電極若しくは対電極との間に電気的変化が生じた際に初めて測定動作を開始するので、上記試薬層への試料液の供給量不足による測定ミスを防ぎ、より安全性の高い測定を行うことが可能となる。さらに、測定可能量の試料液が上記試薬層に供給された場合は、検知電極を対電極として併用して測定を行うので、上記電極部の面積を小さくすることができ、従来では不可能であった微量な試料液に基づく定量分析を正確に行うことが可能となる。
【００９３】
本発明の定量方法によれば、絶縁性基板と、上記絶縁性基板に形成された測定電極，対電極，及び検知電極からなる電極部と、上記電極部上に設けられた試薬層とを備えたバイオセンサを用い、該バイオセンサに試料液を供給し、該試料液中に含まれる基質を定量する定量方法であって、上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間、及び上記測定電極と対電極との間に一定電圧を印加するステップと、試料液を上記試薬層に供給するステップと、上記試料液の試薬層への供給により、測定電極と対電極との間に生じた電気的変化を検知するステップと、上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間に生じた電気的変化を検知するステップと、上記電気的変化を検知した後、測定電極と対電極及び検知電極との間に電圧を印加するステップと、上記電圧が印加された測定電極と対電極及び検知電極との間に生じた電流を測定するステップとを具備しており、上記検知電極と測定電極若しくは対電極との間に電気的変化が生じた際に初めて測定動作を開始するので、上記試薬層への試料液の供給量不足による測定ミスを防ぎ、より安全性の高い測定を行うことが可能となる。さらに、測定可能量の試料液が上記試薬層に供給された場合は、検知電極を対電極として併用して測定を行うので、上記電極部の面積を小さくすることができ、従来では不可能であった微量な試料液に基づく定量分析を正確に行うことが可能となる。
【００９４】
本発明の定量方法によれば、上記定量方法において、試料液の上記試薬層への供給によって上記測定電極と対電極との間に生じた電気的変化を検知するステップの後に、所定期間上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間に電気的変化が生じないことを検知した際には、それを利用者に通知するステップを具備するので、試薬層への試料液の供給量が不足していることを利用者に知らせることができ、利便性及び安全性の向上を図ることが可能となる。
【００９５】
本発明の定量装置によれば、上記バイオセンサを着脱可能に接続し、該バイオセンサに供給される試料液中に含まれる基質を定量する定量装置であって、上記バイオセンサの測定電極からの電流を電圧に変換する電流／電圧変換回路と、上記電流／電圧変換回路からの電圧をディジタル変換するＡ／Ｄ変換回路と、上記バイオセンサの対電極とグランド間に設けられたスイッチと、上記Ａ／Ｄ変換回路及びスイッチを制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記スイッチを対電極から絶縁した状態で、上記検知電極と測定電極との間に電圧を印加し、試料液の上記検体供給路の試薬層への供給によって生じた上記検知電極と測定電極との間の電気的変化を検知した後、上記スイッチを対電極に接続した状態で、上記測定電極と対電極及び検知電極との間に電圧を印加し、その応答電流を測定する構成としたので、上記検体供給路の試薬層への試料液の供給量不足による測定ミスを防ぎ、より安全性の高い測定を行うことが可能となる。しかも、測定時に上記バイオセンサの検知電極を対電極として併用するので、検体供給路の小型化を図ることができ、従来では不可能であった微量な試料液の定量分析を正確に行うことが可能となる。
【００９６】
本発明の定量装置によれば、上記バイオセンサを着脱可能に接続し、該バイオセンサに供給される試料液中に含まれる基質を定量する定量装置であって、上記バイオセンサの検知電極，測定電極からの電流をそれぞれ電圧に変換する第１，第２の電流／電圧変換回路と、上記第１，第２の電流／電圧変換回路からの電圧をそれぞれディジタル変換する第１，第２のＡ／Ｄ変換回路と、上記バイオセンサの検知電極の接続を上記第１の電流／電圧変換回路又はグランドに切り替える第１の切り替えスイッチと、上記第１，第２のＡ／Ｄ変換回路，上記第１の切り替えスイッチを制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記第１の切り替えスイッチを上記第１の電流／電圧変換回路に接続した状態で、上記検知電極と対電極との間、測定電極と対電極との間に電圧を印加し、試料液の上記検体供給路の試薬層への供給により、上記検知電極と対電極との間、及び測定電極と対電極との間に生じる電気的変化を検知した後、上記第１の切り替えスイッチをグランドに接続し、上記測定電極と検知電極及び対電極との間に電圧を印加し、その応答電流を測定する構成としたので、上記検体供給路の試薬層への試料液の供給量不足による測定ミスを防ぎ、より安全性の高い測定を行うことが可能となる。しかも、測定時に上記バイオセンサの検知電極を対電極として併用するので、検体供給路の小型化を図ることができ、従来では不可能であった微量な試料液の定量分析を正確に行うことが可能となる。
【００９７】
本発明の定量装置によれば、上記定量装置において、上記バイオセンサの測定電極の接続を上記第２の電流／電圧変換回路又はグランドに切り替える第２の切り替えスイッチを備え、上記制御部は、上記第１，第２の切り替えスイッチを上記第１，第２の電流／電圧変換回路に接続した状態で、上記検知電極と測定電極との間、測定電極と対電極との間に電圧を印加し、試料液の上記検体供給路の試薬層への供給により、上記測定電極と対電極との間の電気的変化を検知した際、第２の切り替えスイッチをグランドに接続し、その後上記検知電極と測定電極との間に電気的変化が生じたことを検知した場合は、上記第２の切り替えスイッチを上記第２の電流／電圧変換回路に接続し、かつ第１の切り替えスイッチをグランドに接続した状態で、上記測定電極と検知電極及び対電極との間に電圧を印加し、その応答電流を測定する構成としたので、上記検体供給路の試薬層への試料液の供給量不足による測定ミスを防ぎ、より安全性の高い測定を行うことが可能となる。しかも、測定時に上記バイオセンサの検知電極を対電極として併用するので、検体供給路の小型化を図ることができ、従来では不可能であった微量な試料液の定量分析を正確に行うことが可能となる。
【００９８】
本発明の定量装置によれば、上記定量装置において、上記バイオセンサの検体供給路の試薬層に試料液が供給され、上記測定電極と対電極との間に電気的変化が生じ、かつ、上記検知電極と測定電極若しくは対電極との間に電気的変化が生じないことが上記制御部により検知された際に、それを利用者に通知する通知手段を備えたものとしたので、上記検体供給路の試薬層への試料液の供給量が不足していることを利用者に知らせることができ、利便性及び安全性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるバイオセンサの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態２によるバイオセンサを用いた測定システムにおけるバイオセンサ及び測定装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２によるバイオセンサを用いた測定システムにおけるバイオセンサ及び測定装置の構成を示す図である。
【図４】 図１のバイオセンサの検体供給路の拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態３によるバイオセンサを用いた測定システムにおけるバイオセンサ及び測定装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４によるバイオセンサを用いた測定システムにおけるバイオセンサ及び測定装置の構成を示す図である。
【図７】従来のバイオセンサの分解斜視図である。
【符号の説明】
Ａ バイオセンサ
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４ 測定装置
１，１０１ 基板
２ 電気伝導性物質
３ 基板側面に対し平行なスリット
４ 基板側面に対し垂直なスリット
５，１０３ｂ 測定電極
６，１０３ａ 対電極
７ 検知電極
８，１０６ スペーサ
９，１０６ａ 検体供給路を形成する切欠部
９ａ，１０６ｂ 検体供給路の入口
１０ 切欠部の縦幅
１１ 基板側面に対し垂直な２本のスリットの間隔
１２，１０５ 試薬層
１３，１０７ カバー
１３ａ，１０７ａ 空気孔
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ コネクタ
１６ａ，１６ｂ スイッチ
１６ｃ，１６ｄ 切り替えスイッチ
１８ａ，１８ｂ 電流／電圧変換回路
１９ａ，１９ｂ Ａ/Ｄ変換回路
２０ ＣＰＵ
２１ ＬＣＤ（液晶表示器）
１０２ａ，１０２ｂ 電極リード部
１０４ レジスト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a biosensor for quantifying a substrate contained in a sample solution, a quantification method and a quantification apparatus using the biosensor.
[0002]
[Prior art]
A biosensor is a sensor that utilizes the molecular recognition ability of biological materials such as microorganisms, enzymes, antibodies, DNA, and RNA, and applies the biological material as a molecular identification element. That is, a reaction that occurs when an immobilized biological material recognizes a target substrate, oxygen consumption due to respiration of microorganisms, an enzymatic reaction, light emission, and the like are utilized. Among biosensors, enzyme sensors are being put into practical use. For example, enzyme sensors for glucose, lactose, urea, and amino acids are used in medical measurement and the food industry.
[0003]
For example, an enzyme sensor reduces an electron acceptor by electrons generated by a reaction between a substrate contained in a sample solution, which is a specimen, and an enzyme, and the measurement device electrochemically measures the amount of reduction of the electron acceptor. Thus, the sample is quantitatively analyzed.
[0004]
Hereinafter, a conventional biosensor manufacturing process will be described with reference to FIG.
[0005]
FIG. 7A is an exploded perspective view of a conventional biosensor. FIG. 7B is a diagram showing a configuration of an electrode portion formed at the tip of a conventional biosensor.
[0006]
As shown to Fig.7 (a), a biosensor is comprised by adhere | attaching each member with the positional relationship shown with a dashed-dotted line.
[0007]
The electrode part of the conventional biosensor is formed by three printing processes.
[0008]
First, in the first step, a silver paste having high electrical conductivity is printed on the
[0009]
In the second step, a carbon paste is printed on the
[0010]
In the third step, the
[0011]
Next, a
[0012]
Further, as shown in FIG. 7B, the
[0013]
A specimen aspiration confirmation system for measuring the content of a substrate of a sample liquid, which is a specimen, using the conventional biosensor configured as described above will be described with reference to FIG.
[0014]
First, a sample is supplied to the inlet 106b of the sample supply path in a state where a constant voltage is applied between the
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional biosensor, the area of the measurement electrode is defined by printing and laminating silver paste, carbon paste, etc. on the substrate by the screen printing method. As a result, the area of the measurement electrode varies, and it is difficult to make the area of the measurement electrode uniform.
[0016]
Further, since the electrode structure has a three-layer structure of Ag, carbon, and resist, it is very complicated and requires advanced printing technology.
[0017]
Furthermore, since the electrode part of a conventional biosensor is composed of two electrodes, a measurement electrode and a counter electrode, the measurement device connected to the biosensor has an electrical change caused by applying a constant voltage between the two electrodes. In addition, the measurement is started by detecting that the sample has reached the measurement electrode, but the measurement starts even when a trace amount of sample that cannot be measured covers the measurement electrode. There was a problem of causing display errors.
[0018]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be produced by a simple construction method and has a high measurement accuracy, a quantitative method using the biosensor, and The object is to provide a quantitative device.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventionOf the present inventionThe biosensor is a biosensor for quantifying a substrate contained in a sample solution, and is provided with three regions by providing slits in an insulating substrate and an electrically conductive layer formed on the entire surface of the insulating substrate. An electrode part made up of a measurement electrode, a counter electrode, and a detection electrode formed separately, and a sample solution disposed on the electrode part formed on the insulating substrate is supplied to the electrode part One spacer having a notch for forming the sample supply path, a reagent layer provided on the electrode part in the sample supply path, and air communicating with the sample supply path disposed on the spacer And a cover having a hole, and the area of the electrode exposed to the specimen supply path is defined by the notch portion of the spacer.
[0020]
Of the present inventionBiosensorthe aboveIn the biosensor, the measurement electrode, the counter electrode, and the detection electrode are divided into three regions by providing a slit in the electrically conductive layer formed on the entire surface or part of the insulating substrate with a laser. It is characterized by being formed.
[0021]
Of the present inventionBiosensorthe aboveIn the biosensor, in the sample supply path, the counter electrode, the measurement electrode, and the detection electrode are sequentially arranged in a line from the side closer to the inlet, and the counter electrode is equal to or more than the area of the measurement electrode. It has the area of this.
[0022]
Of the present inventionBiosensorthe aboveIn the biosensor, in the sample supply path, the counter electrode, the measurement electrode, and the detection electrode are arranged in a line in order from the side closer to the inlet, and the total area of the detection electrode and the counter electrode is determined by the measurement. It is equal to or more than the area of the electrode.
[0023]
Of the present inventionBiosensorthe aboveIn the biosensor, the detection electrode has an area equivalent to that of the counter electrode in the specimen supply path.
[0024]
Of the present inventionThe quantitative method isthe aboveA quantitative method for using a biosensor, supplying a sample solution to the biosensor, and quantifying a substrate contained in the sample solution, wherein a constant voltage is applied between the detection electrode and the counter electrode or the measurement electrode. A step of supplying a sample solution to the reagent layer, and a step of detecting an electrical change generated between the detection electrode and a counter electrode or a measurement electrode by supplying the sample solution to the reagent layer; A step of applying a voltage between the measurement electrode, the counter electrode, and the detection electrode after detecting the electrical change; and a current generated between the measurement electrode, the counter electrode, and the detection electrode to which the voltage is applied. The step of measuring is provided.
[0025]
Of the present inventionThe quantification method uses a biosensor including an insulating substrate, an electrode portion including a measurement electrode, a counter electrode, and a detection electrode formed on the insulating substrate, and a reagent layer provided on the electrode portion. Quantitative method for supplying a sample solution to the biosensor and quantifying a substrate contained in the sample solution, comprising the detection electrode and the counter electrode or the measurement electrode, and the measurement electrode and the counter electrode A step of applying a constant voltage therebetween, a step of supplying a sample solution to the reagent layer, and a supply of the sample solution to the reagent layer to cause an electrical change generated between the measurement electrode and the counter electrode. A step of detecting, a step of detecting an electrical change generated between the detection electrode and the counter electrode or the measurement electrode, and after detecting the electrical change, between the measurement electrode, the counter electrode and the detection electrode. Applying a voltage; It is characterized in that the serial voltage is provided and measuring the current generated between the applied measuring electrode and the counter electrode and the sensing electrode.
[0026]
Of the present inventionThe quantitative method isthe aboveIn the quantification method, after the step of detecting an electrical change generated between the measurement electrode and the counter electrode due to the supply of the sample solution to the reagent layer, between the detection electrode and the counter electrode or the measurement electrode for a predetermined period. When it is detected that an electrical change does not occur, a step of notifying the user of this is provided.
[0027]
Of the present inventionThe quantitative devicethe aboveA quantification device for detachably connecting a biosensor and quantifying a substrate contained in a sample solution supplied to the biosensor, wherein the current / voltage conversion converts the current from the measurement electrode of the biosensor into a voltage. A circuit, an A / D conversion circuit for digitally converting the voltage from the current / voltage conversion circuit, a switch provided between the counter electrode of the biosensor and the ground, and the A / D conversion circuit and the switch are controlled. A control unit, wherein the control unit applies a voltage between the detection electrode and the measurement electrode in a state where the switch is insulated from the counter electrode, and supplies the sample solution to the reagent layer of the sample supply path. After detecting an electrical change between the detection electrode and the measurement electrode caused by the above, with the switch connected to the counter electrode, a voltage is applied between the measurement electrode, the counter electrode and the detection electrode, So The response current is measured, it is characterized in.
[0028]
Of the present inventionThe quantitative devicethe aboveA quantification device for detachably connecting a biosensor and quantifying a substrate contained in a sample solution supplied to the biosensor, wherein each current from the detection electrode and the measurement electrode of the biosensor is converted into a voltage. First and second current / voltage conversion circuits, first and second A / D conversion circuits for digitally converting voltages from the first and second current / voltage conversion circuits, respectively, and the biosensor A first changeover switch for switching the connection of the detection electrode to the first current / voltage circuit or the ground, a control unit for controlling the first and second A / D conversion circuits, and the first changeover switch; The controller is configured to connect a voltage between the detection electrode and the counter electrode and between the measurement electrode and the counter electrode in a state where the first changeover switch is connected to the first current / voltage conversion circuit. Apply the sample liquid After detecting an electrical change occurring between the detection electrode and the counter electrode and between the measurement electrode and the counter electrode by supplying to the reagent layer of the sample supply path, the first changeover switch is set to the ground. It connects, applies a voltage between the said measurement electrode, a detection electrode, and a counter electrode, The response current is measured, It is characterized by the above-mentioned.
[0029]
Of the present inventionThe quantitative devicethe aboveThe quantitative device includes a second changeover switch that switches the connection of the measurement electrode of the biosensor to the second current / voltage conversion circuit or the ground, and the control unit includes the first and second changeover switches as described above. In the state connected to the first and second current / voltage conversion circuits, a voltage is applied between the detection electrode and the measurement electrode, between the measurement electrode and the counter electrode, and the reagent in the sample supply path of the sample liquid When an electrical change between the measurement electrode and the counter electrode is detected by supplying to the layer, the second changeover switch is connected to the ground, and then there is an electrical change between the detection electrode and the measurement electrode. When it is detected that the occurrence has occurred, the second switch is connected to the second current / voltage conversion circuit, and the first switch is connected to the ground. versus A voltage is applied between the electrode and measures the response current, it is characterized in.
[0030]
Of the present inventionThe quantitative devicethe aboveIn the quantification device, a sample solution is supplied to the reaction layer of the sample supply path, an electrical change occurs between the measurement electrode and the counter electrode, and an electric current is generated between the detection electrode and the measurement electrode or the counter electrode. When the control unit detects that no change in the state occurs, a notification means for notifying the user of the change is provided.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A method for manufacturing a biosensor according to
[0032]
1A to 1C are exploded perspective views of a biosensor according to
[0033]
First, as shown in FIG. 1 (a), a conductive layer is formed on the entire surface of the
[0034]
Next, as shown in FIG. 1B, two
[0035]
As another method of providing three electrodes on the
[0036]
As another construction method, a fastening pattern necessary for forming the
[0037]
Next, as shown in FIG. 1C, a
[0038]
In addition, the
[0039]
The areas of the
[0040]
In the first embodiment, the
[0041]
As described above, according to the biosensor according to the first embodiment of the present invention, the
[0042]
In addition, in the present invention, the electrode part is formed as a single layer using a metal film, carbon or carbon-based paste as a material, and thus silver paste, carbon paste, etc. are printed on the
[0043]
Moreover, since the
[0044]
In addition, since the electrode structure is very simple, it is possible to easily produce a biosensor having the same performance.
[0045]
Hereinafter, a measurement system using the biosensor according to
[0046]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a biosensor and a measurement apparatus in a measurement system using a biosensor. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
[0047]
The biosensor A is a system that is used in a state where it is connected to the measuring device B1, and the substrate content is measured by the measuring device B1 from the specimen supplied to the biosensor A.
[0048]
In the measuring apparatus B1, 15a, 15b and 15c are connectors connected to the
[0049]
Hereinafter, operations of the biosensor A and the measurement apparatus B1 when measuring the content of the substrate of the specimen by the measurement system using the biosensor according to the second embodiment of the present invention will be described.
[0050]
First, when the biosensor A is connected to the
[0051]
Next, when the sample is supplied to the
[0052]
Next, the
[0053]
At this time, a current proportional to the substrate concentration in the specimen is generated between the
[0054]
Here, the
[0055]
When the biosensor A is connected to the
[0056]
Next, each electrode area of the biosensor suitable for measuring the content of the substrate of the sample solution will be described.
[0057]
FIG. 4 is an enlarged view of the specimen supply path of the biosensor according to
[0058]
In general, the area of the
[0059]
In
[0060]
For example, by making the
[0061]
Further, in order to conduct the electric transfer reaction between the
[0062]
As described above, according to the measurement system using the biosensor according to the second embodiment of the present invention, the sample is sucked into the sample supply path of the biosensor A, and the electrical connection between the
[0063]
Furthermore, in the present invention, when a measurable amount of specimen is supplied to the biosensor A, the
[0064]
In addition, when the areas of the
[0065]
Embodiment 3 FIG.
Hereinafter, a measurement system using the biosensor according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
[0066]
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a biosensor and a measurement apparatus in a measurement system using a biosensor according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts.
[0067]
In the measuring apparatus B3, 15a, 15b, and 15c are connectors connected to the
[0068]
Hereinafter, the operation of the biosensor and the measurement apparatus when measuring the content of the substrate of the specimen by the measurement system using the biosensor according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
[0069]
First, when the biosensor A is connected to the
[0070]
Next, when the sample is supplied to the
[0071]
The
[0072]
Next, the
[0073]
About 5 seconds after the lapse of a certain time, a reaction voltage is applied between the
[0074]
However, even if a current is generated between the
[0075]
As described above, according to the measurement system using the biosensor according to the third embodiment of the present invention, the sample is sucked into the sample supply path of the biosensor A, and an electrical change occurs between the
[0076]
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a biosensor and a measurement device in a measurement system using a biosensor according to
[0077]
The configuration of the measuring device B4 in the fourth embodiment is basically the same as that of the third embodiment, but a
[0078]
Hereinafter, the operations of the biosensor and the measurement apparatus when measuring the content of the substrate of the specimen by the measurement system using the biosensor according to
[0079]
First, when the biosensor A is connected to the
[0080]
Next, when the specimen is supplied to the
[0081]
Next, when the specimen reaches the
[0082]
Next, the
[0083]
The reaction voltage is applied between the
[0084]
However, even if a current is generated between the
[0085]
As described above, according to the measurement system using the biosensor according to the fourth embodiment of the present invention, the sample is sucked into the sample supply path of the biosensor A, and an electrical change occurs between the
[0086]
The above has been described using an example of an enzyme sensor. However, the reagent can be configured similarly to a biosensor using an antibody, a microorganism, DNA, RNA, or the like in addition to an enzyme.
[0087]
【The invention's effect】
The present inventionNo baAccording to the Io sensor, it is a biosensor for quantifying a substrate contained in a sample solution, and by providing a slit in an insulating substrate and an electrically conductive layer formed on the entire surface of the insulating substrate, three sensors are provided. Supplying a sample solution arranged on the electrode part formed on the insulating substrate and the electrode part formed of the measurement electrode, the counter electrode, and the detection electrode divided into regions to the electrode part One spacer having a notch for forming the sample supply path to be formed, a reagent layer provided on the electrode part in the sample supply path, and the sample supply path disposed on the spacer Since the area of the electrode exposed to the specimen supply path is defined by the notch portion of the spacer, the area of the measurement electrode, the counter electrode, and the detection electrode can be easily and highly increased. accuracy Can be defined, the response characteristic for each biosensor prevents uneven, it is possible to obtain a good response. In addition, since the electrode portion is formed of a single layer made of an electrically conductive material in the present invention, it does not require the trouble of sequentially printing and laminating silver paste, carbon paste, etc. on the substrate as in the prior art. It is possible to form an electrode portion having a smooth surface by a simple method. Moreover, since the structure of the electrode part is very simple compared to the conventional case, it is possible to easily produce a biosensor having the same performance.
[0088]
The present inventionNo baAccording to the Io sensor,the aboveIn the biosensor, the measurement electrode, the counter electrode, and the detection electrode are divided into three regions by providing a slit in the electrically conductive layer formed on the entire surface or part of the insulating substrate with a laser. Since it is formed, the area of each electrode can be defined with higher accuracy. Furthermore, the distance between the electrodes can be made very short to reduce the size of the sample supply path, and measurement based on a very small amount of sample that has been impossible in the past is also possible.
[0089]
The present inventionNo baAccording to the Io sensor,the aboveIn the biosensor, in the sample supply path, the counter electrode, the measurement electrode, and the detection electrode are sequentially arranged in a line from the side closer to the inlet, and the counter electrode is equal to or more than the area of the measurement electrode. Therefore, it is possible to prevent the electric transfer reaction between the counter electrode and the measurement electrode from being rate-determined and smoothly promote the reaction.
[0090]
The present inventionNo baAccording to the Io sensor,the aboveIn the biosensor, in the sample supply path, the counter electrode, the measurement electrode, and the detection electrode are arranged in a row in order from the side closer to the inlet, and the total area of the detection electrode and the counter electrode is determined by the detection. Since it is equal to or larger than the area of the electrode, it has the effect of preventing the electric transfer reaction between the measurement electrode, the counter electrode and the detection electrode from becoming rate-limiting and smoothly promoting the reaction. .
[0091]
The present inventionNo baAccording to the Io sensor,the aboveIn the biosensor, since the detection electrode has the same area as the counter electrode in the sample supply path, the electric transfer reaction between the measurement electrode, the counter electrode, and the detection electrode is limited. It has the effect of preventing and promoting the reaction more uniformly.
[0092]
The present inventionFixedAccording to the quantity methodthe aboveA quantitative method for using a biosensor, supplying a sample solution to the biosensor, and quantifying a substrate contained in the sample solution, wherein a constant voltage is applied between the detection electrode and the counter electrode or the measurement electrode. A step of supplying a sample solution to the reagent layer, and a step of detecting an electrical change generated between the detection electrode and a counter electrode or a measurement electrode by supplying the sample solution to the reagent layer; A step of applying a voltage between the measurement electrode, the counter electrode, and the detection electrode after detecting the electrical change; and a current generated between the measurement electrode, the counter electrode, and the detection electrode to which the voltage is applied. And the measurement operation is started only when an electrical change occurs between the detection electrode and the measurement electrode or the counter electrode, so that the supply amount of the sample solution to the reagent layer is Measurement due to lack Avoid mistakes, it is possible to perform more secure measurements. In addition, when a measurable amount of sample solution is supplied to the reagent layer, measurement is performed using the detection electrode as a counter electrode, so the area of the electrode portion can be reduced, which is not possible in the past. It is possible to accurately perform quantitative analysis based on a small amount of sample solution.
[0093]
The present inventionFixedAccording to the quantitative method, a biosensor comprising an insulating substrate, an electrode portion comprising a measurement electrode, a counter electrode, and a detection electrode formed on the insulating substrate, and a reagent layer provided on the electrode portion A quantitative method for supplying a sample solution to the biosensor and quantifying a substrate contained in the sample solution, wherein the substrate is between the detection electrode and the counter electrode or the measurement electrode, and the measurement electrode and the counter electrode A step of applying a constant voltage between the measurement electrode and the counter electrode, and a step of supplying a sample solution to the reagent layer and a supply of the sample solution to the reagent layer. A step of detecting, a step of detecting an electrical change generated between the detection electrode and the counter electrode or the measurement electrode, and after detecting the electrical change, between the measurement electrode, the counter electrode and the detection electrode. Applying a voltage; and Measuring a current generated between the measurement electrode to which pressure is applied and the counter electrode and the detection electrode, and an electrical change has occurred between the detection electrode and the measurement electrode or the counter electrode. Since the measurement operation is started for the first time, a measurement error due to insufficient supply of the sample liquid to the reagent layer can be prevented, and more safe measurement can be performed. In addition, when a measurable amount of sample solution is supplied to the reagent layer, measurement is performed using the detection electrode as a counter electrode, so the area of the electrode portion can be reduced, which is not possible in the past. It is possible to accurately perform quantitative analysis based on a small amount of sample solution.
[0094]
The present inventionFixedAccording to the quantity methodthe aboveIn the quantification method, after the step of detecting an electrical change generated between the measurement electrode and the counter electrode due to the supply of the sample solution to the reagent layer, between the detection electrode and the counter electrode or the measurement electrode for a predetermined period of time. When it is detected that an electrical change does not occur, a step for notifying the user is provided, so that the user can be informed that the amount of sample liquid supplied to the reagent layer is insufficient. It is possible to improve convenience and safety.
[0095]
The present inventionFixedAccording to the quantity devicethe aboveA quantification device for detachably connecting a biosensor and quantifying a substrate contained in a sample solution supplied to the biosensor, wherein the current / voltage conversion converts the current from the measurement electrode of the biosensor into a voltage. A circuit, an A / D conversion circuit for digitally converting the voltage from the current / voltage conversion circuit, a switch provided between the counter electrode of the biosensor and the ground, and the A / D conversion circuit and the switch are controlled. A control unit, wherein the control unit applies a voltage between the detection electrode and the measurement electrode in a state where the switch is insulated from the counter electrode, and supplies the sample solution to the reagent layer of the sample supply path. After detecting an electrical change between the detection electrode and the measurement electrode caused by the above, with the switch connected to the counter electrode, a voltage is applied between the measurement electrode, the counter electrode and the detection electrode, So Since a configuration of measuring the response current, preventing the measurement error due to the supply shortage of the sample liquid into the sample supply path reagent layer, it is possible to perform more secure measurements. In addition, since the detection electrode of the biosensor is used as a counter electrode at the time of measurement, the sample supply path can be miniaturized, and quantitative analysis of a small amount of sample solution that has been impossible in the past can be performed accurately. It becomes possible.
[0096]
The present inventionFixedAccording to the quantity devicethe aboveA quantification device for detachably connecting a biosensor and quantifying a substrate contained in a sample solution supplied to the biosensor, wherein each current from the detection electrode and the measurement electrode of the biosensor is converted into a voltage. First and second current / voltage conversion circuits, first and second A / D conversion circuits for digitally converting voltages from the first and second current / voltage conversion circuits, respectively, and the biosensor A first changeover switch that switches the connection of the detection electrode to the first current / voltage conversion circuit or the ground, a control unit that controls the first and second A / D conversion circuits, and the first changeover switch; The control unit includes a voltage between the detection electrode and the counter electrode and a voltage between the measurement electrode and the counter electrode in a state where the first changeover switch is connected to the first current / voltage conversion circuit. And try After detecting an electrical change occurring between the detection electrode and the counter electrode and between the measurement electrode and the counter electrode by supplying the liquid to the reagent layer of the specimen supply path, the first changeover switch is turned on. Connected to the ground, applied with a voltage between the measurement electrode, the detection electrode, and the counter electrode, and configured to measure the response current. Therefore, due to insufficient supply of the sample liquid to the reagent layer of the sample supply path Measurement errors can be prevented and safer measurement can be performed. In addition, since the detection electrode of the biosensor is used as a counter electrode at the time of measurement, the sample supply path can be miniaturized, and quantitative analysis of a small amount of sample solution that has been impossible in the past can be performed accurately. It becomes possible.
[0097]
The present inventionFixedAccording to the quantity devicethe aboveThe quantitative device includes a second changeover switch that switches the connection of the measurement electrode of the biosensor to the second current / voltage conversion circuit or the ground, and the control unit includes the first and second changeover switches as described above. In the state connected to the first and second current / voltage conversion circuits, a voltage is applied between the detection electrode and the measurement electrode, between the measurement electrode and the counter electrode, and the reagent in the sample supply path of the sample liquid When an electrical change between the measurement electrode and the counter electrode is detected by supplying to the layer, the second changeover switch is connected to the ground, and then there is an electrical change between the detection electrode and the measurement electrode. When it is detected that the occurrence has occurred, the second switch is connected to the second current / voltage conversion circuit, and the first switch is connected to the ground. versus Since a voltage is applied between the electrodes and the response current is measured, measurement errors due to insufficient supply of sample liquid to the reagent layer in the sample supply path are prevented, and higher-safety measurement is performed. It becomes possible. In addition, since the detection electrode of the biosensor is used as a counter electrode at the time of measurement, the sample supply path can be miniaturized, and quantitative analysis of a small amount of sample solution that has been impossible in the past can be performed accurately. It becomes possible.
[0098]
The present inventionFixedAccording to the quantity devicethe aboveIn the quantification device, the sample solution is supplied to the reagent layer of the specimen supply path of the biosensor, an electrical change occurs between the measurement electrode and the counter electrode, and the detection electrode and the measurement electrode or the counter electrode When the control unit detects that no electrical change occurs in the meantime, it is provided with a notification means for notifying the user of this, so that the sample solution is supplied to the reagent layer of the sample supply path It is possible to inform the user that the amount is insufficient, and it is possible to improve convenience and safety.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a biosensor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a biosensor and a measurement apparatus in a measurement system using a biosensor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a biosensor and a measurement apparatus in a measurement system using a biosensor according to a second embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of the sample supply path of the biosensor of FIG. 1. FIG..
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a biosensor and a measurement device in a measurement system using a biosensor according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a biosensor and a measurement apparatus in a measurement system using a biosensor according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exploded perspective view of a conventional biosensor.
[Explanation of symbols]
A Biosensor
B1, B2, B3, B4 measuring device
1,101 substrate
2 Electrically conductive materials
3 Slit parallel to the side of the board
4 Slit perpendicular to the side of the board
5,103b Measuring electrode
6,103a Counter electrode
7 Detection electrode
8,106 Spacer
9, 106a Notch for forming specimen supply path
9a, 106b Sample supply path entrance
10 Vertical width of notch
11 Distance between two slits perpendicular to the substrate side
12,105 Reagent layer
13,107 cover
13a, 107a Air hole
15a, 15b, 15c connector
16a, 16b switch
16c, 16d selector switch
18a, 18b Current / voltage conversion circuit
19a, 19b A / D conversion circuit
20 CPU
21 LCD (Liquid Crystal Display)
102a, 102b Electrode lead part
104 resist
Claims (4)
上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間、及び上記測定電極と対電極との間に一定電圧を印加するステップと、
試料液を上記試薬層に供給するステップと、
試料液の上記試薬層への供給により、上記測定電極と対電極との間に生じた電気的変化を検知するステップと、
上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間に生じた電気的変化を検知するステップと、
上記電気的変化を検知した後、測定電極と対電極及び検知電極との間に電圧を印加するステップと、
上記電圧が印加された測定電極と対電極及び検知電極との間に生じた電流を測定するステップとを具備したことを特徴とする定量方法。Using a biosensor comprising an insulating substrate, an electrode portion formed of a measurement electrode, a counter electrode, and a detection electrode formed on the insulating substrate, and a reagent layer provided on the electrode portion, the biosensor A quantitative method for supplying a sample solution to the substrate and quantifying a substrate contained in the sample solution,
Applying a constant voltage between the detection electrode and the counter electrode or the measurement electrode, and between the measurement electrode and the counter electrode;
Supplying a sample solution to the reagent layer;
Detecting an electrical change generated between the measurement electrode and the counter electrode by supplying the sample solution to the reagent layer;
Detecting an electrical change generated between the detection electrode and the counter electrode or the measurement electrode;
After detecting the electrical change, applying a voltage between the measurement electrode and the counter electrode and the detection electrode;
And a step of measuring a current generated between the measurement electrode to which the voltage is applied and the counter electrode and the detection electrode.
試料液の上記試薬層への供給により上記測定電極と対電極との間に生じた電気的変化を検知するステップの後に、所定期間上記検知電極と対電極若しくは測定電極との間に電気的変化が生じないことを検知した際には、それを利用者に通知するステップを具備することを特徴とする定量方法。The quantification method according to claim 1 ,
After the step of detecting an electrical change generated between the measurement electrode and the counter electrode due to the supply of the sample liquid to the reagent layer, the electrical change between the detection electrode and the counter electrode or the measurement electrode for a predetermined period. A quantitative method comprising the step of notifying the user when it is detected that no occurrence occurs.
上記バイオセンサの検知電極，測定電極からの電流をそれぞれ電圧に変換する第１，第２の電流／電圧変換回路と、
上記第１，第２の電流／電圧変換回路からの電圧をそれぞれディジタル変換する第１，第２のＡ／Ｄ変換回路と、
上記バイオセンサの検知電極の接続を上記第１の電流／電圧変換回路又はグランドに切り替える第１の切り替えスイッチと、
上記バイオセンサの測定電極の接続を上記第２の電流／電圧変換回路又はグランドに切り替える第２の切り替えスイッチと、
上記第１，第２のＡ／Ｄ変換回路，上記第１，第２の切り替えスイッチを制御する制御部とを備え、
上記制御部は、
上記第１，第２の切り替えスイッチを上記第１，第２の電流／電圧変換回路に接続した状態で、上記検知電極と測定電極との間、測定電極と対電極との間に電圧を印加し、試料液の上記検体供給路の試薬層への供給により、上記測定電極と対電極との間の電気的変化を検知した際、第２の切り替えスイッチをグランドに接続し、その後上記検知電極と測定電極との間に電気的変化が生じたことを検知した場合は、上記第２の切り替えスイッチを上記第２の電流／電圧変換回路に接続し、かつ第１の切り替えスイッチをグランドに接続した状態で、上記測定電極と検知電極及び対電極との間に電圧を印加し、その応答電流を測定する、
ことを特徴とする定量装置。 A biosensor comprising an electrode portion comprising a measurement electrode, a counter electrode, and a detection electrode provided on an insulating substrate, and a reagent layer disposed on the electrode portion is detachably connected to the biosensor. A quantitative device for quantifying a substrate contained in a supplied sample solution,
First and second current / voltage conversion circuits for converting currents from the detection electrodes and measurement electrodes of the biosensor into voltages, respectively;
First and second A / D conversion circuits for digitally converting voltages from the first and second current / voltage conversion circuits, respectively;
A first changeover switch for switching the connection of the detection electrode of the biosensor to the first current / voltage conversion circuit or the ground;
A second changeover switch for switching the connection of the measurement electrode of the biosensor to the second current / voltage conversion circuit or the ground;
A control unit for controlling the first and second A / D conversion circuits and the first and second changeover switches;
The control unit
A voltage is applied between the detection electrode and the measurement electrode and between the measurement electrode and the counter electrode with the first and second changeover switches connected to the first and second current / voltage conversion circuits. When an electrical change between the measurement electrode and the counter electrode is detected by supplying the sample liquid to the reagent layer of the sample supply path, the second changeover switch is connected to the ground, and then the detection electrode The second change-over switch is connected to the second current / voltage conversion circuit, and the first change-over switch is connected to the ground. In this state, a voltage is applied between the measurement electrode, the detection electrode, and the counter electrode, and the response current is measured.
A quantitative device characterized by that.
上記検体供給路の試薬層に試料液が供給され、上記測定電極と対電極との間に電気的変化が生じ、かつ、上記検知電極と測定電極若しくは対電極との間に電気的変化が生じないことが上記制御部により検知された際に、それを利用者に通知する通知手段を備えたことを特徴とする定量装置。In quantification device according to claim 3 Symbol mounting,
A sample solution is supplied to the reagent layer of the sample supply path, an electrical change occurs between the measurement electrode and the counter electrode, and an electrical change occurs between the detection electrode and the measurement electrode or the counter electrode. A quantitative apparatus comprising a notification means for notifying a user when the control unit detects that there is no absence.
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