JPH06313760A - 酵素電極による検体測定方法 - Google Patents
酵素電極による検体測定方法Info
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- JPH06313760A JPH06313760A JP5104104A JP10410493A JPH06313760A JP H06313760 A JPH06313760 A JP H06313760A JP 5104104 A JP5104104 A JP 5104104A JP 10410493 A JP10410493 A JP 10410493A JP H06313760 A JPH06313760 A JP H06313760A
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- JP
- Japan
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- current
- sample
- enzyme electrode
- measurement
- electrodes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/001—Enzyme electrodes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 酵素電極の電流の安定を待たずに早期に検体
の測定を開始することができて作業性のよい酵素電極を
用いた検体測定方法を提供する。 【構成】 電極間に電圧を印加した酵素電極が浸漬され
るように反応容器内に緩衝液を注入し、該電極間の電流
をサンプリングして当該電流の減衰曲線を予測する。こ
の後、緩衝液中に検体を注入して所定時間経過後の電極
間の電流Ｉ1を測定すると同時に、前記減衰曲線上の電
流Ｉ2を算出して、両電流Ｉ1，Ｉ2に基づいて検体中の
特定成分を測定する。前記電流の減衰曲線の予測は各検
体の測定毎に毎回行うのが好ましい。
の測定を開始することができて作業性のよい酵素電極を
用いた検体測定方法を提供する。 【構成】 電極間に電圧を印加した酵素電極が浸漬され
るように反応容器内に緩衝液を注入し、該電極間の電流
をサンプリングして当該電流の減衰曲線を予測する。こ
の後、緩衝液中に検体を注入して所定時間経過後の電極
間の電流Ｉ1を測定すると同時に、前記減衰曲線上の電
流Ｉ2を算出して、両電流Ｉ1，Ｉ2に基づいて検体中の
特定成分を測定する。前記電流の減衰曲線の予測は各検
体の測定毎に毎回行うのが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は酵素電極を用いて血液や
血漿、尿等の体液中の特定成分を測定する検体測定方法
に関するものである。
血漿、尿等の体液中の特定成分を測定する検体測定方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、血液等の体液中の特定成分を測定
するのに酵素電極が用いられている。例えば、グルコー
スの定量分析には、過酸化水素電極の表面にグルコース
酸化酵素の固定膜を形成したグルコースセンサが使用さ
れる。すなわち、グルコースセンサの電極間に所定の測
定用電圧を印加し、そのグルコースセンサが浸漬される
ように反応容器内に緩衝液を注入した後、電極間の電流
が安定してから検体を注入して、そのときの電流の変化
によりグルコース量を求めるようにしている。
するのに酵素電極が用いられている。例えば、グルコー
スの定量分析には、過酸化水素電極の表面にグルコース
酸化酵素の固定膜を形成したグルコースセンサが使用さ
れる。すなわち、グルコースセンサの電極間に所定の測
定用電圧を印加し、そのグルコースセンサが浸漬される
ように反応容器内に緩衝液を注入した後、電極間の電流
が安定してから検体を注入して、そのときの電流の変化
によりグルコース量を求めるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、緩衝液
を注入してから電極間の電流が安定するまでに１〜５分
の時間を要するので、検体を注入して測定を開始するま
で長時間待機しなければならず、作業性が極めて悪いと
いう問題があった。そこで、特開昭６２−２９４９５４
号公報では、電極間の電流が早く安定するように、一旦
測定電圧より高い電圧を印加した後、所定の測定電圧を
印加する方法が提案されている。しかし、この方法にお
いては、多少安定時期が早まるものの、やはり電流が安
定するまで待たなくてはならない。本発明はかかる問題
点に鑑みてなされたもので、酵素電極の電流の安定を待
たずに早期に検体の測定を開始することができて作業性
の良い酵素電極を用いた検体測定方法を提供することを
目的とするものである。
を注入してから電極間の電流が安定するまでに１〜５分
の時間を要するので、検体を注入して測定を開始するま
で長時間待機しなければならず、作業性が極めて悪いと
いう問題があった。そこで、特開昭６２−２９４９５４
号公報では、電極間の電流が早く安定するように、一旦
測定電圧より高い電圧を印加した後、所定の測定電圧を
印加する方法が提案されている。しかし、この方法にお
いては、多少安定時期が早まるものの、やはり電流が安
定するまで待たなくてはならない。本発明はかかる問題
点に鑑みてなされたもので、酵素電極の電流の安定を待
たずに早期に検体の測定を開始することができて作業性
の良い酵素電極を用いた検体測定方法を提供することを
目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、酵素電極を用いて検体の特定成分を測定
する方法において、電極間に電圧を印加した前記酵素電
極が浸漬されるように反応容器内に緩衝液を注入し、該
電極間の電流をサンプリングして当該電流の減衰曲線を
予測した後、緩衝液中に検体を注入して所定時間経過後
の電極間の電流Ｉ1を測定すると同時に、前記減衰曲線
上の電流Ｉ2を算出して、両電流Ｉ1，Ｉ2に基づいて検
体中の特定成分を測定するようにした。前記電流の減衰
曲線の予測は各検体の測定毎に毎回行うのが好ましい。
め、本発明は、酵素電極を用いて検体の特定成分を測定
する方法において、電極間に電圧を印加した前記酵素電
極が浸漬されるように反応容器内に緩衝液を注入し、該
電極間の電流をサンプリングして当該電流の減衰曲線を
予測した後、緩衝液中に検体を注入して所定時間経過後
の電極間の電流Ｉ1を測定すると同時に、前記減衰曲線
上の電流Ｉ2を算出して、両電流Ｉ1，Ｉ2に基づいて検
体中の特定成分を測定するようにした。前記電流の減衰
曲線の予測は各検体の測定毎に毎回行うのが好ましい。
【０００５】
【実施例】次に、本発明の一実施例を添付図面に従って
説明する。図１は、本発明により血液検体中のグルコー
スを測定する方法を実施するための装置を示す。この装
置は、反応容器１と、緩衝液注入出部２と、検体注入部
３と、電圧印加部４と、電流検出部５と、演算制御部６
と、表示部７とからなっている。反応容器１は、下容器
８と上容器９とから構成されている。下容器８の底には
緩衝液の注入出口１０が形成され、内部には図示しない
磁石の回転に伴って回転して緩衝液を撹拌するコマ形の
スターラ１１が収容されている。上容器９は下容器８の
上に重ねて取り付けられ、下容器８とともに内部空間を
形成するようになっている。この上容器９には、検体を
注入するための開口部１２と、グルコースセンサ取付用
穴１３が形成されている。グルコースセンサ１４は、酵
素電極からなり、その電極の下端が反応容器１内に注入
される緩衝液に浸漬されるように取り付けられている。
説明する。図１は、本発明により血液検体中のグルコー
スを測定する方法を実施するための装置を示す。この装
置は、反応容器１と、緩衝液注入出部２と、検体注入部
３と、電圧印加部４と、電流検出部５と、演算制御部６
と、表示部７とからなっている。反応容器１は、下容器
８と上容器９とから構成されている。下容器８の底には
緩衝液の注入出口１０が形成され、内部には図示しない
磁石の回転に伴って回転して緩衝液を撹拌するコマ形の
スターラ１１が収容されている。上容器９は下容器８の
上に重ねて取り付けられ、下容器８とともに内部空間を
形成するようになっている。この上容器９には、検体を
注入するための開口部１２と、グルコースセンサ取付用
穴１３が形成されている。グルコースセンサ１４は、酵
素電極からなり、その電極の下端が反応容器１内に注入
される緩衝液に浸漬されるように取り付けられている。
【０００６】緩衝液注入出部２は、前記反応容器１の注
入出口１０より所定量の緩衝液を注入し、また測定終了
後の反応容器１内の反応液を排出するものである。検体
注入部３は、図示しない検体容器に収容された検体を吸
引し、該検体を反応容器１の開口部１２より内部に注入
するようになっている。電圧印加部４は、前記グルコー
スセンサ１４の電極に０．６Ｖの測定用電圧を印加する
電気回路で形成されている。電流検出部５は、電圧印加
部４で電圧が印加されたグルコースセンサ１４の電極間
に流れる電流を検出するようになっている。演算制御部
６は、前記緩衝液注入出部２及び検体注入部３を制御す
る一方、電流検出部５からの検出信号に基づいて血液検
体中に含まれるグルコース量を演算し、これを表示部７
に表示するようになっている。
入出口１０より所定量の緩衝液を注入し、また測定終了
後の反応容器１内の反応液を排出するものである。検体
注入部３は、図示しない検体容器に収容された検体を吸
引し、該検体を反応容器１の開口部１２より内部に注入
するようになっている。電圧印加部４は、前記グルコー
スセンサ１４の電極に０．６Ｖの測定用電圧を印加する
電気回路で形成されている。電流検出部５は、電圧印加
部４で電圧が印加されたグルコースセンサ１４の電極間
に流れる電流を検出するようになっている。演算制御部
６は、前記緩衝液注入出部２及び検体注入部３を制御す
る一方、電流検出部５からの検出信号に基づいて血液検
体中に含まれるグルコース量を演算し、これを表示部７
に表示するようになっている。
【０００７】以上の構成からなる測定装置の演算制御部
６による血中グルコース測定動作を図３に示すフローチ
ャートに従って説明する。まず、ステップ１０１で緩衝
液注入出部２を動作させることにより緩衝液を反応容器
１内に注入する。緩衝液を入れ替えた時点をｔ1とする
と、図２に示すように、ｔ1時点においてグルコースセ
ンサ１４の電極間に突入電流が流れ、この電流は次第に
減衰して安定しようとする。従来の測定方法では、前述
したように、このセンサ出力が安定してから検体を注入
して測定を開始していたが、本発明の実施例では、セン
サ出力が安定する前の早い時点で測定を開始する。
６による血中グルコース測定動作を図３に示すフローチ
ャートに従って説明する。まず、ステップ１０１で緩衝
液注入出部２を動作させることにより緩衝液を反応容器
１内に注入する。緩衝液を入れ替えた時点をｔ1とする
と、図２に示すように、ｔ1時点においてグルコースセ
ンサ１４の電極間に突入電流が流れ、この電流は次第に
減衰して安定しようとする。従来の測定方法では、前述
したように、このセンサ出力が安定してから検体を注入
して測定を開始していたが、本発明の実施例では、セン
サ出力が安定する前の早い時点で測定を開始する。
【０００８】すなわち、ステップ１０２で電流検出部５
で検出されるセンサ出力をサンプリングする。次に、ス
テップ１０３でｔ1時点より所定時間が経過するまでサ
ンプリングを継続し、ステップ１０４でセンサ出力の減
衰曲線を最小二乗法によって予測する。その所定時間が
経過してｔ2時点になれば、ステップ１０５で検体注入
部３を動作させて検体を反応容器１の開口部１２より内
部に注入する。検体の注入により、検体すなわち血液中
に含まれるβ−Ｄ−グルコースはグルコースセンサ１４
のグルコース酸化酵素の作用で酸化され、Ｄ−グルコン
酸に変化するとともに過酸化水素を発生する。この過酸
化水素はグルコースセンサ１４の過酸化水素電極により
電気信号に変換されるので、センサ出力は過酸化水素の
量、すなわちグルコースの量に応じて変化する。
で検出されるセンサ出力をサンプリングする。次に、ス
テップ１０３でｔ1時点より所定時間が経過するまでサ
ンプリングを継続し、ステップ１０４でセンサ出力の減
衰曲線を最小二乗法によって予測する。その所定時間が
経過してｔ2時点になれば、ステップ１０５で検体注入
部３を動作させて検体を反応容器１の開口部１２より内
部に注入する。検体の注入により、検体すなわち血液中
に含まれるβ−Ｄ−グルコースはグルコースセンサ１４
のグルコース酸化酵素の作用で酸化され、Ｄ−グルコン
酸に変化するとともに過酸化水素を発生する。この過酸
化水素はグルコースセンサ１４の過酸化水素電極により
電気信号に変換されるので、センサ出力は過酸化水素の
量、すなわちグルコースの量に応じて変化する。
【０００９】これを図２において具体的に説明すると、
検体注入時点ｔ2よりセンサ出力が上昇し始め、ある値
で安定する。この検体注入時点ｔ2より反応曲線が安定
する時点ｔ3までの時間は経験的に定めることができ
る。安定時点においてのｔ2時点からのセンサ出力の反
応曲線の上昇量ａと、ｔ2時点からのセンサ出力の減衰
曲線の落込み量ｂとの和ａ＋ｂは、従来のようにセンサ
出力が安定した時点ｔ2′で測定を開始した場合におけ
る反応曲線の上昇量ｃと一致する。したがって、反応曲
線の安定時点ｔ3におけるセンサ出力Ｉ1と、減衰曲線の
ｔ3時点における落込み予測点でのセンサ出力Ｉ2の差を
求めれば、反応量に相当するａ＋ｂが得られる。
検体注入時点ｔ2よりセンサ出力が上昇し始め、ある値
で安定する。この検体注入時点ｔ2より反応曲線が安定
する時点ｔ3までの時間は経験的に定めることができ
る。安定時点においてのｔ2時点からのセンサ出力の反
応曲線の上昇量ａと、ｔ2時点からのセンサ出力の減衰
曲線の落込み量ｂとの和ａ＋ｂは、従来のようにセンサ
出力が安定した時点ｔ2′で測定を開始した場合におけ
る反応曲線の上昇量ｃと一致する。したがって、反応曲
線の安定時点ｔ3におけるセンサ出力Ｉ1と、減衰曲線の
ｔ3時点における落込み予測点でのセンサ出力Ｉ2の差を
求めれば、反応量に相当するａ＋ｂが得られる。
【００１０】そこで、本実施例では、ステップ１０６
で、検体注入時点ｔ2から所定時間経過するまで待機
し、その時間が経過した時点ｔ3においてステップ１０
７でセンサ出力Ｉ1を読み取ると同時に、ステップ１０
８で減衰曲線に基づいて落込み予測点Ｉ2を予測する。
続いて、ステップ１０９でＩ1−Ｉ2を演算し、これに基
づいてステップ１１０でグルコース量を演算し、その結
果を表示部７に表示する。この後、ステップ１１１で緩
衝液注入出部２を動作させて反応容器１内の反応液を排
出し、次の検体測定に移行する。このように、本発明の
実施例による検体の測定は、電圧印加時点ｔ1よりセン
サ出力の減衰が安定するのを待つことなく、早期に測定
を開始することができ、一つの検体測定が従来ｔ3′時
点まで要していたのが、これよりも早いｔ3時点で終了
することになる。
で、検体注入時点ｔ2から所定時間経過するまで待機
し、その時間が経過した時点ｔ3においてステップ１０
７でセンサ出力Ｉ1を読み取ると同時に、ステップ１０
８で減衰曲線に基づいて落込み予測点Ｉ2を予測する。
続いて、ステップ１０９でＩ1−Ｉ2を演算し、これに基
づいてステップ１１０でグルコース量を演算し、その結
果を表示部７に表示する。この後、ステップ１１１で緩
衝液注入出部２を動作させて反応容器１内の反応液を排
出し、次の検体測定に移行する。このように、本発明の
実施例による検体の測定は、電圧印加時点ｔ1よりセン
サ出力の減衰が安定するのを待つことなく、早期に測定
を開始することができ、一つの検体測定が従来ｔ3′時
点まで要していたのが、これよりも早いｔ3時点で終了
することになる。
【００１１】なお、多数の検体を連続して測定する場合
には、前回の検体測定における反応液が反応容器１の内
面に付着していたり、反応容器１とスターラ１１の間の
隙間に残留していたりするので、その残留反応液が次の
検体の測定時において、緩衝液や検体を汚染する虞れが
ある。このような汚染があるにもかかわらず、前回の測
定時に予測した減衰曲線をそのまま使用すると、測定結
果が不正確となるので、新たな検体を使用する毎に減衰
曲線を更生するのが好ましい。しかし、各検体の測定後
に反応容器１が十分に洗浄されて汚染の虞れがない場合
には、最初の検体の測定時に予測した減衰曲線をその後
の検体測定に使用することができる。
には、前回の検体測定における反応液が反応容器１の内
面に付着していたり、反応容器１とスターラ１１の間の
隙間に残留していたりするので、その残留反応液が次の
検体の測定時において、緩衝液や検体を汚染する虞れが
ある。このような汚染があるにもかかわらず、前回の測
定時に予測した減衰曲線をそのまま使用すると、測定結
果が不正確となるので、新たな検体を使用する毎に減衰
曲線を更生するのが好ましい。しかし、各検体の測定後
に反応容器１が十分に洗浄されて汚染の虞れがない場合
には、最初の検体の測定時に予測した減衰曲線をその後
の検体測定に使用することができる。
【００１２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明によれば、緩衝液を注入した後、酵素電極の電
流が安定化する前に検体を注入して測定を開始すること
ができるので、一検体当たりの測定時間が短縮され、作
業性が向上する。これに加え、請求項２の発明によれ
ば、各検体の測定毎に減衰曲線の予測を行うようにした
ので、前回測定時に反応容器に残留した検体によって次
の検体が汚染されたとしても、その汚染状態で減衰曲線
が予測されて更生されるため、その汚染の影響を受ける
ことなく、正確に検体を測定することができる。
１の発明によれば、緩衝液を注入した後、酵素電極の電
流が安定化する前に検体を注入して測定を開始すること
ができるので、一検体当たりの測定時間が短縮され、作
業性が向上する。これに加え、請求項２の発明によれ
ば、各検体の測定毎に減衰曲線の予測を行うようにした
ので、前回測定時に反応容器に残留した検体によって次
の検体が汚染されたとしても、その汚染状態で減衰曲線
が予測されて更生されるため、その汚染の影響を受ける
ことなく、正確に検体を測定することができる。
【図１】 本発明に係る方法を実施するための反応容器
の断面図である。
の断面図である。
【図２】 酵素電極の電流の変化を示す図である。
【図３】 本発明に係る測定方法の手順を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
１…反応容器、１４…グルコースセンサ（酵素電極）。
Claims (2)
- 【請求項１】 酵素電極を用いて検体の特定成分を測定
する方法において、電極間に電圧を印加した前記酵素電
極が浸漬されるように反応容器内に緩衝液を注入し、該
電極間の電流をサンプリングして当該電流の減衰曲線を
予測した後、緩衝液中に検体を注入して所定時間経過後
の電極間の電流Ｉ1を測定すると同時に、前記減衰曲線
上の電流Ｉ2を算出して、両電流Ｉ1，Ｉ2に基づいて検
体中の特定成分を測定することを特徴とする酵素電極に
よる検体測定方法。 - 【請求項２】 前記電流の減衰曲線の予測を、各検体の
測定毎に毎回行うことを特徴とする請求項１に記載の酵
素電極による検体測定方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5104104A JPH06313760A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 酵素電極による検体測定方法 |
| US08/231,665 US5407545A (en) | 1993-04-30 | 1994-04-25 | Method for measuring sample by enzyme electrodes |
| EP94106544A EP0623681A1 (en) | 1993-04-30 | 1994-04-27 | Method for measuring sample by enzyme electrodes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5104104A JPH06313760A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 酵素電極による検体測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06313760A true JPH06313760A (ja) | 1994-11-08 |
Family
ID=14371817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5104104A Pending JPH06313760A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 酵素電極による検体測定方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5407545A (ja) |
| EP (1) | EP0623681A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06313760A (ja) |
Families Citing this family (62)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4427363A1 (de) * | 1993-08-03 | 1995-03-09 | A & D Co Ltd | Chemischer Einmalsensor |
| US5620579A (en) * | 1995-05-05 | 1997-04-15 | Bayer Corporation | Apparatus for reduction of bias in amperometric sensors |
| US6036924A (en) | 1997-12-04 | 2000-03-14 | Hewlett-Packard Company | Cassette of lancet cartridges for sampling blood |
| DE19813870A1 (de) * | 1998-03-29 | 1999-09-30 | Mario Strobl | Nichtimmobilisierte Bioelektrode |
| US6391005B1 (en) | 1998-03-30 | 2002-05-21 | Agilent Technologies, Inc. | Apparatus and method for penetration with shaft having a sensor for sensing penetration depth |
| US8641644B2 (en) | 2000-11-21 | 2014-02-04 | Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh | Blood testing apparatus having a rotatable cartridge with multiple lancing elements and testing means |
| DE10123572C1 (de) * | 2001-05-08 | 2003-01-23 | Senslab Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Online-Analyse von Meßreihen sowie ein entsprechendes Computerprogramm-Erzeugnis und ein entsprechendes computerlesbares Speichermedium |
| US9795747B2 (en) | 2010-06-02 | 2017-10-24 | Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh | Methods and apparatus for lancet actuation |
| DE60238119D1 (de) | 2001-06-12 | 2010-12-09 | Pelikan Technologies Inc | Elektrisches betätigungselement für eine lanzette |
| US9226699B2 (en) | 2002-04-19 | 2016-01-05 | Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh | Body fluid sampling module with a continuous compression tissue interface surface |
| US7025774B2 (en) | 2001-06-12 | 2006-04-11 | Pelikan Technologies, Inc. | Tissue penetration device |
| US7316700B2 (en) | 2001-06-12 | 2008-01-08 | Pelikan Technologies, Inc. | Self optimizing lancing device with adaptation means to temporal variations in cutaneous properties |
| US8337419B2 (en) | 2002-04-19 | 2012-12-25 | Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh | Tissue penetration device |
| EP1404235A4 (en) | 2001-06-12 | 2008-08-20 | Pelikan Technologies Inc | METHOD AND DEVICE FOR A LANZETTING DEVICE INTEGRATED ON A BLOOD CARTRIDGE CARTRIDGE |
| US7981056B2 (en) | 2002-04-19 | 2011-07-19 | Pelikan Technologies, Inc. | Methods and apparatus for lancet actuation |
| JP4272051B2 (ja) | 2001-06-12 | 2009-06-03 | ペリカン テクノロジーズ インコーポレイテッド | 血液試料採取装置及び方法 |
| ATE497731T1 (de) | 2001-06-12 | 2011-02-15 | Pelikan Technologies Inc | Gerät zur erhöhung der erfolgsrate im hinblick auf die durch einen fingerstich erhaltene blutausbeute |
| US7175642B2 (en) | 2002-04-19 | 2007-02-13 | Pelikan Technologies, Inc. | Methods and apparatus for lancet actuation |
| US8221334B2 (en) | 2002-04-19 | 2012-07-17 | Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh | Method and apparatus for penetrating tissue |
| US7491178B2 (en) | 2002-04-19 | 2009-02-17 | Pelikan Technologies, Inc. | Method and apparatus for penetrating tissue |
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