JPH0915203A - Liquid feed rate control for flow injection method urinalysis - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To reduce the amount of buffer solution consumed by transferring the buffer solution at a second liquid feed rate smaller than first feed rate over a predetermined time after a peak of outputs is detected. CONSTITUTION: As a mixture of an urine sample and a buffer solution passes through a flow cell 94, hydrogen peroxide is generated in accordance with the concentration of urine glucose in the mixture, and a current matching with the amount of hydrogen peroxide generated flows between the working electrode and counter electrode of a polarograph flow cell. A microcomputer 212 detects an output peak by differentiating the output waveform of the flow cell. After the peak is detected, a driving pulse frequency to be fed to a piston driving motor 170 is lowered to a predetermined value (second liquid feed rate) and, after the liquid feed rate is dropped, about 2ml of buffer solution is further fed to the flow cell 94. By doing like this, the amount of buffer solution consumed is reduced, and the effect of washing off the material clinging to a piping system is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の目的】[Object of the invention]

【産業上の利用分野】本発明は、トイレットにおいて採
取された尿検体を分析するための分析方法および装置に
関する。より詳しくは、本発明は、酵素を担持した作用
極を備えたポーラログラフ・フローセルを用いた分析方
法および装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analysis method and device for analyzing a urine sample collected in a toilet. More specifically, the present invention relates to an analytical method and apparatus using a polarographic flow cell equipped with a working electrode carrying an enzyme.

【０００２】[0002]

【背景技術】グルコースなどの物質を定量分析するため
の汎用の自動分析装置は市販されている（例えば、ＫＳ
システムズ株式会社のバイオセンサーシステム“ＢＦ−
２"）。BACKGROUND ART General-purpose automatic analyzers for quantitatively analyzing substances such as glucose are commercially available (eg, KS
Systems Co., Ltd. biosensor system "BF-"
2 ").

【０００３】この種の汎用の分析装置では、酵素を担持
した作用極を備えたポーラログラフ・フローセルが使用
されている。より詳しくは、フローセルの作用極には、
検体中の所定の物質（例えば、グルコース）を反応させ
る酵素（例えば、グルコース・オキシダーゼ）が酵素固
定化膜の形で担持してあり、酵素に接触した被測定物質
を反応させて反応生成物（酵素がグルコース・オキシダ
ーゼの場合は、反応生成物は過酸化水素を含む）を生成
するようになっている。反応生成物（過酸化水素）は選
択透過膜を透過して作用極に到達し、フローセルの作用
極と対極との間には反応生成物の量に応じた電流が流
れ、フローセルは検体中のグルコース濃度に応じた電気
信号を出力する。In this type of general-purpose analyzer, a polarographic flow cell equipped with a working electrode carrying an enzyme is used. More specifically, the working electrode of the flow cell is
An enzyme (for example, glucose oxidase) that reacts with a predetermined substance (for example, glucose) in a sample is carried in the form of an enzyme-immobilized membrane, and a reaction product ( When the enzyme is glucose oxidase, the reaction product contains hydrogen peroxide). The reaction product (hydrogen peroxide) passes through the permselective membrane and reaches the working electrode, and an electric current corresponding to the amount of the reaction product flows between the working electrode and the counter electrode of the flow cell, and the flow cell is An electric signal corresponding to the glucose concentration is output.

【０００４】酵素固定化膜付きのポーラログラフ・フロ
ーセルを使用した分析は、高価な酵素試薬を使用しない
ので、分析コストを低減できると共に、酵素試薬の管理
を要しないという利点がある。Analysis using a polarographic flow cell with an enzyme-immobilized membrane has the advantages that an expensive enzyme reagent is not used, so that the analysis cost can be reduced and the enzyme reagent need not be managed.

【０００５】汎用自動分析装置による分析はフロー・イ
ンジェクション法により行われるもので、緩衝液をポン
プによって連続的にフローセルに移送しながら、緩衝液
の連続流れに検体が間欠的に注入される。The analysis by the general-purpose automatic analyzer is carried out by the flow injection method, and the sample is intermittently injected into the continuous flow of the buffer solution while continuously transferring the buffer solution to the flow cell by the pump.

【０００６】酵素固定化膜付きポーラログラフ・フロー
セルを使用したフロー・インジェクション法において
は、緩衝液に注入された検体がフローセルに到達し、緩
衝液中の被測定物質（例えば、グルコース）が酵素固定
化膜と接触するに伴い、緩衝液中の被測定物質は拡散に
より酵素固定化膜内に浸透すると共に、酵素による反応
生成物も拡散により選択透過膜を横切って作用極に到達
する。In the flow injection method using a polarographic flow cell with an enzyme-immobilized membrane, the sample injected into the buffer solution reaches the flow cell, and the substance to be measured (eg glucose) in the buffer solution is immobilized by the enzyme. Upon contact with the membrane, the substance to be measured in the buffer solution permeates into the enzyme-immobilized membrane by diffusion, and the reaction product of the enzyme crosses the permselective membrane by diffusion to reach the working electrode.

【０００７】反対に、検体がフローセルを通過した後、
緩衝液中のグルコース濃度が低下するにつれて、酵素固
定化膜内に浸透していたグルコースと選択透過膜内に浸
透していた反応生成物は、やはり拡散により、選択透過
膜および酵素固定化膜から緩衝液中に放出され、緩衝液
によって洗い流される。On the contrary, after the sample has passed through the flow cell,
As the glucose concentration in the buffer decreased, the glucose that had permeated the enzyme-immobilized membrane and the reaction product that permeated into the permselective membrane also diffused from the permselective membrane and the enzyme-immobilized membrane. It is released into the buffer and washed away by the buffer.

【０００８】酵素固定化膜の洗い流しが不完全であり、
その結果緩衝液の流れを止めた後に酵素固定化膜や選択
透過膜内に反応生成物が残留していると、固定化膜内の
酵素は早期に活性を失い、フローセルの寿命が短縮され
る。同様に、非使用時に酵素固定化膜内に被測定物質が
残留していると、酵素は自ら生成する反応生成物により
早期に失活し、フローセルの寿命はやはり短かくなる。
従って、フローセルの寿命を延長させ、フローセルの交
換頻度を低減するためには、検体をしてフローセルを通
過させた後には、酵素固定化膜を緩衝液によって充分に
洗浄し、被測定物質や反応生成物を駆逐しておかなけれ
ばならない。The enzyme-immobilized membrane was not completely washed out,
As a result, if the reaction product remains in the enzyme-immobilized membrane or the permselective membrane after stopping the flow of the buffer solution, the enzyme in the immobilized membrane loses its activity early and the life of the flow cell is shortened. . Similarly, when the substance to be measured remains in the enzyme-immobilized membrane when not in use, the enzyme is deactivated early by the reaction product generated by itself, and the life of the flow cell is also shortened.
Therefore, in order to extend the life of the flow cell and reduce the exchange frequency of the flow cell, after the sample is passed through the flow cell, the enzyme-immobilized membrane is thoroughly washed with a buffer solution to measure the substance to be measured or the reaction. The product must be destroyed.

【０００９】他方、家庭やオフィス等のトイレットにお
いて採取された尿検体を分析し、個人の健康チェックを
支援するようになったトイレット設置型の尿分析装置が
提供され或いは提案されている。トイレット設置型の尿
分析装置においても、酵素固定化膜付きの作用極を備え
たポーラログラフ・フローセルを使用すれば、酵素試薬
を要しないので、分析コストを低減すると共に装置のメ
ンテナンスを簡素化するという利点を享受することがで
きる。On the other hand, there has been provided or proposed a toilet-installed urine analyzer which analyzes a urine sample collected in a toilet such as a home or an office and supports a personal health check. Even in a urine analyzer installed in a toilet, if a polarographic flow cell equipped with a working electrode with an enzyme-immobilized membrane is used, an enzyme reagent is not required, which reduces analysis cost and simplifies device maintenance. You can enjoy the benefits.

【００１０】しかし、多数の検体を高速度で順次処理す
る自動分析装置とは異なり、トイレット設置型の尿分析
装置にフロー・インジェクション法を適用する場合に
は、尿分析装置の使用頻度は限られたものである。従っ
て、汎用の自動分析装置のような連続流式のフロー・イ
ンジェクション法を採用するのは緩衝液の消費量の見地
から不経済である。そこで、分析装置の非使用時には緩
衝液ポンプを停止させておき、尿分析に際しては静止し
た緩衝液柱に尿検体を注入し、このように検体が注入さ
れた緩衝液柱を間欠的にフローセルに移送するのが好ま
しい。この方式を本明細書において間欠的フロー・イン
ジェクション法と言う。However, unlike the automatic analyzer which processes a large number of specimens at high speed sequentially, the frequency of use of the urine analyzer is limited when the flow injection method is applied to a toilet-installed urine analyzer. It is a thing. Therefore, it is uneconomical to adopt a continuous flow type flow injection method like a general-purpose automatic analyzer from the viewpoint of buffer solution consumption. Therefore, when the analyzer is not in use, the buffer pump is stopped, and during urine analysis, the urine sample is injected into a stationary buffer column, and the buffer column in which the sample is injected is intermittently applied to the flow cell. It is preferably transferred. This method is referred to as an intermittent flow injection method in this specification.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、充分なスペ
ースを利用して自動分析装置を設置することができる専
門の医療機関や検査機関とは異なり、トイレットのよう
な環境に設置される尿分析装置においては、緩衝液タン
クはトイレット内の限られたスペースに収納するべくで
きるだけ小型化しなければならないという設計上の要請
がある。このように緩衝液タンクの容量には制限があ
り、限られた量の緩衝液しか貯蔵することができないの
で、緩衝液の補充の頻度を低減するためには、分析１回
当たりの緩衝液の消費量をできるだけ抑制するのが望ま
しい。However, unlike a specialized medical institution or inspection institution where an automatic analyzer can be installed by utilizing a sufficient space, a urine analyzer installed in an environment such as a toilet. In the above, there is a design requirement that the buffer solution tank should be made as small as possible so as to be stored in the limited space in the toilet. As described above, the capacity of the buffer solution tank is limited, and only a limited amount of buffer solution can be stored. Therefore, in order to reduce the frequency of replenishment of the buffer solution, the buffer solution for each analysis should be reduced. It is desirable to suppress consumption as much as possible.

【００１２】本発明の目的は、酵素担持作用極を備えた
ポーラログラフ・フローセルを用いて間欠的フロー・イ
ンジェクション法により尿分析をするにあたり、検体が
フローセルを通過した後に酵素固定化膜を緩衝液によっ
て充分に洗浄することによりフローセルの寿命を延長さ
せながらも、緩衝液の消費量を節減することの可能なポ
ーラログラフ分析方法を提供することである。The object of the present invention is to perform urine analysis by the intermittent flow injection method using a polarographic flow cell equipped with an enzyme-supporting working electrode, in which the enzyme-immobilized membrane is treated with a buffer solution after the sample has passed through the flow cell. (EN) It is intended to provide a polarographic analysis method capable of reducing the consumption of a buffer solution while prolonging the life of a flow cell by sufficiently washing.

【００１３】他の観点においては、本発明の目的は、ポ
ーラログラフ・フローセルの酵素の活性を長期間にわた
って維持することが可能で、小型でコンパクトなポーラ
ログラフ分析装置を提供することである。In another aspect, it is an object of the present invention to provide a small and compact polarographic analyzer capable of maintaining the enzyme activity of a polarographic flow cell for a long period of time.

【００１４】[0014]

【発明の構成】Configuration of the Invention

【課題を解決するための手段および作用の概要】本発明
は、物質の拡散は濃度差と時間の関数であるので、検体
をしてフローセルを通過させた後に被測定物質や反応生
成物を緩衝液によって酵素固定化膜から洗い流すには所
定の時間を要する、という知見に立脚するものである。SUMMARY OF THE INVENTION Means and Solution for Solving the Problems In the present invention, since the diffusion of the substance is a function of the concentration difference and the time, the substance to be measured or the reaction product is buffered after the sample is passed through the flow cell. It is based on the finding that it takes a predetermined time to wash off the enzyme-immobilized membrane with a liquid.

【００１５】そこで、本発明は、酵素担持作用極を備え
たポーラログラフ・フローセルを用いて間欠的フロー・
インジェクション法により尿分析をするにあたり、緩衝
液に注入された尿検体をポーラログラフ・フローセルの
出力信号を監視しながら第１の送液速度でポーラログラ
フ・フローセルに移送し、ポーラログラフ・フローセル
の出力のピークが検出された後には所定時間にわたり前
記第１速度よりも小さな第２の送液速度で緩衝液をポー
ラログラフ・フローセルに移送することを特徴とするも
のである。Therefore, the present invention uses a polarographic flow cell equipped with an enzyme-supporting working electrode to provide an intermittent flow
When performing urine analysis by the injection method, the urine sample injected into the buffer solution is transferred to the polarographic flow cell at the first liquid transfer rate while monitoring the output signal of the polarographic flow cell, and the output peak of the polarographic flow cell is detected. After being detected, the buffer solution is transferred to the polarographic flow cell at a second liquid sending speed smaller than the first speed for a predetermined time.

【００１６】このようにピーク検出後には緩衝液の送液
速度を低下させるので、限られた所定量の緩衝液を消費
する場合には、より長時間にわたって酵素固定化膜を洗
浄することができる。前述したように拡散は時間の関数
であるので、低下した送液速度でより長時間にわたって
酵素固定化膜を洗浄することにより、酵素固定化膜や選
択透過膜に浸透した被測定物質や反応生成物を最小限の
量の緩衝液を用いながらも有効に洗い流すことができ、
緩衝液の消費量を低減することができる。被測定物質の
定量分析のために必要なデータはフローセルのピーク出
力であるから、出力ピーク検出後に送液速度を低下させ
ても測定に支障はない。As described above, since the buffer solution feed rate is decreased after the peak is detected, the enzyme-immobilized membrane can be washed for a longer period of time when a limited predetermined amount of the buffer solution is consumed. . As mentioned above, since diffusion is a function of time, washing the enzyme-immobilized membrane for a longer period of time with a reduced liquid transfer rate allows the substance to be measured or the reaction product permeated into the enzyme-immobilized membrane or the permselective membrane to be generated. Can be effectively washed off with a minimal amount of buffer,
The buffer consumption can be reduced. Since the data necessary for the quantitative analysis of the substance to be measured is the peak output of the flow cell, there is no problem in the measurement even if the liquid transfer rate is reduced after the output peak is detected.

【００１７】本発明の他の観点においては、本発明は上
記方法を実施する尿分析装置を提供するもので、この装
置は、便器に***された尿の検体を採取する尿サンプリ
ング手段と、酵素担持作用極を備えたポーラログラフ・
フローセルと、トイレットに配置され緩衝液を貯蔵する
ための緩衝液タンクと、計量された量の尿検体を緩衝液
と共にポーラログラフ・フローセルに移送するポンプ手
段と、ポーラログラフ・フローセルの出力に基づいて該
物質を定量分析する演算処理手段と、ポーラログラフ・
フローセルの出力のピークを検出する手段と、ピーク検
出前は緩衝液を第１の送液速度でポーラログラフ・フロ
ーセルに移送し、ピーク検出後には第１速度よりも小さ
な第２の送液速度で移送するべくポンプ手段の送液速度
を制御する速度制御手段とを備えていることを特徴とす
るものである。In another aspect of the present invention, the present invention provides a urine analyzer for carrying out the above method, which comprises a urine sampling means for collecting a sample of urine excreted in a toilet bowl, and an enzyme. Polarographic with a supporting working electrode
A flow cell, a buffer tank arranged in a toilet for storing a buffer solution, a pump means for transferring a measured amount of a urine sample together with the buffer solution to a polarographic flow cell, and the substance based on the output of the polarographic flow cell. And a polarographic
A means for detecting the peak of the output of the flow cell, and the buffer solution is transferred to the polarographic flow cell at the first liquid sending speed before the peak detection, and is transferred at the second liquid sending speed smaller than the first speed after the peak detection. In order to do so, a speed control means for controlling the liquid sending speed of the pump means is provided.

【００１８】本発明の上記特徴や効果、ならびに、他の
特徴や効果は、以下の実施例の記載に従いより詳しく説
明する。The above features and effects of the present invention, as well as other features and effects, will be described in more detail according to the description of the following embodiments.

【００１９】[0019]

【実施例】全体構成 初めに本発明の方法を実施する尿分析装置の全体構成を
説明するに、図１は尿分析装置１０をトイレットに設置
したところを示し、図２は図１に示した尿分析装置のハ
ウジングを分解したところを示す。これらの図面を参照
するに、トイレットの便器１２には、例えばフレーム１
４と上部ケーシング１６と左右の下部ケーシング１８お
よび２０とで構成されたハウジング２２がＴボルト２４
とナット２６によって取付けてある。このハウジング２
２には尿分析装置１０の主要部が収蔵してあると共に、
便座２８と便蓋３０が回動可能に装着してある。便座２
８には尿サンプリング装置３２（図３および図４に基づ
いて後述する）が組み込んであり、便座に着座した使用
者から***された尿をサンプリングするようになってい
る。EXAMPLES Initially overall configuration illustrating the overall configuration of the urine analysis apparatus for carrying out the method of the present invention, FIG. 1 shows a was installed urine analyzer 10 in toilet, 2 are shown in FIG. 1 The disassembled housing of the urine analyzer is shown. Referring to these drawings, a toilet bowl 12 includes, for example, a frame 1
4 and the upper casing 16 and the left and right lower casings 18 and 20 include a T-bolt 24.
It is attached by a nut 26. This housing 2
The main part of the urine analyzer 10 is stored in 2 and
A toilet seat 28 and a toilet lid 30 are rotatably attached. Toilet seat 2
A urine sampling device 32 (which will be described later with reference to FIGS. 3 and 4) is incorporated in the device 8, and the urine excreted by the user sitting on the toilet seat is sampled.

【００２０】図２に示したように、ハウジング２２に
は、ポーラログラフ・フローセル（図６に基づいて後述
する）を交換可能に装着するための取付け装置３４と、
尿サンプリング装置３２によってサンプリングされた尿
サンプルを緩衝液と共にフローセルに搬送するためのロ
ータリバルブ付き電動シリンジポンプ３６と、較正液タ
ンク３８が収容してある。As shown in FIG. 2, a mounting device 34 for mounting a polarographic flow cell (described later with reference to FIG. 6) on the housing 22 in a replaceable manner,
An electric syringe pump 36 with a rotary valve for transporting a urine sample sampled by the urine sampling device 32 to a flow cell together with a buffer solution, and a calibration solution tank 38 are housed.

【００２１】図示した実施例では、ハウジング２２には
指血圧計ユニット４２が配置してあり、被験者の左第２
指などに係合させることにより血圧を測定するようにな
っている。また、ハウジング２２には、洗浄ノズル４４
を備えた従来型のビデ装置４６と、従来型の温風乾燥装
置４８と、オゾナイザーからなる従来型の脱臭装置５０
が配置してあり、尿分析装置１０を備えたトイレットを
通常の目的で使用する際に夫々の機能を提供するように
なっている。しかし、これらの追加的機能や血圧計は省
略することができる。In the illustrated embodiment, the finger sphygmomanometer unit 42 is disposed in the housing 22 and is located on the left side of the subject.
Blood pressure is measured by engaging with a finger or the like. Further, the housing 22 has a cleaning nozzle 44.
A conventional bidet device 46 equipped with a conventional hot air drying device 48, and a conventional deodorizing device 50 including an ozonizer.
Are arranged so as to provide respective functions when the toilet equipped with the urine analyzer 10 is used for normal purposes. However, these additional functions and blood pressure monitor can be omitted.

【００２２】ハウジング２２には、尿分析装置１０の電
源装置５２やビデ装置の操作盤５４を配置することがで
きる。図示した実施例では、尿分析装置１０を操作し分
析結果を出力するための主制御ユニット５６はトイレッ
トの側壁に設置してあり、ハウジング２２内には尿サン
プリング装置３２やシリンジポンプ３６やフローセルを
制御するための副制御ユニット５８が配置してある。後
述するように、図示した実施例では主制御ユニット５６
と副制御ユニット５８は通信ケーブルによって互いに接
続されており、シリアル通信によりデータや信号の伝送
を行うようになっている。しかし、これらの制御ユニッ
トは１つにまとめても良い。In the housing 22, the power supply device 52 of the urine analyzer 10 and the operation panel 54 of the bidet device can be arranged. In the illustrated embodiment, the main control unit 56 for operating the urine analyzer 10 and outputting the analysis result is installed on the side wall of the toilet, and the housing 22 contains the urine sampling device 32, the syringe pump 36, and the flow cell. A sub-control unit 58 for controlling is arranged. As will be described below, in the illustrated embodiment, the main control unit 56
The sub-control unit 58 and the sub-control unit 58 are connected to each other by a communication cable so that data and signals are transmitted by serial communication. However, these control units may be combined into one.

【００２３】図３および図４を参照するに、便座２８に
組込まれた尿サンプリング装置３２はフレーム６０を備
え、このフレームはビス等により便座の下面に適宜取付
けられる。フレーム６０にはスイングアーム６２が回動
可能に支持してあり、ステッピングモータのようなモー
タ６４とベルト６６によって揺動せられるようになって
いる。Referring to FIGS. 3 and 4, the urine sampling device 32 incorporated in the toilet seat 28 includes a frame 60, which is appropriately attached to the lower surface of the toilet seat by screws or the like. A swing arm 62 is rotatably supported on the frame 60, and can be swung by a motor 64 such as a stepping motor and a belt 66.

【００２４】スイングアーム６２の下端には採尿容器６
８が設けてある。図４からよく分かるように、採尿容器
６８は浅い船底形を呈し、その底部には尿溜まり７０が
形成してある。採尿容器６８には尿溜まり７０の底に向
かって開口するＬ字形の採尿管７２が設けてあり、尿溜
まり７０に溜まった尿を気泡を取り込むことなく吸引す
るようになっている。尿溜まり７０に面して採尿容器６
８には１対の電極７４が設けてあり、流体の電気抵抗を
監視することにより尿溜まり７０内に所望のレベルまで
尿が溜まったかどうかを検出するようになっている。A urine collection container 6 is provided at the lower end of the swing arm 62.
8 are provided. As can be seen from FIG. 4, the urine collection container 68 has a shallow ship bottom shape, and a urine reservoir 70 is formed at the bottom thereof. The urine collection container 68 is provided with an L-shaped urine collection tube 72 that opens toward the bottom of the urine reservoir 70, and sucks the urine collected in the urine reservoir 70 without taking in bubbles. Urine collection container 6 facing the urine pool 70
8 is provided with a pair of electrodes 74 for detecting whether or not urine has accumulated in the urine reservoir 70 to a desired level by monitoring the electrical resistance of the fluid.

【００２５】Ｌ字形採尿管７２はスイングアーム６２の
中空内部を延長する可撓性の尿吸引チューブ７６に接続
されており、この吸引チューブ７６の他端はシリンジポ
ンプ３６に接続されている。尿検知電極７４のリード線
７８も同様にスイングアームの内部を延長させてあり、
副制御ユニット５８に接続されている。採尿容器６８の
入口開口はステンレス鋼などからなる金網８０によって
覆われており、採尿容器に異物が侵入するのを防止する
ようになっている。The L-shaped urine collecting tube 72 is connected to a flexible urine suction tube 76 extending inside the hollow of the swing arm 62, and the other end of the suction tube 76 is connected to the syringe pump 36. Similarly, the lead wire 78 of the urine detection electrode 74 also extends inside the swing arm,
It is connected to the sub control unit 58. The inlet opening of the urine collection container 68 is covered with a metal net 80 made of stainless steel or the like to prevent foreign matter from entering the urine collection container.

【００２６】図３からよく分かるように、フレーム６０
には便器１２のボウルに向かって下向きに開口したチャ
ンネル形状の収納洗浄室８２が形成してあり、非使用時
に採尿容器６８とスイングアーム６２を収納するように
なっている。収納洗浄室８２には噴射ノズル８４が指向
させてあり、収納洗浄室８２内に収納された採尿容器６
８に向かって圧力水を噴射して、使用後に採尿容器とス
イングアームを洗浄するようになっている。噴射ノズル
８４には電磁弁（後述）を介して水道管に接続されたホ
ース８６から圧力水が供給される。As can be seen from FIG. 3, the frame 60
Has a channel-shaped storage / washing chamber 82 that opens downward toward the bowl of the toilet bowl 12, and stores the urine collection container 68 and the swing arm 62 when not in use. The spray nozzle 84 is directed to the storage and cleaning chamber 82, and the urine collection container 6 stored in the storage and cleaning chamber 82 is
The pressured water is sprayed toward 8 to wash the urine collection container and the swing arm after use. Pressure water is supplied to the injection nozzle 84 from a hose 86 connected to a water pipe via an electromagnetic valve (described later).

【００２７】採尿容器６８によって採取された尿サンプ
ルは、シリンジポンプ３６によって緩衝液と共にポーラ
ログラフ・フローセルに送られ、例えば尿グルコースの
定量分析に付される。図示した実施例では、緩衝液タン
クは容量をできるだけ大きくするため便蓋３０に設けて
あるが、ハウジング２２内に配置してもよい。図５に示
したように、便蓋３０には緩衝液タンク８８がビスなど
により取付けてあり、緩衝液タンク８８内には緩衝液が
貯蔵されている。緩衝液は蒸留水を主成分とするもの
で、フローセルの安定な作動に必要なＫＨ₂ＰＯ₄やＮａ
₂ＨＰＯ₄のようなｐＨ調節剤やＫＣｌのような塩素イオ
ン強度調節剤や防腐剤が添加されている。緩衝液は、ま
た、尿サンプルをフローセルに搬送するためのキャリヤ
液として作用する。緩衝液の補充はキャップ９０を介し
て行うことができる。緩衝液タンク８８はホース９２を
介してハウジング２２内のシリンジポンプ３６に接続さ
れている。The urine sample collected by the urine collection container 68 is sent to the polarographic flow cell together with the buffer solution by the syringe pump 36 and subjected to, for example, quantitative analysis of urine glucose. In the illustrated embodiment, the buffer tank is provided on the toilet lid 30 in order to maximize the capacity, but it may be arranged inside the housing 22. As shown in FIG. 5, the buffer solution tank 88 is attached to the toilet lid 30 with screws or the like, and the buffer solution tank 88 stores the buffer solution. The buffer solution is composed mainly of distilled water, which is necessary for stable operation of the flow cell such as KH ₂ PO ₄ and Na.
₂ A pH adjusting agent such as HPO ₄ , a chloride ion strength adjusting agent such as KCl, and a preservative are added. The buffer also acts as a carrier liquid for delivering the urine sample to the flow cell. The buffer solution can be replenished via the cap 90. The buffer solution tank 88 is connected to the syringe pump 36 in the housing 22 via a hose 92.

【００２８】フローセル 図６から図８を参照しながら、ポーラログラフ・フロー
セルの実施例を説明する。図示した実施例においては、
ポーラログラフ・フローセル９４はグルコース酸化酵素
固定化膜で被覆された作用極を備え、尿サンプル中のグ
ルコース（尿糖）を定量分析するように構成されてい
る。しかし、尿蛋白、潜血、その他の尿成分や他の物質
について分析を行うことの可能な酵素を採用してもよ
い。[0028]Flow cell  Polarographic flow with reference to FIGS.
An example of a cell will be described. In the illustrated embodiment,
Polarographic flow cell 94 is a glucose oxidase
It has a working electrode covered with an immobilization membrane and
Configured for quantitative analysis of lucose (urine sugar)
You. However, urinary protein, occult blood, other urine components and other substances
You can use an enzyme that can analyze
No.

【００２９】図６および図７を参照するに、ポーラログ
ラフ・フローセル９４は、プラスチックなどからなる側
板９６と、電極を担持したセラミック基板９８と、シリ
コーンゴムなどからなるスペーサ１００と、プラスチッ
クなどからなる上板１０２とをビス１０４などにより互
いに一体的に液密に締結することにより構成することが
できる。6 and 7, the polarographic flow cell 94 includes a side plate 96 made of plastic or the like, a ceramic substrate 98 carrying electrodes, a spacer 100 made of silicone rubber or the like, and an upper plate made of plastic or the like. The plate 102 and the plate 102 may be integrally and liquid-tightly fastened to each other with screws 104 or the like.

【００３０】セラミック基板９６は例えばアルミナセラ
ミックからなり、金属ペーストの印刷と焼成により白金
の作用極１０６と白金の対極１０８と銀／塩化銀の参照
極１１０とが形成されている。夫々の電極には端子１１
２が形成してあり、これらの端子にはソケット・ブロッ
ク（図１０に基づいて後述する）に設けたピンが夫々電
気接触するようになっている。スペーサ１００には電極
の領域において開口１１４が切欠いてあり、図７に示し
たように電解室１１６を形成するようになっている。The ceramic substrate 96 is made of alumina ceramic, for example, and a working electrode 106 of platinum, a counter electrode 108 of platinum, and a reference electrode 110 of silver / silver chloride are formed by printing and firing a metal paste. Each electrode has a terminal 11
2 are formed such that pins provided on a socket block (described later with reference to FIG. 10) are in electrical contact with these terminals. The spacer 100 has an opening 114 cut out in the region of the electrode so as to form the electrolytic chamber 116 as shown in FIG.

【００３１】上板１０２には電解室１１６に連通する入
口ニップル１１８と出口ニップル１２０が形成してあ
り、電解室１１６に尿サンプルや緩衝液などの流体を供
給するようになっている。夫々のニップルの外周にはＯ
リング１２２が嵌めてあり、フローセル９４をソケット
・ブロックに装着した時に、ソケット・ブロックのポー
トにニップルが液密に嵌合するようになっている。スペ
ーサ１００と上板１０２にはピン穴１２４が設けてあ
り、ソケット・ブロックにフローセル９４を装着した時
にソケット・ブロックのピンが夫々の電極１０６、１０
８、１１０の端子１１２に電気接触するようになってい
る。An inlet nipple 118 and an outlet nipple 120 communicating with the electrolytic chamber 116 are formed on the upper plate 102, and a fluid such as a urine sample or a buffer solution is supplied to the electrolytic chamber 116. O on the outer circumference of each nipple
A ring 122 is fitted so that when the flow cell 94 is mounted in the socket block, the nipple fits into the port of the socket block in a liquid-tight manner. The spacer 100 and the upper plate 102 are provided with pin holes 124, and when the flow cell 94 is attached to the socket block, the pins of the socket block are connected to the electrodes 106, 10 respectively.
The terminals 112 of the terminals 8 and 110 are electrically contacted.

【００３２】図８に模式的に示したように、白金の作用
極１０６は、アルブミンや酢酸セルローズのように過酸
化水素を選択的に透過させる物質からなる選択透過膜１
２６と、酵素固定化膜１２８とで被覆されている。酵素
固定化膜１２８は、グルコース・オキシダーゼ（ＧＯ
Ｄ）とアルブミンを４対１の割合で水に溶解し、溶解液
を選択透過膜１２６上に滴下した後、グルタルアルデヒ
ド雰囲気中に約３０分間暴露することにより形成するこ
とができる。電解室１１６内の尿サンプル中のグルコー
スがＧＯＤ固定化膜に接触すると、ＧＯＤはグルコース
（Ｃ₆Ｈ₁₂Ｏ₆）を酸化して次のようにグルコノラクトン
（Ｃ₆Ｈ₁₀Ｏ₆）と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）を生成する。As shown schematically in FIG. 8, the platinum working electrode 106 is a permselective membrane 1 made of a substance that selectively permeates hydrogen peroxide, such as albumin or cellulose acetate.
26 and an enzyme-immobilized film 128. The enzyme-immobilized membrane 128 is composed of glucose oxidase (GO).
It can be formed by dissolving D) and albumin in a ratio of 4: 1 in water, dropping the solution on the permselective membrane 126, and then exposing it to a glutaraldehyde atmosphere for about 30 minutes. When glucose in the urine sample in the electrolysis chamber 116 contacts the GOD-immobilized membrane, the GOD oxidizes glucose (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) and converts it into gluconolactone (C ₆ H ₁₀ O ₆ ) as follows. It produces hydrogen peroxide (H ₂ O ₂ ).

【００３３】 Ｃ₆Ｈ₁₂Ｏ₆ ＋ Ｏ₂ → Ｃ₆Ｈ₁₀Ｏ₆ ＋ Ｈ₂Ｏ₂ （１） 生成したＨ₂Ｏ₂が選択透過膜１２６を透過して白金の作
用極１０６に達すると、白金の触媒作用によりＨ₂Ｏ₂は
作用極１０６に電子を与えながら水と酸素に分解され
る。選択透過膜１２６は、Ｈ₂Ｏ₂より大きな分子量の妨
害物質が作用極１０６に到達するのを防止する作用を果
たす。C ₆ H ₁₂ O ₆ + O ₂ → C ₆ H ₁₀ O ₆ + H ₂ O ₂ (1) When the generated H ₂ O ₂ permeates the selective permeation film 126 and reaches the working electrode 106 of platinum. By the catalytic action of platinum, H ₂ O ₂ is decomposed into water and oxygen while giving electrons to the working electrode 106. The selectively permeable membrane 126 serves to prevent an interfering substance having a molecular weight larger than H ₂ O ₂ from reaching the working electrode 106.

【００３４】図９に示したように、尿サンプル中のグル
コースの定量分析に際しては、ポテンショスタット１３
０により、参照極１１０に対する作用極１０６の電位が
正の一定値（例えば＋０.６Ｖ）になるように作用極１
０６と対極１０８との間に印加される電圧が可変制御さ
れる。作用極１０６と対極１０８との間を流れる電流は
過酸化水素の発生量に応じて変化する。従って、作用極
１０６と対極１０８との間を流れる電流を検出すること
により、過酸化水素の発生量を検出し、これに基づいて
尿サンプル中のグルコース濃度を演算することができ
る。作用極と対極との間を流れる電流は抵抗１３２によ
って電位差に変換され、この電位差は増幅回路１３４に
よって増幅され、その出力端子１３６から出力される。
出力端子１３６の出力は、副制御ユニット５８のマイク
ロコンピュータのＡ／Ｄ（アナログ・ディジタル）変換
回路に入力され、グルコース濃度の演算に利用される。As shown in FIG. 9, when quantitatively analyzing glucose in a urine sample, potentiostat 13 was used.
By setting 0, the potential of the working electrode 106 with respect to the reference electrode 110 becomes a constant positive value (for example, +0.6 V).
The voltage applied between 06 and the counter electrode 108 is variably controlled. The current flowing between the working electrode 106 and the counter electrode 108 changes according to the amount of hydrogen peroxide generated. Therefore, the amount of hydrogen peroxide generated can be detected by detecting the current flowing between the working electrode 106 and the counter electrode 108, and the glucose concentration in the urine sample can be calculated based on this. The current flowing between the working electrode and the counter electrode is converted into a potential difference by the resistor 132, and this potential difference is amplified by the amplifier circuit 134 and output from the output terminal 136 thereof.
The output of the output terminal 136 is input to the A / D (analog / digital) conversion circuit of the microcomputer of the sub-control unit 58 and used for calculating the glucose concentration.

【００３５】図１０を参照するに、フローセル９４は取
付け装置３４に交換可能に装着されるようになってお
り、この取付け装置３４は、ハウジング２２のフレーム
１４にビスなどにより適宜固定されたベース１３８と、
このベース１３８に固定されたソケット・ブロック１４
０と、ソケット・ブロック１４０に対してフローセル９
４を接離させるためのレバー操作のクランプ機構とで構
成することができ、このクランプ機構は、揺動レバー１
４２と、レバー１４２にリンクされたスライダー１４４
と、スライダー１４４のノッチ１４６に嵌合可能なフロ
ーセル・ホルダー１４８とで構成することができる。Referring to FIG. 10, the flow cell 94 is designed to be replaceably mounted on the mounting device 34. The mounting device 34 is properly fixed to the frame 14 of the housing 22 by screws or the like 138. When,
Socket block 14 fixed to this base 138
0 and flow cell 9 for socket block 140
4 can be configured with a lever-operated clamp mechanism for bringing the 4 into and out of contact.
42 and a slider 144 linked to the lever 142
And a flow cell holder 148 that can be fitted into the notch 146 of the slider 144.

【００３６】ソケット・ブロック１４０にはシリンジポ
ンプ３６に通じる搬送ホース１５０と便器のボウルに通
じる排出ホース１５２が接続してあり、これらのホース
はソケット・ブロック１４０に形成された入口ポート１
５４および排出ポート１５６に夫々連通している。これ
らのポート１５４および１５６はフローセル９４の入口
ニップル１１８および出口ニップル１２０と嵌合するよ
うになっている。ソケット・ブロック１４０には、更
に、ポテンショスタット１３０からのリード線１５８に
接続された３本のコネクタピン１６０が設けてあり、フ
ローセル９４をソケット・ブロック１４０に装着した時
にフローセル９４のピン穴１２４を通って夫々の電極の
端子１１２に電気接触するようになっている。A transport hose 150 leading to the syringe pump 36 and a discharge hose 152 leading to the bowl of the toilet are connected to the socket block 140. These hoses are connected to the inlet port 1 formed in the socket block 140.
54 and the discharge port 156, respectively. These ports 154 and 156 are adapted to mate with the inlet nipple 118 and outlet nipple 120 of the flow cell 94. The socket block 140 is further provided with three connector pins 160 connected to the lead wires 158 from the potentiostat 130. When the flow cell 94 is mounted on the socket block 140, the pin hole 124 of the flow cell 94 is formed. The electrodes 112 are electrically connected to the terminals 112 of the respective electrodes.

【００３７】このような構成になっているので、フロー
セル・ホルダー１４８にフローセル９４を装填し、スラ
イダー１４４のノッチ１４６にフローセルごとホルダー
１４８を挿入した上で、レバー１４２を図１０において
時計方向に揺動させれば、フローセル９４をソケット・
ブロック１４０に嵌合させることができる。この状態で
は、フローセル９４の電解室１１６はホース１５０およ
び１５２に流体接続されると共に、フローセル９４の電
極はリード線１５８に夫々電気接続される。With this structure, the flow cell 94 is loaded in the flow cell holder 148, the holder 148 is inserted into the notch 146 of the slider 144 together with the flow cell, and the lever 142 is swung clockwise in FIG. If you move it, the flow cell 94
The block 140 can be fitted. In this state, the electrolysis chamber 116 of the flow cell 94 is fluidly connected to the hoses 150 and 152, and the electrodes of the flow cell 94 are electrically connected to the lead wires 158, respectively.

【００３８】寿命が到来したフローセル９４を交換する
に際しては、操作レバー１４２を図１０において反時計
方向に揺動させれば、フローセル９４はソケット・ブロ
ック１４０から離脱する。スライダー１４４からフロー
セル９４ごとホルダー１４８を取り出し、ホルダーから
使用済みのフローセル９４を取り外して廃棄することが
できる。新たなフローセル９４をホルダー１４８に装填
し、前述したようにレバー１４２を操作してソケット・
ブロック１４０に装着すればよい。When the flow cell 94 which has reached the end of its life is replaced, the operation lever 142 is swung counterclockwise in FIG. 10 to separate the flow cell 94 from the socket block 140. The holder 148 can be taken out from the slider 144 together with the flow cell 94, and the used flow cell 94 can be removed from the holder and discarded. A new flow cell 94 is loaded in the holder 148, and the lever 142 is operated as described above to operate the socket.
It may be attached to the block 140.

【００３９】流体搬送系統 次に、図１１の模式図を参照しながら、流体搬送系統を
概説する。シリンジポンプ３６はシリンダ１６６とピス
トン１６８を有し、このピストンはステッピング・モー
タ１７０の回転をリードスクリュー機構１７２によって
直線運動に変換することにより上下動される。制御ユニ
ット５８は、ステッピング・モータ１７０を駆動するこ
とによりシリンジポンプ３６の行程と送液速度を制御す
る。シリンジポンプ３６のポート１７４は電動ロータリ
バルブ１７６に接続されている。ロータリバルブ１７６
は、複数のポートを備えたステータ１７８と、ロータ１
８０と、制御ユニット５８に制御されるモータ１８２と
で構成することができる。制御ユニット５８はモータ１
８２を駆動してロータ１８０を回転させることにより、
シリンジポンプ３６のポート１７４をステータ１７８の
いづれかのポートに接続し、シリンジポンプ３６を駆動
することにより流体を吸引し又は吐出する。ステータ１
７８は例えば６つのポートを有し、夫々、便器洗浄用シ
スターン１８４、緩衝液タンク８８、較正液タンク３
８、フローセル９４への搬送ホース１５０、採尿容器６
８からの搬送チューブ７６、便器１２のボウルに延長す
る排出管１８６に連通している。 Fluid Transport System Next, the fluid transport system will be outlined with reference to the schematic diagram of FIG. The syringe pump 36 has a cylinder 166 and a piston 168, and this piston is moved up and down by converting the rotation of the stepping motor 170 into a linear movement by a lead screw mechanism 172. The control unit 58 controls the stroke of the syringe pump 36 and the liquid feeding speed by driving the stepping motor 170. The port 174 of the syringe pump 36 is connected to the electric rotary valve 176. Rotary valve 176
Includes a stator 178 having a plurality of ports and a rotor 1
80 and a motor 182 controlled by the control unit 58. The control unit 58 is the motor 1
By driving 82 to rotate the rotor 180,
The port 174 of the syringe pump 36 is connected to one of the ports of the stator 178, and the syringe pump 36 is driven to suck or discharge the fluid. Stator 1
78 has, for example, 6 ports, and each has a toilet bowl cleaning cistern 184, a buffer solution tank 88, and a calibration solution tank 3 respectively.
8, transfer hose 150 to flow cell 94, urine collection container 6
8 to the discharge tube 186 that extends to the bowl of the toilet bowl 12.

【００４０】制御回路の構成 図１２には、主制御ユニット５６と副制御ユニット５８
の構成の一例を示す。トイレットの壁に設置された主制
御ユニット６４は、プログラムされたマイクロコンピュ
ータ（以下、マイコン）２００と、尿分析開始スイッチ
２０２と、各種の入力スイッチ２０４と、使用者に対す
る指示や尿分析結果を表示する液晶表示パネル２０６
と、尿分析結果やデータ・トレンドを出力するプリンタ
ユニット２０８と、尿分析データを格納するフラッシュ
メモリ２１０などで構成することができる。 Structure of Control Circuit FIG. 12 shows a main control unit 56 and a sub control unit 58.
An example of the configuration will be shown. The main control unit 64 installed on the wall of the toilet displays a programmed microcomputer (hereinafter, microcomputer) 200, a urine analysis start switch 202, various input switches 204, an instruction to the user and a urine analysis result. Liquid crystal display panel 206
The printer unit 208 for outputting urine analysis results and data trends, the flash memory 210 for storing urine analysis data, and the like.

【００４１】ハウジング２２内においてフローセル９４
の近傍に配置された副制御ユニット５８は、尿分析装置
１０の構成要素を後述のフローチャートの如く制御する
べくプログラムされたマイコン２１２を有する。ポーラ
ログラフ・フローセル９４の作用極と対極との間を流れ
る電流は増幅回路１３４により増幅された後、マイコン
２１２のＡ／Ｄ変換回路に入力される。尿検知電極７４
間を流れる電流値の信号もＡ／Ｄ変換回路に入力され
る。マイコン２１２は、夫々のドライバを介して、スイ
ングアーム駆動用ステッピングモータ６４、ロータリバ
ルブ駆動用モータ１８２、シリンジポンプ３６のピスト
ンを駆動するためのモータ１７０、および、洗浄ノズル
８４への洗浄水の供給を制御する電磁弁２１６を駆動す
る。マイコン２００と２１２とは通信ケーブルによって
接続されており、トランシーバを介してシリアル通信に
よりデータの伝送を行う。In the housing 22, the flow cell 94
The sub-control unit 58, which is arranged in the vicinity of, has a microcomputer 212 programmed to control the components of the urine analyzer 10 as in the flow chart described below. The current flowing between the working electrode and the counter electrode of the polarographic flow cell 94 is amplified by the amplifier circuit 134 and then input to the A / D conversion circuit of the microcomputer 212. Urine detection electrode 74
The signal of the current value flowing between is also input to the A / D conversion circuit. The microcomputer 212 supplies the washing water to the swing arm driving stepping motor 64, the rotary valve driving motor 182, the motor 170 for driving the piston of the syringe pump 36, and the washing nozzle 84 via the respective drivers. The solenoid valve 216 for controlling The microcomputers 200 and 212 are connected by a communication cable, and data is transmitted by serial communication via a transceiver.

【００４２】分析装置の動作態様 次に、図１３のフローチャートと図１４のグラフを併せ
て参照しながら、本発明の尿分析方法と尿分析装置１０
の使用の態様および作動を説明する。主制御ユニット５
６のマイコン２００と副制御ユニット５８のマイコン２
１２は、図１３のフローチャートのシーケンスを実行す
るようにプログラムされている。 Operational Mode of Analyzing Apparatus Next, referring to the flowchart of FIG. 13 and the graph of FIG. 14 together, the urine analyzing method and the urine analyzing apparatus 10 of the present invention.
The mode of use and operation of Main control unit 5
6 microcomputer 200 and sub-control unit 58 microcomputer 2
12 is programmed to execute the sequence of the flowchart of FIG.

【００４３】図１３を参照するに、主制御ユニット５６
に設けられた尿分析開始スイッチ２０２が押されると
（Ｓ１０１）、スイングアーム駆動モータ６４を駆動す
ることにより採尿容器６８は便器のボウル空間内の適切
な採尿位置に位置決めされる（Ｓ１０２）。表示パネル
２０６には“放尿して下さい”などの表示がなされ、放
尿が督促される（Ｓ１０３）。被験者が採尿容器６８に
向かって放尿し、採尿容器６８の尿溜まり７０に尿が集
積したことが尿検知電極７４により検知されると（Ｓ１
０４）、ロータリバルブ１７６の駆動により採尿容器６
８はシリンジポンプ３６に接続され、例えば約２ｍｌの
尿サンプルが採尿容器からシリンジポンプ３６に吸引さ
れる（Ｓ１０５）。Referring to FIG. 13, the main control unit 56
When the urine analysis start switch 202 provided at is pressed (S101), the swing arm drive motor 64 is driven to position the urine collection container 68 at an appropriate urine collection position in the bowl space of the toilet bowl (S102). A message such as "please urinate" is displayed on the display panel 206 to prompt urination (S103). When the subject discharges urine toward the urine collection container 68 and the urine detection electrode 74 detects that urine has accumulated in the urine reservoir 70 of the urine collection container 68 (S1).
04), the urine collection container 6 by driving the rotary valve 176.
8 is connected to the syringe pump 36, and, for example, about 2 ml of urine sample is sucked from the urine collection container to the syringe pump 36 (S105).

【００４４】ロータリバルブを再び駆動することにより
シリンジポンプ３６を排出管路１８６に接続し、シリン
ジポンプ３６のピストンを上昇させて尿サンプルの一部
を排出管路１８６を介して便器１２のボウルに放出させ
る。これにより、シリンジポンプ３６のエア抜きが行わ
れ（Ｓ１０６）、吸引された気泡がポーラログラフ・フ
ローセル９４に送られるのが防止される。By re-driving the rotary valve, the syringe pump 36 is connected to the discharge line 186, and the piston of the syringe pump 36 is raised so that a part of the urine sample is transferred to the bowl of the toilet 12 via the discharge line 186. To release. As a result, air is removed from the syringe pump 36 (S106), and the sucked bubbles are prevented from being sent to the polarographic flow cell 94.

【００４５】次に、ロータリバルブが再び駆動され、シ
リンジポンプ３６はフローセル９４に接続される。この
位置でシリンジポンプ３６のピストンを更に上昇させ、
約１０〜２０μｌの尿サンプルを搬送ホース１５０に打
ち込む（Ｓ１０７）。再びロータリバルブを駆動してシ
リンジポンプ３６を排出管路１８６に接続し、ピストン
を上死点まで上昇させることによりシリンジポンプ３６
内の余剰の尿を便器に廃棄する（Ｓ１０８）。尿サンプ
ルの打ち込みが終わると、シリンジポンプ３６をシスタ
ーン１８４に接続し、シリンジポンプ３６を作動させて
シリンジポンプ３６のポンプ室を洗浄水によって洗浄し
（Ｓ１０９）、洗浄水を便器に廃棄する。次に、シリン
ジポンプ３６を緩衝液タンク８８に接続し、緩衝液をシ
リンジポンプ３６に吸引させる（Ｓ１１０）。Next, the rotary valve is driven again and the syringe pump 36 is connected to the flow cell 94. At this position, the piston of the syringe pump 36 is further raised,
About 10 to 20 μl of urine sample is driven into the transfer hose 150 (S107). The syringe pump 36 is connected to the discharge line 186 by driving the rotary valve again and the piston pump 36 is raised to the top dead center.
The excess urine inside is discarded in the toilet bowl (S108). When the driving of the urine sample is completed, the syringe pump 36 is connected to the cistern 184, the syringe pump 36 is operated to wash the pump chamber of the syringe pump 36 with washing water (S109), and the washing water is discarded in the toilet bowl. Next, the syringe pump 36 is connected to the buffer solution tank 88, and the buffer solution is sucked by the syringe pump 36 (S110).

【００４６】次に、マイコン２１２はポーラログラフ・
フローセル９４の出力の取り込みを開始する（Ｓ１１
１）。次いで、マイコン２１２はステッピング・モータ
１７０に駆動パルスを送ることによりシリンジポンプの
ピストン１６８を所定速度で上昇させ、例えば約２ｍｌ
の緩衝液をフローセル９４に向かって射出させる（Ｓ１
１２）。これにより、先に搬送ホース１５０に打ち込ま
れていた約１０〜２０μｌの尿サンプルは、搬送ホース
内で緩衝液と混合され希釈されながらポーラログラフ・
フローセル９４を通過する。ステッピング・モータ１７
０に印加される駆動パルスの周波数は、尿サンプルが少
なくとも約３０倍に希釈された上で例えば約３ｍｌ／分
の送液速度でフローセルを通過するように、例えば２０
パルス／秒に設定することができる。Next, the microcomputer 212 uses a polarographic
The capture of the output of the flow cell 94 is started (S11
1). Next, the microcomputer 212 sends a drive pulse to the stepping motor 170 to raise the piston 168 of the syringe pump at a predetermined speed, for example, about 2 ml.
Of the buffer solution is injected toward the flow cell 94 (S1
12). As a result, the urine sample of about 10 to 20 μl that had been previously driven into the transfer hose 150 was mixed with the buffer solution in the transfer hose and diluted while being polarographic.
It passes through the flow cell 94. Stepping motor 17
The frequency of the driving pulse applied to 0 is, for example, 20 so that the urine sample is diluted at least about 30 times and then passed through the flow cell at a delivery rate of, for example, about 3 ml / min.
It can be set to pulse / second.

【００４７】尿サンプルと緩衝液との混合物がフローセ
ル９４を通過するに伴い、作用極１０６のＧＯＤ固定化
膜１２８のところでは上記式（１）に従い混合物中の尿
グルコース濃度に応じて過酸化水素が発生し、前述した
ようにポーラログラフ・フローセルの作用極１０６と対
極１０８との間には過酸化水素発生量に応じた電流が流
れる。この電流は抵抗１３２によりアナログ電圧信号に
変換され、増幅回路１３４により増幅され、マイコン２
１２のＡ／Ｄ変換回路に入力され、ディジタル値に変換
される。尿サンプルと緩衝液との混合物がフローセル９
４を通過する際には、増幅回路１３４の出力は図１４に
示したように尿サンプル中のグルコース濃度に応じたピ
ーク（ρ_MAX）をもったカーブを呈するであろう。As the mixture of the urine sample and the buffer solution passes through the flow cell 94, hydrogen peroxide corresponding to the concentration of urine glucose in the mixture is obtained at the GOD-immobilized membrane 128 of the working electrode 106 according to the above equation (1). Occurs, and a current corresponding to the amount of hydrogen peroxide generated flows between the working electrode 106 and the counter electrode 108 of the polarographic flow cell as described above. This current is converted into an analog voltage signal by the resistor 132, amplified by the amplifier circuit 134, and the microcomputer 2
It is input to 12 A / D conversion circuits and converted into digital values. The flow cell 9 is a mixture of a urine sample and a buffer solution.
On passing 4, the output of amplifier circuit 134 will exhibit a curve with a peak (ρ _MAX ) depending on the glucose concentration in the urine sample, as shown in FIG.

【００４８】マイコン２１２はフローセルの出力波形を
例えば微分することにより出力ピーク（ρ_MAX）を検出
する（Ｓ１１３）。ピーク検出後は、図１４のグラフに
示したように、ステッピング・モータ１７０に送る駆動
パルス周波数を例えば約３分の１（６パルス／秒）に低
下させ、送液速度を落とした上で、更に約２ｍｌの緩衝
液をフローセル９４に送液する（Ｓ１１４）。ピーク検
出後の送液速度は、図１５および図１６のグラフに示し
たように、脈流或いは間欠流を発生させながら実質的に
平均速度を低下させてもよい。このようにすれば、緩衝
液の消費量を節減すると共に、配管系に付着した物質を
洗い流す効果が得られる。The microcomputer 212 detects the output peak (ρ _MAX ) by, for example, differentiating the output waveform of the flow cell (S113). After the peak is detected, as shown in the graph of FIG. 14, the driving pulse frequency sent to the stepping motor 170 is lowered to, for example, about 1/3 (6 pulses / second) to lower the liquid sending speed, Further, about 2 ml of buffer solution is sent to the flow cell 94 (S114). As shown in the graphs of FIG. 15 and FIG. 16, the liquid sending speed after the peak detection may be substantially reduced in average speed while generating a pulsating flow or an intermittent flow. In this way, the effect of reducing the consumption of the buffer solution and washing off the substances adhering to the piping system can be obtained.

【００４９】このように、ピーク検出後は送液速度を低
下させるので、約２ｍｌの緩衝液はより長い時間をかけ
てフローセル９４を通過することになる。従って、ＧＯ
Ｄ固定化膜１２８に浸透していた尿グルコースや選択透
過膜１２６に浸透していた過酸化水素は、この間に緩衝
液の方に拡散しながら時間をかけて緩衝液によって洗い
流される。その結果、ＧＯＤ固定化膜１２８や選択透過
膜１２６内の尿グルコースや過酸化水素の残留濃度は充
分に低減されるので、ＧＯＤの活性を約６カ月もの長期
間にわたって維持することができる。６カ月の使用によ
り寿命の尽きたフローセルは、図１０に基づいて前述し
たやり方で新たなフローセルと交換することができる。As described above, since the liquid transfer rate is reduced after the peak is detected, about 2 ml of the buffer solution passes through the flow cell 94 for a longer time. Therefore, GO
The urine glucose that has permeated the D-immobilized membrane 128 and the hydrogen peroxide that has permeated the permselective membrane 126 are washed away by the buffer solution over a period of time while diffusing toward the buffer solution. As a result, the residual concentrations of urine glucose and hydrogen peroxide in the GOD-immobilized membrane 128 and the permselective membrane 126 are sufficiently reduced, so that the GOD activity can be maintained for a long period of about 6 months. A flow cell that has reached the end of its life after six months of use can be replaced with a new flow cell in the manner previously described with reference to FIG.

【００５０】約２ｍｌの緩衝液を送液した後はシリンジ
ポンプ３６を停止させ（Ｓ１１５）、フローセル出力の
ピーク値（ρ_MAX）に基づいて尿糖値を演算する（Ｓ１
１６）。尿糖値のデータは主制御ユニット５６に伝送さ
れ、主制御ユニットは伝送された尿糖値を表示パネル２
０６に表示すると共に、フラッシュメモリ２１０に格納
し、必要に応じてトレンドの演算に使用する。分析結果
やトレンドはプリンタユニット２０８から出力させるこ
とができる。After sending about 2 ml of the buffer solution, the syringe pump 36 is stopped (S115), and the urine sugar value is calculated based on the peak value (ρ _MAX ) of the output of the flow cell (S1).
16). The data of the urine sugar value is transmitted to the main control unit 56, and the main control unit displays the transmitted urine sugar value on the display panel 2
It is displayed in 06 and stored in the flash memory 210, and is used for trend calculation as needed. The analysis result and the trend can be output from the printer unit 208.

【００５１】尿サンプル吸引後の任意の時点でマイコン
２１２はスイングアーム６２を駆動して採尿容器６８を
収納洗浄室８２に復帰させ、電磁弁２１６を開らいて噴
射ノズル８４から洗浄水を噴射させ、採尿容器６８とス
イングアーム６２を洗浄する（Ｓ１１７）。これにより
尿分析のサイクルが完了する。At any time after the suction of the urine sample, the microcomputer 212 drives the swing arm 62 to return the urine collection container 68 to the storage / washing chamber 82, opens the solenoid valve 216, and jets the washing water from the jet nozzle 84. The urine collection container 68 and the swing arm 62 are washed (S117). This completes the urine analysis cycle.

【００５２】以上には本発明の特定の実施例を記載した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の設
計変更を施すことができる。例えば、フローセルは尿グ
ルコースを分析するように構成されているものとして記
載したが、他の物質や尿の他の成分を分析するように構
成してもよい。また、主制御ユニット５６と副制御ユニ
ット５８は１つにまとめることができる。Although a specific embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various design changes can be made. For example, although the flow cell has been described as being configured to analyze urine glucose, it may be configured to analyze other substances and other components of urine. Further, the main control unit 56 and the sub control unit 58 can be integrated into one.

【００５３】[0053]

【発明の効果】本発明の尿分析方法においては、フロー
セル出力のピークが検出された後には緩衝液の送液速度
が低下されるので、限られた量の緩衝液を用いてより長
時間にわたって酵素固定化膜を洗浄することができ、酵
素固定化膜や選択透過膜内の被測定物質や反応生成物や
妨害物質の残留濃度を低減させることができる。従っ
て、緩衝液の消費量を節減しながらも、酵素の活性を所
期の寿命期間にわたって持続させることができる。In the urine analysis method of the present invention, since the flow rate of the buffer solution is reduced after the peak of the flow cell output is detected, a limited amount of the buffer solution is used for a longer time. The enzyme-immobilized membrane can be washed, and the residual concentration of the substance to be measured, the reaction product, or the interfering substance in the enzyme-immobilized membrane or the permselective membrane can be reduced. Therefore, the activity of the enzyme can be maintained for the desired life span while reducing the consumption of the buffer solution.

【００５４】また、このように緩衝液の消費量が節減さ
れるので、緩衝液タンク、ひいては、分析装置を小型化
することができ、或いは緩衝液の補充回数を低減するこ
とができる。Further, since the consumption of the buffer solution is reduced in this way, the buffer solution tank and hence the analyzer can be downsized, or the buffer solution replenishment frequency can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の尿分析装置をトイレットに設置したと
ころを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a urine analyzer of the present invention installed in a toilet.

【図２】図１に示したハウジングの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the housing shown in FIG.

【図３】図１に示した尿サンプリング機構の一部切欠き
斜視図である。3 is a partially cutaway perspective view of the urine sampling mechanism shown in FIG. 1. FIG.

【図４】図３に示した尿サンプリング機構の採尿容器の
一部切欠き斜視図である。FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of a urine collection container of the urine sampling mechanism shown in FIG.

【図５】図１に示した緩衝液タンクの分解斜視図であ
る。5 is an exploded perspective view of the buffer solution tank shown in FIG. 1. FIG.

【図６】フローセルの分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view of a flow cell.

【図７】図６のVII−VII線に沿った断面図である。7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG.

【図８】図６のVIII−VIII線に沿った作用極の模式的な
拡大断面図である。FIG. 8 is a schematic enlarged cross-sectional view of a working electrode taken along the line VIII-VIII of FIG.

【図９】フローセルの電極にポテンショスタットと増幅
回路を接続したところを示す配線図である。FIG. 9 is a wiring diagram showing the connection of a potentiostat and an amplifier circuit to the electrodes of the flow cell.

【図１０】フローセル取付け装置の分解斜視図である。FIG. 10 is an exploded perspective view of a flow cell attachment device.

【図１１】尿分析装置の流体搬送系統を示す模式図であ
る。FIG. 11 is a schematic diagram showing a fluid transfer system of the urine analyzer.

【図１２】制御ユニットのブロック図である。FIG. 12 is a block diagram of a control unit.

【図１３】尿分析装置の動作を示すフローチャートであ
る。FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the urine analyzer.

【図１４】フローセルの出力波形と送液速度制御のタイ
ムチャートを示す。FIG. 14 shows an output waveform of a flow cell and a time chart of liquid feeding speed control.

【図１５】送液速度制御の変化形を示す。FIG. 15 shows a variation of liquid feed rate control.

【図１６】送液速度制御の他の変化形を示す。FIG. 16 shows another variation of the liquid feed rate control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０： 尿分析装置 ３２： 尿サンプリング装置 ３６： シリンジポンプ（ポンプ手段） ８８： 緩衝液タンク ９４： フローセル １０６： フローセルの作用極 １２８： フローセルの酵素固定化膜 ２１２： 演算処理手段／ピーク検出手段／速度制御手
段10: Urine analyzer 32: Urine sampling device 36: Syringe pump (pump means) 88: Buffer tank 94: Flow cell 106: Working electrode of flow cell 128: Enzyme-immobilized membrane of flow cell 212: Calculation processing means / peak detection means / Speed control means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 尿検体中の所定の物質を反応させる酵素
を担持した作用極を備え該物質の濃度に応じた電気信号
を出力するポーラログラフ・フローセルを用い、緩衝液
に注入された尿検体を間欠的フロー・インジェクション
法により該ポーラログラフ・フローセルに移送して該物
質を定量分析するにあたり、 緩衝液に注入された尿検体をポーラログラフ・フローセ
ルの出力信号を監視しながら第１の送液速度でポーラロ
グラフ・フローセルに移送し、ポーラログラフ・フロー
セルの出力のピークが検出された後には所定時間にわた
り前記第１速度よりも小さな第２の送液速度で緩衝液を
ポーラログラフ・フローセルに移送することを特徴とす
る尿分析方法。1. A urine sample injected into a buffer solution is used by using a polarographic flow cell equipped with a working electrode carrying an enzyme for reacting a predetermined substance in the urine sample and outputting an electric signal according to the concentration of the substance. When quantitatively analyzing the substance by transferring it to the polarographic flow cell by the intermittent flow injection method, monitor the output signal of the polarographic flow cell of the urine sample injected into the buffer solution and monitor the polarographic flow rate at the first polarographic flow rate. -Transferring to the flow cell, and after the peak of the output of the polarographic flow cell is detected, the buffer solution is transferred to the polarographic flow cell at a second liquid feeding speed smaller than the first speed for a predetermined time. Urine analysis method. 【請求項２】 トイレットにおいて尿を採取し分析する
ための尿分析装置であって：便器に***された尿の検体
を採取する尿サンプリング手段と、 尿検体中の所定の物質を反応させる酵素を担持した作用
極を備え該物質の濃度に応じた電気信号を出力するポー
ラログラフ・フローセルと、 トイレットに配置され緩衝液を貯蔵するための緩衝液タ
ンクと、 計量された量の尿検体を緩衝液と共にポーラログラフ・
フローセルに移送するポンプ手段と、 該ポーラログラフ・フローセルの出力に基づいて該物質
を定量分析する演算処理手段と、 該ポーラログラフ・フローセルの出力のピークを検出す
る手段と、 ポーラログラフ・フローセルの出力のピークが検出され
る前は緩衝液を第１の送液速度でポーラログラフ・フロ
ーセルに移送し、出力のピークが検出された後には前記
第１速度よりも小さな第２の送液速度で移送するべく前
記ポンプ手段の送液速度を制御する速度制御手段、とを
備えてなる尿分析装置。2. A urine analyzer for collecting and analyzing urine in a toilet, comprising: urine sampling means for collecting a sample of urine excreted in a toilet bowl, and an enzyme for reacting a predetermined substance in the urine sample. A polarographic flow cell equipped with a supported working electrode to output an electric signal according to the concentration of the substance, a buffer solution tank placed in a toilet for storing a buffer solution, and a measured amount of urine sample together with the buffer solution. Polarograph ·
The pump means for transferring to the flow cell, the arithmetic processing means for quantitatively analyzing the substance based on the output of the polarographic flow cell, the means for detecting the peak of the output of the polarographic flow cell, and the peak of the output of the polarographic flow cell The pump is used to transfer the buffer solution to the polarographic flow cell at a first liquid transfer speed before being detected, and at a second liquid transfer speed smaller than the first speed after the output peak is detected. A urine analyzer comprising a speed control means for controlling the liquid sending speed of the means.