分析处理中的不合格判断方法和分析装置

摘要

分析装置(A)具有：用于测定试料中的电气物理量的测定装置(42)，和可以求出由该测定装置(42)测定的电流等电气物理量的变化的加速度的加速度测定装置(43)。是否满足进行试料分析所必要的一定条件的不合格判断，根据由加速度测定装置(43)求出的加速度进行。这样，可以正确进行试料分析处理的不合格判断。

说明书

技术领域

本发明涉及在进行采样的血液中的葡萄糖或胆固醇浓度测定等所希望的试料的分析处理的情况下，判断分析处理的条件是否适当的不合格判断方法及实现该不合格判断方法的分析装置。

背景技术

先前，作为用于测定血液等所希望的试料中的特定成分的浓度的一种方法，有利用具有试药层和一对电极的生物传感器的电气化学方法。在这种方法中，通过将试料导入试药层，使试料中的特定成分与试药层的成分起反应。另一方面，利用上述一对电极，将规定的电压加在上述试药层上，测定上述一对电极间的电流。该电流根据上述反应的程度变化。另外，反应的程度与上述试料中的特定成分的浓度有关。因此，从上述电流的测定结果可以求出上述试料中的特定成分的浓度。

在进行这种分析处理时，希望能预先判断进行分析处理的适当的一定的条件是否准备齐了。例如，在将试料导入试药层的情况下，当导入量不足时，得不到适当的分析结果。另外，生物传感器的各个部分不完备，由于这个原因有时也得不适当的分析结果。不论这种不合格状态如何，看漏这个，在以后进行分析处理时，使用者会将不适当的分析处理结果误解为适当的分析结果。

作为检测上述这种不合格状态的方法，有在特许第2800981号公报中所述的方法。该方法是通过在生物传感器的一对电极上加一定的电压，测定该一对电极间的电流来实施的。这时的电流变化如本申请有图8所示。在该图中，首先在用符号n1表示的时刻，将试料导入试药层时，一对电极间的电流以后增加。当在时刻ta上电流的值超过第一阈值时，判别在该时刻导入了上该试料的意思。试料导入后，电流增加的速度，由试料导入试药层中的量来决定。在导入量少的情况下，电流增加的速度比导入量多的情况慢。其次，测定从上述时刻ta经过了一定时间T的时刻tb时的电流。结果，如该图所示，如果该测定的电流值超过预先确定的第二个阈值，则判断试料的导入量足够。与此相反，在上述电流值在第二个阈值以下的情况下，则判断试料的导入量不足。

这样，在上述先前的技术中，根据在规定时刻的二个电流值的差，可以进行不合格判断。这就是根据表示电流变化的曲线的在规定时刻的斜度即电流变化的速度进行判断。

然而，在上述先前的技术中，存在以下问题。

在试料导入上述试药层的量多的情况和少的情况下，如上所述，上述一对电极间的电流变化速度有差别。该电流变化的速度，对于导入试药层的试料量的少许变化，不会有大幅度的变化，由于这样，在上述先前的技术中，有时难以正确判断试料的导入量是否足够。在上述先前的技术中，当试料的导入量实际上不足时，没有判断误认为导入量是适当的忧虑，因此必需将上述第二阈值设定成具有较大余量的高的值。另外，这样作，即使实际上试料的导入量足够，也经常可能判断导入量不足。

发明内容

本发明是为了解决或抑制上述问题而提出的。其目的是提供一种分析处理的不合格判断方法。另外，本发明的另一个目的，是要提供一种可以适当地进行该不合格判断方法的分析装置。

本发明的第一个方面提供的一种分析处理的不合格判断方法，它通过测定试料中的电气物理量，判断是否满足进行上述试料规定的分析处理所必要的一定条件，其特征为，求出上述电气物理量变化的加速度，并根据该加速度，判断是否满足上述一定的条件。

这里，本发明所述的所谓“电气物理量”相当于电流，电压或电荷的变化量等。所谓“电气物理量变化的加速度”是指，在电气物理量的变化的速度随时间变化的情况下，其在每个微小单位时间的变化量。所谓“电气物理量变化的速度”是指在电气物理量的值随时间变化的情况下，其在每个微小单位时间的变化量。

本发明的不合格判断方法，根据上述的加速度判断上述试料是否为规定的必要量。

在本发明中，根据电气物理量变化的加速度，进行不合格判断。该加速度相当于电气物理量变化的速度的微分。由于这样，在分析处理条件产生变化的情况下，即使电气物理量变化的速度本身看不出大的变化，但电气物理量的加速度可能发生大的变化。该电气物理量变化的加速度，可用作相对于试料分析处理条件的稍微变化而以大幅度变化的参数。因此，如果以该电气物理量的变化的加速度作为不合格判断用的参数，则可以比先前更明确地判断是否满足进行试料分析处理用的一定条件。

本发明的第二个方面提供的一种分析处理的不合格判断法，它是在使试料与规定的试药起反应，同时根据将一定的电压加在试料上时流过的电流，进行求上述试料中的特定成分的浓度的分析处理的情况下，判断是否满足进行该分析处理所必要的一定条件，其特征为：在上述试料导入上述试药层中后，求取在上述电流达到预先确定值的时刻的上述电流变化的加速度，根据上述加速度，判断是否满足上述分析处理所必要的一定条件。

在本发明中，将上述加速度与预先确定的阈值比较，当上述加速度比上述阀值小时，判断不满足上述一定条件。

本发明的第三个方面提供的一种分析装置，它具有用于测定试料中的电气物理量的测定装置，其特征为，它还具有可以求出利用上述测定装置测定到的电气物理量变化的加速度的加速度测定装置。

优选，本发明的分析装置，它还具有根据利用上述加速度测定装置求出的上述电气物理量的变化的加速度，判断是否满足进行规定的分析处理所必要的一定条件的判断装置。

优选，构成为，基于上述判断装置的上述判断，是通过将上述加速度与规定阈值比较来进行的。

优选，本发明的分析装置，它还具有接收试料用的收容部件可以自由安装和拆开的收容部件用的安装部；上述测定装置可以测定安装在上述安装部上的收容部件所收容的试料的电气物理量。

优选，上述测定装置为电流测量电路，而且具有根据该电流测量电路测定的电流，进行上述试料的分析的计算处理装置。

优选，上述加速度测定装置构成为可以求出由上述电流测量电路测定的电流变化的加速度。

优选，构成为，上述加速度测定装置求出二个时刻的电流变化的速度，再根据这二个时刻的电流变化的速度之差，求出上述二个时刻的中间时刻的上述电流变化的加速度。

优选，构成为，上述计算处理装置，通过将由上述加速度测定装置求出的电流变化加速度，与预先确定的阈值比较，判断是否满足上述的一定条件。

根据本发明的第四方面提供了一种分析装置，它具有：

可以装拆自由地安装传感器的安装部，该传感器具有表示通过导入试料，与该试料起规定反应的试药层，和将电压加在该试药层上用的一对电极；可以测定当将一定的电压加在上述一对电极上时，上述一对电极之间的电流的电流测定装置；和根据上述电流测定装置测定到的电流进行上述试料的分析的计算处理装置，其特征为，构成为，具有可以求出在上述试料导入上述试药层之后，在上述电流达到预先确定的值的时刻的上述电流的变化的加速度的加速度测定装置；而且，上述计算处理装置，通过将由上述加速度测定装置求出的上述加速度，与规定的阈值比较，判断是否满足上述分析处理所必要的一定条件。

采用具有这种结构的分析装置，可以适当地实施基于本发明的第一个方面或第二个方面而提供的不合格判断方法，得到与上述同样的效果。

本发明的其他特征和优点，从以下进行的实施方式说明中，将会更清楚。

附图说明

图1为表示本发明的分析装置的一个例子的电路方框图。

图2为表示生物传感器的一个例子的立体图。

图3为图2所示的生物传感器的分解立体图。

图4为说明图1所示的分析装置的计算处理部的控制动作的流程图。

图5A为施加在生物传感器电极上的电压的时序图；图5B为在生物传感器的电极上流过的电流的时序图。

图6为表示电流变化的说明图。

图7为表示电流变化的加速度的说明图。

图8为表示先前技术的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，具体地说明本发明的优选实施方式。

图1表示本发明的分析装置的一个例子。在本实施例的分析装置A中，使用图2和图3所示的生物传感器2。

该生物传感器2用来接收试料，相当于本发明中所述的收容部件的一个例子。该生物传感器2的结构是，在基板24的上面，设有一对电极22a、22b和试药层23。试药层23可以将一对电极22a、22b的各自的上面包括在内，或者个别地覆盖。作为这个试药层23，例如，作为与血液中的葡萄糖起反应的成分，可以使用含有葡萄糖氧化酶和铁氰化钾的成分。试药层23和一对电极22a、22b的周围由绝缘膜29覆盖，在该绝缘膜29的一侧设有与一对电极22a、22b导通的一对端子部27a、27b。

在基板24的上面上，层叠着垫片25和覆盖板26。在垫片25上作出宽度小的槽21，当液体状的试料附着在该槽21的前端开口部21a处时，利用毛细管现象，该试料向槽21的进深部前进，导入试药层23中。在覆盖板26上作出使槽21的一部分与外部连通的孔部28，以便可适当地产生上述的毛细管现象。

如图1所示，本实施例的分析装置A具有生物传感器安装部1、计算处理部3、生物传感器检测电路40、电压供给电路41、电流测量电路42、温度传感器43、加速度测定电路44和显示装置45。

生物传感器安装部1为相当于本发明所述的收容部件用的安装部的一个例子的部分。它具有可以自由地安装和脱开生物传感器2的结构。当将生物传感器2安装在该生物传感器安装部1上时，生物传感器2的一对端子27a、27b电气上与电压供给电路41连接。计算处理部3例如由CPU和与它连接的适当的存储器构成，进行后述各个部分的动作控制或数据处理。电压供给电路41，通过计算处理部3的控制，将规定值的电压加在生物传感器2的一对电极22a、22b上。电流检测电路42测定一对电极22a、22b之间的电流，并将测定数据输出至计算处理部3和加速度测定电路44。

加速度测定电路44为根据电流测量电路42测定的电流值，求取在一对电极22a、22b之间流动的电流变化的加速度的电路。用于求取加速度的具体方法将在后面说明。该加速度测定电路44可以与计算处理部3构成为一体。生物传感器检测电路40可以在生物传感器2适当地安装在生物传感器安装部1上时，检测其安装情况，并将检测信号输出至计算处理部3。温度传感器43测定生物传感器2的周边温度并且将该数据输出至计算处理部3。显示装置45，利用计算处理部3的控制，可以显示所希望的画象，它例如由液晶显示器或CRT构成。

其次，参照图4的流程图，说明使用了上述生物传感器2和分析装置A的分析处理方法，进行该分析处理时的不合格判断方法和计算处理部3的动作处理顺序。在本实施方式中，以测定采样的血液中的葡萄糖浓度的情况作为一个例子来说明。

首先，将生物传感器2安装在生物传感器安装部1上。当利用生物传感器检测电路40检测这点时(S1：是)，计算处理部3在存储由温度传感器43检测的温度数据(S2)。该温度数据可用于葡萄糖浓度测定的温度修正。其次，计算处理部3，通过驱动电压供给电路41，将500mV左右的一定值的电压加在生物传感器2的一对电极22a、22b上(S3)。如图5A所示，在时间T1、T2上，二次将电压加在电极22a、22b上。如后所述，利用第一次的时间T1的电压施加，进行不合格判断，而利用第二次的时间T2的电压施加，得到葡萄糖浓度的测定结果。

当将血液导入生物传感器2的试药层23中时，由于一对电极22a、22b间导通，如图5B的符号N1所示的曲线那样，在导入时刻t0以后，一对电极22a、22b间的电流增加。当血液导入试药层23中，试药溶解时，形成液相反应系统。这时，由作为氧化还原酶的葡萄糖氧化酶，从血液中的葡萄糖中取出电子，使该葡萄糖氧化。该电子供给作为氧化型的电子传递物质的铁氰化钾，该铁氰化钾成为还原型的亚铁氰化钾。在这种状态下，当加电压时，亚铁氰化钾氧化成原来的铁氰化钾。这时电子供给一对电极22a、22b，可以检测在一对电极22a、22b之间的电流。

图6放大表示上述电流的变化，在同一个图中，当上述电流达到一预先确定的第一个阈值Th1时，计算处理部3判断在该时刻有血液导入(S4：是)，并将这时的时刻t3作为进行不合格判断时的基准时间。另一方面，继续进行由电流测量电路42进行的电流测定，加速度测定电路44参照时刻t3的电流值I₃(该电流值I₃与第一个阈值Th1相同)，和每一个微小时间(例如0.2秒左右)，在时刻t3前后的2个时刻t1，t5的电流值I₁、I₅，从这些值，如下面那样，求出基准时t3的电流变化的加速度(S5)

即：当将时刻t1、t3的电流值I₁、I₃的差Ia用时刻t1、t3之间的时间除时，由于时间间隔微小，可以得到中间时刻t2的电流值的曲线的斜率值，即：时刻t2的电流变化的速度V₂。同样，当用时刻t3、t5之间的时间除时刻t3、t5的电流值的差Ib时，可得到与中间时刻t4的电流变化速度V₄相当的值。其次，当将时刻t2、t4的电流变化速度V₂，V₄的差用其时间间隔除时，可求出基准时间t3的电流变化的加速度a₃。

当求出加速度a₃时，计算处理部3将该加速度与预先确定的第二个阈值进行比较，比较的结果是，在加速度a₃在第二个阈值以下的情况下(S6：否)，计算处理部3判断血液导入试药层23的量不足，并将这个意思显示在显示装置45上(S9)，然后中断处理。发明者通过试验确认，当与血液导入量充足的情况比较，在血液导入量不足的情况下，不但电流的变化的速度相对低，而且电流变化的加速度也相对低。因此，在规定时刻的电流变化的加速度不满足一定值的情况下，的确可以将此判断为血液导入量不足。

表示具体例子：在血液导入量为正确进行葡萄糖浓度测定所必要的最小量的情况下，此时的电流变化的加速度为图7的符号L1所示的曲线。与此相对，在血液导入量不足的情况下，为同一图中的符号L2表示的虚线的曲线。如同一个图中所示，在导入量不足的情况下，与导入量足的情况相比，在时刻t0以后经过较长的时间内，电流变化的加速度有减小的倾向；特别是，导入量足的情况下，在电流变化的加速度最大的时期和其前后，两者的加速度差更显著。

另一方面，作为上述第二个阈值，采用符号L1表示的曲线的加速度的最大的时刻t3的值Th2。因此，如果用加速度测定电路44求出的时刻t3的电流变化的加速度a₃比第二个阈值Th2小，则可以判断血液的导入量不足。时刻t3的电流变化的加速度a₃，是对于血液导入量稍微变化即变动很大的时间带域的值。在血液导入量不足的情况下，加速度a₃比第二个阈值Th2减小很多。由于这样，当导入量不足时，可以正确判断这点，作为第二个阈值Th2，不必要采用看上去余裕大的值，减少尽管实际上血液的导入量充足，而错误判断为导入量不足的担心。

在时刻t3的电流变化的加速度a₃，比第二阈值Th2大的情况下(S6：是)，计算处理部3以后进行测定葡萄糖浓度的控制(S7)，进行利用显示装置45显示该结果数据的处理(S8)。作为葡萄糖浓度的测定方法，以前已知种种方法，可以使用任何一种方法。现在来说明这些方法中的一种方法。首先，如图5A所示，从时刻t3经过一定时间(例如1秒)，变成时刻t6时，中断给一对电极22a、22b加电压，促进血液中的葡萄糖和试药层23的反应。其次，以后经过规定时间(例如25秒)，到达时刻t7时，再开始给一对电极22a、22b加电压。在从时间t7开始经过规定时间(例如5秒)后的时刻t8，测定一对电极22a、22b之间的电流，将这个电流值换算成葡萄糖浓度。

本发明的内容不是仅限于上述实施方式。本发明的分析处理的不合格判断方法的各个工序的具体结构，可以作各种自由变更。同样，本发明的分析装置的各个部分的具体结构。设计上也可作各种自由变更。

例如，在本发明中作为电流变化的加速度，不仅求1个时刻的加速度，而是求多个时刻的加速度；而且这些多个加速度中，当即使一个在规定的阈值以下时，即判断为不合格状态。另外，在本发明中，作为判断不合格用的电流变化的加速度，可以利用或适当选择任一时刻的加速度。在本发明中，取代将电流变化的加速度的值原封不动地与规定的阈值比较进行不合格判断，而是通过考虑周边温度和其他条件，适当修正上述电流变化的加速度的值或阈值，并且根据修正后的值，进行不合格判断也可以。

电流变化的加速度不但受试料导入试药层中的量的多少左右，而且受各个电极或试药层的条件左右。存在着因这些条件引起的电流变化的加速度在规定阈值以下的情况。与此相对，利用本发明的不合格判断方法，即使有如此的不完全，也可以适当地检测。因此，利用本发明的不合格判断方法，不只是可以单纯地判断试料导入试药层中的量是否足够，而且可以广泛地判断进行分析处理的必要的规定条件是否充足。

在本发明中，作为测定对象的试料的电气物理量不仅限于电流，还可以有电流以外的电压、或电荷的变化量等。作为试药层，可以不用血液中的葡萄糖，而利用与胆固醇或乳酸等起反应的物质，来进行浓度的测定。

在试料分析时，也有不使用试药层的情况。由于这样，作为接收试料用的收容部件，可以不用上述的生物传感器，使用没有试药层的结构也可以。另外，在收容部件本身上也可以不设置测定电流等用的端子。