专利名称：测定装置、测定系统和浓度测定方法
技术领域：
本发明涉及液体样品中目标物质的浓度的测定装置、测定系统和浓度测定方法。
背景技术：
一直以来，作为测定血液等液体样品的装置，提出了利用通过酶的氧化还原反应 的测定系统。作为这样的系统，例如提出了具有在绝缘性基板上形成的工作电极和反电极，和 包括在工作电极和反电极上设置的、以目标物质作为基质的氧化还原酶和电子介体的反应 层的生物传感器；以及检测通过在工作电极和反电极之间施加电压而在两电极间产生的电 流，基于该电流值，求出葡萄糖浓度的系统。然而，在这样的测定系统中，由于易氧化的化合物(如抗坏血酸和尿酸)等干扰物 质的存在，会引起电流值发生变动，无法进行正确的浓度测定的情况。由此，为得到目标物质的正确浓度，提出了如下的方法，具有第1电极系统，检测 血液成分的氧化还原反应中流过的电流值；第2电极系统，用于检测血细胞量；和第3电极 系统，用于检测干扰物质量。通过在该第3电极系统的工作极上使用至少未被配置有介体 的生物传感器，在该第3电极系统上施加1个电压值的电压，而得到反映干扰物质浓度的电 流值，基于该电流值，来补正目标物质的测定结果(专利文献1和2)。专利文献1 国际公开第2005/103669号小册子专利文献2 特开平11-344462号公报
发明内容
然而，由于干扰物质的各个种类的易氧化的电位不同等原因，现有的系统中，有着 无法排除干扰物质的影响的情况。由此，希望有能够更加正确地测定液体样品中的目标物质的装置和方法。为达到此目的，第1测定装置是测量滴在具有第1和第2电极系统的生物传感器 上的样品中的目标物质的浓度的测定装置，包括安装部，其用于安装所述生物传感器；电 压施加部，其进行对所述第1电极系统施加第1电压的第1电压施加动作，和对所述第2电 极系统在互不相同的定时施加大小互不相同的两种以上的第2电压的第2电压施加动作； 浓度获取部，其基于施加所述第1电压时的所述第1电极系统的电流值，获取所述目标物质 的浓度；和补正部，其基于所述第2电极系统的电流值的在所述第2电压施加时的两种以上 的所述定时之间的变化量，补正所述浓度获取部所获取的所述浓度。另外，第2测定装置是测量滴在具有第1和第2电极系统的生物传感器上的样 品中的目标物质的浓度的测定装置，包括安装部，其用于安装所述生物传感器；电压施加 部，其进行对所述第1电极系统施加第1电压的第1电压施加动作，和对所述第2电极系统 施加作为扫描电压的第2电压的第2电压施加动作；浓度获取部，其基于在施加所述第1电 压时的所述第1电极系统的电流值，获取所述目标物质的浓度；和补正部，其基于所述第2
5电极系统的电流值的由所述第2电压的扫描所带来的变化量，补正所述浓度获取部所获取 的所述浓度。另外，第1测定系统具有生物传感器和测定装置。另外，第1浓度测定方法是测量滴在具有第1和第2电极系统的生物传感器上的 样品中的目标物质的浓度的测定装置中的浓度测定方法，包括第1电压施加步骤，对所述 第1电极系统施加第1电压；浓度获取步骤，基于所述第1电压施加步骤中的所述第1电极 系统的电流值，获取所述目标物质的浓度；第2电压施加步骤，对所述第2电极系统在互不 相同的定时施加大小互不相同的两种以上的第2电压；和补正步骤，基于所述第2电极系统 的电流值的在所述第2电压施加步骤中的两种以上的所述定时之间的变化量，补正在所述 浓度获取步骤所获取的所述浓度。另外，第2浓度测定方法是测量滴在具有第1和第2电极系统的生物传感器上的 样品中的目标物质的浓度的测定装置中的浓度测定方法，包括第1电压施加步骤，对所述 第1电极系统施加第1电压；浓度获取步骤，基于所述第1电压施加步骤中的所述第1电极 系统的电流值，获取所述目标物质的浓度；第2电压施加步骤，对所述第2电极系统施加作 为扫描电压的第2电压；和补正步骤，基于所述第2电极系统的电流值的由在所述第2测 定步骤的所述第2电压的扫描所带来的变化量，补正在所述浓度获取步骤所获取的所述浓 度。
图1是表示实施方式的测定系统的外观的立体图。图2是表示生物传感器的主要部分结构的分解立体图。图3是表示测定装置的主要部分结构的�？橥�。图4A是表示干扰物质的检测时的电压值的一概图。图4B是对于图4A所示电压施加的电流的响应曲线的一例。图5A是表示目标物质的检测时的电压值的一概图。图5B是对于图5A所示电压施加的电流的响应曲线的一例。图6是补正量表的具体例。图7A是表示含有醋氨酚的样品的未补正值和补正后的值的与真值的背离度的曲 线图。图7B是表示含有抗坏血酸的样品的未补正值和补正后的值的与真值的背离度的 曲线图。图8是表示干扰物质的检测时的电压值的一概图的另外的例子。图9是表示比较方式的生物传感器的分解立体图。图IOA是表示比较方式的测定工作时的电压的一概图。图IOB是对于图IOA的电压施加的响应曲线。图11是比较方式的补正量表。图12A是表示比较方式的含有醋氨酚的样品的未补正值和补正后的值的与真值 的背离度的曲线图。图12B是表示含有抗坏血酸的样品的未补正值和补正后的值的与真值的背离度
6的曲线图。符号说明100测定系统10生物传感器IOa样品导入口IOb样品供应通道Ila第1工作电极lib第2工作电极Ilc检测电极Ild反电极12试剂层13隔离器14 盖子20测定装置205基准电压源(电压施加部的一部分)206计算部(包括电压施加部的一部分、浓度获取部、补正部、补正量选择部)206a CPU206b存储器(存储部)
具体实施例方式[1]第1实施方式(1-1)测定系统对于本实施方式所涉及的测定系统100的概要，参照图1进行说明。图1是表示 测定系统100的外观的立体图。如图1所示，测定系统100具有生物传感器10和测定装置20。测定装置20具有 显示测定结果的显示部21、和插入生物传感器10的插入部(安装部)22。显示部21优选 为使用液晶显示屏。生物传感器10在纵向一端具有样品导入口 10a。在生物传感器10的 纵向的两个端部当中，与设有样品导入口 IOa相反的端部，被插入测定装置20的插入部22。此外，所谓液体样品，不限于特定样品，可以采用血液、汗、尿等来自生物体的液体 样品，来自江河湖海等自然环境的液体样品，和来自食品的液体样品等各种样品。另外，测定的目标物质也不限于特定的物质，而通过改变生物传感器10的后述的 试剂层12中的酶等，可应对各种物质。(1-2)生物传感器对于生物传感器10的详细构造，参照图2的分解立体图进行说明。如图2所示，生物传感器10具有基板11、基板11上配置的试剂层12、与基板11 的配置了试剂层12的一侧的面对置配置的隔离器(spacer) 13、和配置为与基板11之间夹 有隔离器的盖子14。在生物传感器10的纵向的一端设有样品导入口 10a。基板11具有由聚对苯二甲酸乙二醇酯等构成的绝缘性基板111、和其表面上所形 成的电极层。电极层被激光等分割，由分割的电极层，形成第1工作电极11a、第2工作电极lib、检测电极11c、和反电极lid。具体而言，第1工作电极11a、第2工作电极lib、检测电 极11c、和反电极lld，从样品导入口 IOa的近旁，向与样品导入口 IOa分离的方向，沿着后 述的样品供应通道IOb的纵向，按照反电极Ild的端部、第2工作电极lib的端部、第1工 作电极Ila的端部、和检测电极Ilc的端部这样的顺序配置而形成。此外，在样品供应通道 IOb的纵向，反电极Ild的一部分也被配置在第2工作电极lib和第1工作电极Ila之间。如后述，第1工作电极Ila和反电极lld，作为用于目标物质的检测的第1电极系 统而起作用；而第2工作电极lib和反电极lld，作为用于干扰物质的检测的第2电极系统 而起作用。试剂层12为含有酶的层，配置为与第1工作电极11a、检测电极Ilc和反电极Ild 相接触。试剂层12配置为不与第2工作电极lib相接触。试剂层12中在含有酶的同时， 还可以含有电子介体等其它成分。作为酶，优选使用以目标物质为基质的氧化还原酶。作为这样的酶的例子，在目标 物质为葡萄糖的情况下，可列举葡萄糖氧化酶，或者葡萄糖脱氢酶；而在目标物质为乳酸的 情况下，可列举乳酸氧化酶，或者乳酸脱氢酶；而在目标物质为胆固醇的情况下，可列举胆 固醇酯酶，或者胆固醇氧化酶；而在目标物质为乙醇的情况下，可列举乙醇氧化酶；而在目 标物质为胆红素的情况下，可列举胆红素氧化酶等。酶不限于这些，而根据目标物质恰当选 择。此外，作为目标物质，除了这些之外，还可以列举甘油三酯、尿酸等。作为电子介体，优选从例如赤血盐、对苯醌、对苯醌衍生物、氧化型吩嗪硫酸甲酯、 亚甲蓝、二茂铁和二茂铁衍生物等所组成的群中选择至少一种。隔离器13为具有大致矩形的切口 131的板状的部件。隔离器13，在生物传感器 10的各部件组合的状态下，形成由基板11、盖子14、切口 131的里面所围成的样品供应通道 IOb0样品供应通道IOb的一端成为样品导入口 10a。盖子14为平坦的板状部件。盖子14具有从与隔离器13相向的面贯穿至其反面 的气孔14a。气孔14a配置于后述的样品供应通道IOb的上方、尤其是与样品导入口 IOa — 侧相对的样品供应通道IOb的端部的上方。使用生物传感器10时，使用者可以在样品导入口 IOa上滴液体样品。滴在样品导 入口 IOa的液体样品，由于毛细现象，在样品供应通道IOb内，进入生物传感器10的深处， 到达第2工作电极lib和反电极lld，接下来到达第1工作电极Ila和检测电极11c。例如测定系统100用于血糖值测定的情况下，使用者可将自身的手指、手掌或是 手腕等穿刺，挤出少量血液，将该血液作为液体样品提供给测定。(1-3)测定装置对测定装置20的主要部分的结构，参照图3的�？橥冀兴得�。如图3所示，测定装置20在上述结构之外，还具有在生物传感器10、和生物传感器 10的电极lla、llb、llc和Ild当中至少两个电极之间施加电压的控制电路200。控制电路200如图3所示，具有4个连接器201a、201b、201c和201d、切换电路 202、电流/电压变换电路203、模拟/数字变换电路(以下称为A/D变换电路)204、基准电 压源(电压施加部的一部分)205、和计算部206。计算部206如后述，作为电压施加部的一 部分、浓度获取部、补正部、和补正量选择部而起作用。如图3所示，连接器201a、201b、201c和201d在生物传感器10插入到插入部22中的状态下，分别与第1工作电极11a、第2工作电极lib、检测电极11c、和反电极Ild连接。切换电路202，或者切换与基准电压源205连接的电极，或者切换对各电极施加的 电压值。电流/电压变换电路203，根据从控制电路所发给的指示获取电流值的信号，将与 电流/电压变换电路203所连接的两个电极间流过的电流量变换为电压值。之后，变换过 的电压值由A/D变换电路204变换为数字值，输入CPU206a，存放于计算部206的存储器。计算部206具有CPU (Central Processing Unit，中央处理器)206a、和存储器(存 储部)206b。存储器中具有用于决定血液样品中的目标物质的浓度的换算表Tbl、和用于决 定该浓度的补正量的补正量表Tb2。计算部206基于上述存放的电压值，通过参照换算表Tbl，计算出目标物质的临时 浓度。计算部206进一步使用补正量表Tb2中的补正量，决定目标物质的最终浓度。这些 处理的详情后述。另外，计算部206除了作为浓度获取部和补正部的功能之外，还具有切换电路202 的切换控制、来自A/D变换电路204的输入、作为施加电压部的基准电压源205的电压控 制、浓度测定和补正量选择时的时间的测定(定时器功能)、向显示部21的显示数据的输 出、和与外部设备的通信功能，还进行测定装置20的整体的控制。计算部206的各种功能，通过CPU206a读出并执行在未图示的R0M(Read Only Memory只读存储器)中存放的程序而实现。(1-4)浓度测定生物传感器10插入测定装置20的插入部22时，接收来自计算部206的CPU206a 的指令，切换电路202通过连接器201a将第1工作电极Ila连接至基准电压源205，经过连 接器201c将检测电极Ilc连接至电流/电压变换电路203。然后在此状态下，在生物传感 器10的样品导入口 IOa滴上液体样品，进一步地该液体样品由于毛细现象而进入样品供应 通道IOb内，到达检测电极Ilc时，第1工作电极Ila和检测电极Ilc之间的电流值发生变 化。其结果是，对计算部206输入的电压值改变(增大)。该变化由CPU206a检测。然后以 该检测为触发，进行下面(a)和(b)的工作。(a)干扰物质的检测在图4A中示出干扰物质的检测时的电压值的一概图(profile)。图4A的纵轴表 示施加电压值(V)，横轴表示时间(秒)。如图4A所示，以检测到液体样品的导入的时刻为0，计算部206的CPU206a开始时 间tl、t2、t3和t4的计时。时间tl t4，只要满足tl < t2 < t3 < t4的关系就可以，而不限于具体的数值。 时间tl t4，可根据样品供应通道IOb的长度(生物传感器10的纵向的长度)、宽度(生 物传感器10的横向的长度)、试剂层12的组成、试剂层12的向液体样品的易溶性等而恰当 地设定。根据来自CPU206a的指令，切换电路202保持第2工作电极lib与基准电压源205 的连接，和反电极Ild与电流/电压变换电路203的连接，直到时间t4的计时结束为止。从计时开始(时间0)直到经过时间tl为止，也就是第1步骤Sl中，根据CPU206a 的指令，在第2工作电极lib与反电极Ild之间所施加的电压为开路电压。
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时间tl的计时结束后，直到时间t2的计时结束为止，也就是第2步骤S2(第2电 压施加步骤)中，在第2工作电极lib与反电极Ild之间施加闭路电压(第2电压)。时间t2的计时结束后，直到时间t3的计时结束为止，也就是第3步骤S3中，在第 2工作电极lib与反电极Ild之间所施加的电压为开路电压。时间t3的计时结束后，直到时间t4的计时结束为止，也就是第4步骤S4(第2电 压施加步骤)中，在第2工作电极lib与反电极Ild之间施加闭路电压v2(第2电压)。时间tl t4优选设定为，在受到液体样品中的目标物质的氧化还原反应的影响 之前，也就是在溶解的试剂层到达第2工作电极上之前，进行第2步骤S2和第4步骤S4的 电压施加。更具体而言，第1步骤Sl的长度(即时间tl)可在0秒以上、1秒以下的范围内设 定，第2步骤S2的长度(即时间(t2-tl))可在0.5秒以上、1.0秒以下的范围内设定，第3 步骤S3的长度(即时间(t3-t2))可在0.5秒以上、3.0秒以下的范围内设定，第4步骤S4 的长度(即时间(t4-t3))可在1.0秒以上、3.0秒以下的范围内设定。电压vl和v2，优选为在进行各种干扰物质的氧化还原反应的电位以上。另外，电 压vl和v2，优选设定为低于发生水的电解的值。由此，液体样品自身不会电解，能得到干扰 物质的正确的测定结果。发生水的电解的电压值，根据传感器的电极构造等而改变，但在例 如2. OV左右。另外，电压vl优选为小于电压v2。这是由于根据干扰物质的种类，氧化还原的电 位不同的原因。更具体而言，电压vl优选设定为某种干扰物质会发生氧化还原反应，而其 它的干扰物质则不易发生氧化还原反应的值。然后，电压2设定为双方的干扰物质都会发 生氧化还原反应的值。通过将电压vl和v2作这样的设定，根据干扰物质的种类，后述的电 流值的变化量(也就是斜率)成为互不相同的值，所以可以根据干扰物质的种类而补正目 标物质的浓度测定值。因此，电压vl优选为设定于0. IV^ vl ^ 1.0V的范围内，更加优先为设定于 0. IV ^ vl ^ 0. 3V 的范围内。另外，电压v2优选为设定于0. IV ^ v2 ^ 1.0V的范围内，更加优先为设定于 0. 4V ^ v2 ^ 0. 8V 的范围内。图4B中示出具体的电流响应曲线。图4B的响应曲线中，纵轴表示响应电流值 (μ A)，横轴表示时间(秒)。图4Β的曲线A(实线)、Β(细虚线)、和C(粗虚线)是表示除了液体样品不同之 外，在相同条件下测定的电流值的曲线。曲线A是关于葡萄糖浓度调整为100mg/dL(分升) 的血液的、未添加干扰物质的样品A的响应曲线；曲线B是关于在曲线A的血液中添加醋 氨酚使浓度为10mg/ml的样品B的响应曲线；曲线C是关于在曲线A的血液中添加抗坏血 酸使浓度为10mg/ml的样品C的响应曲线。此外对这些样品，继续进行了后述的步骤S5 S7。在任一测定中，都使用了 FAD-GDH(以黄素腺嘌呤二核苷酸作为辅酶的葡萄糖脱 氢酶，以下称为FAD-GDH)作为氧化还原酶。另外，第1步骤Sl进行1秒钟，第2步骤S2进 行0. 5秒钟，第3步骤S3进行1秒钟，第4步骤S4进行1秒钟，作为整体进行3. 5秒钟的 电流值测定。电压vl为0. 3V，电压v2为0. 6V。
如图4B所示，施加电压越大，检测电流值也变得越大，而波形则根据有无干扰物 质、和干扰物质的种类而不同。计算部206的CPU206a，对于一种样品所得的电流值当中，计算出从第2步骤S2的 电流值的最大值到第4步骤S4的电流的最大值为止的斜率。具体而言，如图4B所示，所有的波形中，都是第2步骤S2的电流值在电压vl的施 加开始时为最大，第4步骤S4的电流值在电压v2的施加开始时为最大。CPU206a对波形 A，计算从第2步骤S2开始时的电流值Ial至第4步骤S4开始时的电流值Ia2为止的斜率 a ；对波形B，也计算在同样的定时所得的从电流值Ibl至Ib2为止的斜率b ；对波形C，也计 算在同样的定时所得的从电流值Icl至Ic2为止的斜率C。斜率a、b和c在图4B中以直 线表示。如此，计算部206通过计算各施加电压值的响应电流值的最大值之间的斜率，可 减低浓度补正的误差。如后述，时间t4的计时结束时的电流值(最终响应值ia2、ib2、和ic2)也可用于 浓度补正。这些斜率和最终响应值存放于计算部206内的存储器206b中。此外，所谓“斜率”，由于是指纵轴分量(电流值)的增加量/横轴分量(时间)的 增加量，所以是单位时间内的电流值的增加量。另外，如上所述，实际中计算部206在斜率a c的计算时所用的是电流值变换为 电压值的值。然而，由于由变换而得的电压值反映了电流的大�。晕怂得鞯姆奖悖� 用了“电流值”这样的用语。(b)目标物质的检测如上所述，以第1工作电极Ila和检测电极Ilc之间的电流值的变化为触发，进行 以下的动作。也就是说，目标物质的检测与所述(a)栏的干扰物质的检测是平行进行的。此 外，目标物质的检测的开始定时不限于此。检测到液体样品到达检测电极Ilc时，根据CPU206a输出指令，则切换电路202连 接第1工作电极Ila和基准电压源205，连接反电极Ild和电流/电压变换电路203，进行 目标物质(例如葡萄糖)的检测。液体样品到达试剂层12时，由于试剂层12溶解于液体样品中，就形成了含有液体 样品和氧化还原酶的反应样品；由反应样品中的氧化还原反应，渐渐开始生成电子介体的 氧化剂或是还原剂。CPU206a通过检测第1工作电极1 Ia和反电极1 Id之间的电流值的变化，可检测出 该氧化剂或还原剂的浓度，也就是目标物质的浓度。图5A中示出目标物质的检测时的电压值的一概图。图5A的纵轴表示施加电压值 (V)，横轴表示时间(秒)。计算部206的CPU206a如上所述，以检测到第1工作电极Ila和检测电极Ilc之 间的电流值的变化的时刻为“0”，开始时间T1、T2、和Τ3的计时。时间Tl Τ3，只要满足Tl < Τ2 < Τ3的关系，且是对目标物质的浓度测定可得到 充足的电流值的数值，就不限于具体的数值。时间Tl Τ3，可考虑目标物质的种类、生物传 感器10的结构、试剂层12的组成等各种条件而设定。
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如图5A所示，从计时开始(时间0)直到经过时间Tl为止，也就是第5步骤S5 (第 1电压施加步骤)中，根据CPU206a的指令，在第1工作电极Ila与反电极Ild之间施加闭 路电压Va(第1电压)。时间Tl的计时结束后，直到时间T2的计时结束为止，也就是第6步骤S6中，在第 1工作电极Ila与反电极Ild之间所施加的电压为开路电压。时间T2的计时结束后，直到时间T3的计时结束为止，也就是第7步骤S7(第1电 压施加步骤)中，在第1工作电极Ila与反电极Ild之间施加闭路电压Vb (第1电压)。此处，第5步骤S5的电压的施加为液体样品的预处理，而实际上目标物质的浓度 测定所用的是第7步骤S7中所得的电流值。通常电压Va设定为大于Vb。电压Vb设定为可 使由酶反应所生成的还原性电子载体氧化的程度，或是可使氧化性电子载体还原的程度。图5B中示出具体的电流响应曲线，图5B的响应曲线中，纵轴表示响应电流值 (μΑ)，横轴表示时间(秒)。此外，样品的组成和所用的酶等，如所述(a)栏中所述。这样的情况下，图5B所示的例中，第5步骤S5为2秒钟，第6步骤S6为1秒钟， 第7步骤S7为2秒钟，步骤S5 S7为5秒钟。电压Va为0. 60V,电压Vb为0. 40V。图5B的曲线A、B和C分别为由第1工作电极Ila和反电极Ild之间所施加的施 加电压而得的电流值。如上所述，图4B的曲线A、B和C分别为由第2工作电极lib和反电 极Ild之间所施加的施加电压而得的电流值。也就是说，测定装置20中，可使用不同的工 作电极来并行执行两个处理(a)和(b)。(c)浓度计算CPU206a基于所述(b)栏的处理所得的T3的电流值，从换算表Tbl中，选择该电流 值所对应的浓度为临时浓度(浓度获取步骤)。上述的图5B的例中，换算表Tbl包括电流值和与之关联的葡萄糖浓度。也就是说， CPU206a将第7步骤S7结束时所得的电流值，即第7步骤S7中所得电流值的最小值，与换 算表Tbl的电流值相比较，选择相应的电流值所对应的葡萄糖浓度作为临时浓度。此外，该临时浓度中，如图5B的A、B所示，由于有因各种干扰物质(醋氨酚、抗坏 血酸)的存在所带来的对响应电流值的影响，所以需要对此进行补正(消除)。(d)补正CPU206a基于上述(a)栏的处理所得的斜率值，从换算表Tb2中，选择补正量，用该 补正量补正上述(c)栏的处理所得的浓度，作为最终的测定结果。上述图4B和图5B的例所用的补正量表Tb2的具体例示于图6。如图6所示，补正 量表Tb2具有与斜率值和临时浓度两者关联的补正量。CPU206a基于上述(a)栏的处理所得的斜率值、上述(a)栏的处理所得的最终响应 值(Int (μ A))、和上述(a)栏的处理所得的临时浓度，而选择补正量(补正量选择步骤)。CPU206a基于所选择的补正量，补正所述(c)中目标物质的浓度的测定结果(补正 步骤)。(实施例)对图4B和图5B的例的处理，作更为详细的说明。首先，图5B的例中，基于所得的电流值，从换算表Tbl选择了浓度的情况下，即未 进行补正的情况下，以图7A和图7B中的实线表示所得的浓度与真值之间的背离度(％ )。图7A和图7B中，横轴为干扰物质的浓度，纵轴为与真值的背离度(％ )。此外，真值的背离 度为0%。如图7A所示，醋氨酚浓度为10mg/ml的情况下，与真值的背离度为+8%。另外，如 图7B所示，抗坏血酸浓度为10mg/ml的情况下，与真值的背离度为+18%。接下来，对进行本实施方式的处理的情况进行说明。首先，对干扰物质为醋氨酚的样品B进行说明。上述(a)栏的处理中，如图4B所 示，对于样品B，第2步骤S2的电流的峰值(最大值)Ibl为1. 4 μ Α。像这样的峰值Ibl�。� 是由于醋氨酚的氧化还原电位高的特性所致。然而，第4步骤S4中，由于施加了大如0.6V的电压，所以峰值Ib2表示了如 4. A大的值。将这两个峰值作线性回归所求出的斜率b为2. 6。另外，最终响应值ib2 为 1. 38 μ A0由于上述(c)的处理中计算出的葡萄糖浓度为108mg/dL，所以选择对应于葡萄糖 浓度100mg/dL、斜率彡2. 4、Int为1.38 μ A的补正量。如图6所示，因为补正量为-10%， 所以补正结果所得浓度为97. 2mg/dL。如图7A所示，如此所得的补正后的浓度，比未补正的值更接近真值。接下来，对干扰物质为抗坏血酸的样品C进行说明。在上述(a)栏的处理中，如图4B所示，对于样品C，第2步骤S2的电流的峰值(最 大值)Icl为3. 6 μ A ；另夕卜，第4步骤S4中，峰值Ic2为4. 2 μ Α。将这两个峰值作线性回归 所求出的斜率c为0.6。另外，最终响应值ic2为1.65 μ A。由于上述(c)的处理中计算出的葡萄糖浓度为118mg/dL，所以选择对应于葡萄糖 浓度100mg/dL、斜率彡1.5、Int为1.65 μ A的补正量。如图6所示，因为补正量为-16%， 所以补正结果所得浓度为99. lmg/dL。[2]其它实施方式(2-1)第1实施方式的测定装置20在上述(a)的处理中，在大小不同的2个电压 值下分别测定电流值，通过从这些电流值之间的斜率而决定对干扰物质的补正量，而可以 测定正确的浓度。然而，本发明不限于此，也可以在3个以上的电压值下得到电流值，基于通过将这 3个以上的电流值作线性回归所得的斜率，而选择补正量。可以得到施加电压种类越多、精度越提高的效果。(2-2)在补正量的决定时所用的“斜率”，在得到3个以上的电流值的情况下，也可 以通过选择其中一部分进行线性回归而得到。(2-3)也可以基于斜率以外的电流值的变化量而选择补正量。例如，也可以在2个 电压值下测定电流值，CPU计算出所得2个电流值的差，CPU基于这个差而选择补正量。(2-4)第1实施方式中，第2步骤S2和第4步骤S4中，在一个步骤内的电压值一 定。也就是说，第1实施方式中，第2步骤和第4步骤，是对第2电极系统(第2工作电极 lib和反电极lid)施加为了得到补正量的决定所用的电流值的第2电压的第2电压施加步 骤。换言之，第1实施方式的测定装置20中，第2步骤S2和第4步骤S4中，执行第2电压 施加工作。然后，第1实施方式中，在施加电压vl作为第2电压之后，施加大于电压vl的 电压v2。
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然而，第2电压施加工作、第2电压步骤、和第2电压不限于此。例如，计算部206 可以使从基准电压源205施加至第2工作电极lib的电压成为扫描(swe印)状。也就是说， 计算部206可以使第2电压的电压值连续变化。尤其电压值优选被控制为随着时间的推移 而单调增加。扫描时各步骤的电压值，也如已述那样。更加具体而言，如图8所示，电压值优选被控制为随着时间的推移而线性增加。图8中省略了时间t2和t3。另外，时间tl设定为0。电压值vl和v2如已述。本实施方式中，目标物质的检测的流程也可以与第1实施方式相同。(2-5)另外，如上所述，可以从电流值的峰值之间的变化量来决定补正量，但也可 以基于峰值以外的定时的电流值来得到变化量。(2-6)补正量和临时浓度的决定方法，除了从表中选择以外，也可以使用由校准曲 线计算等方法。(2-7)第1实施方式中，第1电极系统和第2电极系统共有1个反电极lid。然而， 第1电极系统和第2电极系统也可以分别有各自的反电极。(2-8)第1实施方式中，试剂层12配置为避开第2工作极lib上。然而，也可以在 第2工作电极上配置与用于目标物质检测的试剂层所不同的试剂层。所谓不同的试剂层， 换言之可以是“组成为不同的试剂层”，作为这样的试剂层，可以列举例如不含有酶的试剂层等。(2-9)第1实施方式中，作为第1电压步骤，执行第5步骤S5和第7步骤S7。换 言之，第1实施方式的测定装置20中，第5步骤S5和第7步骤S7中，执行第1电压施加工 作。然后，作为第1电压，第5步骤S5中施加电压Va，之后的第7步骤S7中，施加小于电压 Va的电压Vb。然后，基于电压Vb施加时的电流值，进行目标物质的浓度测定。然而，第1电压施加工作、第1电压步骤、和第1电压不限于此，而结合目标物质的 种类、生物传感器的构造、和其它的各种条件，在目标物质的浓度可测定的范围内，是可以 变动的。[3]比较方式以下对于比较方式所涉及的测定系统进行说明。此外，对具有与已经说明的部件 相同功能的部件，附以相同的符号，省略其说明。如图9的分解立体图所示，该测定系统的生物传感器300，除了具有代替基板11的 基板311以外，与上述生物传感器10为相同的结构。基板311具有第1工作电极11a、检测 电极11c、和反电极lld，而不具有第2工作电极。另外，试剂层12配置为与第1工作电极 11a、检测电极Ilc和反电极Ild的所有相接触。另外，本方式的测定系统，测定装置(未图示)的测定工作也不相同。图IOA的测定工作时的电压的一概图在图IOB中表示为响应曲线。如图IOA和图 IOB所示，本方式的测定装置在施加一定的电压V之下，从时间0开始至t为止，测定电流值。然后，CPU基于图IOB的电流值，参照换算表得到临时浓度。然后CPU基于时间t 所得的最终响应值，从图11所示表中选择补正量，补正临时浓度。图12A中表示以本方式的测定系统测定并补正含有醋氨酚的样品中的葡萄糖浓 度时的与真值的背离度(％ )。图12B中表示使用以抗坏血酸作为样品时的背离度。
本比较方式中，无法确定液体样品中包括的含有醋氨酚的样品与含有抗坏血酸的 样品的占有比例。为此，只能进行预先推测液体样品中含有的各种干扰物质的比例的以相 同的补正量而进行的补正。也就是说，根据干扰物质的种类，本比较方式中，因为尽管对目标物质的检测结果 的影响度不同，还是以相同的补正量进行补正，所以如图12A所示，对于含有醋氨酚的样品 是过度补正；而如图12B所示对于抗坏血酸则是补正不足。其结果是补正后的值与真值的 背离度变大。对此，上述的实施例中，虽然醋氨酚和抗坏血酸使用相同的表，但因为基于电流值 的斜率而选择补正值，所以可以根据干扰物质而选择不同的补正值，可以进行更为合适的 补正。
权利要求
一种测定装置，测定滴在具有第1和第2电极系统的生物传感器上的样品中的目标物质的浓度，其特征在于，包括安装部，其用于安装所述生物传感器；电压施加部，其进行对所述第1电极系统施加第1电压的第1电压施加动作和对所述第2电极系统在互不相同的定时施加大小互不相同的两种以上的第2电压的第2电压施加动作；浓度获取部，其基于施加了所述第1电压时的所述第1电极系统的电流值，获取所述目标物质的浓度；和补正部，其基于所述第2电极系统的电流值的在所述第2电压施加时的两种以上的所述定时之间的变化量，补正所述浓度获取部所获取的所述浓度。
2.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于，所述电压施加部，在施加了作为所述第2电压的某一大小的电压之后，施加比该电压 更大的电压。
3.一种测定装置，测定滴在具有第1和第2电极系统的生物传感器上的样品中的目标 物质的浓度，其特征在于，包括安装部，其用于安装所述生物传感器；电压施加部，其进行对所述第1电极系统施加第1电压的第1电压施加动作和对所述 第2电极系统施加作为扫描电压的第2电压的第2电压施加动作；浓度获取部，其基于在施加了所述第1电压时的所述第1电极系统的电流值，获取所述 目标物质的浓度；和补正部，其基于所述第2电极系统的电流值的由所述第2电压的扫描所带来的变化量， 补正所述浓度获取部所获取的所述浓度。
4.根据权利要求3所述的测定装置，其特征在于，所述电压施加部，随时间的经过，使所述第2电压的大小增加。
5.根据权利要求4所述的测定装置，其特征在于，所述电压施加部，随时间的经过，使所述第2电压的大小线性增加。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的测定装置，其特征在于，所述电压施加部，在施加了作为所述第1电压的某一大小的电压之后，施加比该电压 更小的电压；所述浓度获取部基于所述第1电压中的后一个电压施加时的所述第1电极系统的电流 值获取所述目标物质的浓度。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的测定装置，其特征在于，所述补正部基于在大小不同的电压下所测定的电流值间的单位时间内的变化量，进行 补正。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的测定装置，其特征在于，所述补正部包括存储部，其存储多个补正量；和补正量选择部，其根据所述变化量，从所述存储部内的补正量中选择用于所述补正的 补正量。
9.根据权利要求1至7中的任意一项所述的测定装置，其特征在于， 所述补正部包括存储部，其存储多个补正量；和所述补正量选择部，根据所述变化量和所述浓度获取部所获取的浓度，从所述存储部 内的补正量中选择用于所述补正的补正量。
10.一种测定系统，其特征在于，包括具有第1电极系统和第2电极系统的生物传感器；和 权利要求1至9中的任意一项所述的测定装置。
11.根据权利要求10所述的测定系统，其特征在于， 所述第1电极系统具有第1工作电极和反电极； 所述第2电极系统具有第2工作电极和所述反电极；所述生物传感器还具有至少配置在所述第1工作电极上的试剂层；和配置在第2工 作电极上、且包括与所述第1电极系统上的试剂层中的试剂不同的试剂的试剂层。
12.根据权利要求10所述的测定系统，其特征在于， 所述第1电极系统具有第1工作电极和反电极； 所述第2电极系统具有第2工作电极和所述反电极；所述生物传感器还具有至少配置在所述第1工作电极上、且未配置在所述第2工作电 极上的试剂层。
13.根据权利要求10或11所述的测定系统，其特征在于， 所述生物传感器还包括样品供应通道，其用于将液体样品提供给所述第1和第2电极系统；和 样品导入口，其用于向所述样品供应通道导入液体样品；所述第1电极系统在所述样品供应通道中设置在与所述第2电极系统相比离所述样品 导入口更远的位置。
14.根据权利要求10至13中的任意一项所述的测定系统，其特征在于，所述目标物质是从葡萄糖、乳酸、尿酸、胆红素、胆固醇所组成的群中所选择的至少一种。
15.根据权利要求11或12所述的测定系统，其特征在于， 所述第1电极系统上配置的试剂层含有氧化还原酶； 所述目标物质是葡萄糖；所述氧化还原酶是葡萄糖氧化酶以及/或者葡萄糖脱氢酶。
16.一种浓度测定方法，是测定滴在具有第1和第2电极系统的生物传感器上的样品中 的目标物质的浓度的测定装置中的浓度测定方法，其特征在于，包括第1电压施加步骤，对所述第1电极系统施加第1电压；浓度获取步骤，基于所述第1电压施加步骤中的所述第1电极系统的电流值，获取所述 目标物质的浓度；第2电压施加步骤，对所述第2电极系统在互不相同的定时施加大小互不相同的两种 以上的第2电压；和补正步骤，基于所述第2电极系统的电流值的在所述第2电压施加步骤中的两种以上的所述定时之间的变化量，补正在所述浓度获取步骤所获取的所述浓度。
17.根据权利要求16所述的浓度测定方法，其特征在于，在所述第2电压施加步骤中，在施加了作为所述第2电压的某一大小的电压之后，施加 比该电压更大的电压。
18.一种浓度测定方法，是测定滴在具有第1和第2电极系统的生物传感器上的样品中 的目标物质的浓度的测定装置中的浓度测定方法，其特征在于，包括第1电压施加步骤，对所述第1电极系统施加第1电压；浓度获取步骤，基于所述第1电压施加步骤中的所述第1电极系统的电流值，获取所述 目标物质的浓度；第2电压施加步骤，对所述第2电极系统施加作为扫描电压的第2电压；和 补正步骤，基于所述第2电极系统的电流值的由在所述第2测定步骤的所述第2电压 的扫描所带来的变化量，补正在所述浓度获取步骤所获取的所述浓度。
19.根据权利要求18所述的浓度测定方法，其特征在于，在所述第2电压施加步骤中，随时间的经过，使第2电压的大小增加。
20.根据权利要求19所述的浓度测定方法，其特征在于，在所述第2电压施加步骤中，随时间的经过，使第2电压的大小线性增加。
21.根据权利要求16至20中的任意一项所述的浓度测定方法，其特征在于， 所述第1电压施加步骤中，在施加了作为所述第1电压的某一大小的电压之后，施加比该电压更小的电压；在所述浓度获取步骤中，基于所述第1电压中的后一个电压施加时的所述第1电极系 统的电流值，获取所述目标物质的浓度。
22.根据权利要求16至21中的任意一项所述的浓度测定方法，其特征在于， 所述补正步骤中，基于在大小不同的电压下所测定的电流值间的单位时间内的变化量，进行补正。
23.根据权利要求16至22中的任意一项所述的浓度测定方法，其特征在于，所述补正步骤包括补正量选择步骤，在所述补正量选择步骤中，根据所述变化量，从多 个补正量中选择与所述变化量对应的补正量。
24.根据权利要求16至23中的任意一项所述的浓度测定方法，其特征在于，包括补正量选择步骤，在该补正量选择步骤中根据所述变化量和在所述浓度测定步骤 所获得的所述浓度选择所述补正量。
25.根据权利要求16至24中的任意一项所述的浓度测定方法，其特征在于，所述目标物质是从葡萄糖、乳酸、尿酸、胆红素、胆固醇所组成的群中所选择的至少一种。
全文摘要
第1测定装置是一种测量滴在生物传感器上的样品中的目标物质的浓度的测定装置，特别地构成为，对生物传感器的电极系统在互不相同的定时施加大小互不相同的两种以上的电压，基于电流值的变化量来补正浓度。
文档编号G01N27/416GK101918822SQ200980101698
公开日2010年12月15日 申请日期2009年3月27日 优先权日2008年3月27日
发明者中村俊文, 伊藤佳洋, 山西永吏子, 德永博之 申请人:松下电器产业株式会社
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