JPH08304330A - ポーラログラフ・フローセルの洗浄液量制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ポーラログラフ分析装置のフローセルの洗浄に
要する緩衝液の消費量を節減することを目的とする。 【構成】分析装置（10）はポーラログラフ・フローセル
（94）を備え、このフローセル（94）の作用極（106）
にはグルコース酸化酵素の固定化膜（128）が設けてあ
る。分析に際しては、検体と緩衝液タンク（88）内の緩
衝液はシリンジポンプ（36）によってフローセル（94）
に送られる。使用後には、フローセル（94）内のグルコ
ース残留濃度が検出され、グルコース残留濃度を10mg/d
l以下にするに必要最小限の量の緩衝液がフローセル（9
4）に送られる。検体のグルコース濃度が低い場合には
少量の緩衝液で足り、緩衝液の消費量が節減される。検
体のグルコース濃度が高い場合には、フローセルは充分
な量の緩衝液で洗浄される。非使用時にはグルコース酸
化酵素（128）はグルコース残留濃度が10mg/dl以下の緩
衝液に浸漬されているので、酵素の活性は所期の寿命期
間にわたって維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明は、トイレットにおいて採
取された尿などの検体を分析するための分析装置に関す
る。より詳しくは、本発明は、ポーラログラフ・フロー
セルを備えた分析装置に関する。

【０００２】

【背景技術】家庭やオフィス等のトイレットにおいて採
取された尿などの検体を分析し、個人の健康チェックを
支援するようになった分析手段が提供され或いは提案さ
れている。

【０００３】試験紙を利用した分析方法は、測定が簡便
であるが、高精度の分析を行うのが困難であり、きめ細
かい健康管理を行うのに適していない。

【０００４】実開平5-30764号には、採取した尿サンプ
ルに試薬を添加し、吸光光度計からなる測定部に送って
グルコースを定量分析するようになった尿分析装置が提
案されている。この方式では試験紙方式に較べて精度の
高い分析が可能であるが、酵素を含有する高価な試薬を
使い捨てにしなければならないので、尿分析のランニン
グコストが嵩む。また、酵素を含んだ試薬は測定毎に冷
蔵庫に保管しなければならないので、分析操作が煩雑に
なると共に、装置が大型になる。

【０００５】本出願人は、トイレットで採取された尿サ
ンプルをシリンジポンプによって緩衝液と共にポーラロ
グラフ・フローセルに搬送して尿サンプル中の所定の成
分を定量分析するようになった尿分析装置を提案した
（例えば、平成５年12月30日の特願平5-354283号）。こ
のフローセルの作用極には検体中の所定の物質（例え
ば、尿グルコース）を反応させる酵素が担持してあり、
検体中のグルコースの含有量に応じた電気信号を出力す
るようになっている。使用に伴い作用極の酵素は次第に
活性を失うので、所期の寿命期間（例えば、約６カ月）
使用した時にはフローセルを交換することができる。

【０００６】酵素を担持した作用極を備えたポーラログ
ラフ・フローセルは、酵素試薬を必要としないので、分
析装置を小型化することができると共に、分析のランニ
ングコストが安価であるという利点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように酵素を担持
した作用極を有するポーラログラフ・フローセルにおい
ては、非使用時にフローセルの電解室内に被測定物質が
残留し、酵素がこの物質と接触した状態になっている
と、酵素と物質との反応により生じた反応生成物により
酵素は早期に活性を失い、フローセルの寿命が短かくな
る。そこで、使用後にはフローセルの電解室を洗浄液に
よって充分に洗浄し、電解室から被測定物質を除去して
おくことが望ましい。

【０００８】他方、非使用時には、フローセルの電解室
には酵素を安定に保存することの可能な緩衝液を満たし
ておき、作用極の酵素を緩衝液に浸漬しておかねばなら
ない。さもないと、酵素はやはり早期に失活する。従っ
て、使用後にフローセルを洗浄する洗浄液としては水道
水などを使用することはできず、緩衝液によって洗浄す
る必要がある。

【０００９】ところが、トイレットのような環境に分析
装置を設置する場合には、トイレットの通常の使用に支
障を来さないようにするため分析装置をできるだけ小型
化しなければならないという要請がある。このため、緩
衝液を貯蔵する容器のサイズに制限が課される。

【００１０】本発明の目的は、フローセルを所期の寿命
期間にわたって使用することを可能にしながらもフロー
セルの洗浄に要する緩衝液の消費量を節減し、必要最小
限の量の緩衝液でフローセルを効率的に洗浄することの
可能な、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。

【００１１】

【発明の構成】

【課題を解決するための手段および作用の概要】本発明
は、フローセルの使用後にフローセル内に残留する被測
定物質の濃度が所定値以下の場合には酵素の活性は充分
な長期間にわたって持続する、という知見に立脚するも
のである。即ち、本発明者の実験によれば、例えば糖尿
病の診断を目的として尿グルコースを分析する場合に
は、フローセル内のグルコースの残留濃度を10mg/dl以
下にした場合には、フローセルの寿命（例えば、約６カ
月）を通じて酵素の活性を持続させることができること
が見出された。

【００１２】そこで、本発明は、使用後にフローセル内
の被測定物質の残留濃度を検出し又は推定し、残留濃度
が所定値以下（例えば、グルコースの場合10mg/dl以
下）になるような必要最小限の量の緩衝液をフローセル
に送ってフローセルを洗浄することを特徴とするもので
ある。

【００１３】検体中の被測定物質の濃度は検体毎に異な
り、これに対応してフローセルの使用後にフローセル内
に残留する被測定物質の濃度も検体毎に異なる。例え
ば、尿グルコースを測定する場合には、尿検体中のグル
コース濃度は健康人の場合の30mg/dl以下から糖尿病患
者の3000mg/dl以上まで変動し、分析後のグルコース残
留濃度もこれに応じて変動する。

【００１４】従って、本発明に従い、グルコース残留濃
度の大小に応じた量の緩衝液によってフローセルを洗浄
すれば、緩衝液の無駄使いを回避することができると共
に、洗浄時間を短縮することができる。

【００１５】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。

【００１６】

【実施例】全体構成 初めに本発明のポーラログラフ分析装置の全体構成を説
明するに、図１は本発明のポーラログラフ分析装置１０
をトイレットに設置された尿分析装置に適用した実施例
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１４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２
６によって取付けてある。このハウジング２２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２８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排泄
された尿をサンプリングするようになっている。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】 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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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１７
６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１８０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１８２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１７８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１
８４、緩衝液タンク８８、較正液タンク３８、フローセ
ル９４への搬送ホース１５０、採尿容器６８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１８
６に連通している。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】分析装置の動作態様 次に、図１３以下のフローチャートを併せて参照しなが
ら、この尿分析装置１０の使用の態様と作動を説明す
る。主制御ユニット５６のマイコン２００と副制御ユニ
ット５８のマイコン２１２は、図１３および図１４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。

【００４０】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。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。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７
０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、ロータリバルブ１７６の駆動により採尿容器６８
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。

【００４１】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、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。

【００４２】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。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。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、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。

【００４３】次に、シリンジポンプのピストンを上昇さ
せて例えば約２〜４ｍｌの緩衝液をフローセル９４に射
出させる。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に送られ、混合物はフローセル９４を
通過しながら排出ホース１５２から便器のボウル内に排
出される。緩衝液の射出速度は、尿サンプルが少なくと
も約３０倍に希釈された上でフローセルを通過するよう
に選ぶことができる。

【００４４】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１７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
ークをもったカーブを呈するであろう。

【００４５】このようにしてディジタル値に変換された
尿分析データは主制御ユニット５６に伝送され、主制御
ユニットのマイコン２００は伝送されたデータに基づい
て尿糖値を演算する。尿糖値のデータは、表示パネル２
０６に表示されると共に、フラッシュメモリ２１０に格
納され、必要に応じてトレンドの演算に使用される。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。

【００４６】尿分析が終わると、フローセル９４に緩衝
液を搬送することによりフローセル９４の洗浄が行われ
る。より詳しくは、図１４のフローチャートを参照する
に、先ずシリンジポンプ３６から例えば約２ｍｌの緩衝
液がフローセル９４に射出され、フローセル出力に基づ
いてフローセル９４の電解室１１６内のグルコース残留
濃度ρ_R（図１７のグラフ参照）が演算される。グルコ
ース残留濃度ρ_Rが例えば10mg/dl以上の場合には、再び
約２ｍｌの緩衝液がフローセル９４に送られ、残留濃度
ρ_Rが再びチェックされる。緩衝液の送液は残留濃度ρ_R
が10mg/dl以下になるまで反復される。グルコース残留
濃度ρ_Rが10mg/dl以下になると、緩衝液の送液は終了さ
れる。

【００４７】このように残留濃度を監視しながらフロー
セルの洗浄が行われるので、緩衝液の送液量は尿検体の
グルコース濃度に応じて増減するであろう。例えば、健
康人の尿のグルコース濃度は30mg/dl以下であるから、
僅かな量の緩衝液の送液によりフローセルの残留濃度ρ
_Rは直ちに10mg/dl以下になるであろう。これに対して、
糖尿病患者の尿の場合には、グルコース濃度は3000mg/d
lを超えることがあるので、グルコース残留濃度ρ_Rが10
mg/dl以下になるまでフローセルを洗浄するためにはそ
れだけ多くの量の緩衝液を送らなければならない。

【００４８】本発明者の実験によれば、このようにグル
コース残留濃度ρ_Rが10mg/dl以下になるようにフローセ
ルを洗浄しておけば、フローセルの酵素固定化膜１２８
のグルコース・オキシダーゼの活性を約６カ月にわたり
持続させることができた。フローセル９４は図１０に基
づいて前述したやり方で６カ月毎に交換することができ
る。

【００４９】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。これにより尿分析のサイ
クルが完了する。

【００５０】図１５のフローチャートには洗浄態様の変
化形を示す。この態様では、尿サンプルと緩衝液との混
合物がフローセル９４を通過した後所定時期Ｔにおいて
フローセル中のグルコース濃度を検出し、時期Ｔにおけ
る濃度に基づいてグルコース残留濃度ρ_Rを10mg/dl以下
にするに要する緩衝液の量がが決定され、シリンジポン
プ３６は１以上のストロークにより必要量の緩衝液をフ
ローセル９４に搬送してフローセルを洗浄する。

【００５１】図１６のフローチャートはフローセル洗浄
の更に他の態様を示すもので、この態様では、フローセ
ルのピーク出力ρ_MAX（図１７のグラフ参照）に基づい
てグルコース残留濃度ρ_Rが推定され、フローセルの洗
浄に必要な緩衝液の要求量が推定値に基づいて決定さ
れ、シリンジポンプ３６は必要量の緩衝液をフローセル
９４に搬送する。

【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。

【００５３】

【発明の効果】本発明のポーラログラフ分析装置におい
ては、フローセル９４は被測定物質の残留濃度に応じた
必要最小限の量の緩衝液によって洗浄される。検体中の
被測定物質の濃度が低い場合には、フローセルの洗浄に
は少量の緩衝液で足りるので、緩衝液の消費量が節減さ
れると共に洗浄時間が短縮される。従って、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。

【００５４】検体中の被測定物質の濃度が高い場合に
は、フローセルは充分な量の緩衝液で洗浄され、残留濃
度は所定値以下に抑制されるので、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポーラログラフ分析装置をトイレット
設置の尿分析装置に適用した実施例を示す斜視図であ
る。

【図２】図１に示したハウジングの分解斜視図である。

【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。

【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。

【図５】図１に示した緩衝液タンクの分解斜視図であ
る。

【図６】フローセルの分解斜視図である。

【図７】図６のVII−VII線に沿った断面図である。

【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。

【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。

【図１０】フローセル取付け装置の分解斜視図である。

【図１１】尿分析装置の流体搬送系統を示す模式図であ
る。

【図１２】制御ユニットのブロック図である。

【図１３】尿分析装置の動作を示すフローチャートであ
る。

【図１４】図１３に示したフローセル洗浄シーケンスの
フローチャートである。

【図１５】フローセル洗浄シーケンスの他の態様のフロ
ーチャートである。

【図１６】フローセル洗浄シーケンスの更に他の態様の
フローチャートである。

【図１７】フローセル出力波形を示すグラフである。

【符号の説明】

１０： ポーラログラフ分析装置 ３６： シリンジポンプ（流体搬送手段） 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 ２００／２１２： 演算手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検体中の所定の物質を反応させる酵素を
   担持した作用極を有し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、前記フローセ
   ルに検体と緩衝液を搬送する流体搬送手段と、フローセ
   ルの出力に基づいて該物質の濃度を演算する演算手段と
   を備え、検体をして緩衝液によってフローセルを通過さ
   せることにより検体中の所定の物質を定量分析するよう
   になったポーラログラフ分析装置において、 非使用時にフローセル内の緩衝液中に残留する該物質の
   濃度が所定値以下になるような量の緩衝液をフローセル
   に搬送することにより使用後にフローセルを洗浄するよ
   うにしたことを特徴とするポーラログラフ分析装置。
2. 【請求項２】 使用後に該物質の前記残留濃度を監視
   し、残留濃度が所定値以下になるまで緩衝液をフローセ
   ルに搬送することを特徴とする請求項１に基づくポーラ
   ログラフ分析装置。
3. 【請求項３】 使用後に該物質の前記残留濃度を検出
   し、残留濃度に応じた量の緩衝液をフローセルに搬送す
   ることを特徴とする請求項１に基づくポーラログラフ分
   析装置。
4. 【請求項４】 使用後に該物質の前記残留濃度をフロー
   セル出力のピーク値に基づいて推定し、推定濃度に応じ
   た量の緩衝液をフローセルに搬送することを特徴とする
   請求項１に基づくポーラログラフ分析装置。