JPS60107561A

JPS60107561A - 血液成分定量計

Info

Publication number: JPS60107561A
Application number: JP21700383A
Authority: JP
Inventors: Satoru Inakagata; 悟田舎片; Kazuhiro Araki; 荒木　一弘; Kazuhiko Goto; 和彦後藤; Yoshihiro Sakurai; 桜井　義弘
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1983-11-16
Filing date: 1983-11-16
Publication date: 1985-06-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、例えば血液中のグルコースやコレステロー
ルや尿酸などの被検物質の定量を、これら被検物質の定
量の誤差となる妨害物質の影響を除去した状態で行う、
あるいはその他の方法で定量する血液成分定量計に関す
るものである。

〔背景技術〕

血液成分定量計には、血液成分検知電極と、この検知電
極に接触させるキャリア液や基準液（被検物質１００％
のものや妨害物質１００チのもの）の収容部とが含まれ
ている。このような血液成分定量計において、従来、次
のような点が問題となっていた。

（１）　キャリア液や基準液のような液や検知電極等の
温度管理をしなければ、雰囲気温度の影響による劣化や
反応温度の変動による測定レベルのばらつきなどがあり
、定量精度を低くする原因となっていた。

（２）　また、キャリア液や基準液、検知電極等の使用
時以外の保存に関しても、冷蔵庫、恒温槽等の冷暗所に
保存しておく必要があった。しかし、この方法をとると
、通常、保存は５〜１０℃で行い、キャリア液、検知電
極を不活性な状態に保っているが、実際の反応時には３
０℃前後の活性領域まで昇温しなければならず、時間待
ちや温度の管理に手間がかかつていた。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、適切な温度対策を講じることによシ
高精度な定量を行える血液成分定量針を提供することで
ある。

〔発明の開示〕この発明の血液成分定量計は、血液成分検知電極とこれ
に接触させる溶液の収容部とのうち少なくとも何れか一
方を所定温度に保つ恒温手段を設けだものである。

この発明構成が次の事項を含んでいる点に留意すべきで
ある。

（１）恒温手段としては、（ａ）ｊｙａ熱専用（保温）
のもの、（ｂ）冷却専用（保冷）のもの、あるいは（ｄ
加熱（保温）と冷却（保冷）とを切換えられるものの何
れであってもよい。

（２）恒温手段の対象物としては、（ａ）検知電極のみ
、（ｂ）溶液収容部のみ、あるいは（ｃ）検知電極と溶
液収容部の双方の何れであってもよい。この（２）の（
ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）の何れについても前記（
１）の（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）の何れかを対応
させてよい。

（３）検知電極としては、（ａ）通常、被検物質検知用
電極と妨害物質検知用電極の双方を含むが、これ以外に
、（ｂ）被検物質検知用電極のみ、あるいは（ｃ）妨害
物質検知用電極のみを対象とするものであってもよい。

（４）溶液収容部としては、（ｉ）キャリア液の収容部
、（１１）被検物質１００％の第１基準液の収容部、あ
るいは（ｌｉ）妨害物質１００チの第２基準液の収容部
の３つのうち、（ａ）すべて、（ｂ）何れか２つ、ある
いは（Ｃ）何れか１つのうちの何れを対象とするのであ
ってもよい。

何れにしても、恒温手段が冷却（保冷）作用をなすもの
である場合には、電極または液の劣化の防止を通じて定
量精度の向上を図ることとなり、恒温手段が力０熱（保
温）作用をなすものである場合には、電極に対する液の
反応を、制御された所定温度下で、ならびに活性化した
状態下で行うことを通じて定量精度の向上を図ることと
なる。なお、後者の場合には定量開始に当たｐ１保冷の
低温状態から所定の高温の反応温度までの昇温の待ち時
間が短くなる。

この発明の一実施例を第１図ないし第６図に基いて説明
する。

第１図は血液成分定量計の全体構成図である。

この定量計は、キャリア液（緩衝液）１の収容タンク２
．定量ポンプ３．インジェクタ４．液流ダンパ５．セン
サ部６．廃液タンク７およびこれらを順に接続する流路
８から構成されている。センサ部６け、被検物質検知用
電極９．妨害物質検知用電極１０およびこれらの対極１
１を有しており、各別に定電圧発生回路（電池）１２．
１２に電流計１３．１３を介して接続されている。

また、検出電流であるアナログデータの入力部１４、感
度二段切換回路１５．１５をもち、これらはＡ／Ｄ変換
回路１６を介し、８ビツトマイクロコンピユータの中央
処理装置（ＣＰＵ）１７に接続され、さらにＬＥＤ　（
発光ダイオード）ドライバ１８を介してデジタル表示部
１９および各種パイロット表示部２０に接続されている
。２１はインジェクタ４への注入器である。

第２図は血液成分定量計の外観を示す、前面パネル２２
にはデジタル表示部１９．各種パイロット嚢示部２０．
被検物質１００　％の溶液（第１基準液）、妨害物質の
みの溶液（第２基準液、被検物質０％）および被検物質
の溶液（試料溶液）の共通の注入口２３（これはインジ
ェクタ４にある）。

キャリア液吸入チューブ２４の接続口２５．廃液チュー
ブ２６の接続口２７．電源スィッチ２８およびポンプス
イッチ２９が設けられている。

第３図は上カバー３０を外した状態を示し、第４図は前
面パネル２２および中板３１を外した状態を示す。３２
けケース、３３．３４は上カバー３０に設けられたキャ
リア液タンク２．廃液タンク７の収容部、３５は第１基
準液の容器３６および第２基準液の容器３７の収容部で
ある。

３８はケース３２に回動自在に取付けたスタンド兼用の
把手である。

ケース３８は、定量ポンプ３．センサ部６．このセンサ
部６に対する一対の弾性ホルダ４０．インジェクタ４．
液流ダンパ５．ポンプ３の駆動モータ４０などを取付け
た中板３１および回路部４１を内蔵している。４２Ｖｉ
電源リード線、４３１ｄ中板３１の取付ボス、４４は接
続口２５からポンプ３を通りインジェクタ４に至るチュ
ーブ、４５はインジェクタ４からダンパ５を通り上流側
の弾性ホルダ４０に至るチ＝−プ、４６は下流側の弾性
ホルダ４０から接続口２７に至るチューブ、４７はタン
ク収容部３３．３４等を入れる空間部、４８は中板３１
に固定されたセンサ部６のばね式結合外部端子である。

４９．５０．５１はベルチェ効果素子（電子冷却加熱素
子）、５２，５３．５４は各素子４９゜５０．５１の放
熱フィン、５５は放熱フィン用通風窓であり、これは素
子４９．５０の下側にも設けられている。各ベルチェ効
果素子４９．５０　。

５１は、容器３６．３７の収容部３５．キャリア液タン
ク２の収容部３３およびセンサ部６の収容部５６の底板
に接触する状態で、ケース３２と中板３１とに取付けら
れている。５７はその取付は用のねじである。

ベルチェ効果素子４９，５０．５１は異なった金属を閉
ループに接続し、正方向電流を流すと一方の接続点で発
熱し、他方の接続点で吸熱し、逆方向電流を流すと、発
熱点、吸熱点が反対になる性質をもった電子素子である
。５８は前面−（ネル２２に設けられた選択スイッチで
あり、ベルチェ効果素子４９，５０．５１を各々が収容
部３５゜３３．５６に接触する面が冷却部となるか加熱
部となるかの選択を行うものである。各収容部３５゜３
３．５６はアルミニウムなどの熱伝導率の高い材料から
つくられている。

次に、この定量計を用いて血糖値すなわちグルコースの
定量を行う場合の動作を説明する。

■　電源スィッチ２８をオンすると定量ポンプ３が作動
し、ｐＨ約７．５　のキャリア液１が流路８に流れる。

流量は３ｍ１１分である。キャリア液１がセンサ部６に
達するまで待つ。

■　キャリア液１がセンサ部６に達すると、これに従っ
て注入口２３に第１基準液であるグルコース１００　％
の溶液を注入する。被検物質検知用電極（すなわち固定
化酵素電極）９での出力が得られ、デジタル表示部１９
に例えば２５０の如く表示される（　ａ　＝　２５０　
（ｍｙ／ｄｌ）　）。妨害物質検知用電極１０での出力
はない。このときのグルコースに対する電極９の感度が
マイクロコンピュータのメモリに記憶される。

なお、電極９の感度が低いとアナログ回路は感度二段切
換回路１５．１５において自動的に増幅度の大きい回路
に切換わっでいる。

■　電極９の感度が適正であると、第２基準液である妨
害物質（例えばアスコルビン酸または尿酸）１００％の
溶液を注入口２３に注入する。これによって固定化酵素
電極９および妨害物質検知用電極１０の双方での出力が
得られる。

２つの電極９．１０の感度が同じであれば出力は同じで
あり、デジタル表示部１９に例えば７０の如く表示され
る（　ｂ　＝　７０　ＣｍＰ／ｄｌ、１　）。し７５１
シ通常は２つの感度は相違し、感度の調整７５玉付われ
る。このときの妨害物質に対する各電極９，１０の感度
がマイクロコンピータのメモリに記憶される。

以上により、第１．第２両基準液による両電極９．１０
０感度の較正が終了する。そして、較正された数値がデ
ジタル表示部１９に例え−ば７０の如く表示される（　
ｂ＝７０　［：ｍｙ／ｄ／’　）　）。

■　前記の表示の後、試料溶液（被検物質）である血液
を注入口２３から注入する。これにより、２つの電極９
．１０に出力が得られ、マイクロコンピュータのＣＰＵ
　２７で５＝ａ−ｂの演算が行われ、その結果Ｓすなわ
ちグルコース％（Ｉｄ／中の血糖値ｍｙ＞がデジタル表
示部１９に表示される。

ただし、このときのａ＋ｂの値は■、■でのａ（＝２５
０　）　、　ｂ　（−７０）と一致するとは限らない。

なぜなら、血液によって組成が異なるからである。

なお、２つの電極９．１０の妨害物質に対する感度が相
違している場合、その感度調整が■で記憶していた感度
に基いて行われている。

次に、恒温手段Ｔ（すなわち、ベルチェ効果素子４９，
５０．５１の全体、サーモモジュールともいう）の具体
的回路および動作につき第６図に基いて説明する。

抵抗Ｒ工、　Ｒ２，Ｒ３，サーミスタＲ０，ボリューム
ＶＲよで構成されるブリッジ回路は、サーミスタＲ０で
温度検知を行い、ボリュームＶＲ工で温度設定を行うも
のである。これらの電圧がＩＣによるオペアンプＯＰに
入力され増幅され出力される。この電圧がトランジスタ
Ｑ２のエミッタ・ベース間降伏電圧ｖＢＩ！！に達した
時リレーＢが動作してベルチェ効果素子群（サーモモジ
ュール）Ｔのオン、オフ制御を行い、温度を設定値付近
にコントロールするのである。

さらに、ＩＣによるコンパレータＣＯは、トランジスタ
ロ工を通じてリレーＡを動作させサーモモジュールＴへ
の電流方向を切換え、冷却、加熱の選択を行う。保存（
５〜ｌＯ℃）と測定（３０℃前後）の選択は第２図で示
す選択スイッチ５８にて行うが、ボリュームＶＲ□、　
ＶＨ２を調整することによって温度設定が可能になる。

選択スイッチ５８を接点に側（例えば、これを加熱側と
する）に切換えるとコンパレータＣＯがトランジスタＱ
ユと接続状ＤＭ　Ｋなる。電源スイツチ２８ｉ投入する
と、リレーＡが動作しリレー接点５９が接点Ｃに、リレ
ー接点６１．６２が接点ｅ。

ｇに接続される。これにより、サーモモジュールＴには
加熱方向に電流が流れる。

この加熱によってサーミスタＲｔの両端電圧が下がり、
設定温度（例えば３０℃）Ｋ相当する電圧まで下がると
トランジスタＱ２が導通し、リレーＢが動作してリレー
接点６０を接点ｉから接点ｊに切換える。これによって
サーモモジュールＴへの通電が断たれ、加熱が停止し、
温度降下が始まる。

前記設定温度よりも下がるとトランジスタＱ２がオフし
、リレーＢが消勢してリレー接点６ｏが接点ｉにつなが
シ、再びサーモモジュールＴＫ電流が流れ力ｌ熱が再開
する。このよう例して設定温度（３０℃）に保つのであ
る。

次に、選択スイッチ５８を接点ｌ側（冷却側）に切換え
ると、コンパレータＣＯとトランジスタロ工とは切離さ
れ、リレー八は非作動状態に切換ゎり、かつ保持される
とともに、リレー接点５９が接点ｄに、リレー接点６１
．６２が接点ｆ、ｈに接続される。この場合、トランジ
スタＱ、は導通状態にありリレーＢが動作してりンー接
点６ｏが接点ｊＫ接続されている。このため、サーモモ
ジュールＴには冷却側に電流が流れる。

この冷却によってサーミスタＲ０の両端電圧が上昇し、
設定温度（例えば５℃）に相当する電圧まで上昇すると
、トランジスタＱ２がオフになり、リレーＢが消勢して
リレー接点６０を接点ｌに切換える。リレー接点５９は
接点ｄ側にあるため、サーモモジュールＴへの通電は断
たれ、冷却が停止し、温度上昇が始まるっ前記設定温度
よりも上がったときトランジスタＱ２がオンし、リレー
接点６０を接点ｊに切換えるつしたがって、再びサーモ
モジュールＴに電流が流れ冷却が再開される。このよう
にして設定温度（５℃）に保つのである。

なお、Ｔ、　、　Ｔ２は変圧器、ＲｓＬ　’　Ｒｅ２は
整流ブリッジ、Ｃよ、Ｃ３は平滑コンデンサ、Ｄ工、Ｄ
、はダイオードである。

この実施例によれば、次の利点がある。

■　測定時にキャリア液、基準液、電極の温度を例えば
３０°Ｃ前後の所定温度に保ち、反応を活性化すること
ができる。

■　保存時、別途冷蔵庫等の冷暗所に保存する必要がな
く、この定量計自体で保存（約５〜１０℃）することが
できるっ ■　強制加熱できるため、保存状態から測定温度にまで
速く上げることができる。

〔発明の効果〕

この発明の血液成分定量計によれば、定量精度を高いも
のとすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体構成概念図、第２図
は斜視図、第３図は上カバーを外した状態の斜視図、瀉
４図は前面パネル、中板を外した状態の斜視図、第５図
は一部分の断面図、第６図は電気回路図である。９・・・被検物質検知用電極（血液成分検知電極）、１
０　・妨害物質検知用電極（血液成分検知電極）、３３
・・キャリア液の収容部、３５　・第１．第２の基準液
の収容部、４９．５０．５１・・・ベルチェ効果素子（
恒温手段）、Ｔ・サーモモジュール（恒温手段）代　理　人　弁理士　冨　井　暎　夫手’ｔ（ｔｉネ甫正書（自発昭和５８年特許願第２１７００３号２、発明の名称血液成分定量計３、補正をする者事件との関係　出願人４、代理人５、補正命令の日付自発補正（１）明細書の特許請求の範囲の記載を別紙のとおり補
正する。（２）明細書第２頁第１６行目２箇所、第４頁第】９行
目、第４頁第２０行目、第６頁第１５行目、第９貞第１
２行目、第１０頁第４行目、「１００％」とあるをそれ
ぞれ「のみ」と訂正する。（３）　明細書第６頁第１７行目、「０％」とあるを「
なしｊと訂正する。２、特許請求の範囲（１）血液成分検知電極と、この検知電極に接触させる
／ｇ液の収容部と、これら検知電極と／８液収容部のう
ち少なくとも何れか一方を所定温度に保つ恒温手段とを
備えた血液成分定量計。（２）前記恒温手段が加熱と冷却とに９Ｊ換自在なもの
である特許請求の範囲第（１）項記載の血液成分定量δ
１゜（３）前記恒温手段がペルチェ効果素子である特許請求
の範囲第（２）項記載の血液成分定量計。（４）前記恒温手段が前記検知電極および溶液収容部の
双方に対するものである髄許請求の範囲第＋１１項また
は第（２）項記載の血液成分定量計（５）前記血液成分
検知電極が被検物質検知用電極と妨害物質検知用電極の
双方を含むものである特許請求の範囲第（１）項、第（
２）項または第（４）項記載の血液成分定量針。（６）前記／８液収容部がキャリア液の収容部と被検物
質車止の第１基準液の収容部と妨害物質■左の第２基準
液の収容部とを含むものである特許請求の範囲第ｔ１）
項、第（２）項、第（４）項または第（５）項記載の血
液成分定量計。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）血液成分検知電極と、この検知電極に接触させる
溶液の収容部と、これら検知電極と溶液収容部のうち少
なくとも何れか一方を所定温度に保つ恒温手段とを備え
た血液成分定量計。
（２）前記恒温手段が加熱と冷却とに切換自在なもので
ある特許請求の範囲第（１）項記載の血液成分定量計。
（３）前記恒温手段がベルチェ効果素子である特許請求
の範囲第（２）項記載の血液成分定量計。
（４）前記恒温手段が前記検知電極および溶液収容部の
双方に対するものである特許請求の範囲第（１）項また
は第（２）項記載の血液成分定量計。
（５）前記血液成分検知電極が被検物質検知用電極と妨
害物質検知用電極の双方を含むものである特許請求の範
囲第（１）項、第（２）項または第（４）項記載の血液
成分定量計。
（６）前記溶液収容部がキャリア液の収容部と被検物質
１００％の第１基準液の収容部と妨害物質１００チの第
２基準液の収容部とを含むものである特許請求の範囲第
（１）項、第（２）項、第（４）項または第（５）項記
載の血液成分定量計。