分析装置、センサの検査装置、検査方法、及び検査プログラム
【課題】複数の電極を設けることなく、短時間で安定してセンサの状態を検査する。
【解決手段】検査モードにおいて、ブドウ糖に起因する応答が得られる応答電圧Ｅ２を印加し、応答電圧Ｅ２印加直後から応答電流の変化量ΔＩを所定のサンプリング間隔で計測し、応答電流の変化量ΔＩが変化量閾値ΔＩｔｈより小さくなる時間Ｔを計測する。正常なセンサの応答電流の変化量に基づいて予め求めた時間閾値Ｔｔｈより計測した時間Ｔが小さい場合には、センサの外層膜に欠陥が生じていると判定する。また、予め定めた時間Ｔと欠陥割合との関係、及び欠陥割合と正常センサに対する感度正誤差との関係に基づいて、測定モードにおいて測定される応答電流値を補正するための補正値を算出する。
【解決手段】検査モードにおいて、ブドウ糖に起因する応答が得られる応答電圧Ｅ２を印加し、応答電圧Ｅ２印加直後から応答電流の変化量ΔＩを所定のサンプリング間隔で計測し、応答電流の変化量ΔＩが変化量閾値ΔＩｔｈより小さくなる時間Ｔを計測する。正常なセンサの応答電流の変化量に基づいて予め求めた時間閾値Ｔｔｈより計測した時間Ｔが小さい場合には、センサの外層膜に欠陥が生じていると判定する。また、予め定めた時間Ｔと欠陥割合との関係、及び欠陥割合と正常センサに対する感度正誤差との関係に基づいて、測定モードにおいて測定される応答電流値を補正するための補正値を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置、センサの検査装置、検査方法、及び検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の作用電極と対電極とを備え、各々の電極間の応答を比較することで、センサの欠陥を検知する電気化学バイオセンサが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
また、電気化学バイオセンサにおいて、センサから収集されたデータを調整する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３の技術では、現在のセンサデータポイントに基づいて校正特性を算出し、その校正特性から可能性のあるエラーまたは感度変化を認識し、その時の校正特性が予測不能か否かを決めるために、校正特性に関して見積もられた値と、その時の校正特性とを比較することで、センサの故障またはセンサ感度の変化を確認している。また、校正特性に関して見積もられた値は、その時の校正特性と過去の校正特性とから決定され、少なくとも２つの予測不能の校正特性が互いに支持することなく連続して受容されるときに、センサの故障であると判断している。
【０００４】
また、２電極または３電極から成る電気化学センサを電気化学センサ測定装置に装着させ、作用極及び対極間に流れる電流を検出し、この電流が定常状態に達するまでの過渡応答時間をカウントし、この過渡応答時間と校正値との関係を参照して、センサの良否を決定する電気化学センサ測定装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７１９０９８８号明細書
【特許文献２】米国特許第６１２１００９号明細書
【特許文献３】米国特許第６８９５２６３号明細書
【特許文献４】特開２００４−２３３２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２の技術では、作用極及び対極を複数設けて、その比較をとる相対比較を行っているため、各電極が絶対的に正常であることを認識することはできない。特に、電気化学バイオセンサの電極群は微小であるため、センサ内の全ての電極が一斉にダメージを受けることも想定され、相対比較では安定してセンサの状態を検査することができない、という問題がある。また、複数の電極を設ける必要があるため、製造工程上及びコスト上の不利益が発生する、という問題がある。
【０００７】
また、特許文献３の技術では、サンプリングされたデータを用いて算出した予測値に基づいて、センサの故障を判定しているため、判定に不確実性が伴う、という問題がある。
【０００８】
また、特許文献４の技術では、電流が定常状態に達するまでの時間が長時間となる場合がある、という問題がある。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、複数の電極を設けることなく、短時間で安定してセンサの状態を検査することができる分析装置、センサの検査装置、検査方法、及び検査プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の分析装置は、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部と、前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加する電圧印加手段と、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を測定する電流測定手段と、前記電流測定手段により、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する判定手段と、を含で構成されている。
【００１１】
本発明の分析装置によれば、センサ部は、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに試薬層と接触する外層膜を含んで構成されている。電圧印加手段により、第１電極と第２電極との間に、被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方が印加されると、電流測定手段が、第１電極と第２電極との間に流れる電流を測定する。そして、判定手段が、電流測定手段により、第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方基づいて、外層膜の欠陥の有無を判定する。第１の物理量及び第２の物理量は、所定時間当たりの電流の変化量自体でもよいし、その電流の変化量から得られる他の物理量でもよい。
【００１２】
このように、被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加した際の電流の所定時間当たりの変化量に関する物理量を用いて、外層膜の状態を検査するため、複数の電極を設けることなく、短時間で安定してセンサの状態を検査することができる。
【００１３】
前記第１の物理量を、前記第１の電流の所定時間当たりの変化量が、予め定めた第１の所定範囲の値となるまでの第１の時間とし、前記第２の物理量を、前記第２の電流の所定時間当たりの変化量が、予め定めた第２の所定範囲の値となるまでの第２の時間とすることができる。このような物理量を用いることにより、電流が定常状態になるまでの時間を用いるような場合と比べて、短時間で外層膜の欠陥の有無を判定することができる。
【００１４】
また、本発明の分析装置は、前記判定手段により前記外層膜に欠陥が生じていると判定された場合に、前記第１の物理量と前記外層膜の欠陥割合との予め求められた第１の関係、及び前記第２の物理量と前記外層膜の欠陥割合との予め求められた第２の関係の少なくとも一方に基づいて、前記電流測定手段により測定される電流値を補正する補正手段を含んで構成することができる。第１の電圧または第２の電圧を印加した際の第１の物理量または第２の物理量は、外層膜の欠陥割合に応じて変化するため、この物理量から求まる欠陥割合に基づいて、測定される電流値を補正することができる。より具体的には、前記補正手段は、前記第１の関係及び前記第２の関係の少なくとも一方に基づいて、前記欠陥割合を推定し、前記外層膜の欠陥割合と前記欠陥割合に応じた欠陥を有する外層膜を備えたセンサ部から測定された電流値との予め求められた関係に基づいて、前記電流測定手段により測定される電流値を補正することができる。
【００１５】
また、前記補正手段は、前記第１の関係及び前記第２の関係の両方に基づいて、前記欠陥割合を推定する場合に、前記第１の関係に基づいて推定された第１の欠陥割合、及び前記第２の関係に基づいて推定された第２の欠陥割合の平均値、最大値、または最小値のいずれかを、前記欠陥割合として算出することができる。
【００１６】
また、本発明の分析装置は、前記判定手段により前記外層膜に欠陥が生じていると判定された場合に、前記センサ部に欠陥が生じていることを示す信号を出力する出力手段を含んで構成することができる。
【００１７】
前記電圧印加手段は、前記第１の電圧及び前記第２の電圧の両方を印加する場合は、前記第１の電圧と前記第２の電圧とを交互に印加することができる。
【００１８】
また、前記電流測定手段は、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を連続的に測定し、前記判定手段は、予め定められたタイミングで前記外層膜の欠陥の有無を判定することができる。このように連続的に電流を測定する装置、例えば、持続血糖測定装置においては、センサの検査のための時間はできるだけ短時間とすることが望まれるため、本発明の分析装置を適用する効果が高い。
【００１９】
また、前記分析装置の使用時において、前記センサ部は、前記分析装置の使用者の皮下に配置され、前記試薬層は、前記皮下に存在する被検成分と反応する。
【００２０】
また、前記試薬層は、前記被検成分から電子を取り出し、前記電極部に取り出した電子を供給する。
【００２１】
また、前記試薬層は、前記被検成分から電子を取り出す酵素部を含んで構成されている。
【００２２】
また、本発明のセンサの検査装置は、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部の前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加する電圧印加手段と、前記第１電極と前記第２電極との間を流れる電流を測定する電流測定手段と、前記電流測定手段により、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する判定手段と、を含んで構成されている。例えば、センサを製造する工場など、センサの製造工程において、本装置を用いてセンサの外層膜の状態を検査することができる。
【００２３】
また、本発明のセンサの検査方法は、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部の前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加し、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を測定し、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する方法である。
【００２４】
また、本発明のセンサの検査プログラムは、コンピュータを、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部の前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加する電圧印加手段、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を測定する電流測定手段、及び前記電流測定手段により、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する判定手段として機能させるためのプログラムである。
【００２５】
なお、本発明のプログラムを記憶する記憶媒体は、特に限定されず、ハードディスクであってもよいし、ＲＯＭであってもよい。また、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤディスク、光磁気ディスクやＩＣカードであってもよい。更にまた、該プログラムを、ネットワークに接続されたサーバ等からダウンロードするようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明の分析装置、センサの検査装置、検査方法、及び検査プログラムによれば、被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加した際の電流の所定時間当たりの変化量に関する物理量を用いて、外層膜の状態を検査するため、複数の電極を設けることなく、短時間で安定してセンサの状態を検査することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施の形態のブドウ糖持続測定装置を示す断面図である。
【図２】センサ部の斜視図、及び一部拡大図である。
【図３】センサ部の端部（電極部分）を示す断面図である。
【図４】回路基板の概略構成を示すブロック図である。
【図５】応答電圧を印加した際の応答電流を示すグラフである。
【図６】センサ部のＣＡ膜の状態を示すイメージ図である。
【図７】応答電圧印加後の応答電流の変化量を示すグラフである。
【図８】応答電圧を印加した場合において、ＣＡ膜の状態が異なるセンサ毎に、応答電流の変化量が変化量閾値より小さくなるまでの時間を示したグラフである。
【図９】第１の実施の形態のブドウ糖持続測定装置において実行される検査モード処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】応答電圧を印加した場合において、応答電流の変化量が変化量閾値より小さくなるまでの時間と欠陥割合との関係を示すグラフである。
【図１１】欠陥割合と感度正誤差との関係を示すグラフである。
【図１２】応答電圧を印加した場合において、ＣＡ膜の状態が異なるセンサ毎に、応答電流の変化量を示したグラフである。
【図１３】第２の実施の形態のブドウ糖持続測定装置において実行される検査モード処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】応答電圧を印加した場合において、応答電流の変化量と欠陥割合との関係を示すグラフである。
【図１５】（ａ）応答電圧印加後、及び（ｂ）非応答電圧印加後における、応答電流の変化量を示すグラフである。
【図１６】（ａ）応答電圧を印加した場合、及び（ｂ）非応答電圧を印加した場合において、ＣＡ膜の状態が異なるセンサ毎に、応答電流の変化量が変化量閾値より小さくなるまでの時間を示したグラフである。
【図１７】第３の実施の形態のブドウ糖持続測定装置において実行される検査モード処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】（ａ）応答電圧を印加した場合、及び（ｂ）非応答電圧を印加した場合において、応答電流の変化量が変化量閾値より小さくなるまでの時間と欠陥割合との関係を示すグラフである。
【図１９】非応答電圧を印加した場合において、ＣＡ膜の状態が異なるセンサ毎に、応答電流の変化量を示したグラフである。
【図２０】非応答電圧を印加した場合において、応答電流の変化量と欠陥割合との関係を示すグラフである。
【図２１】電圧パターンの他の例を示す図である。
【図２２】センサ部の端部（電極部分）の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態では、本発明の分析装置をブドウ糖持続測定装置（Continuous Glucose Monitoring：ＣＧＭ装置）に適用した場合について説明する。
【００２９】
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本実施の形態のブドウ糖持続測定装置１は、ハウジング２、回路基板３、及びセンサ部４を含んで構成されており、人体の腹部や肩等の皮膚６に取り付けられて、血中または皮下間質液中のブドウ糖の濃度を持続的に測定する。
【００３０】
ハウジング２は、カバー２０及びベース２１で構成されており、ブドウ糖持続測定装置１の外形を形成している。カバー２０とベース２１とは、カバー２０及びベース２１により形成される空間に回路基板３を収納するように、互いに接合されている。ハウジング２には、水分透過率の非常に低い材料、例えば、金属またはポリプロピレン樹脂を用いることが望ましい。
【００３１】
ベース２１は、センサ部４が挿入される挿入孔を有しており、センサ部４の端部４０がベース２１の内面に固定されている。ベース２１の外面には、接着フィルム５が設けられている。接着フィルム５の両面は、粘着力のあるテープが用いられており、一方の面のテープにより接着フィルム５自体がベース２１に取り付けられ、他方の面のテープにより、ブドウ糖持続測定装置１が皮膚６に取り付けられる。
【００３２】
回路基板３は、ブドウ糖持続測定装置１全体の制御に必要な電子構成要素を備えている。回路基板３は、後述するセンサ部４の電極４２（図２参照）と接触する接続部３０を含んで構成されている。接続部３０は、センサ部４に電圧を印加して、応答電流を得るために用いられる。
【００３３】
センサ部４は、血中または皮下間質液中のブドウ糖濃度に応じた応答を得る。センサ部４の一方の端部４０は、回路基板３の接続部３０と接触し、他方の端部は皮膚６に挿入される。
【００３４】
図２に示すように、センサ部４は、ベース４１、電極４２、及び酵素部４３を含んで構成されている。
【００３５】
ベース４１は、絶縁性で柔軟性のある材料によりシート状に形成されており、電極４２を支持している。ベース４１の皮膚６に挿入される側の端部４１Ｂは、鋭利な形状に形成されており、これにより、センサ部４が簡単に皮膚６に挿入され、また、ユーザへの痛みを軽減することができる。ただし、ベース４１の先端の形状は特に限定されるものではなく、鋭利な形状以外の形状であってもよい。ベース４１の材料としては、人体に影響を及ぼさない程度の適切な絶縁性のある材料を用いることができ、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）のような熱可塑性樹脂を用いることができる。また、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を用いてもよい。
【００３６】
電極４２は、作用電極４２Ａ及び対電極４２Ｂを含んで構成されている。電極４２に電圧を印加することにより、作用電極４２Ａと対電極４２Ｂとの間に、後述する酵素部４３により取り出された電子に対応した電流が流れる。
【００３７】
酵素部４３は、ブドウ糖から電子を取り出し、取り出した電子を作用電極４２Ａに渡す作用がある。酵素部４３は、例えば、作用電極４２Ａ上に配置されるブドウ糖酸化還元酵素とすることができる。ブドウ糖酸化還元酵素としては、ＧＯＤ（グルコースオキシダーゼ）、ＧＤＨ（グルコースデヒドロゲナーゼ）を用いることができる。また、ブドウ糖酸化還元酵素の固定方法としては、従来既知の手法を用いることができ、例えば、重合可能なジェル、ポリアクリルアミド、またはリンのようなポリマーを用いた方法、シランカップリング剤によりリン脂質ポリマーを結合させたＭＰＣポリマーを用いた方法、またはたん白皮膜による方法を用いることができる。
【００３８】
図３に、センサ部４の端部４１Ｂの断面構成を概略的に示す。ベース４１上に作用電極４２Ａ及び対電極４２Ｂが形成されており、作用電極４２Ａを覆うように制限透過膜４５が形成されている。また、基板４１及び制限透過膜４５により形成された領域が試薬層４４となっており、試薬層４４内に酵素部４３が配置される。酵素部４３は、作用電極４２Ａ上に固定される必要はなく、作用電極４２Ａと接触することなく作用電極４２Ａ上の試薬層４４内に配置されてもよい。
【００３９】
制限透過膜４５は、センサ感度がすぐに飽和、例えば、センサの検出可能なブドウ糖の上限濃度に至るまでに感度が飽和することを防止するために、ブドウ糖の酵素部４３への透過を制限する。また、酵素部４３における反応を阻害する干渉物質の透過を抑制する。制限透過膜４５としては、セルロースアセテート膜やポリウレタン膜を用いることができる。本実施の形態では、制限透過膜４５としてセルロースアセテート膜（以下、「ＣＡ膜」という。）を用いる場合について説明する。なお、制限透過膜４５は本発明の外層膜の一例であるが、外層膜としては、ブドウ糖の酵素部４３への透過を制限する機能を有するものに限定されない。
【００４０】
センサ部４の形成方法は、例えば、カーボンインクを用いたスクリーン印刷により、ベース４１上に作用電極４２Ａ及び対電極４２Ｂを形成し、その上にカルボジイミドを共有結合させ、その上にＧＡ（グルタルアルデヒド）を架橋剤として架橋したブドウ糖酸化還元酵素を滴下し、風乾及び４０℃下で１５分間乾燥させる。その後、スピンコーティングまたはディップコーディングにより制限透過膜４５としてのＣＡ膜で被覆することにより形成することができる。なお、架橋剤としては、ビス(スルホスクシンイミジル)スベラート、ビス−Ｎ−スクシンイミジル−（ノナエチレングリコール）エステル等を用いてもよい。
【００４１】
図４に示すように、回路基板３は、接続部３０の他に、通信部３１、電源３２、制御部３３、演算部３４、及び記憶部３５を含んで構成されている。
【００４２】
通信部３１は、ブドウ糖持続測定装置１と外部の情報処理装置との間でのデータ通信を行う。通信部３１は、少なくとも送信部を備え、必要に応じて受信部を含んで構成される。データ通信の手段は、例えば、赤外線通信やブルートゥース等の無線通信手段を用いることができる。また、有線によりデータ通信を行うように構成してもよく、この場合、ブドウ糖持続測定装置１の通信部３１にケーブル接続部を設け、外部の情報処理装置等とケーブルで接続することによってデータ通信を行う。
【００４３】
なお、外部の情報処理装置としては、例えば、人体にインシュリンを投与するインシュリン供給装置、簡易血糖値測定装置、腕時計型表示装置、パーソナルコンピュータ等が挙げられる。
【００４４】
ブドウ糖持続測定装置１と簡易血糖値測定装置との間のデータ通信では、例えば、ブドウ糖持続測定装置１に、簡易血糖値測定装置における血糖値測定結果を送信することができる。これにより、ブドウ糖持続測定装置１の測定結果と、簡易血糖値測定装置から受信した血糖値測定結果とを比較して、ブドウ糖持続測定装置１の測定結果を校正することができる。また、ブドウ糖持続測定装置１で計測されたデータ（電流値）を簡易血糖値測定装置へ送信し、簡易血糖値測定装置において血糖値を計算するようにしてもよい。
【００４５】
ブドウ糖持続測定装置１と腕時計型表示装置との間のデータ通信では、例えば、ブドウ糖持続測定装置１の測定結果を腕時計型表示装置に送信することができる。これにより、ブドウ糖持続測定装置１がユーザの肩や腹部などのように、ユーザ本人による視認が困難な位置に装着されている場合でも、ユーザが測定結果を容易に確認することができる。
【００４６】
ブドウ糖持続測定装置１とパーソナルコンピュータとの間のデータ通信では、例えば、ブドウ糖持続測定装置１で計測されたデータ（電流値）をパーソナルコンピュータへ送信することができる。パーソナルコンピュータでは、ブドウ糖濃度の推移を表示したり、種々の解析を行ったりすることができる。また、パーソナルコンピュータからブドウ糖持続測定装置１に校正データ等を送信してもよい。
【００４７】
電源３２は、回路基板３及びセンサ部４に電力を供給するための直流電源であり、例えば、１〜３Ｖの電力供給電圧の電池を用いることができる。
【００４８】
制御部３３は、ブドウ糖持続測定装置１全体の制御を行う。例えば、電圧印加のタイミング、応答電流のサンプリング、ブドウ糖濃度の演算処理、外部の情報処理装置との通信等を制御する。
【００４９】
演算部３４は、例えば、ブドウ糖濃度の演算を含むブドウ糖持続測定装置１における処理で必要な種々の演算を実行する。
【００５０】
記憶部３５には、後述する検査モード処理ルーチンを実行するためのプラグラム等、制御部３３で実行される各種プログラムや、演算部３４の演算で使用される校正カーブ、訂正データ、印加電圧パターン等のデータが記憶されている。また、記憶部３５には、センサ部４で検出された応答電流、及び演算部３４で演算されたブドウ糖濃度のデータが記憶される。
【００５１】
なお、制御部３３、演算部３４、及び記憶部３５は、回路基板３に実装されるＣＰＵまたはＭＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等の電子部品によって構成される。
【００５２】
このように構成された本実施の形態のブドウ糖持続測定装置１では、測定モードにおいて、図５に示すような予め定めた電圧パターンで電圧を印加したときの応答電流を測定する。また、検査モードにおいて、ブドウ糖に起因する応答が得られる電圧を印加した際の応答電流の変化量に基づいて、センサ部４の状態、特に制限透過膜４５の状態を検査する。
【００５３】
ここで、第１の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１における検査モードの原理について説明する。
【００５４】
例えば、図５に示した電圧パターンでは、ブドウ糖に起因する応答が得られない電圧（以下、「非応答電圧Ｅ１」という。）を所定時間（ここでは、−２００ｍＶを２４０秒）印加した後に、ブドウ糖に起因する応答が得られる電圧（以下、「応答電圧Ｅ２」という。）を所定時間（ここでは、４００ｍＶを１２０秒）印加している。第１の実施の形態における検査モードでは、この応答電圧Ｅ２を印加した直後からの応答電流の変化量を利用する。
【００５５】
非応答電圧Ｅ１は、ブドウ糖が全く反応しない、またはブドウ糖が反応していないとみなせる程度のわずかな反応を与える電圧である。より詳しくは、非応答電圧Ｅ１がセンサ部４に印加された際の応答電流は、ブドウ糖に起因する非常に小さい応答を含み、主に、センサ固有のバックグラウンド、共存する物質によるバックグラウンド、及びノイズ等の外部環境に起因したバックグラウンドに起因している。非応答電圧Ｅ１の大きさは、センサ部４の仕様（例えば、使用される酵素の量、酵素の固定方法、電極の材料、反応領域等）に基づいて設定する。具体的には、非応答電圧Ｅ１は、センサ部４に印加される電圧を増加していき、ブドウ糖に起因する応答電流が流れ始める反応開始電圧から−０．５Ｖ〜＋０．５Ｖの範囲（望ましくは、−２５ｍＶ〜＋２５ｍＶ）で設定する。
【００５６】
応答電圧Ｅ２は、ブドウ糖が十分な応答を示す電圧である。応答電圧Ｅ２の大きさは、センサ部４の仕様（例えば、使用される酵素の量、酵素の固定方法、電極の材料、反応領域等）に基づいて設定する。
【００５７】
図５は、上記のような電圧パターンを、制限透過膜４５（ＣＡ膜）の状態が異なる複数のセンサに印加した場合の応答電流を示したものである。なお、ブドウ糖濃度は１００ｍｇ／ｄLである。複数のセンサの各々のＣＡ膜の状態は、図６に示すように、（ａ）ＣＡ膜なし（ＮｏＣＡ）、（ｂ）ＣＡ膜あり、（ｃ）〜（ｆ）濃度４％のＣＡ膜をセンサ部４の一部にのみ皮膜した仮想欠陥膜（ＣＡ４％Ｓｐｉｎ−Ａ〜Ｄ）である。（ｃ）〜（ｆ）では、図中下側の濃度がやや濃くなっている部分がＣＡ膜で被覆された部分である。各センサの欠陥割合（センサ部の面積に対するＣＡ膜により被覆されていない部分の面積の割合）は、（ａ）１００％、（ｂ）０％、（ｃ）６５％、（ｄ）６４％、（ｅ）３５％、（ｆ）１０％である。さらに（ｂ）ＣＡ膜ありについては、ＣＡ膜の濃度を２％とした場合（ＣＡ２％Ｓｐｉｎ）、３％とした場合（ＣＡ３％Ｓｐｉｎ）、及び４％とした場合（ＣＡ４％Ｓｐｉｎ）を用意した。なお、ＣＡ膜の膜厚の実測は困難であるため、ＣＡ膜の膜厚を濃度で示している。
【００５８】
これらの各々について、応答電圧Ｅ２（＋４００ｍＶ）を印加した直後からの応答電流の変化量を、図７に示す。ここでは、サンプリング間隔を５秒としている。この５秒毎の応答電流の変化量ΔｎＡ／ｍｍ２／５ｓの絶対値が、所定の変化量閾値（ここでは、０．２ｎＡ／ｍｍ２）より小さくなる時間をプロットしたグラフを図８に示す。同図に示すように、最も膜厚の大きいＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに対して、膜厚の小さいＣＡ３％Ｓｐｉｎ及びＣＡ２％Ｓｐｉｎのセンサでは、応答電流の変化が小さくなる時間が早い。この時間差の原因は、ＣＡ膜によるブドウ糖透過制限に基づく応答の遅れによるものと考えられる。また、ＣＡ４％Ｓｐｉｎ−Ａ〜Ｄの仮想欠陥膜のセンサは、全面が被覆されているＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに比べて、応答電流の変化が小さくなる時間が早い。
【００５９】
この結果を利用して、正常な状態をＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサと想定すると、製造段階や使用中において、ＣＡ膜の膜厚が薄くなった状態、及びＣＡ膜の一部が欠損した状態を確認することができる。なお、ここでは、変化量閾値を０．２ｎＡ／ｍｍ２としているが、変化量閾値は、センサ部４の仕様、サンプリング時間等によって適切な値を設定する。
【００６０】
次に、図９を参照して、第１の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１の検査モードにおいて実行される検査モード処理ルーチンについて説明する。
【００６１】
ステップ１００で、検査モードの処理を実行するタイミングか否かを判定する。例えば、検査モードを１時間毎に実行したり、予め定めた時刻に実行したりするように定めておき、その時間となったか否かを判定する。また、持続測定への影響が少ない夜間の時間を検査モードの実行タイミングとして定めてもよい。また、ブドウ糖持続測定装置１の使用開始直後では、センサの状態が急激に変化することはないと想定して、例えば、使用開始から７日目に検査モードを実行するように定めておいてもよい。検査モードの実行タイミングであると判定された場合には、ステップ１０２へ移行し、検査モードの実行タイミングではないと判定された場合には、実行タイミングであると判定されるまで、本ステップの判定を繰り返す。
【００６２】
ステップ１０２では、応答電圧Ｅ２を所定時間印加する。例えば、＋４００ｍＶの電圧を１２０秒印加する。次に、ステップ１０４で、所定のサンプリング間隔（例えば、５秒）で、応答電流の変化量ΔＩを計測する。次に、ステップ１０６で、上記ステップ１０２で応答電圧Ｅ２の印加を開始した時点を始点として、応答電圧Ｅ２を印加した所定時間内で計測された応答電流の変化量ΔＩが、所定の変化量閾値ΔＩｔｈより小さくなる時間Ｔを算出する。なお、ここでは、応答電流の変化量ΔＩを絶対値として扱う場合について説明するが、絶対値である必要はなく、真値のまま扱ってもよい。この場合、応答電流の変化量ΔＩが変化量閾値ΔＩｔｈより大きくなる時間Ｔを算出する。すなわち、応答電流の変化量ΔＩが所定範囲の値となるまでの時間Ｔを算出すればよい。
【００６３】
次に、ステップ１０８で、上記ステップ１０６で算出した時間Ｔと、時間閾値Ｔｔｈとを比較して、時間Ｔが時間閾値Ｔｔｈよりも小さいか否かを判定する。時間閾値Ｔｔｈは、正常な制限透過膜４５のセンサを用いた場合に、応答電圧Ｅ２を印加した際の応答電流の変化量ΔＩが、変化量閾値ΔＩｔｈより小さくなる時間を基準に定めておく。例えば、図８の場合で、ＣＡ４％Ｓｐｉｎを正常なセンサとすると、時間閾値Ｔｔｈは、７０±α秒として定めることができる。αは例えば、５〜２０秒とすることができる。時間Ｔ＜時間閾値Ｔｔｈの場合には、制限透過膜４５の状態が変化している、すなわち欠陥が生じていると判定して、ステップ１１０へ移行する。一方、時間Ｔ≧時間閾値Ｔｔｈの場合には、制限透過膜４５の状態は変化していない、すなわち正常であると判定して、処理を終了する。
【００６４】
ステップ１１０では、上記ステップ１０６で算出した時間Ｔに基づいて、制限透過膜４５の欠陥割合を求め、欠陥割合に応じて、測定モードにおいて測定される応答電流の補正値を算出して、記憶部３５に記憶する。
【００６５】
具体的には、まず、図１０に示すように、時間Ｔと欠陥割合との関係をプロットする。例えば、図６に示した各センサについて、変化量閾値ΔＩｔｈを０．２ｎＡ／ｍｍ２とした場合の時間Ｔを算出し、横軸に時間Ｔ、縦軸に欠陥割合をとったグラフに、各センサの欠陥割合と時間Ｔとの関係をプロットする。また、正常なセンサのＣＡ膜の膜厚（濃度）に対するＣＡ膜の膜厚を小さくしたセンサのＣＡ膜の膜厚（濃度）の割合を欠陥割合としてもよい。このプロットされた時間Ｔと欠陥割合との相関関係を求めて、予め記憶部３５に記憶しておく。そして、この時間Ｔと欠陥割合との相関関係を用いて、上記ステップ１０６で算出した時間Ｔに対応する欠陥割合を求める。例えば、図１０の例で、時間Ｔが６０秒であった場合には、欠陥割合は３１．５％と求まる。
【００６６】
ここで、図１１（ａ）に応答電圧Ｅ２を印加してから１００秒後の応答電流感度と、図６に示すＣＡ膜（（ａ）〜（ｆ））の欠陥割合との関係を示す。なお応答電流感度の取得はこの時間に限定されず、有意な応答電流感度が認められる範囲であればどの時間でもよい。次に、例えば、図１１（ｂ）に示すように、欠陥割合とセンサの感度正誤差との関係をプロットする。感度正誤差は、正常なセンサの応答感度を１００としたときの割合で示している。これにより、欠陥割合に応じて、正常なセンサに対して何％増しで応答電流が出力されるかを判断することができる。このプロットされた欠陥割合と感度正誤差との相関関係を求めて、予め記憶部３５に記憶しておく。そして、この欠陥割合と感度正誤差との相関関係を用いて、求めた欠陥割合に対応する感度正誤差を求める。例えば、図１１の例で、欠陥割合が３１．５％の場合には、感度正誤差は約１８５．２％と求まる。この感度正誤差を補正値として記憶部３５に記憶して処理を終了する。
【００６７】
測定モードでは、実際に計測された応答電流値を、例えば、計測値／補正値のように上記補正値を用いて補正して、計測結果として出力する。
【００６８】
以上説明したように、第１の実施の形態のブドウ糖持続測定装置によれば、ブドウ糖に起因する応答が得られる電圧を印加した直後の応答電流の変化量が、予め定めた変化量閾値より小さくなるまでの時間を用いて、制限透過膜の状態を検査するため、作用電極及び対電極の組を複数設けることなく、短時間で安定してセンサの状態を検査することができる。特に、電圧印加直後の応答電流の変化量を用いて検査するため、応答電流が定常状態になるまでの時間を用いて検査する場合に比べて、検査モードの実行時間を短時間とすることができ、本実施の形態のように持続計測を行う場合には、より効果的である。
【００６９】
なお、第１の実施の形態では、応答電圧Ｅ２（第１の電圧）を印加した際に測定された応答電流の変化量ΔＩが変化量閾値ΔＩｔｈより小さくなる時間Ｔに基づいて、センサの欠陥割合を求める場合について説明したが、非応答電圧Ｅ１印加時の応答電流の変化量ΔＩが所定範囲内の値となるまでの時間を用いてもよい。
【００７０】
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、応答電圧Ｅ２印加後の応答電流の変化量ΔＩ自体に基づいて、センサの欠陥割合を求める点が、第１の実施の形態と異なる。なお、第２の実施の形態のブドウ糖持続測定装置の構成は、第１の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００７１】
ここで、第２の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１における検査モードの原理について説明する。
【００７２】
第１の実施の形態と同様に、図６に示す各センサを用いて、応答電圧Ｅ２（＋４００ｍＶ）を印加した直後から所定時間後（ここでは４０秒後）の応答電流の変化量を、図１２に示す。同図に示すように、最も膜厚の大きいＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに対して、膜厚の小さいＣＡ３％Ｓｐｉｎ及びＣＡ２％Ｓｐｉｎのセンサでは、応答電流の変化が大きい。これは、ＣＡ膜によるブドウ糖透過制限に基づく応答の遅れによるものと考えられる。また、ＣＡ４％Ｓｐｉｎ−Ａ〜Ｄの仮想欠陥膜のセンサは、全面が被覆されているＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに比べて、応答電流の変化が大きい。
【００７３】
この結果を利用して、正常な状態をＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサと想定すると、製造段階や使用中において、ＣＡ膜の膜厚が薄くなった状態、及びＣＡ膜の一部が欠損した状態を確認することができる。
【００７４】
次に、図１３を参照して、第２の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１の検査モードにおいて実行される検査モード処理ルーチンについて説明する。なお、第１の実施の形態の検査モード処理ルーチンと同一の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７５】
ステップ１００で、検査モードの処理を実行するタイミングか否かを判定し、検査モードの実行タイミングであると判定された場合には、ステップ１０２へ移行し、検査モードの実行タイミングではないと判定された場合には、実行タイミングであると判定されるまで、本ステップの判定を繰り返す。
【００７６】
ステップ１０２では、応答電圧Ｅ２を所定時間印加する。例えば、＋４００ｍＶの電圧を４０秒印加する。次に、ステップ２０４で、上記ステップ１０２で応答電圧Ｅ２の印加を開始した時点を始点として、所定時間後までの応答電流の変化量ΔＩを計測する。
【００７７】
次に、ステップ２０８で、上記ステップ２０４で計測した応答電流の変化量ΔＩが、所定の変化量閾値より大きいか否かを判定する。ΔＩ＞変化量閾値ΔＩｔｈの場合には、制限透過膜４５の状態が変化している、すなわち欠陥が生じていると判定して、ステップ２１０へ移行する。一方、ΔＩ≦変化量閾値ΔＩｔｈの場合には、制限透過膜４５の状態は変化していない、すなわち正常であると判定して、処理を終了する。なお、ここでは、応答電流の変化量ΔＩを真値として扱う場合について説明するが、絶対値として扱ってもよい。この場合、応答電流の変化量ΔＩが変化量閾値ΔＩｔｈより小さいか否かを判定する。
【００７８】
ステップ２１０では、上記ステップ２０４で計測した応答電流の変化量ΔＩに基づいて、制限透過膜４５の欠陥割合を求め、欠陥割合に応じて、測定モードにおいて測定される応答電流の補正値を算出して、記憶部３５に記憶する。
【００７９】
具体的には、まず、図１４に示すように、応答電流の変化量ΔＩと欠陥割合との関係をプロットする。例えば、図６に示した各センサについて、変化量閾値ΔＩｔｈを−０．２ｎＡ／ｍｍ２とし、横軸に応答電流の変化量ΔＩ、縦軸に欠陥割合をとったグラフに、各センサの欠陥割合と応答電流の変化量ΔＩとの関係をプロットする。このプロットされた応答電流の変化量ΔＩと欠陥割合との相関関係を求めて、予め記憶部３５に記憶しておく。そして、この応答電流の変化量ΔＩと欠陥割合との相関関係を用いて、上記ステップ２０４で計測した応答電流の変化量ΔＩに対応する欠陥割合を求める。そして、第１の実施の形態と同様に、求めた欠陥割合とセンサの感度正誤差との関係に基づいて、求めた欠陥割合に対応する感度正誤差を求める。
【００８０】
以上説明したように、第２の実施の形態のブドウ糖持続測定装置によれば、ブドウ糖に起因する応答が得られる電圧を印加した直後から所定時間後までの応答電流の変化量を用いて、制限透過膜の状態を検査するため、作用電極及び対電極の組を複数設けることなく、短時間で安定してセンサの状態を検査することができる。特に、電圧印加直後の応答電流の変化量を用いて検査するため、応答電流が定常状態になるまでの時間を用いて検査する場合に比べて、検査モードの実行時間を短時間とすることができ、本実施の形態のように持続計測を行う場合には、より効果的である。
【００８１】
なお、第２の実施の形態では、応答電圧Ｅ２（第１の電圧）を印加した際に測定された応答電流の変化量ΔＩに基づいて、センサの欠陥割合を求める場合について説明したが、非応答電圧Ｅ１印加時の応答電流の変化量ΔＩを用いてもよい。
【００８２】
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、応答電圧Ｅ２及び非応答電圧Ｅ１の両方の電圧印加後の時間Ｔに基づいて、センサの欠陥割合を求める点が、第１の実施の形態と異なる。なお、第３の実施の形態のブドウ糖持続測定装置の構成は、第１の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００８３】
第３の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１では、測定モードにおいて、図５に示すような予め定めた電圧パターンで電圧を印加したときの応答電流を測定する。また、検査モードにおいて、ブドウ糖に起因する応答が得られる電圧を印加した際の応答電流の変化、及びブドウ糖に起因する応答が得られない電圧を印加した際の応答電流の変化に基づいて、センサ部４の状態、特に制限透過膜４５の状態を検査する。
【００８４】
ここで、第３の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１における検査モードの原理について説明する。
【００８５】
第１の実施の形態と同様に、図６に示す各センサを用いて、応答電圧Ｅ２（＋４００ｍＶ）を印加した直後からの応答電流の変化量を図１５（ａ）に、非応答電圧Ｅ１（−２００ｍＶ）を印加した直後からの応答電流の変化量を同図（ｂ）に示す。なお、同図（ａ）は図７と同様である。ここでは、サンプリング間隔を５秒としている。この５秒毎の応答電流の変化量ΔｎＡ／ｍｍ２／５ｓの絶対値が、所定の変化量閾値より小さくなる時間をプロットしたグラフを図１６（ａ）及び（ｂ）に示す。同図（ａ）が応答電圧Ｅ２を印加した場合、同図（ｂ）が非応答電圧Ｅ１を印加した場合である。なお、同図（ａ）は図８と同様である。ここでは、応答電圧Ｅ２を印加した場合の変化量閾値を０．２ｎＡ／ｍｍ２、非応答電圧Ｅ１を印加した場合の変化量閾値を０．５ｎＡ／ｍｍ２としている。同図に示すように、最も膜厚の大きいＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに対して、膜厚の小さいＣＡ３％Ｓｐｉｎ及びＣＡ２％Ｓｐｉｎのセンサでは、応答電流の変化が小さくなる時間が早い。この時間差の原因は、応答電圧Ｅ２を印加した場合については、ＣＡ膜によるブドウ糖透過制限に基づく応答の遅れによるものと考えられる。また、非応答電圧Ｅ１を印加した場合については、ＣＡ膜の状態の差による電極上の電気二重層の荷電量の差に由来するものと考えられる。さらに、ＣＡ４％Ｓｐｉｎ−Ａ〜Ｄの仮想欠陥膜のセンサは、全面が被覆されているＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに比べて、応答電流の変化が小さくなる時間が早い。
【００８６】
この結果を利用して、正常な状態をＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサと想定すると、製造段階や使用中において、ＣＡ膜の膜厚が薄くなった状態、及びＣＡ膜の一部が欠損した状態を確認することができる。なお、ここでは、変化量閾値を、応答電圧Ｅ２を印加した場合については０．２ｎＡ／ｍｍ２、非応答電圧Ｅ１を印加した場合については０．５ｎＡ／ｍｍ２としているが、変化量閾値は、センサ部４の仕様、サンプリング時間等によって適切な値を設定する。
【００８７】
次に、図１７を参照して、第３の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１の検査モードにおいて実行される検査モード処理ルーチンについて説明する。
【００８８】
ステップ３００で、検査モードの処理を実行するタイミングか否かを判定する。検査モードの実行タイミングであると判定された場合には、ステップ３０２へ移行し、検査モードの実行タイミングではないと判定された場合には、実行タイミングであると判定されるまで、本ステップの判定を繰り返す。
【００８９】
ステップ３０２では、非応答電圧Ｅ１を所定時間印加する。例えば、−２００ｍＶの電圧を２４０秒印加する。次に、ステップ３０４で、所定のサンプリング間隔（例えば、５秒）で、応答電流の変化量ΔＩＥ１を計測する。次に、ステップ３０６で、上記ステップ３０２で非応答電圧Ｅ１の印加を開始した時点を始点として、非応答電圧Ｅ１を印加した所定時間内で計測された応答電流の変化量ΔＩＥ１が、所定の変化量閾値ΔＩｔｈＥ１より小さくなる時間ＴＥ１を算出する。なお、ここでは、応答電流の変化量ΔＩＥ１を絶対値として扱う場合について説明するが、絶対値である必要はなく、真値のまま扱ってもよい。この場合、応答電流の変化量ΔＩＥ１が変化量閾値ΔＩｔｈＥ１より大きくなる時間ＴＥ１を算出する。すなわち、応答電流の変化量ΔＩＥ１が所定範囲の値となるまでの時間ＴＥ１を算出すればよい。後述する応答電流の変化量ΔＩＥ２についても同様である。
【００９０】
次に、ステップ３０８で、応答電圧Ｅ２を所定時間印加する。例えば、＋４００ｍＶの電圧を１２０秒印加する。次に、ステップ３１０で、所定のサンプリング間隔（例えば、５秒）で、応答電流の変化量ΔＩＥ２を計測する。次に、ステップ３１２で、上記ステップ３０８で応答電圧Ｅ２の印加を開始した時点を始点として、応答電圧Ｅ２を印加した所定時間内で計測された応答電流の変化量ΔＩＥ２が、所定の変化量閾値ΔＩｔｈＥ２より小さくなる時間ＴＥ２を算出する。
【００９１】
次に、ステップ３１４で、上記ステップ３０６で算出した時間ＴＥ１と時間閾値ＴｔｈＥ１、及び上記ステップ３１２で算出した時間ＴＥ２と時間閾値ＴｔｈＥ２とを比較して、時間ＴＥ１が時間閾値ＴｔｈＥ１よりも小さく、かつ時間ＴＥ２が時間閾値ＴｔｈＥ２よりも小さいか否かを判定する。時間閾値ＴｔｈＥ１は、正常な制限透過膜４５のセンサを用いた場合に、非応答電圧Ｅ１を印加した際の応答電流の変化量ΔＩＥ１が、変化量閾値ΔＩｔｈＥ１より小さくなる時間を基準に定めておく。同様に、時間閾値ＴｔｈＥ２は、正常な制限透過膜４５のセンサを用いた場合に、応答電圧Ｅ２を印加した際の応答電流の変化量ΔＩＥ２が、変化量閾値ΔＩｔｈＥ２より小さくなる時間を基準に定めておく。例えば、図１６（ａ）の場合で、ＣＡ４％Ｓｐｉｎを正常なセンサとすると、時間閾値ＴｔｈＥ２は、７０±α秒として定めることができる。同様に、同図（ｂ）の場合で、ＣＡ４％Ｓｐｉｎを正常なセンサとすると、時間閾値ＴｔｈＥ１は、５８±α秒として定めることができる。αは例えば、５〜２０秒とすることができる。時間ＴＥ１＜時間閾値ＴｔｈＥ１、かつ時間ＴＥ２＜時間閾値ＴｔｈＥ２の場合には、制限透過膜４５の状態が変化している、すなわち欠陥が生じていると判定して、ステップ３２０へ移行する。一方、時間ＴＥ１≧時間閾値ＴｔｈＥ１、または時間ＴＥ２≧時間閾値ＴｔｈＥ２の場合には、ステップ３１６へ移行する。
【００９２】
ステップ３１６では、時間ＴＥ１が時間閾値ＴｔｈＥ１よりも小さく、かつ時間ＴＥ２が時間閾値ＴｔｈＥ２以上、または、時間ＴＥ１が時間閾値ＴｔｈＥ１以上、かつ時間ＴＥ２が時間閾値ＴｔｈＥ２よりも小さいか否か、すなわち、いずれか一方の時間Ｔのみが閾値時間Ｔｔｈより小さいか否かを判定する。否定判定される場合は、いずれの時間Ｔも閾値時間Ｔｔｈ以上であるので、制限透過膜４５の状態は変化していない、すなわち正常であると判定して、処理を終了する。一方、いずれか一方の時間Ｔのみが時間閾値Ｔｔｈより小さい場合は、ステップ３１８へ移行して、上記ステップ３１４及びステップ３１６の処理が再チェックであるか否かを判定する。１回目の処理であった場合には、ステップ３０２へ戻り、処理を繰り返して再チェックを行う。既に再チェックであった場合には、センサの状態は正常であると判定して、処理を終了する。
【００９３】
ステップ３２０では、上記ステップ３１２で算出した時間ＴＥ２に基づいて、制限透過膜４５の欠陥割合を求め、欠陥割合に応じて、測定モードにおいて測定される応答電流の補正値を算出して、記憶部３５に記憶する。
【００９４】
具体的には、まず、図１８（ａ）に示すように、時間ＴＥ２と欠陥割合との関係をプロットする。例えば、図６に示した各センサについて、変化量閾値ΔＩｔｈを０．２ｎＡ／ｍｍ２とした場合の時間ＴＥ２を算出し、横軸に時間ＴＥ２、縦軸に欠陥割合をとったグラフに、各センサの欠陥割合と時間ＴＥ２との関係をプロットする。なお、同図（ａ）は図１０と同様である。このプロットされた時間ＴＥ２と欠陥割合との相関関係を求めて、予め記憶部３５に記憶しておく。そして、この時間ＴＥ２と欠陥割合との相関関係を用いて、上記ステップ３１２で算出した時間ＴＥ２に対応する欠陥割合を求める。例えば、図１８（ａ）の例で、時間ＴＥ２が６０秒であった場合には、欠陥割合は３１．５％と求まる。また、同図（ｂ）に示すように、時間ＴＥ１と欠陥割合との相関関係を定めておき、上記ステップ３０６で算出した時間ＴＥ１を用いて欠陥割合を求めてもよい。また、時間ＴＥ１に基づく欠陥割合、及び時間ＴＥ２に基づく欠陥割合の双方を求めて、その平均値を欠陥割合として採用したり、いずれか大きい方または小さい方の欠陥割合を採用したりしてもよい。そして、第１の実施の形態と同様に、求めた欠陥割合とセンサの感度正誤差との関係に基づいて、求めた欠陥割合に対応する感度正誤差を求める。
【００９５】
以上説明したように、第３の実施の形態のブドウ糖持続測定装置によれば、ブドウ糖に起因する応答が得られる電圧を印加した直後の応答電流の変化量が、予め定めた変化量閾値より小さくなるまでの時間、及びブドウ糖に起因する応答が得られない電圧を印加した直後の応答電流の変化量が、予め定めた変化量閾値より小さくなるまでの時間の双方を用いて、制限透過膜の状態を検査するため、作用電極及び対電極の組を複数設けることなく、短時間で安定して精度良くセンサの状態を検査することができる。特に、電圧印加直後の応答電流の変化を用いて検査するため、応答電流が定常状態になるまでの時間を用いて検査する場合に比べて、検査モードの実行時間を短時間とすることができ、本実施の形態のように持続計測を行う場合には、より効果的である。
【００９６】
なお、第３の実施の形態では、非応答電圧Ｅ１を印加した直後の応答電流の変化量が、予め定めた変化量より小さくなるまでの時間ＴＥ１、及び応答電圧Ｅ２を印加した直後の応答電流の変化量が、予め定めた変化量より小さくなるまでの時間ＴＥ２の双方が、所定の閾値（ＴｔｈＥ１、ＴｔｈＥ２）よりも小さいと判定された場合に、センサに欠陥が生じていると判定する場合について説明したが、ＴＥ１＜ＴｔｈＥ１のみを満たす場合に、センサに欠陥が生じていると判定するようにしてもよい。非応答電圧Ｅ１に対する応答電流は、ブドウ糖に起因する応答電流を除いた、外層膜を含めたセンサ固有のバックグラウンドに起因する応答電流であるため、この非応答電圧Ｅ１に対する応答電流の変化を用いてセンサの欠陥の有無を判定することで、判定精度を向上させることができる。また、少なくとも非応答電圧Ｅ１に対する応答電流の変化を用い、さらに応答電圧Ｅ２に対する応答電流の変化もあわせて用いた場合には、異なる２つの電圧に対する応答電流の変化を用いて判定することになり、判定精度を向上させることができる。
【００９７】
また、第３の実施の形態では、非応答電圧Ｅ１を印加した後に（ステップ３０２〜３０６）、応答電圧Ｅ２を印加する（ステップ３０８〜３１２）場合について説明したが、先に応答電圧Ｅ２を印加するステップ３０８〜３１２の処理を実行した後に、非応答電圧Ｅ１を印加するステップ３０２〜３０６の処理を実行するようにしてもよい。
【００９８】
また、第３の実施の形態では、応答電流の変化として、各電圧が印加された直後の応答電流の所定時間毎の変化量が、予め定めた変化量より小さくなるまでの時間を用いる場合について説明したが、これに限定されず、各電圧が印加された直後の応答電流の変化率や変化パターン等を用いてもよい。
【００９９】
また、第２の実施の形態と同様に、応答電圧及び非応答電圧印加開始から所定時間における応答電流の変化量を用いてもよい。この場合において、図６に示す各センサを用いて、非応答電圧Ｅ１（−２００ｍＶ）を印加した直後から所定時間後（ここでは４０秒後）の応答電流の変化量を、図１９に示す。なお、非応答電圧Ｅ１印加時の応答電流の変化量は図１２と同様である。図１９に示すように、最も膜厚の大きいＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに対して、膜厚の小さいＣＡ３％Ｓｐｉｎ及びＣＡ２％Ｓｐｉｎのセンサでは、応答電流の変化が小さい。これは、ＣＡ膜の状態の差による電極上の電気二重層の荷電量の差に由来するものと考えられる。また、ＣＡ４％Ｓｐｉｎ−Ａ〜Ｄの仮想欠陥膜のセンサは、全面が被覆されているＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに比べて、応答電流の変化が小さい。
【０１００】
この結果を利用して、第２の実施の形態と同様に、図１４及び図２０に示すように、応答電流の変化量ΔＩと欠陥割合との関係を定めておくことができる。
【０１０１】
また、第３の実施の形態では、図５に示したように、非応答電圧Ｅ１及び応答電圧Ｅ２を交互に印加する電圧パターンを例に説明したが、電圧パターンは、必ずしも非応答電圧Ｅ１及び応答電圧Ｅ２を交互に印加することを必要としない。例えば、図２１（ａ）〜（ｄ）に示したように、電位の異なる複数の定電圧を組み合わせて階段状に電圧印加するようにしてもよい。１ステップ（一定時間非応答電圧Ｅ１を印加する状態と、一定時間応答電圧Ｅ２を印加する状態の組み合わせを１ステップとする）において、図２１（ａ）〜（ｄ）では３つの定電圧を含んでいるが、定電圧の数は２つであっても４つ以上であってもよい。これにより、１ステップにおいて、電位が変わるポイントが増えた分、外層膜の検査頻度を上げることができる。
【０１０２】
なお、上記各実施の形態では、ブドウ糖持続測定装置に本発明の分析装置を適用した場合について説明したが、測定対象となる被検成分はブドウ糖に限定されない。また、上記実施の形態のようにＣＧＭ装置だけでなく、血糖自己測定装置(Self-Monitoring of Blood Glucose：ＳＭＢＧ装置)にも適用することができる。この場合、ユーザにより検査モードを選択した上で、センサ部に試料液を滴下して検査を実行するようにするとよい。
【０１０３】
また、上記各実施の形態では、センサ（制限透過膜）の欠陥が検出された場合に、補正値を算出する例について説明したが、センサの欠陥が検出された場合に、補正値を算出することなく、または補正値の算出とあわせて、センサに欠陥が生じていることを示す信号を出力するようにしてもよい。この場合、分析装置に出力部及び報知部を設け、センサの欠陥が検出された場合に、センサに欠陥が生じていることを示す信号を出力部から報知部へ出力するようにする。より具体的には、報知部として、ディスプレイ、スピーカ、振動部等を設け、報知部により出力部からの信号を受信した場合には、センサに欠陥が生じている旨のメッセージをディスプレイに表示したり、スピーカから音声出力したり、また、装置を振動させたりすることができる。また、出力部からの信号を外部の情報処理装置等に出力し、外部の情報処理装置等に設けられた報知部により、センサに欠陥が生じている旨が報知されるようにしてもよい。なお、報知部の構成は上記の例に限定されるものではない。
【０１０４】
また、上記各実施の形態では、応答電圧または非応答電圧を所定時間印加する場合について説明したが、応答電流の変化量が変化量閾値より小さくなったと判定された時点で、応答電圧または非応答電圧の印加を停止して、以降の処理を実行するようにしてもよい。
【０１０５】
また、上記各実施の形態では、センサ部の端部（電極部分）の構成として、図３の構成を例に説明したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図２２（ａ）に示すように、制限透過膜４５を、作用電極４２Ａ及び対電極４２Ｂを覆うように形成した構成でもよいし、同図（ｂ）に示すように、制限透過膜４５を、試薬層４４上に積層するように形成した構成でもよい。なお、同図において、酵素部４３の図示は省略しているが、酵素部４３は、作用電極４２Ａ上の試薬層内に配置される。
【符号の説明】
【０１０６】
１ ブドウ糖持続測定装置
３ 回路基板
４ センサ部
３０ 接続部
３１ 通信部
３２ 電源
３３ 制御部
３４ 演算部
３５ 記憶部
４２Ａ 作用電極
４２Ｂ 対電極
４３ 酵素部
４４ 試薬層
４５ 制限透過膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置、センサの検査装置、検査方法、及び検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の作用電極と対電極とを備え、各々の電極間の応答を比較することで、センサの欠陥を検知する電気化学バイオセンサが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
また、電気化学バイオセンサにおいて、センサから収集されたデータを調整する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３の技術では、現在のセンサデータポイントに基づいて校正特性を算出し、その校正特性から可能性のあるエラーまたは感度変化を認識し、その時の校正特性が予測不能か否かを決めるために、校正特性に関して見積もられた値と、その時の校正特性とを比較することで、センサの故障またはセンサ感度の変化を確認している。また、校正特性に関して見積もられた値は、その時の校正特性と過去の校正特性とから決定され、少なくとも２つの予測不能の校正特性が互いに支持することなく連続して受容されるときに、センサの故障であると判断している。
【０００４】
また、２電極または３電極から成る電気化学センサを電気化学センサ測定装置に装着させ、作用極及び対極間に流れる電流を検出し、この電流が定常状態に達するまでの過渡応答時間をカウントし、この過渡応答時間と校正値との関係を参照して、センサの良否を決定する電気化学センサ測定装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７１９０９８８号明細書
【特許文献２】米国特許第６１２１００９号明細書
【特許文献３】米国特許第６８９５２６３号明細書
【特許文献４】特開２００４−２３３２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２の技術では、作用極及び対極を複数設けて、その比較をとる相対比較を行っているため、各電極が絶対的に正常であることを認識することはできない。特に、電気化学バイオセンサの電極群は微小であるため、センサ内の全ての電極が一斉にダメージを受けることも想定され、相対比較では安定してセンサの状態を検査することができない、という問題がある。また、複数の電極を設ける必要があるため、製造工程上及びコスト上の不利益が発生する、という問題がある。
【０００７】
また、特許文献３の技術では、サンプリングされたデータを用いて算出した予測値に基づいて、センサの故障を判定しているため、判定に不確実性が伴う、という問題がある。
【０００８】
また、特許文献４の技術では、電流が定常状態に達するまでの時間が長時間となる場合がある、という問題がある。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、複数の電極を設けることなく、短時間で安定してセンサの状態を検査することができる分析装置、センサの検査装置、検査方法、及び検査プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の分析装置は、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部と、前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加する電圧印加手段と、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を測定する電流測定手段と、前記電流測定手段により、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する判定手段と、を含で構成されている。
【００１１】
本発明の分析装置によれば、センサ部は、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに試薬層と接触する外層膜を含んで構成されている。電圧印加手段により、第１電極と第２電極との間に、被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方が印加されると、電流測定手段が、第１電極と第２電極との間に流れる電流を測定する。そして、判定手段が、電流測定手段により、第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方基づいて、外層膜の欠陥の有無を判定する。第１の物理量及び第２の物理量は、所定時間当たりの電流の変化量自体でもよいし、その電流の変化量から得られる他の物理量でもよい。
【００１２】
このように、被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加した際の電流の所定時間当たりの変化量に関する物理量を用いて、外層膜の状態を検査するため、複数の電極を設けることなく、短時間で安定してセンサの状態を検査することができる。
【００１３】
前記第１の物理量を、前記第１の電流の所定時間当たりの変化量が、予め定めた第１の所定範囲の値となるまでの第１の時間とし、前記第２の物理量を、前記第２の電流の所定時間当たりの変化量が、予め定めた第２の所定範囲の値となるまでの第２の時間とすることができる。このような物理量を用いることにより、電流が定常状態になるまでの時間を用いるような場合と比べて、短時間で外層膜の欠陥の有無を判定することができる。
【００１４】
また、本発明の分析装置は、前記判定手段により前記外層膜に欠陥が生じていると判定された場合に、前記第１の物理量と前記外層膜の欠陥割合との予め求められた第１の関係、及び前記第２の物理量と前記外層膜の欠陥割合との予め求められた第２の関係の少なくとも一方に基づいて、前記電流測定手段により測定される電流値を補正する補正手段を含んで構成することができる。第１の電圧または第２の電圧を印加した際の第１の物理量または第２の物理量は、外層膜の欠陥割合に応じて変化するため、この物理量から求まる欠陥割合に基づいて、測定される電流値を補正することができる。より具体的には、前記補正手段は、前記第１の関係及び前記第２の関係の少なくとも一方に基づいて、前記欠陥割合を推定し、前記外層膜の欠陥割合と前記欠陥割合に応じた欠陥を有する外層膜を備えたセンサ部から測定された電流値との予め求められた関係に基づいて、前記電流測定手段により測定される電流値を補正することができる。
【００１５】
また、前記補正手段は、前記第１の関係及び前記第２の関係の両方に基づいて、前記欠陥割合を推定する場合に、前記第１の関係に基づいて推定された第１の欠陥割合、及び前記第２の関係に基づいて推定された第２の欠陥割合の平均値、最大値、または最小値のいずれかを、前記欠陥割合として算出することができる。
【００１６】
また、本発明の分析装置は、前記判定手段により前記外層膜に欠陥が生じていると判定された場合に、前記センサ部に欠陥が生じていることを示す信号を出力する出力手段を含んで構成することができる。
【００１７】
前記電圧印加手段は、前記第１の電圧及び前記第２の電圧の両方を印加する場合は、前記第１の電圧と前記第２の電圧とを交互に印加することができる。
【００１８】
また、前記電流測定手段は、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を連続的に測定し、前記判定手段は、予め定められたタイミングで前記外層膜の欠陥の有無を判定することができる。このように連続的に電流を測定する装置、例えば、持続血糖測定装置においては、センサの検査のための時間はできるだけ短時間とすることが望まれるため、本発明の分析装置を適用する効果が高い。
【００１９】
また、前記分析装置の使用時において、前記センサ部は、前記分析装置の使用者の皮下に配置され、前記試薬層は、前記皮下に存在する被検成分と反応する。
【００２０】
また、前記試薬層は、前記被検成分から電子を取り出し、前記電極部に取り出した電子を供給する。
【００２１】
また、前記試薬層は、前記被検成分から電子を取り出す酵素部を含んで構成されている。
【００２２】
また、本発明のセンサの検査装置は、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部の前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加する電圧印加手段と、前記第１電極と前記第２電極との間を流れる電流を測定する電流測定手段と、前記電流測定手段により、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する判定手段と、を含んで構成されている。例えば、センサを製造する工場など、センサの製造工程において、本装置を用いてセンサの外層膜の状態を検査することができる。
【００２３】
また、本発明のセンサの検査方法は、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部の前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加し、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を測定し、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する方法である。
【００２４】
また、本発明のセンサの検査プログラムは、コンピュータを、試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部の前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加する電圧印加手段、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を測定する電流測定手段、及び前記電流測定手段により、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する判定手段として機能させるためのプログラムである。
【００２５】
なお、本発明のプログラムを記憶する記憶媒体は、特に限定されず、ハードディスクであってもよいし、ＲＯＭであってもよい。また、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤディスク、光磁気ディスクやＩＣカードであってもよい。更にまた、該プログラムを、ネットワークに接続されたサーバ等からダウンロードするようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明の分析装置、センサの検査装置、検査方法、及び検査プログラムによれば、被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加した際の電流の所定時間当たりの変化量に関する物理量を用いて、外層膜の状態を検査するため、複数の電極を設けることなく、短時間で安定してセンサの状態を検査することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施の形態のブドウ糖持続測定装置を示す断面図である。
【図２】センサ部の斜視図、及び一部拡大図である。
【図３】センサ部の端部（電極部分）を示す断面図である。
【図４】回路基板の概略構成を示すブロック図である。
【図５】応答電圧を印加した際の応答電流を示すグラフである。
【図６】センサ部のＣＡ膜の状態を示すイメージ図である。
【図７】応答電圧印加後の応答電流の変化量を示すグラフである。
【図８】応答電圧を印加した場合において、ＣＡ膜の状態が異なるセンサ毎に、応答電流の変化量が変化量閾値より小さくなるまでの時間を示したグラフである。
【図９】第１の実施の形態のブドウ糖持続測定装置において実行される検査モード処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】応答電圧を印加した場合において、応答電流の変化量が変化量閾値より小さくなるまでの時間と欠陥割合との関係を示すグラフである。
【図１１】欠陥割合と感度正誤差との関係を示すグラフである。
【図１２】応答電圧を印加した場合において、ＣＡ膜の状態が異なるセンサ毎に、応答電流の変化量を示したグラフである。
【図１３】第２の実施の形態のブドウ糖持続測定装置において実行される検査モード処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】応答電圧を印加した場合において、応答電流の変化量と欠陥割合との関係を示すグラフである。
【図１５】（ａ）応答電圧印加後、及び（ｂ）非応答電圧印加後における、応答電流の変化量を示すグラフである。
【図１６】（ａ）応答電圧を印加した場合、及び（ｂ）非応答電圧を印加した場合において、ＣＡ膜の状態が異なるセンサ毎に、応答電流の変化量が変化量閾値より小さくなるまでの時間を示したグラフである。
【図１７】第３の実施の形態のブドウ糖持続測定装置において実行される検査モード処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】（ａ）応答電圧を印加した場合、及び（ｂ）非応答電圧を印加した場合において、応答電流の変化量が変化量閾値より小さくなるまでの時間と欠陥割合との関係を示すグラフである。
【図１９】非応答電圧を印加した場合において、ＣＡ膜の状態が異なるセンサ毎に、応答電流の変化量を示したグラフである。
【図２０】非応答電圧を印加した場合において、応答電流の変化量と欠陥割合との関係を示すグラフである。
【図２１】電圧パターンの他の例を示す図である。
【図２２】センサ部の端部（電極部分）の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態では、本発明の分析装置をブドウ糖持続測定装置（Continuous Glucose Monitoring：ＣＧＭ装置）に適用した場合について説明する。
【００２９】
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本実施の形態のブドウ糖持続測定装置１は、ハウジング２、回路基板３、及びセンサ部４を含んで構成されており、人体の腹部や肩等の皮膚６に取り付けられて、血中または皮下間質液中のブドウ糖の濃度を持続的に測定する。
【００３０】
ハウジング２は、カバー２０及びベース２１で構成されており、ブドウ糖持続測定装置１の外形を形成している。カバー２０とベース２１とは、カバー２０及びベース２１により形成される空間に回路基板３を収納するように、互いに接合されている。ハウジング２には、水分透過率の非常に低い材料、例えば、金属またはポリプロピレン樹脂を用いることが望ましい。
【００３１】
ベース２１は、センサ部４が挿入される挿入孔を有しており、センサ部４の端部４０がベース２１の内面に固定されている。ベース２１の外面には、接着フィルム５が設けられている。接着フィルム５の両面は、粘着力のあるテープが用いられており、一方の面のテープにより接着フィルム５自体がベース２１に取り付けられ、他方の面のテープにより、ブドウ糖持続測定装置１が皮膚６に取り付けられる。
【００３２】
回路基板３は、ブドウ糖持続測定装置１全体の制御に必要な電子構成要素を備えている。回路基板３は、後述するセンサ部４の電極４２（図２参照）と接触する接続部３０を含んで構成されている。接続部３０は、センサ部４に電圧を印加して、応答電流を得るために用いられる。
【００３３】
センサ部４は、血中または皮下間質液中のブドウ糖濃度に応じた応答を得る。センサ部４の一方の端部４０は、回路基板３の接続部３０と接触し、他方の端部は皮膚６に挿入される。
【００３４】
図２に示すように、センサ部４は、ベース４１、電極４２、及び酵素部４３を含んで構成されている。
【００３５】
ベース４１は、絶縁性で柔軟性のある材料によりシート状に形成されており、電極４２を支持している。ベース４１の皮膚６に挿入される側の端部４１Ｂは、鋭利な形状に形成されており、これにより、センサ部４が簡単に皮膚６に挿入され、また、ユーザへの痛みを軽減することができる。ただし、ベース４１の先端の形状は特に限定されるものではなく、鋭利な形状以外の形状であってもよい。ベース４１の材料としては、人体に影響を及ぼさない程度の適切な絶縁性のある材料を用いることができ、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）のような熱可塑性樹脂を用いることができる。また、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を用いてもよい。
【００３６】
電極４２は、作用電極４２Ａ及び対電極４２Ｂを含んで構成されている。電極４２に電圧を印加することにより、作用電極４２Ａと対電極４２Ｂとの間に、後述する酵素部４３により取り出された電子に対応した電流が流れる。
【００３７】
酵素部４３は、ブドウ糖から電子を取り出し、取り出した電子を作用電極４２Ａに渡す作用がある。酵素部４３は、例えば、作用電極４２Ａ上に配置されるブドウ糖酸化還元酵素とすることができる。ブドウ糖酸化還元酵素としては、ＧＯＤ（グルコースオキシダーゼ）、ＧＤＨ（グルコースデヒドロゲナーゼ）を用いることができる。また、ブドウ糖酸化還元酵素の固定方法としては、従来既知の手法を用いることができ、例えば、重合可能なジェル、ポリアクリルアミド、またはリンのようなポリマーを用いた方法、シランカップリング剤によりリン脂質ポリマーを結合させたＭＰＣポリマーを用いた方法、またはたん白皮膜による方法を用いることができる。
【００３８】
図３に、センサ部４の端部４１Ｂの断面構成を概略的に示す。ベース４１上に作用電極４２Ａ及び対電極４２Ｂが形成されており、作用電極４２Ａを覆うように制限透過膜４５が形成されている。また、基板４１及び制限透過膜４５により形成された領域が試薬層４４となっており、試薬層４４内に酵素部４３が配置される。酵素部４３は、作用電極４２Ａ上に固定される必要はなく、作用電極４２Ａと接触することなく作用電極４２Ａ上の試薬層４４内に配置されてもよい。
【００３９】
制限透過膜４５は、センサ感度がすぐに飽和、例えば、センサの検出可能なブドウ糖の上限濃度に至るまでに感度が飽和することを防止するために、ブドウ糖の酵素部４３への透過を制限する。また、酵素部４３における反応を阻害する干渉物質の透過を抑制する。制限透過膜４５としては、セルロースアセテート膜やポリウレタン膜を用いることができる。本実施の形態では、制限透過膜４５としてセルロースアセテート膜（以下、「ＣＡ膜」という。）を用いる場合について説明する。なお、制限透過膜４５は本発明の外層膜の一例であるが、外層膜としては、ブドウ糖の酵素部４３への透過を制限する機能を有するものに限定されない。
【００４０】
センサ部４の形成方法は、例えば、カーボンインクを用いたスクリーン印刷により、ベース４１上に作用電極４２Ａ及び対電極４２Ｂを形成し、その上にカルボジイミドを共有結合させ、その上にＧＡ（グルタルアルデヒド）を架橋剤として架橋したブドウ糖酸化還元酵素を滴下し、風乾及び４０℃下で１５分間乾燥させる。その後、スピンコーティングまたはディップコーディングにより制限透過膜４５としてのＣＡ膜で被覆することにより形成することができる。なお、架橋剤としては、ビス(スルホスクシンイミジル)スベラート、ビス−Ｎ−スクシンイミジル−（ノナエチレングリコール）エステル等を用いてもよい。
【００４１】
図４に示すように、回路基板３は、接続部３０の他に、通信部３１、電源３２、制御部３３、演算部３４、及び記憶部３５を含んで構成されている。
【００４２】
通信部３１は、ブドウ糖持続測定装置１と外部の情報処理装置との間でのデータ通信を行う。通信部３１は、少なくとも送信部を備え、必要に応じて受信部を含んで構成される。データ通信の手段は、例えば、赤外線通信やブルートゥース等の無線通信手段を用いることができる。また、有線によりデータ通信を行うように構成してもよく、この場合、ブドウ糖持続測定装置１の通信部３１にケーブル接続部を設け、外部の情報処理装置等とケーブルで接続することによってデータ通信を行う。
【００４３】
なお、外部の情報処理装置としては、例えば、人体にインシュリンを投与するインシュリン供給装置、簡易血糖値測定装置、腕時計型表示装置、パーソナルコンピュータ等が挙げられる。
【００４４】
ブドウ糖持続測定装置１と簡易血糖値測定装置との間のデータ通信では、例えば、ブドウ糖持続測定装置１に、簡易血糖値測定装置における血糖値測定結果を送信することができる。これにより、ブドウ糖持続測定装置１の測定結果と、簡易血糖値測定装置から受信した血糖値測定結果とを比較して、ブドウ糖持続測定装置１の測定結果を校正することができる。また、ブドウ糖持続測定装置１で計測されたデータ（電流値）を簡易血糖値測定装置へ送信し、簡易血糖値測定装置において血糖値を計算するようにしてもよい。
【００４５】
ブドウ糖持続測定装置１と腕時計型表示装置との間のデータ通信では、例えば、ブドウ糖持続測定装置１の測定結果を腕時計型表示装置に送信することができる。これにより、ブドウ糖持続測定装置１がユーザの肩や腹部などのように、ユーザ本人による視認が困難な位置に装着されている場合でも、ユーザが測定結果を容易に確認することができる。
【００４６】
ブドウ糖持続測定装置１とパーソナルコンピュータとの間のデータ通信では、例えば、ブドウ糖持続測定装置１で計測されたデータ（電流値）をパーソナルコンピュータへ送信することができる。パーソナルコンピュータでは、ブドウ糖濃度の推移を表示したり、種々の解析を行ったりすることができる。また、パーソナルコンピュータからブドウ糖持続測定装置１に校正データ等を送信してもよい。
【００４７】
電源３２は、回路基板３及びセンサ部４に電力を供給するための直流電源であり、例えば、１〜３Ｖの電力供給電圧の電池を用いることができる。
【００４８】
制御部３３は、ブドウ糖持続測定装置１全体の制御を行う。例えば、電圧印加のタイミング、応答電流のサンプリング、ブドウ糖濃度の演算処理、外部の情報処理装置との通信等を制御する。
【００４９】
演算部３４は、例えば、ブドウ糖濃度の演算を含むブドウ糖持続測定装置１における処理で必要な種々の演算を実行する。
【００５０】
記憶部３５には、後述する検査モード処理ルーチンを実行するためのプラグラム等、制御部３３で実行される各種プログラムや、演算部３４の演算で使用される校正カーブ、訂正データ、印加電圧パターン等のデータが記憶されている。また、記憶部３５には、センサ部４で検出された応答電流、及び演算部３４で演算されたブドウ糖濃度のデータが記憶される。
【００５１】
なお、制御部３３、演算部３４、及び記憶部３５は、回路基板３に実装されるＣＰＵまたはＭＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等の電子部品によって構成される。
【００５２】
このように構成された本実施の形態のブドウ糖持続測定装置１では、測定モードにおいて、図５に示すような予め定めた電圧パターンで電圧を印加したときの応答電流を測定する。また、検査モードにおいて、ブドウ糖に起因する応答が得られる電圧を印加した際の応答電流の変化量に基づいて、センサ部４の状態、特に制限透過膜４５の状態を検査する。
【００５３】
ここで、第１の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１における検査モードの原理について説明する。
【００５４】
例えば、図５に示した電圧パターンでは、ブドウ糖に起因する応答が得られない電圧（以下、「非応答電圧Ｅ１」という。）を所定時間（ここでは、−２００ｍＶを２４０秒）印加した後に、ブドウ糖に起因する応答が得られる電圧（以下、「応答電圧Ｅ２」という。）を所定時間（ここでは、４００ｍＶを１２０秒）印加している。第１の実施の形態における検査モードでは、この応答電圧Ｅ２を印加した直後からの応答電流の変化量を利用する。
【００５５】
非応答電圧Ｅ１は、ブドウ糖が全く反応しない、またはブドウ糖が反応していないとみなせる程度のわずかな反応を与える電圧である。より詳しくは、非応答電圧Ｅ１がセンサ部４に印加された際の応答電流は、ブドウ糖に起因する非常に小さい応答を含み、主に、センサ固有のバックグラウンド、共存する物質によるバックグラウンド、及びノイズ等の外部環境に起因したバックグラウンドに起因している。非応答電圧Ｅ１の大きさは、センサ部４の仕様（例えば、使用される酵素の量、酵素の固定方法、電極の材料、反応領域等）に基づいて設定する。具体的には、非応答電圧Ｅ１は、センサ部４に印加される電圧を増加していき、ブドウ糖に起因する応答電流が流れ始める反応開始電圧から−０．５Ｖ〜＋０．５Ｖの範囲（望ましくは、−２５ｍＶ〜＋２５ｍＶ）で設定する。
【００５６】
応答電圧Ｅ２は、ブドウ糖が十分な応答を示す電圧である。応答電圧Ｅ２の大きさは、センサ部４の仕様（例えば、使用される酵素の量、酵素の固定方法、電極の材料、反応領域等）に基づいて設定する。
【００５７】
図５は、上記のような電圧パターンを、制限透過膜４５（ＣＡ膜）の状態が異なる複数のセンサに印加した場合の応答電流を示したものである。なお、ブドウ糖濃度は１００ｍｇ／ｄLである。複数のセンサの各々のＣＡ膜の状態は、図６に示すように、（ａ）ＣＡ膜なし（ＮｏＣＡ）、（ｂ）ＣＡ膜あり、（ｃ）〜（ｆ）濃度４％のＣＡ膜をセンサ部４の一部にのみ皮膜した仮想欠陥膜（ＣＡ４％Ｓｐｉｎ−Ａ〜Ｄ）である。（ｃ）〜（ｆ）では、図中下側の濃度がやや濃くなっている部分がＣＡ膜で被覆された部分である。各センサの欠陥割合（センサ部の面積に対するＣＡ膜により被覆されていない部分の面積の割合）は、（ａ）１００％、（ｂ）０％、（ｃ）６５％、（ｄ）６４％、（ｅ）３５％、（ｆ）１０％である。さらに（ｂ）ＣＡ膜ありについては、ＣＡ膜の濃度を２％とした場合（ＣＡ２％Ｓｐｉｎ）、３％とした場合（ＣＡ３％Ｓｐｉｎ）、及び４％とした場合（ＣＡ４％Ｓｐｉｎ）を用意した。なお、ＣＡ膜の膜厚の実測は困難であるため、ＣＡ膜の膜厚を濃度で示している。
【００５８】
これらの各々について、応答電圧Ｅ２（＋４００ｍＶ）を印加した直後からの応答電流の変化量を、図７に示す。ここでは、サンプリング間隔を５秒としている。この５秒毎の応答電流の変化量ΔｎＡ／ｍｍ２／５ｓの絶対値が、所定の変化量閾値（ここでは、０．２ｎＡ／ｍｍ２）より小さくなる時間をプロットしたグラフを図８に示す。同図に示すように、最も膜厚の大きいＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに対して、膜厚の小さいＣＡ３％Ｓｐｉｎ及びＣＡ２％Ｓｐｉｎのセンサでは、応答電流の変化が小さくなる時間が早い。この時間差の原因は、ＣＡ膜によるブドウ糖透過制限に基づく応答の遅れによるものと考えられる。また、ＣＡ４％Ｓｐｉｎ−Ａ〜Ｄの仮想欠陥膜のセンサは、全面が被覆されているＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに比べて、応答電流の変化が小さくなる時間が早い。
【００５９】
この結果を利用して、正常な状態をＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサと想定すると、製造段階や使用中において、ＣＡ膜の膜厚が薄くなった状態、及びＣＡ膜の一部が欠損した状態を確認することができる。なお、ここでは、変化量閾値を０．２ｎＡ／ｍｍ２としているが、変化量閾値は、センサ部４の仕様、サンプリング時間等によって適切な値を設定する。
【００６０】
次に、図９を参照して、第１の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１の検査モードにおいて実行される検査モード処理ルーチンについて説明する。
【００６１】
ステップ１００で、検査モードの処理を実行するタイミングか否かを判定する。例えば、検査モードを１時間毎に実行したり、予め定めた時刻に実行したりするように定めておき、その時間となったか否かを判定する。また、持続測定への影響が少ない夜間の時間を検査モードの実行タイミングとして定めてもよい。また、ブドウ糖持続測定装置１の使用開始直後では、センサの状態が急激に変化することはないと想定して、例えば、使用開始から７日目に検査モードを実行するように定めておいてもよい。検査モードの実行タイミングであると判定された場合には、ステップ１０２へ移行し、検査モードの実行タイミングではないと判定された場合には、実行タイミングであると判定されるまで、本ステップの判定を繰り返す。
【００６２】
ステップ１０２では、応答電圧Ｅ２を所定時間印加する。例えば、＋４００ｍＶの電圧を１２０秒印加する。次に、ステップ１０４で、所定のサンプリング間隔（例えば、５秒）で、応答電流の変化量ΔＩを計測する。次に、ステップ１０６で、上記ステップ１０２で応答電圧Ｅ２の印加を開始した時点を始点として、応答電圧Ｅ２を印加した所定時間内で計測された応答電流の変化量ΔＩが、所定の変化量閾値ΔＩｔｈより小さくなる時間Ｔを算出する。なお、ここでは、応答電流の変化量ΔＩを絶対値として扱う場合について説明するが、絶対値である必要はなく、真値のまま扱ってもよい。この場合、応答電流の変化量ΔＩが変化量閾値ΔＩｔｈより大きくなる時間Ｔを算出する。すなわち、応答電流の変化量ΔＩが所定範囲の値となるまでの時間Ｔを算出すればよい。
【００６３】
次に、ステップ１０８で、上記ステップ１０６で算出した時間Ｔと、時間閾値Ｔｔｈとを比較して、時間Ｔが時間閾値Ｔｔｈよりも小さいか否かを判定する。時間閾値Ｔｔｈは、正常な制限透過膜４５のセンサを用いた場合に、応答電圧Ｅ２を印加した際の応答電流の変化量ΔＩが、変化量閾値ΔＩｔｈより小さくなる時間を基準に定めておく。例えば、図８の場合で、ＣＡ４％Ｓｐｉｎを正常なセンサとすると、時間閾値Ｔｔｈは、７０±α秒として定めることができる。αは例えば、５〜２０秒とすることができる。時間Ｔ＜時間閾値Ｔｔｈの場合には、制限透過膜４５の状態が変化している、すなわち欠陥が生じていると判定して、ステップ１１０へ移行する。一方、時間Ｔ≧時間閾値Ｔｔｈの場合には、制限透過膜４５の状態は変化していない、すなわち正常であると判定して、処理を終了する。
【００６４】
ステップ１１０では、上記ステップ１０６で算出した時間Ｔに基づいて、制限透過膜４５の欠陥割合を求め、欠陥割合に応じて、測定モードにおいて測定される応答電流の補正値を算出して、記憶部３５に記憶する。
【００６５】
具体的には、まず、図１０に示すように、時間Ｔと欠陥割合との関係をプロットする。例えば、図６に示した各センサについて、変化量閾値ΔＩｔｈを０．２ｎＡ／ｍｍ２とした場合の時間Ｔを算出し、横軸に時間Ｔ、縦軸に欠陥割合をとったグラフに、各センサの欠陥割合と時間Ｔとの関係をプロットする。また、正常なセンサのＣＡ膜の膜厚（濃度）に対するＣＡ膜の膜厚を小さくしたセンサのＣＡ膜の膜厚（濃度）の割合を欠陥割合としてもよい。このプロットされた時間Ｔと欠陥割合との相関関係を求めて、予め記憶部３５に記憶しておく。そして、この時間Ｔと欠陥割合との相関関係を用いて、上記ステップ１０６で算出した時間Ｔに対応する欠陥割合を求める。例えば、図１０の例で、時間Ｔが６０秒であった場合には、欠陥割合は３１．５％と求まる。
【００６６】
ここで、図１１（ａ）に応答電圧Ｅ２を印加してから１００秒後の応答電流感度と、図６に示すＣＡ膜（（ａ）〜（ｆ））の欠陥割合との関係を示す。なお応答電流感度の取得はこの時間に限定されず、有意な応答電流感度が認められる範囲であればどの時間でもよい。次に、例えば、図１１（ｂ）に示すように、欠陥割合とセンサの感度正誤差との関係をプロットする。感度正誤差は、正常なセンサの応答感度を１００としたときの割合で示している。これにより、欠陥割合に応じて、正常なセンサに対して何％増しで応答電流が出力されるかを判断することができる。このプロットされた欠陥割合と感度正誤差との相関関係を求めて、予め記憶部３５に記憶しておく。そして、この欠陥割合と感度正誤差との相関関係を用いて、求めた欠陥割合に対応する感度正誤差を求める。例えば、図１１の例で、欠陥割合が３１．５％の場合には、感度正誤差は約１８５．２％と求まる。この感度正誤差を補正値として記憶部３５に記憶して処理を終了する。
【００６７】
測定モードでは、実際に計測された応答電流値を、例えば、計測値／補正値のように上記補正値を用いて補正して、計測結果として出力する。
【００６８】
以上説明したように、第１の実施の形態のブドウ糖持続測定装置によれば、ブドウ糖に起因する応答が得られる電圧を印加した直後の応答電流の変化量が、予め定めた変化量閾値より小さくなるまでの時間を用いて、制限透過膜の状態を検査するため、作用電極及び対電極の組を複数設けることなく、短時間で安定してセンサの状態を検査することができる。特に、電圧印加直後の応答電流の変化量を用いて検査するため、応答電流が定常状態になるまでの時間を用いて検査する場合に比べて、検査モードの実行時間を短時間とすることができ、本実施の形態のように持続計測を行う場合には、より効果的である。
【００６９】
なお、第１の実施の形態では、応答電圧Ｅ２（第１の電圧）を印加した際に測定された応答電流の変化量ΔＩが変化量閾値ΔＩｔｈより小さくなる時間Ｔに基づいて、センサの欠陥割合を求める場合について説明したが、非応答電圧Ｅ１印加時の応答電流の変化量ΔＩが所定範囲内の値となるまでの時間を用いてもよい。
【００７０】
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、応答電圧Ｅ２印加後の応答電流の変化量ΔＩ自体に基づいて、センサの欠陥割合を求める点が、第１の実施の形態と異なる。なお、第２の実施の形態のブドウ糖持続測定装置の構成は、第１の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００７１】
ここで、第２の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１における検査モードの原理について説明する。
【００７２】
第１の実施の形態と同様に、図６に示す各センサを用いて、応答電圧Ｅ２（＋４００ｍＶ）を印加した直後から所定時間後（ここでは４０秒後）の応答電流の変化量を、図１２に示す。同図に示すように、最も膜厚の大きいＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに対して、膜厚の小さいＣＡ３％Ｓｐｉｎ及びＣＡ２％Ｓｐｉｎのセンサでは、応答電流の変化が大きい。これは、ＣＡ膜によるブドウ糖透過制限に基づく応答の遅れによるものと考えられる。また、ＣＡ４％Ｓｐｉｎ−Ａ〜Ｄの仮想欠陥膜のセンサは、全面が被覆されているＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに比べて、応答電流の変化が大きい。
【００７３】
この結果を利用して、正常な状態をＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサと想定すると、製造段階や使用中において、ＣＡ膜の膜厚が薄くなった状態、及びＣＡ膜の一部が欠損した状態を確認することができる。
【００７４】
次に、図１３を参照して、第２の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１の検査モードにおいて実行される検査モード処理ルーチンについて説明する。なお、第１の実施の形態の検査モード処理ルーチンと同一の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７５】
ステップ１００で、検査モードの処理を実行するタイミングか否かを判定し、検査モードの実行タイミングであると判定された場合には、ステップ１０２へ移行し、検査モードの実行タイミングではないと判定された場合には、実行タイミングであると判定されるまで、本ステップの判定を繰り返す。
【００７６】
ステップ１０２では、応答電圧Ｅ２を所定時間印加する。例えば、＋４００ｍＶの電圧を４０秒印加する。次に、ステップ２０４で、上記ステップ１０２で応答電圧Ｅ２の印加を開始した時点を始点として、所定時間後までの応答電流の変化量ΔＩを計測する。
【００７７】
次に、ステップ２０８で、上記ステップ２０４で計測した応答電流の変化量ΔＩが、所定の変化量閾値より大きいか否かを判定する。ΔＩ＞変化量閾値ΔＩｔｈの場合には、制限透過膜４５の状態が変化している、すなわち欠陥が生じていると判定して、ステップ２１０へ移行する。一方、ΔＩ≦変化量閾値ΔＩｔｈの場合には、制限透過膜４５の状態は変化していない、すなわち正常であると判定して、処理を終了する。なお、ここでは、応答電流の変化量ΔＩを真値として扱う場合について説明するが、絶対値として扱ってもよい。この場合、応答電流の変化量ΔＩが変化量閾値ΔＩｔｈより小さいか否かを判定する。
【００７８】
ステップ２１０では、上記ステップ２０４で計測した応答電流の変化量ΔＩに基づいて、制限透過膜４５の欠陥割合を求め、欠陥割合に応じて、測定モードにおいて測定される応答電流の補正値を算出して、記憶部３５に記憶する。
【００７９】
具体的には、まず、図１４に示すように、応答電流の変化量ΔＩと欠陥割合との関係をプロットする。例えば、図６に示した各センサについて、変化量閾値ΔＩｔｈを−０．２ｎＡ／ｍｍ２とし、横軸に応答電流の変化量ΔＩ、縦軸に欠陥割合をとったグラフに、各センサの欠陥割合と応答電流の変化量ΔＩとの関係をプロットする。このプロットされた応答電流の変化量ΔＩと欠陥割合との相関関係を求めて、予め記憶部３５に記憶しておく。そして、この応答電流の変化量ΔＩと欠陥割合との相関関係を用いて、上記ステップ２０４で計測した応答電流の変化量ΔＩに対応する欠陥割合を求める。そして、第１の実施の形態と同様に、求めた欠陥割合とセンサの感度正誤差との関係に基づいて、求めた欠陥割合に対応する感度正誤差を求める。
【００８０】
以上説明したように、第２の実施の形態のブドウ糖持続測定装置によれば、ブドウ糖に起因する応答が得られる電圧を印加した直後から所定時間後までの応答電流の変化量を用いて、制限透過膜の状態を検査するため、作用電極及び対電極の組を複数設けることなく、短時間で安定してセンサの状態を検査することができる。特に、電圧印加直後の応答電流の変化量を用いて検査するため、応答電流が定常状態になるまでの時間を用いて検査する場合に比べて、検査モードの実行時間を短時間とすることができ、本実施の形態のように持続計測を行う場合には、より効果的である。
【００８１】
なお、第２の実施の形態では、応答電圧Ｅ２（第１の電圧）を印加した際に測定された応答電流の変化量ΔＩに基づいて、センサの欠陥割合を求める場合について説明したが、非応答電圧Ｅ１印加時の応答電流の変化量ΔＩを用いてもよい。
【００８２】
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、応答電圧Ｅ２及び非応答電圧Ｅ１の両方の電圧印加後の時間Ｔに基づいて、センサの欠陥割合を求める点が、第１の実施の形態と異なる。なお、第３の実施の形態のブドウ糖持続測定装置の構成は、第１の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００８３】
第３の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１では、測定モードにおいて、図５に示すような予め定めた電圧パターンで電圧を印加したときの応答電流を測定する。また、検査モードにおいて、ブドウ糖に起因する応答が得られる電圧を印加した際の応答電流の変化、及びブドウ糖に起因する応答が得られない電圧を印加した際の応答電流の変化に基づいて、センサ部４の状態、特に制限透過膜４５の状態を検査する。
【００８４】
ここで、第３の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１における検査モードの原理について説明する。
【００８５】
第１の実施の形態と同様に、図６に示す各センサを用いて、応答電圧Ｅ２（＋４００ｍＶ）を印加した直後からの応答電流の変化量を図１５（ａ）に、非応答電圧Ｅ１（−２００ｍＶ）を印加した直後からの応答電流の変化量を同図（ｂ）に示す。なお、同図（ａ）は図７と同様である。ここでは、サンプリング間隔を５秒としている。この５秒毎の応答電流の変化量ΔｎＡ／ｍｍ２／５ｓの絶対値が、所定の変化量閾値より小さくなる時間をプロットしたグラフを図１６（ａ）及び（ｂ）に示す。同図（ａ）が応答電圧Ｅ２を印加した場合、同図（ｂ）が非応答電圧Ｅ１を印加した場合である。なお、同図（ａ）は図８と同様である。ここでは、応答電圧Ｅ２を印加した場合の変化量閾値を０．２ｎＡ／ｍｍ２、非応答電圧Ｅ１を印加した場合の変化量閾値を０．５ｎＡ／ｍｍ２としている。同図に示すように、最も膜厚の大きいＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに対して、膜厚の小さいＣＡ３％Ｓｐｉｎ及びＣＡ２％Ｓｐｉｎのセンサでは、応答電流の変化が小さくなる時間が早い。この時間差の原因は、応答電圧Ｅ２を印加した場合については、ＣＡ膜によるブドウ糖透過制限に基づく応答の遅れによるものと考えられる。また、非応答電圧Ｅ１を印加した場合については、ＣＡ膜の状態の差による電極上の電気二重層の荷電量の差に由来するものと考えられる。さらに、ＣＡ４％Ｓｐｉｎ−Ａ〜Ｄの仮想欠陥膜のセンサは、全面が被覆されているＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに比べて、応答電流の変化が小さくなる時間が早い。
【００８６】
この結果を利用して、正常な状態をＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサと想定すると、製造段階や使用中において、ＣＡ膜の膜厚が薄くなった状態、及びＣＡ膜の一部が欠損した状態を確認することができる。なお、ここでは、変化量閾値を、応答電圧Ｅ２を印加した場合については０．２ｎＡ／ｍｍ２、非応答電圧Ｅ１を印加した場合については０．５ｎＡ／ｍｍ２としているが、変化量閾値は、センサ部４の仕様、サンプリング時間等によって適切な値を設定する。
【００８７】
次に、図１７を参照して、第３の実施の形態のブドウ糖持続測定装置１の検査モードにおいて実行される検査モード処理ルーチンについて説明する。
【００８８】
ステップ３００で、検査モードの処理を実行するタイミングか否かを判定する。検査モードの実行タイミングであると判定された場合には、ステップ３０２へ移行し、検査モードの実行タイミングではないと判定された場合には、実行タイミングであると判定されるまで、本ステップの判定を繰り返す。
【００８９】
ステップ３０２では、非応答電圧Ｅ１を所定時間印加する。例えば、−２００ｍＶの電圧を２４０秒印加する。次に、ステップ３０４で、所定のサンプリング間隔（例えば、５秒）で、応答電流の変化量ΔＩＥ１を計測する。次に、ステップ３０６で、上記ステップ３０２で非応答電圧Ｅ１の印加を開始した時点を始点として、非応答電圧Ｅ１を印加した所定時間内で計測された応答電流の変化量ΔＩＥ１が、所定の変化量閾値ΔＩｔｈＥ１より小さくなる時間ＴＥ１を算出する。なお、ここでは、応答電流の変化量ΔＩＥ１を絶対値として扱う場合について説明するが、絶対値である必要はなく、真値のまま扱ってもよい。この場合、応答電流の変化量ΔＩＥ１が変化量閾値ΔＩｔｈＥ１より大きくなる時間ＴＥ１を算出する。すなわち、応答電流の変化量ΔＩＥ１が所定範囲の値となるまでの時間ＴＥ１を算出すればよい。後述する応答電流の変化量ΔＩＥ２についても同様である。
【００９０】
次に、ステップ３０８で、応答電圧Ｅ２を所定時間印加する。例えば、＋４００ｍＶの電圧を１２０秒印加する。次に、ステップ３１０で、所定のサンプリング間隔（例えば、５秒）で、応答電流の変化量ΔＩＥ２を計測する。次に、ステップ３１２で、上記ステップ３０８で応答電圧Ｅ２の印加を開始した時点を始点として、応答電圧Ｅ２を印加した所定時間内で計測された応答電流の変化量ΔＩＥ２が、所定の変化量閾値ΔＩｔｈＥ２より小さくなる時間ＴＥ２を算出する。
【００９１】
次に、ステップ３１４で、上記ステップ３０６で算出した時間ＴＥ１と時間閾値ＴｔｈＥ１、及び上記ステップ３１２で算出した時間ＴＥ２と時間閾値ＴｔｈＥ２とを比較して、時間ＴＥ１が時間閾値ＴｔｈＥ１よりも小さく、かつ時間ＴＥ２が時間閾値ＴｔｈＥ２よりも小さいか否かを判定する。時間閾値ＴｔｈＥ１は、正常な制限透過膜４５のセンサを用いた場合に、非応答電圧Ｅ１を印加した際の応答電流の変化量ΔＩＥ１が、変化量閾値ΔＩｔｈＥ１より小さくなる時間を基準に定めておく。同様に、時間閾値ＴｔｈＥ２は、正常な制限透過膜４５のセンサを用いた場合に、応答電圧Ｅ２を印加した際の応答電流の変化量ΔＩＥ２が、変化量閾値ΔＩｔｈＥ２より小さくなる時間を基準に定めておく。例えば、図１６（ａ）の場合で、ＣＡ４％Ｓｐｉｎを正常なセンサとすると、時間閾値ＴｔｈＥ２は、７０±α秒として定めることができる。同様に、同図（ｂ）の場合で、ＣＡ４％Ｓｐｉｎを正常なセンサとすると、時間閾値ＴｔｈＥ１は、５８±α秒として定めることができる。αは例えば、５〜２０秒とすることができる。時間ＴＥ１＜時間閾値ＴｔｈＥ１、かつ時間ＴＥ２＜時間閾値ＴｔｈＥ２の場合には、制限透過膜４５の状態が変化している、すなわち欠陥が生じていると判定して、ステップ３２０へ移行する。一方、時間ＴＥ１≧時間閾値ＴｔｈＥ１、または時間ＴＥ２≧時間閾値ＴｔｈＥ２の場合には、ステップ３１６へ移行する。
【００９２】
ステップ３１６では、時間ＴＥ１が時間閾値ＴｔｈＥ１よりも小さく、かつ時間ＴＥ２が時間閾値ＴｔｈＥ２以上、または、時間ＴＥ１が時間閾値ＴｔｈＥ１以上、かつ時間ＴＥ２が時間閾値ＴｔｈＥ２よりも小さいか否か、すなわち、いずれか一方の時間Ｔのみが閾値時間Ｔｔｈより小さいか否かを判定する。否定判定される場合は、いずれの時間Ｔも閾値時間Ｔｔｈ以上であるので、制限透過膜４５の状態は変化していない、すなわち正常であると判定して、処理を終了する。一方、いずれか一方の時間Ｔのみが時間閾値Ｔｔｈより小さい場合は、ステップ３１８へ移行して、上記ステップ３１４及びステップ３１６の処理が再チェックであるか否かを判定する。１回目の処理であった場合には、ステップ３０２へ戻り、処理を繰り返して再チェックを行う。既に再チェックであった場合には、センサの状態は正常であると判定して、処理を終了する。
【００９３】
ステップ３２０では、上記ステップ３１２で算出した時間ＴＥ２に基づいて、制限透過膜４５の欠陥割合を求め、欠陥割合に応じて、測定モードにおいて測定される応答電流の補正値を算出して、記憶部３５に記憶する。
【００９４】
具体的には、まず、図１８（ａ）に示すように、時間ＴＥ２と欠陥割合との関係をプロットする。例えば、図６に示した各センサについて、変化量閾値ΔＩｔｈを０．２ｎＡ／ｍｍ２とした場合の時間ＴＥ２を算出し、横軸に時間ＴＥ２、縦軸に欠陥割合をとったグラフに、各センサの欠陥割合と時間ＴＥ２との関係をプロットする。なお、同図（ａ）は図１０と同様である。このプロットされた時間ＴＥ２と欠陥割合との相関関係を求めて、予め記憶部３５に記憶しておく。そして、この時間ＴＥ２と欠陥割合との相関関係を用いて、上記ステップ３１２で算出した時間ＴＥ２に対応する欠陥割合を求める。例えば、図１８（ａ）の例で、時間ＴＥ２が６０秒であった場合には、欠陥割合は３１．５％と求まる。また、同図（ｂ）に示すように、時間ＴＥ１と欠陥割合との相関関係を定めておき、上記ステップ３０６で算出した時間ＴＥ１を用いて欠陥割合を求めてもよい。また、時間ＴＥ１に基づく欠陥割合、及び時間ＴＥ２に基づく欠陥割合の双方を求めて、その平均値を欠陥割合として採用したり、いずれか大きい方または小さい方の欠陥割合を採用したりしてもよい。そして、第１の実施の形態と同様に、求めた欠陥割合とセンサの感度正誤差との関係に基づいて、求めた欠陥割合に対応する感度正誤差を求める。
【００９５】
以上説明したように、第３の実施の形態のブドウ糖持続測定装置によれば、ブドウ糖に起因する応答が得られる電圧を印加した直後の応答電流の変化量が、予め定めた変化量閾値より小さくなるまでの時間、及びブドウ糖に起因する応答が得られない電圧を印加した直後の応答電流の変化量が、予め定めた変化量閾値より小さくなるまでの時間の双方を用いて、制限透過膜の状態を検査するため、作用電極及び対電極の組を複数設けることなく、短時間で安定して精度良くセンサの状態を検査することができる。特に、電圧印加直後の応答電流の変化を用いて検査するため、応答電流が定常状態になるまでの時間を用いて検査する場合に比べて、検査モードの実行時間を短時間とすることができ、本実施の形態のように持続計測を行う場合には、より効果的である。
【００９６】
なお、第３の実施の形態では、非応答電圧Ｅ１を印加した直後の応答電流の変化量が、予め定めた変化量より小さくなるまでの時間ＴＥ１、及び応答電圧Ｅ２を印加した直後の応答電流の変化量が、予め定めた変化量より小さくなるまでの時間ＴＥ２の双方が、所定の閾値（ＴｔｈＥ１、ＴｔｈＥ２）よりも小さいと判定された場合に、センサに欠陥が生じていると判定する場合について説明したが、ＴＥ１＜ＴｔｈＥ１のみを満たす場合に、センサに欠陥が生じていると判定するようにしてもよい。非応答電圧Ｅ１に対する応答電流は、ブドウ糖に起因する応答電流を除いた、外層膜を含めたセンサ固有のバックグラウンドに起因する応答電流であるため、この非応答電圧Ｅ１に対する応答電流の変化を用いてセンサの欠陥の有無を判定することで、判定精度を向上させることができる。また、少なくとも非応答電圧Ｅ１に対する応答電流の変化を用い、さらに応答電圧Ｅ２に対する応答電流の変化もあわせて用いた場合には、異なる２つの電圧に対する応答電流の変化を用いて判定することになり、判定精度を向上させることができる。
【００９７】
また、第３の実施の形態では、非応答電圧Ｅ１を印加した後に（ステップ３０２〜３０６）、応答電圧Ｅ２を印加する（ステップ３０８〜３１２）場合について説明したが、先に応答電圧Ｅ２を印加するステップ３０８〜３１２の処理を実行した後に、非応答電圧Ｅ１を印加するステップ３０２〜３０６の処理を実行するようにしてもよい。
【００９８】
また、第３の実施の形態では、応答電流の変化として、各電圧が印加された直後の応答電流の所定時間毎の変化量が、予め定めた変化量より小さくなるまでの時間を用いる場合について説明したが、これに限定されず、各電圧が印加された直後の応答電流の変化率や変化パターン等を用いてもよい。
【００９９】
また、第２の実施の形態と同様に、応答電圧及び非応答電圧印加開始から所定時間における応答電流の変化量を用いてもよい。この場合において、図６に示す各センサを用いて、非応答電圧Ｅ１（−２００ｍＶ）を印加した直後から所定時間後（ここでは４０秒後）の応答電流の変化量を、図１９に示す。なお、非応答電圧Ｅ１印加時の応答電流の変化量は図１２と同様である。図１９に示すように、最も膜厚の大きいＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに対して、膜厚の小さいＣＡ３％Ｓｐｉｎ及びＣＡ２％Ｓｐｉｎのセンサでは、応答電流の変化が小さい。これは、ＣＡ膜の状態の差による電極上の電気二重層の荷電量の差に由来するものと考えられる。また、ＣＡ４％Ｓｐｉｎ−Ａ〜Ｄの仮想欠陥膜のセンサは、全面が被覆されているＣＡ４％Ｓｐｉｎのセンサに比べて、応答電流の変化が小さい。
【０１００】
この結果を利用して、第２の実施の形態と同様に、図１４及び図２０に示すように、応答電流の変化量ΔＩと欠陥割合との関係を定めておくことができる。
【０１０１】
また、第３の実施の形態では、図５に示したように、非応答電圧Ｅ１及び応答電圧Ｅ２を交互に印加する電圧パターンを例に説明したが、電圧パターンは、必ずしも非応答電圧Ｅ１及び応答電圧Ｅ２を交互に印加することを必要としない。例えば、図２１（ａ）〜（ｄ）に示したように、電位の異なる複数の定電圧を組み合わせて階段状に電圧印加するようにしてもよい。１ステップ（一定時間非応答電圧Ｅ１を印加する状態と、一定時間応答電圧Ｅ２を印加する状態の組み合わせを１ステップとする）において、図２１（ａ）〜（ｄ）では３つの定電圧を含んでいるが、定電圧の数は２つであっても４つ以上であってもよい。これにより、１ステップにおいて、電位が変わるポイントが増えた分、外層膜の検査頻度を上げることができる。
【０１０２】
なお、上記各実施の形態では、ブドウ糖持続測定装置に本発明の分析装置を適用した場合について説明したが、測定対象となる被検成分はブドウ糖に限定されない。また、上記実施の形態のようにＣＧＭ装置だけでなく、血糖自己測定装置(Self-Monitoring of Blood Glucose：ＳＭＢＧ装置)にも適用することができる。この場合、ユーザにより検査モードを選択した上で、センサ部に試料液を滴下して検査を実行するようにするとよい。
【０１０３】
また、上記各実施の形態では、センサ（制限透過膜）の欠陥が検出された場合に、補正値を算出する例について説明したが、センサの欠陥が検出された場合に、補正値を算出することなく、または補正値の算出とあわせて、センサに欠陥が生じていることを示す信号を出力するようにしてもよい。この場合、分析装置に出力部及び報知部を設け、センサの欠陥が検出された場合に、センサに欠陥が生じていることを示す信号を出力部から報知部へ出力するようにする。より具体的には、報知部として、ディスプレイ、スピーカ、振動部等を設け、報知部により出力部からの信号を受信した場合には、センサに欠陥が生じている旨のメッセージをディスプレイに表示したり、スピーカから音声出力したり、また、装置を振動させたりすることができる。また、出力部からの信号を外部の情報処理装置等に出力し、外部の情報処理装置等に設けられた報知部により、センサに欠陥が生じている旨が報知されるようにしてもよい。なお、報知部の構成は上記の例に限定されるものではない。
【０１０４】
また、上記各実施の形態では、応答電圧または非応答電圧を所定時間印加する場合について説明したが、応答電流の変化量が変化量閾値より小さくなったと判定された時点で、応答電圧または非応答電圧の印加を停止して、以降の処理を実行するようにしてもよい。
【０１０５】
また、上記各実施の形態では、センサ部の端部（電極部分）の構成として、図３の構成を例に説明したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図２２（ａ）に示すように、制限透過膜４５を、作用電極４２Ａ及び対電極４２Ｂを覆うように形成した構成でもよいし、同図（ｂ）に示すように、制限透過膜４５を、試薬層４４上に積層するように形成した構成でもよい。なお、同図において、酵素部４３の図示は省略しているが、酵素部４３は、作用電極４２Ａ上の試薬層内に配置される。
【符号の説明】
【０１０６】
１ ブドウ糖持続測定装置
３ 回路基板
４ センサ部
３０ 接続部
３１ 通信部
３２ 電源
３３ 制御部
３４ 演算部
３５ 記憶部
４２Ａ 作用電極
４２Ｂ 対電極
４３ 酵素部
４４ 試薬層
４５ 制限透過膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部と、
前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加する電圧印加手段と、
前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記電流測定手段により、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する判定手段と、
を含む分析装置。
【請求項２】
前記第１の物理量を、前記第１の電流の所定時間当たりの変化量が、予め定めた第１の所定範囲の値となるまでの第１の時間とし、前記第２の物理量を、前記第２の電流の所定時間当たりの変化量が、予め定めた第２の所定範囲の値となるまでの第２の時間とした請求項１記載の分析装置。
【請求項３】
前記判定手段により前記外層膜に欠陥が生じていると判定された場合に、前記第１の物理量と前記外層膜の欠陥割合との予め求められた第１の関係、及び前記第２の物理量と前記外層膜の欠陥割合との予め求められた第２の関係の少なくとも一方に基づいて、前記電流測定手段により測定される電流値を補正する補正手段を含む請求項１記載または請求項２の分析装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記第１の関係及び前記第２の関係の少なくとも一方に基づいて、前記欠陥割合を推定し、前記外層膜の欠陥割合と前記欠陥割合に応じた欠陥を有する外層膜を備えたセンサ部から測定された電流値との予め求められた関係に基づいて、前記電流測定手段により測定される電流値を補正する請求項３記載の分析装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記第１の関係及び前記第２の関係の両方に基づいて、前記欠陥割合を推定する場合に、前記第１の関係に基づいて推定された第１の欠陥割合、及び前記第２の関係に基づいて推定された第２の欠陥割合の平均値、最大値、または最小値のいずれかを、前記欠陥割合として算出する請求項４記載の分析装置。
【請求項６】
前記判定手段により前記外層膜に欠陥が生じていると判定された場合に、前記センサ部に欠陥が生じていることを示す信号を出力する出力手段を含む請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の分析装置。
【請求項７】
前記電圧印加手段は、前記第１の電圧及び前記第２の電圧の両方を印加する場合は、前記第１の電圧と前記第２の電圧とを交互に印加する請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の分析装置。
【請求項８】
前記電流測定手段は、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を連続的に測定し、
前記判定手段は、予め定められたタイミングで前記外層膜の欠陥の有無を判定する
請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の分析装置。
【請求項９】
前記分析装置の使用時において、
前記センサ部は、前記分析装置の使用者の皮下に配置され、
前記試薬層は、前記皮下に存在する被検成分と反応する
請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の分析装置。
【請求項１０】
前記試薬層は、前記被検成分から電子を取り出し、前記電極部に取り出した電子を供給する請求項１〜請求項９のいずれか１項記載の分析装置。
【請求項１１】
前記試薬層は、前記被検成分から電子を取り出す酵素部を含む請求項１〜請求項１０のいずれか１項記載の分析装置。
【請求項１２】
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部の前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加する電圧印加手段と、
前記第１電極と前記第２電極との間を流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記電流測定手段により、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する判定手段と、
を含むセンサの検査装置。
【請求項１３】
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部の前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加し、
前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を測定し、
前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する
センサの検査方法。
【請求項１４】
コンピュータを、
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部の前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加する電圧印加手段、
前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を測定する電流測定手段、及び
前記電流測定手段により、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する判定手段
として機能させるためのセンサの検査プログラム。
【請求項１】
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部と、
前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加する電圧印加手段と、
前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記電流測定手段により、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する判定手段と、
を含む分析装置。
【請求項２】
前記第１の物理量を、前記第１の電流の所定時間当たりの変化量が、予め定めた第１の所定範囲の値となるまでの第１の時間とし、前記第２の物理量を、前記第２の電流の所定時間当たりの変化量が、予め定めた第２の所定範囲の値となるまでの第２の時間とした請求項１記載の分析装置。
【請求項３】
前記判定手段により前記外層膜に欠陥が生じていると判定された場合に、前記第１の物理量と前記外層膜の欠陥割合との予め求められた第１の関係、及び前記第２の物理量と前記外層膜の欠陥割合との予め求められた第２の関係の少なくとも一方に基づいて、前記電流測定手段により測定される電流値を補正する補正手段を含む請求項１記載または請求項２の分析装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記第１の関係及び前記第２の関係の少なくとも一方に基づいて、前記欠陥割合を推定し、前記外層膜の欠陥割合と前記欠陥割合に応じた欠陥を有する外層膜を備えたセンサ部から測定された電流値との予め求められた関係に基づいて、前記電流測定手段により測定される電流値を補正する請求項３記載の分析装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記第１の関係及び前記第２の関係の両方に基づいて、前記欠陥割合を推定する場合に、前記第１の関係に基づいて推定された第１の欠陥割合、及び前記第２の関係に基づいて推定された第２の欠陥割合の平均値、最大値、または最小値のいずれかを、前記欠陥割合として算出する請求項４記載の分析装置。
【請求項６】
前記判定手段により前記外層膜に欠陥が生じていると判定された場合に、前記センサ部に欠陥が生じていることを示す信号を出力する出力手段を含む請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の分析装置。
【請求項７】
前記電圧印加手段は、前記第１の電圧及び前記第２の電圧の両方を印加する場合は、前記第１の電圧と前記第２の電圧とを交互に印加する請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の分析装置。
【請求項８】
前記電流測定手段は、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を連続的に測定し、
前記判定手段は、予め定められたタイミングで前記外層膜の欠陥の有無を判定する
請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の分析装置。
【請求項９】
前記分析装置の使用時において、
前記センサ部は、前記分析装置の使用者の皮下に配置され、
前記試薬層は、前記皮下に存在する被検成分と反応する
請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の分析装置。
【請求項１０】
前記試薬層は、前記被検成分から電子を取り出し、前記電極部に取り出した電子を供給する請求項１〜請求項９のいずれか１項記載の分析装置。
【請求項１１】
前記試薬層は、前記被検成分から電子を取り出す酵素部を含む請求項１〜請求項１０のいずれか１項記載の分析装置。
【請求項１２】
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部の前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加する電圧印加手段と、
前記第１電極と前記第２電極との間を流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記電流測定手段により、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する判定手段と、
を含むセンサの検査装置。
【請求項１３】
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部の前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加し、
前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を測定し、
前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する
センサの検査方法。
【請求項１４】
コンピュータを、
試料液中の被検成分と反応する試薬を含む試薬層、該試薬層に電圧を印加するための第１電極及び第２電極を含む電極部、並びに該試薬層と接触する外層膜を含んで構成されたセンサ部の前記第１電極と前記第２電極との間に、前記被検成分に起因する応答が得られる第１の電圧、及び前記被検成分に起因する応答が全くまたは実質的に得られない第２の電圧の少なくとも一方を印加する電圧印加手段、
前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流を測定する電流測定手段、及び
前記電流測定手段により、前記第１の電圧が印加された際に測定された第１の電流の所定時間当たりの変化量に関する第１の物理量、及び前記第２の電圧が印加された際に測定された第２の電流の所定時間当たりの変化量に関する第２の物理量の少なくとも一方に基づいて、前記外層膜の欠陥の有無を判定する判定手段
として機能させるためのセンサの検査プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１２−１７６２２９（Ｐ２０１２−１７６２２９Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８６０６０（Ｐ２０１１−２８６０６０）
【出願日】平成２３年１２月２７日（２０１１．１２．２７）
【出願人】（０００１４１８９７）アークレイ株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２７日（２０１１．１２．２７）
【出願人】（０００１４１８９７）アークレイ株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
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