專利名稱：氨基酸生物傳感器、費歇爾比生物傳感器以及健康信息管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氨基酸生物傳感器，更具體而言，涉及通過一次測定操作就能測定費歇爾比等的氨基酸生物傳感器。另外，本發(fā)明涉及健康信息管理系統(tǒng)，更具體而言，涉及個人在自己家中等用氨基酸生物傳感器測定費歇爾比等的管理、評價的健康信息管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來隨著人們健康欲求的提高，將健康狀態(tài)的指標作為客觀數(shù)值測定的社會要求也不斷增多。對體重、體脂肪率和血壓等全局的生理指標進行測定，并轉(zhuǎn)換為電子信息的裝置已經(jīng)被實用化。但是，直接測定各個機體成分的有關(guān)數(shù)值的裝置還沒有被實用化。特別是可以簡便測定血中存在的多種氨基酸濃度的實用裝置還不存在。
一方面，已知一些氨基酸可以成為健康狀況的指標，其中支鏈氨基酸(亮氨酸、異亮氨酸及纈氨酸)濃度及芳香族氨基酸(苯丙氨酸和酪氨酸)濃度，可以反映肝臟的健康狀況。因此，已知通過測定支鏈氨基酸和芳香族氨基酸的濃度計算健康指標，可作為臨床檢查項目。具體來說，雖然使用作為費歇爾比(フイツシヤ一)的支鏈氨基酸(Branched Chain Amino Acid，BCAA)與芳香族氨基酸(Aromatic Amino Acid，AAA)的摩爾比(BCAA/AAA)，或者作為比費歇爾比更簡單的數(shù)值BTR值，支鏈氨基酸(BCAA)與酪氨酸的摩爾比(BCAA/Y)，這些都被做為表示肝臟狀態(tài)的指標被使用。已知作為支鏈氨基酸(BCAA)，有亮氨酸、纈氨酸及異亮氨酸，其濃度在進行性肝纖維化患者中降低。作為芳香族氨基酸(AAA)，有苯丙氨酸和酪氨酸，其濃度在肝硬化患者中增加。因此，由于肝功惡化引起費歇爾比和BTR值低下，費歇爾比和BTR值作為反映肝功能健康狀況的指標被應(yīng)用。另外，支鏈氨基酸的濃度也作為健康狀況的指標被應(yīng)用。
對于氨基酸濃度的測定，根據(jù)氨基酸的標記的高敏感方法與液相色譜法相結(jié)合的方法被廣泛采用，但此種測定方法，試劑調(diào)整等操作復(fù)雜，測定時間長。因此，僅限于幾種氨基酸，作為簡便、快速地對其進行定量檢測的方法，通過電化學(xué)檢測氨基酸的酶學(xué)反應(yīng)測定氨基酸濃度的生物傳感器開始被應(yīng)用。使用作為酶的脫氫酶時，常常需要輔酶。原來應(yīng)用與脫氫酶和輔酶相關(guān)的酶反應(yīng)的生物傳感器測定氨基酸等的濃度時，有加上D-葡萄糖、L-乳酸、乙醇、膽固醇等氨基酸以外的物質(zhì)，使用為氨基酸的一種的L-亮氨酸等，使用生物傳感器分別單獨進行電化學(xué)檢測的技術(shù)(例如參照專利文獻1)。如根據(jù)該技術(shù)，在配置了含有在絕緣支持體上使用導(dǎo)電性材料的電極系統(tǒng)和電極反應(yīng)部分中作為反應(yīng)用試劑至少含有脫氫酶、輔酶及電子介質(zhì)的吸收性載體(擔(dān)體)的生物傳感器中，通過生物傳感器(特征在于該吸收性載體成為樣品與反應(yīng)用試劑的酶學(xué)反應(yīng)及電子介質(zhì)和電極表面的電極反應(yīng)的雙方的反應(yīng)層)，對于脫氫酶和輔酶相關(guān)的酶學(xué)反應(yīng)中，能夠提供用于高精度而且短時間地簡便地進行底物濃度電化學(xué)定量，價廉、制作簡單的生物傳感器。而且，使用脫氫酶和輔酶的生物傳感器，是通過使用包括電子介質(zhì)和四唑鹽的反應(yīng)試劑的生物傳感器，對各種樣品中含有的底物無需復(fù)雜的前處理，簡便而且快捷地進行底物定量的測定技術(shù)(例如參照專利文獻2)。但是，無論其中的哪一種技術(shù)，同時測定多種氨基酸濃度是不可能的。
專利文獻1特開2000-35413號公報專利文獻2國際公開第00/57166號小冊子發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的課題基于機體成分的指標的各種各樣，本發(fā)明主要處理基于氨基酸信息的指標。特別是處理由與健康狀態(tài)相關(guān)的已知的支鏈氨基酸濃度以及從氨基酸濃度計算得到的健康指標，例如關(guān)于費歇爾比或BTR值的處理。為了求得象費歇爾比這樣的健康指標的氨基酸測定，有診斷試劑盒。但是，這種診斷試劑盒由于除了診斷試劑以外，需要比色計等分析儀器，通常必須將血液等機體樣品移入檢測機關(guān)內(nèi)檢測。因此，利用者本身不了解測定時其身體狀況和健康狀態(tài)。
測定氨基酸的濃度，有使用茚三酮反應(yīng)等氨基酸標記與液相色譜法相結(jié)合的方法，或用吸光光度法等對以氨基酸為底物的酶學(xué)反應(yīng)生成的反應(yīng)生成物進行定量的方法。但是，這些方法需要對樣品進行稀釋、分離等前處理，還需要大型設(shè)備，難以進行簡便、快速測定。而且，使用市售的氨基酸分析儀，為了算出支鏈氨基酸總濃度值，需要獨立測定亮氨酸、異亮氨酸以及纈氨酸的濃度，然后合計所有的濃度。一方面，已知能夠簡便測定氨基酸等的生物傳感器?？墒窃瓉淼募夹g(shù)，只是對于數(shù)種氨基酸，可以各自測定單獨的氨基酸濃度，象支鏈氨基酸的總濃度，該生物傳感器使用的酶在可以作為底物的多種氨基酸同時存在的條件下，不可能獨立測定其濃度，而且也不能測定多種特定氨基酸的總濃度。因此，以單體測定支鏈氨基酸總濃度的生物傳感器不存在。再者，為了從多種氨基酸濃度計算求得健康指標，在測定與健康指標相關(guān)的每一種氨基酸濃度的基礎(chǔ)上，必須通過計算算出，用單一的測定操作，能測定健康指標的生物傳感器也不存在。而且，由于這種氨基酸顯示的健康指標也不能進行個人簡便測定，利用其健康指標的健康信息管理系統(tǒng)也就不存在。本發(fā)明以上述問題為鑒，提供了通過單一操作能夠測定多種氨基酸總濃度的生物傳感器和健康信息管理系統(tǒng)。
解決課題的方法上述課題的解決達成了包括以下特征的本發(fā)明。權(quán)利要求1所述的本發(fā)明是氨基酸生物傳感器，該傳感器用于測定該多種特定氨基酸總濃度值，其包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地至少以多種特定氨基酸為底物的酶，其中，所述的酶對于所述多種特定氨基酸的每一種具有底物親和性，所述的酶通過以所述特定氨基酸作為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，在測定氨基酸濃度時，所述介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子，以及所述氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間在測定時的施加電壓包含如下施加電壓在表示所述多種特定氨基酸的每一種在特定濃度下的施加電壓和電流值的關(guān)系的校正曲線中，該電壓使得對濃度相同的每種氨基酸施加相同電壓時的電流值的分布在規(guī)定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求2所述的發(fā)明，在權(quán)利要求1所述的發(fā)明的特征的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述氨基酸生物傳感器中的所述測定電極和對應(yīng)電極之間在測定時的施加電壓包含如下施加電壓，在表示所述多種特定氨基酸的每一種在特定的濃度下的施加電壓和電流值的關(guān)系的校正曲線中，該電壓使得對濃度相同的每種氨基酸施加相同電壓時的電流值的分布為總體的20％以內(nèi)。
權(quán)利要求3所述的發(fā)明，在權(quán)利要求1所述的發(fā)明的特征的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述測定電極還以輔酶作為構(gòu)成要素，所述酶是脫氫酶，所述反應(yīng)生成物是所述輔酶被還原得到的還原型輔酶，以及所述介質(zhì)在測定氨基酸濃度時，從所述還原型輔酶向所述測定電極傳遞電子。
權(quán)利要求4所述的發(fā)明，在權(quán)利要求3所述的發(fā)明的特征的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述的多種特定氨基酸是含有亮氨酸、纈氨酸以及異亮氨酸的支鏈氨基酸，所述脫氫酶是亮氨酸脫氫酶，以及所述脫氫酶輔酶是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸。
權(quán)利要求5所述的發(fā)明，在權(quán)利要求4所述的發(fā)明的特征的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述介質(zhì)是PMS。
權(quán)利要求6所述的發(fā)明，在權(quán)利要求3所述的發(fā)明的特征的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述的多種特定氨基酸是含有苯丙氨酸及酪氨酸的芳香族氨基酸，所述的脫氫酶是苯丙氨酸脫氫酶。
權(quán)利要求7所述的發(fā)明，其包括權(quán)利要求4所述的支鏈氨基酸生物傳感器和權(quán)利要求6所述的芳香族氨基酸生物傳感器，和費歇爾比計算設(shè)備，所述費歇爾比計算設(shè)備通過所述支鏈氨基酸生物傳感器測定的支鏈氨基酸濃度除以所述芳香族氨基酸生物傳感器測定的芳香族氨基酸濃度，算出費歇爾比。
權(quán)利要求8所述的發(fā)明為機體信息管理系統(tǒng)，包括管理會員的機體信息的機體信息管理設(shè)備、和用于會員與該機體信息管理設(shè)備通信的會員終端，其中，所述機體信息管理設(shè)備包括管理包含氨基酸濃度的會員機體信息數(shù)據(jù)的機體信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)從所述會員終端接收所述氨基酸濃度的第1接收設(shè)備，和通過將所述氨基酸濃度與規(guī)定的基準比較，導(dǎo)出機體信息評價的機體信息評價設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)將導(dǎo)出的所述機體信息評價發(fā)送到所述會員終端的第1發(fā)送設(shè)備，以及所述會員終端包括權(quán)利要求1所述的氨基酸生物傳感器，和通過網(wǎng)絡(luò)將由所述氨基酸生物傳感器測定的氨基酸濃度發(fā)送到該機體信息管理設(shè)備的第2發(fā)送設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)從所述機體信息管理設(shè)備接收所述機體信息評價的第2接收設(shè)備，和輸出接收的所述機體信息評價的輸出設(shè)備。
權(quán)利要求9所述的發(fā)明為健康信息管理系統(tǒng)，包括管理會員的健康信息的健康信息管理設(shè)備、和用于會員與該健康信息管理設(shè)備通信的會員終端，其中，所述健康信息管理設(shè)備包括管理包含血中支鏈氨基酸濃度的會員健康信息數(shù)據(jù)的健康信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)從所述會員終端接收所述血中支鏈氨基酸濃度的第1接收設(shè)備，和通過將所述血中支鏈氨基酸濃度與規(guī)定基準比較，導(dǎo)出健康信息評價的健康信息評價設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)向會員終端發(fā)送導(dǎo)出的所述健康信息評價的第1發(fā)送設(shè)備，以及所述會員終端包括權(quán)利要求4所述的支鏈氨基酸生物傳感器，和通過網(wǎng)絡(luò)將由所述支鏈氨基酸生物傳感器測定的血中支鏈氨基酸濃度發(fā)送到所述健康信息管理設(shè)備的第2發(fā)送設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)從所述健康信息管理設(shè)備接收所述健康信息評價的第2接收設(shè)備，和輸出接收的所述健康信息評價的輸出設(shè)備。
權(quán)利要求10所述的發(fā)明為健康信息管理系統(tǒng)，包括管理會員的健康信息的健康信息管理設(shè)備、和用于會員與該健康信息管理設(shè)備通信的會員終端，其中，所述健康信息管理設(shè)備包括管理包含費歇爾比的會員健康信息數(shù)據(jù)的健康信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)從所述會員終端接收所述費歇爾比的第1接收設(shè)備，和通過將所述費歇爾比與規(guī)定基準比較，導(dǎo)出健康信息評價的健康信息評價設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)向會員終端發(fā)送導(dǎo)出的所述健康信息評價的第1發(fā)送設(shè)備，以及所述會員終端包括權(quán)利要求8所述的費歇爾比生物傳感器，和通過網(wǎng)絡(luò)將通過所述的費歇爾比生物傳感器測定的血中氨基酸的費歇爾比發(fā)送到所述健康信息管理設(shè)備的第2發(fā)送設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)從所述健康信息管理設(shè)備接收所述健康信息評價的第2接收設(shè)備，和輸出接收的所述健康信息評價的輸出設(shè)備。
權(quán)利要求11所述的發(fā)明為測定被測溶液中多種特定氨基酸總濃度值的方法，該方法使用以下的氨基酸生物傳感器測定被測溶液中的多種特定氨基酸總濃度值，所述氨基酸傳感器包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極具有作為構(gòu)成要素的酶和介質(zhì)，所述酶是選擇性地至少以多種特定氨基酸為底物的酶，所述酶對所述多種特定氨基酸的每一種具有底物親和性，所述酶通過以所述特定的氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定氨基酸濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子；其中，該方法包括以下步驟所述的氨基酸生物傳感器與被測溶液接觸的步驟，和在所述的氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間施加電壓的步驟，所述電壓如下，在表示所述多種特定氨基酸的每一種在特定濃度下的施加電壓和電流值關(guān)系的校正曲線中，該電壓使得對相同濃度的每種氨基酸施加相同電壓時的電流值分布在規(guī)定的范圍，和測定在所述施加電壓下所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟，和求出所述校正曲線中與所述施加電壓及所述響應(yīng)電流值對應(yīng)的氨基酸濃度，作為所述被測溶液中所述多種特定氨基酸總濃度值的步驟。
權(quán)利要求12所述的發(fā)明為健康指標的測定方法，該方法使用下列第1和第2氨基酸生物傳感器從來源于機體的被測溶液導(dǎo)出健康指標，
所述第1氨基酸生物傳感器，包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地至少以多種特定氨基酸為底物的酶，所述酶對所述多種特定氨基酸的每一種具有底物親和性，所述酶通過以所述特定的氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定氨基酸濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子；所述第2氨基酸生物傳感器，包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地以所述的多種特定氨基酸以外的單一氨基酸為底物的酶，所述酶通過以所述單一的氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定氨基酸濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子；其中，該方法包括以下步驟所述的第1氨基酸生物傳感器和所述第2氨基酸生物傳感器與來源于機體的被測溶液接觸的步驟；和在所述的第1氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間施加電壓的步驟，所述電壓，在表示所述多種特定氨基酸每一種在特定濃度下的施加電壓和電流值關(guān)系的校正曲線中，使得對相同濃度的每種氨基酸施加相同電壓時的電流值分布在規(guī)定的范圍內(nèi)；和測定在所述施加電壓下所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟；和求出所述校正曲線中與所述施加電壓及所述響應(yīng)電流值對應(yīng)的氨基酸濃度，作為所述被測溶液中所述多種特定氨基酸總濃度值的步驟，和在所述第2氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間，施加規(guī)定的電壓的步驟；和測定在所述施加電壓下所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟；和求出與所述規(guī)定的施加電壓和所述響應(yīng)電流值對應(yīng)的氨基酸濃度，作為所述被測溶液中單一氨基酸的濃度的步驟，和通過以所述求得的多種特定氨基酸濃度和所述求得的單一氨基酸的濃度作為輸入信息的規(guī)定的演算，導(dǎo)出規(guī)定的健康指標的步驟。
權(quán)利要求13所述的發(fā)明為健康指標的測定方法，該方法使用下列第1和第2氨基酸生物傳感器從來源于機體的被測溶液導(dǎo)出健康指標，所述第1氨基酸生物傳感器，包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地至少以多種特定氨基酸為底物的酶，所述酶對所述多種特定氨基酸的每一種具有底物親和性，所述酶通過以所述特定的氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定氨基酸濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子；所述第2氨基酸生物傳感器，包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地以所述多種特定氨基酸以外的多種其他特定氨基酸為底物的酶，所述酶對所述多種其他特定氨基酸的每一種具有底物親和性，所述酶通過以所述多種其他特定氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定氨基酸濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子；其中，該方法包括以下步驟所述的第1氨基酸生物傳感器和所述第2氨基酸生物傳感器與來源于機體的被測溶液接觸的步驟；和在所述的第1氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間施加電壓的步驟，所述電壓，在表示所述多種特定氨基酸每一種在特定濃度下的施加電壓和電流值關(guān)系的校正曲線中，使得對相同濃度的每一種氨基酸施加相同電壓時的電流值分布在規(guī)定的范圍內(nèi)；和測定在所述施加電壓下所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟；和求出所述校正曲線中與所述施加電壓及所述響應(yīng)電流值對應(yīng)的氨基酸濃度，作為所述被測溶液中所述多種特定氨基酸總濃度值的步驟；和在所述的第2氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間施加電壓的步驟，所述電壓，在表示所述多種其他的特定氨基酸每一種在特定濃度下的施加電壓和電流值關(guān)系的校正曲線中，使得對相同濃度的每種氨基酸施加相同電壓時的電流值分布在規(guī)定的范圍內(nèi)；和測定在所述施加電壓下所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟；和求出所述校正曲線中與所述施加電壓及所述響應(yīng)電流對應(yīng)的氨基酸濃度，作為被測溶液中所述其他多種特定氨基酸的總濃度的步驟；和通過以所述求得的多種特定氨基酸濃度和所述求得的其他多種氨基酸的濃度作為輸入信息的規(guī)定的演算，導(dǎo)出規(guī)定的健康指標的步驟。
權(quán)利要求14所述的發(fā)明為健康指標的測定方法，該方法使用下列氨基酸生物傳感器和機體成分生物傳感器從來源于機體的被測溶液導(dǎo)出健康指標，所述氨基酸生物傳感器，包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地至少以多種特定氨基酸為底物的酶，所述酶對所述多種特定氨基酸的每一種具有底物親和性，所述酶通過以所述特定的氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定氨基酸濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子；所述機體成分生物傳感器，包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地以特定的機體成分為底物的酶，所述酶通過以所述機體成分為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定機體成分的濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子，其中，該方法包括以下步驟所述的氨基酸生物傳感器和上述機體成分生物傳感器與來自機體的被測溶液接觸的步驟；和在所述氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間施加電壓的步驟，所述電壓，在表示所述多種特定氨基酸每一種在特定濃度下的施加電壓和電流值關(guān)系的校正曲線中，使得對相同濃度的每種氨基酸施加相同電壓時的電流值分布在規(guī)定的范圍內(nèi)；和測定在所述施加電壓下所述測定電極和對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟；求出所述校正曲線中與所述施加電壓及所述響應(yīng)電流值對應(yīng)的氨基酸濃度，作為被測溶液中所述多種特定氨基酸總濃度值的步驟；和在所述機體成分生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間，施加規(guī)定的電壓的步驟；和測定在所述施加電壓下所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟；和求出與所述規(guī)定的施加電壓和所述響應(yīng)電流值對應(yīng)的機體成分濃度，作為所述被測溶液中機體成分的濃度的步驟；和通過由所述求得的多種特定氨基酸濃度和所述求得的機體成分的濃度作為輸入信息的規(guī)定的演算，導(dǎo)出規(guī)定的健康指標的步驟。
權(quán)利要求15所述的發(fā)明在權(quán)利要求14所述的發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述機體成分為2種以上，所述機體成分生物傳感器，對應(yīng)所述2種以上的各機體成分設(shè)置為2個以上。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，得到了如下效果為了測定多種特定氨基酸總濃度值，氨基酸生物傳感器(200)含有選擇性以該多種特定氨基酸為底物的酶以及以介質(zhì)為構(gòu)成要素的測定電極(202)和對應(yīng)電極(203)，該酶對該多種特定氨基酸的每一種具有親和性，該酶通過該特定氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，在測定氨基酸濃度時，在反應(yīng)生成物和相應(yīng)測定電極間傳遞電子，以及所述氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的施加電壓，包含如下所述施加電壓在表示對于所述多種特定氨基酸每種的特定的濃度下的施加電壓和電流值的關(guān)系的校正曲線中，該電壓使得對于濃度相同的各氨基酸施加相同的電壓時的電流值的分布在規(guī)定范圍內(nèi)，提供使用單一的極板系統(tǒng)能夠測定多種氨基酸總濃度的氨基酸生物傳感器。
更進一步地，根據(jù)本發(fā)明，還得到了如下效果對上述氨基酸生物傳感器，由于酶使用亮氨酸脫氫酶、輔酶使用煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，用單一的極板系統(tǒng)能夠測定支鏈氨基酸的濃度。在這里介質(zhì)使用PMS，能夠進行高精度測定。
更進一步地，根據(jù)本發(fā)明，還得到了如下效果將用各自單一極板系能夠進行測定的支鏈氨基酸生物傳感器和芳香族氨基酸生物傳感器組合，通過用支鏈氨基酸濃度除以芳香族氨基酸濃度求得費歇爾比，提供能夠通過一次測定操作，得到費歇爾比的生物傳感器。
更進一步地，根據(jù)本發(fā)明，還得到了如下效果由于使用費歇爾比生物傳感器，可以將個人測定的費歇爾比從使用者終端(502)向服務(wù)器(506)發(fā)送，服務(wù)器對其費歇爾比與基準值比較進行判斷、評價提取，在使用者終端顯示其結(jié)果，可以建立由于測定難，一直沒有被充分利用的費歇爾比的健康管理系統(tǒng)。
更進一步地，根據(jù)本發(fā)明，還得到了如下效果本發(fā)明可以提供用單一的極板系統(tǒng)的氨基酸生物傳感器，測定多種氨基酸總濃度的方法、用氨基酸生物傳感器測定由單一的氨基酸濃度和多種氨基酸濃度計算得到BTR比等健康指標、由多種氨基酸濃度與其他的多種氨基酸濃度計算得到費歇爾比等健康指標的方法，以及從多種氨基酸的總濃度和1種以上的機體成分的濃度計算健康指標。
最佳實施方式(實驗系統(tǒng)的構(gòu)成)本發(fā)明中所謂的作為對象的健康指標，是指通過本發(fā)明生物傳感器測定得到的多種氨基酸總濃度值，或者使用其計算得到的指標。作為由多種氨基酸總濃度值計算得到的指標，即使是由多種氨基酸總濃度值和多種氨基酸總濃度值或者單獨的氨基酸濃度計算得到也可以。作為由2種不同的多種氨基酸總濃度值計算得到的健康指標，例如可以列舉費歇爾比，另外，作為通過多種氨基酸總濃度值和單獨的氨基酸濃度計算得到的健康指標，例如可以列舉BTR值。
所述的本發(fā)明的生物傳感器的作為測定對象的多種特定氨基酸，如果對于一種酶，作為底物是共同的氨基酸，則比較好，例如作為對于亮氨酸脫氫酶的共同底物是支鏈氨基酸，即纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸(BCAA)，而苯丙氨酸脫氫酶的共同底物是芳香族氨基酸的酪氨酸、苯丙氨酸。
以下是一般的NAD為輔酶的α氨基酸的氧化還原反應(yīng)式。
R＝氨基酸側(cè)鏈以苯丙氨酸脫氫酶為酶，NAD為輔酶的L-苯丙氨酸的氧化還原反應(yīng)式如下。
以亮氨酸脫氫酶為酶，NAD為輔酶的L-亮氨酸的氧化還原反應(yīng)式如下。
還有，以下是關(guān)于包含BTR值的費歇爾比的記述。這里使用的酶是與多種特定氨基酸有反應(yīng)性，反應(yīng)時伴有電子供受的酶都可在本發(fā)明中使用，可以按測定目標適當選擇。酶的選擇以市場有售能夠得到為宜，而且也可以使用從微生物提取的產(chǎn)品。這些酶應(yīng)該是提高底物特異性和反應(yīng)速度，也可以使用經(jīng)基因工程的方法適當改變的突變型酶。所述酶可以是對已知通常只對一種底物有反應(yīng)性的酶進行改變，也可以對多種底物有反應(yīng)性的酶進行改變的酶。作為對氨基酸有反應(yīng)性且反應(yīng)時伴有電子供受的酶，脫氫酶、氧化還原酶等的介導(dǎo)伴隨氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)的酶，具體可以作為一個例子列舉出的有亮氨酸脫氫酶、酪氨酸脫氫酶、苯丙氨酸脫氫酶、亮氨酸氧化還原酶、酪氨酸單加氧酶、丙氨酸脫氫酶、谷氨酸脫氫酶等。另外，作為具有對氨基酸以外的機體成分的反應(yīng)性且反應(yīng)時伴隨電子供受的酶，脫氫酶、氧化還原酶等的介導(dǎo)伴隨還原反應(yīng)的酶，具體可列舉出乙醇脫氫酶、膽固醇脫氫酶、異枸櫞酸脫氫酶、葡萄糖脫氫酶等。
而且，本發(fā)明中使用的酶介導(dǎo)伴有電子供受的反應(yīng)，該反應(yīng)伴有輔酶反應(yīng)時，作為優(yōu)選的輔酶可例舉NADH或者NADPH。
在本發(fā)明中，首先對使用反應(yīng)槽的實驗系統(tǒng)100，用具有單一極板系統(tǒng)的生物傳感器能測定支鏈氨基酸總濃度進行了確認。

圖1是表示實驗中使用的實驗系統(tǒng)100簡要構(gòu)成的構(gòu)成圖。實驗系統(tǒng)100包括3電極方式的電化學(xué)池。實驗系統(tǒng)100包括被測溶液11、氯化物水溶液12、反應(yīng)槽13、氯化物水溶液槽14、作用電極21、對應(yīng)電極22、參照電極23、鹽橋24、吸氣口25、恒電位器31、計錄儀32、函數(shù)發(fā)生器33及多磁攪拌器34組成。被測溶液11是以適當濃度溶解了被測氨基酸、對該氨基酸有底物親和性的酶、協(xié)助酶的輔酶、介質(zhì)的溶液。氯化物水溶液12是為了與參照電極23一同形成電池，從參照電極23輸出標準電壓的溶液。作用電極21是在與對應(yīng)電極23的之間施加規(guī)定的電壓，并在其基礎(chǔ)上引起化學(xué)反應(yīng)的電極。這時，通過測定流動的電流，可以進行是否可以進行氨基酸定量化的研究。鹽橋24保持反應(yīng)槽13和氯化物水溶液槽14同樣電位，能夠使用參照電極23的電位進行作用電極21的校正。為了使反應(yīng)槽13中的反應(yīng)順利繼續(xù)，從吸氣口25在反應(yīng)槽上部空間導(dǎo)入氮氣。恒電位器31是通過保持電壓一定、電流流動來測定電壓-電流特性的裝置，按照函數(shù)發(fā)生器33中程序化的時間-電壓曲線，改變電壓的同時，測定電流。記錄儀32記錄恒電位器31的測定結(jié)果。多磁攪拌器34攪拌反應(yīng)槽13中的被測溶液11。
(實驗系統(tǒng))實驗中，在實驗系統(tǒng)100中，改變被測溶液11的氨基酸等的濃度，測定作用電極21和對應(yīng)電極22之間被測溶液11的電壓-電流特征。氨基酸是支鏈氨基酸，使用亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸或者它們的混合物。一般來說，氨基酸濃度的電化學(xué)測定，根據(jù)酶與測定對象氨基酸產(chǎn)生反應(yīng)、發(fā)生變化，通過測定此時生成的反應(yīng)生成物的濃度進行。作為濃度被測定的反應(yīng)生成物，可以是氨基酸本身通過該反應(yīng)變化產(chǎn)生的物質(zhì)，也可以是氨基酸在發(fā)生該反應(yīng)時產(chǎn)生的副產(chǎn)物，一般副產(chǎn)物的濃度被測定的情況很多。濃度測定時，向被測溶液施加某種電壓時測定流動的電流，根據(jù)其電壓-電流特性求出濃度是常見的情況。對于副產(chǎn)物的濃度測定，不是使副產(chǎn)物直接在電極上發(fā)生反應(yīng)，而是使用在副產(chǎn)物和電極間傳遞電子的介質(zhì)，通過介質(zhì)的介導(dǎo)測定流動電流的情況很多。在本實施例中，酶使用了亮氨酸的脫氫酶即亮氨酸脫氫酶。在這里使用了中等度高熱性細菌Bacillus Stearothermophilus來源的亮氨酸脫氫酶，根據(jù)脫氫反應(yīng)氧化亮氨酸的酶。亮氨酸脫氫酶不僅對亮氨酸，由于對異亮氨酸和纈氨酸也有底物親和性，亮氨酸的脫氫酶也會引起異亮氨酸和纈氨酸的脫氫反應(yīng)。亮氨酸(及異亮氨酸和纈氨酸)的脫氫反應(yīng)時，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(以下簡稱為NAD)作為輔酶發(fā)揮作用，NAD本身被還原后變化為還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(以下簡稱為NADH)。通過測定反應(yīng)生成物NADH的濃度，能夠測定亮氨酸等的氨基酸濃度。而且，使用催化其它的氨基酸脫氫反應(yīng)的酶時，作為輔酶的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(以下簡稱NADP)發(fā)揮作用，此時，通過測定NADP被還原生成的還原型的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(以下簡稱為NADPH)的濃度，能夠測定被測對象的氨基酸濃度。由于生成的NADH失去H以后又易被氧化的性質(zhì)，在正電極(作用電極)發(fā)生氧化反應(yīng)，此時根據(jù)測定由于電子流入作用電極引起的電流，就能夠測定產(chǎn)生的NADH的量即被氧化的亮氨酸的量。而且，已知電極上NADH的氧化反應(yīng)的速度非常慢。為了使其容易發(fā)生，通常用傳遞電子的介質(zhì)進行介導(dǎo)，按NADH、介質(zhì)、電極的順序傳遞電子。這時候，NADH向電極提供電子被氧化，回到NAD。本實驗中將介質(zhì)放入被測溶液11中測定了電流。另外，作為單體的生物傳感器，通常將酶、輔酶、介質(zhì)固定到傳感器的作用電極上，但本實施例中將它們?nèi)芙庠诒粶y溶液11中進行了實驗。
(適當?shù)慕橘|(zhì)的選擇)
首先，在上述的亮氨酸脫氫酶的最適的反應(yīng)條件堿性(pH10.5)條件下，為了選擇適當?shù)慕橘|(zhì)進行的實驗。作為適當?shù)慕橘|(zhì)的候補，使用(1)Meldola’sBlue(或者麥爾多拉藍。以下簡稱MB)(2)1-甲氧基-5-甲基吩嗪甲基硫酸鹽(1-methoxy-5-methylphenazirium methyl sulfate)(以下簡稱PMS)(3)吡咯并喹啉醌(pyrrolo quinoline quinine)(以下簡稱PQQ)。而且，由于根據(jù)酶的選擇，最適反應(yīng)條件不同，介質(zhì)也與酶兼顧進行最適選擇。另外，作為介質(zhì)，由酶反應(yīng)生成的NADH或者NADPH被電化學(xué)方式還原，對于電極被氧化的物質(zhì)沒有特別的限制。例如從醌類、細胞色素類、鐵氧化還原蛋白類、二茂鐵及其衍生物等能夠進行適當選擇。關(guān)于各個介質(zhì)，根據(jù)本條件下把握電化學(xué)特性的一般方法，比較了只有介質(zhì)的情況下，和該介質(zhì)加NADH時的電壓-電流特性。電壓-電流特性按照一般的方法，使用恒電位器緩慢改變電壓進行測定。由于NADH依賴于測定的氨基酸濃度、隨著氧化反應(yīng)生成，通過測定其濃度能夠測定氨基酸的濃度。下面的說明顯示了一例介質(zhì)選擇時的預(yù)實驗研究，本發(fā)明中這些條件不被限制，選擇實際的介質(zhì)時，也有依賴測于定對象、酶的選擇等其它條件，選擇的介質(zhì)也不同的情況。選擇介質(zhì)時，測定只有介質(zhì)時的電壓-電流特性和介質(zhì)中加入NADH時的電壓-電流特性，做成使特性更容易被把握的圖。這些圖可以被認為表示了介質(zhì)對NADH的反應(yīng)程度如何。即，如果僅為介質(zhì)圖形和介質(zhì)中加入NADH時圖形的差異大，則NADH存在時敏銳地反應(yīng)，電壓-電流特性發(fā)生變化，對NADH的濃度，進而對氨基酸濃度的測定是適宜的。對于圖形的差異，不只是絕對值的差異，整體形狀的差異也很大時，被認為更適于依賴NADH的濃度測定，有以下幾點理由。通過恒電位器測定時，一旦向極板施加的電壓由被測溶液的平衡電位正向移動，由于該極板上的反應(yīng)傾向于氧化反應(yīng)，正極電流在極板流動；相反，一旦向極板施加的電壓由被測溶液的平衡電位負向移動，由于該極板上的反應(yīng)傾向于還原反應(yīng)，負極電流在極板流動。因此，使施加電壓增加時和減少時，在不同的地方(極板)產(chǎn)生不同的反應(yīng)。在此，如果介質(zhì)特異地作用于反應(yīng)生成物(這里是NADH)，通常根據(jù)NADH的有無電壓-電流特性的圖形發(fā)生很大的變化。這是因為由于介質(zhì)與反應(yīng)物之間進行特異的氧化還原反應(yīng)，相反，NADH被添加時，施加電壓達到其氧化還原反應(yīng)開始時的電壓，流動的電流值急劇變大；NADH不被添加時，不會產(chǎn)生那種急劇變化。因此，所謂圖形的差異大，對于NADH特異的反應(yīng)是介質(zhì)引起的，并且電壓-電流特性的變化正確地反映了NADH濃度的變化。
使用MB、PMS、PQQ，在適當設(shè)置的各種條件的基礎(chǔ)上，測定、比較上述的電壓-電流特性。該條件下，MB或PMS的圖形絕對值和形狀，根據(jù)NADH的有無，發(fā)生大的變動的情況被確認。因此，從這種條件下的這些校正曲線的圖形，首先認為MB或者PMS作為介質(zhì)是合適的。
但是，據(jù)以下的理由，認為MB本身作為介質(zhì)是不合適的。由于亮氨酸脫氫酶的反應(yīng)最適條件是pH10.5的堿性液體，這樣調(diào)整溶液的性質(zhì)進行實驗，但是在這種堿性的液體中，發(fā)現(xiàn)隨著時間的推移MB不溶解、出現(xiàn)沉淀。因此，這樣將MB作為亮氨酸脫氫酶的介質(zhì)是不適當?shù)?。而且，認為在防止MB不溶化的化合物存在下，MB也可作為介質(zhì)使用。以下的測定，以PMS為介質(zhì)進行。
(PMS濃度-NADH特異性)當使用PMS作為介質(zhì)時，為了確認適當?shù)腜MS濃度范圍，以PMS濃度為參數(shù)，測定添加NADH或不添加NADH時的電壓-電流特性。因此，可以了解NADH的存在與否對電壓-電流特性的差異程度，即對NADH特異性的PMS濃度的依賴性。也就是說，能夠決定對于NADH的存在與否，電流值變化大的PMS濃度。圖2是PMS的濃度保持在0.01mM時，NADH分別存在或不存在時電壓-電流特性的圖，圖3是PMS濃度為0.1mM時，圖4是PMS濃度為1mM時同樣的圖。圖5是總結(jié)PMS濃度為0.01mM和0.1mM時的特性。這些圖是預(yù)實驗探討介質(zhì)的濃度設(shè)定時的一個例子，本發(fā)明不限定這些條件，實際的介質(zhì)濃度設(shè)定時，依賴其他條件也存在濃度設(shè)定的不同的情況。從圖2看，PMS濃度為0.01mM時，NADH不存在時的電流是在-0.0004mA～0.0003mA的范圍內(nèi)，而NADH存在時的電流是在0mA～0.0025mA的范圍內(nèi)，擴大到約3.5倍。而且電流的峰值也從0.0003mA到0.0025mA，約增加到8倍。從圖3看，PMS濃度為0.1mM時，NADH不存在時的電流是在-0.0015mA～0.0012mA的范圍內(nèi)，而NADH存在時的電流是在0mA～0.007mA的范圍內(nèi)，擴大到約2.5倍。而且電流的峰值也從0.0012mA到0.007mA，約增加到6倍。另一方面，從圖4看，PMS濃度為1M時，NADH不存在時的電流是在-0.015mA～0.07mA的范圍內(nèi)，而NADH存在時的電流是在0mA～0.04mA的范圍內(nèi)，減少到約1/2。而且電流的峰值也從0.07mA到0.04mA，減少到約1/2。因此，PMS濃度在0.01mM和0.1mM時，由于NADH的存在，電流的范圍和電流的峰值也擴大到數(shù)倍，對NADH有高的特異性，可以說適合NADH濃度的測定。從圖5看，PMS濃度在1mM時，由于NADH的存在，電流的范圍和峰值不僅不增加，反而減少，不適合于NADH濃度的測定。因此，在該實驗條件下，能夠確認PMS濃度保持在0.01M～0.1M時，具有非常適合NADH濃度測定的特性。重要的是通過按以上方法研究PMS濃度-NADH特異性的關(guān)系，能夠得到適于測定NADH的濃度的PMS濃度。
(電壓-電流特性)下面，以NADH濃度為參數(shù)，測定電壓和電流的關(guān)系。對于這種電壓-電流特性，通過在測定點包含了，依賴于NADH濃度的電流值的變化大(即電流值是大的范圍)的條件，能夠加大某NADH濃度下的電流值、也能夠加大相對于NADH濃度的電流變化程度。因此，由于在測定點包含了這樣的電流值的絕對值大的場所，可以提高測定的精確度。圖6是保持一定的NADH濃度，測定改變電壓時電流的電壓-電流特性的圖。這個圖示是電壓-電流設(shè)置的預(yù)實驗的一個例子，本發(fā)明不限于這些條件，也有根據(jù)實際的電壓-電流設(shè)置選擇的介質(zhì)、輔酶的種類、以及其他條件的電壓-電流設(shè)置也不同的情況。作為NADH的濃度，使用了0mM、1mM、2mM、4mM、6mM、8mM及10mM。如圖6可知-0.2V附近為測定點，那時可以加大流動的電流值，提高測定的精度。
(NADH濃度-電流特性)下面以施加電壓為參數(shù)，測定NADH濃度和電流的關(guān)系。如果該NADH濃度-電流的關(guān)系是直線，相對于NADH濃度的變化電流呈線性反應(yīng)，適合于測定。因此，這樣測定了是否存在使NADH濃度-電流關(guān)系成直線的電壓。圖7，保持一定的電壓，測定了改變NADH濃度時電流的NADH濃度-電流特性的圖。電壓使用了-200mV、-180mV和-100mV。這個圖是電壓設(shè)定和輔酶濃度設(shè)定時的一個預(yù)實驗。本發(fā)明不限于這些條件，實際電壓設(shè)定及輔酶濃度設(shè)定時，依照選擇的介質(zhì)、輔酶的種類、濃度及其他條件進行電壓設(shè)定和輔酶濃度設(shè)定也有所不同。從圖7可知，無論哪一個電壓，NADH濃度和電流幾乎成比例。因此，PMS能夠提供對其中任何一個電壓下，NADH濃度測定時非常需要的特性。
(支鏈氨基酸的電壓-電流特性的比較)下面測定了各個支鏈氨基酸的電壓-電流特性。氨基酸測定時施加電壓的電流值表示該氨基酸與酶反應(yīng)的程度，這與酶對該氨基酸的底物親和性的程度和反應(yīng)速度關(guān)系密切。因為所說對于亮氨酸脫氫酶的底物親和性程度和反應(yīng)速度是指，亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸應(yīng)該各自不同的值，對應(yīng)于施加電壓的電流應(yīng)該各不相同。但是，如果亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸3種氨基酸的電壓-電流特性在某種程度上是近似的，同樣組成的實驗系統(tǒng)能夠測定各個氨基酸的濃度。而且如此能夠用有單一極板系統(tǒng)的氨基酸傳感器，通過一次測定操作同時測定這3種氨基酸的總濃度。而且，即便電壓-電流特性有某種程度的不同，對于這3種氨基酸施加同樣的電壓時其電流值的分布在規(guī)定范圍內(nèi)，如果該規(guī)定范圍是容許誤差的程度，一次測定操作可測定這3種氨基酸的總濃度。即，氨基酸生物傳感器的測定電極和對極之間測定時施加電壓，在表示多種特定氨基酸的每一種氨基酸時施加電壓和電流值的關(guān)系的校正曲線中，優(yōu)選含有對于各氨基酸施加同樣的電壓時其電流值分布在規(guī)定范圍內(nèi)的施加電壓。該規(guī)定的范圍，3種氨基酸電流內(nèi)的最小電流對于最大電流的比在80％以上程度，即差異的分布在整體的20％以下程度是合適的。因為如果是這種程度的差異的分布，基于電流值，按最大誤差20％以下程度的實用正確性能夠推導(dǎo)出3種氨基酸的濃度。更優(yōu)選施加電壓，是使這3種氨基酸的電流值分布成為最小。
而且，分別以適當?shù)臐舛韧瑫r使用底物特異性和反應(yīng)速度不同的多種酶，作為其綜合的反應(yīng)結(jié)果，通過同等程度調(diào)整對各氨基酸底物的特異性和反應(yīng)速度，對于測定對象的各氨基酸，能夠使相同濃度對應(yīng)的電流值分布變得更小。這樣做能夠更高精度、更簡便地同時測定多種特定氨基酸的總濃度。
對于現(xiàn)有技術(shù)的測定點的施加電壓的決定方法，通常是以電流最大的點為測定點，但是本發(fā)明的方法中不同的是對于多種氨基酸的每一種電流的輸出值的幅度變?yōu)樽钚〉碾妷鹤鳛闇y定點的施加電壓。這樣的話，用有單一極板系統(tǒng)的氨基酸生物傳感器，進行單一操作就能測定這些多種氨基酸。而且，對于測定點的施加電壓的決定，雖然使多種氨基酸對應(yīng)的電流分布(分布)盡量降低，而電流的絕對值變大，以它們中間的電壓為測定點的施加電壓也是可以的。這樣的話，能夠在單一操作測定多種氨基酸時使誤差變小的同時，提高精度。
圖8是表示濃度為1mM時，亮氨酸、異亮氨酸及纈氨酸3種氨基酸的電壓-電流特性的校正曲線的圖。從此圖中可以發(fā)現(xiàn)3種氨基酸的電流差異分布對應(yīng)小的電壓。從圖中知道亮氨酸、異亮氨酸及纈氨酸的圖形整體上幾乎相同，總體上亮氨酸的電流最大，然后異亮氨酸、纈氨酸的順序依次變小。對應(yīng)某電壓的電流的絕對值的差變小，而電流的絕對值大時，電流的差異分布是小的。如圖所示，了解電壓在-0.275V到-0.225V之間，電流的絕對值的差變小。在此范圍內(nèi)，電流絕對值最大時的電壓在-0.225V的點，電流最大的亮氨酸的電流為約0.0006mV，電流最小的纈氨酸電流為約0.00048mV。因此，在這個點的纈氨酸對亮氨酸的電流比是0.00048/0.0006＝80％，3種氨基酸的電流的差異分布控制在整體的20％。因此，能夠以-0.225V的電壓為測定點的施加電壓。而且，在電壓-0.1V的點，電流最大的亮氨酸的電流為約0.00048mV，電流最小的纈氨酸的電流為約0.0003mV。在這個點的纈氨酸對亮氨酸的電流比是0.0003/0.00048＝62.5％，3種氨基酸的電流差異的分布擴展到接近全體的40％。因此，以-0.1V電壓為測定點的施加電壓是不合適的。
(支鏈氨基酸的濃度-電流特性的一致性)圖9是以測定點的施加電壓為參數(shù)，表示每種氨基酸種類的氨基酸濃度-電流特性的校正曲線的圖。從圖中可以讀取不同種類的氨基酸或其混合物的氨基酸濃度和電流的關(guān)系。在保持測定點的施加電壓一定的條件下，如果氨基酸濃度-電流的關(guān)系對于不同種類的氨基酸(或其混合物)近似，能夠在其施加電壓下，用有單一極板系統(tǒng)的氨基酸生物傳感器測定那些氨基酸的濃度。圖是各自以不同氨基酸的每一種作為實測點繪出象征符號，然后添加直線的近似線。對于多種氨基酸的混合物，繪出實測的點。關(guān)于圖的說明，阿拉伯文字V表示纈氨酸，L表示亮氨酸，I表示異亮氨酸，阿拉伯文字的連接表示其氨基酸的混合。阿拉伯文字后面的數(shù)字表示測定點的施加電壓，是-100mV和-225mV。首先施加電壓-100mV時，亮氨酸和異亮氨酸的圖形幾乎接近，纈氨酸的圖與它們有很大的不同，用近似線的斜率來比較的話，只有其他的斜率的1/3到1/2。因此，在施加電壓-100mV的情況下，用有單一極板系統(tǒng)的氨基酸生物傳感器測定3種支鏈氨基酸的濃度是不適當?shù)?。另一方面，在施加電?225mV的情況下，3種支鏈氨基酸的圖形非常接近。具體來說，亮氨酸和異亮氨酸的圖的斜率幾乎一樣，異亮氨酸的電流不過大了約0.025μA。纈氨酸的圖與其他相比僅僅斜率小，濃度為0mM附近的電流與亮氨酸的電流幾乎相同。由此可知用有單一極板系統(tǒng)的氨基酸生物傳感器，能測定3種支鏈氨基酸的濃度。在施加電壓-225mV的情況下，確認了能夠正確測定多種支鏈氨基酸的混合物的濃度。亮氨酸和異亮氨酸的濃度2mM的混合物(LI-225)，亮氨酸和纈氨酸的濃度1mM的混合物(LV-225)，亮氨酸和纈氨酸的濃度1mM的混合物(IV-225)，亮氨酸和異亮氨酸和纈氨酸的濃度1.5mM的混合物(LIV-225)，任一個電壓與在-225mV相應(yīng)的3種支鏈氨基酸的近似線接近，特別是亮氨酸和異亮氨酸的近似線非常接近。據(jù)此，在此實驗條件下，-225mV的施加電壓下，用有單一極板系統(tǒng)的氨基酸生物傳感器能夠正確測定3種支鏈氨基酸的總濃度值。因此，設(shè)定不同種類的酶、輔酶、介質(zhì)等，在測定不同種類的氨基酸總濃度值時，能夠根據(jù)同樣的手法設(shè)定最適合的施加電壓。
(支鏈氨基酸的生物傳感器)下面參照圖說明關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式的支鏈氨基酸生物傳感器200的構(gòu)造。圖10是表示支鏈氨基酸生物傳感器200構(gòu)造的構(gòu)成圖。圖10中，用平面圖表示傳感器部分的構(gòu)造，框圖表示回路的構(gòu)成。支鏈氨基酸生物傳感器200包括支持體201、測定電極202、對應(yīng)電極203、測定電極引線部分204、對應(yīng)電極引線部分205、測定電極端子206、對極端子207、電壓-電流特性測定部分251、以及濃度計算部分252。支持體201是傳感器部分的基板，由樹脂等構(gòu)成。測定電極202是通過在其上發(fā)生反應(yīng)，進行電子授受的極板，其表面固定了酶(亮氨酸脫氫酶)、輔酶(NAD)、介質(zhì)(PMS)。這時，酶、輔酶、介質(zhì)沒有一定固定在電極表面的必要，該電極體系的電極間產(chǎn)生的反應(yīng)空間部分使用吸收性載體進行配置也可以。而且，對于血液樣品等的測定，有時樣品中存在阻礙酶反應(yīng)介導(dǎo)的測定的物質(zhì)，也可以設(shè)置除掉那些阻礙物質(zhì)的方法。測定電極202對應(yīng)于作用電極21。那些要素的固定化方法能夠使用公知的方法。測定電極202通過于測定電極的引線部分204同測定電極端子206連接。對應(yīng)電極203是用于與測定電極202之間施加電壓的與測定電極202的相對方向的電極。對應(yīng)電極203優(yōu)選形成包圍測定電極202的形狀。包括測定電極202和對應(yīng)電極203的極板系統(tǒng)，能夠浸在被測溶液11中，測定電極202和對應(yīng)電極203構(gòu)成極板系統(tǒng)，其間的空隙部分能夠保持用于測定的被測溶液11。對應(yīng)電極203通過對應(yīng)電極引線部分205與對應(yīng)電極端子207連接。這種構(gòu)成是2電極方式，但作為加上參照電極的3電極方式也可以。電壓-電流特性測定部分251是在測定電極端子206和對應(yīng)電極端子207，施加測定用的電壓，測定其流動電流的構(gòu)成要素。測定目的施加電壓，可以采用固定電壓，也可以隨時間變化，該施加電壓在表示對于支鏈氨基酸的每一種的施加電壓和電流值的關(guān)系的校正曲線中，必須使施加的電壓達到對于各氨基酸施加同樣的電壓時其電流值分布在規(guī)定范圍內(nèi)。因為在這種施加電壓下測定的電流，能夠正確定量支鏈氨基酸的總濃度。濃度計算部分252接收由電壓-電流特性測定部分251測定的電壓-電流特性，通過將其與校正曲線上基準數(shù)據(jù)比較，計算出支鏈氨基酸的濃度。而且，為了從電流對支鏈氨基酸進行定量化，根據(jù)考慮施加電壓和時間的關(guān)系的校正曲線，算出支鏈氨基酸濃度，能夠進行反映時間變化、更正確的測定。另外，也可以預(yù)先測定和定義了連溫度特性都考慮的校正曲線，通過在極板體系附近設(shè)置溫度傳感器測定溫度，連溫度都考慮，計算出支鏈氨基酸的濃度。
下面就支鏈氨基酸傳感器200的操作進行說明。首先，在含有被測支鏈氨基酸的被測溶液11中，浸入由電壓-電流特性測定部分251施加了測定目的施加電壓的極板系統(tǒng)。測定機體信息時，被測溶液11是血液等來源于機體的物質(zhì)。極板系統(tǒng)被浸入被測溶液11中，測定電極202上固定的亮氨酸脫氫酶、NAD、PMS溶解于被測溶液11中。被測溶液11中的支鏈氨基酸由亮氨酸脫氫酶引起脫氫反應(yīng)，此時NAD變?yōu)檫€原型的NADH。NADH通過PMS的介導(dǎo)，在測定電極202接受電子，自身被氧化再變?yōu)镹AD。此時，由于測定電極202得到電子，電流由對應(yīng)電極203向測定電極202流動。電壓-電流特性測定部分251測定該電流，讀取該結(jié)果的濃度測定部分252計算出支鏈氨基酸的濃度。算出的氨基酸濃度作為數(shù)據(jù)被輸出。
(芳香族氨基酸生物傳感器)
下面對以測定對象氨基酸為芳香族氨基酸的本發(fā)明的其他實施方式進行說明。包括苯丙氨酸和酪氨酸的芳香族氨基酸，由于共同擁有苯環(huán)的構(gòu)造類似性，存在對其有共同底物親和性的酶。例如苯丙氨酸脫氫酶能用于這樣的目的。那樣的酶，通過使用具有對于各芳香族氨基酸濃度-電流特性測定近似的測定時的施加電壓的物質(zhì)，用有單一極板系統(tǒng)的氨基酸生物傳感器能夠測定芳香族氨基酸的總濃度是可能的。因此，在支鏈氨基酸傳感器200中，將酶替換為那樣的物質(zhì)，將電壓-電流特性測定部分251替換成能提供芳香族氨基酸測定點的物質(zhì)，以及將濃度計算部分252替換成能計算芳香族氨基酸濃度的物質(zhì)，具有這樣構(gòu)成的生物傳感器為芳香族氨基酸生物傳感器300(無顯示圖)。輔酶、介質(zhì)能夠選擇適當?shù)奈镔|(zhì)。芳香族氨基酸生物傳感器300與支鏈氨基酸傳感器200進行同樣操作。
(費歇爾比生物傳感器)下面就以費歇爾比為測定對象的本發(fā)明的其他實施方式進行說明。費歇爾比生物傳感器400的傳感器部分，具有所述的支鏈氨基酸生物傳感器200的傳感器部分和芳香族氨基酸生物傳感器300的傳感器部分的極板系統(tǒng)接近、復(fù)合的構(gòu)造。由于此構(gòu)造，同時測定被測溶液11中支鏈氨基酸濃度和芳香族氨基酸濃度成為可能。圖11是表示費歇爾比生物傳感器400的構(gòu)造的構(gòu)成圖。圖11中用平面圖表示傳感器部分的構(gòu)造，用框圖表示回路的構(gòu)成。圖11中對應(yīng)于圖10的支鏈氨基酸生物傳感器200的構(gòu)成要素，采用了同樣的符號來表示構(gòu)成要素。費歇爾比生物傳感器400包括有共同支持體201的支鏈氨基酸生物傳感器200和芳香族氨基酸生物傳感器300以及費歇爾比計算部分450。費歇爾比計算部分450是從濃度測定部分252以及352各自接受支鏈氨基酸濃度和芳香氨基酸濃度，通過支鏈氨基酸除以芳香族氨基酸，計算出費歇爾比。計算BTR值時，可以換用芳香族氨基酸傳感器，使用酪氨酸生物傳感器，此時的酶可例舉酪氨酸單加氧酶。如使用費歇爾比生物傳感器400，一次操作能夠求出費歇爾比。費歇爾比生物傳感器400還能夠獨立輸出支鏈氨基酸濃度和芳香族氨基酸濃度。
(其他的生物傳感器)在上述的實施方式中，對用于支鏈氨基酸濃度、芳香族氨基酸濃度、費歇爾比測定的生物傳感器進行了說明，本發(fā)明也能擴大到能用單一極板系統(tǒng)，測定其他的多種氨基酸的總濃度的氨基酸生物傳感器。即，對于測定對象的多種氨基酸，可以選擇酶、輔酶、介質(zhì)以達到測定時的施加電壓，在表示對于該多種氨基酸的每一種的施加電壓和電流值的關(guān)系的校正曲線中，存在對于各氨基酸施加同樣電壓時其電流值分布在規(guī)定范圍內(nèi)，選擇存在這樣電壓的，在測定點含有該施加電壓為好。而且，關(guān)于本發(fā)明的生物傳感器，不僅限于氨基酸，膽固醇、激素等也能適用。即，通過使用對于氨基酸以外的多種物質(zhì)的每一種具有幾乎同等底物親和性的酶，能夠構(gòu)成用單一的極板系統(tǒng)測定該多種物質(zhì)總濃度的生物傳感器。而且，將測定多種氨基酸的生物傳感器和測定單獨的氨基酸或機體成分的生物傳感器組合起來，能夠合為一個生物傳感器。即，通過制作傳感器內(nèi)設(shè)2條路徑以上的測定回路的生物傳感器，能夠提供同時得到對于想要的健康指標的計算必要的多種輸入值的生物傳感器。
(健康信息管理系統(tǒng))上述的支鏈氨基酸生物傳感器200、芳香族氨基酸生物傳感器300以及費歇爾比生物傳感器400都是用單一的測定操作，能夠簡便地測定費歇爾比等復(fù)合的氨基酸的檢查值?，F(xiàn)有技術(shù)中，這種氨基酸的檢查值必須將采取的血液等機體樣本送到檢查機構(gòu)等，才能進行測定，而且需要花時間才能知道結(jié)果。因此，費歇爾比等，盡管是健康上非常重要意義的檢查值，其測定的必要手段很繁瑣，現(xiàn)狀是沒有被充分利用。但是，使用本發(fā)明的生物傳感器，入院患者在床上接受檢查，健康人可以在自己的家中簡便測定費歇爾比等。為了能夠這樣簡單地個人進行費歇爾比等測定，通過利用網(wǎng)絡(luò)對個人測定的費歇爾比進行收集、分析，能夠構(gòu)建提供關(guān)于氨基酸的適當?shù)慕】敌畔⑾到y(tǒng)。關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式的健康信息管理系統(tǒng)500是以此目的構(gòu)成的系統(tǒng)。以下對其進行說明。
以下參照圖12，對關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式，即健康信息管理系統(tǒng)500的構(gòu)成進行說明。圖12是表示健康信息管理系統(tǒng)500的簡略構(gòu)成圖。健康信息管理系統(tǒng)500大體包括費歇爾比生物傳感器400、用戶終端502及服務(wù)器506。費歇爾比生物傳感器400與用戶終端502連接，測定的費歇爾比在用戶終端502輸出。費歇爾比生物傳感器400，優(yōu)選地，不僅輸出費歇爾比，也輸出支鏈氨基酸濃度、芳香族氨基酸濃度。用戶終端502在用戶家里等設(shè)置，是通過網(wǎng)絡(luò)501接入服務(wù)器506的終端，優(yōu)選地，是為此安裝了應(yīng)用軟件、有網(wǎng)絡(luò)功能的PC、PDA、電話機、移動電話機等的信息終端。用戶終端502通過應(yīng)用軟件和硬件的協(xié)同作用，提供費歇爾比發(fā)送設(shè)備503、健康信息評價接收設(shè)備504以及輸出設(shè)備505的機能要素。費歇爾比發(fā)送設(shè)備503是由費歇爾比生物傳感器400接收費歇爾比、支鏈氨基酸濃度、芳香族氨基酸濃度，通過網(wǎng)絡(luò)501向服務(wù)器506發(fā)送。健康信息評價接收設(shè)備504通過網(wǎng)絡(luò)501，從服務(wù)器6接收用戶的費歇爾比等測定值相關(guān)的健康信息評價。輸出設(shè)備505是將接收的健康信息評價輸出到畫面等的構(gòu)成要素，通過顯示器輸出信息的Web瀏覽器等的形式。服務(wù)器506是提供健康信息管理的服務(wù)器，典型地被設(shè)置在Web的網(wǎng)絡(luò)上，能夠通過Web提供服務(wù)。服務(wù)器506通過健康信息管理的應(yīng)用軟件和硬件的協(xié)同作用，提供費歇爾比接收設(shè)備507、健康信息評價設(shè)備508、健康標準數(shù)據(jù)管理設(shè)備509、健康信息更新方法510、健康信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備511以及健康信息評價發(fā)送設(shè)備512的機能要素。費歇爾比接收設(shè)備507從用戶終端502接收費歇爾比等。健康信息評價設(shè)備508通過將接收的費歇爾比等，與儲存于健康標準數(shù)據(jù)管理設(shè)備509中的費歇爾比等的用于評價測定值的標準數(shù)據(jù)進行比較，進行測定值的判定，導(dǎo)出相對應(yīng)的評價等的健康信息評價。健康信息更新方法510從儲存其的健康信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備511中獲取關(guān)于用戶的費歇爾比等的測定值，用新的測定值進行更新，使之記憶于健康信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備511。健康信息發(fā)送設(shè)備512將導(dǎo)出的健康信息評價向用戶終端502發(fā)送。
下面說明健康信息管理系統(tǒng)500的操縱。使用健康信息管理系統(tǒng)500的用戶，優(yōu)選地，使用前作為會員登錄。登錄例如能通過因特網(wǎng)的Web站進行。圖13是會員登錄畫面的圖像。通過此畫面，在健康信息管理系統(tǒng)500中登錄會員的基本信息。登錄的信息是姓名、性別、出生年月日、住所、電話號碼、網(wǎng)址等基本信息。在基本信息的基礎(chǔ)上，也可以包括身高、體重、血型、既往史、飲酒頻率、吸煙史有無、肝功檢查(GOT、GPT、γ-GPT等)等的健康相關(guān)信息。這些信息能夠在導(dǎo)出健康信息時補充使用。根據(jù)這個登錄，作成該會員健康信息的記錄，記憶于健康信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備511中。
會員在自己家里等處，自己采取少量組織液或者血液，將其滴入費歇爾比生物傳感器400的極板系統(tǒng)的部分。這樣，費歇爾比生物傳感器400測定血液中支鏈氨基酸濃度、芳香族氨基酸濃度以及費歇爾比，其測定值被數(shù)字化，輸出到費歇爾比送信設(shè)備503。費歇爾比送信設(shè)備503對其測定值加上會員特定的信息，通過網(wǎng)絡(luò)501向費歇爾比接收設(shè)備507發(fā)送。并且，優(yōu)選用戶終端502在從費歇爾比生物傳感器400接收測定值階段，從輸出設(shè)備505表示。圖14是此目的測定值輸出畫面的圖像。費歇爾比接收設(shè)備507將接收的測定值發(fā)送到健康信息評價設(shè)備508。健康信息評價設(shè)備508從健康標準數(shù)據(jù)管理設(shè)備509取得費歇爾比等的基準值，通過將測定值與其比較，進行測定值的判定、對測定值評價的抽取，做成健康信息評價。其標準值按不同年齡、性別做成，優(yōu)選使用與會員年齡、性別一致的基準值。健康信息更新設(shè)備510在健康信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備511中，檢索、獲得該會員的健康信息，在使其反映新的測定值的基礎(chǔ)上，記憶儲存于健康信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備511。健康信息更新設(shè)備510也做成表示測定值推移的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地構(gòu)成測定值推移的圖形。健康信息評價發(fā)送設(shè)備512將導(dǎo)出的健康信息評價、測定值的推移圖形等，通過網(wǎng)絡(luò)501向用戶終端502發(fā)送。健康信息評價接收設(shè)備504通過網(wǎng)絡(luò)501，由健康信息評價發(fā)送設(shè)備512接收健康信息評價、測定值的推移圖形。輸出設(shè)備505表示接受的測定值的推移圖形和健康信息評價。圖15是表示測定值的推移的測定值推移輸出畫面的圖像。其畫面上，以測定日為橫軸，對費歇爾比和支鏈氨基酸(BCAA)濃度進行描點，顯示時間的推移。優(yōu)選改變在基準值的范圍內(nèi)和范圍外描點的象征的顏色，使視覺上容易區(qū)分表示的意義。圖16是表示健康信息評價的健康信息評價輸出畫面的圖像。在圖例中，關(guān)于費歇爾比，由于在基準值以下，判定為“需要檢查”，測定值有下降的趨勢，由于在基準值以下，其要旨在“評價”中被記述。而且，關(guān)于支鏈氨基酸濃度，因為在基準值之內(nèi)，被判定為“正?！保捎跍y定值有下降的趨勢，其要旨也在“評價”中被記述。作為“評價”(建議)，另外，也使用身體狀況、健康狀態(tài)相關(guān)信息、為了維持和改善有關(guān)身體狀態(tài)、健康狀態(tài)的信息、飲食食譜信息、關(guān)于食品的成分、商品的信息等。這樣關(guān)于健康信息管理系統(tǒng)500，可以簡便地測定、管理利用了費歇爾比等的氨基酸測定值，能夠提供基于此的健康信息。
關(guān)于本發(fā)明的生物傳感器，有對各種氨基酸、機體成分等進行測定的擴充可能。因此，利用了那樣的生物傳感器的健康信息管理系統(tǒng)，也能夠應(yīng)用于同健康無直接關(guān)系的機體信息管理系統(tǒng)。因此，本說明書中“健康信息”用語的意義可以是與機體相關(guān)的信息，也可以是與健康的直接關(guān)系還不被了解的指標相關(guān)的信息。
附圖的簡單說明圖1表示試驗系100的構(gòu)成要素的構(gòu)成圖。
圖2是PMS的濃度保持在0.01mM時的、NADH的有或無各情況下的電壓-電流特性的圖形。
圖3是PMS的濃度保持在0.1mM時的、NADH的有或無各情況下的電壓-電流特性的圖形。
圖4是PMS的濃度保持在1mM時的、NADH的有或無各情況下的電壓-電流特性的圖形。
圖5是PMS的濃度保持在0.01mM及0.1mM時的、NADH的有或無各情況下的電壓-電流特性的圖形。
圖6是NADH濃度保持一定，測定改變電壓時的電流的電壓-電流特性圖形。
圖7是電壓保持一定、測定改變NADH濃度時的電流的NADH濃度-電流特性圖形。
圖8是濃度1mM時，表示亮氨酸、異亮氨酸以及纈氨酸3種氨基酸的電壓-電流特性的校正曲線的圖形。
圖9是以測定點的施加電壓為參數(shù)，表示每種氨基酸的氨基酸濃度-電流特性的校正曲線的圖形。
圖10是表示支鏈氨基酸生物傳感器200的構(gòu)造的構(gòu)成圖。
圖11是表示費歇爾比生物傳感器400的構(gòu)造的構(gòu)成圖。
圖12是表示健康信息管理系統(tǒng)500的簡略構(gòu)成的構(gòu)成圖。
圖13是會員登錄畫面圖像。
圖14是測定值輸出畫面的圖像。
圖15是表示測定值的推移測定值推移輸出畫面的圖像。
圖16是表示健康信息評價的健康信息評價輸出畫面的圖像。
符號的說明11被測溶液
12氯化物水溶液13反應(yīng)槽14氯化物水溶液槽21作用電極22對應(yīng)電極23參照電極24鹽橋25吸氣口31恒電位器32計錄器33函數(shù)發(fā)生器34多磁攪拌器100實驗系統(tǒng)200支鏈氨基酸生物傳感器201支持體202測定電極203對應(yīng)電極204測定電極引線部分205對應(yīng)電極引線部分206測定電極端子207對應(yīng)電極端子251電壓-電流特性測定部分252濃度計算部分300芳香族氨基酸生物傳感器302測定電極303對應(yīng)電極304測定電極引線部分305對應(yīng)電極引線部分306測定電極端子307對應(yīng)電極端子351電壓-電流特性測定部分
352濃度計算部分400費歇爾比生物傳感器500健康信息管理系統(tǒng)501網(wǎng)絡(luò)502用戶終端503費歇爾比發(fā)送設(shè)備504健康信息評價接收設(shè)備505輸出設(shè)備506服務(wù)器507費歇爾比接收設(shè)備508健康信息評價設(shè)備509健康基準數(shù)據(jù)管理設(shè)備510健康信息更新設(shè)備511健康信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備512健康信息評價發(fā)送設(shè)備
權(quán)利要求
1.氨基酸生物傳感器，該傳感器用于測定多種特定氨基酸總濃度值，其包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地至少以所述多種特定氨基酸為底物的酶，其中，所述的酶對于所述多種特定氨基酸的每一種具有底物親和性，所述的酶通過以所述特定氨基酸作為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，在測定氨基酸濃度時，所述介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子，以及所述氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間在測定時的施加電壓包含如下施加電壓在表示所述多種特定氨基酸的每一種在特定濃度下的施加電壓和電流值的關(guān)系的校正曲線中，該電壓使得對濃度相同的每種氨基酸施加相同電壓時的電流值的分布在規(guī)定的范圍內(nèi)。
2.權(quán)利要求1所述的氨基酸生物傳感器，其中，所述氨基酸生物傳感器中的所述測定電極和對應(yīng)電極之間在測定時的施加電壓包含如下施加電壓，在表示所述多種特定氨基酸的每一種在特定的濃度下的施加電壓和電流值的關(guān)系的校正曲線中，該電壓使得對濃度相同的每種氨基酸施加相同電壓時的電流值的分布為總體的20％以內(nèi)。
3.權(quán)利要求1所述的氨基酸生物傳感器，其中，所述測定電極還以輔酶作為構(gòu)成要素，所述酶是脫氫酶，所述反應(yīng)生成物是所述輔酶被還原得到的還原型輔酶，以及所述介質(zhì)在測定氨基酸濃度時，從所述還原型輔酶向所述測定電極傳遞電子。
4.支鏈氨基酸生物傳感器，在權(quán)利要求3所述的氨基酸生物傳感器中，所述的多種特定氨基酸是包括亮氨酸、纈氨酸以及異亮氨酸的支鏈氨基酸，所述脫氫酶是亮氨酸脫氫酶，以及所述輔酶是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸。
5.權(quán)利要求4所述的支鏈氨基酸生物傳感器，其中，所述介質(zhì)是PMS。
6.芳香族氨基酸生物傳感器，在權(quán)利要求3所述的氨基酸生物傳感器中，所述的多種特定氨基酸是包括苯丙氨酸及酪氨酸的芳香族氨基酸，所述的脫氫酶是苯丙氨酸脫氫酶。
7.費歇爾比生物傳感器，其包括權(quán)利要求4所述的支鏈氨基酸生物傳感器和權(quán)利要求6所述的芳香族氨基酸生物傳感器，和費歇爾比計算設(shè)備，所述費歇爾比計算設(shè)備通過所述支鏈氨基酸生物傳感器測定的支鏈氨基酸濃度除以所述芳香族氨基酸生物傳感器測定的芳香族氨基酸濃度，算出費歇爾比。
8.機體信息管理系統(tǒng)，所述機體信息管理系統(tǒng)包括管理會員的機體信息的機體信息管理設(shè)備、和用于會員與該機體信息管理設(shè)備通信的會員終端，其中，所述機體信息管理設(shè)備包括管理包含氨基酸濃度的會員機體信息數(shù)據(jù)的機體信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)從所述會員終端接收所述氨基酸濃度的第1接收設(shè)備，和通過將所述氨基酸濃度與規(guī)定的基準比較，導(dǎo)出機體信息評價的機體信息評價設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)將導(dǎo)出的所述機體信息評價發(fā)送到所述會員終端的第1發(fā)送設(shè)備，以及所述會員終端包括權(quán)利要求1所述的氨基酸生物傳感器，和通過網(wǎng)絡(luò)將由所述氨基酸生物傳感器測定的氨基酸濃度發(fā)送到該機體信息管理設(shè)備的第2發(fā)送設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)從所述機體信息管理設(shè)備接收所述機體信息評價的第2接收設(shè)備，和輸出接收的所述機體信息評價的輸出設(shè)備。
9.健康信息管理系統(tǒng)，所述健康信息管理系統(tǒng)包括管理會員的健康信息的健康信息管理設(shè)備、和用于會員與該健康信息管理設(shè)備通信的會員終端，其中，所述健康信息管理設(shè)備包括管理包含血中支鏈氨基酸濃度的會員健康信息數(shù)據(jù)的健康信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)從所述會員終端接收所述血中支鏈氨基酸濃度的第1接收設(shè)備，和通過將所述血中支鏈氨基酸濃度與規(guī)定基準比較，導(dǎo)出健康信息評價的健康信息評價設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)向會員終端發(fā)送導(dǎo)出的所述健康信息評價的第1發(fā)送設(shè)備，以及所述會員終端包括權(quán)利要求4所述的支鏈氨基酸生物傳感器，和通過網(wǎng)絡(luò)將由所述支鏈氨基酸生物傳感器測定的血中支鏈氨基酸濃度發(fā)送到所述健康信息管理設(shè)備的第2發(fā)送設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)從所述健康信息管理設(shè)備接收所述健康信息評價的第2接收設(shè)備，和輸出接收的所述健康信息評價的輸出設(shè)備。
10.健康信息管理系統(tǒng)，所述健康信息管理系統(tǒng)包括管理會員的健康信息的健康信息管理設(shè)備、和用于會員與該健康信息管理設(shè)備通信的會員終端，其中，所述健康信息管理設(shè)備包括管理包含費歇爾比的會員健康信息數(shù)據(jù)的健康信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)從所述會員終端接收所述費歇爾比的第1接收設(shè)備，和通過將所述費歇爾比與規(guī)定基準比較，導(dǎo)出健康信息評價的健康信息評價設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)向會員終端發(fā)送導(dǎo)出的所述健康信息評價的第1發(fā)送設(shè)備，以及所述會員終端包括權(quán)利要求7所述的費歇爾比生物傳感器，和通過網(wǎng)絡(luò)將通過所述的費歇爾比生物傳感器測定的血中氨基酸的費歇爾比發(fā)送到所述健康信息管理設(shè)備的第2發(fā)送設(shè)備，和通過網(wǎng)絡(luò)從所述健康信息管理設(shè)備接收所述健康信息評價的第2接收設(shè)備，和輸出接收的所述健康信息評價的輸出設(shè)備。
11.測定被測溶液中多種特定氨基酸總濃度值的方法，該方法使用以下的氨基酸生物傳感器測定被測溶液中的多種特定氨基酸總濃度值，所述氨基酸傳感器包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極具有作為構(gòu)成要素的酶和介質(zhì)，所述酶是選擇性地至少以多種特定氨基酸為底物的酶，所述酶對所述多種特定氨基酸的每一種具有底物親和性，所述酶通過以所述特定的氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定氨基酸濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子；其中，該方法包括以下步驟所述的氨基酸生物傳感器與被測溶液接觸的步驟，和在所述的氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間施加電壓的步驟，所述電壓如下，在表示所述多種特定氨基酸的每一種在特定濃度下的施加電壓和電流值關(guān)系的校正曲線中，該電壓使得對相同濃度的每種氨基酸施加相同電壓時的電流值分布在規(guī)定的范圍，和測定在所述施加電壓下所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟，和求出所述校正曲線中與所述施加電壓及所述響應(yīng)電流值對應(yīng)的氨基酸濃度，作為所述被測溶液中所述多種特定氨基酸總濃度值的步驟。
12.健康指標的測定方法，該方法使用下列第1和第2氨基酸生物傳感器從來源于機體的被測溶液導(dǎo)出健康指標，所述第1氨基酸生物傳感器，包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地至少以多種特定氨基酸為底物的酶，所述酶對所述多種特定氨基酸的每一種具有底物親和性，所述酶通過以所述特定的氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定氨基酸濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子；所述第2氨基酸生物傳感器，包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地以所述的多種特定氨基酸以外的單一氨基酸為底物的酶，所述酶通過以所述單一的氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定氨基酸濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子；其中，該方法包括以下步驟所述的第1氨基酸生物傳感器和所述第2氨基酸生物傳感器與來源于機體的被測溶液接觸的步驟；和在所述的第1氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間施加電壓的步驟，所述電壓，在表示所述多種特定氨基酸每一種在特定濃度下的施加電壓和電流值關(guān)系的校正曲線中，使得對相同濃度的每種氨基酸施加相同電壓時的電流值分布在規(guī)定的范圍內(nèi)；和測定在所述施加電壓下所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟；和求出所述校正曲線中與所述施加電壓及所述響應(yīng)電流值對應(yīng)的氨基酸濃度，作為所述被測溶液中所述多種特定氨基酸總濃度值的步驟，和在所述第2氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間，施加規(guī)定的電壓的步驟；和測定在所述施加電壓下所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟；和求出與所述規(guī)定的施加電壓和所述響應(yīng)電流值對應(yīng)的氨基酸濃度，作為所述被測溶液中單一氨基酸的濃度的步驟，和通過以所述求得的多種特定氨基酸濃度和所述求得的單一氨基酸的濃度作為輸入信息的規(guī)定的演算，導(dǎo)出規(guī)定的健康指標的步驟。
13.健康指標的測定方法，該方法使用下列第1和第2氨基酸生物傳感器從來源于機體的被測溶液導(dǎo)出健康指標，所述第1氨基酸生物傳感器，包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地至少以多種特定氨基酸為底物的酶，所述酶對所述多種特定氨基酸的每一種具有底物親和性，所述酶通過以所述特定的氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定氨基酸濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子；所述第2氨基酸生物傳感器，包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地以所述多種特定氨基酸以外的多種其他特定氨基酸為底物的酶，所述酶對所述多種其他特定氨基酸的每一種具有底物親和性，所述酶通過以所述多種其他特定氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定氨基酸濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子；其中，該方法包括以下步驟所述的第1氨基酸生物傳感器和所述第2氨基酸生物傳感器與來源于機體的被測溶液接觸的步驟；和在所述的第1氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間施加電壓的步驟，所述電壓，在表示所述多種特定氨基酸每一種在特定濃度下的施加電壓和電流值關(guān)系的校正曲線中，使得對相同濃度的每一種氨基酸施加相同電壓時的電流值分布在規(guī)定的范圍內(nèi)；和測定在所述施加電壓下所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟；和求出所述校正曲線中與所述施加電壓及所述響應(yīng)電流值對應(yīng)的氨基酸濃度，作為所述被測溶液中所述多種特定氨基酸總濃度值的步驟；和在所述的第2氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間施加電壓的步驟，所述電壓，在表示所述多種其他的特定氨基酸每一種在特定濃度下的施加電壓和電流值關(guān)系的校正曲線中，使得對相同濃度的每種氨基酸施加相同電壓時的電流值分布在規(guī)定的范圍內(nèi)；和測定在所述施加電壓下所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟；和求出所述校正曲線中與所述施加電壓及所述響應(yīng)電流對應(yīng)的氨基酸濃度，作為被測溶液中所述其他多種特定氨基酸的總濃度的步驟；和通過以所述求得的多種特定氨基酸濃度和所述求得的其他多種氨基酸的濃度作為輸入信息的規(guī)定的演算，導(dǎo)出規(guī)定的健康指標的步驟。
14.健康指標的測定方法，該方法使用下列氨基酸生物傳感器和機體成分生物傳感器從來源于機體的被測溶液導(dǎo)出健康指標，所述氨基酸生物傳感器，包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地至少以多種特定氨基酸為底物的酶，所述酶對所述多種特定氨基酸的每一種具有底物親和性，所述酶通過以所述特定的氨基酸為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定氨基酸濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子；所述機體成分生物傳感器，包括測定電極和對應(yīng)電極，所述測定電極以酶和介質(zhì)為構(gòu)成要素，所述酶是選擇性地以特定的機體成分為底物的酶，所述酶通過以所述機體成分為底物的反應(yīng)，生成反應(yīng)生成物，以及在測定機體成分的濃度時，所述的介質(zhì)在所述反應(yīng)生成物和所述測定電極之間傳遞電子，其中，該方法包括以下步驟所述的氨基酸生物傳感器和上述機體成分生物傳感器與來自機體的被測溶液接觸的步驟；和在所述氨基酸生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間施加電壓的步驟，所述電壓，在表示所述多種特定氨基酸每一種在特定濃度下的施加電壓和電流值關(guān)系的校正曲線中，使得對相同濃度的每種氨基酸施加相同電壓時的電流值分布在規(guī)定的范圍內(nèi)；和測定在所述施加電壓下所述測定電極和對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟；求出所述校正曲線中與所述施加電壓及所述響應(yīng)電流值對應(yīng)的氨基酸濃度，作為被測溶液中所述多種特定氨基酸總濃度值的步驟；和在所述機體成分生物傳感器的所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間，施加規(guī)定的電壓的步驟；和測定在所述施加電壓下所述測定電極和所述對應(yīng)電極之間的響應(yīng)電流值的步驟；和求出與所述規(guī)定的施加電壓和所述響應(yīng)電流值對應(yīng)的機體成分濃度，作為所述被測溶液中機體成分的濃度的步驟；和通過由所述求得的多種特定氨基酸濃度和所述求得的機體成分的濃度作為輸入信息的規(guī)定的演算，導(dǎo)出規(guī)定的健康指標的步驟。
15.權(quán)利要求14所述的健康指標的測定方法，其中，所述機體成分為2種以上，所述機體成分生物傳感器，對應(yīng)所述2種以上的各機體成分設(shè)置為2個以上。
全文摘要
提供能用單一的極板系統(tǒng)測定多種氨基酸的總濃度的生物傳感器。用于測定多種特定氨基酸總濃度值的氨基酸生物傳感器(200)，包括由該多種特定氨基酸作為選擇性底物的酶以及介質(zhì)作為構(gòu)成要素的測定電極(202)和對應(yīng)電極(203)，該酶對于該多種特定氨基酸的每一種具有底物親和性，該酶通過該特定氨基酸作為底物的反應(yīng)生成反應(yīng)生成物，在氨基酸濃度測定時，介質(zhì)在反應(yīng)生成物和測定電極間傳遞電子，以及測定時在氨基酸生物傳感器的測定電極和對應(yīng)電極之間的施加電壓，其施加電壓為在表示對于多種特定氨基酸的每一種施加電壓和電流值的關(guān)系的校正曲線中，對于每種氨基酸施加相同電壓時其電流值的分布在規(guī)定范圍內(nèi)。
文檔編號A61B5/00GK1938584SQ20058000985
公開日2007年3月28日 申請日期2005年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月6日
發(fā)明者木村英一郎 申請人:味之素株式會社