專利名稱：血液測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測定血液中所含特定成分濃度的儀器，特別是用于測定血液中葡萄糖濃度的血液測定儀。
近年來，利用酶所持有的催化作用開發(fā)了種種的生物傳感器，并試用在各臨床領(lǐng)域。特別是在糖尿病的治療中，保持患者血液中葡萄溏濃度(以下稱血糖值)的正常是不可缺少的，所以，生物傳感器的利用價值就很大。對于住院的患者來說，維持血糖的正常，可以在醫(yī)生的監(jiān)督下進(jìn)行；而對于就診的患者來說，由于醫(yī)生不能直接監(jiān)督，所以，要由患者自己控制血糖，那么，自身管理就是一種重要的治療方法。
作為自身管理血糖的方法，有食物療法、運(yùn)動療法、藥物療法。通常在醫(yī)生的指導(dǎo)下，并用幾種療法。而且如果自己能夠確認(rèn)血糖值是否在正常范圍之內(nèi)的活，就能進(jìn)一步地提高自己管理的效果，這些已有相關(guān)的報導(dǎo)。
近年來，血糖測定儀被利用作為自己確認(rèn)血糖的手段。血糖測定儀如圖1所示，主要由測定儀主體1和測定血液用的基片2構(gòu)成。基片2如圖2和圖3所示，是在長方形基板15的前端部形成電極部4，并用反應(yīng)層5、襯墊6、蓋板7覆蓋該電極部4而形成的。電極部4由作用端子11和包圍著作用端子11的配極端12組成，該作用端子11和配極端子12分別與在基板5底部形成的引導(dǎo)端子13、14導(dǎo)通。覆蓋電極部4的反應(yīng)層5含有鐵氰化鉀，氧化酶一葡萄氧化酶。
該血糖測定儀使用方法如下，患者自己使用尖狀物突刺皮膚，擠出血，將擠出的血與插入測定儀1內(nèi)的基片2的前端輕輕接觸。血液的一部分由毛細(xì)管現(xiàn)象被反應(yīng)層5吸收，在電極部4上形成的反應(yīng)層5被血液溶解，開始進(jìn)單元反應(yīng)過程。
反應(yīng)層5所含的鐵氰化鉀被還原，積蓄還原型的電介質(zhì)-亞鐵氰化鉀，亞鐵氰化鉀的量與測定對象-葡萄糖的濃度成比例。因此，對積蓄了一定時間的亞鐵氰化鉀附加一定的電壓，使其進(jìn)行電化學(xué)的氧化時，在測定儀主體1，通過測定從作用端子11流出的響應(yīng)電流，測定出葡萄糖濃度(血糖)。更具體地講，即如圖6a所示那樣，基片2插入插孔3，在插孔3內(nèi)部的連接端子21與引導(dǎo)端子13、14接觸，讀出作用端子11流出的響應(yīng)電流，測定儀1內(nèi)的計(jì)算機(jī)將該電流值換算成葡萄糖濃度。
但是，基片2上的端子11、12、13、14只是在其一面形成，原因是端子11、12、13、14經(jīng)網(wǎng)板印刷就能簡單形成，這樣，既簡化了制造工藝，又降低了作為消耗品的基片的成本。
可是，將只在其一面形成端子11、12、13、14的基片2插入測定儀主體1的插孔3內(nèi)時，如果正、反面朝向插反的話，就如圖6b所示那樣，基片2上的引導(dǎo)端子13、14與插孔3內(nèi)的連接端子21就不能導(dǎo)通，因此，該血糖測定儀也就不能進(jìn)行正常的測定。
在糖尿病患者中，有很多眼睛不好的人或者老人等，也有很多人對于確認(rèn)基片2的正、反面感到困難。為此，為了能確認(rèn)基片2的正、反面朝向，也有的測定儀在基片2的表面做個切口，或做成凹凸?fàn)?，避免基?的朝向不對，就不能插入測定儀的主體內(nèi)。當(dāng)然，最終目的還是要搞清基片的正、反面朝向，將基片插入測定儀主體內(nèi)。但是，加工加口和做成凹凸?fàn)睿家黾踊闹圃旃ば?，會使成本提高?br> 本發(fā)明的目的是提供一種血液測定儀，可以不用確認(rèn)基片的正、反面就將其插入儀器主體內(nèi)使用。
本發(fā)明的血液測定儀由能吸收所采血樣的板狀基片，以及設(shè)有能讓上述基片插入的插孔的測定儀主體構(gòu)成。其特征是在上述基片的一個面上，設(shè)有與血液中的特定成分反應(yīng)后流有響應(yīng)電流的酶電極，以及與該酶電極導(dǎo)通的引導(dǎo)端子；在上述測定儀主體的插孔內(nèi)，設(shè)有2組能與上述基片上的引導(dǎo)端子相接觸的連接端子，而且，該2組連接端子相互呈相對狀態(tài)。
本發(fā)明中，與基片上的引導(dǎo)端子相接觸的連接端子有2組，在測定儀主體的插孔內(nèi)，這些連接端子相互呈相對狀態(tài)。基片一被插入插孔內(nèi)，由于其中某一組的連接端子可以與在基片的一個面上形成的引導(dǎo)端子接觸，所以，不管基片正、反面的朝向，將其插入測定儀的主體，都能進(jìn)行正常的血液測定。
在最好的實(shí)施例中，上述酶電極由被血液溶解的反應(yīng)層和流有電流的作用端子，以及包圍該作用端子的電極部組成，上述反應(yīng)層覆蓋上述電極部的作用端子。
基片一被供給血液，反應(yīng)層就被血液溶解，開始進(jìn)行酶反應(yīng)，對應(yīng)血液中的特定成分(例如葡萄糖)濃度的電子傳輸體生成，經(jīng)過一定時間以后，給基片附加一定的電壓時，在電極部的作用端子產(chǎn)生的響應(yīng)電流，通過引導(dǎo)端子，插孔內(nèi)的連接端子，導(dǎo)入測定儀的主體內(nèi)，并讀出該值。由于響應(yīng)電流的量與血液中的特定成份的濃度是成比例的，使用事先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線，由該響應(yīng)電流的值算出特定成分的濃度。
另外，還有一種好的實(shí)施例，其中上述反應(yīng)層的氧化酶-葡糖氧化酶或乳酸氧化酶和電子受體-鐵氰化鉀構(gòu)成。
測定血液中的葡萄糖濃度(血糖)時，設(shè)在基片的反應(yīng)層內(nèi)含有的氧化酶為葡萄糖氧化酶，電子受體為鐵氰化鉀。經(jīng)過酶反應(yīng)，葡萄糖變成葡萄糖酸、而鐵氰化鉀被還原成亞鐵氰化鉀。亞鐵氰化鉀的量與測定對象-葡萄糖的濃度成比例，經(jīng)過一定的時間以后，給基片附加電壓，使亞鐵氰化鉀進(jìn)行電化學(xué)的氧化，將這時所得到的響應(yīng)電流量，換算成葡萄糖的濃度。
在測定乳酸的濃度時，在基片的反應(yīng)層所含的氧化酶為乳酸氧化酶，而電子受體為鐵氰化鉀。經(jīng)過酶反應(yīng)，乳酸成為丙酮酸，而鐵氰化鉀被還原成亞鐵氰化鉀。亞鐵氰化鉀的量與測定對象-乳酸的濃度成比例。經(jīng)過一定時間以后，給基片施加電壓，使亞鐵氰化鉀進(jìn)行電化學(xué)的氧化，將這時所得到的響應(yīng)電流量換算成乳酸的濃度。
這樣使用本發(fā)明的血液測定儀，在將基片插入測定儀主體的插孔時，可以不必考慮基片的正、反面，都可以插入插孔內(nèi)。這對于老人或眼睛不方便的患者來說，不用確認(rèn)基片的正、反面，就能使用本發(fā)明的血液測定儀進(jìn)行測定，比起現(xiàn)有的測定儀，使用起來更方便。
本發(fā)明的其他特征及優(yōu)點(diǎn)，在以下參照附圖進(jìn)行說明，就可以更加明了。
以下對附圖進(jìn)行簡單的說明。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的血液測定儀的外觀立體圖。
圖2為在血液測定儀中使用基片的整體立體圖。
圖3為在血液測定儀中使用基片的分解立體圖。
圖4a、4b為本發(fā)明血液測定儀中，基片與測定儀主體嵌合狀態(tài)下的部分放大剖視圖。
圖5為本發(fā)明血液測定儀的一例控制電路框圖。
圖6a、6b為現(xiàn)有的血液測定儀中，基片與測定儀主體嵌合狀態(tài)下的部分放大剖視圖。
以下參照


本發(fā)明的實(shí)施例。血液測定儀，如圖1所示，由測定儀主體1和基片2組成，基片2呈板狀，可以適宜地插入該測定儀主體1，使用后扔掉。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，基片2也可以用在具備已有的基本構(gòu)成的測定儀中?；?如圖2和圖3所示，整體是長方形板狀，在其一面的前端部形成酶電極10，在底部形成2個引導(dǎo)端子13、14。這些引導(dǎo)端子13、14最好用銀制成的。酶電極10是將反應(yīng)層5重合在電極部4上形成的，電極部4由碳精的作用端子11和包圍該作用端子11而形成的碳精配極端子12構(gòu)成。上述作用端子11與一方的引導(dǎo)端子13電氣相連，而配極端子12與另一方的引導(dǎo)端子14電氣相連。上述各端子11，12，13，14，例如可以在聚對苯二甲酸乙烯酯制的基板上進(jìn)行網(wǎng)板印刷而形成。然后，再覆蓋反應(yīng)層5，并將襯墊6及蓋板7粘接上去。在襯墊的前端，形成一個開放的切縫16，同時，在蓋板7上，開一個空氣孔17。因此，該基片2前端的血液等液體試料，由于毛細(xì)管現(xiàn)象，通過上述切縫16形成的通路導(dǎo)入反應(yīng)層5。
反應(yīng)層5是層狀的，由氧化酶(葡糖氧化酶)、鐵氰化鉀及羧甲基纖維素的混合水溶液干燥而成的。
測定儀主體1有能讓上述基片2插入的插孔3，在本發(fā)明中，特別是如圖4所示那樣，在該插孔3內(nèi)，設(shè)有兩組相對的連接端子21、22。在本實(shí)施例中，當(dāng)基片2被正面朝上或反面朝上插入時，各連接端子21、22是分別與在其表面的底部形成的引導(dǎo)端子13、14適當(dāng)?shù)亟佑|的2個端子。
在使用時，將上述基片2插入測定儀主體1的插孔3內(nèi)。如上所述那樣，在本發(fā)明中，將基片2正面朝上或反面朝上插入，都不會有障礙。然后，用尖狀物等從被刺傷的皮膚處擠出少量的血液，使血液附著在基片2的前端。這樣一來，如上所述那樣，血液由于毛細(xì)管現(xiàn)象，被導(dǎo)入基片2內(nèi)的酶電極10上。
酶電極10的反應(yīng)層5被導(dǎo)入的血液溶解，進(jìn)行如下式所示的酶反應(yīng)，生成對應(yīng)于葡萄糖濃度的亞鐵氰化鉀。經(jīng)過一定的時間后，對基片2附加一定的電壓，由此得到響應(yīng)電流，由于該響應(yīng)電流與經(jīng)酶反應(yīng)生成的亞鐵氰化鉀的濃度，即葡萄糖的濃度成比例，所以，通過測量該響應(yīng)電流的值，就可以測定血糖的值。 該血糖測定儀的控制電路如圖5所示。一旦將基片2插入插孔3，電極插入檢測開關(guān)50就測出基片的插入，開關(guān)51就自動地關(guān)閉，給與插孔3的連接端子21或22導(dǎo)通的作用端子11加上一定的電壓。該附加電壓由電池55供給。插入插孔3的基片2的響應(yīng)電流由電流/電壓轉(zhuǎn)換器56轉(zhuǎn)換成電壓，然后再輸入至A/D變換器57。微機(jī)58讀出A/D變換器輸出的信號，進(jìn)行處理。
基片2有酶電極，可以考慮為一種電阻器，例如，設(shè)基片2的電阻值為Rs，電流/電壓轉(zhuǎn)換器56的放大電阻為Rf，附加電壓設(shè)為E，電流/電壓轉(zhuǎn)換器56的輸出電壓設(shè)為E。如下式所示E0=E+i×Rf=E+(E/Rs)×Rf在不供給血液的狀態(tài)下，基片2的電阻值Rs非常大，近于無窮大，而電流i非常小。因此，電流/電壓轉(zhuǎn)換器56的輸出電壓E0=E。
而一旦將血液供給基片2，基片2的電阻值Rs急驟下降，相反，E0值急驟增大，通常，用監(jiān)測器能檢測該電流/電壓轉(zhuǎn)換器56的輸出電壓E0，也就能測出血液的吸收程度。
電流/電壓轉(zhuǎn)換器56的輸出電壓E0的變化，通過A/D變換器57，由微機(jī)58進(jìn)行判斷。如果E0的值急驟增加的話(Rs的值急驟降低的話)，測定儀的計(jì)時器便自動啟動。與此同時，開關(guān)51如果打開，經(jīng)過一定的時間后，即經(jīng)過上述所定的酶反應(yīng)之后，開關(guān)51再次關(guān)閉，在作用端子11上附加一定的電壓，使用預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線，換算成葡萄糖濃度，在顯示器59上顯示出來。
在上述實(shí)施例中，是使用本發(fā)明的血液測定儀測定血液中的葡萄糖濃度，但是，該血液測定儀也可適用于測定其他的成分。如將反應(yīng)層5中所含的氧化酶換成有乳酸氧化酶的話，也就可利用該血液測定儀測定乳酸的濃度。另外，唾液中也分泌大量的乳酸，所以，也可以將唾液供給基片2。唾液比血液緩沖作用低，所以，如果在基片2的反應(yīng)層5中加入緩沖劑，就可以從唾液中測出乳酸的濃度。
如圖2、圖3所示的那樣，基片2是在長方形基板15的前端形成電極部4，并以反應(yīng)層5、襯墊6、蓋板7覆蓋而成的。電極部4由作用電極11和包圍該作用電極11的配極12組成，這些作用電極11和配極12分別與在基板15的底部形成的引導(dǎo)端子13、14導(dǎo)通，在覆蓋著電極部4的反應(yīng)層5中，含有鐵氰化鉀、氧化酶-葡糖氧化酶。
本發(fā)明不只限于以上所述實(shí)施例，在本發(fā)明所述的技術(shù)范圍內(nèi)，也可以有各種變化，也包括在其中將各構(gòu)成要素以同等物置換后的情形。
權(quán)利要求
1．一種血液測定儀，由能吸收所采血樣的板狀基片，以及設(shè)有能讓上述基片插入的插孔的測定儀主體構(gòu)成，其特征是在上述基片的一個面上設(shè)有與血液中的特定成分反應(yīng)后流有響應(yīng)電流的酶電極，以及與該酶電極導(dǎo)通的引導(dǎo)端子；在上述測定儀主體的插孔內(nèi)設(shè)有2組能與上述基片上的引導(dǎo)端子相接觸的連接端子，而且，該2組連接端子相互呈相對狀態(tài)。
2．如權(quán)利要求1所述血液測定儀，上述酶電極由被血液溶解的反應(yīng)層和具有流有電力的作用端子以及包圍該作用端子的配極端子的電極部構(gòu)成，上述反應(yīng)層覆蓋上述電極部的作用端子。
3．如權(quán)利要求1或2所述血液測定儀，上述反應(yīng)層含有氧化酶-葡糖氧化酶和電子受體-鐵氰化鉀。
4．如權(quán)利要求1或2所述血液測定儀，上述反應(yīng)層含有氧化酶-乳酸氧化酶和電子受體-鐵氰化鉀。
全文摘要
一種用于測定血液中特定成分的血液測定儀,該裝置由吸收所采血樣的板狀基片(2),以及設(shè)有能讓上述基片(2)插入的插孔(3)的測定儀主體(1)構(gòu)成。在上述基片(2)的一個面上,有經(jīng)與血液中的特定成分反應(yīng)后流有響應(yīng)電流的酶電極和與該酶電極導(dǎo)通的引導(dǎo)端子;上述測定儀主體(1)的插孔內(nèi),有2組能與上述基片(2)上的引導(dǎo)端子相接觸的連接端子(21、22),并且,這2組連接端子(21、22)相互呈相對狀態(tài)。不管基片(2)是正面朝上,還是反面朝上,都可以插入測定儀主體(1)的插孔(3)內(nèi),在插孔內(nèi)相對的2組連接端子(21、22)中的某一個端子,可以正好與基片上的引導(dǎo)端子連接,然后可以進(jìn)行測定。
文檔編號G01N33/487GK1287617SQ99801847
公開日2001年3月14日 申請日期1999年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月26日
發(fā)明者川中章司 申請人:株式會社京都第一科學(xué)