WO2001040787A1 - Procede de differentiation d'echantillons - Google Patents

Description

明 細 書

)弁別方法 技術分野

本発明は、 サンプル中に含まれる分析対象物の濃度を測定するためのセンサシ ステム、 とくに血液などの体液に含まれるグルコース、 コレステロールなどの濃 度を、 電流を測定することにより定量するためのバイオセンサシステムにおける サンプルの弁別方法に関するものである。 より詳しくは、 センサシステムの精度 が維持されているか否かを、 体液に代えて濃度が既知の標準液を用いて定期的に 検査するようになっているセンサシステムにおいて、 該センサシステムに導入さ れたサンプルが、 体液である力標準液であるかを、 自動的に弁別するためのサン プルの弁別方法に関するものである。 背景技術

電流を測定することによりサンプル中の分析対象物の濃度を定量するセンサシ ステムはよく知られている。 このようなセンサシステムは、 近年、 たとえば血液 中の血糖値を定量する小型簡易血糖値測定システムなどのバイオセンサシステム に広く応用されている。 血糖値測定システムは、 糖尿病患者の血糖値診断あるい は日常管理に用いられるが、 昨今、 多種多様の機能を備えた商品が展開されてい る。 たとえば、 血糖値測定システムにおいては、 最近、 とくに測定データの管理 や;！]ロェなどといったデータマネージメントの分野に重点がおかれている。

そして、 一般に、 センサおよび測定機器からなるバイオセンサシステムにおい ては、 その測定精度を維持 ·管理するため、 定期的に、 たとえば専用の標準液 (以下、 「コントロール液」 という。 ） を用いて、 測定精度の管理が行われる。 なお、 コントロール液としては、 既知量のグルコースを純水に溶解させ、 用途に 応じて色素で着色したもの、 あるいは水溶性高分子を添加して粘性を調整したも のなどが用いられる。

そして、 コントロール液を用いて測定精度の管理を行うようにした従来のバイ ォセンサシステムでは、 コントロール液の測定データが、 通常のサンプルとして 用いられる体液等の測定データと混同して処理されないようにする必要がある。 このため、 バイオセンサシステムにコントロール液を導入する際に、 事前に測定 機器上で所定の手動操作を行ってコントロール液の測定モードに切り替えること により、 体液等の測定データと識別するといつた対応がなされている。

しかしながら、 上記従来のバイオセンサシステムでは、 コントロール液を導入 する際に、 手動による切り換え操作、 たとえばボタン操作等を必要とする。 この ため、 誤操作あるいは操作忘れ等により、 コント口ール液の測定デ一タが体液等 の測定デ一タと誤認識されたまま管理されるおそれがあるといった問題がある。 また、 手動の切り換え操作が煩雑であるといった問題もある。 とくに、 目や指先 が不自由な糖尿病患者等にとっては、 手動の切り換え操作が困難な場合もある。 それゆえ、 バイオセンサシステムに導入されたサンプルが、 体液であるかコント ロール液であるかを自動的に判別することができるバイオセンサシステムが求め られている。 発明の開示

本発明は、 上記従来の問題を解決するためになされたものであって、 電流を測 定することによりサンプル中の分析対象物の濃度を定量するためのセンサシステ ム、 たとえば血糖 測定システム等のバイオセンサシステムにおいて、 サンプル の種類を自動的に判別することができる手段を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するためになされた、 本発明にかかるサンプルの弁別方法は、 電流を測定することによりサンプル中の分析対象物の濃度を定量するセンサシス テムにおけるサンプルの弁別方法において、 （ i ) 測定した電流値と該電流値の 時間微分値ないしは差分 との比をサンプルの弁別パラメータとし、 （i^]' ) 対象 とする複数のサンプルの種類を弁別するための、 弁別パラメータを独立変数とす る弁別関数を定義し、 （ii i) 弁別関数に、 弁別パラメータの値を代入して得ら れる数値を弁別指標とし、 （iv) 弁別指標に基づいて、 サンプルの種類を自動的 に弁別する、 といった各ステップを含んでいる。

なお、 弁別関数としては、 たとえば判別関数やマハラノビス距離等があげられ る。

本発明にかかるサンプノレの弁別方法によれば、 サンプノレの種類を自動的に弁別 することができるので、 誤操作あるいは操作忘れ等によりサンプルの種類が誤認 識されることがない。 また、 手動の切り換え操作を必要としないので、 目や指先 が不自由な人でも、 容易に該センサシステムを使用することができる。

弁別関数は、 弁別パラメータないしは独立変数を 1つだけ用いた式で定義して もよい。 しカゝし、 弁別の精度を高めるために、 弁別パラメータないしは独立変数 を複数個、 たとえば 2個用いた式で定義するのがより好ましい。

弁別関数は、 弁別パラメータの 1次式で定義してもよい。 また、 弁別パラメ一 タの高次式、 たとえば n次式 （n = 2、 3、 4…… ) で定義してもよレヽ。

本発明にかかるサンプルの弁別方法は、 弁別するサンプルの種類が、 体液たと えば血液と、 コントロール液とである場合などにとくに有効である。 この場合、 コントロール液中における分析対象物の濃度の定量値に基づいて、 自動的にセン サシステムが正常であるか否かの判定すなわちシステムチェックを行い、 その判 定結果を表示するのが好ましい。

また、 本発明にかかるサンプルの弁別方法においては、 弁別指標の値が、 弁別 が困難である所定の範囲内、 すなわち境界近傍にあるときには、 自動的なサンプ ルの種類の弁別は行わず、 弁別が行われていない旨を表示するのが好ましい。 そ うすれば、 サンプルの種類の自動的な弁別の精度すなわち正確度が大幅に向上す る。

サンプルの種類の弁別が自動的に行われずに、 弁別が行われていない旨が表示 されるケースはまれであると考えられるが、 その場合は手動操作でサンプルの種 類を指定すればよい。 図面の簡単な説明

図 1 Aは、 本発明にかかるサンプノレの弁別方法を用いたグルコースセンサシス テムのセンサの分解斜視図である。

図 1 Bは、 図 1 Aに示すセンサと測定器とからなる

視図である。 図 2 Aは、 本発明にかかるグルコースセンサシステムにおいて、 電流値の測定 を行う際の、 電圧の印加形態、 ないしは印加電位と時間との関係を示すグラフで ある。

図 2 Bは、 図 2 Aに示すように電圧を印加した場合における、 電圧再印加開始 後の電流値の時間に対する変化特性を示すグラフである。

図 3は、 本発明の実施例にかかる各サンプノレを、 判別パラメータに基づいてプ ロットした図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施の形態を、 添付の図面を参照しながら、 具体的に詳しく説 明する。

図 1 Aおよび図 1 Bは、 血液サンプル中のグルコース濃度すなわち血糖値を定 量するための、 実質的にセンサ 1 1と測定器 1 2とで構成されるグルコースセン サシステムを、 バイオセンサシステムの一例として示している。

図 1 Aに示すように、 グルコースセンサシステムのセンサ 1 1においては、 P

E T (ポリエチレンテレフタレート） からなる絶縁性基板 6の上に、 スクリーン 印刷により、 第 1銀リード 4と、 第 2銀リード 5と、 それぞれカーボンからなる 作用極 1および対極 2を含む電極部とが形成されている。 そして、 第 1銀リード 4は作用極 1に電気的に接続され、 第 2銀リード 5は対極 2に電気的に接続され ている。

なお、 第 1銀リード 4および作用極 1からなる導電体と、 第 2銀リード 5およ び対極 2からなる導電体とは、 直接的には電気的に接続されていない。 ただし、 後記の反応層 1 0を介して電気的に接続される。

そして、 電極部すなわち作用極 1および対極 2の上側に、 電気絶縁層 3が形成 されている。 なお、 電気絶縁層 3は、 第 1銀リード 4の一部も覆っている。 また、 平面視で作用極 1が形成されている領域内において、 電気絶縁層 3には、 切抜部 3 aが設けられている。 したがって、 作用極 1は、 この切抜部 3 aに対応する部 分では露出されている。 この切抜部 3 aを備えた電気絶縁層 3は、 作用極 1およ び対極 2の露出面積を一定値にするために設けられている。 このようにして形成された電極部および電気絶縁層 3の上に反応層 1 0が配置 されている。 この反応層 1 0は、 親水性高分子である C MC (カルボキシルメチ ルセルロース） 層と、 酵素として機能する G〇D (グルコースォキシダーゼ） と、 メディエータとして機能するフェリシアン化力リゥムとで形成されている。 さら に、 これらの上に、 カバ一 7とスぺーサ 8とからなるインサート 9が配置されて レ、る。 そして、 インサート 9に液体サンプルを触れさせると、 一定量たとえば約 3 μ Lのサンプルが、 毛管現象により反応層 1 0および電極部に導入される。 かくして、 図 1 Bに示すように、 センサ 1 1が測定器 1 2に装着されると、 測 定器 1 2の電源がオンされ、 サンプル、 すなわち血液またはコントロール液を受 け入れることが可能な状態となる。 そして、 センサ 1 1にサンプルが点着される と、 いったんセンサ 1 1への電圧の印加は停止され、 ある所定の時間、 反応が培 養される。 この後、 電圧が再び印加される。 なお、 電圧は、 第 1銀リード 4と第 2銀リード 5との間、 ひいては作用極 1と対極 2との間に印加される。

その結果、 作用極 1と対極 2との間には、 反応層 1 0を介して、 サンプルのグ ルコース濃度に相応する電流が流れ、 電流値が測定される。 そして、 この電流値 に基づいて、 サンプル中のグルコース濃度が定量される。

このグルコースセンサシステムにおいては、 種々の血夜サンプノレについて、 グ ルコース濃度が測定 '定量される。 このほか、 測定精度を維持管理するため、 定 期的に、 コントロール液、 たとえばグルコース標準液を用いて、 測定精度の管理 が行われる。 すなわち、 グルコース濃度が既知のコントロール液をサンプルとし て用い、 そのグルコース濃度を測定'定量し、 その定量値の誤差等に基づいてグ ルコースセンサシステムによる測定結果の正確さを検査するようにしている。 な お、 コントロール液としては、 既知量のグルコースを純水に溶解させ、 用途に応 じて色素で着色したもの、 あるいは水溶性高分子を添加して粘性を調整したもの などが用いられる。

そして、 グルコースセンサシステムには、 血液またはコントロール液がサンプ ルとしてセンサ 1 1に受け入れられる。 このグルコースセンサシステムでは、 測 定器 1 2は、 実際にセンサ 1 1に受け入れられたサンプルが、 血液であるかコン トロール液であるかを、 自動的に弁別ないしは判別するようになっている。 この ため、 誤操作あるいは操作忘れ等によりサンプノレの種類が誤認識されることがな い。 また、 手動の切り換え操作を必要としないので、 目や指先が不自由な人でも、 容易にこのグルコースセンサシステムを使用することができる。

以下、 測定器 1 2におけるサンプルの弁別手法を具体的に説明する。 測定器 1 2におけるサンプルの弁別手法の概要は、 およそ次のとおりである。

( 1 ) 血液ないしはコントロール液について測定した、 電流値と該電流値の時 間微分値ないしは差分値との比を、 サンプルの弁別パラメータとする。

(2) 測定対象となっているサンプルが血液であるかコントロール液であるか を弁別するための、 弁別パラメータを独立変数とする弁別関数を定義する。

(3) 弁別関数に、 弁別サンプルの値を代入して得られる数値を弁別指標とす る。

(4) 弁別指標に基づいて、 サンプルが血液であるかコントロール液であるか を自動的に弁別する。

この実施の形態では、 弁別関数は、 次の式 1で示す一般式を用いている。

Z= a X a+ a ₂X + a 0 式 1

Z ：弁別指標

α ：第 1弁別パラメータ （独立変数）

β ：第 2弁別パラメータ （独立変数）

α 1ヽ ^α 2、 ³ 0 ：定数

そして、 式 1で示す弁別関数を用いて算出された弁別指標 Zを用いて、 たとえ ば下記の条件に基づいて、 サンプルが血液であるかコントロール液であるかを判 定する。 なお、 下記の Lおよび Hは、 それぞれ、 かかる判定がとくに困難である 領域ないしは範囲の下限値および上限値である。

(1) Z<Lであれば、 コントロール液であると判定する。

(2) L≤Z≤Hであれば、 判定を行わず、 未確定と判断する。

(3) Z>Hであれば、 血液であると判定する。

式 1で示す弁別関数中の独立変数である弁別パラメータ、 すなわち測定した電 流値 I とその時間微分値 Δ Iとの比 （以下、 「ΙΖΔ I」 という。 ） は、 以下の ように定義される。 なお、 Iは、 電圧再印加開始時点から t秒後の電流値を意味 する。 ただし、 とくに t秒後である旨を明記する必要がある場合は、 I_tと記載 することにする。

厶 Iは、 I _tと、 I _tを測定した時点 tから比較的短レ、時間 Δ t秒だけ経過した 時点、 すなわち電圧再印加開始時点から （t +A t) 秒後における電流値 （ I_{t +} との差の絶対値 I I_t-I_t+ I , または I _tと、 I_tを測定した時点 tより Δ t 秒だけ前の時点、 すなわち電圧再印加開始時点から （t一 A t) 秒後における電 流値 （I_t_ ) との差の絶対値 I I_t-I_t_ Iを意味する。 いずれも、 電圧再印 加開始時点から t秒後付近における電流波形の傾斜の度合いないしは大きさを示 すパラメータとして同様に用いることができる。

上記の例では、 I と Δ I との比は、 Iを Δ Iで除算した値 I ΖΔ I ( I ÷厶

I) としている。 し力 しながら、 Iと Δ Ι との比として、 Δ Ιを Iで除算した値 Δ I / I (Δ I ÷ I ) を用いてもよい。 いずれを用いても、 あらかじめ定義す る弁別関数が変わるだけであり、 いずれも弁別パラメータとして、 同様に用いる ことができる。 なお、 弁別パラメータの数ィ直はそれ自体、 サンプルの液種の特徴 を反映しているので、 弁別関数を用いずに、 単純にこの数^ Sを基準値と比較する だけでも、 サンプルの弁別を行うことが可能である。 しかしながら、 サンプルの 弁別の精度が多少低くなるといつた問題が残る。

電圧再印加開始時点から t秒後の I Ζ Δ I (以下、 「 ΙΖΔ Ι (Ϊ)」 とい う。 ） は、 tの値いかんにかかわらず、 すなわち電流値の検知開始後どの時点の ものであっても、 弁別パラメータとして同様に用いることができる。 しかしなが ら、 I ΖΔ I ( t )は、 サンプルの液種の特性を比較的良く反映する電流減衰位置 におけるものを用いるのが好ましい。 なお、 弁別すべきコントロール液の組成に 応じて、 tおよび A tの算出時点、 算出回数は異なる。

図 2 Aは、 実際に反応層 10内のサンプルを流れる電流値の測定を行う際にお ける、 印加電位と時間との関係、 すなわち両銀リード 4、 5間すなわち両極 1、 2間への具体的な電圧の印加手法を示すグラフである。 すなわち、 図 2 Aに示す ように、 サンプル供給前は、 50 OmVの電圧が印加されている。 そして、 t = 0の時点でサンプルが供給されると、 25秒間は開回路状態とされて電圧の印加 が停止される。 この後、 50 OmVの電圧が 5秒間再印加される。 図 2 Bは、 図 2 Aに示すようなパターンで電圧を印加した場合における、 電圧 再印加後における電流値の測定結果 （電流波形） の一例を示すグラフである。 な お、 図 2 B中に記載された数値、 1. 6、 1. 9、 2. 1および 2. 3は、 弁別パラ メータの算出に用いる電流値 Iの測定時点の具体例を、 電圧再印加後の経過時間 で示したものである。

次に、 本発明にかかるグルコースセンサシステムにおけるサンプルの弁別手法、 すなわち血液とコントロール液の弁別手法の具体例を説明する。

この具体例では、 グルコース濃度を測定するサンプルのうち、 血液は、 次の 5 種類のグルコース濃度と、 3種類のへマトクリッ ト値とを組み合わせて、 合計 1 5種類のものを準備した。 すなわち、 グルコース濃度は、 1 0 0mgZd L、 2

0 Omg/d L 30 Omg/d L, 4 00 m g Z d Lおよび 5 00 m g / d L の 5種類とした。 へマトクリット値は、 2 5 %、 4 5%および 6 5%の 3種類と した。

また、 コント口ール液として、 水溶性高分子である P V P (ポリビエルピロリ ドン） とグルコースとを水に溶解させた水溶液を準備した。 これらの水溶液のグ ルコース濃度は、 8 5mg/d Lおよび 2 6 Omg/d Lの 2種類とした。 なお、 コント口ール液は、 比較的粘性が高かった。

これらの 1 7種類のサンプルについて、 それぞれ、 前記の図 2Aに示すような 手法ないしはパターンで両銀リード 4、 5間ひいては両極 1、 2間に電圧を印加 し、 電流値を測定した。 ここで、 電流値の測定は 0. 1秒毎に行った。 そして、 0. 1秒毎に測定された電流値のうち、 弁別関数を定義するために必要な電流値 として、 図 2 Bに記載された 4つの時点のものを選択した。 すなわち、 電圧再印 加開始時点から 1. 6秒後の電流値 ( I _{1 6}) 、 同 1. 9秒後の電流値 （I L₉) 、 同 2. 1秒後の電流値 （12. 、 同 2. 3秒後の電流値 （1 _{2 3}) である。 これら の 4つの時点ないしは電流値は、 以下の手順により求めた。

上記 1 7種類のサンプルの全てについての電流値の測定結果を用いて、 後記の とおり、 0. 1秒毎の I / Δ Iを算出した。 ここでは、 電流微分値 Δ Iは、 I I _t - I _1+Δι Iとした。 また、 時間間隔 Δ tは、 I ΖΔ Iの再現性を確保する必要上、 0. 5秒とした。 そして、 各 Ι /Δ Ιを、 血液についての測定にかかるグループ Aと、 コントロール液についての測定にかかるグループ Bとの 2つのグループに 分類した。 さらに、 各グループの平均値 （Aavg、 Bavg) を算出し、 2つの平均 値が最も離れている点を選出した。

サンプル A₁₌ I ΖΔ 10 Ι /Δ Ι ₀₂、 Ι /Δ I

、 、 Ι/Δ Ι ₄₉、 Ι /Δ 1 ,₀

サンプル A₂= 1 /A 10 ₀ Ι ΖΔ Ι ₀₂、 Ι /Δ I 0.3、

、 、 Ι/Δ Ι ₄₉、 Ι /Δ Ι ₅₀

サンプル A_x= I ΖΔ I _{c t l}、 I / I。 I / I

ヽ Ι/Δ 1₄.₉、 Ι /Δ I ,₀

サンプノレ：8₁₌ I / Δ I い I /Δ I ₀₂、 Ι /Δ I

、 I/A I ₄.₉、 Ι /Δ I ,₀

サンプル B₂= I ΖΔ 1₀い Ι /Δ I ₀₂、 Ι /Δ I

ゝ Ι/Δ I ₄₉、 Ι /Δ I ,₀

サンプル B_y = Ι /Δ Ι ₀い I /Δ I ₀₂、 I ΖΔ I

、 、 ΙΖΔ I ₄₉、 Ι /Δ I

サンプル Aavg= Ι /Δ I _{0 1}、 Ι /Δ Ι ₂、 Ι /Δ Ι ₃、 …ヽ …ヽ …ヽ

…ヽ …ゝ ΙΖΔ Ι₄₉、 Ι /Δ 1 ,₀

サンプル Bavg= Ι /Δ I。い Ι ΖΔ Ι ₂、 ΐ ΖΔ Ι ₃、 …ヽ ···、 …ゝ

··■、 …ヽ Ι/Δ Ι ₄₉、 Ι /Δ 1 ,₀

その結果、 血液についての測定にかかるグループ Αと、 コント口一ル液につい ての測定にかかるグループ Bとの 2つのグループが最も離れた点、 I _{1 S}が選出 された。 なお、 弁別関数 Ι /Δ I _{1 6}を定義するための電流値として、 電圧再印 加開始時点から 1. 6秒後の電流値 （I と、 同 2. 1秒後の電流値 （I ₂. とが必要である。

さらに、 電流微分値 Δ Iを I I _t一 I Iとした場合についても、 前記の場 合と同様にデータ処理を実施した。 この場合は、 時間間隔 Δ tは、 Ι /Δ Ιの再 現性を確保する必要上、 0. 4秒以上とした。 その結果、 血液についての測定に かかるグループ Aと、 コントロール液についての測定にかかるグループ Bの 2つ のグループが最も離れた点、 1_{2 3}が選出された。 なぉ、 弁別関数17厶 1_{2 3}を 定義するための電流値として、 電圧再印加開始時点から 2. 3秒後の電流値 （ I 2 ₃) と、 同 1. 9秒後の電流値 （1_{1 9}) とが必要である。 そして、 前記の結果 と合わせて、 電圧再印加時点から 2.0秒後付近の電流の傾斜が、 サンプルの弁 別に最も有効であることが判明した。

なお、 前記の 2種の弁別パラメータのうちのいずれか 1つの弁別パラメータの みを用いる場合でも、 独立変数が 1つの弁別関数を定義しておけば、 サンプルの 弁別は可能である。 しカゝしながら、 弁別の精度が多少低くなるといった問題が残 る。 Δ Ιを前記のとおり、 2通りで算出した理由は、 およそ次のとおりである。 すなわち、 電圧再印加開始時点から 2.0秒後付近の電流値の傾斜を算出する という意味においては、 どちらの弁別パラメータでも同様の効果が得られる。 し かし、 波形の特性上、 前者では血液での再現性が良く、 後者ではコントロール液 での再現性が良いという性質がある。 このため、 2つの弁別パラメータを用いる のが、 最も弁別効果が良好となる。

かくして、 以下の演算に用いた弁別パラメータは、 測定された電流値を用いて、 次の式 2および式 3により算出した。

Ι/Δ I_L6= I_L6Z| I - I.J 式 2

¹ ΖΔ I = I ₂.₃X I I ₂.₃— I _L9 I 式 d 前記の 1 7種類のサンプルについての全測定結果に基づいて、 ΙΖΔ I i ₆お よび ΙΖΔ I _{2 3}を算出し、 サンプルを弁別するための弁別関数を定義した。 定 義された弁別関数は、 次の式 4のとおりである。

Ζ = 8.3014 Χ | Ι/Δ Ι₁₆1 + 10.438 1

X I Ι/Δ Ι ₂₃1 - 124.6603 式 4 以下、 図 3を参照しつつ、 この弁別関数を導き出す方法を説明する。

図 3は、 2つのグループ Α、 Βについて、 測定結果から算出された弁別パラメ ータ群を、 横軸の位置を I I / Δ I ₁₆ Iとし、 縦軸の位置を I I / Δ 1₂₃ Iとし てプロットすることにより得たグラフである。 そして、 ここでは、 2つの弁別パ ラメ一タ群を最も良く分離する一次関数が、

Z = a ₁X x ₁"r a。X x ₂+ a ₀

の一般式であらわされている。 ここで、 Z = 0のグラフ、 すなわち、

のグラフは、 2つの弁別パラメータ群の境界をあらわしている直線 13である。 したがって、 直線 13で、 弁別パラメータ群を 2つのグループに分離すること は、 該弁別パラメータ群を、 前記の一次関数における Zの値の正負によって 2つ のグループに分けることを意味する。 なお、 弁別パラメータ群を、 直線ではなく 曲線で 2つのグループに分離する場合は、 弁別関数は、 弁別パラメータないしは 独立変数について高次関数、 たとえば n次関数 （n = 2、 3、 4……） となる。 また、 弁別パラメータが 3つの場合は、 弁別関数は、

Z = a , X x， + a ₂入 x₂+ a ₃X x。+ a ₀

となる。 この場合、 境界は、 Z = 0、 つまり、

0 = a , X x ₁ + a ₂X x ₂+ a ₃ ^x x₃"^^a o

であらわされる。 この式は、 3次元空間における平面をあらわしている。 なお、 一般に弁別パラメータが P個であれば、 境界は、

0 = a ₁X x ₁+ a ₂X x₂+ a X x。 + a _p X x -r a ₀

であらわされ、 P次元空間の （P— 1) 次元面となる。

サンプルの弁別は、 前記の式 4であらわされる弁別関数に、 測定により得られ た弁別パラメータの値を代入して算出された弁別指標値 Zに基づレ、て行つた。 こ こでは、 弁別指標値 Zから、 サンプノレを次のように弁別した。

(1) Z<— 8であれば、 サンプノレはコントロール液である。

(2) 一 8≤<Z≤8であれば、 弁別は行わず、 サンプルは未確定とする。

(3) Z〉8であれば、 サンプノレは血液である。

この具体例にぉレ、て定義された、 前記の式 4であらわされる弁別関数の誤判別 率は、 0.01 1%であった。 なお、 誤判別率とは、 弁別対象である 2つのダル ープの弁別指標値 Zがそれぞれ正規分布しているものと仮定し、 弁別指標値 の 符号でサンプルの種類を弁別した場合に、 誤判別する確率である。 すなわち、 こ の具体例においては、 コントロール液を測定したときに、 Zく 0となる確率と、 血液を測定したときに Z≥ 0となる確率の平均値である。

未確定領域を設定せずに、 弁別指標値 Zの符号のみで判別したとき、 すなわち、 Z≥0のときはコント口ール液と判別し、 Z <◦のときは血液と弁別した場合の 結果は、 次の表 1のとおりである。 未確定領域を設定しない場合の判別結果

これに対して、 未確定領域を設定した場合、 誤判別は皆無となる。 前記のよう に、 _ 8≤< Ζ≤ 8のときにサンプノレは未確定であるとした場合の判別結果は、 次の表 2のとおりである。 この場合、 未確定と判別される確率は、 コントロール 液では 1 . 3 %であり、 血液では 0 . 1 %であった。 なお、 未確定判定が発生した 場合は、 ユーザが手動操作でいずれのサンプルの測定を行つたかを入力する必要 力 Sある。 表 2 未確定領域を設定した場合の判別結果

なお、 サンプルの種類が上述のものと異なれば、 電流波形も異なるので、 サン プルの弁別パラメータ （Ι/ Δ Ι) の算出時点および算出回数は、 サンプルの種類 毎に変える必要がある。

以上、 本発明によれば、 ユーザに何ら負担をかけることなく、 測定するサンプ ルの種類をセンサシステムで自動的に認識し、 その結果をュ一ザに通知するバイ ォセンサシステムを構築することができる。 また、 コントロール液を測定したと きに、 煩雑な作業を伴うことなく、 センサシステムの状態をユーザに認識させる ことができるバイォセンサシステムを構築することができる。 産業上の利用の可能性 以上のように、 本発明にかかるサンプルの弁別方法は、 サンプル中に含まれる 分析対象物の濃度を測定するためのセンサシステムにおける弁別手法として有用 であり、 とくに血液などの体液に含まれるグルコース、 コレステロールなどの濃 度を、 電流を測定することにより定量するためのバイオセンサシステムで用いる のに適している。

Claims

請 求 の 範 ffl

1 . 電流を測定することによりサンプル中の分析対象物の濃度を定量するセンサ システムにおけるサンプルの弁別方法であって、

測定した電流値と該電流値の時間微分値との比をサンプルの弁別パラメータと 対象とする複数のサンプルの種類を弁別するための、 前記弁別パラメータを独 立変数とする弁別関数を定義し、

前記弁別関数に、 前記弁別パラメータの値を代入して得られる数値を弁別指標 とし、

前記弁別指標に基づいて、 サンプルの種類を弁別する、 といった各ステップを 含むサンプルの弁別方法。

2 . 前記弁別関数を、 前記弁別パラメータを複数個用いた式で定義するようにな つている、 請求項 1に記載のサンプルの弁別方法。

3 . 前記弁別関数を、 前記弁別パラメータの 1次式で定義するようになっている、 請求項 1に記載のサンプノレの弁別方法。

4 . 前記弁別関数を、 前記弁別パラメータの高次式で定義するようになっている、 請求項 1に記載のサンプルの弁別方法。

5 . 弁別するサンプルの種類が体液およびコントロール液である請求項 1に記載 のサンプルの弁別方法。

6 . コントロール液中の分析対象物の濃度の定量 に基づいてセンサシステムが 正常であるか否かの判定を行い、 判定結果を表示するようになっている、 請求項 5に記載のサンプルの弁別方法。

7 . 前記弁別指標の値が、 弁別が困難である所定の範囲内にあるときには、 サン プルの種類の弁別を行わず、 その旨を表示するようになっている、 請求項 1に記 載のサンプノレ弁別の方法。