Dispositivo de medición por biosensor, sistema de medición por biosensor, y método de medición por biosensor.

Una máquina de medición por biosensor para realizar una medición empleando un chip biosensor que tiene una porción de reacción en la que se introduce una muestra y se genera una reacción bioquímica a través de la que la información obtenida es enviada a la máquina para determinar una concentración de analito de la muestra,

incluyendo dicha máquina:

una unidad de aplicación de voltaje (22) para aplicar un voltaje al chip biosensor (1); y

una unidad de medición dispuesta para medir la corriente generada por la unidad de aplicación de voltaje al aplicar dicho voltaje al chip biosensor, y para obtener un valor para dicha corriente medida al final de un período de tiempo de medición inicial predeterminado; caracterizada por

una unidad de control (24), configurada para determinar si la medición de dicha corriente deberá ser continuada durante otro período de tiempo de medición si el valor de corriente obtenido es menor que un valor de referencia predesignado, o si la medición se deberá terminar al final del período de tiempo de medición inicial y si dicho valor de corriente medido deberá ser usado para determinar una concentración de analito de la muestra en base al valor de corriente medido obtenido al final del período de tiempo de medición inicial si el valor de corriente obtenido es mayor que el valor de referencia predesignado.

Dispositivo de medición por biosensor, sistema de medición por biosensor, y método de medición por biosensor Campo técnico La presente invención se refiere a una máquina de medición por biosensor que emplea un chip biosensor para medir sustancias químicas, y un sistema de medición por biosensor y un método de medición por biosensor.

Antecedentes de la invención Para realizar una medición empleando un chip biosensor, se introduce una muestra a medir en la porción de reacción de un biosensor; se genera una reacción bioquímica, tal como una reacción enzimática o una reacción antígeno-anticuerpo, en la porción de reacción; y la información obtenida a través de esta reacción bioquímica es enviada, por el chip biosensor, a un aparato de medición que analiza la muestra. Un método de medición que emplea un chip biosensor se lleva a cabo empleando una función de reconocimiento molecular superior que posee un organismo, y ha llamado la atención como un método para permitir la realización de una medición rápida y simple de una sustancia química empleando solamente una diminuta cantidad de una muestra. Como un ejemplo, el método de medición que utiliza un chip biosensor se puede emplear para medir el contenido de glucosa en sangre (nivel de azúcar en sangre) o un nivel de azúcar en orina, y puede ser usado, por ejemplo, para un examen de la salud en casa (autocuidado) para el autocontrol y la gestión de la diabetes.

Se conoce un método de medición que usa un chip biosensor descrito en el documento de Patente 1. Según este método de medición por biosensor, como se representa en la figura 8, un biosensor 100 incluye dos cables 101 y 102, y los extremos distales de los cables 101 y 102 se han de conectar a dos terminales 104 y 105 de un conector 103. Cuando el biosensor 100 está conectado al conector 103, se aplica un voltaje usando una batería 106, las resistencias de los electrodos son cambiadas por una muestra presente en el biosensor 100, y se inicia la función del sistema. A continuación, un microordenador 107 detecta, a través de un convertidor A/D 109, un cambio en una salida de voltaje por un convertidor de corriente/voltaje 108, y arranca un temporizador de medición. Al mismo tiempo, se cierra un interruptor 110, y los dos electrodos del biosensor 100 se ponen en cortocircuito, de modo que los dos electrodos se puedan poner en estados de igual potencial, es decir, en estados próximos a una diferencia de potencial de 0 V. Como resultado, se puede quitar fácilmente la diferencia de potencial que se produce entre los dos electrodos.

Como otro ejemplo, se conoce un método de medición que emplea un chip biosensor descrito en el documento de Patente 2. Según este método de medición, para emplear un biosensor, como se representa en la figura 9, se conectan un biosensor 200 y un conector 201 por resistencias 202 y 203 colocadas entre los cables individuales de los dos electrodos y los terminales individuales del conector 201. Y se introduce una enzima GDO, un receptor de electrones de ferricianuro de potasio, una solución tampón de fosfato y un sustrato de glucosa en el sistema de electrodo y se mide una corriente que circula a través del sistema de electrodos. La corriente es detectada por un circuito de detección 204, y es convertida a una señal de voltaje por un convertidor de corriente/voltaje 205. La señal de voltaje así obtenida es convertida a una señal digital por un convertidor A/D 206, la señal digital es procesada por una CPU 207 y la señal resultante es enviada a un dispositivo de visualización LCD 208 y también puede ser registrada en una memoria 209.

Documento de Patente 1: Solicitud de Patente japonesa publicada: JP-A-8-15220

Documento de Patente 2: Solicitud de Patente japonesa publicada: JP-A-9-274010

Descripción de la invención Problemas a resolver con la invención En un caso convencional de uso de un chip biosensor para medir una muestra, para cualquier medición se requiere casi el mismo período de tiempo, independientemente de si la concentración de una muestra de medición es alta o baja. Además, se requiere un período de medición largo, por ejemplo, varias decenas de segundos, para obtener resultados exactos de la medición. Sin embargo, dependiendo de la concentración de una muestra de medición, se puede obtener resultados exactos dentro de un período de medición corto, y se demanda una reducción de la duración del período de medición. Además, las demandas de mediciones realizadas usando chips biosensores se han incrementado, y según el aumento en las demandas de mediciones, hay que manejar múltiples muestras de medición dentro de un período corto de tiempo. Un objetivo de la presente invención es proporcionar una máquina de medición por biosensor, y un método de medición para la misma, por lo que una medición se puede terminar dentro de un período corto de tiempo y se puede obtener resultados exactos de la medición.

Medios para resolver los problemas

Según la presente invención, se facilita una máquina de medición por biosensor como la expuesta en la reivindicación 1.

Preferiblemente, se facilita una pluralidad de valores diferentes para uso como valores de referencia predesignados.

La comparación del valor de corriente o el valor de carga con un valor de referencia incluye un caso donde se realiza un proceso de cálculo para un valor de corriente o un valor de carga, y el valor obtenido se emplea para comparación.

Además, se puede almacenar una pluralidad de tablas de curvas estándar diferentes en dicha unidad de control.

También se puede facilitar un sistema de medición por biosensor incluyendo:

una máquina de medición por biosensor como la descrita anteriormente, y 15 un chip biosensor.

El chip biosensor puede incluir glucosa oxidasa como una enzima, y tiene un volumen de cavidad igual o inferior a 300 nl (nanolitros) .

Según la presente invención, también se facilita un método de medición por biosensor como el expuesto en la reivindicación 6.

Efectos de la invención Según la máquina de medición por biosensor y el método de medición de la presente invención, dado que se determina si una medición ha de ser continuada en base a un valor de corriente o un valor de carga que se ha medido, la medición se puede terminar dentro de un período corto de tiempo y se puede obtener resultados exactos de la medición.

Breve descripción de los dibujos [Figura 1]

La figura 1 representa una vista general de un chip biosensor, siendo la figura 1 (a) una vista explicativa, tomada desde una cara lateral, y siendo la figura 1 (b) una vista explicativa, tomada desde una cara superior. [Figura 2]

La figura 2 es un diagrama esquemático para explicar una máquina de medición por biosensor que realiza la presente invención. [Figura 3] 45 La figura 3 es un diagrama de flujo que representa un método de medición por biosensor ejemplar que realiza la presente invención. [Figura 4] 50 La figura 4 es un diagrama que representa un protocolo transitorio en el tiempo ejemplar para un voltaje y una corriente que se miden. [Figura 5] 55 La figura 5 es un diagrama que representa una tabla de curvas estándar ejemplar. [Figura 6] La figura 6 es un diagrama que representa el tiempo transcurrido para corrientes medidas por dos chips 60 biosensores. [Figura 7] La figura 7 es un diagrama que representa el tiempo transcurrido para corrientes medidas por tres chips 65 biosensores.

[Figura 8]

La figura 8 es un diagrama explicativo para explicar un método de medición por biosensor convencional.

[Figura 9]

La figura 9 es un diagrama explicativo para explicar otro ejemplo de método de medición por biosensor convencional.

Descripción de números y signos de referencia 1: chip biosensor 2: sustrato 3, 4: electrodo 6: espacio de reacción 10: medicamento 11A, 11B: elemento laminar 20: máquina de medición por biosensor 21: fuente de potencia 22: regulador de voltaje 23: instrumento de medición 24: controlador 25: dispositivo de visualización Una máquina de medición por biosensor, un sistema de medición por biosensor y un método de medición por biosensor que ejemplifican la presente invención se describirán con detalle más adelante con referencia a los dibujos.

En primer lugar se describirá la visión general de un biosensor. Un ejemplo de la figura 1 representa la disposición principal de un chip biosensor: la figura 1 (a) es una vista explicativa, tomada desde la cara lateral, y la figura 1 (b) es una vista explicativa, tomada desde la cara superior. Un chip biosensor 1 incluye un sustrato 2 que se pliega casi en forma de U en sección transversal, y sobre una de las superficies del... [Seguir leyendo]

1. Una máquina de medición por biosensor para realizar una medición empleando un chip biosensor que tiene una porción de reacción en la que se introduce una muestra y se genera una reacción bioquímica a través de la que la información obtenida es enviada a la máquina para determinar una concentración de analito de la muestra, incluyendo dicha máquina:

una unidad de aplicación de voltaje (22) para aplicar un voltaje al chip biosensor (1) ; y una unidad de medición dispuesta para medir la corriente generada por la unidad de aplicación de voltaje al aplicar dicho voltaje al chip biosensor, y para obtener un valor para dicha corriente medida al final de un período de tiempo de medición inicial predeterminado; caracterizada por una unidad de control (24) , configurada para determinar si la medición de dicha corriente deberá ser continuada durante otro período de tiempo de medición si el valor de corriente obtenido es menor que un valor de referencia predesignado, o si la medición se deberá terminar al final del período de tiempo de medición inicial y si dicho valor de corriente medido deberá ser usado para determinar una concentración de analito de la muestra en base al valor de corriente medido obtenido al final del período de tiempo de medición inicial si el valor de corriente obtenido es mayor que el valor de referencia predesignado.

2. La máquina de medición por biosensor según la reivindicación 1, donde se facilita una pluralidad de valores diferentes para uso como dicho valor de referencia predesignado.

3. La máquina de medición por biosensor según la reivindicación 1 o 2, donde

se almacena una pluralidad de tablas de curvas estándar diferentes en dicha unidad de control (24) .

4. Un sistema de medición por biosensor incluyendo:

una máquina de medición por biosensor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, y un chip biosensor (1) .

5. El sistema de medición por biosensor según la reivindicación 4, donde un chip biosensor (1) incluye glucosa oxidasa como una enzima, y tiene un volumen de cavidad igual o inferior a 300 nl (nanolitros) .

6. Un método de medición por biosensor incluyendo los pasos de:

introducir una muestra en la porción de reacción de un chip biosensor;

aplicar un voltaje al chip biosensor; y medir la corriente generada por aplicación del voltaje y obtener un valor para dicha corriente medida al final de un período de tiempo de medición inicial predeterminado; caracterizado por 45 determinar que la medición de dicha corriente deberá ser continuada durante otro período de tiempo de medición si el valor de corriente obtenido es menor que un valor de referencia predesignado, o que la medición se deberá terminar al final del período de tiempo de medición inicial y dicho medido valor de corriente deberá ser usado para determinar una concentración de analito de la muestra en base al valor de corriente medido obtenido al final del período de tiempo de medición inicial si el valor de corriente obtenido es mayor que el valor de referencia 50 predesignado.