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WO2014181753A1 - 測定装置 - Google Patents

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WO2014181753A1
WO2014181753A1 PCT/JP2014/062086 JP2014062086W WO2014181753A1 WO 2014181753 A1 WO2014181753 A1 WO 2014181753A1 JP 2014062086 W JP2014062086 W JP 2014062086W WO 2014181753 A1 WO2014181753 A1 WO 2014181753A1
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WO
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biosensor
biological sample
light source
measurement
detection electrode
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Ceased
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PCT/JP2014/062086
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English (en)
French (fr)
Inventor
滋 関根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nipro Corp
Original Assignee
Nipro Corp
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Publication date
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/48785—Electrical and electronic details of measuring devices for physical analysis of liquid biological material not specific to a particular test method, e.g. user interface or power supply
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/001—Enzyme electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a measuring apparatus for measuring the concentration of a substance to be measured in a biological sample.
  • Insulin is known as a drug that controls blood glucose levels and is administered to diabetic patients as a therapeutic agent for diabetes.
  • the need to administer insulin is determined based on the blood glucose level of the diabetic patient. For this reason, it is important for a diabetic patient to grasp a blood glucose level.
  • the blood glucose level is the glucose concentration in the blood.
  • a simple blood glucose measuring device has been developed for the purpose of allowing a diabetic patient to easily measure his blood glucose level (see Patent Documents 1 and 2).
  • the liquid crystal screen of such a measuring device is a monochrome digital liquid crystal, and when measuring in a dark place, a light source for illuminating the monochrome liquid crystal is required. Further, at the time of measurement, it is also necessary for confirmation of a position where the biosensor is inserted and confirmation of a suction path in the biosensor for sucking the biological sample. For this reason, the light source had to be lit continuously for a long time from when the apparatus was turned on until the end of measurement. Therefore, the power consumption of the measuring device is increased, and the user is forced to frequently charge or replace the battery.
  • An object of the present invention is to provide a measuring apparatus with reduced power consumption.
  • the inventors of the present invention have completed the present invention in view of the fact that the color liquid crystal display itself has sufficient brightness in the measurement apparatus incorporating the color liquid crystal display.
  • the present invention relates to a measuring apparatus in which a biosensor is detachably provided on the apparatus body.
  • the biosensor includes a suction path for sucking a biological sample, a measurement electrode for measuring the concentration of a measurement target substance in the biological sample, and a biological A detection electrode that detects completion of aspiration of the sample, and the apparatus body includes a power source, a color liquid crystal display, an insertion port into which a biosensor is inserted, and a light source that illuminates the periphery of the insertion port. It is turned on when the power is turned on, and after the biosensor is mounted on the apparatus main body, it is turned off after the biological electrode is detected by the detection electrode of the biosensor.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the measurement device 10 includes a biosensor 11 and a device body 12.
  • the biosensor 11 When the biosensor 11 is inserted into the insertion port 13 of the apparatus main body 12, the biosensor 11 and the apparatus main body 12 are electrically connected. The biosensor 11 is replaced for each measurement.
  • the measurement target substance of the biological sample measured by the measuring device 10 is not particularly limited, and examples thereof include glucose (blood sugar), hemoglobin, glycated hemoglobin, cortisol and active ingredients of various pharmaceuticals present in blood, Examples include cortisol and amylase present in saliva.
  • glucose blood sugar
  • hemoglobin hemoglobin
  • glycated hemoglobin glycated hemoglobin
  • cortisol active ingredients of various pharmaceuticals present in blood
  • Examples include cortisol and amylase present in saliva.
  • many measuring devices for measuring blood glucose concentration (blood glucose) are widely used.
  • the biosensor 11 is generally an elongated sheet shape.
  • the biosensor 11 is attached to the apparatus main body 12 by inserting one end of the biosensor 11 in the longitudinal direction 101 into the insertion port 13 of the apparatus main body 12. Further, the biosensor 11 is removed from the apparatus main body 12 when the biosensor 11 is pulled out in the longitudinal direction 101.
  • the biosensor 11 includes a suction path 41 for sucking a biological sample, measurement electrodes 33 and 37 for measuring the concentration of a measurement target substance of the biological sample, and a detection electrode 39 for detecting completion of the suction of the biological sample.
  • This configuration is a very common configuration in the field of biosensors.
  • the suction path 41 has a configuration in which a biological sample reaches from the outside of the biosensor 11 to the detection electrode 39 via the measurement electrodes 33 and 37.
  • the detection electrode 39 is an electrode for electrically detecting the presence or absence of a biological sample reaching the detection electrode 39. Once the presence of the biological sample is detected by the detection electrode 39, the user no longer needs to confirm the position of the insertion port 13 in the measuring apparatus or the position of the suction path 41 in the biosensor 11 for sucking the biological sample.
  • the types of electrodes in the measurement electrodes 33 and 37 and the detection electrode 39, reagents used for the measurement electrodes 33 and 37, and the like can be appropriately selected by those skilled in the art depending on the substance to be measured.
  • the electrode material can be gold, platinum, silver, carbon, etc.
  • the reagents used in the measurement system are enzymes such as glucose dehydrogenase and glucose oxidase, and An electron mediator such as potassium ferricyan and hexaaminoruthenium is preferably selected.
  • the apparatus main body 12 is an electronic apparatus in which an electronic component is accommodated in a housing 50.
  • a color liquid crystal display 51 On the front side of the housing 50, a color liquid crystal display 51, a power button 52, operation buttons 53, 54 and 55, an insertion port 13 for inserting the biosensor 11, and a light source 14 provided around the insertion port 13 are arranged.
  • the housing 50 contains a power source, voltage application means, current measurement means, a control board for controlling these, and the like.
  • the control board operates a program stored in the ROM in advance. Further, the control board calculates the concentration of the measurement target in the biological sample from the current value flowing through the biosensor 11 in response to a predetermined potential. The calculated concentration to be measured in the biological sample is displayed on the color liquid crystal display 51.
  • the color liquid crystal display 51 displays the state of the apparatus main body 12, measurement results, error display, and the like.
  • the power button 52 is for inputting the power of the apparatus main body 12.
  • the operation buttons 53, 54, and 55 are for generating corresponding commands based on user operations.
  • the color liquid crystal display 51 is used as a display screen, the backlight can display with sufficient brightness even in a dark place, and a separate light source for illuminating the color liquid crystal display 51 is necessary. Absent.
  • the insertion port 13 is provided with terminals that are electrically connected to the measurement electrodes 33 and 37 and the detection electrode 39 of the biosensor 11 (not shown in the figure).
  • the shape of the insertion opening 13 is not particularly limited. As shown in FIG. 1, the shape of the insertion opening 13 is notched on the lower side when the apparatus body 12 is viewed from the front side where the color liquid crystal display 51 is disposed. It is preferable that the biosensor 11 inserted into the insertion port 13 can be stably fixed. By providing the light source 14 along the notch-shaped peripheral edge that is the insertion opening 13, the position of the insertion opening 13 is more conspicuous and the apparatus main body 12 is excellent in design and beauty.
  • the light source 14 is a means for illuminating the periphery of the insertion port 13.
  • the light source 14 is not particularly limited as long as it is used industrially, and an incandescent bulb or LED can be mainly used. However, the apparatus main body 12 does not generate heat and the power consumption is small. From the viewpoint, an LED is preferable. Power is supplied to the light source 14 from a power source. The light source 14 is turned on and off by the control board.
  • the control board When the power button 52 is pressed, the control board turns on the power of the measuring apparatus 10 and turns on the light source 14. When the light source 14 is turned on, the user can easily recognize the insertion port 13 into which the biosensor 11 is to be inserted.
  • the detection electrode 39 detects the biological sample.
  • the control board turns off the light source 14. Since the light source 14 is turned off, only the color liquid crystal display 51 is in a bright state, so that the color liquid crystal display 51 on which the measurement result is displayed can be focused.
  • the translucent resin is not particularly limited as long as it is an industrially used resin, and for example, polypropylene, polycarbonate, acrylic resin, epoxy resin, and the like can be used.
  • the degree of light intensity relaxation of the light source 14 is adjusted by the intensity of the light source 14 itself and the type and thickness of the translucent resin.
  • an LED is generally composed of a semiconductor, an electrode, and a sealing material.
  • the sealing material is a member for preventing contamination of the semiconductor and the electrode, and is generally formed of a transparent resin.
  • the present invention is not limited to a general LED, that is, an embodiment in which the periphery of an LED in which a sealing material is formed of a transparent resin is protected by a semi-transparent resin, but also by adopting a translucent resin as a sealing material. An aspect in which a part of the mouth 13 is formed may be used.
  • the usage method of the measuring apparatus 10 is demonstrated by taking the case where the blood glucose level (blood glucose level) is measured using the measuring apparatus 10 as an example.
  • the user presses the power button 52 of the apparatus body 12 to turn on the power. Then, the light source 14 in the insertion port 13 of the apparatus main body 12 is turned on, and the position of the insertion port 13 in the apparatus main body 12 can be easily grasped even in a dark place. Note that a startup screen is displayed on the color liquid crystal display 51.
  • the user inserts the biosensor 11 into the insertion port 13 of the apparatus main body 12.
  • the user causes the suction path 41 of the biosensor 11 to suck a small amount of blood collected from a finger or the like without dilution.
  • the conductive state between the working electrode or the counter electrode as the measurement electrodes 33 and 37 and the detection electrode 39 changes.
  • the control board determines that blood is introduced into the biosensor 11 due to the change in the conductive state, and turns off the light source 14 at the insertion port 13. This is because it is no longer necessary for the user to grasp the position of the insertion port 13 in the apparatus main body 12 and the position of the suction path 41 of the biosensor 11 attached to the insertion port 13. This is because illuminating with a waste of power.
  • the voltage application means applies a predetermined potential to the measurement electrodes 33 and 37. Thereby, an oxidation response current corresponding to the blood glucose concentration flows between the measurement electrodes 33 and 37. Based on the oxidation response current flowing between the measurement electrodes 33 and 37 in this way, the current measurement means calculates the blood glucose concentration and displays the result on the color liquid crystal display 51.
  • the control board turns off the power of the apparatus main body 12. To do.

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Abstract

【課題】バイオセンサが装置本体に着脱可能に設けられた測定装置において消費電力量を抑えることを目的とする。 【解決手段】測定装置１０は、バイオセンサ１１が装置本体１２に着脱可能に設けられたものである。バイオセンサ１１は、生体試料を吸引する吸引路４１、生体試料の測定対象物質の濃度を測定する測定電極３３，３７および生体試料の吸引完了を検知する検知電極３９を備える。装置本体１２は、電源、カラー液晶ディスプレイ５１、バイオセンサを挿入する挿入口１３および挿入口１３周辺を照明する光源１４を備える。光源１４は、電源がオンになった際に点灯し、かつ、バイオセンサ１１を装置本体１２に装着後、生体試料をバイオセンサ１１の検知電極３９が検知した後に消灯する。

Description

測定装置
　本発明は、生体試料中の測定対象物質の濃度を測定する測定装置に関する。
　近年、糖尿病の患者が各国において増加している。糖尿病の治療としては、例えば、インスリン療法がある。インスリンは血糖値をコントロールする薬物として知られており、糖尿病の治療薬として糖尿病患者に投与されている。インスリンを投与する必要性は、糖尿病患者の血糖値に基づいて判断される。このため、糖尿病患者にとって、血糖値の把握が重要である。血糖値とは、血液中のグルコース濃度である。糖尿病患者自らが自分の血糖値を簡易に測定できることを目的として、簡易な血糖測定装置が開発されている（特許文献１および２参照）。
特開２０１１－２０３０３２号公報 特開２０１２－０１８０１０号公報
　従来、このような測定装置の液晶画面はモノクロデジタル液晶であり、暗所で測定する場合には、このモノクロ液晶を照らす光源が必要となる。また、測定時にはバイオセンサを挿入する位置の確認、生体試料を吸引するためのバイオセンサにおける吸引路の確認のためにも必要とされる。このことから、光源は装置の電源がオンになってから測定終了までの長時間継続して点灯させる必要があった。したがって、測定装置の消費電力量が多くなり、ユーザーは頻繁な充電または電池の交換を余儀なく実施していた。
　本発明の課題は、消費電力量を抑えた測定装置を提供することである。
　本発明者らは、カラー液晶ディスプレイを導入した測定装置においては、そのカラー液晶ディスプレイ自体が十分な明るさを有することを鑑みて本発明を完成させた。
　本発明は、バイオセンサが装置本体に着脱可能に設けられた測定装置であって、上記バイオセンサは、生体試料を吸引する吸引路、生体試料の測定対象物質の濃度を測定する測定電極および生体試料の吸引完了を検知する検知電極を備えてなり、上記装置本体は、電源、カラー液晶ディスプレイ、バイオセンサが挿入される挿入口および該挿入口周辺を照明する光源を備えてなり、上記光源は、上記電源がオンにされたときに点灯し、かつ、上記バイオセンサが上記装置本体に装着された後、生体試料を上記バイオセンサの上記検知電極が検知した後に消灯するものである。
　本発明によれば、消費電力量を抑えた測定装置を提供することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る測定装置１０の外観を示す斜視図である。
　以下、図面が参照されつつ本発明の実施形態が説明される。なお、本実施形態は、本発明の一例にすぎず、本発明の要旨が変更されない範囲において、本実施形態が適宜変更されてもよいことは言うまでもない。
［測定装置１０］
　図１に示されるように、測定装置１０は、バイオセンサ１１と装置本体１２とを有する。バイオセンサ１１が装置本体１２の挿入口１３に差し込まれることによって、バイオセンサ１１と装置本体１２とが電気的に接続される。バイオセンサ１１は、１回の測定毎に取り替えられるものである。
　測定装置１０により測定される生体試料の測定対象物質は、特に限定されるものではなく、例えば、血中に存在するグルコース（血糖）、ヘモグロビン、糖化ヘモグロビン、コルチゾールおよび種々の医薬品の有効成分や、唾液中に存在するコルチゾールおよびアミラーゼなどが挙げられる。特に血中グルコース濃度（血糖）を測定する測定装置は多く普及している。
［バイオセンサ１１］
　図１に示されるように、バイオセンサ１１は、細長なシート形状であることが一般的である。バイオセンサ１１の長手方向１０１の一端が、装置本体１２の挿入口１３に差し込まれることによって、バイオセンサ１１が装置本体１２に装着される。また、バイオセンサ１１が長手方向１０１に引き抜かれることによって、バイオセンサ１１が装置本体１２から取り外される。
　バイオセンサ１１は、生体試料を吸引する吸引路４１、生体試料の測定対象物質の濃度を測定する測定電極３３，３７および生体試料の吸引完了を検知する検知電極３９を備える。この構成は、バイオセンサの分野においてごく一般的な構成である。吸引路４１は、生体試料がバイオセンサ１１の外部から測定電極３３，３７を経由して検知電極３９に至る構成を為す。検知電極３９は、当該検知電極３９まで達した生体試料の有無を電気的に検知するための電極である。一旦、検知電極３９により生体試料の存在を検知したら、ユーザーはもはや測定装置における挿入口１３の位置や生体試料を吸引するためのバイオセンサ１１における吸引路４１の位置を確認する必要はなくなる。
　なお、測定電極３３，３７および検知電極３９における電極の種類や、測定電極３３，３７に用いる試薬等については、測定対象物質によって当業者が適宜選択できるものである。例えば、測定対象物質が血中グルコース（血糖）である場合、電極材料は金、白金、銀およびカーボン等を用いることができ、測定系に用いる試薬としてはグルコースデヒドロゲナーゼ並びにグルコースオキシダーゼ等の酵素、およびフェリシアンカリウム並びにヘキサアミノルテニウム等の電子メディエータ等が好適に選択される。
［装置本体１２］
　図１に示されるように、装置本体１２は、筐体５０に電子部品が収容された電子装置である。筐体５０の表側には、カラー液晶ディスプレイ５１、電源ボタン５２，操作ボタン５３，５４，５５、バイオセンサ１１を挿入する挿入口１３、および挿入口１３の周囲に設けられた光源１４が配置されている。また、各図には現れていないが、筐体５０の内部には、電源、電圧印加手段、電流測定手段、そしてこれらを制御する制御基板等が内蔵されている。操作ボタン５３，５４、５５からの入力に応じて、制御基板は、予めＲＯＭに格納されたプログラムを動作させる。さらに、制御基板は、所定の電位に応答してバイオセンサ１１に流れた電流値から生体試料中の測定対象濃度を演算する。演算された生体試料中の測定対象濃度は、カラー液晶ディスプレイ５１に表示される。
　カラー液晶ディスプレイ５１は、装置本体１２の状態や測定結果、エラー表示などを行う。電源ボタン５２は、装置本体１２の電源を入力するためのものである。操作ボタン５３，５４，５５は、ユーザーの操作に基づいて対応するコマンドを発生させるためのものである。本実施形態では、表示画面としてカラー液晶ディスプレイ５１が用いられているので、そのバックライトにより暗所においても十分な明るさで表示することができ、カラー液晶ディスプレイ５１を照明する別途の光源は必要ない。
　挿入口１３は、バイオセンサ１１の測定電極３３，３７および検知電極３９と電気的に接続される端子が配置されている（図には示されていない）。挿入口１３の形状は、特に限定されるものではないが、図１に示されるように、装置本体１２をカラー液晶ディスプレイ５１が配置された面を正面として視た場合の下辺において、切り欠き形状が形成されてなると、挿入口１３に挿入したバイオセンサ１１を安定的に固定できる点で好ましい。光源１４は、挿入口１３である切り欠き形状の周縁に沿って設けられることにより、挿入口１３の位置がより目立ちやすい上に、意匠的な美観にも優れた装置本体１２となる。
　光源１４は、挿入口１３の周囲を照明するための手段である。光源１４は、工業的に使用されるものであれば、特に限定されるものではなく、主に白熱電球またはＬＥＤを用いることができるが、装置本体１２が発熱せず、消費電力量が少ないという観点から、ＬＥＤが好ましい。光源１４には、電源から電力が供給される。光源１４の点灯及び消灯は、制御基板において制御される。
　制御基板は、電源ボタン５２が押下されると、測定装置１０の電源をオンにすると共に、光源１４を点灯する。光源１４が点灯することによって、ユーザーは、バイオセンサ１１を挿入すべき挿入口１３を容易に認識することができる。
　挿入口１３にバイオセンサ１１が挿入され、吸引路４１に生体試料が吸引されると、検知電極３９が生体試料を検知する。検知電極３９が生体試料を検知すると、制御基板は、光源１４を消灯する。光源１４が消灯することにより、カラー液晶ディスプレイ５１のみが明るい状態となるため、測定結果を表示したカラー液晶ディスプレイ５１に注目させることができる点でも優位な効果を示す。
　なお、光源１４の光度はユーザーが直視しても支障がない程度に緩和されるよう、光源１４の周囲は半透明樹脂で保護することが好ましい。半透明樹脂は、工業的に使用される樹脂であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂およびエポキシ樹脂などを使用することができる。光源１４の光度の緩和の度合いは、光源１４自体の光度の強弱や半透明樹脂の種類・厚さによって調整される。
　ところで、一般的にＬＥＤは、半導体、電極および封止材より構成される。封止材とは、半導体および電極の汚染を防止するための部材であり、一般的には透明樹脂で形成される。本発明は、一般的なＬＥＤ、つまり、封止材が透明樹脂で形成されたＬＥＤの周囲を半透明樹脂で保護する態様だけでなく、封止材として半透明樹脂を採用することにより、挿入口１３の一部を形成する態様であってもよい。
［測定装置１０の使用方法］
　以下、測定装置１０を用いて血中グルコース濃度（血糖値）を測定する場合を一例として、測定装置１０の使用方法が説明される。
　ユーザーは、血中グルコース濃度の測定に際して、装置本体１２の電源ボタン５２を押下し、電源をオンにする。すると、装置本体１２の挿入口１３における光源１４が点灯し、装置本体１２における挿入口１３の位置が暗所であっても容易に把握することができるようになる。なお、カラー液晶ディスプレイ５１には起動画面が表示される。
　ユーザーは、装置本体１２の挿入口１３にバイオセンサ１１を差し込む。次いで、ユーザーは、指などから採取した微量の血液を、希釈することなく、バイオセンサ１１の吸引路４１に吸引させる。吸引路４１において、血液が測定電極３３，３７および検知電極３９に接触すると、測定電極３３，３７としての作用極または対極と、検知電極３９の間の導電状態が変化する。制御基板は、この導電状態の変化によって、バイオセンサ１１に血液が導入されたと判断し、挿入口１３における光源１４を消灯する。もはや、ユーザーが装置本体１２における挿入口１３の位置や挿入口１３に装着されたバイオセンサ１１の吸引路４１の位置を把握する必要がないからであり、これ以上、挿入口１３周辺を光源１４で照らすことは電力の無駄になるからである。
　バイオセンサ１１に血液が導入されたと判断された後、電圧印加手段は測定電極３３，３７に所定の電位を印加する。これにより、測定電極３３，３７間に血中グルコース濃度に応じた酸化応答電流が流れる。このようにして測定電極３３，３７間に流れた酸化応答電流に基づいて、電流測定手段は血中グルコース濃度を演算し、その結果をカラー液晶ディスプレイ５１に表示する。
　測定が終了すると、ユーザーは、装置本体１２からバイオセンサ１１を抜き取って廃棄する。ユーザーが、電源ボタン５２を再び押下すると、装置本体１２の電源がオフとなる。また、測定結果がカラー液晶ディスプレイ５１に表示された後、予め定められた時間内に電源ボタン５２や操作ボタン５３，５４，５５が押下されなければ、制御基板は装置本体１２の電源をオフにする。
１０　測定装置
１１　バイオセンサ
１２　装置本体
１３　挿入口
１４　光源
３３，３７　測定電極
３９　検知電極
４１　吸引路
５０　筐体
５１　カラー液晶ディスプレイ
５２　電源ボタン
５３，５４，５５　操作ボタン
　

Claims (1)

  1. 　バイオセンサが装置本体に着脱可能に設けられた測定装置であって、
    　上記バイオセンサは、生体試料を吸引する吸引路、生体試料の測定対象物質の濃度を測定する測定電極および生体試料の吸引完了を検知する検知電極を備えてなり、
    　上記装置本体は、電源、カラー液晶ディスプレイ、バイオセンサが挿入される挿入口および該挿入口周辺を照明する光源を備えてなり、
    　上記光源は、上記電源がオンにされたときに点灯し、かつ、上記バイオセンサが上記装置本体に装着された後、生体試料を上記バイオセンサの上記検知電極が検知した後に消灯する測定装置。
PCT/JP2014/062086 2013-05-10 2014-05-01 測定装置 Ceased WO2014181753A1 (ja)

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JP2015515860A JP6455425B2 (ja) 2013-05-10 2014-05-01 測定装置
KR1020157023300A KR20160006157A (ko) 2013-05-10 2014-05-01 측정장치

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JP2013-099998 2013-05-10

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PCT/JP2014/062086 Ceased WO2014181753A1 (ja) 2013-05-10 2014-05-01 測定装置

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