(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被分析物を含有する液体サンプルに、励起電圧を印加し、
複数の時点で前記励起電圧と関連する複数の第１電流値を測定するステップ(210)を含む被分析物の濃度を測定する方法(200)であって、
第１時間セグメント中に測定した前記複数の第１電流値を第１目標範囲と関連する電流値範囲と比較するステップと、
前記複数の第１電流値が前記第１目標範囲と関連する電流値範囲内にあるときは、未来時点での第１予測電流値及び第１較正曲線に基づいて被分析物濃度を決定し、かつ、前記第１予測電流値は、前記複数の第１電流値に基づいて推定された電流減衰曲線を用いて決定される、ステップと、
前記複数の第１電流値が前記第１目標範囲と関連する電流値範囲外にあるときは、前記第１予測電流値とは異なる未来時点での第２予測電流値と、第２較正曲線とに基づいて被分析物濃度を決定するステップと、
を含んで構成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記複数の第１電流値が前記第１目標範囲と関連する電流値範囲外にあるときは、第２時間セグメント中に測定された複数の第２電流値を第２目標範囲と関連する電流値範囲と比較するステップと、
前記複数の第２電流値が前記第２目標範囲と関連する電流値範囲内であるときは、前記第２予測電流値及び前記第２較正曲線に基づいて被分析物濃度を決定し、かつ、前記第２予測電流値は、前記複数の第２電流値に基づいて推定された電流減衰曲線を用いて決定される、ステップ（250）と、
前記複数の第２電流値が前記第２目標範囲と関連する電流値範囲外にあるときは、前記第１予測電流値及び前記第２予測電流値とは異なる未来時点での第３予測電流値と、第３較正曲線とに基づいて被分析物濃度を決定するステップ（270）と、
をさらに含んで構成される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の第２電流値が前記第２目標範囲と関連する電流値範囲外にあるときは、第３時間セグメント中に測定された複数の第３電流値を第３目標範囲と関連する電流値範囲と比較するステップ（260）と、
前記複数の第３電流値が前記第３目標範囲と関連する電流値範囲内であるときは、前記第３予測電流値及び前記第３較正曲線に基づいて被分析物濃度を決定し、かつ、前記第３予測電流値は、前記複数の第３電流値に基づいて推定された電流減衰曲線を用いて決定される、ステップ（270）と、
前記複数の第３電流値が前記第３目標範囲と関連する電流値範囲外にあるときは、第４時間セグメント中に測定された複数の第４電流値を第４目標範囲と関連する電流値範囲と比較し、前記第１予測電流値，前記第２予測電流値及び前記第３予測電流値とは異なる未来時点での第４予測電流値と、第４較正曲線とに基づいて被分析物濃度を決定するステップと、
をさらに含んで構成される、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記液体サンプルは、酵素及びメディエータを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記酵素は、グルコースオキシダーゼ及びグルコースデヒドロゲナーゼの少なくとも１つであり、前記メディエータは、フェリシアン化カリウム及びヘキサアンミンルテニウムの少なくとも１つである請求項４に記載の方法。
【請求項６】
液体サンプル中の被分析物の濃度を測定するシステム（100）であって、
前記被分析物を含有する液体サンプルに励起電圧を印加するよう形成された１組の電極（22,24）と、
プロセッサと、
を含んで構成され、
前記プロセッサは、
複数の時点で前記励起電圧と関連する複数の第１電流値を測定し（210）、
第１時間セグメント中に測定した前記複数の第１電流値を第１目標範囲と関連する電流値範囲と比較し（220）、
前記複数の第１電流値が前記第１目標範囲と関連する電流値範囲内にあるときは、未来時点での第１予測電流値及び第１較正曲線に基づいて被分析物濃度を決定し、かつ、前記第１予測電流値は、前記複数の第１電流値に基づいて推定された電流減衰曲線を用いて決定され（230）、
一方、前記複数の第１電流値が前記第１目標範囲と関連する電流値範囲外にあるときは、前記第１予測電流値とは異なる未来時点での第２予測電流値と、第２較正曲線とに基づいて被分析物濃度を決定する（250,270）
ように構成される、
システム。
【請求項７】
前記プロセッサは、さらに、
前記複数の第１電流値が前記第１目標範囲と関連する電流値範囲外にあるときは、第２時間セグメント中に測定された複数の第２電流値を第２目標範囲と関連する電流値範囲と比較し（240）、
前記複数の第２電流値が前記第２目標範囲と関連する電流値範囲内であるときは、前記第２予測電流値及び前記第２較正曲線に基づいて被分析物濃度を決定し、かつ、前記第２予測電流値は、前記複数の第２電流値に基づいて推定された電流減衰曲線を用いて決定し、
前記複数の第２電流値が前記第２目標範囲と関連する電流値範囲外にあるときは、前記第１予測電流値及び前記第２予測電流値とは異なる未来時点での第３予測電流値と、第３較正曲線とに基づいて被分析物濃度を決定する
ように構成される、
請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサは、さらに、
前記複数の第２電流値が前記第２目標範囲と関連する電流値範囲外にあるときは、第３時間セグメント中に測定された複数の第３電流値を第３目標範囲と関連する電流値範囲と比較し、
前記複数の第３電流値が前記第３目標範囲と関連する電流値範囲内であるときは、前記第３予測電流値及び前記第３較正曲線に基づいて被分析物濃度を決定し、かつ、前記第３予測電流値は、前記複数の第３電流値に基づいて推定された電流減衰曲線を用いて決定し、
前記複数の第３電流値が前記第３目標範囲と関連する電流値範囲外にあるときは、第４時間セグメント中に測定された複数の第４電流値を第４目標範囲と関連する電流値範囲と比較し、前記第１予測電流値，前記第２予測電流値及び前記第３予測電流値とは異なる未来時点での第４予測電流値と、第４較正曲線とに基づいて被分析物濃度を決定する
ように構成される、
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記液体サンプルは、酵素及びメディエータを含む請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記酵素は、グルコースオキシダーゼ及びグルコースデヒドロゲナーゼの少なくとも１つであり、前記メディエータは、フェリシアン化カリウム及びヘキサアンミンルテニウムの少なくとも１つである請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１、第２及び第３較正曲線は、異なるヘマトクリット濃度に関連する請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記異なるヘマクトリット濃度は、高濃度、中濃度、及び低濃度の少なくとも２つを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１、第２及び第３較正曲線は、異なるヘマトクリット濃度に関連する請求項７に記載のシステム。
【請求項１４】
前記異なるヘマクトリット濃度は、高濃度、中濃度、及び低濃度の少なくとも２つを含む請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００７年７月２６日に出願された米国仮出願第６０／９５２，０７６号を優先的に主張し、その全ての内容は参照によって本明細書の開示に含まれるものである。
【０００２】
本発明は、溶液中の被分析物の濃度を測定する診断検査システム、詳細には、時間分解電流測定法を用いて被分析物の濃度を測定するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書の開示は、血液など体液中の被分析物を測定するバイオセンサシステムに関する。本システムは、広範囲な被分析物濃度にわたって改良された方法で被分析物濃度を測定するためのプロセス及びシステムを含む。
【０００４】
液体サンプル中の物質の存在を検出または測定するため、電気化学センサが長期にわたって使用されている。電気化学センサは少なくとも電子移動剤（「電子メディエータ」とも称される）及び分析用特定バイオ−触媒蛋白質（例えば、特定の酵素）と、１以上の電極と、を含む。この種のセンサは、電子メディエータ及び電極表面間の電子移動剤と、電気化学的酸化還元反応の測定による機能と、に依存している。電気化学バイオセンサシステムまたは装置を使用するとき、電子移動反応が、液体サンプル内で測定された被分析物濃度に関連する電気信号を介してモニターされる。
【０００５】
血液あるいは血液由来生成物、涙、尿、唾液等の体液中の被分析物を検出するため、この種の電気化学センサの使用が重要になってきており、人によっては健康を維持するために不可欠な場合もある。医療分野において、例えば、糖尿病患者などの人々は、体液内の特定成分を監視する必要がある。複数のシステムでは、人々が血液、尿又は唾液等の体液を検査して、例えば、コレステロール、タンパク質、又はグルコース等、特定液体成分のレベルを適宜監視することが可能である。糖尿病、すなわち、インシュリンの生成が不十分なために適正に糖分を消化できない膵臓疾患を患っている患者は、血糖値を日常的に注意深く監視する必要がある。糖尿病を患う人々にとっては、血糖の定期的な検査及び管理により、目，神経、及び腎臓に深刻な損傷を与える危険性を低減することができる。
【０００６】
複数のシステムで、人々は自分の血糖値を適宜監視することができる。この種のシステムでは、通常は、ユーザーが血液サンプルを充填するテストストリップと、該テストストリップを解読して前記血液サンプル中の血糖値を測定する測定器と、を含む。例示的な電気化学バイオセンサは、米国特許第６，７４３，６３５（‘６３５特許）に開示されており、これには、血液サンプル中の血糖値を測定する電気化学バイオセンサが示されている。この電気化学バイオセンサは、テストストリップと測定器とを含んで構成される。該テストストリップは、サンプル室、作用電極、対電極及び充填検出電極を含む。試薬層は、前記サンプル室に配設される。試薬層は、グルコースオキシダーゼ（glucose oxidase ）、グルコースデヒドロゲナーゼ（glucose dehydrogenase ）などのグルコースに特異的な酵素（enzyme）、及びフェリシアン化カリウム（potassium ）又はヘキサアンミンルテニウム（ruthenium hexamine）などのメディエータ（mediator）を含んでいる。ユーザーが、テストストリップのサンプル室に血液サンプルを充填すると、試薬が血液サンプル中のグルコースと反応し、測定器が電極に電圧を印加して酸化還元反応を引き起こす。測定器は、作用電極と対電極との間に流れる派生電流を測定し、該電流測定値に基づいて血糖値を算出する。
【０００７】
時には、測定に不都合に作用して誤った検出信号の原因となる特定の血液成分が存在することによって電気化学バイオセンサは、悪影響を受けることがある。この誤りによってグルコースの測定値に誤差を生じ、その結果、例えば、患者が潜在的に危険な血糖値に気づかないままでいることにもなりかねない。一例として、特定の血中ヘマトクリット濃度（すなわち、血液量中の赤血球で占められるパーセンテージ）は、被分析物濃度の測定結果に悪影響を与えることがある。別の例では、被分析物濃度の決定に間違って作用しかねない血液粘性、細胞融解、荷電種の濃度、ＰＨ、その他の各種成分を含むことがある。例えば、特定の条件下では、温度が被分析物の読取及び算出に影響することもある。
【０００８】
使い捨ての電気化学テストストリップで測定されたグルコース測定値のバラツキによって、血液中の赤血球量にバラツキを生じる。通常、ヘマトクリット値が高い時には負バイアス（すなわち、低めに算出される被分析物濃度）が観察され、一方、ヘマトクリット値が低いときには正バイアス（すなわち、高めに算出される被分析物濃度）が観察される。例えばヘマトクリット値が高い時には、化学反応体を溶媒和し、メディエータの拡散を遅らせるプラズマ量が減少するため、赤血球が酵素と電気化学メディエータの反応を妨げ、化学分解率を減少させる。これらの要因によって、前記電気化学過程中に生じる電流が減少するためグルコース測定値が予想より減少する。反対に、ヘマトクリット値が低い時には、低い赤血球量により電気化学反応に予想以上に影響を及ぼし、高めの電流値が測定される。血液サンプルの抵抗は、またヘマトクリットに依存するためであり、電圧又は電流の測定値に影響を及ぼす。
【０００９】
ヘマトクリットに基づく血糖値のバラツキを低減又は回避するため、幾つかの対策が用いられてきた。例えば、テストストリップは、サンプルから赤血球を除去するためのメッシュを内蔵するように設計され、または、赤血球の濃度を増大して、前記低ヘマトクリット値による濃度測定への影響を弱めるように設定された様々な合成物または製剤を含ませている。他のテストストリップでは、ヘマトクリット値を修正するため、ヘモグロビン濃度を測定するよう形成された溶解試薬及びシステムを含ませている。さらにバイオセンサでは、血液サンプルを光で照射後、光学上の誤差を測定することによってヘマクリット値を測定するか、または、サンプル室充填時間の関数に基づいてヘマトクリット値を測定するように形成されている。これらの方法は、テストストリップのコスト及び複雑さが増す欠点があり、また、不都合なことには、正確なグルコース測定値の測定に要する時間が増大する。
【００１０】
さらに、ヘマトクリット値の影響を受けない周波数で電気化学信号を測定するため交流電流インピーダンス法も開発されてきた。この種の方法では、信号のフィルタリングと分析に必要な高度な測定器の製造費と複雑さが増大する。
てきた。
【００１１】
したがって、被分析物濃度測定するためのシステム及び方法には、電流バイオセンサの欠点を克服し、従来の電気化学バイオセンサの技術を改良することが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明のある実施形態では、１以上の電流減衰曲線を用いて被分析物濃度を測定するための方法及びシステムを目標とする。本発明の別の実施形態では、電流減衰曲線から２以上の時間セグメントを使用する。電流減衰曲線は、液体サンプルを含むバイオセンサに励起電圧を印加した後の測定電流応答の緩やかな減衰を表すことができる。被分析物濃度は類似していても資料マトリクスの異なる（例えば、異なるヘマトクリット値）液体サンプルは、異なった電流減衰曲線を生じる。しかし、これらの電流減衰曲線は、特定の条件下では共通の値に徐々に収束することが判明した。通常、低被分析物濃度を有する液体サンプルは高被分析物濃度を有する液体サンプルより速く収束する。この収束挙動に基づき、適切な時間セグメントと、該選択された時間セグメントに関連する電流減衰曲線と、を同時に選択することによって、被分析物濃度をより高精度に測定することができる。
【００１３】
本発明の原理と一致する一実施形態は、以下に示すような被分析物濃度の決定方法である。このステップは、被分析物を含有する液体サンプルに励起電圧を印加するステップと、複数の時点で該励起電圧と関連する電流を測定するステップと、を含む。この方法にはまた、測定された電流値と較正曲線とに基づいて被分析物濃度の算出が含まれる。ここで、前記較正曲線は複数の較正曲線の中から選択され、各較正曲線は複数の時間セグメントから選択した時間セグメントと関連させることができる。
【００１４】
本発明の別の実施形態は、以下に示すように被分析物濃度決定の別の方法を目標とする。このステップは、被分析物を含有する液体サンプルに励起電圧を印加するステップと、第１時点で該励起電圧と関連する第１電流値を測定するステップと、第２の時点で該励起電圧と関連する第２電流値を測定するステップと、を含む。この方法はまた、未来時点における予測電流値の決定、及び、該予測電流値と較正曲線とに基づいた被分析物濃度の算出をも含む。ここで、該予測電流値は第１及び第２電流値に基づいて推定された電流減衰曲線を用いて決定することができる。また、各較正曲線は複数の較正曲線の中から選択され、各較正曲線は複数の時間セグメントから選択された時間セグメントと関連させることができる。
【００１５】
本発明の更に別の実施形態は、液体サンプル中の被分析物濃度を測定するシステムを目標とする。該システムは、被分析物を含有する液体サンプルに励起電圧を印加するように形成された一対の電極と、複数の時点で励起電圧と関連する電流を測定するように形成されたプロセッサと、を含む。該プロセッサは、複数の時点で励起電圧と関連する電流を測定すると共に、第１の時間セグメントで測定された電流を第１の目標範囲と関連する電流と比較する。第１時間セグメントで測定された第１電流が第１目標範囲内にあれば、システムは該第１の測定電流と第１較正曲線とに基づいて被分析物濃度を決定する。第１の測定電流が前記第１目標範囲外であるときは、システムは第２較正曲線に基づいて被分析物濃度を決定する。
【００１６】
本発明の更に別の実施形態は、液体サンプル中の被分析物濃度を測定する別のシステムを目標とする。該システムは、被分析物を含有する液体サンプルに励起電圧を印加するように形成された一対の電極と、第１時点で励起電圧と関連する第１電流を測定すると共に第２時点で励起電圧と関連する第２電流を測定するように形成されたプロセッサと、を含む。該プロセッサはまた、第１及び第２電流値に基づいて推定された電流減衰曲線を用いて未来時点における予測電流を決定し、該予測電流と較正曲線とに基づいた被分析物濃度を算出するように形成することができる。ここで、前記較正曲線は複数の較正曲線の中から選択され、各較正曲線は複数の時間セグメントから選択した時間セグメントと関連させることができる。
【００１７】
本発明の更に別の実施形態は、コンピュータ可読媒体を目標とする。ここで、該コンピュータ可読媒体は、被分析物を含有する液体サンプルに印加される電流と関連する励起電圧を、複数の時点で測定し、第１時間セグメントで測定した電流値を第１目標範囲と関連する電流値と比較するようにプロセッサを指示する複数の指令を含んで構成される。そして、第１時間セグメントで測定された第１測定電流値が第１目標範囲内にあれば、前記指令は前記プロセッサに該第１測定電流値と電流減衰曲線とに基づいて被分析物濃度を決定させるように指示し、第１測定電流値が前記第１目標範囲外であるときは、前記指令は第２較正曲線に基づいて被分析物濃度を決定するようにプロセッサに指示する。
【００１８】
本発明の更に別の実施形態は、別のコンピュータ可読媒体を目標とする。ここで、該コンピュータ可読媒体は、被分析物を含有する液体サンプルに印加される電流と関連する励起電圧を、第１の時点で測定すると共に、第２時点で励起電圧と関連する第２電流を測定するようにプロセッサを指示する複数の指令を含んで構成される。前記指令はまた、第１及び第２電流値に基づいて推定された電流減衰曲線を用いて未来時点における予測電流値を決定し、予測電流値と較正された曲線に基づいて被分析物濃度を算出するようにプロセッサに指示する。ここで、前記較正曲線は複数の較正曲線の中から選択され、各構成曲線は複数の時間セグメントから選択された時間セグメントと関連させることができる。
【００１９】
本発明の主旨と一致する更なる実施形態は、以下の詳細な説明において説明され、本明細書中で開示された方法の実施、あるいはシステム乃至製品の使用によって明らかにされる。上述した概略説明と後述する詳細な説明は、共に例示的で説明的なものにすぎず、また、特許請求の範囲に記載された本発明を制限するものではないことを理解すべきである。さらに、本発明の精神の範囲から逸脱しない限りにおいて、他の実施形態も利用でき、電気的、論理的及び構造的な変更がなされてもよいことも理解すべきである。
【００２０】
添付図面は、本明細書に包含され、かつ該明細書の一部を構成し、本発明のある実施形態を図示し、その説明と共に本発明の主旨を説明するため提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本開示の一例の実施形態に係る、一例の測定器システムに付随するテストメディアを示す図。
【図１Ｂ】本開示の一例の実施形態に係る、テストメディアと共に使用できる測定器を示す図。
【図１Ｃ】本開示の一例の実施形態に係る、テストメディアと共に使用できる別の測定器を示す図。
【図２Ａ】本開示の一例の実施形態に係るテストストリップの平面図。
【図２Ｂ】図２の２Ｂ−２Ｂ線に沿った断面図。
【図３】本開示の一例の実施形態に係る、被分析物濃度を測定する方法のフローチャート。
【図４】本開示の一例の実施形態に係る、電流−グルコース濃度のグラフ上に複数の較正曲線を示す図。
【図５】本開示の一例の実施形態に係る、電流−時間のグラフ上に複数の電流減衰曲線を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
参照は、本発明の実施形態を詳細に示すものであり、その例が添付図面に示されている。同一又は類似の部分を参照するため、図面全体を通して可能な限り同一の参照番号が使用される。
【００２３】
例示的な実施形態に従って、被分析物濃度を測定する方法が開示されている。多くの業界には、様々な液体中の特定な被分析物の濃度を監視するという実需がある。石油精製業、ワイナリー、及び酪農業は、液体検査を日常行う産業の例である。医療分野において、糖尿病患者などの人々は、例えば、バイオセンサを用いて体液中の被分析物のレベルを監視する必要がある。複数のシステムにより、人々が体液（血液、尿又は唾液等）を検査して、グルコース、コレステロール、ケトン体又は特定のタンパク質等、液体中の特定被分析物のレベルを適宜監視することができる。この種のシステムには、被分析物濃度を測定するように形成された測定器又はユーザーに代表的な情報を表示するディスプレイが含まれる。さらに、この種の測定システムは、液体サンプルの一回使用検査用に形成された使い捨てのテストストリップを組み込むこともできる。
【００２４】
この種の測定システムは広く採用されてきたが、なかには異なる特性の液体分析から生じる不正確な測定値に影響されやすいものもあった。例えば、電気化学技術を用いる血糖モニタリングは、ヘマトクリット又は温度のバラツキに大きく影響されることがある。本方法の場合、従来の電気化学システムのように長時間にわたって最大限の励起電圧を印加するその前に、短時間、僅かの励起電圧をサンプルに印加することによって、好ましくない影響を低減する。励起パルス直後に測定される電流−過渡電流比は、通常ヘマトクリット又は温度のバラツキに依存しないことが知られている。また、この比は、通常被分析物濃度と直線関係を示しており、従って改良された被分析物濃度の測定を可能とする。本開示は、改良された被分析物濃度決定方法及びシステムを提供する。
【００２５】
図１Ａは、本開示の例示的な実施形態に係る診断テストストリップ１０を示す。本開示のテストストリップ１０は、図１Ｂ及び１Ｃに示すように、適応する測定器１００，１０８と共に使用される。該測定器１００，１０８は、テストストリップ１０に充填されたサンプル溶液中に存在する１以上の被分析物の濃度を検出又は測定するように形成されている。図１Ａに示すように、テストストリップ１０は、通常平坦で、長く延びるように設計される。しかし、テストストリップ１０は、例えば、リボン、チューブ，タブ、ディスク、又はその他のいかなる適切な形状のものが備え付けられてもよい。さらに、テストストリップ１０は、電気化学的検査、光化学検査、電気化学発光検査などを含む様々な適切な検査モダリティと共に使用されるように形成することもできる。
【００２６】
テストストリップ１０は、近位端部１２から遠位端部１４へ延びる通常平坦なストリップ状である。本開示の目的上、「遠位」は、正常使用時に、テストストリップの液体源から遠い（つまり測定器に近い）部分を指し、「近位」は、正常使用時に、液体源（例えば、グルコース試験紙では血液滴の付いた指先）に近い部分を指す。実施形態によっては、テストストリップ１０の近位端部１２は、液体サンプル、例えば血液サンプルなどを収めるように形成されたサンプル室５２が含まれる。本明細書におけるサンプル室５２及びテストストリップ１０は、共同所有されている米国特許６，７４３，６３５号に記載された素材及び方法を用いて形成され、その全ての内容は参照によって本開示内容に含まれるものである。
【００２７】
テストストリップ１０は、どのような便利なサイズでもよい。例えば、テストストリップ１０は長さ（つまり、近位端部１２から遠位端部１４までの距離）が約３５ｍｍ、幅が約９ｍｍとしてよい。ユーザーが容易に血液サンプルを充填する開口部を配置しやすくするため、近位端部１２の幅は、遠位端部より狭く形成してもよい。さらに、検査測定器１００，１０８は、テストストリップ１０で作動するように形成し、テストストリップ１０を収容できる寸法としてもよい。
【００２８】
検査測定器１００，１０８は、様々な適切なタイプの検査測定器から選択するようにしてもよい。例えば図１Ｂに示すように、１以上のテストストリップ１０を格納するように形成されたバイアル１０２を含む。検査測定器１００の駆動部品を、測定器キャップ１０４に収めてもよい。測定器キャップ１０４は、電子測定器部品を含んでもよく、検査測定器１００と共にパッケージすることができ、そしてバイアル１０２を閉塞または密封することができる。代替として図１Ｃに示すように、検査測定器１０８が貯蔵バイアルと分離されたモニターユニットを含むようにすることもできる。ある実施形態では、被分析物濃度を測定する開示方法の１以上のステップを実行する１以上の回路、プロセッサ又は他の電子部品を、測定器１００が含むことができる。本開示方法に応じて製造されたテストストリップ１０を用いて診断検査を行えるように、任意の適切な測定器が選択されてもよい。
テストストリップの構成
【００２９】
図２Ａ及び２Ｂは、本開示の例示的な実施形態に係るテストストリップ１０を示す。図２Ｂに示すように、テストストリップ１０は、通常重構造を有している。下層から上方に向けて説明すると、テストストリップ１０は、その全長に沿って延びるベース層１８を含む。ベース層１８は、テストストリップ１０に構造支柱を提供するのに十分な厚さを有する電気絶縁材料によって形成できる。例えば、ベース層１８は、厚さ約０．３５ｍｍのポリエステル素材とすることができる。
【００３０】
図示実施形態によれば、導電層２０をベース層１８上に配置できる。導電層２０は、近位端部１２付近のベース層１８上に配設される複数の電極、遠位端部１４付近のベース層１８に配設された複数の電気接点、及び、前記電極を前記電気接点に電気的に接続する複数の導電領域を含む。図２Ａに描かれた図示実施形態において、複数の電極は、作用電極２２、対電極２４、及び一対の充填検出電極２８，３０を含む。後に詳述するように、用語「作用電極」は、電気化学的な酸化反応又は還元反応を生じる電極を指し、例えば、通常電子メディエータである被分析物が該電極において酸化又は還元される。「対電極」は、作用電極２２と対になっている電極を指す。
【００３１】
これに応じて、遠位端部１４側の電気接点は、作用電極接点３２、遠位電極接点３４、及び充填検出電極接点３６，３８を含んでもよい。導電領域は、作用電極３２を作用電極接点３２に電気的に接続する作用導電領域４０、対電極２４を対電極接点３６に電気的に接続する対電極導電領域４２、及び、充填検出電極２８，３０を充填検出電極接点３６，３８に電気的に接続する充填検出電極導電領域４４，４６を含むことができる。さらに、図示の実施形態には、遠位端部１４付近のベース層１８上に配設されたオートＯＮ導体４８を含む導電層２０が記載されている。
【００３２】
オートＯＮ導体４８に加え、本開示は、引掻き又は擦りへの耐性を有した遠位端部１４付近の電気接点を含むテストストリップ１０を提供する。かかるテストストリップ１０は、導電性又は半導電性材料の２以上の層で形成された導電性電気接点を含んでよい。さらに、引掻き又は擦りへの耐性を有する電気接点に関する情報は、その全ての内容が参照によって本開示に含まれる共同所有されている米国特許１１／４５８，２９８号に記載されている。
【００３３】
テストストリップ１０の次の層は、導電層２０上に配設された誘電体スペーサ層６４とすることができる。誘電体スペーサ層６４は、ポリエステル等の電気絶縁材からなり、厚さが約０．１００ｍｍであって、作用電極２２、対電極２４、充填検出電極２８，３０、及び導電領域４０〜４６の部分を覆うが、図示の本実施形態では、電気接点３２〜３８又はオートＯＮ導電体４８は覆わない。例えば、誘電体スペーサ層６４は、導電層２０の略全領域、すなわち、近位端部１２から延びるサンプル室５２を除き、接点３２及び３４の直近位から近位端部１２の末端に至るまでの全領域を覆うことができる。このようにして、サンプル室５２は、作用電極２２の露出部分５４、対電極２４の露出部分５６、及び充填検出電極２８，３０の露出部分６０，６２を、規定することができる。
【００３４】
ある実施形態では、サンプル室５２は、テストストリップ１０の近位端部１２に第１開口６８と、サンプル室５２換気用の第２開口８６とを含んでよい。更に、サンプル室５２は、毛細管現象によって、血液サンプルを第１開口を介して引き込み、サンプル室内に保持することができる寸法又は構成にしてよい。例えば、サンプル室５２は、約１マイクロリットル以下を充填できる寸法に形成できる。例えば、まずサンプル室５２は、長さ（つまり、近位端部１２から遠位端部７０までの距離）が約０，１４０インチ、幅が約０．０６０インチ、及び高さ（実質的に、誘電スペーサ層６４の厚さによって規定できる）が約０．００５インチとしてよい。しかし、他の寸法を用いることもできる。
【００３５】
近位端部７４と遠位端部７６とを有するカバー７２を、接着層７８を介して誘電スペーサ層６４に貼着してもよい。カバー７２は、ポリエステル等の電気絶縁材からなり、厚さを約０．１ｍｍとしてもよい。さらに、カバー７２を透明体としてもよい。接着層７８は、ポリアクリル酸その他の接着剤を含み、約０．０１３ｍｍの厚さとしてもよい。接着層７８の絶縁部８４は、サンプル室５２の遠位端部７０から開口８６まで延び、その開口８６は、サンプル室５２に通気孔を設け、液体サンプルがサンプル室５２内に入れるように形成され得る。代替として、カバー７２が、サンプル室５２を換気するように形成された穴（図示しない）を含んでもよい。各種素材、表面被膜（例えば、親水性又は撥水性の）、その他近位端部１２の凹凸構造を、適切なサンプル貯蔵器を形成するために使用することも、考慮される。
【００３６】
図２Ｂに示すように、試薬層９０をサンプル室５２に配設してもよい。ある実施形態では、試薬層９０は血液サンプル中のグルコース濃度を電気化学的に決定できるように１以上の化学成分を含むことも可能である。試薬層９０は、グルコースオキシダーゼ（glucose oxidase ）又はグルコースデヒドロゲナーゼ（glucose dehydrogenase ）などグルコースに対して特質的な酵素（enzyme）、及びフェリシアン化カリウム（potassium ferricyanide）又はヘキサアンミンルテニウム（ruthenium hexamine）などのメディエータ（mediator）を含んでもよい。別の実施形態においては、血液その他の体液に含まれるグルコース及び他の被分析物の検出を容易にするために、他の試薬又は他のメディエータを使用してもよい。さらに、試薬９０は、緩衝剤（例えば、リン酸カリウム）、高分子接着剤（例えば、ヒドロキシプロピル・メチルセルロース、アルギン酸塩ナトリウム、微結晶性セルロース、ポリエチレン・オキシド、ヒドロキシエチル・セルロース、又はポリビニル・アルコール）、及び界面活性剤（例えば、トリトンＸ−１００、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ４８５）を含んでもよい。例えば、例示的な処方設計では、ｐＨ６．７５〜７．５０で５０〜２５０ｍＭのリン酸カリウム、１５０〜１９０ｍＭのルテニウムヘキサミン、３５００〜５０００Ｕ／ｍＭのＰＱＱ−依存性グルコース脱水素酵素、０．０２５〜０．２０％のポリエチレン・オキシド、２５０Ｍの０．０２５〜０．２０％のＮＡＴＲＯＳＯＬ（ヒドロキシエチル・セルロース）、０．６７５〜２．５％のＡｖｉｃｅｌ（微結晶性セルロース）、０．０５〜０．０２５％のＴｒｉｔｏｎＸ−１００（界面活性剤）及び２．５〜５．０％のトレハロースを含有する。
【００３７】
ある実施形態のように、被分析物測定の好ましくない偏向を少なくとも部分的に低減するため、様々な成分を試薬層９０に添加してもよい。例えば、各種のポリマー、微粒子、又は合成物を試薬層９０に添加して細胞移動を低減させ、その結果、電気化学反応に基づく測定の精度を高めるようにしてもよい。また、１以上の導電成分を表面層（図示しない）に被膜して、１以上の導電成分上への細胞移動が少なくとも部分的に抑制されるようにしてもよい。これら及び公知の技術を使用して、好ましくない偏向を低減させてもよい。
【００３８】
図２Ａ及び２Ｂは、テストストリップ１０の図示実施形態を示すが、他の形態、化学成分及び電極配置としてもよい。例えば、充填検出電極３０は、既述したように、充填検出機能を実施するため作用電極２２と共に機能させることができる。テストストリップ１０上の電極の他の形態は、例えば、単一の充填検出電極、Ｙ軸（図２Ａに示すようにＸ軸と逆向き）上に配列された複数の充填検出電極、又は複数の作用電極などとすることも可能である。
【００３９】
ある実施形態のように、作用電極２２と対電極２４との間隔をさらにあけてもよい。例えばこれらの電極対を５００ｍｍ〜１０００ｍｍの間隔をあけて、これにより、電極対から得られた２パルス測定値に対し、ヘマトクリット，温度又はその他の要因による影響を修正するために最適化してもよい。
テストストリップ及び測定器の作動
【００４０】
既述したように、テストストリップ１０は、測定器１００又はテストストリップ１０と接触する溶液に含まれる被分析物の濃度を測定するように形成された類似した装置の中に、配設するように形成することができる。測定器１００は、電子技術に基づいて被分析物濃度を測定する様々な作業を実施するように形成された電気部品，回路，又はプロセッサを含んでよい。例えば、測定器１００及び付随するテストストリップ１０などの測定システムは、血液サンプルのグルコース濃度を測定するように形成してよい。ある実施形態では、本開示のシステム及び方法によって、血液成分、ヘマトクリットレベル、及び温度に通常、影響を受けることのない血糖値を測定することができる。
【００４１】
運転に際し、バッテリ駆動される測定器１００は、未使用時には低電力スリープモードに保持されていてもよい。テストストリップ１０が測定器１００に挿入されると、テストストリップ１０の遠位端部１４の１以上の電気接点は、測定器１００の１以上の対応する電気接点と電気的な接続を形成する。これらの電気接点は、測定器１００の電気接点とブリッジ接続し、一部の電気接点の部分を介して電流の流れを生じさせるようにしてもよい。このような電流フローにより、測定器１００が起動し、アクティブモードに入る。
【００４２】
測定器１００はまた、遠位端部１４の電気接点によって提供されたコード情報を読み取ることができる。特に、電気接点は、米国特許１１／４５８，２９８号に記載されたように、情報を記憶するように形成できる。
特に、個々のテストストリップ１０は、複数のテストストリップと関連するデータ、又は特にその個別のテストストリップのデータを含む組み込みコードを含んでよい。前記組み込み情報は、測定器に解読可能なデータを示す。例えば、測定器１００に使用されるマイクロプロセッサは、個別のテストストリップ１０又は製造ロットテストストリップ１０に特有な格納較正パラメータの特定のセットにアクセスし、使用するようにしてもよい。個別のテストストリップ１０は、基準溶液を用いて較正を行い、関連する較正データを、製造されたテストストリップ１０の同一又は類似ロットのテストストリップ１０に適用することができる。
【００４３】
ある実施形態のように、「ロットに固有の」較正情報をストリップのバイアルに付属するコードチップにコード化するか、または、テストストリップ１０の共通のロットにおいて製造された１以上のテストストリップ１０上に直接符号化することができる。ロット較正は、テストストリップ１０又は測定器１００の較正に適した全てのプロセスを含むことができる。例えば、較正は、工場において、ある製造ロットからの１以上のテストストリップ１０に基準溶液を充填することを含んでもよい。この場合基準溶液は、既知のグルコース濃度、ヘマトクリット、温度、又は溶液と関連するその他のあらゆる適当なパラメータを持つ溶液としてよい。基準溶液の充填後、後述するように１以上のパルスをテストストリップ１０に付与することができる。較正データは、患者の使用中に、基準溶液と関連する１以上のパラメータを用いて測定器１００によって測定される、様々な測定値を相互に関連付けを行って決定されてもよい。例えば、測定電流値をグルコース濃度と関連づけるか、又は、電圧をヘマトクリット値と関連づけてもよい。かかる較正データは、テストストリップの性能によってロット毎にばらつくが、テストストリップ１０に又は測定器１００に記憶し、そして被分析物サンプルの被分析物濃度を測定するために、使用すればよい。
【００４４】
テストストリップ１０は、製造工程中の任意の適切な段階で検査することができる。また、検査カード（図示しない）も、製造工程中の任意の適切な段階で検査することができ、これは、共同所有されている米国特許１１／５０４，７１０号に記載されているとおりであり、その全ての内容は参照によって本発明の開示内容に含まれるものである。かかるテストストリップ１０又はテストカードの検査により、製造工程中の任意の適切な段階で、較正データの決定、又は符号化が可能である。例えば、本開示の方法に関連する較正データを、製造工程中に符号化することができる。
【００４５】
作動中、測定器１００は、実施される特定の検査を特定するか、又は適正な運転状態の確証を与えるように形成してよい。被分析物検査用又は他の適当な検査用のストリップロットに関する較正データもまた、上述したように別の方法で符号化するか示すようにしてもよい。例えば、測定器１００は、特定コード情報に基づいて、挿入されたストリップが、テストストリップであるか、チェックストリップ(図示しない)であるかを区別することもできる。
【００４６】
測定器１００がテストストリップ１０１を検出したときは、テストストリップシーケンスを行えばよい。テストストリップシーケンスは、テストストリップ１０の１以上の部品の適正な機能を確認する。例えば、測定器１００は、どの電極間にも低インピーダンス路が存在しないことを確かめることによって、作用電極２２、対電極２４、及び充填検出電極が含まれる場合は該充填検出電極の機能をも確認する。電極を確認すると、測定器１００は、サンプルをテストストリップに充填する旨を、ユーザーに指示する。
【００４７】
測定器がチェックストリップを検出したときは、チェックストリップシーケンスを行えばよい。このシステムは、計器が電気的に較正され、正しく機能することを確認するように形成されたチェックストリップを含んでよい。ユーザーは、チェックストリップを測定器１００に挿入してよい。次いで測定器１００は、チェックストリップから信号を受け、測定器１００が許容範囲内で作動しているかを決定できる。
【００４８】
別の実施形態では、テストストリップ１０又は測定器１００は、対照溶液とも称される基準溶液に基づいて較正処理を行うように形成される。該対照溶液は、測定器１００の１以上の機能を定期的に検査するために用いられる。例えば、対照溶液は、既知の電気的特性を有した溶液を含み、該溶液の電気的測定が測定器１００によって行われる。対照溶液の存在を検出する際、測定器１００は、測定の完全性を確かめるため、テストストリップ１０の機能性の作動点検を行うことができる。例えば、測定器１００が適正な精度で機能していることを確認するため、測定器１００からの読出し値を対照溶液の既知の血糖値と比較してよい。さらに、対照溶液の測定に関するあらゆるデータが、グルコース測定値に関するあらゆるデータとは別に測定器１００を用いて処理、記憶、又は表示される。かかる対照溶液に関する異なる処理により、測定器１００又はユーザーは、グルコース測定値をいかなる数学的分析を行う際にも、グルコース測定値を区別でき、あるいは、あらゆる対照測定値を排除することができる。
被分析物濃度の決定
【００４９】
測定器１００は、テストストリップ１０に接触する溶液に含まれる被分析物濃度を測定するため、テストストリップ１０に信号を与えるように形成されている。場合によっては、この信号は、テストストリップ１０のサンプル室５２に十分な量の液体サンプルが充填されていることを判定した後に与えられる。液が十分にあることを判定するため、測定器１００は、例えば充填検出電極など適切に形成された電極間に検出電圧を印加することができる。検出電圧は充填検出電極間の電流フローを検出することによって、サンプル室５２内に十分な量の液体（例えば血液）があることを検出することができる。さらに、液体サンプルが試薬層９０を横切って試薬層９０内の化学成分と混合したことを検出するため、測定器１００が１以上の充填検出電極に充填検出電圧を印加して、派生電流を検出してもよい。派生電流が所定時間内に十分なレベルに達すると、測定器１００はユーザーに、十分な量のサンプルが存在していることを表示することができる。測定器１００はまた、血液サンプルが試薬層９０と反応できるように初めに血液サンプルを検出した後、所定期間待つようにプログラムすることができる。あるいは、測定器１００が直ちに、順番に読取を開始するように形成することもできる。
【００５０】
測定器１００は、様々な信号をテストストリップ１０に与えるように形成され得る。例えば、液体測定シーケンスの一例では電流測定を含み得るが、ここではテストストリップ１０の作用電極２２と対電極２４との間に分析電圧が印加される。分析電圧の大きさは、あらゆる適切な電圧を含み、試薬層９０の成分の酸化還元電位にほぼ等しい。励起電圧とも称される分析電圧を印加した後に、測定器１００は、作用電極２２と対電極２４間の１以上の電流値を測定するように形成されることも可能である。かかる測定電流値は、例えば、血液サンプル中の被分析物濃度と数学的に関連させてもよい。
【００５１】
例えば、試薬層９０の１以上の成分が血液サンプル中のグルコースと反応することによって、グルコース濃度を電気化学的技術を用いて決定されてもよい。試薬層９０の適切な酵素（例えば、グルコースオキシダーゼ又はグルコースデヒドロゲナーゼ）は血糖と反応可能である。グルコースは酸化してグルコン酸を形成し、次に、例えばフェリシアン化カリウム、又はヘキサアンミンルテニウムなどの適切なメディエータを還元する。作用電極２２に印加された電圧は、フェロシアン化物を酸化してフェリシアン化物を生成し、その結果、血液サンプル中のグルコース濃度に比例する電流が発生する。
【００５２】
既述したように、バイオセンサを用いる被分析物濃度の測定では、様々な血液成分の好ましくない影響によって精度が低下することがある。例えば、血液中のヘマトクリット値（すなわち、赤血球の占める血液中パーセンテージ）は、被分析物濃度の測定を誤まった方向に作用する。被分析物濃度の決定に関連するあらゆる精度低下を低減するために、複数の較正情報群を用いると効果的である。かかる複数の較正情報により、ヘマトクリット及びその他の被分析物濃度の決定に悪影響を与える要因による誤差を低減することができる。
【００５３】
ある実施形態では、テストストリップ１０と接触する液体サンプルに励起電圧を印加してよい。印加電位には、例えば、定電圧、可変電圧又はパルス列電圧信号などのあらゆる適切な電圧信号が含まれる。次いで、既述したように、測定器１００が励起電圧と関連する電流を測定する。
【００５４】
ある実施形態では、電流は１以上の時点で測定される。時点には、励起電圧の印加後の離散時間が含まれる。例えば、０．１秒の第１時点で第１電流が測定され、第２時点で第２電流が測定される。第１時点は、励起電圧印加後０．１秒で生じ、第２時点は、励起電圧印加後０．２秒で生じる。励起電圧の印加後複数の時点で、複数の電流値が測定されるケースもある。
【００５５】
時点には、不規則な、又は規則的な期間も含まれ、また、あらゆる適切なサンプリングレートが含まれる。例えば、サンプリングレートは１０Ｈｚであり得、また、他の実施形態では、サンプリングレートは０．１Ｈｚ，１Ｈｚ，１００Ｈｚ又は１０００Ｈｚであり得る。他の実施形態では、時点は非定常サンプリングレートでありえる。例えば、時点は、増大するサンプリングレート、減少するサンプリングレート又は一定でないサンプリングレートでサンプリングすることも可能である。
【００５６】
ある実施形態では、電流値は、複数の時間セグメントにわたって測定されるが、この場合時間セグメントには、一連の時点群が含まれ、また、一連の時点群にわたり得る。例えば、第１時間セグメントには、４秒までの任意の時点群が含まれ、第２時間セグメントには、４秒〜６秒の間の任意の時点群が含まれる。第１時間セグメントで測定される電流値には、０．１秒，０．２秒，１．６秒，２．０秒，３．４秒，又は３．９９秒、あるいは他の適切な時間で測定された１以上の電流値が含まれる。第２時間セグメントで測定される電流値には、４．２秒，４．６３秒，５．０秒，又は５．９７秒、あるいは他の適切な時間で測定された１以上の電流値が含まれる。
【００５７】
次いで、これら異なる時間セグメント内で測定された１以上の電流値を、異なる時間セグメントと関連する較正情報に基づいて、被分析物濃度を測定するために用いることができる。例えば、低被分析物濃度は、第１時間セグメントなどの早期の時間セグメントにおいて、低被分析物濃度と関連する較正情報に基づいて決定される。反対に、高被分析物濃度は、第２時間セグメントなどのより遅い時間セグメントにおいて、高被分析物濃度と関連する較正情報に基づいて決定される。
【００５８】
その他様々な較正情報を、他の時間セグメントと関連させることもできる。例えば、ある実施形態のように、較正情報を較正曲線によって記されるが、ここでは各時間セグメントを特定の較正曲線と関連させることもできる。測定した電流値が第１時間セグメントと関連する場合には、第１時間セグメントと関連する第１較正曲線によって、被分析物濃度を決定するようにしてもよい。あるいは、測定した電流値が第２時間セグメントと関連する場合には、第２時間セグメントと関連する第２較正曲線によって、被分析物濃度を決定するようにしてもよい。ある実施形態では、３，４、又はそれ以上の較正曲線が被分析物濃度の決定に用いられ、各較正曲線は対応する数の時間セグメントと関連させている。他の実施形態では、１以上の時間セグメントの範囲がオーバーラップしている。例えば、第１時間セグメントを０〜４秒とし、第２時間セグメントを３秒〜６秒としてよい。
【００５９】
本明細書に開示された例示的な実施形態では、複数の較正情報群を用いることによって、従来の技術を用いて得られるよりも、より広範囲にわたる精度の一層高い被分析物濃度の測定が可能となる。特に、異なる較正曲線は、被分析物濃度の異なる範囲と関連する。複数の較正曲線を採用する技術を用いることにより、ヘマトクリット，温度，血液成分、及びその他の血糖濃度の決定に悪影響を与える要因が及ぼす影響を低減することができる。例えば、バイオセンサを用いる血糖値の監視の精又は正確さは、本開示の方法又はシステムを用いることによって改善される。次に、本発明の２つの実施形態を詳細に説明する。
【００６０】
１つ目の例示的な実施形態は、測定した電流値と、複数の較正曲線から動的に選択された１つの較正曲線と、に基づく被分析物濃度の算出を含む方法である。単一の較正曲線が１つの時間セグメントと関連が可能となるように、複数の較正曲線は複数の時間セグメントと関連する。例えば、第１時間セグメント内の時点では、第１時間セグメント較正曲線と関連するパラメータを用いて被分析物濃度を算出することができる。算出した被分析物濃度が第１時間セグメントと関連する所定の濃度範囲内にあれば、電流測定を停止し、被分析物濃度を決定して、その結果が表示される。算出した被分析物濃度が前記所定範囲から外れているときは、第２時間セグメント内の時点まで電流測定を続ければよい。第２時間セグメント内の時点では、第２較正曲線と関連するパラメータを用いて被分析物濃度を算出すればよい。算出した被分析物濃度が第２時間セグメントと関連する所定濃度範囲内にあれば、電流測定を停止し、被分析物濃度を決定して、その結果が表示される。そうでない場合は、第３時間セグメント内の他の時点まで電流測定を続ければよい。かかる処理は、必要があれば全測定領域がカバーされるように繰り返せる。この方法により、時間又は時間に関連する情報に基づいて適切な較正曲線を選択することができる。かかる動的な選択処理は、電流値、関連する被分析物濃度、又は被分析物濃度を決定するため用いられる電気化学的技術と関連する他のパラメータの範囲にも適用できる。
【００６１】
図３は、本開示の例示的な実施形態に応じて、被分析物濃度の決定方法２００を示す。既述したように、励起電圧は、テストストリップ１０内に含まれる液体サンプルに印加することができる。測定器１００は、複数の時点で関連する電流を測定するように形成され得るが、この場合、該測定した電流が電極２２，２４間の励起電圧の印加によって生じるようにすればよい。次に、測定器１００は、様々な時間セグメントと関連する複数の較正情報に基づいて血糖値を決定してよい。
【００６２】
ある実施形態においては、方法２００は、複数時点における電流値の測定を含むことが可能である（ステップ２１０）。各測定電流値は、既述のように、例えば０．１秒，又は０．２秒など、特定時点と関連する。これら電流値は、測定器１００の様々な回路又はプロセッサによって求められたときに、メモリに記憶され得る。幾つかのプロセッサは、１以上の測定された電流値を少なくとも一時的に記憶できる内部メモリを含んでよい。他の処理は、１以上の測定された電流値を少なくとも一時的に記憶するように形成された1以上のメモリシステムと相互通信するようにしてもよい。様々な記憶システムは、測定器１００、テストストリップ１０、又は後発品の中に配置してよい。
【００６３】
励起電圧の印加及び電流の測定に続いて、測定された電流値と適切な較正曲線に基づいて被分析物濃度を決定してよい。特に、励起電圧印加後の時点で、電流測定値が得られる。次に、この電流測定値を、既知の被分析物濃度と関連する電流値と比較できる。電流値がほぼ等しいときは、未知の被分析物濃度が既知の被分析物濃度とがほぼ等しいということである。次に、被分析物濃度の実際値を、既知の被分析物濃度と関連する較正曲線に基づいて決定することができる。
【００６４】
既知の被分析物濃度は、既知の電流値及び特定の時間セグメントに関連させることができる。上述したように、概して、より低い被分析物濃度は、早期の時間セグメントと関連し、より高い被分析物濃度は後期の時間セグメントと関連する。これら様々な較正曲線、既知の電流値、時間セグメント及び他のデータは、実験的に決定でき、また、テストストリップ及び測定器のデザイン、製造状態、液体の種類、動作状態、等に応じて変化してもよい。
【００６５】
ある実施形態では、測定電流値は、被分析物濃度の目標範囲と比較が可能である。該目標範囲は、被分析物濃度の既知範囲を含んでよい。例えば、４つの目標範囲は、グルコース濃度の範囲を包含してよい。第１目標範囲は約１０〜約５０MG/DL、第２目標範囲を約５０〜約１５０MG/DL、第３目標範囲は約１５０〜約３５０MG/DL、そして第４目標範囲は約３５０〜約６００MG/DLであってよい。他のあらゆる目標範囲数又は目標範囲値も使用可能である。
【００６６】
初期ステップとしては、測定電流値を第１目標範囲など第１時間セグメントと関連する電流値と比較してもよい（ステップ２２０）。例えば、測定電流値が第１目標範囲と関連する電流値の範囲内にあれば、第１較正曲線に基づいて被分析物濃度を決定してよい（ステップ２３０）。あるいは、測定電流値が第１目標範囲と関連する電流値の範囲から外れていれば、被分析物濃度を別の較正曲線に基づいて決定してもよい。
【００６７】
第１較正曲線は、第１時間セグメントと関連するあらゆる適切な較正情報を含んでよい。例えば、第１較正曲線は低レベルと高レベルの被分析物濃度の中間値に対応させてよい。かかる関連性により、濃度に依存する較正情報を用いることができる。例えば、１組の較正情報はより低い被分析物濃度用に、一方別の組の較正情報はより高い被分析物濃度用に用いられる。ある実施形態では、２，３，４あるいは、それ以上の異なる較正曲線を、被分析物濃度の範囲に対応させて用いることができる。
【００６８】
各較正曲線は、「較正範囲」と称される被分析物濃度の範囲と関連する実験に基づくデータを含んでよい。ある実施形態では、較正範囲は対応する目標範囲と異なってもよい。に対応して異なるようにしてもよい。例えば、第１目標範囲を約１０〜約５０MG/DLに対し、第１較正範囲を約０〜約７５MG/DLとしてよい。対応する目標範囲より較正範囲を広くすれば、較正曲線を決定するためより広範囲の実験に基づくデータが用いられるため、対応する較正曲線を決定する際に、より高い精度を得ることができる。また、以下に詳細に示すように、隣接する較正範囲をオーバーラップさせて、較正曲線を決定するための付加的なデータを提供するようにしてもよい。
【００６９】
ある実施形態では、４つの較正範囲が４つの較正曲線を決定するため用いられる。例えば、第１較正範囲を約０〜約７５MG/DL、第２較正範囲を約３０〜約２４０MG/DL、第３較正範囲を約７５〜約４５０MG/DL、及び第４較正範囲を約２４０〜約６００MG/DLとする。また、第１較正曲線が第１較正範囲と関連し、第２較正曲線が第２較正範囲と関連するなど、各特定の較正曲線を対応する較正範囲と関連させてよい。
【００７０】
例えば、図４には、４つの時間セグメントを用いてグルコース濃度を決定するよう形成されたテストストリップ及び測定器用の較正データを示すチャート４００が示されている。第１時間セグメントと関連する第１較正曲線４１０は、例えば０〜７５MG/DLなどグルコース濃度の第１較正範囲を用いて決定できる。第２時間セグメントと関連する第２較正曲線４２０は、例えば３０〜２４０MG/DLなどグルコース濃度の第２較正範囲を用いて決定できる。第３時間セグメントと関連する第３較正曲線４３０は、例えば７５〜４５０MG/DLなどグルコース濃度の第３較正範囲を用いて決定できる。第４時間セグメントと関連する第４較正曲線４４０は、例えば２４０〜６００MG/DLなどグルコース濃度の第４較正範囲を用いて決定できる。
【００７１】
図４に示すように、較正曲線４１０，４２０，４３０，及び４４０は、通常線形をなし、そして、異なる傾きを有する。他の実施形態では、これら曲線は、通常線形でなく、異なった傾きを有してもいない。例えば、様々な曲線は、２次式、多項式、データ適合、又は他の数学的記述を含む。１以上の較正曲線が同様の傾きを持つようにしてもよい。
【００７２】
較正曲線は、例えば傾き、関連性、チャート、表、方程式、アルゴリズム、又はデータ形式など、較正情報のあらゆる適切な表現を含み得る。較正情報は、ストリップ，ロット，又は測定器の特定情報を含み、また、検査条件におけるヘマトクリット，温度，ＰＨ，又はその他の変動量，被分析物種類，又は生理学的サンプルからなる。かかる較正情報は、ストリップ１０又は測定器１００に符号化してよい。
【００７３】
ある実施形態では、比較は、測定電流値と、既知の被分析物濃度又は被分析物濃度の範囲と関連する電流値と、の差の決定を含む。例えば、測定値間の偏差が特定範囲内であれば、方法２００は、特定の較正曲線に基づいて被分析物濃度を決定するなどの特定のステップを実施する。
【００７４】
測定電流値と、被分析物濃度の特定目標範囲との比較を始動させる事象は、あらゆる適切な事象でよい。ある実施形態では、励起電圧の印加から時間が経過し得る。例えば、第１時間セグメントに達すると、例えば４秒が経過すると、比較が開始される。別の実施形態では、電流の読取によって事象が開始される。例えば、測定電流値が３ｍＡより低くなると比較が開始される。電圧の特定の数値あるいはその範囲，インピーダンス，その他各種の電気化学技術と関連するパラメータを、事象を開始させるものとして使用できる。
【００７５】
方法２００で示したように、測定電流値が第１目標範囲と関連する電流値の範囲外にある場合には、方法２００は継続され得る。特に、励起電圧の印加から増加している時点で、追加の電流測定値をサンプリングしてもよい。これは、第２時間セグメントに到達するまでに、例えば６秒が経過するまで、続けてよい。他の実施形態では、測定電流値は、第２目標範囲と関連する電流値範囲と比較してよい(ステップ２４０)。ステップ２２０において既述したように、測定電流値が第２目標範囲と関連する電流値の範囲内にある場合には、第２較正曲線に基づいて被分析物濃度を決定してよい(ステップ２５０)。あるいは、測定電流値が第２目標範囲と関連する電流値の範囲から外れている場合には、被分析物濃度を別の較正曲線に基づいて決定してもよい。
【００７６】
ある実施形態では、異なる時点で測定された一連の電流値も被分析物濃度の決定に用いられる。例えば、第２時間セグメントが６秒である場合、「時間電流値」と称される一連の測定電流値は、０．１秒の割合でサンプリングされる時点である、５．７秒，５．８秒，５．９秒で、測定された電流値を含む。該時間電流値は、６．１秒，６．２秒，６．３秒などの時点で測定された電流値を含む。任意の時間セグメントの時間セグメント中、又は、その前か後に測定された時間電流値を、前記測定電流値と時間電流値との両方を組み入れた傾斜その他関連性データを介して被分析物濃度を決定するため使用できる。
【００７７】
時間電流値を、特定の時間セグメントと関連する傾斜その他関連性データを介して被分析物濃度を決定するため使用できる。例えば、傾斜データは、測定電流値のみに依存する方法以外の、別の被分析物濃度の測定方法を提供することにより、被分析物濃度決定の精度を高めるため、用いることができる。傾斜データはまた、後に詳述するように、より遅い時点で予測電流値を決定するために用いられる。
【００７８】
時間電流値はまた、電流値の減衰量を決定するために用いられる。この電流値の減衰量は、第１電流値及び第２電流値間の偏差と、第１時点及び第２時点間の偏差とに基づく量である。この場合、第１電流値は第１時点で測定され、第２電流値は第２時点で測定される。電流減衰量は、測定電流値のみに依存する方法以外の、別の被分析物濃度の測定方法を提供することによって、被分析物濃度決定の精度を高めるために用いられる。
【００７９】
図３に戻って、第２目標範囲と関連する測定電流値の比較に続き(ステップ２４０)、方法２００により、測定電流値が第３目標範囲と関連する電流値範囲内であるかを判定する（ステップ２６０）。第３目標範囲内であれば、方法２００により、第３較正曲線を用いて被分析物濃度を決定する（ステップ２７０）。測定電流値間の差が範囲外であれば、方法２００は、追加の時点でのサンプリングを続ける。
【００８０】
ある実施形態では、第３時間セグメントを９秒とすることができる。ステップ２２０及び２４０と同様に、ステップ２６０では、測定電流値が第３目標範囲内であるかを判定する。例えば、第３目標範囲は、約３５０ＭＧ／ＤＬのグルコース濃度と関連する。
【００８１】
ある実施形態では、方法２００は、被分析物濃度の異なる範囲と関連する２，３又はそれ以上の時間セグメントに適用され得る。例えば、第４時間セグメントは、約１４秒で始動されるか、又は約６００ＭＧ／ＤＬのグルコース濃度と関連する。測定電流値間の差が第３変域内になければ、方法２００は、被分析物濃度を決定するか、又は、第４時間セグメント（図示しない）へと継続する。
【００８２】
本発明の原理と一致する別の実施形態では、第１時間セグメントまでに測定された電流減衰量を推定して、より長い時間での電流値を決定する。これは、より長い時間での推定データを用いて推定アルゴリズムを策定することによって達成される。この推定された電流値、すなわち「予測電流値」は、高められた精度と正確さを有する被分析物濃度と関連している。算出された被分析物濃度が所定範囲外であれば、既述した方法と同様に、測定は第２時間セグメントへと続けられる。この推定アルゴリズムと被分析物濃度の決定は、既述のように、任意の数の較正曲線を用いてなされる。さらに、この方法は、全ての測定範囲を網羅するまで繰り返される。
【００８３】
図５には、励起電圧印加後、時間経過に伴う電流の減衰を示す３つの異なる液体サンプルのチャート３００が図示されている。図示の３つのサンプルは、類似するグルコース濃度を含むのに対し、全てが異なる赤血球値、すなわち異なるヘマトクリット値を含んでいる。最小のヘマトクリット値を有するサンプルはライン３１０で示され、点線範囲３５０で示される全域で最も急な傾きを有している。対照的に、最も高いヘマトクリット値を有するサンプルは、ライン３３０で示され、図示の領域３５０の全域にわたって最も緩やかな傾きを有する。ライン３２０は、中間のヘマトクリット値を有するサンプルを表している。図示のように、３つのライン３１０，３２０，３３０は全て、領域３４０によって示されるように、通常未来の時点における略共通の電流値に向かって収束する。
【００８４】
ある実施形態では、グルコース濃度は電流減衰曲線の形状に影響を及ぼし得る。例えば、異なるヘマトクリット値は、電流減衰曲線の収束に影響を及ぼし得る。特に、低濃度のグルコースを含むサンプルは、高濃度のグルコースを含むサンプルより略共通の電流値に早く到達する。同様に、低濃度のグルコース含むサンプルを表す電流減衰曲線は、略共通の電流値に、高濃度のグルコース含むサンプルを表す電流減衰曲線より短時間で収束する。広範囲なグルコース濃度を決定するには、２以上の時間セグメントが必要であり、また、異なる時間セグメントと関連する較正パラメータは異なっている。
【００８５】
別の実施形態では、より遅い時間に到達する略共通の電流値を決定するため、１以上の電流減衰曲線の１以上の時間セグメントに、推定技術が適用できる。例えば、単一の電流減衰曲線の傾き情報と関連するデータは、未来の電流値又は関連する時間値の決定に用いられる。点線領域３５０内に含まれるデータは、線形又は他の曲線に適合する技術を用いて推定され、該データによって、領域３４０内の関連する電流値を決定する。かかる技術により、グルコース濃度をより短時間で決定する別の方法が提供される。このような傾き、又は他の関連データは、任意の１以上の時間セグメントと関連させて使用できる。
【００８６】
電流減衰曲線と関連する傾斜情報を決定するため、既述のように、２つの時間セグメントと関連する２以上の電流測定値からの電流値データが得られる。次に、これら電流値データを、幾つかの未来時点における予測電流値を提供するように形成された適切な数学的方程式と適合させる。例えば、図示方法は、第１時点での励起電圧と関連する第１電流値の測定と、第２時点での励起電圧と関連する第２電流値の測定と、を含む。該方法は、次に、未来時点での予測電流値を決定できるが、ここで、該予測電流値は、第１及び第２電流値に基づいて推定された電流減衰曲線を用いて決定される。次いで、上述したように被分析物濃度が前記予測電流値及び動的に選択された較正曲線に基づいて算出される。
【００８７】
ある実施形態では、推定された電流減衰曲線は、複数の電流減衰曲線の中から選択できる。これら推定電流減衰曲線は、実験的なデータに基づくか、又はあらゆる適当な当業者に公知技術を用いて得られる。かかる電流減衰曲線は、１以上の時間セグメント、被分析物濃度、又は他の既述したパラメータと関連する。
【００８８】
本発明に係るその他の実施形態は、本明細書に開示された本発明の説明及び実施を考慮することによって当業者には明らかであろう。本説明及び実施例は、例示的なものとして考慮されたに過ぎず、本発明の真の範囲及び精神は、以下の特許請求の範囲に示されていることを意図している。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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