(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体試料中の分析対象物の濃度を検出するための、１）前縁ならびに電流の検出器と電気的に通じた対電極及び作用電極を上面に有する、流体試料の流路を提供する非導電ベースと、２）分析対象物と反応して、前記作用電極に移送される電子を生成する酵素を含む、少なくとも前記作用電極表面上の反応層と、３）前記ベースと嵌め合わされると、流体試料を導入するための開口を有する毛管空間を形成するカバーとを含み、前記空間が、前記対電極及び前記作用電極が位置する前記流体試料の流路を含み、前記対電極の大部分が前記作用電極から前記開口の下流に位置し、前記対電極のサブエレメントが前記作用電極から上流にあり、前記対電極の前記サブエレメントと前記作用電極との間でのみ電気化学的導通が起こると、前記流体試料中の分析対象物の濃度の有効な試験を成り立たせるには不十分な電流が前記検出器中を流れ、前記検出器が、このような不十分な電流の場合にエラー信号を発するように事前にプログラムされている電気化学的センサであって、前記対電極の前記サブエレメントを前記ベースの上面に配置して、それが前記ベースの前記前縁と同一面になるようにした電気化学的センサ。
【請求項２】
電流検出器に接続されており、前記電流検出器が、それが受ける電流が所定のレベルに満たないときにエラー信号を出すようにプログラムされている、請求項１記載の電気化学的センサ。
【請求項３】
前記作用電極及び前記対電極の上に誘電層があり、前記誘電層が、これらの電極を前記誘電層の上の反応層に露出させるための開口を有し、前記対電極の前記サブエレメントの露出面積が前記作用電極の露出面積の２％〜７％である、請求項１記載の電気化学的センサ。
【請求項４】
前記対電極の前記サブエレメントが前記反応層と接していない、請求項３記載の電気化学的センサ。
【請求項５】
前記サブエレメントが前記対電極の残りから物理的に切り離されており、電流検出器との接点からそれ自体のコネクタを備えている、請求項１記載の電気化学的センサ。
【請求項６】
前記カバーが凹部を有して、前記カバーが前記ベースと嵌め合わされると前記凹部が前記毛管空間を形成する、請求項１記載の電気化学的センサ。
【請求項７】
Ｕ字形の凹みのあるスペーサ要素を有して、このスペーサ要素が前記カバーと前記ベースとの間に挿入されると、前記Ｕ字形の凹みが前記毛管空間を形成する、請求項１記載のセンサ。
【請求項８】
流体試料中の分析対象物の電気化学的測定の方法であって、請求項１記載の電気化学的センサを、所定の電流レベルよりも弱い電流を検出するようにプログラムされている電流検出器に接続することと、流体試料を前記センサの毛管空間に導入することとを含む方法。
【請求項９】
前記電流検出器が、前記電流が前記所定の電流レベルよりも弱い場合にエラー信号を発するようにプログラムされている、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記流体試料が血液であり、前記分析対象物がグルコースである、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
流体試料中の分析対象物の濃度を検出するための電気化学的センサのベース部材を製造する方法であって、
ａ）前縁を有するベースを形成するため、センサのための複数のベースを打ち抜くことができるシート状の絶縁ベース材料を用意する工程と、
ｂ）導電パターンを前記絶縁ベース材料にスクリーンプリントする工程と、
ｃ）作用電極及び対電極を、前記対電極の主要部分が前記作用電極よりも前記ベースの前記前縁から遠くに位置し、前記対電極のサブエレメントが前記ベースの前縁に重複するように前記導電パターンにスクリーンプリントする工程と、
ｄ）前記対電極の前記サブエレメントが前記ベースの前記前縁と同一面になるようなパターンで前記ベースを絶縁ベース材料のシートから打ち抜く工程と
を含む方法。
【請求項１２】
電気化学的センサの製造方法であって、
ａ）請求項１１記載のように調製されるベース部材を用意する工程と、
ｂ）作用電極及び前記対照電極の上に、これらの電極の所定部分を露出させて残すパターンで誘電層をスクリーンプリントする工程と、
ｃ）前記誘電層の上に反応層をスクリーンプリントする工程と、
ｄ）前記ベース部材にカバー部材を被着して、流体試料が流れ込むことができる毛管空間を形成する工程と
を含み、工程ａ、ｂ、ｃ及びｄを実施したのち前記ベース部材を前記絶縁ベース部材材料のシートから打ち抜く方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体試料中の特定成分（分析対象物）の測定に使用することができる電気化学的バイオセンサに関する。考察するタイプの電気化学的バイオセンサは、米国特許第５，１２０，４２０号及び第５，２６４，１０３号に開示されている。これらの装置は、炭素電極がプリントされたのち、分析対象物に特異的なオキシドレダクターゼと組み合わされた親水性ポリマーを含む試薬層で覆われる絶縁ベースを有している。これらの装置は通常、スペーサ要素としての略Ｕ字形の部品によって分けられたベースとカバーを含み、ベースとカバーとが嵌合されると、試薬層によって覆われた電極を含む毛管空間が形成されるようになっている。代替構造では、カバーがエンボス加工されて、ベースとで嵌合されると毛管空間を形成して、それにより、スペーサ要素の必要性を除いている。水性試験流体を毛管空間に引き込みやすくするため、親水性ポリマー、たとえばカルボキシメチルセルロース又はポリ（エチレンオキシド）が使用されている。
【０００２】
【従来の技術】
いずれの実施態様でも、作用電極及び対電極がベース上にスクリーンプリントされて、これらの電極が電気的に接続され、それらの間に電位が発生すると、電気化学的に発生する電流が流れるようになっている。センサの端部の開口を試験流体、たとえば血液の滴に触れさせると、その流体は毛管空間に引き込まれて、電極表面の反応層を覆うようになる。オキシドレダクターゼと分析対象物との酵素反応が電子の流れを生じさせ、これらの電子は媒体、たとえばフェリシアン化物によって作用電極に運ばれ、作用電極を通過して、電流の大きさを計測する計器に達する。対電極は二つの目的に役立つ。第一に、一定の電位を提供し、それと対照して作用電極が制御される。第二に、２電極系、たとえば図１及び２に示す系の場合、電気回路を完成させるために対電極が使用される。この形態では、作用電極に移送される各電子がセルの対電極側で試験流体に戻される。この装置のソフトウェアは、この電流の大きさを試料中の分析対象物の濃度と相関させるようにプログラムされている。この電流を流すために、両電極を導電性試料流体で覆い、それらの間に電位を印加することによって完全な回路を形成する。
【０００３】
この種のセンサに時として付随する問題は、不十分な量の血液しか開口に塗布されず、その結果、対電極及び作用電極が試料で完全には覆われないときに起こる。これは、電極間を流れる不完全な電流を生じさせる。検出される分析対象物の量は、検出計器中を流れる電流に正比例するため、センサの電極を完全に覆うことができないと、試料の分析対象物濃度の読みを人為的に低くするおそれがある。この充填不足の問題を扱う一つの技術が、試料の量が少なすぎて正確な読みを提供することができない場合には応答が検出されないようにするための機構を含む米国特許第５，６２８，８９０号で特許請求されている。この設計は、試料塗布点から試料を指向的に流すための試料移送経路を画定する細長い電極支持体を含むストリップを含む。作用電極が試料移送経路に配置され、対向電極又は参照電極が、試料移送経路中、作用電極から下流に配置される。試料が作用電極を完全には覆うことができないならば、電流が流れることができる閉回路の不在により、読み取り機構から応答は得られない。
【０００４】
同時係属出願第０９／７３１，９４３号には、非作用電極の小さなサブエレメントが作用電極から上流に配置されて、検出器を流れる電流が流体試料中の分析対象物の濃度の有効な試験を成り立たせるには不十分であるとき、事前にプログラムされた検出器がエラー信号を発生して、試験結果を無視すべきであることを装置の使用者に警告する上記タイプの電気化学的センサが開示されている。これは、センサの毛管空間が充填不足である場合、変化した電流プロフィールが生成されるために達成可能である。しかし、トリガ電極とも呼ばれる対電極のサブエレメントの使用は、システムを起動することに関して応答の遅れを生じさせるおそれがあり、その遅れが、分析対象物検定の時間に不要な時間を追加する。これは、充填不足のセンサ中の部分的にしか覆われない作用電極及び小さなトリガ電極によって生成される低めの初期電流によるかもしれない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、流体試料、たとえば血液中の分析対象物、たとえばグルコースの濃度を検出するための電気化学的センサである。本センサは、
１）電流の検出器と電気的に通じた対電極及び作用電極を上面に有する、流体試料の流路を提供する前縁を有するベースと、
２）分析対象物と反応して、作用電極に移送される電子を提供する酵素を含む、少なくとも作用電極の表面上の反応層と、
３）ベースと嵌め合わされると、流体試料を中に導入するための開口を有する毛管空間を形成するカバーとを含み、この毛管空間が、対電極及び作用電極が含まれる流体試料の流路を包囲する。これらの電極は、ベース上で開口に対して位置して、対電極の大部分が作用電極から開口の下流に位置するようになっている。対電極は、作用電極から上流に位置し、ベースの前縁とで同一面にあるサブエレメントを有して、流体試料による毛管空間の不完全な充填によって対電極のサブエレメントと作用電極との間でのみ電気的導通が起こると、流体試料中の分析対象物の濃度の有効な試験を成り立たせるには不十分な電流が検出器中を流れるようになっている。このような不十分な電流の場合、事前にプログラムされた検出器がエラー信号を出して、試験が失敗であり、やり直すべきであることを使用者に知らせる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明が関連する電気化学的センサの構造を図１に示す。センサ３４は、絶縁ベース３６の上に電気導体パターン３８、電極パターン（３９及び４０）、絶縁（誘電）パターン４２及び反応層４４をこの順で通常はスクリーンプリント技術によってプリントしたものでできている。反応層の機能は、流体試料中のグルコース又は別の分析対象物を化学量論的に化学種に転換することである。この化学種は、電極パターンの成分により、それが発生する電流に基づいて電気化学的に計測可能である。反応層は通常、分析対象物と反応して可動電子を生成する酵素と、可動電子を作用電極の表面に運ぶための電子受容体、たとえばフェリシアン化物とを含有する。反応層中の酵素は、親水性ポリマー、たとえばカルボキシメチルセルロース又はポリ（エチレンオキシド）と組み合わせることができる。電極プリントの二つの部分３９及び４０が、本発明の要点である、分析対象物の電気化学的測定に必要な作用電極３９及び対電極４０を提供する。作用電極及び対電極は、対電極の大部分が作用電極の前方位置３９ａから下流（流路に沿って流体が流れる方向を基準にして）に位置するように設計されている。この設計は、検出されない部分的な充填が起こったすべての場合に試験流体が作用電極の露出部分を完全に覆うことを可能にする利点を提供する。しかし、対電極のサブエレメント４０ａが作用電極上寄り要素３９ａから上流に配置されて、作用電極を完全に覆うのには不十分な量の流体試料が毛管空間に入ると、流体試料、たとえば血液の導電性により、対電極サブエレメント４０ａと作用電極上寄り部３９ａの露出部分との間に電気的接続が形成されるようになっている。電流検出器を、それが受けた電流がある所定レベルに満たないときにはエラー信号を出すようにプログラムすることにより、本センサシステムは、不十分な血液しかセンサのキャビティに入っておらず、分析対象物濃度の試験をもう一度実施すべきであることを使用者に積極的に忠告するように構成することができる。充填不足の場合、システムは、毛管空間が充填不足である場合に、毛管空間が完全に充填されている場合に得られる電流プロフィールとは異なる電流プロフィールを生成することにより、エラー信号を出すように設計されている。しかし、この設計は、検定を起動するのに、望ましいよりも多くの時間を要することがわかった。この遅延は、電極によって発される低めの初期電流によって生じることができる。今、対電極のサブエレメントをセンサのベースプレートの先端まで全面的にプリントしてそれと同一面にすることにより、この遅延を短縮又は解消することができることを見いだした。これは、好ましくは、サブエレメントをベースにプリントしたのち、ベースをプリントごと裁断して、裁断工程によって形成される前縁と同一面にあるサブエレメントを残すことによって達成される。この設計のセンサは、流体試料が毛管空間に入るとすぐにトリップ動を起こし、エラー検出特徴が最終的なグルコース読み値に影響することはない。本発明が作用する特定の理論によって制限されることを意図しないが、これは、セル抵抗の減少及びトリガ電極を含むセルにおける酸化還元結合の静止電位の増大の結果であると考えられる。
【０００７】
本発明のセンサの製造の一つの実施態様では、電極ベース（図１の３６）に４回のプリントパスを実施する。１回目のパスは、通常は銀／炭素インクを含む接点リード３８を敷設する。２回目のパスは、通常は炭素を含む作用電極３９及び対電極４０を敷設し、３回目のパスは誘電層４２を被着し、４回目のパスは反応層４４をプリントする。一般には、通常はポリカーボネート製であるベースストックのシートに上記の層をプリントすることにより、複数のベース部材を調製する。ふた４６もまた、複数のふたをポリカーボネートふたストックのシートにエンボス加工して必要な凹部を設け、整合及びトラッキングのための穴をポリカーボネートシートに打ち抜くことによって調製される。ふたストックをベースストックに組み立てるためには、ふたストックのリボンを特殊なラミネータに通し、そこで整合させたのち、熱及び圧力の下でベースストックのストリップと合わせて、ベースストックと、ふたストックの下面の接着剤との間で結合を形成する。積層体リボンから個々のセンサを分けるためには、積層体を打ち抜き装置に通し、その中で個々のセンサを列から打ち抜く。対電極のサブエレメントが、センサの前縁が打ち抜かれる面までプリントされるか、その面と重複する限り、サブエレメントが前縁と同一面にあるセンサを提供することである本発明の目的は達成される。
【０００８】
電極の具体的な寸法は重要ではないが、対電極のサブエレメントの面積は通常、作用電極の面積よりも小さい。この要素は、スクリーンプリント法の制約を考慮して、できるだけ小さく作られ、流体試料にさらされる面積は、誘電層４２をプリントすることによってさらに小さく作ることができ、その結果、非常に小さな部分（作用電極の面積の２％〜７％）を露出させて、対電極のサブエレメント、すなわちトリガ電極を提供する。本発明の利点を達成するため、対電極のサブエレメントの前縁全体をベース３６の前縁と同一面にすることが好ましい。また、反応層４４を対電極のサブエレメント４０ａと接触させないことも考えられる。これは、対電極サブエレメント４０ａの上には試薬インクをプリントせず、サブエレメントから試薬を枯渇させる目的を果たし、それにより、サブエレメントが正しい対電極として機能することを許さないスクリーンを製造することによって達成される。試験流体が対電極４０の大部分と接触することができない場合にエラー条件が達成されるよう、これが好ましい。サブエレメント４０ａは、対電極４０に物理的に接続し、ひいてはその一部であるとして描写されているが、そのような物理的接続は重要ではない。サブエレメントは、それ自体のコネクタを備え、センサがそのコネクタへの第三の接点を備える限り、対電極の残り部分から物理的に切り離すこともできる。
【０００９】
プリントされた電極の二つの部分３９及び４０が、分析対象物の電気化学的測定に必要な作用電極及び対電極を提供する。厚さ約１４μ（０．０００５５インチ）である電極インクは通常、電気化学的に活性な炭素を含有する。導体インクの成分は、好ましくは、電極と、電極がセンサの尾ビレ状端部４５の導電パターンとの接触を介して動作的に接続する検出器との間に低い化学的抵抗路を設けるように選択される、炭素と銀の混合物である。対電極は銀／塩化銀からなることができ、その場合、むしろ参照電極のように機能する。誘電パターン４２の機能は、電極パターンの中央に近い画定区域を除き、電極を流体試料から絶縁して、検出器読みの再現精度を高めることである。計測される電流は、分析対象物の濃度と、分析対象物含有試料にさらされる反応層の面積の両方に依存するため、画定区域はこのタイプの電気化学的測定に重要である。典型的な誘電層４２は、厚さ約１０μ（０．０００４インチ）であるＵＶ硬化アクリレート改質ポリメタンを含む。本発明の一つの実施態様では、露出する電極サブエレメントは、二つの部分、すなわち、インクによって形成される標準窓及び誘電層中のスロットである第一の部分と、センサの前縁に沿うインクの露出幅からの第二の部分とでできている。誘電スロットは、幅約０．００６〜０．０１４インチ（０．０１０インチが好ましい）であることができ、窓４３を誘電層４２の前縁と接続する。露出するインクは、０．０１０〜０．０１６インチまで異なり、スクリーンプリント及び打ち抜きの許容差に依存する。以下に記載する第二の露出したサブエレメントは、より正確に制御される。好ましい第二の実施態様では、プリントの長さ及び厚さはそれぞれ０．２００及び０．０００５インチであり、センサのプリント及び裁断の間に容易に制御される。この態様では、センサの前面の打ち抜き形状だけがサブエレメントを形成し、ロット間のばらつきはほとんどない。凹部を提供するふた４６は、通気口５０を設けるために穿孔され、シール処理でベース３６に接合される。ふたとベースを接合する方法は、米国特許第５，７９８，０３１号に詳細に記載されている。
【００１０】
以下の例にしたがって本発明のセンサを構築した。
【００１１】
【実施例】
例Ｉ
通常はポリカーボネートのベースストックに種々のインクでプリントして電極３９及び４０を形成したのち、誘電層４２を、流体試料がふた４６とベース３６との嵌め合いによって形成される空間に入るとき流体試料との接触にさらされる電極の所望の面を残すように設計された所定のパターンでオーバコートした。開口４３が試薬層を電極３９及び４０と電気的に通じた状態に残す、図１に示す誘電層４２の具体的な構造は、すべての導電要素（作用電極、対電極及びサブエレメント電極）が試験流体にさらされる範囲を画定するように設計した。プリントされた導電体の形状とともに、誘電層は、それらの要素それぞれのサイズを決定する。電極は、好ましくは、導電層及び誘電層が互いに対して９０°に近くなるようにプリントした。これは、整合問題を軽減するため、センサを構築するための許容差の蓄積に役立つ。本発明のセンサベースはまた、ベース上の全要素を同一面上に示す図２にも示されている。センサのベース３６は、導電要素３８をその表面に有し、この要素が逆に作用電極３９及び対電極４０でオーバコートされている。誘電層４２は図示されていないが、代わりに、この層の開口４３を示して、開口によって露出される作用電極３９及び対電極４０の部分を示している。４０ｂと指定する、大きい方の部分と電気的に通じる対電極のサブエレメントは、試験流体が作用電極に達したときを検出することができるよう、作用電極とで導電路を提供するように機能する。試験流体がセンサキャビティを充填することができず、対電極の大部分に接することができないならば、エラー状態が検出され、装置の使用者に伝達される。これは、試験流体が対電極のサブエレメントを作用電極と電気的に接続したのち、一定時間で電流を計測することによって充填不足を検出するよう計器をアルゴリズム的にプログラムすることによって達成することができる。２回の計測の電流の比を使用して、センサが正しく充填されたどうかを判定する。
【００１２】
本発明は、充填不足の場合に、結果が、中性の応答、すなわち検出器が何の信号をも出さないこととは反対に、肯定的になるように対電極及び作用電極を設計することができる電気化学的センサを提供する利点を導く。したがって、毛管空間に入る試験流体の量が、好ましい実施態様の対電極４０ａ又は４０ｂのサブエレメントならびに作用電極３９ａのうち対電極４０の主要部分から上流に位置する部分を覆うのに十分であるとき、作用電極が試験流体で完全に覆われていないならば、検出器は、多数の電流計測から導出されたエラーチェックパラメータの数値がその許容限界を超えていると感知する。検出器を読み取り手段に接続すると、充填不足の発生を使用者に警告するエラー信号を発することができる。エラーチェック手段は、試験流体が対電極のサブエレメントを作用電極と電気的に接続したのち一定時間で電流を計測することによって充填不足を検出するよう計器をアルゴリズム的にプログラムすることによって達成される。計測値に関する電流の比を使用して、センサが正しく充填されたどうかを判定する。たとえば、充填不足は、以下のステップを踏むことによって判定される。
【００１３】
ａ）駆動電位を電極間に印加した状態で、種々の時間で多数の電流計測を実施する。
ｂ）多数の電流計測値をエラーチェックパラメータに変換する。
ｃ）エラーチェックパラメータの数値を対応する許容限界に照らしてチェックして、充填不足が起こったかどうかを判定する。
【００１４】
たとえば、血液試料を塗布したのち０．４Ｖ電位を１０秒間印加した（バーンオフ期間として知られる）センサシステムで、１０秒間（待機時間として知られる）回路を開にした（０Ｖ電位）のち、１０秒の読み取り時間、０．４Ｖ電位を印加した。ステップは次にように実施した。
【００１５】
上記段落のステップＡを参照して、試験シーケンス中に３回、すなわち、１）Ｉｒ１０と指定する、バーンオフ時間の終了時、２）Ｉｒ５と指定する、５秒の読み取り時間、及び３）Ｉｒ１０と指定する、読み取り時間の終了時に、電流計測を実施した。
【００１６】
次に、ステップＢで、三つの電流計測値から２種のパラメータを決定した。これら２種のパラメータを使用して、センサの毛管空間が正しく充填されたかどうかを判定した。第一のパラメータは、電流時間経過の形を描写する減衰係数である。第二のパラメータは、最終電流に対する初期電流の大きさを特徴づける読み取り対バーン比である。減衰係数ｋは次式によって定義される。
【００１７】
【数１】
0003612307.tif 000002
【００１８】
備考：ｋは、電流とグルコースとの一般的な関係Ｉ＝ｃ・Ｇ・ｔ−ｋ（式中、Ｉは電流であり、ｃは定数であり、Ｇはグルコース濃度であり、ｔは時間である）で電流がどのように減衰するかを特徴づける。
【００１９】
読み取り対バーン比Ｒ／Ｂは次式によって定義される。
【００２０】
【数２】
0003612307.tif 000003
【００２１】
ステップＣで、これら２種のパラメータの数値をそれらの許容限界に照らしてチェックして、充填不足が起こったかどうかを判定した。許容限界は一定ではなかった。これらは、グルコースレベルが変化するとともに変化した。以下、許容限界チェックを条件１及び２として記載する。充填不足の規準は、条件１又は２のいずれかが真であることである。
【００２２】
条件１（減衰係数チェック）
【００２３】
【数３】
0003612307.tif 000004
【００２４】
式中、ａｋ１、ａｋ２、ａｋ３、ｂｋ１、ｂｋ２、ｂｋ３、ｗｋ、ｄｋ１、ｄｋ２及びｄｋ３は所定の定数であり、Ｇはグルコース計測値である。
【００２５】
条件２（Ｒ／Ｂ比チェック）
【００２６】
【数４】
0003612307.tif 000005
【００２７】
式中、ａｃ１、ａｃ２、ｂｃ１、ｂｃ２、ｗｃ及びｄｃは所定の定数であり、Ｇはグルコース計測値である。
【００２８】
式３の定数ａｋ、ｂｋ、ｄｋ及びｗｋは、実験によって事前に決定しておいた。
【００２９】
・多数のセンサを種々のグルコースレベルＧで試験する。
・各センサの減衰係数ｋをそのＩｂ５及びＩｂ１０電流から計算する。
・すべてのデータ点をｋ対Ｇグラフに記入する。
・３区分からなる区分的直線をｋ対Ｇグラフ中のデータ点に当てはめる。これら三つの区分は、Ｇ≦ｄｋ１の場合のａｋ１＋ｂｋ１×Ｇ、Ｇ＞ｄｋ１かつ≦ｄｋ２の場合のａｋ２＋ｂｋ２×Ｇ及びＧ＞ｄｋ２の場合のａｋ３＋ｂｋ３×Ｇである。
・３本の線に許容幅±ｗｋを加えて、−ｗｋと＋ｗｋとの間の帯域を、グラフ中の正規データ点すべてを包囲するのに十分な幅にする。
【００３０】
式４の定数ａｃ、ｂｃ、ｄｃ及びｗｃもまた、同じ方法で、Ｒ／Ｂ対Ｇグラフで実験的に事前に決定しておいた。
【００３１】
計算例は以下のとおりである。
【００３２】
ステップＡ―センサの電流計測を３回実施する。
Ｉｂ１０＝５０５．１ｎＡ、Ｉｒ５＝６５６．５ｎＡ及びＩｒ１０＝５６１．８ｎＡ
【００３３】
ステップＢ―減衰係数ｋ及びＲ／Ｂ比の値を決定する。
減衰係数及び読み取り対バーン比を電流計測値から計算した。
【００３４】
【数５】
0003612307.tif 000006
【００３５】
【数６】
0003612307.tif 000007
【００３６】
ステップＣ―許容限界に照らしてチェックする。
この例で使用した定数は、ａｋ１＝０．３６、ｂｋ１＝−０．０００２ｄＬ／ｍｇ、ｗｋ＝０．１３及びｄｋ１＝１００ｍｇ／ｄＬであった。
【００３７】
センサシステムからのグルコース読み値は２２．９ｍｇ／ｄＬであった。
【００３８】
式３の１行目が真であったため、条件１は真であった。
【００３９】
【数７】
0003612307.tif 000008
【００４０】
この例では、条件１がすでに真であったため、条件２に対するさらなるチェックは不要であった。
【００４１】
したがって、このセンサは充填不足であると判定した。
【００４２】
上記のようにしてセンサを製造した。対電極のサブエレメントの表面積は、対電極の全表面積の約１１％を占め、作用電極の表面積の１３％を占めるものであった。サブエレメントをベースの前縁予定部にプリントして、完成したセンサをポリカーボネートシートから打ち抜いたときサブエレメントの前縁がセンサのベースの前縁と同一面になるようにした。センサは次のように試験した。センサが充填不足になるよう、毛管空間全体を満たすのには不十分であるが、対電極のサブエレメント及び作用電極の一部を覆うだけの試験流体をセンサに塗布した。計器は、上記２種のパラメータを用いるアルゴリズムに基づいて充填不足を検出する。これら２種のパラメータが上記規準を満たさないならば、エラーメッセージが表示される。センサに塗布された試料流体が毛管空間全体を満たすのに十分であるならば、正常なグルコース結果が表示される。
【００４３】
本発明のセンサＴＳ３−６（前縁に裁断されたトリガ電極を有するが、ベース表面に窓はない）及びＴＳ２−３（その前縁とセンサのベースの前縁との間に４５０μｍのギャップができるようにプリントされたサブエレメントを有する比較対照センサ）。図３は、これらの充填不足のセンサの初期電流を、血液試料をセンサの毛管空間に導入した時点からの時間の関数として示すグラフ表示である。図３から、本発明の裁断サブエレメント（ＴＳ３−６）及び作用電極を含むセルによって生成される初期電流は比較対照（ＴＳ２−３）よりもずっと大きく、それらが普通、計器中で事前に決定されたしきい値を超えていると判断することができる。ＴＳ３−６の設計では、充填不足のセンサは通常、試料流体を塗布してすぐ又は３〜５秒以内にトリップ動作を起こした。しかし、ＴＳ２−３の設計では、センサのいくつかは、トリップ動作を起こすのに１分超を要した。
【００４４】
ＴＳ３−６センサを製造する方法は、インクで完全に覆われたセンササブエレメントを切り抜くことによって対電極サブエレメントを形成する。本発明では、反応層がサブエレメントに近づきすぎないようにプリントを整合させることは重要ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセンサの分解図である。
【図２】センサのベースならびに同ベースに直接被着されたセンサ要素を示す図である。
【図３】ベースの上面に露出する表面区域を有する制御トリガを有する充填不足のセンサで計測された初期電流を表すグラフである。
【符号の説明】
３４  ：  電気化学的センサ
３６  ：  非導電ベース
３８  ：  電気導体パターン
３９  ：  作用電極
３９ａ：  作用電極上寄り部
４０  ：  対電極
４０ａ：  対電極サブエレメント
４２  ：  絶縁（誘電）層
４３  ：  開口
４４  ：  反応層
４５  ：  ベースの前縁部
４６  ：  カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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