(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップが装置中への挿入に関して先行端及び随行端を有し、装置が：
該ストリップの該先行端を下流の反対側の末端まで受容するための、上流の開口末端から縦に延びる第１及び第２壁に限定されるストリップ通過路；
挿入されたストリップの一部を開口部を通して見えるようにするための該第１壁における開口部；
を含み、該第１壁が第１ストリップ支持表面を有し、該第２壁が第２ストリップ支持表面を該第１支持表面から下流に有し、該表面の両方が該開口部の上流にあり、少なくとも１つの読み取り位置が該開口部の上にある時に、挿入されたストリップの、第２ストリップ支持表面の下流の一部を該開口部に向かせるように定置されている、該装置中に挿入された縦に延びるストリップの一部に適用される試料中の分析物の存在又は量を、ストリップ上の少なくとも１つの読み取り位置における反射率を読み取ることにより測定するための装置。
【請求項２】
該支持表面が、挿入されたストリップを第２壁に対して湾曲凹形に強制するように定置されている請求の範囲第１項に記載の装置。
【請求項３】
ストリップが２つの支持表面の間にあり、開口部を通して読み取られるべく位置している時に、上流の第１支持表面が下流の第２支持表面よりも低い位置にあり、第１支持表面の高さと第２支持表面の高さとの差が、ストリップ１枚分の厚さより小さい請求の範囲第２項に記載の装置。
【請求項４】
上流の第１ストリップ支持表面が、下流の第２ストリップ支持表面より高い位置にある請求の範囲第３項に記載の装置。
【請求項５】
第２壁に該開口部の下流に位置する第３支持表面が設けられている請求の範囲第１項に記載の装置。
【請求項６】
該第３支持表面がストリップを第１壁に対して湾曲凹形にたわませるように定置されている請求の範囲第５項に記載の装置。
【請求項７】
該第３支持表面が開口部の平面よりも高い位置にあり、該第３支持表面の高さと開口部の平面の高さとの差が、ストリップ１枚分の厚さより小さい請求の範囲第６項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は水性液体、特に全血中の分析物の光学的測定のための試験装置及び方法に関する。１つの好ましい実施態様の場合、本発明は全血中のグルコースの濃度の光学的測定のための試験装置及び方法に関する。
発明の背景
有色水性液体、特に全血及び尿などの有色生物学的液体、ならびに血清及び血漿などの生物学的液体の誘導体中における化学的及び生物学的成分の定量は、常に重要性が増しているものである。重要な用途は医学的診断及び処置、ならびに治療薬、中毒物（intoxicants）、危険な化学品などへの暴露の定量にある。いくつかの場合には測定されている物質の量が少なすぎて−デシリットル当たりマイクログラムか又はそれ以下の範囲で−あるいは正確に測定するのが困難すぎて、用いられる装置が複雑となり、熟練した研究者が使用できるのみである。この場合、結果は試料採取の後、一般に数時間又は数日間得られない。他の場合には、レイオペレーター（lay  operators）が実験室環境の外で試験を機械的に、迅速に及び再現的に行い、迅速に又は直接に情報を示すことが重要であることが多い。
１つの通常の医学的試験は糖尿病患者による血液グルコース量の測定である。現在の指示は糖尿病患者に、それぞれの症例の性質及び重度に依存して１日に２〜７回血液グルコース量を測定することを薦めている。測定グルコース量において観察されるパターンに基づいて、病気のより良い処置のために患者及び医師が一緒に食事、運動及びインスリン摂取を調節する。この情報は患者が直接得られなければならないのは明らかである。
現在、合衆国で広く用いられている方法は、1967年１月17日発行のMastの米国特許第3,298,789号に記載されている種類の試験製品を使用している。この方法では、新しい全血の試料（典型的には20〜40μｌ）をグルコースオキシダーゼ及びペルオキシダーゼ活性を有する酵素系を含有するエチルセルロース−塗布試薬パッド上に置く。酵素系はグルコースと反応し、過酸化水素を放出する。パッドはペルオキシダーゼの存在下で過酸化水素と反応して試料のグルコース量に比例する強度の色を与える指示薬も含有している。
他の多く用いられる血液グルコース試験法は類似の化学を用いるが、エチルセルロース−塗布パッドの代わりに耐水性フィルムを使用し、それを介して酵素及び指示薬が分散されている。この種の系は1971年12月28日発行のRey  et  alの米国特許第3,630,957号に開示されている。
両方の場合に試料は特定された時間（典型的には１分）、試薬パッドと接触させたままとされる。次いで最初の方法の場合、血液試料が水流を用いて洗い流されるが、第２の方法の場合、フィルムから拭われる。次いで試薬パッド又はフィルムが吸い取られて乾燥され（blotted  dry）、評価される。分析物濃度の評価は、生成された色をカラーチャートと比較することにより、あるいはパッド又はフィルムを拡散反射率計測器中に置き、色の強度値を読み取ることにより成される。
上記の方法は長年、グルコースの監視に用いられてきたが、それらはある程度の限界を有する。必要な試料の寸法が指刺試験（finger  stick  test）にはいくらか大きく、毛管血が容易に現れないいくらかの人々が行うのは困難である。
さらにこれらの方法は、その結果が絶対的色の読み取りに基づいており、それ自身は試料と試験試薬の反応の絶対量に関連している点で、他の単純なレイ−オペレーターの比色測定と共有する限界を有する。決められた反応時間の後に試薬パッドから試料を洗い、吸い取る、又は拭う必要があるということは、使用者が決められた時間の最後に準備ができ、必要な時に拭う、又は洗浄液を適用することを必要とする。試料を除去することにより反応が停止されるということは、結果において、特に家庭使用者が扱う場合にいくらかの不正確性を生ずる。洗いすぎ、吸い取りすぎ、又は拭いすぎは低い結果を与え得、洗い不足は高い結果を与え得る。
単純なレイ−オペレーター測定にありがちな他の問題は、血液が試薬パッドに適用された時に連続するタイミングを開始する必要があることである。使用者は典型的に、血液試料を得るために彼又は彼女の指を刺してあり、次いで彼又は彼女の他方の手でタイマーを始動させながら同時に血液を指から試薬パッドに適用することが必要であり、それにより両手を同時に使う必要がある。これは多くの場合、血液が試薬パッドに適用される時点のみにタイマーが始動されることが保証されることが必要なので、特に困難である。すべての先行技術の方法は、この結果を得るために追加の操作又は追加の回路を必要とする。従って反射率読み取り器のこの側面の単純化が望ましい。
米国特許第5,179,005号、第5,059,394号、第5,049,487号及び第4,935,346号に記載の系が導入されて大きな改良が成され、その場合装置は試験パッドを有する試験ストリップを受容する備えが成されており、試験パッドの１面は該装置によって光学的に読みとられることができるように適応させられた反応領域を含む。試験ストリップが装置中に挿入され、装置が始動され、次いで全血が試験パッド上に適用される。そのような血液の少なくとも一部は反応領域に透過することを許され、それによりそこに存在する分析物が試験パッド中の発色試薬と反応し、反応領域の光反射率特性を変える。次いで反応領域の反射率は、血液試料中の分析物の存在の、及び／又は分析物の存在量の尺度となる。前記の特許において記載されている通り、この系は大きな血液試料を必要としないし、使用者が反応の開始又は終結に関する時間の決められた操作を行うことも必要としない。代わりに、ストリップは試料の適用の前に最初に装置に挿入されるので、乾燥状態における反応領域の標準反射率読み取り値を得ることができる。反応の開始は、反射率を監視し、読み取り値を乾燥反応領域の標準反射率と比較することにより、反応領域上への液体試料の最初の「突破」によって検出することができる。標準反射率、すなわち乾燥反応領域の読み取り値と比較された場合の、反応の開始後あらかじめ決められた時間において得た反射率の読み取り値が試料中に存在する分析物の量の指標となる。
上記の系は実際に先行技術の問題を解決し、測定及びタイミング決定の負担から使用者を解放するが、それはストリップが装置中にある間に使用者が血液の試料をストリップ上に適用することを必要とする。多くの場合これは大多数の使用者に問題を与えない。しかしある程度の使用者は低い視力又は運動協調の障害などのハンディキャップを有し、そのような使用者の刺された指から装置上の適所にあるストリップに血液を正確に適用することは苦難を与える。さらに組織的使用者（institutional  user）の場合、例えば系は使用者の刺された指を装置に適用することを必要とするので、装置に前の使用者からのいくらかの量の血液が残る可能性がある。そのような場合、使用者の間で装置を消毒する必要がある。
従って上記の理由から少なくともいくらかの使用者の場合、装置中にストリップを挿入する前に最初に血液試料をストリップに適用するのが好ましい。不運なことに、そのようにすることにより装置はもはや乾燥、未反応反応領域の反射率を読み取ることができず、すなわち乾燥反応領域が装置に与えられる時はない。この読み取りは、反応の結果としての反射率の変化、従って試料中の分析物の存在及び／又はその量を測定するためのキャリブレーション標準を与えるために先行装置において必要であった。
引用することによりその記載事項が本明細書の内容となる「オン−ストリップ標準を有する分析物検出のための光学的読み取り可能なストリップ」という標準の同時係属の、公共に譲渡された（commonly  assigned）米国特許出願番号 （我々内部の事件整理番号LFS−32を有する）において、読み取り装置中にストリップを挿入する前に使用者がそれに試料を適用することを許し、キャリブレートされた標準をも与えるためのストリップ、装置及び方法が記載されている。この上記で引用した特許出願は、ストリップに適用される液体を保持するための部分を含むストリップを説明しており、この部分は反応領域を限定する光学的可視表面（少なくともストリップと共に使用されるべき装置の光学素子に関して）を有する。反応領域はその反射率が適用される液体中に存在する分析物の量の関数として変化するようなものである。それは、分析物が反応物と反応して反応領域の色の変化を与えることにより成されるのが好ましい。試験ストリップはさらに反応領域の反射率に関して対照となる反射率の標準領域を含む。標準領域はストリップ上で、ストリップが装置中に挿入される時に反応領域に先行するように置かれる。
従って装置は、装置においてストリップがその完全な挿入位置に挿入されている時の標準領域の反射率の値、及びストリップが挿入されてしまった後の反応領域の反射率の値を連続的に測定するための光学的手段が備えられていることができる。さらに装置は標準領域の反射率及び反応領域の反射率の関数として問題の分析物の存在及び／又は量を算出するための手段を備えている。
ストリップの形のために、及び特に標準領域が反応領域に先行するという規定条件のために、前記の装置はストリップの経路に沿った１つの位置に１組の光学素子のみ、例えば１つの発光ダイオード及び反射の読み取りのための１つの光検出器を備えていることが必要である。
操作する場合、使用者は装置に向き、試料を新しいストリップに適用し、次いでストリップを装置中に完全に挿入し、結果を読み取る。記載されている通りに形作られたストリップは使用者が介在することなく、ストリップが挿入されている時にそれが装置の光学素子を通過する時点で、装置が標準領域上への光入射の反射率を読み取ることを可能にする。次いでこの読み取り値は工場条件からの装置の変化及びストリップにおけるロット間変動による変動を補償するためにキャリブレートされる。その後完全に挿入されたストリップは装置の光学素子に反応領域を与え、この表面の反射率を読み取ることができる。これらの読み取り値の関数として分析物の存在又は濃度を算出し、報告する手段が装置に備えられている。
上記の系は分析物濃度の測定における使用者の仕事を容易にすることを目的として長い道程を歩いてきた。しかし液体が適用されたストリップの光学的読み取りに成功するために、ストリップが装置の光学素子に関して正確な関係で装置中に挿入されることが主要であることは認識されるであろう。光学的方法を用いて試料中における分析物の存在を測定することを試みる場合（さらに重要なことには、分析物の量を測定することを試みる場合）、光学的に読み取られるべき表面の一貫した正確な提示が固守されねばならないことが認識されるであろう。そのような一貫性がないと、用いられる感度の高い計測器により異常な結果が報告されるであろう。
装置保証精度に対するこの要求は先行装置において満足させることが困難であり、従ってそれを与えるための試みにおいて、当該技術分野は実質的設計の努力に進んだ。かくして例えばSanoの米国特許第5,120,507号において、ストリップの読み取りのための装置にばね押し板が設けられた。ばね押し板はストリップを支え、光学的視検手段（optical  viewing  means）に対してそれを平らに保持する。そのような系は読み取られるべき表面の光学素子への提示の精度において助けとなるが、問題の解決には不足である。
反応領域が光学素子によって読み取られるべきであるのみでなく、ストリップの先行部分が同様に光学的に読み取られ、分析物の量の測定のためのキャリブレートされた標準領域として用いられねばならない前記の、及び引用された米国特許出願（LFS  32）に記載の系の場合、精度の問題は解決がさらに困難である。そのような系の場合、１つの領域が光学素子により読み取られるのではなく、縦に延びるストリップの先行部分が同様に読み取られねばならない。さらにこの部分はストリップが挿入されている時に「進行中」に読み取られねばならない。その上に、前記の特許出願に記載されている通り、標準領域は本質的に薄いストリップ支持体上の領域であり、支持体はそれ自身が反応領域として読み取られるべき露出された表面を有する比較的厚い試験パッドを運んでいる。従ってストリップはその縦軸に沿って厚さが変化する。光学的読み取りは、挿入の間にストリップが光学素子を通過する時に、及び完全に挿入された後にこの軸に沿って成されねばならず、従って読み取られるべき領域は厚さの変化にかかわらず正確に光学素子に提示されねばならない。前記の特許出願において、ストリップの厚さの変化にかかわらず、ストリップが挿入されている時に装置の光学素子にとって可視の場合、ストリップに対して偏った圧力を与える性質を有する弾正環様偏り手段（resilient  ring  like  biasing  means）が記載されている。そのような方法は役立つが、それは装置に挿入するのに比較的高価であり、従って代わりの方法が探求されるべきである。
発明の概略
本発明の説明に従い、非常に確実に、読み取られるべき表面が一定の方法で光学素子に提示されるようにストリップを光学的読み取り装置中に挿入することができる系を提供する。さらに本発明の説明は、複雑な、又は高価な設計又は機構に頼らずにこれを行うことを目的とする。
さらに特定的に本発明は、装置中に挿入されるべき、挿入末端及び随行末端を有する縦に延びる試験ストリップの一部に適用される試料中における分析物の存在又は量を測定するための装置を目的とする。試験ストリップの一部には反応領域を限定する光学的可視表面（装置の光学素子に関して）が設けられ、それは適用される試料中に存在する分析物の量の関数として光を反射するその能力を変化させる。
装置にはストリップの通過路が設けられ、その中にストリップが挿入され、通過路は第１及び第２壁の間にあるように限定されている。これらの壁は試験ストリップの先行端を装置中に挿入するための通過路の上流の開口末端から通過路の下流の反対の末端に縦に延びている。通過路に挿入されている時、ストリップの一部が装置内に入れられた光学素子（例えばLED/反射光検出器の組み合わせ）により読み取られることが意図されている。従って通過路には、挿入されるストリップのそのような部分を、そこを介してこれらの光学素子に光学的に可視とするために、通過路の第１の壁において光学的開口部も設けられている。
本明細書の説明に従うと、通過路を形成する壁は装置、及び従って光学素子へのストリップの正確な提示を保証するための特定の形のものである。さらに特定的に、第１壁には第１ストリップ支持表面が設けられ、第２壁には第２ストリップ支持表面が第１ストリップ支持表面から下流に設けられ、そのようなストリップ支持表面の両方とも開口部の上流に位置する。２つの支持表面はさらに、ストリップの光学素子により読み取られるべき部分が、そのような部分が開口部の上にある時に開口部に向かされるように互いに関して定置されている（oriented）。一般にこれは、第２壁に湾曲凹形にストリップを強制するように定置された支持表面を与え、ばね様性質を有するストリップを与えることにより成される。そのような湾曲形に強制されるばね様ストリップはまっすぐになるように偏らされ、従って開口部に向かされる。この曲率を達成するために２つの支持表面は、ストリップが支持表面間にあり、光学素子により読み取られるべく位置している時に、上流の第１支持表面が下流の第２支持表面からストリップ１枚分の厚さより低くならないように定置されるべきである。「より高い」又は「より低い」という用語は本明細書において、開口部の平面から典型的距離だけ上（又は下）の意味で用いられる。ストリップはその長さに沿って種々の厚さを有することができ、その長さに沿って種々の部分でストリップを読み取ることが望ましいということも認識されるであろう。従って２つの支持表面の定置は、すべての位置において上記で指定された関係が当てはまったままであるような、すなわちストリップの下流の部分が装置上で所望の読み取り位置にある時に、上流の第１支持表面が下流の第２支持表面からストリップ１枚分の厚さより低くならないようなものでなければならない。
好ましい実施態様の場合、第２壁には開口部の下流に位置する第３支持表面が設けられる。この第３支持表面は開口部の平面からストリップ１枚分の厚さより高くないように定置されるのが好ましい。従って開口部の下流の位置に達したストリップの先行部分はこの第３支持表面に対して支えられ、第１壁に対して湾曲凹形にたわむ。このたわみは開口部の上にあるストリップの部分を開口部に対してしっかりと保持する。
【図面の簡単な説明】
添付の図面と一緒に読むと、以下の詳細な説明を参照することにより本発明をさらに容易に理解できるであろう。図において
図１は本発明の説明を具体化するストリップ及び装置の分解透視図であり；
図２は図１の線２−２に沿って取られ、装置中に完全に挿入されたストリップを示す部分縦断面図であり；
図３は図１の線３−３に沿って取られ、装置中に完全に挿入されたストリップを示す部分横断面図であり；
図４は本発明の装置と共に用いられるストリップの平面図であり；
図５は図４の５−５に沿って取られた図４のストリップの縦断面図であり；
図６は本発明を具体化する装置におけるストリップ通過路の縦断面図であり；
図7aはストリップがその中に挿入されている時の通過路の部分縦断面略図であり；
図7bは現在ストリップが完全に挿入された図7aの通過路の部分縦断面略図であり；
図８はストリップがその中に挿入されている、本発明の説明を具体化する通過路の部分縦断面略図であり；
図９はストリップが完全に挿入された、本発明の説明をさらに具体化する通過路の部分縦断面略図である。
本発明の詳細な説明
ここで図面に話を向けると、図１は分解透視図において、その上に試料を適用し、そのような試料負荷ストリップ10を光学的読み取り装置12中に挿入するためのストリップ10を示している。ストリップ10及び装置12の実施態様は下記において一般的に、グルコースの検出及び定量に関して説明するが、本明細書の説明がグルコースの測定に制限されず、他の分析物の測定に適用される得ることが当該技術分野における熟練者には理解されるであろう。さらに単純化及び明確化のために、ストリップ10、装置12及びそれらのそれぞれの部品はすべて図面に示されている装置にあるとして説明され、「下部」及び「上部」などの用語はそのような定置と一致して用いられるものとする。しかしこの説明の方法は単に便宜的であり、本発明はいかようにもそのような定置に制限されず、事実、ストリップ及びストリップホルダーは装置に対していずれの角度ででも回転させることができ、それでもなお本明細書の説明が適用されることが認識されるであろう。
図１においてわかる通り、ストリップ10は装置12上にあるストリップホルダー16の開口末端14中に縦に挿入されるように適応させられている。図２及び３にさらに詳細に示されているストリップホルダー16は、クリーニングのために装置12から除去できるのが好ましい。装置12はその可視表面上にスクリーン18が設けられており、その上にメッセージ、指示、エラーの警告及び最も重要なこととして結果が、当該技術分野において周知の液晶ディスプレーなどの手段によりディスプレーされることができる。そのような情報は文字、言葉、数字又は記号（icons）により表されることができる。さらに装置12には装置の活性化のための、好ましくはバッテリーを有する電源スイッチが設けられており、そのような電源スイッチは図面上でプッシュボタン20として示されている。
ここで図２及び３に言及すると、その中に完全に挿入されたストリップ10を有する除去可能なストリップホルダー16が装置12の隣接部分の部分図と共に、それぞれ縦及び横断面図として示されている。ストリップホルダー16は通過路壁25を有する下部ガイド24及び通過路壁23を有する上部ガイド22を含み、通過路壁は一緒になってチャンネル又はストリップ通過路26を限定しており、その中に開口末端14を介してストリップが挿入される。通過路26は反対側の末端31で終わっている。通過路26は装置12の下部28の平面に関し、装置が平らな表面上に置かれている時にストリップ10の装置中への挿入を容易にするような角度で傾いていることに注意するべきである。
下部ガイド24には壁25を通る開口部30が設けられ、それを通ってストリップの下部表面11が、下部ガイド24の下に位置する光学素子により「見られる」ことができる。下記において理解される通り、開口部30は壁25を通って、ストリップ10が通過路26中に完全に挿入された時にストリップ10の反応領域の下部表面を「見る」ような点に位置する。
装置のための光学素子は装置12に添えられた光学ブロック32に置かれている。光学ブロック32は開口部30を介し、ストリップの下部表面などの表面上に光を向けることができる発光ダイオード（LED）36を含む。発光ダイオードはそれが活性化される毎に本質的に均一な波長の光を、下記において「チョップス」と言われる速発射（rapid  bursts）において一定の時間発するものが好ましい。グルコース測定目的の場合、それぞれ異なる波長、好ましくは660及び940nmで発光する２つのそのようなLED（それぞれLED660及びLED940）を用いるのが好ましいことが見いだされた。光学ブロック32は、LEDの焦点が合わされた表面から反射される光をさえぎり、そのような光を測定可能な電圧に変換することができる装置である光検出器38も含む。
下記において「グレーターゲット」45と呼ばれる着色標的、好ましくは灰色の標的が壁23中に挿入され、開口部30と並べられている。グレーターゲット45は光学素子に、ストリップが挿入される前に装置の正しいキャリブレーションを保証するための表面を与える。
本明細書においてさらに詳細に説明する通り、ストリップ10の表面が開口部30を介して光学素子に提示される時に、これらの表面が正確な方法でそのように提示されることを保証する手段が設けられる。そのような手段は壁23及び25に、好ましい実施態様の場合、通過路26がＳ−蛇状の形を有するような特定の形を与えることを含む。図面及びそこにある説明を考慮することにより、そのような蛇状の形はまっすぐな壁が付けられた通過路からの非常に穏やかであるが非常に有効な変化であり、図２及び３で見ると、綿密に精査して初めてわかることが理解されるであろう。この点は本明細書において発展して説明される。
ここで図４及び５に言及すると、図４は本発明の説明を具体化するストリップ46の下部表面43の平面図を示す。図５は図４の線５−５を通って取られたストリップ46の縦断面図である。全血中のグルコースの検出のための実施態様の場合、ストリップ46は延長された一般に長方形の支持体47を含み、その上に反応物を含有する試験パッドが付けられ、上に輸送媒体50が設けられている。使用される場合、試料は試験パッド48の上にある輸送媒体50の上部表面に適用されることになる。試料の一部が試験パッドを通って浸透し、グルコースが存在すればその中の反応物と反応して色の変化を生じ、それは試験パッドの下部表面上において見える。ストリップが完全に装置中に挿入された時に装置の下部ガイドにおける開口部30と並び、試験パッドの表面の下部の一部が装置の光学素子に見えるように、支持体開口部52が支持体を通って設けられる（そのような部分は下記において反応領域54）。
ストリップのこれらの部品の詳細は、1992年５月12日出願の同時係属米国特許出願番号881,970に記載されており、引用することによりその記載事項は本明細書の内容となる。簡単に言うと、輸送媒体50は毛管作用によりそこを通って試料を流出させる孔を含む。輸送媒体は綿又は紙などの天然の材料、ならびにポリエステル類、ポリアミド類、ポリエチレンなどの合成材料から成ることができる。
輸送媒体は約20ミクロン〜約350ミクロン、好ましくは約50〜約150ミクロン、例えば100ミクロンの範囲内の有効直径を有する孔を持つ。輸送媒体は一般に親水性であり、又は赤血球と適合性の界面活性剤を用いる処理により親水性とすることができる。１つのそのような適合性の界面活性剤はMazer  Chemical,a  division  of  PPG  Industries  Inc.Chemicals  of  Gurnee,Illinoisにより販売されているMAPHOSTM66である。好ましい実施態様の場合、輸送媒体は最高約20〜約40マイクロリットル、例えば30マイクロリットルの血液試料を吸収することができる。
輸送媒体は例えば濾紙又は焼結プラスチック材料、例えば通常Porex  Corp.of  Fairburn,Georgiaから入手可能な多孔性ポリエチレン材料であることができる。輸送媒体は一般に約0.25インチの幅及び約1.0インチの長さで約0.022インチの厚さを有するように二次加工される。輸送媒体は赤血球適合性界面活性剤溶液で処理される。試験パッドを飽和させるのに約３〜約５マイクロリットルの血液しか必要でないなので、輸送媒体は大きな容積の血液を必要としないように、小さい気孔率を有するのが好ましい。試薬ストリップに適用された過剰の血液は吸収され、輸送媒体の試験パッドを越えて延びている部分に保持される。
輸送媒体50は持効性接着剤、例えばアクリル又はゴムに基づく接着剤により試験パッド48に付けられる。しかしホットメルト接着剤が好ましい。接着剤を試験パッドの周囲近辺のみの位置で連続したストリップに置き、試験パッドの受容表面の中心部分を実質的に障害のないように残すことができる。
試験パッド及びその製造は米国特許第4,935,346号にも詳細に示されており、本明細書で詳細に説明する必要はない。本質的に試験パッドは試薬が共有結合的に、又は非−共有結合的に結合することができる親水性多孔性マトリックスである。適した材料の例には、簡便には炭素数が４〜８のモノマーの縮重合物であり、モノマーがラクタム類又はジアミンとジカルボン酸の組み合わせであるポリアミド類、ポリスルホン類、ポリエステル類、ポリエチレン及びセルロースに基づく膜が含まれる。他のポリマー組成物も用いることができる。さらにポリマー組成物を修飾し、帯電構造を与えるように他の官能基を導入し、表面を中性、陽性又は陰性、ならびに中性、塩基性又は酸性とすることができる。選択される材料は、マトリックスの厚さを通じて大きい寸法から小さい寸法まで寸法が変化する孔を有する親水性異方性ポリスルホンである。好ましいマトリックスはMemtec  America  Corporation  of  Marylandから得られ、0.34〜0.4マイクロメーター、例えば0.37の範囲内の平均孔径、及び約125〜約140マイクロメーター、例えば130マイクロメーターの厚さを有する。大きい孔対小さい孔の平均直径の比率は約100である。
輸送媒体は全血試料を受容するように適応させられ、試料の検出可能な部分を毛管作用により受容表面に輸送する。輸送媒体は試験パッドの１つ又はそれ以上の末端をすぎて延び、実際の使用の際に存在し得る血液試料の過剰量を保持するための溜を形成するのが好ましい。通常、そのような血液試料の過剰量を管理されないやり方で使用者の上又は視検手段の上にたらすのではなく、過剰量を輸送媒体に保持するのがより好ましい。従って輸送媒体は約20〜約40マイクロリットルの血液、好ましくは約30マイクロリットルの血液を保持することができ、約３〜約５マイクロリットルの血液を試験パッドに通過させることができるのが好ましい。
試験パッドには分析物に特異的な発色試薬系を含浸する。典型的分析物はグルコース、コレステロール、ウレア及び他の多くであり、それらは当該技術分野における熟練者が容易に思い付くであろう。発色試薬系は問題の分析物との一次反応を選択的に触媒する酵素を含むのが好ましい。一次反応の生成物は反応領域で検出可能な色の変化を行う色素であることができる。別の場合、一次反応の生成物は中間体であることができ、それが好ましくはやはり酵素触媒の別の反応を行い、２次反応において沈澱し、それが反応領域で検出可能な色の変化を直接的、又は間接的に色素に行わせる。
典型的発色試薬系はグルコースに特異的な系であり、グルコースオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ及び酸化可能な色素を含有する。グルコースオキシダーゼは酵素であり、通常アスペルギルス・ニゲル（Aspergillus  Niger）又はペニシリウム（Penicillium）から得られ、グルコース及び酸素と反応してグルコノラクトン及び過酸化水素を生成する。そのようにして生成される過酸化水素はペルオキシダーゼ酵素、例えばホースラディッシュペルオキシダーゼにより触媒され、色素を酸化する。得られる発色団（酸化された色素）は色を示し、それを反応領域で観察することができる。多くの適した酸化可能な色素が当該技術分野において既知であり、それには例えば前記の引用米国特許第5,304,468号に示されているものが含まれる。１つの特に有用な酸化可能な色素は1994年５月19日出願の同時係属米国特許出願番号245,940（LFS−30）に記載されている３−メチル−２−ベンゾチアゾリノン  ヒドラゾン塩酸塩/8−アニリノ  １−ナフタレンスルホネート色素カップル（MBTH/ANSカップル）である。特定の分析物に特異的な他の多くの適した発色試薬系が当該技術分野において既知である。選択される色素カップルはANSと対にされたMBTHの誘導体、メタ［３−メチル  ２−ベンゾチアゾリノン  ヒドラゾン］Ｎ−スルホニルベンゼンスルホネート  一ナトリウムである。この組み合わせは本日出願の米国特許出願  （我々内部の事件整理番号LFS−35）に詳細に記載されており、それは引用することにより記載事項が本明細書の内容となる。
支持体46は不必要に曲げられたりよじれたりせずに装置中に挿入されるために十分に硬質の材料のものであることができる。そのような支持体はポリオレフィン類（れいえばポリエチレン又はポリプロピレン）、ポリスチレン又はポリエステル類などの材料を含むのが好ましい。好ましい材料は英国のImperial  Chemical  Industries,Ltd.から入手可能であり、そこでMelinex  329の商品名で販売されており、約0.014インチの厚さを有するポリエステルである。
図４のストリップの下部表面（すなわち装置の下部ガイドの開口部30に面した関係で挿入されるべき表面、従って装置の光学素子により「見られる」表面）を見ると、この表面が試験パッド48の、支持体開口部52を通して見える部分を含む反応領域54を与えるのがわかる。反応領域54はストリップの先行端56（装置中への挿入に関して先行）及び反対側の端58の間に縦に置かれる。
本発明の利点は図7a〜９を考慮することにより最も理解されるであろう。図7a及び7bにおいて、ストリップ通過路の図が縦断面略図としてそこに示され、それは本発明の説明を具体化していないが、代わりに上部壁62及び下部壁64により限定され、開口末端66及び反対側の末端68を有する通過路60を含んでいる。下部壁64には開口部70が設けられ、それを通してストリップ74の下部表面72の一部が光学素子（示されていない）により見られることになる。ストリップ74には試験パッド76が設けられ、従っていくらか不均一な平面状上部表面を有し、不均一な厚さのものである；すなわちそれは一般に試験パッド部分において例えば先行端78におけるより厚い。従って壁62及び64はストリップの最も厚い部分を通過路60中に容易に通過させるのに十分な程度に離されていなければならない。付随的に、より薄い先行端78は通過路内で実質的に「遊び」を有するであろう。従ってストリップの先行端の幾分カールした、又は非−平面状の形は、ストリップが通過路中に挿入される時にこの部分の下部表面の開口部70からの距離を変化させるであろう。この、開口部への正確な提示を保持できないことは、装置の光学素子による誤った読み取りを生ずるであろう。図7aは上部壁62に向かっているこのカールを示し、図7bは下部壁64に向かっているカールを示している。厚さが変化するストリップは上記の問題を悪化させるが、ストリップが均一な厚さのものであってもいくらかの隙間が設けられねばならず、従って程度は低いとは言え、問題は依然として存在することが認識されるであろう。さらに、ストリップが非平面状である、すなわち縦方向にカールしていることで問題を説明してきたが、ストリップが横に非平面状である；すなわち捩れている場合に類似の状況が起こることが理解されるであろう。
図８は本発明の説明に密着したストリップ通過路80を示す。この場合も通過路80は下部第１壁84及び上部第２壁82により限定され、第１壁を通って開口部90が設けられている。通過路は、下部表面92及び試験パッド96を有し、従って図7a及び7bに示されているストリップと類似のストリップ94に適応するように設計されている。しかし本発明の説明に従うと、第１壁84には第１ストリップ支持表面85が設けられ、第２壁82には第１ストリップ支持表面85の下流に第２ストリップ支持表面87が設けられ、そのようなストリップ支持表面85、87の両方が開口部90の上流に置かれている。支持表面85及び87はさらに、ストリップ89の開口部90の上にある部分が開口部90に向かされるように互いに関して定置されている。これは、湾曲凹形にストリップを強制するように定置された支持表面85及び87を第２壁82に与え、ばね様性質を有するストリップ94を与えることにより成される。そのような湾曲形に強制されるばね様ストリップ94はまっすぐになるように偏らされ、従って開口部90に向かされる。この曲率を達成するために２つの支持表面は、上流の第１支持表面85が開口部の平面から、第２支持表面87の高さに関して十分な高さにあるように定置されねばならない。第１支持表面が第２支持表面よりずっと低く置かれると、通過路中に導入されるストリップは所望の曲率に強制されないであろう。従って第１支持表面は第２支持表面87からストリップ１枚分の厚さより低くあってはならない。図８に示される通り、支持表面85は支持表面87より高く、従ってストリップ94が所望の曲率に強制されることを保証するのが好ましい。
図８に示されているストリップ94は、少なくとも２種類の厚さを有する、すなわち試験パッド87において最も厚く、試験パッドの上流及び下流において最も薄いとして示されている。上記で規定された２つの支持表面の相対的高さはこの場合、その表面が装置の光学素子により読み取られるべきストリップの上流部分が開口部の上にある時に、２つの支持表面の間を通過するストリップの最も薄い部分により決定されるべきである。他方、開口部の平面に平行な平面上に投影される２つの支持表面間の距離が次いで、ストリップの最大の厚さにより決定され、それはストリップの最も厚い部分が支持表面の間の通過路中に容易に挿入され得るようでなければならない。
図８に示されている通り、ベクトル矢Ｆにより示される力を加えることによりストリップ94が挿入される時、壁の形はストリップを湾曲した形に強制する。装置はばね様性質を有するストリップと一緒に用いられるように適応されているので、湾曲したストリップはまっすぐになろうとする。このまっすぐになろうとする努力はベクトル矢Ｓにより示される力として変形し、それはストリップの先行部分89を開口部に向かって偏らせる。この配置のために、ストリップの一部が開口部の上にある時はいつもそのような部分が開口部に向かって偏り、従って装置の光学素子に均一に提示される。
ストリップのばね様の性質は、ストリップが挿入される時に下向きの力を現すのに十分なだけの程度のものであることが必要である。Imperial  Chemical  Industries  Ltd.から得られる14ミルのMelinex  329ポリエステル、又はSpartech  Companyから得られる30ミルの耐衝撃性ポスチレンから構成されるストリップは必要なばね性を有する。Chatillion  Testerを用い、そのようなストリップ幅の２つの支持体を得ることにより２分の１インチの走査距離で、これらの材料に関してばね定数を測定した。幅の中心に適用されて１分当たりに１インチの歪速度を生ずる力を加え、応力−歪曲線を作成する。そのような曲線の直線部分の傾きがばね定数として取られ、１インチ当たり約12〜約22ポンド重で変化することが見いだされる。１イチン当たり７ポンド重もの低いばね定数を有するストリップは本発明と関連して用いるのに適しているが、好ましくはそのような定数は少なくとも１イチン当たり10ポンド重であるべきであると思われる。そのような定数は１インチ当たり40ポンド重のように高いこともでき、１インチ当たり30ポンド重未満が好ましい。
さらに好ましい形が図９に示されており、通過路中に完全に挿入された時の図８のストリップ94が示されている（図８及び９において同じ部分は同じ部分番号を有する）。しかしこの場合、上部壁82にはさらに開口部90の下流に位置する第３支持表面97が設けられている。この第３支持表面97は開口部の平面からストリップ１枚分の厚さより高くなく定置されるのが好ましい。従って開口部の下流の位置に達したストリップ89の先行部分はこの第３支持表面97に向かって支えられ、第１壁84に対して湾曲凹形にたわむ。このたわみは開口部の上にあるストリップの部分を開口部に向かってしっかりと保持するであろう。
図７、８及び９に示されている図面は略図であり、特に図８及び９の場合、湾曲した壁のまっすぐな壁からの変動を大きく誇大しいることを当該技術分野における熟練者は認識するであろう。図６はそれぞれ上部壁23及び下部壁25を有する上部ガイド22及び下部ガイド24のさらなる典型である。
下記の表１は角度、距離及び半径に関する好ましい寸法を挙げており；すべて図６に示されているX,Y座標に基づく。
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ここで本発明は完全に説明され、以下の請求の範囲に定義される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、それに対するいずれの修正及び変更も成し得ることが当該技術分野における熟練者に明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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