(57)【要約】  バイオセンサー系は、被分析物の酸化／還元反応により生じる出力信号から被分析物濃度を決定する。バイオセンサー系は、1つの温度での出力信号から被分析物濃度を決定するための相関を補正し、他の温度での出力信号から被分析物濃度を決定する。基準温度での、被分析物濃度と出力信号との温度補正相関を用いて、試料温度での出力信号から被分析物濃度を決定することができる。【選択図】なし
2009528540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料温度を決定する工程；
試料中の被分析物のレドックス反応に応じて出力信号を生ずる工程；
温度に応じて、基準温度での被分析物濃度と出力信号との相関を補正する工程；及び
温度補正相関、及び、試料温度での出力信号から被分析物濃度を決定する工程；
を含む、生体液試料中の被分析物濃度を決定する方法。
【請求項２】
傾きの正規化温度関数、及び、切片の正規化温度関数に応じた相関を補正する工程をさらに含む、請求項１の方法。
【請求項３】
被分析物濃度と出力信号との温度補正相関が以下：
【数１】
2009528540.tif 000041
式中、ARは基準温度での被分析物濃度であり、OSTは試料温度での出力信号であり、IntTは切片の正規化温度関数により補正された切片であり、そして、STは傾きの正規化温度関数により補正された傾きである、
のように示される、請求項１の方法。
【請求項４】
傾きの正規化温度関数が、正規化された傾きの回帰分析を含む、請求項３の方法。
【請求項５】
傾きの正規化温度関数f（t）が、以下：
【数２】
2009528540.tif 000042
式中、Tは試料温度であり、そして、a2、a1、及びa0は、正規化された傾きを示す回帰分析の係数である、
のように示される、請求項４の方法。
【請求項６】
切片の正規化温度関数が、正規化された切片の回帰分析を含む、請求項３の方法。
【請求項７】
切片の正規化温度関数g（t）が、以下：
【数３】
2009528540.tif 000043
式中、Tは試料温度であり、そして、b2、b1、及びb0は、正規化された切片を示す回帰分析の係数である、
のように示される、請求項６の方法。
【請求項８】
電気化学的過程に応じて出力信号を生ずる工程をさらに含む、請求項１の方法。
【請求項９】
出力信号が光を含む、請求項１の方法。
【請求項１０】
出力信号が電気信号を含む、請求項１の方法。
【請求項１１】
パルス入力信号に応じて出力信号を生ずる工程をさらに含む、請求項１の方法。
【請求項１２】
被分析物がグルコースを含み、そして、生体液が全血を含む、請求項１の方法。
【請求項１３】
基準温度及び少なくとも一つの他の温度における、被分析物濃度と出力信号との相関を決定する工程；
基準温度の相関における傾きと切片の正規化温度関数を構築する工程；及び
傾きと切片の正規化温度関数に応じて、基準温度の相関を補正する工程；
を含む、温度に応じて、基準温度での被分析物濃度と出力信号との相関を補正する方法。
【請求項１４】
傾きの正規化温度関数が、正規化された傾きの回帰分析を含む、請求項１３の方法。
【請求項１５】
傾きの正規化温度関数f（t）が、以下：
【数４】
2009528540.tif 000044
式中、Tは試料温度であり、そして、a2、a1、及びa0は、正規化された傾きを示す回帰分析の係数である、
のように示される、請求項１４の方法。
【請求項１６】
切片の正規化温度関数が、正規化された切片の回帰分析を含む、請求項１３の方法。
【請求項１７】
切片の正規化温度関数g（t）が、以下：
【数５】
2009528540.tif 000045
式中、Tは試料温度であり、そして、b2、b1、及びb0は、正規化された切片を示す回帰分析の係数である、
のように示される、請求項１６の方法。
【請求項１８】
基準温度における、被分析物濃度と出力信号との相関が以下：
【数６】
2009528540.tif 000046
式中、GRは基準温度での被分析物濃度であり、iRは基準温度での出力信号であり、IntRは基準温度における相関の切片であり、そして、SRは基準温度における相関の傾きである、
のように示される、請求項１３の方法。
【請求項１９】
基準温度の温度補正相関が以下：
【数７】
2009528540.tif 000047
式中、GRは基準温度での被分析物濃度であり、iTは試料温度での出力信号であり、IntRは基準温度における相関の切片であり、g（T）は切片の正規化温度関数であり、SRは基準温度における相関の傾きであり、そして、f（T）は傾きの正規化温度関数である、
のように示される、請求項１３の方法。
【請求項２０】
出力信号が光を含む、請求項１３の方法。
【請求項２１】
出力信号が電気信号を含む、請求項１３の方法。
【請求項２２】
パルス入力信号に応じて出力信号を生ずる工程をさらに含む、請求項１３の方法。
【請求項２３】
被分析物がグルコースを含み、そして、生体液が全血を含む、請求項１３の方法。
【請求項２４】
センサーインターフェース及び温度センサーと接続されたプロセッサーを有する測定装置；
サンプルインターフェースが基盤により形成されるリザーバーと隣接している、基盤上のサンプルインターフェースを有するセンサーストリップ；を含む、
生体液中の被分析物濃度を決定するバイオセンサーであって、
ここにおいて、該プロセッサーが、温度センサーからの試料温度に応じて、基準温度での被分析物濃度と出力信号との相関を補正し、そして、該プロセッサーが、サンプルインターフェースからの出力信号に応じた温度補正相関により、被分析物濃度を決定する、前記バイオセンサー。
【請求項２５】
プロセッサーが、傾きの正規化温度関数、及び、切片の正規化温度関数に応じて、相関を補正する、請求項２４のバイオセンサー。
【請求項２６】
基準温度の温度補正相関が以下：
【数８】
2009528540.tif 000048
式中、GRは基準温度での被分析物濃度であり、iTは試料温度での出力信号であり、IntRは基準温度における相関の切片であり、g（T）は切片の正規化温度関数であり、SRは基準温度における相関の傾きであり、そして、f（T）は傾きの正規化温度関数である、
のように示される、請求項２４のバイオセンサー。
【請求項２７】
傾きの正規化温度関数f（t）が以下：
【数９】
2009528540.tif 000049
式中Tは試料温度であり、そして、a2、a1、及びa0は正規化された傾きを示す回帰分析の係数である、
のように示される、請求項２６のバイオセンサー。
【請求項２８】
切片の正規化温度関数g（t）が以下：
【数１０】
2009528540.tif 000050
式中Tは試料温度であり、そして、b2、b1、及びb0は正規化された切片を示す回帰分析の係数である、
のように示される、請求項２６のバイオセンサー。
【請求項２９】
出力信号が光を含む、請求項２４のバイオセンサー。
【請求項３０】
出力信号が電気信号を含む、請求項２４のバイオセンサー。
【請求項３１】
出力信号がパルス入力信号に応答する、請求項２４のバイオセンサー。
【請求項３２】
被分析物がグルコースを含み、そして、生体液が全血を含む、請求項２４のバイオセンサー。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景
［001］  バイオセンサー系は通常、生体液中の一つまたはそれ以上の被分析物の分析を提供する。分析は、典型的には、生体液中の被分析物の定量的決定を含む。分析は、生理学的な異常の診断及び治療に有用である。例えば、血液中のグルコースレベルの決定は、食事、及び／または、投薬の調節のために、血液グルコースレベルを頻繁に検査する糖尿病個体にとって、重要である。他の個体にとって、尿酸、乳酸、コレステロール、ビリルビンなどを監視することは重要であろう。
【０００２】
［002］  バイオセンサー系は、卓上、携帯型、及び、他の測定装置を用いて実行することができる。携帯型装置は、手で持って操作でき、通常、測定装置、及び、センサーストリップを含む。典型的には、生体液試料を、分析のための測定装置中に配置されたセンサーストリップに導入する。バイオセンサー系は、一つまたはそれ以上の被分析物の分析をするように設計されることが可能であり、また、異なる容量の生体液を使用することができる。いくつかのバイオセンサー系は、容量が1-15マイクロリットル（μL）といった、一滴の全血（WB）を分析することができる。
【０００３】
［003］  バイオセンサー系は、通常、生体液試料中の被分析物濃度を決定するために、出力信号を測定する。出力信号は、被分析物の酸化／還元、またはレドックス反応により生じる。酵素または類似した種類のものを、レドックス反応の促進のため、試料に添加することができる。出力信号は、電気信号、光、または、電気信号に変換された光であり得る。バイオセンサー系は、光学センサー系または電気化学センサー系を使用する出力信号を生ずることができる。
【０００４】
［004］  光学系においては、被分析物濃度は、被分析物、あるいは、反応または被分析物のレドックス反応と反応する化学指標物質から形成される産物といった、光識別可能種と相互作用させた光を測定することにより、決定される。光源からの入射励起ビームは、試料へ向けられる。光識別可能種は、入射ビームの一部の波長を吸収またはシフトさせる、つまり、波長を変化させるか、あるいは、入射ビームの強度を減少させる。出力信号である、減衰したまたは波長が変化した入射ビームは、検出器により収集、及び、測定される。他の光学系において、化学指標物質は、励起ビームにより光を当てられた際、被分析物のレドックス反応に応じて蛍光を発するか、あるいは、光を放射する。出力信号である光は、検出器により収集、及び測定される。
【０００５】
［005］  電気化学系において、被分析物濃度は、電流または電位といった電気信号の測定により決定される。典型的には、被分析物は、試料に励起信号を加えるとレドックス反応を受ける。励起信号は、通常、電流または電位といった電気信号である。レドックス反応は、励起信号に応答して出力信号を生じる。出力信号は、通常、電流または電位といった電気信号であり、それを測定し、被分析物濃度と相関を付けることが可能である。
【０００６】
［006］  電気化学系において、測定装置は通常センサーストリップ中の導電体と接続した電気接点を有する。電気コネクタは、生体液試料に入りこんだ電極と、導体により接続される。測定装置は、励起信号を電気接点を介して導電体に加え、導電体は励起信号を、電極を介して試料中に伝える。被分析物のレドックス反応は、励起信号に応じて出力信号を生ずる。測定装置は出力信号に応じて、被分析物濃度を決定する。携帯型測定装置の例には、Bayer CorporationのAscensia Breeze（登録商標）及びElite（登録商標）測定器；イリノイ州Abbott ParkのAbbottより入手可能な、Precision（登録商標）バイオセンサー；インディアナ州IndianapolisのRocheより入手可能なAccucheck（登録商標）；及び、カリフォルニア州MilpitasのLifescanより入手可能なOneTouch Ultra（登録商標）バイオセンサーが含まれる。卓上測定装置の例には、インディアナ州West LafayetteのBAS Instrumentsより入手可能なBAS 100Bアナライザー；テキサス州AustinのCH Instrumentsより入手可能なCH Instruments’ Electrochemical Workstation；カンザス州LawrenceのCypress Systemsより入手可能なCypress Electrochemical Workstation；及び、ニュージャージー州PrincetonのPrinceton Research Instrumentsより入手可能なEG&G Electrochemical Instrumentが含まれる。
【０００７】
［007］  センサーストリップは、生体液試料中の被分析物と反応する試薬を含むことができる。試薬には、被分析物の酸化還元を促進するイオン化剤、及び、被分析物と導体間の電子の移動を補助するメディエーターまたは他の物質もまた含まれる。イオン化剤は、WB試料中のグルコースの酸化を触媒する、グルコース酸化酵素、または、グルコース脱水素酵素といった被分析物に特異的な酵素であってもよい。試薬には、酵素及びメディエーターを共に保持する支持体が含まれてよい。光学系において、試薬には、化学指標物質に加えて、化学指標物質と被分析物または化学指標物質と被分析物のレドックス反応産物との反応を促進する、他の酵素または同種のものが含まれる。
【０００８】
［008］  大多数のバイオセンサー系は、生体液試料中の被分析物濃度の決定のため、相関方程式または較正方程式を使用する。相関方程式は出力信号と被分析物濃度との関係を示す。それぞれの相関方程式より、特定の出力信号に対する被分析物濃度を計算することができる。相関方程式は試料の温度に依存する。特定の被分析物濃度に対する出力信号は、被分析物のレドックス反応、酵素反応速度、拡散などへの温度の効果によって変化してもよい。特定の試料温度での出力信号から被分析物濃度を計算するために、あり得る各試料温度において、相関方程式が必要とされるだろう。
【０００９】
［009］  試料分析に使用される相関方程式の数を減らすため、多数のバイオセンサー系は、特定の基準温度における一つまたはそれ以上の相関方程式を使用して、被分析物濃度を提供することを試みる。試料温度での被分析物濃度は、通常、試料温度と基準温度間での差異を補正され、基準温度での被分析物濃度を提供する。
【００１０】
［0010］  いくつかのバイオセンサー系は、相関方程式からの被分析物の計算に先だって、出力信号を変化させることにより温度について補正する。通常、出力信号に温度補正係数などを掛ける。温度補正出力信号は被分析物濃度の決定に用いられる。温度補正出力信号を用いるバイオセンサー系は、アメリカ合衆国特許第4,750,496号及び第6,576,117号に記述される。
【００１１】
［0011］  他のバイオセンサー系は、相関方程式により計算された被分析物濃度を変化させることにより、温度について補正する。相関方程式により計算された被分析物濃度は、通常、温度補正過程を経て、温度補正された被分析物濃度を提供する。温度補正された被分析物濃度を用いるバイオセンサー系は、アメリカ合衆国特許第5,366,609号、第5,508,171号及び第6,391,645号に記述される。
【００１２】
［0012］  さらなるバイオセンサー系は、相関方程式からの被分析物濃度の計算に先だって出力信号を変化させることにより、及び／または、相関方程式により計算された被分析物濃度を変化させることにより、温度について補正する。温度補正出力信号、及び／または、温度補正被分析物濃度を用いるバイオセンサー系は、アメリカ合衆国特許第4,431,004号及び第5,395,504号に記述される。
【００１３】
［0013］  これらの温度補正方法は、様々な利点及び不都合な点が均衡を保っており、どれも理想的ではない。これらの方法は、被分析物のレドックス反応、酵素及びメディエーターの反応速度、及び、拡散への、異なる試料温度の様々な効果を、完全に組み入れることはできていない。これらの方法は、異なる試料温度での酵素反応速度及び拡散への、異なる被分析物濃度の影響を十分に処理してはいない可能性がある。これらの方法はまた、異なる試料温度でのレドックス反応への、異なる被分析物濃度の効果も十分に処理してはいない可能性がある。さらに、出力信号への変化、及び／または、計算された被分析物濃度への変化は、出力信号からの被分析物濃度の決定に関する誤差を導入または拡大する可能性がある。
【００１４】
［0014］  従って、改善されたバイオセンサー系、特に、基準温度でのより正確かつ精密な被分析物濃度を提供することができるものは、継続的に必要とされている。本発明の系、装置、及び、方法は、在来型のバイオセンサー系に付随する不都合な点の、少なくとも一つを克服する。
【００１５】
概要
［0015］  本発明は、被分析物のレドックス反応により生じる出力信号から、生体液試料中の被分析物濃度を決定する、バイオセンサー系を提供する。バイオセンサー系は、基準温度での、被分析物濃度と出力信号間との相関を補正し、他の温度での出力信号から被分析物濃度を決定する。バイオセンサー系は、試料温度での出力信号から被分析物濃度を決定するため、温度補正相関を使用する。
【００１６】
［0016］  生体液試料中の被分析物濃度を決定する方法において、試料温度が決定される。試料中の被分析物のレドックス反応に応じて、出力信号が生じる。基準温度での、被分析物濃度と出力信号との相関は、温度に応じて補正される。被分析物濃度は、温度補正相関、及び、試料温度での出力信号より、決定される。
【００１７】
［0017］  温度に応じて、基準温度での出力信号と被分析濃度との相関を補正する方法において、被分析物濃度と出力信号との相関は、基準温度、及び、少なくとも一つの他の温度について決定される。傾き及び切片の正規化温度関数は、基準温度の相関について構築される。基準温度の相関は、傾き及び切片の正規化温度関数に応じて補正される。
【００１８】
［0018］  生体液中の被分析物濃度を決定するバイオセンサーには、測定装置及びセンサーストリップが含まれる。測定装置は、センサーインターフェース及び温度センサーに接続されたプロセッサーを有する。センサーストリップは基盤上にサンプルインターフェースを有する。サンプルインターフェースは基盤により形成されるリザーバーに隣接している。プロセッサーは、温度センサーからの試料温度に応じて、基準温度での被分析物濃度と出力信号との相関を補正する。プロセッサーは、サンプルインターフェースからの出力信号に応じて、温度補正相関により被分析物濃度を決定する。
【００１９】
［0019］  以下の定義は、明細書及び請求項のより明確かつ首尾一貫した理解を提供するために含まれる。
［0020］  “被分析物”とは、試料中に存在する、一つまたはそれ以上の物質として定義される。試料中に存在する、被分析物の存在、及び／または、濃度は、分析により決定される。
【００２０】
［0021］  “試料”は、未知量の被分析物を含み得る組成物として定義される。典型的には、電気化学分析用の試料は液体の形態であり、そして、好ましくは、試料は水性混合物である。試料は、血液、尿、または、唾液といった、生物学的試料であってもよい。試料はまた、抽出物、希釈物、濾過物、または、再構成された沈殿物といった、生物学的試料の派生物でもあってもよい。
【００２１】
［0022］  “導体”とは、電気化学分析の間、安定のままである、電気伝導性の物質として定義される。
［0023］  “正確性”とは、センサー系により測定される被分析物の量が、試料中の被分析物の真の量にどのくらい近く相当するか、として定義される。正確性は、基準の被分析物の記録値と比較したセンサー系の被分析物の記録値のバイアスの観点で表現することができる。より大きいバイアス値ほど、より低い正確性を反映する。
【００２２】
［0024］  “精密性”とは、同じ試料における多数の被分析物測定値がどれだけ近いか、として定義される。精密性は複数の測定値間での広がりまたは分散の観点で表現することができる。
【００２３】
［0025］  “レドックス反応”とは、少なくとも1つの電子の、一番目の種から二番目の種への移動に関与する、2つの種間の化学反応として定義される。つまり、レドックス反応には酸化及び還元が含まれる。酸化側の半反応は、一番目の種による、少なくとも1つの電子の喪失に関与し、一方、還元側の半反応は、二番目の種への少なくとも1つの電子の付加に関与する。酸化された種のイオン電荷は、除かれた電子の数と等しい量だけ陽性になる。同様に、還元された種のイオン電荷は、得た電子の数と等しい量だけ陰性になる。
【００２４】
［0026］  “メディエーター”とは、酸化または還元されることが可能で、また、1つまたはそれ以上の電子を移動させることが可能な物質として、定義される。メディエーターは電気化学分析における試薬であり、着目される被分析物ではないが、被分析物の間接的な測定を提供する。単純化された系において、メディエーターは被分析物の酸化または還元に応じてレドックス反応を受ける。酸化された、または、還元されたメディエーターは、次に、センサーストリップの作用電極において逆の反応を受け、そして、初めの酸化数に再生される。
【００２５】
［0027］  “支持体”とは、試薬と化学的適合性を有し、試薬の物理的な支持、及び、封じ込めを提供する物質として定義される。
［0028］  “定常状態”とは、その独立した入力変数（時間、など）に関して、信号の変化が、±10または±5％内といった、実質的に一定である場合として定義される。
【００２６】
［0029］  “遷移点”とは、増加している拡散速度から、比較的一定である拡散速度へと移行するとき、時間の関数として得られる信号の値として定義される。遷移点の前、信号は時間とともに急速に変化している。同様に、遷移点の後、信号減衰の速度は、比較的一定になり、つまり、比較的一定である拡散速度を反映する。
【００２７】
［0030］  “手持ち装置”とは、ヒトの手で持つことができ、携帯可能な装置として、定義される。手持ち装置の例は、インディアナ州、ElkhartのBayer HealthCare, LLCより入手可能なAscensia（登録商標） Elite Blood Glucose Monitoring systemを伴った測定装置である。
【００２８】
詳細な説明
［0044］  生体液試料中の被分析物を決定するバイオセンサーが記述される。バイオセンサー系は、被分析物の酸化／還元、または、レドックス反応により生じる出力信号より、被分析物の濃度を決定する。系は、1つの温度での出力信号から被分析物濃度を決定するための相関方程式を補正し、試料温度といった、他の温度での出力信号から被分析物濃度を決定する。温度補正相関は、試料の被分析物濃度を決定する、バイオセンサー系の正確性、及び、精密性を改善する。バイオセンサー系は、基準温度における温度補正相関を使用して、試料温度での出力信号より被分析物濃度を決定することができる。被分析物と出力信号との相関方程式は、グラフを用いて、数学的に、それらの組み合わせなどによって示すことができる。相関方程式は、プログラム番号（PNA）表、他の参照表などによって、示すことができる。バイオセンサー系は、グルコース、尿酸、乳酸、コレステロール、ビリルビンなどといった、被分析物の濃度を決定するために用いることができる。
【００２９】
［0045］  図1は、生体液試料中の被分析物濃度を決定する方法を示す。102において、試料温度が決定される。104において、出力信号が試料中の被分析物の酸化／還元反応に応じて生じる。106において、基準温度での被分析物濃度と出力信号との相関が、温度に応じて補正される。108において、被分析物濃度が、温度補正相関及び試料温度での出力信号により決定される。110において、被分析物濃度が表示され、そして、今後の参照のため保存することができる。
【００３０】
［0046］  図1の102において、試料温度は様々な技術を用いて決定することができる。試料温度は、サーミスタ、温度計、または、他の温度センサー装置を使用して測定することができる。試料温度は、試料中の電気化学的反応の出力信号より計算することができる。試料温度は、周囲の温度、またはバイオセンサー系を実行する装置の温度の測定値と同じまたは類似していると想定することができる。試料温度の決定に他の技術を使用することができる。
【００３１】
［0047］  図1の104において、出力信号は、試料中の被分析物の酸化／還元、または、レドックス反応に応じて生じる。出力信号は、光学センサー系、電気化学センサー系などを用いて生ずることが可能である。
【００３２】
［0048］  光学センサー系は、一般に、被分析物のレドックス反応に伴う化学指標物質の反応により、吸収されるか、または、発せられる光の量を測定する。酵素は反応速度を高めるために化学指標物質とともに含まれてもよい。光学系からの出力信号または光は、電流、または、電位といった、電気信号に変換することができる。
【００３３】
［0049］  光吸収光学系において、化学指標物質は光を吸収する反応産物を産生する。ジアホラーゼといった酵素とともにテトラゾリウムといった化学指標物質を使用することができる。テトラゾリウムは通常、被分析物のレドックス反応に応じて、ホルマザン（chromagen）を形成する。光源からの入射励起ビームは、試料の方に向けられる。光源はレーザー、発光ダイオードなどであってもよい。入射ビームは、反応産物による吸収について選択された波長を有することができる。入射ビームが試料中を通過すると、反応産物は入射ビームの一部を吸収し、その結果、入射ビームの強度を減衰または減少させる。入射ビームは、検出器へ、試料から反射されて戻る、あるいは、試料中を透過される可能性がある。検出器は、減衰された入射ビーム（出力信号）を集め、そして、測定する。反応産物により減衰された光の量は、試料中の被分析物濃度の指標である。
【００３４】
［0050］  光発生光学系において、化学検出器は、被分析物のレドックス反応に応じて蛍光または光を発する。検出器は発生した光（出力信号）を集め、そして測定する。化学指標物質により産生された光の量は、試料中の被分析物濃度の指標である。
【００３５】
［0051］  電気化学系は、生体液試料に入力信号を加える。入力信号は電位または電流であることが可能であり、また、一定、可変、あるいは、交流信号に直流信号オフセットが加えられた場合といった、それらの組み合わせであってもよい。入力信号は、単一パルスとして、あるいは、多重パルス、連続、または周期的に加えることができる。試料に入力信号が加えられると、被分析物はレドックス反応を受ける。酵素、または、同種のものが被分析物のレドックス反応の促進のために用いられてもよい。メディエーターは酵素の酸化状態を維持するのに用いることができる。レドックス反応は出力信号を生じ、遷移及び／または定常状態の出力の間、常に、あるいは、定期的に測定することができる。アンペロメトリー、電量分析、ボルタンメトリーなどといった、様々な電気化学的過程が用いられてよい。ゲート化アンペロメトリー、及び、ゲート化ボルタンメトリーもまた、使用することができる。
【００３６】
［0052］  アンペロメトリーにおいては、電位または電圧が生体液試料に加えられる。被分析物のレドックス反応は電位に応じて電流を生ずる。試料中の被分析物を定量するため、電流は経時的に測定される。一般に、アンペロメトリーは、被分析物が酸化、または、還元される速度を計測して、試料中の被分析物濃度を決定する。アンペロメトリーを用いるバイオセンサー系は、アメリカ合衆国特許第5,620,579号、第5,653,863号、第6,153,069号、及び第6,413,411号に記述される。
【００３７】
［0053］  電量分析においては、電位が生体液試料に加えられ、試料中の被分析物は完全に酸化または還元される。電位は電流を生じ、それは酸化／還元の時間中積算され、被分析物濃度を示す電荷を生ずる。一般に、電量分析は、試料中の被分析物の総量を捕える。全血グルコースの測定に電量分析を用いるバイオセンサー系は、アメリカ合衆国特許第6,120,676号に記述される。
【００３８】
［0054］  ボルタンメトリーにおいては、生体液試料に変動電位が加えられる。加えられた電位に応じて、被分析物のレドックス反応が電流を生ずる。試料中の被分析物を定量するため、経時的に電流が測定される。一般に、ボルタンメトリーは、試料中の被分析物濃度を決定するため、被分析物が酸化または還元される速度を測定する。ボルタンメトリーに関するさらなる情報は、1980年、A.J. Bard及びL.R. Faulknerによる"Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications"に見いだすことができる。
【００３９】
［0055］  ゲート化アンペロメトリー及びゲート化ボルタンメトリーにおいては、パルス励起が用いられ、それは2005年7月20日に出願されたアメリカ合衆国仮特許出願第60/700,787号及び2005年9月30日に出願された第60/722,584号にそれぞれ記載される通りであり、それらは参照として援用される。
【００４０】
［0056］  図1の106において、基準温度での被分析物濃度と出力信号との相関は、温度に応じて補正される。基準温度での出力信号から被分析物濃度を計算する、相関方程式または較正方程式により、相関を示すことができる。基準温度における相関方程式は、試料温度といった他の温度での出力信号に応じて被分析物濃度を計算するように補正される。相関方程式は、基準温度25℃におけるものであってもよい。他の基準温度における相関方程式を使用することができる。
【００４１】
［0057］  相関方程式は、被分析物濃度の決定における出力信号を扱うのために実行することができる。相関方程式はまた、被分析物濃度を決定するための電気出力信号との比較における、相関方程式の傾き及び切片のプログラム番号割り当て（PNA）表、他の参照表などとして、実行することができる。
【００４２】
［0058］  相関方程式または較正方程式への温度の効果は、レドックス反応中の拡散、及び、酵素反応の挙動に応答する。例えば、温度は、全血試料中のグルコースの酸化及び拡散に影響を及ぼす。さらに、温度は、光学的に活性をもつ分子の拡散に影響を及ぼす。
【００４３】
［0059］  相関方程式は線形もしくは線形に近似している可能性があり、また、二次多項式により記述することができる。一般的な形態において、相関方程式は以下のように示すことができる。
【００４４】
【数１】
2009528540.tif 000003
【００４５】
［0061］  式中、Aは被分析物濃度であり、OSは出力信号であり、そして、係数dn、dn-1、d2、d1、及びd0は、バイオセンサー応答の、各項における温度依存性の重み因子を記述する。
【００４６】
［0062］  相関方程式は、被分析物濃度が出力信号の関数として表現される、逆の表現によって記述することができる。これは、被分析物濃度を見いだすために、n次方程式を解く必要を軽減させる。つまり、被分析物濃度に関する相関方程式は以下のように示すことができる。
【００４７】
【数２】
2009528540.tif 000004
【００４８】
［0064］  式中、cn、cn-1、c2、c1、及びc0は、バイオセンサー応答の、各項における温度依存性の重み因数を記述する係数である。被分析物濃度Aは、全血試料中のグルコースであってもよい。出力信号は、電気化学系の電流または電位、光学系の吸光度または透過％などであってもよい。
【００４９】
［0065］  相関方程式は、被分析物濃度と出力信号との二次応答（2nd order response)により、以下の通り示すことができる。
【００５０】
【数３】
2009528540.tif 000005
【００５１】
［0067］  相関方程式は、被分析物濃度と出力信号との線形応答により、以下の通り示すことができる。
【００５２】
【数４】
2009528540.tif 000006
【００５３】
［0069］  式中、c1＝1/ST、c0＝IntT/ST、及び、式中ARは基準温度での被分析物濃度であり、OSTは出力信号であり、STは基準温度での傾きと傾きの正規化温度関数との積であり、そして、IntTは基準温度での切片と切片の正規化温度関数との積である。
【００５４】
［0070］  方程式（4）は、被分析物濃度に応答する出力信号を表現するように、以下の通り書き換えることができる。
【００５５】
【数５】
2009528540.tif 000007
【００５６】
［0072］  式中、OSTは試料温度といった他の温度での出力信号であり、ARは基準温度での被分析物濃度であり、STは定数と傾きの正規化温度関数との積として表現されることが可能であり、また、IntTは定数と切片の正規化温度関数との積として表現されることが可能である。
【００５７】
［0073］  方程式（5）は、出力信号OSTが、被分析物濃度ARにおいて、傾きST及び切片IntTへの温度の効果に関する温度関数であることを示す。傾きST及び切片IntTは、基準温度での相関方程式の傾き及び切片を、傾き及び切片の正規化温度関数を用いて補正する。基準温度における相関の、温度補正された傾き及び切片は、試料温度といった他の温度での出力信号と共に被分析物の濃度計算に用いることができる。
【００５８】
［0074］  従って、相関方程式（5）は、基準温度における相関の、温度補正された傾き及び切片、及び、他の温度での出力信号を用いる被分析物濃度計算のため、以下のように書き換えることができる。
【００５９】
【数６】
2009528540.tif 000008
【００６０】
［0076］  式中、ARは基準温度での被分析物濃度であり、OSTは他の温度での出力信号であり、IntTは他の温度に応じた切片の正規化温度関数により補正された、基準温度における相関の切片であり、そして、STは他の温度に応じて、傾きの正規化温度関数により補正された、基準温度における相関の傾きである。
【００６１】
［0077］  基準温度における相関の傾きは、試料温度に応じて以下のように補正される。
【００６２】
【数７】
2009528540.tif 000009
【００６３】
［0079］  式中、SRは基準温度における相関の傾きであり、そして、f（T）は試料温度における傾きを補正する温度関数である。
［0080］  傾きの温度関数f（T）は、基準温度における相関の傾きを他の温度における相関の傾きに補正する。温度補正された傾きは、他の温度で生じた出力信号、または、電流を用いて、被分析物濃度またはグルコース濃度の計算に使用することができる。傾きの温度関数f（T）を構築するため、他の温度における相関の傾きは、基準温度における相関の傾きに正規化される。特定の温度における正規化された相関の傾きは、基準温度での相関の傾きを、特定の温度での相関の傾きに補正する、単位のない係数である。基準温度における正規化された相関の傾きは、基本的には1であり、基準温度における相関の傾きへの補正が、ほとんどないか、あるいは、全くないということを示す。正規化された傾きは、グラフとして、及び／または、傾きの温度関数f（T）を構築する回帰分析を用いるといったように、数学的に分析される。他の正規化の方法を、温度関数の構築のために用いることができる。
【００６４】
［0081］  傾きの温度関数f（T）は、以下のような二次元多項式であってもよい。
【００６５】
【数８】
2009528540.tif 000010
【００６６】
［0083］  式中、Tは試料温度であり、そして、a2、a1、及びa0は、正規化された傾きを示す回帰分析の係数である。多項式として示されているが、傾きの温度関数f（T）は、定数関数、指数関数、三角関数、または、他の関数、それらの組み合わせなどとして、示すことができる。
【００６７】
［0084］  基準温度における相関の切片は、試料温度に応じて以下の通り補正される。
【００６８】
【数９】
2009528540.tif 000011
【００６９】
［0086］  式中、IntRは基準温度での相関の切片であり、そして、g（T）は試料温度における切片を補正する温度関数である。
［0087］  切片の温度関数g（T）は、基準温度における相関の切片を、他の温度における相関の切片に補正する。温度補正された切片は、他の温度で生じた出力信号または電流を用いて、被分析物濃度またはグルコース濃度の計算に使用することができる。切片の温度関数g（T）を構築させるために、異なる温度における相関の切片は、基準温度における相関の切片に正規化される。特定の温度における相関の正規化された切片は、基準温度における相関の切片を、特定の温度における相関の切片に補正する、単位のない係数である。基準温度における相関の正規化された切片は、基本的には1であり、基準温度における相関の切片への補正が、ほとんどないか、あるいは、全くないということを示す。正規化された切片は、グラフとして、及び／または、切片の温度関数g（T）を構築する回帰分析を用いるといったように、数学的に分析される。他の正規化の方法を、温度関数の構築のために用いることができる。
【００７０】
［0088］  切片の温度関数g（T）は、以下のような二次多項式であってもよい。
【００７１】
【数１０】
2009528540.tif 000012
【００７２】
［0090］  式中、Tは試料温度であり、また、b2、b1、及びb0は、正規化された切片を示す回帰分析の係数である。多項式として示されているが、切片の温度関数g（T）は、定数関数、指数関数、三角法関数、または、他の関数、それらの組み合わせなどとして、示すことができる。
【００７３】
［0091］  図1の108において、試料の被分析物濃度は、温度補正相関方程式（6）及び試料温度での出力信号より、決定される。傾き及び切片の温度関数、f（T）及びg（T）は、方程式（8）及び（10）をそれぞれ用いて、計算される。試料温度に応じて補正された、基準温度における相関の傾き及び切片、ST及びIntTは、方程式（7）及び （9）をそれぞれ用いて、計算される。
【００７４】
［0092］  図1の110において、温度補正相関方程式（6）を用いて計算される被分析物濃度、及び、試料温度での出力信号は、表示されるか、または、今後の参照のために保存することができる。
【００７５】
［0093］  温度変化に関与する、傾き及び切片の変化の、被分析物濃度への効果を、分析することができる。温度係数は、温度における変化に関連する、パラメーターの変化を定義する。被分析物濃度、傾き、及び、切片といったパラメーターにおいて、温度係数は、以下のように定義することができる。
【００７６】
【数１１】
2009528540.tif 000013
【００７７】
【数１２】
2009528540.tif 000014
【００７８】
【数１３】
2009528540.tif 000015
【００７９】
［0097］  式中、αA、αS、及び、αIntは、それぞれ、被分析物濃度、傾き、及び、切片の温度係数であり、Aは被分析物濃度であり、Sは傾きであり、Intは切片であり、そして、Tは温度である。
【００８０】
［0098］  電流といった一定の入力信号に関して、傾きS、及び、切片Intの変化に関与する、被分析物濃度Aの相対的変化は、以下のように被分析物計算方程式（6）を用いて以下のように与えることができる。
【００８１】
【数１４】
2009528540.tif 000016
【００８２】
【数１５】
2009528540.tif 000017
【００８３】
【数１６】
2009528540.tif 000018
【００８４】
【数１７】
2009528540.tif 000019
【００８５】
［00103］  式中、OSは電流といった、出力信号である。
［00104］  方程式（16）及び（17）を方程式（15）に代入すると、グルコースといった被分析物濃度における相対的変化についての、以下の関係を与える。
【００８６】
【数１８】
2009528540.tif 000020
【００８７】
【数１９】
2009528540.tif 000021
【００８８】
［00107］  方程式（11）、（12）、及び、（13）からの温度係数の代入、及び、方程式（19）の変換は、以下の関係を提供する。
【００８９】
【数２０】
2009528540.tif 000022
【００９０】
【数２１】
2009528540.tif 000023
【００９１】
［00110］  方程式（21）は、傾きの温度係数の効果は、被分析物濃度と同等だが、大きさは逆であることを示す。しかしながら、切片の温度係数の効果は、傾き、切片、及び、測定される被分析物濃度に依存し、大きさはより小さい可能性がある。
【００９２】
［00111］  全血中のグルコースといった被分析物において、切片温度係数の変化による、グルコース温度係数への効果は、より高いグルコース濃度では、小さい。切片対傾きの比、Int/Sが50で、かつ、グルコース濃度が150 mg/dLならば、切片温度係数の3分の1のみが、グルコース温度係数への効果を有する（グルコース濃度の温度係数への温度の効果は、切片の温度係数への温度の効果の3分の1のみを含む）。より低いグルコース濃度では、グルコース温度係数への切片温度係数の効果は、より明らかである。切片対傾きの比、Int/Sが50で、グルコース濃度が50 mg/dLならば、切片温度係数のすべてが、グルコース温度係数に影響を有する（グルコース濃度の温度係数への温度の効果は、切片の温度係数への温度の効果のすべてを含む）。より小さいInt/S比は、グルコース温度係数への切片温度係数の効果を減少させる。
【００９３】
［00112］  図2は、温度に応じて、基準温度での被分析物濃度と出力信号との相関を補正する方法を示す。202において、被分析物濃度と出力信号との相関は、基準温度、及び、少なくとも1つの他の温度において決定される。204において、基準温度の相関における傾き及び切片の正規化温度関数が構築される。206において、基準温度の相関は、傾き及び切片の正規化温度関数に応じて補正される。この方法は、図1に関して記述された方法、同様の方法、または、他の方法と共に用いることができる。
【００９４】
［00113］  図2の202において、被分析物濃度と出力信号との相関は基準温度、及び、少なくとも1つの他の温度において決定される。出力信号は、前に論じた通り、試料中の被分析物の電気化学的反応により生ずることが可能である。各温度において、異なる被分析物濃度での電気化学的反応により、出力信号は実験的に生じる。実験結果は、各温度における被分析物と出力信号との相関の構築のため分析される。
【００９５】
［00114］  図3は被分析物濃度と出力信号との相関を示すグラフである。この例証において、各出力信号は、ゲート化アンペロメトリーといった電気化学的反応により生じる、電流である。被分析物濃度は全血中のグルコース濃度である。電流とグルコース濃度との相関は、基準温度25℃、及び、他の2つの温度、10℃と40℃において、グラフを用いて示される。25℃での相関が基準温度として選択されたが、他の温度での相関（示されていないものも含む）も、基準温度として選択することができる。例証は、相関の数、出力信号、被分析物濃度、温度などといった特定の特徴に対して行われているが、例証は、範囲、応用、実施などを制限することを意味しない。
【００９６】
［00115］  グラフを用いたそれぞれの相関は、線形であり、また、以下のような、一般的な形をもつ相関方程式により、示すことができる。
【００９７】
【数２２】
2009528540.tif 000024
【００９８】
［00117］  式中、Gはグルコース濃度であり、Iは電流であり、Intはy軸と相関直線の切片であり、そして、Sは相関直線の傾きである。直線の関係が、グルコース濃度と電流との相関について示されているが、他の相関は、多項式によるもの、指数関数によるもの、三角関数によるもの、それらの組み合わせなどといった、他の関係を有することができる。
【００９９】
［00118］  図2の204において、基準温度の相関における傾き及び切片の正規化温度関数が構築される。温度関数は、基準温度における相関の傾き及び切片を、他の温度における相関の傾き及び切片に補正する。温度補正された傾き及び切片は、他の温度で生じる出力信号または電流を用いて、被分析物濃度またはグルコース濃度の計算に用いることができる。
【０１００】
［00119］  温度関数を構築するために、傾き及び切片は、基準温度における相関の傾き及び切片に正規化される。特定の温度における相関の、正規化された傾きは、基準温度における相関の傾きを、特定の温度における相関の傾きに補正する、単位のない係数である。特定の温度における相関の、正規化された切片は、基準温度における相関の切片を、特定の温度における相関の切片に補正する、単位のない係数である。基準温度における相関の正規化された傾き及び正規化された切片の両方は、基本的に1であり、基準温度における相関の傾き及び切片への補正がほとんどないか、または、全くないことを示す。他の正規化の方法を使用することができる。
【０１０１】
［00120］  相関の正規化された傾きは、グラフを用いて、及び／または、回帰分析などを用いて数学的に、傾きの温度関数f（T）を生成するのに用いることができる。回帰分析による傾きの温度関数f（T）は、以下のように二次多項式であってもよい。
【０１０２】
【数２３】
2009528540.tif 000025
【０１０３】
［00122］  式中、Tは試料温度であり、そして、a2、a1、及びa0は、正規化された傾きを示す回帰分析の係数である。多項式として示されているが、回帰分析は、傾きの温度関数f（T）を他の関数として示すことができる。
【０１０４】
［00123］  相関の正規化された切片は、グラフを用いて、及び／または、回帰分析などを用いて数学的に、切片の温度関数g（T）を生成するのに用いることができる。回帰分析による切片の温度関数g（T）は、以下のように二次多項式であってもよい。
【０１０５】
【数２４】
2009528540.tif 000026
【０１０６】
［00125］  式中、Tは試料温度であり、そして、b2、b1、及びb0は、正規化された切片を示す回帰分析の係数である。多項式として示されているが、回帰分析は、切片の温度関数g（T）を他の関数として示すことができる。
【０１０７】
［00126］  図3は、10℃、25℃、及び、40℃での電流とグルコースとの相関は、それぞれの温度での試料中の被分析物の電気化学的反応によって生じる電流i40、i25、及び、i10から、同じグルコース濃度G25を算出することを示す。相関の傾き及び切片を、基準温度25℃における相関の傾き及び切片に正規化することができる。相関の正規化された傾き及び切片は、傾きの温度関数f（T）、及び、切片の温度関数g（T）を生成するのに用いることができる。
【０１０８】
［00127］  図4及び5は、全血中のグルコース濃度と電流との相関における温度の関数として、正規化された傾き及び切片をそれぞれ示すグラフである。相関は、アッセイ時間7秒（sec）のゲート化アンペロメトリーを用いた電気化学的反応より生成された。正規化された傾き及び切片は、10℃、20℃、25℃、30℃、及び、40℃での相関による。正規化された傾き及び切片は、基準温度25℃での相関の傾き及び切片に正規化された。これらの例証は、正規化された傾き、温度などといった特定の特徴に対して行われているが、例証は、範囲、出願、実施などを制限することを意味しない。
【０１０９】
［00128］  図4において、正規化された傾きの回帰分析は、以下のような、傾きの温度関数f（T）を生成する。
【０１１０】
【数２５】
2009528540.tif 000027
【０１１１】
［00130］  方程式（25）中に示される、傾きの温度関数f（T）は、基準温度25℃における相関の傾きを、試料温度といった、他の温度における相関の傾きに補正するのに使用することができる。Tは他の温度である。温度補正された傾きは、他の温度で生じた電流を用いてグルコース濃度を計算するのに使用することができる。他の傾きの温度関数を、使用することができる。
【０１１２】
［00131］  図5において、正規化された切片の回帰分析は、以下のような、切片の温度関数g（T）を生成する。
【０１１３】
【数２６】
2009528540.tif 000028
【０１１４】
［00133］  方程式（26）中に示される、切片の温度関数g（T）は、基準温度25℃における相関の切片を、試料温度といった、他の温度における相関の切片に補正するのに使用することができる。Tは他の温度である。温度補正された切片は、他の温度で生じた電流を用いてグルコース濃度を計算するのに使用することができる。他の切片の温度関数を、使用することができる。
【０１１５】
［00134］  傾き及び切片の別個の温度関数が、基準温度における相関の傾き及び切片のプログラム番号割り当て（PNA）表によって用いられてもよい。さらに、正規化された傾き及び切片は、バイオセンサー系の固有の温度特性が、電気化学的反応により生じる出力信号、または、電流量から独立している可能性がある範囲を提供する。固有の温度特性は、通常センサーストリップの設計及び製造に依存する。バイオセンサー系は、センサーストリップの型、及び、使用されたバッチに応じて、温度関数、及び／または、相関方程式を、変化させることができる。温度関数及び相関方程式の変化は、異なる、または、新しいセンサーストリップが使用される際に、PNA表を変化させることにより、なされてもよい。
【０１１６】
［00135］  図6及び7は、全血中のグルコース濃度と電流との相関の温度関数として、正規化された傾き及び切片をそれぞれ示すグラフである。相関は、アッセイ時間5.5秒、7秒、8.5秒、10秒、11.5秒、13秒、及び14.5秒の、ゲート化アンペロメトリーを用いた電気化学的反応より生成された。正規化された傾き及び切片は、10℃、20℃、25℃、30℃、及び、40℃での相関による。正規化された傾き及び切片は、基準温度25℃での相関の傾き及び切片に正規化された。これらの例証は、正規化された傾き、温度などといった特定の特徴に対して行われているが、例証は、範囲、応用、実施などを制限することを意味しない。
【０１１７】
［00136］  図6及び7は、多数のアッセイ時間での、ゲート化アンペロメトリーを用いた電気化学的反応における、正規化された傾き及び切片を示す。多重パルスに基づく電気化学的方法における正規化された傾き及び切片の温度関数の決定において、パルス系列の個々のパルス中に多数の較正点がある。異なるパルスにおける、異なる温度、及び、異なる時間で生じる電流を用いることにより、異なる温度に由来する傾き、及び、切片が、25℃における傾き及び切片に、正規化されることが可能である。正規化された傾き及び切片は、温度関数として、グラフを用いて、及び／または数学的に、示すことができる。数学的な表現は、二次多項式を生成する回帰分析によることが可能である。多重パルス方法において、5.5秒から7、8.5及び10秒といった、時間範囲で、多数の較正点があってもよい。この範囲内で、試薬が十分に水和されるならば、バイオセンサーの固有の温度特性は一貫しているべきである。
【０１１８】
［00137］  図6において、アッセイ時間5.5秒を除いて、正規化された傾きの温度関数は、基本的に互いに重なっており、これは、バイオセンサーの温度感受性の固有の一貫性を反映する。さらに、正規化された傾きの温度関数は、基準温度25℃に関して全く対称である。10℃での正規化された傾きは、25℃での正規化された傾きより、約20％小さい。40℃での正規化された傾きは、25℃での正規化された傾きより、約20％大きい。
【０１１９】
［00138］  図7において、アッセイ時間が5.5秒と10秒との間では、正規化された切片の温度関数は、非常に似ている。より長い時間においては、正規化された切片への温度の効果はより大きくなる。
【０１２０】
［00139］  図2の206において、基準温度の相関は、傾き及び切片の正規化温度関数に応じて補正される。基準温度における被分析物濃度と出力信号との相関は、以下の通りである。
【０１２１】
【数２７】
2009528540.tif 000029
【０１２２】
［00141］  式中、GRは基準温度での被分析物濃度であり、iRは基準温度での出力信号であり、IntRは基準温度における相関の切片であり、そして、SRは基準温度における相関の傾きである。
【０１２３】
［00142］  方程式（27）によって示される基準温度における相関は、試料温度に応じて補正することができる。基準温度での被分析物濃度は、基準温度における相関の、温度補正された傾き及び切片、及び、試料温度での出力信号を用いて、以下のように、計算することができる。
【０１２４】
【数２８】
2009528540.tif 000030
【０１２５】
［00144］  式中、GRは基準温度での被分析物濃度であり、iTは試料温度での出力信号であり、IntTは試料温度に応じて補正された、基準温度における相関の切片であり、そして、STは試料温度について補正された、基準温度における相関の傾きである。
【０１２６】
［00145］  試料温度に応じて補正された、基準温度における相関の傾きSTは、以下のように計算することができる。
【０１２７】
【数２９】
2009528540.tif 000031
【０１２８】
［00147］  式中、SRは基準温度における相関の傾きであり、そして、f（T）は試料温度について傾きを補正する、温度関数である。
［00148］  試料温度に応じて補正された、基準温度における相関の切片IntTは、以下のように計算することができる。
【０１２９】
【数３０】
2009528540.tif 000032
【０１３０】
［00150］  式中、IntRは基準温度における相関の切片であり、そして、g（T）は試料温度について切片を補正する、温度関数である。
［00151］  方程式（28）によって示される、試料温度に応じて補正された、基準温度における相関は、ST及びIntTに方程式（29）及び（30）を代入することによって、以下のように書き換えることができる。
【０１３１】
【数３１】
2009528540.tif 000033
【０１３２】
［00153］  式中、GRは基準温度での被分析物濃度であり、iTは試料温度での出力信号であり、IntRは基準温度での相関の切片であり、g（T）は切片の正規化された温度関数であり、SRは基準温度での相関の傾きであり、そして、f（T）は傾きの正規化された温度関数である。
【０１３３】
［00154］  方程式（31）によって示される、試料温度に応じて補正された、基準温度における相関は、図3〜5に示された例を使用して、以下のように書き換えることができる。
【０１３４】
【数３２】
2009528540.tif 000034
【０１３５】
［00156］  式中、G25は基準温度25℃での被分析物濃度であり、iTは試料温度での出力信号であり、Int25は基準温度25℃における相関の切片であり、S25は基準温度25℃における相関の傾きであり、そして、Tは試料温度である。
【０１３６】
［00157］  図8及び9は、基準温度からのグルコースのバイアス値を、温度の関数として示すグラフである。図8は温度に関する補正なしで計算されたグルコース濃度のバイアス値を示すグラフである。図9は、前述のような温度に関する補正をして計算されたグルコース濃度のバイアス値を示すグラフである。これらのグラフは、全血中の血漿グルコース濃度56.9 mg/dL、114.0 mg/dL、及び、432.9 mg/dLにおける基準温度25℃からのバイアスのパーセントを示す。分析は、アッセイ時間7秒、試料温度10℃、20℃、25℃、30℃、及び40℃で、ゲート化アンペロメトリーを用いた電気化学的反応から生成された。例証は、温度、グルコース濃度などといった特定の特徴に対して行われているが、例証は、範囲、応用、実施などを制限することを意味しない。
【０１３７】
［00158］  図8及び9において、グルコース濃度56.9 mg/dLにおける、10℃、20℃、及び、25℃での、パーセントバイアス値、特に、10℃でのパーセントバイアス値は、温度補正後、変化があったとしてもほんの少しであることを示す。図8は、温度補正をしない相関によるグルコース濃度は、一般に、基準温度25℃より低い温度では、負のバイアスを有することを示す。図8はまた、温度補正をしない相関によるグルコース濃度は、一般に、基準温度25℃より高い温度では、正のバイアスを有することも示す。図9は、温度補正を伴う相関が用いられる場合、パーセントバイアス値は約+/- 5％の狭い範囲に収束することを示す。
【０１３８】
［00159］  任意の特定のパラメーターの温度係数関数は、被分析物濃度と出力信号との相関方程式を補正する温度関数の内部整合性をさらに示すために、用いることができる。出力信号の温度係数（固有特性）OSは、以下の通り定義することができる。
【０１３９】
【数３３】
2009528540.tif 000035
【０１４０】
［00161］  式中、αOSは出力信号の温度係数であり、OSは出力信号であり、そして、Tは温度である。
［00162］  図10及び11は、被分析物濃度と出力信号との間の、温度補正された相関方程式の温度係数関数への効果を示すグラフである。図10は、正規化された傾き及び切片を用いるグルコースセンサーからの電流の温度関数を示す。図11は、正規化された図10の電流における、温度に関する温度係数関数を示す。正規化された電流及び温度係数（TempCo）は、グルコース濃度50 mg/dL、100 mg/dL、200 mg/dL、400 mg/dL、及び600 mg/dLに応じる。図10において、25℃での電流は、正規化された傾き及び切片に関する方程式（5）によるグルコース値と等しくなるはずである。図11は、温度係数が温度の関数であり、温度が低いほど、温度係数が高いことを示す。約10℃から約40℃の範囲内の温度において、温度係数は、約1.85％／℃から約0.75％／℃の範囲である。さらに、温度係数関数はグルコース濃度から独立している。例証は、温度、グルコース濃度などといった特定の特徴に対して行われているが、例証は、範囲、応用、実施などを制限することを意味しない。
【０１４１】
［00163］  図12は、生体液試料中の被分析物濃度を決定するバイオセンサー1200の概要図を表す。バイオセンサー1200には測定装置1202及びセンサーストリップ1204が含まれ、それは卓上装置、携帯型または手持ちの装置などとして実行することができる。測定装置1202及びセンサーストリップ1204を、電気化学センサー系、光学センサー系、それらの組み合わせなどを実行するように適応させることができる。バイオセンサー1200は、1つの温度での出力信号から被分析物濃度を決定するための相関を補正し、前に論じた通り、試料温度といった他の温度での出力信号から被分析物濃度を決定する。温度補正相関は、試料中の被分析物濃度決定におけるバイオセンサー1200の正確性及び精密性を改善する。バイオセンサー1200は、グルコース、尿酸、乳酸、コレステロール、ビリルビンなどを含む、被分析物濃度を決定するために用いることができる。特定の構成が示されるが、バイオセンサー1200は、さらなる構成要素を伴うものを含む、他の構成を有することができる。
【０１４２】
［00164］  センサーストリップ1204は、リザーバー1208及び開口部1212をもつチャネル1210を形成する、基盤1206を有する。リザーバー1208及びチャネル1210は穴のある蓋により覆うことができる。リザーバー1208は部分的に封入された容量（cap-gap）を定義する。リザーバー1208は、水膨張性ポリマー、または、多孔性ポリマーマトリックスといった、液体試料の維持を補助する組成物を含むことができる。試薬は、リザーバー1208及び／またはチャネル1210中に入れることができる。試薬には1つあるいはそれ以上の酵素、支持体、メディエーター、及び、同種のものが含まれてもよい。試薬には、光学系においては化学指標物質が含まれてもよい。センサーストリップ1204はまた、リザーバー1208に隣接して配置される、サンプルインターフェース1214を有することができる。サンプルインターフェース1214は、部分的、または、完全に、リザーバー1208を囲むことができる。センサーストリップ1204は、他の構成を有することができる。
【０１４３】
［00165］  光学センサー系において、サンプルインターフェース1214は、試料を調査するための、光学的入口、または、隙間を有する。光学的入口は、基本的に透明な物質により覆われている可能性がある。サンプルインターフェースは、リザーバー1208の反対側に光学的入口を有することができる。
【０１４４】
［00166］  電気化学系において、サンプルインターフェース1214は、作用電極、及び、対電極に接続された導体を有する。電極は実質的に同一平面にあってもよい。電極は、200または250μmより大きく離されることが可能であり、また、少なくとも、100μmは蓋から離されてもよい。電極は、リザーバー1208を形成する基盤1206の表面上に配置することができる。電極は、リザーバー1208により形成されるcap-gapに伸長される、あるいは、中に突出してもよい。誘電性の層は、導体、及び／または、電極を、部分的に覆うことができる。サンプルインターフェース1214は、他の電極及び導体を有することができる。
【０１４５】
［00167］  測定装置1202には、センサーインターフェース1218及びディスプレイ1220に接続された、電気回路1216が含まれる。電気回路1216には、信号発生器1224、温度センサー1226、及び、保存媒体1228に接続されるプロセッサー1222が含まれる。
【０１４６】
［00168］  信号発生器1224は、プロセッサー1222に応じて、電気入力信号をセンサーインターフェース1218に提供する。光学系においては、電気入力信号は、センサーインターフェース1218中の検出器及び光源を、操作または制御するのに用いることができる。電気化学系においては、生体液試料に電気入力信号を加えるため、電気入力信号は、センサーインターフェース1218によりサンプルインターフェース1214へ伝導することができる。電気入力信号は、電位または電流である可能性があり、また、一定、可変、あるいは、交流信号に直流信号オフセットが加えられる場合といった、それらの組み合わせであってもよい。電気入力信号は、単一パルスとして、あるいは、多重パルス、連続、または周期的に加えることができる。信号発生器1224もまた、センサーインターフェースからの出力信号を、発生器レコーダーとして、記録することができる。
【０１４７】
［00169］  温度センサー1226は、センサーストリップ1204のリザーバー中の試料の温度を決定する。試料の温度は、測定されるか、出力信号から計算されるか、あるいは、環境温度の測定値またはバイオセンサー系を実行する装置の温度と同じまたは同様であると想定することができる。温度は、サーミスター、温度計、または、他の温度センサー装置を使用して測定することができる。試料温度の決定に、他の技術を使用することができる。
【０１４８】
［00170］  保存媒体1228は、磁気メモリ、光学的メモリ、または、半導体メモリ、他のコンピューターで判読可能な保存装置などであってもよい。保存媒体1228は、固定記憶装置、または、メモリカードといった、取り外し可能な記憶装置であってもよい。
【０１４９】
［00171］  プロセッサー1222は、被分析物分析及びデータ処理を、コンピューターで判読可能なソフトウェアコード、及び、保存媒体1228に保存されたデータを用いて行う。プロセッサー1222は、ユーザー入力などに応じて、センサーストリップ1204がセンサーインターフェース1218にあることと、センサーストリップ1204への試料の投入に応じて、被分析物分析を開始することができる。プロセッサー1222は、信号発生器1224にセンサーインターフェース1218に電気入力信号を提供するように指令する。プロセッサー1222は、温度センサー1226から試料温度を受け取る。プロセッサー1222は、センサーインターフェース1218から出力信号を受け取る。出力信号は、試料中の被分析物のレドックス反応に応じて生じる。出力信号は、光学系、電気化学系などを用いて、生ずることが可能である。プロセッサー1222は、前に論じられた通り、基準温度における温度補正相関方程式を用いて、試料温度での出力信号から、被分析物濃度を決定する。被分析物分析の結果は、ディスプレイ1220に出力され、そして保存媒体1228に保存することができる。
【０１５０】
［00172］  被分析物濃度と出力信号との相関方程式は、グラフを用いて、数学的に、それらの組み合わせなどで示すことができる。相関方程式は、プログラム番号（PNA）表、他の参照表、または、保存媒体1228に保存されている同様のものによって、示すことができる。被分析物分析の実行に関する指示を、保存媒体1228に保存される、コンピューターで判読可能なソフトウェアコードにより提供することができる。コードは、オブジェクトコード、または、本明細書中に記載の機能性を記述、または、制御する、他のすべてのコードであってもよい。被分析物分析からのデータは、プロセッサー1222において、減衰率、K定数、傾き、切片、及び／または、試料温度の決定を含む、1つまたはそれ以上のデータ処理を受けることができる。
【０１５１】
［00173］  電気化学系において、センサーインターフェース1218は、センサーストリップ1204のサンプルインターフェース1218中の導体と接続、または、電気的交信をする接点を有する。センサーインターフェース1218は接点を介して、サンプルインターフェース1214中のコネクタへの信号発生器1224からの電気入力信号を伝達する。センサーインターフェース1218は接点を介して、プロセッサー1222及び／または信号発生器1224への試料からの出力シグナルもまた、伝達する。
【０１５２】
［00174］  光吸収及び光発生光学系において、センサーインターフェース1208には、光を集め、そして計測する、検出器が含まれる。検出器は、サンプルインターフェース1214中の光学的入口を介して液体センサーより光を受け取る。光吸収光学系において、センサーインターフェース1208には、レーザー、発光ダイオードなどといった、光源もまた含まれる。入射ビームは、反応産物による吸収について選択された波長を有することができる。センサーインターフェース1208は、光源からの入射ビームをサンプルインターフェース1214における光学的入口を通して導く。検出器は、試料から反射されて戻る光を受け取るため、光学的入口に対して45°といった角度に配置することができる。検出器は、試料を透過した光を受け取るために、試料の光源から反対側に、光学的入口に隣接して配置することができる。
【０１５３】
［00175］  ディスプレイ1220は、アナログまたはデジタルであってもよい。ディスプレイは、数値データの表示に適応した、LCDディスプレイであってもよい。
［00176］  使用において、分析用の液体試料は、開口部1212に液体を導入することにより、リザーバー1208により形成されたcap-gapに移される。液体試料は、チャネル1210を通ってリザーバー1208に流れ、以前に含まれた空気を追い出して、cap-gapを満たす。液体試料は、チャネル1210及び／またはリザーバー1208に入れられた試薬と、化学的に反応する。
【０１５４】
［00177］  センサーストリップ1202は、測定装置1202に隣接して配置される。隣接には、サンプルインターフェース1214が、センサーインターフェース1208と電気的及び／または光学的交信をしている場所が含まれる。電気的交信には、センサーインターフェース1218中の接点と、サンプルインターフェース1214中の導体との間の、入力及び／または出力信号の伝達が含まれる。光学的交信には、サンプルインターフェース1202中の光学的入口とセンサーインターフェース1208の検出器との間の光の伝達が含まれる。光学的交信には、サンプルインターフェース1202の光学的入口とセンサーインターフェース1208の光源との間の光の伝達もまた含まれる。
【０１５５】
［00178］  プロセッサー1222は、温度センサー1226から試料温度を受け取る。プロセッサー1222は、信号発生器1224にセンサーインターフェース1218に入力信号を提供するように指示する。光学系においては、センサーインターフェース1218は入力信号に応じて、検出器及び光源を操作する。電気化学系においては、センサーインターフェース1218は、サンプルインターフェース1214を介して試料に入力信号を提供する。プロセッサー1222は、先に論じた通り、試料中の被分析物のレドックス反応に応じて生じる、出力信号を受け取る。
【０１５６】
［00179］  プロセッサー1222は、試料の被分析物濃度を決定する。測定装置は、試料温度に応じて、基準温度での、被分析物濃度と出力信号との相関を補正する。被分析物濃度は、温度補正相関及び試料温度での出力信号より決定される。110において、被分析物濃度が表示され、そして、今後の参照のため保存することができる。
【０１５７】
［00180］  範囲、適用、または、実施を制限する事なく、前述の方法及び系は、以下のアルゴリズムを用いて実行することができる。
［00181］  ステップ1：計測器の電源をつける
［00182］  ステップ2：バイオセンサー自己診断を行う
［00183］  ステップ3：バイオセンサー電気装置の標準化を行う
［00184］  ステップ4：温度Tを測定する
［00185］  ステップ5：温度範囲をチェックする
［00186］      もし（T＞THi）ならば、エラーモード“温度が高過ぎる”を設定する
［00187］      もし（T＜TLow）ならば、エラーモード“温度が低過ぎる”を設定する
［00188］  ステップ6：入力信号を試料に加える
［00189］  ステップ7：出力信号iを測定する
［00190］  ステップ8：プログラム番号割り当て（PNA）表において傾き及び切片を調べる
［00191］  S=電流の傾きの値
［00192］  Int=電流の切片
［00193］  ステップ9：温度効果に関して傾き及び切片を補正する
【０１５８】
【数３４】
2009528540.tif 000036
【０１５９】
【数３５】
2009528540.tif 000037
【０１６０】
［00196］  ステップ10：25℃でのグルコース濃度を計算する
【０１６１】
【数３６】
2009528540.tif 000038
【０１６２】
［00198］  ステップ11：過度のグルコースレベルをチェックする
［00199］  もし（G25＞Gmax）ならば、エラーモード“グルコースが高過ぎる”を設定する
［00200］  ステップ12：結果を表示する。
【０１６３】
［00201］  アルゴリズム中で用いることができるプログラム番号割り当て（PNA）表は、下の表1に示される。アルゴリズム中で用いることができる定数は、下の表2に示される。他のPNA表及び／または定数を、使用することができる。
【０１６４】
【表１】
2009528540.tif 000039
【０１６５】
［00203］  表1
【０１６６】
【表２】
2009528540.tif 000040
【０１６７】
［00205］  表2
［00206］  発明の様々な態様が記述されたが、他の態様及び実施が、発明の範囲内であることが可能であることは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
［0031］  発明は、以下の図及び記述を参照することでより良く理解することができる。図の構成要素は、必ずしも同縮尺である必要はなく、むしろ発明の原則の説明が重要視される。さらに、図において、同種の参照数字は、異なる図面を通じて対応する部分を示す。
【図１】［0032］  図1は、生体液試料中の被分析物濃度を決定する方法を示す。
【図２】［0033］  図2は、試料温度に応じて、基準温度での被分析物濃度と出力信号との相関を補正する方法を示す。
【図３】［0034］  図3は、被分析物濃度と出力信号との相関を示すグラフである。
【図４】［0035］  図4は、正規化された傾きを、全血中のグルコース濃度とアッセイ時間7秒の電流との相関について温度の関数として示すグラフである。
【図５】［0036］  図5は、正規化された切片を、全血中のグルコース濃度とアッセイ時間7秒の電流との相関について温度の関数として示すグラフである。
【図６】［0037］  図6は、正規化された傾きを、全血中のグルコース濃度といくつかのアッセイ時間の電流との相関について温度の関数として示すグラフである。
【図７】［0038］  図7は、正規化された切片を、全血中のグルコース濃度といくつかのアッセイ時間の電流との相関について温度の関数として示すグラフである。
【図８】［0039］  図8は、温度に関する補正はせず計算されたグルコース濃度の、基準温度からのバイアスを示すグラフである。
【図９】［0040］  図9は、温度に関する補正をして計算されたグルコース濃度の、基準温度からのバイアスを示すグラフである。
【図１０】［0041］  図10は、正規化された傾き及び切片を用いる、グルコースセンサーからの電流の温度関数を示すグラフである。
【図１１】［0042］  図11は、温度に関して、正規化された図10の電流の温度係数関数を示すグラフである。
【図１２】［0043］  図12は、生体液試料中の被分析物濃度を決定するバイオセンサーの概略図を描写する。
【図１】
2009528540.tif 000051
【図２】
2009528540.tif 000052
【図３】
2009528540.tif 000053
【図４】
2009528540.tif 000054
【図５】
2009528540.tif 000055
【図６】
2009528540.tif 000056
【図７】
2009528540.tif 000057
【図８】
2009528540.tif 000058
【図９】
2009528540.tif 000059
【図１０】
2009528540.tif 000060
【図１１】
2009528540.tif 000061
【図１２】
2009528540.tif 000062
【国際調査報告】
2009528540.tif 000063
2009528540.tif 000064
2009528540.tif 000065