(57)【要約】生理学的サンプルにおける成分濃度を測定する方法及び装置が提供される。生理学的サンプルは、作用電極及び対極を有する電気化学セルに導入される。少なくとも１つの電気化学信号が、セルで起こる反応に基づいて測定される。仮の成分濃度がその後、電気化学信号から算出される。この仮の濃度はその後、サンプル中の成分濃度を得るために、少なくとも１つの電気化学信号の関数であるヘマトクリット値補正係数が乗ぜられる。従属する方法及び装置は、多種多様なサンプルの多種多様な分析物の測定における使用に適しており、特に、全血又はその派生物における分析物の測定に適しているが、その中でも、とりわけ注目される分析物はブドウ糖である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液中の成分濃度を測定するバイオセンサであって、
血液サンプルを受け入れるサンプル受入領域と、
反応試薬システムと、
を含んで構成され、
前記反応試薬システムは、
前記成分に対して特異的な酸化―還元酵素と、
還元又は酸化から生じる第１の電気化学信号が前記血液サンプル中の前記成分濃度に関連付けられるように、可逆的に還元及び酸化されることができる第１の電子メディエータと、
第２の電子メディエータの酸化又は還元により生成された第２の電気化学信号が前記血液サンプル中の前記成分濃度に直接関連付けられず、電気化学酸化還元反応を受けることができる前記第２の電子メディエータと、
を含んで構成され、
前記第２の電気化学信号が、前記血液サンプルのヘマトクリットレベルに基づいて変化すること
を特徴とするバイオセンサ。
【請求項２】
前記成分が、ブドウ糖であることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項３】
前記第１のメディエータが、ルテニウムを含む物質であることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項４】
前記ルテニウムを含む物質が、ヘキサミンルテニウム（III）三塩化物を含んで構成されることを特徴とする請求項３記載のバイオセンサ。
【請求項５】
前記第２のメディエータが、ブリリアントクレシルブルーを含んで構成されることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項６】
前記第２のメディエータが、ゲンチシン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）を含んで構成されることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項７】
前記第２のメディエータが、２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸を含んで構成されることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項８】
前記第２のメディエータが、前記第１の電気化学信号に干渉しないことを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項９】
前記第２のメディエータが、前記第１のメディエータの電位範囲と区別できる電位範囲で酸化又は還元されることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項１０】
前記第２の電子メディエータが、前記第１の電子メディエータの酸化又は還元に使用される電位より高い又は低い少なくとも０．２ボルトの大きさを有する電位で酸化又は還元されることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項１１】
前記第１及び第２の電気化学信号が、多段クロノアンペロメトリーを介して得られる電流信号であることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項１２】
前記第１及び第２の電気化学信号が、矩形波ボルタンメトリーを介して得られる電流信号であることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項１３】
前記第１及び第２の電気化学信号が、示差パルスアンペロメトリーを介して得られる電流信号であることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項１４】
前記第１及び第２の電気化学信号が、サイクリックボルタンメトリーを介して得られる電流信号であることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。
【請求項１５】
電気化学セルが、
（ｉ）離間した作用電極及び対極と、
（ｉｉ）酸化還元試薬システムと、
を含んで構成され、
前記酸化還元試薬システムが、
酵素と、
還元又は酸化から生じる第１の電気化学信号が血液サンプル中の成分濃度に関連付けられるように、可逆的に還元又は酸化されることができる第１の電子メディエータと、
第２の電子メディエータの酸化又は還元により生成された第２の電気化学信号が前記血液サンプル中の前記成分濃度に直接関連付けられず、及び、前記血液サンプルのヘマトクリットレベルに基づいて変化する、電気化学酸化還元反応を受けることができる第２の電子メディエータと、
を含んで構成され、
血液中の成分濃度を決定する方法であって、
（ａ）前記電気化学セルに血液サンプルを導入すること、
（ｂ）前記第１の電気化学信号を得ること、
（ｃ）前記第２の電気化学信号を得ること、
（ｄ）前記第１の電気化学信号からのデータを使用して、前記サンプルの前記成分濃度に対する初期値を決定すること、
（ｅ）統計的相関アルゴリズム及び前記第２の電気化学信号からのデータを使用して、前記サンプルの前記ヘマトクリットレベルの影響を取り除くように、前記サンプルの前記成分濃度に対応する初期値を補正すること、
を含んで構成されることを特徴とする血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項１６】
前記成分が、ブドウ糖であることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項１７】
前記初期値を補正することが、
前記第１及び第２の電気化学信号から仮の成分濃度を導くこと、
前記血液サンプルの前記ヘマトクリットレベルの影響を相殺する補正を行うように、前記サンプル中の前記成分濃度を導く前記第２の電気化学信号に基づく補正係数を前記仮の成分濃度に乗じること、
を含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項１８】
前記統計的相関が、前記第２の電気化学信号の傾きを決定することを含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項１９】
前記統計的相関が、前記第１及び第２の電気化学信号の両方の傾きを決定することを含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項２０】
前記第１の電気化学信号が、前記第１の電子メディエータを酸化又は還元することができ、及び、前記第２の電子メディエータを酸化又は還元することができない大きさの第１の電位を、前記電気化学セルに印加することで得られることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項２１】
前記第２の電気化学信号が、前記第２の電子メディエータを酸化又は還元することができ、及び、前記第１の電子メディエータを酸化又は還元することができない大きさの第２の電位を、前記電気化学セルに印加することで得られることを特徴とする請求項２０記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項２２】
前記第２の電子メディエータが、前記第１の電子メディエータの酸化又は還元に使用される電位より高い又は低い少なくとも０．２ボルトの大きさを有する電位で酸化又は還元されることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項２３】
前記第１及び第２の電気化学信号を得ることが、多段クロノアンペロメトリーを使用することを含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項２４】
前記第１及び第２の電気化学信号を得ることが、矩形波ボルタンメトリーを使用することを含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項２５】
前記第１及び第２の電気化学信号を得ることが、示差パルスアンペロメトリーを使用することを含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項２６】
前記第１及び第２の電気化学信号を得ることが、サイクリックボルタンメトリーを使用することを含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項２７】
前記第２の電子メディエータが、ブリリアントクレシルブルーを含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項２８】
前記第２の電子メディエータが、ゲンチシン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）を含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項２９】
前記第２の電子メディエータが、２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸を含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の血液中の成分濃度を決定する方法。
【請求項３０】
電気化学セルが、
（ｉ）離間した作用電極及び対極と、
（ii）酵素及びメディエータを含んで構成される酸化還元試薬システムと、
を含んで構成され、
生理学的サンプル中における分析物のヘマトクリット値補正濃度を決定する方法であって、
（ａ）前記生理学的サンプルを電気化学セルに導入すること、
（ｂ）第１の電位を前記反応セルに印加し、第１の時間―電流遷移を得る時間関数としての前記第１の電位の最初の５０ミリ秒の間のセル電流を測定すること、
（ｃ）第２の電位を前記セルに印加し、第２の時間―電流遷移を得る時間関数としてのセル電流を測定すること、
（ｄ）前記第１及び第２の時間―電流遷移から仮の分析物濃度を導くこと、
（ｅ）前記サンプル中における前記分析物のヘマトクリット値補正濃度を導くように、前記第１及び第２の時間―電流遷移に基づくヘマトクリット値補正係数を前記仮の分析物濃度に乗じること、これにより前記生理学的サンプル中における前記分析物のヘマトクリット値補正濃度を決定すること、
を含んで構成されることを特徴とするヘマトクリット値補正濃度を決定する方法。
【請求項３１】
前記第１の電位が負の電気パルスであり、前記第２の電位が正の電気パルスであることを特徴とする請求項３０記載のヘマトクリット値補正濃度を決定する方法。
【請求項３２】
前記第１の電位が、約１〜１０ミリ秒の持続時間を有する印加パルスであることを特徴とする請求項３０記載のヘマトクリット値補正濃度を決定する方法。
【請求項３３】
前記仮の分析物濃度が、前記第１の電位の印加パルスの終わりでサンプリングされる電流時間遷移値に基づいて一部決定されることを特徴とする請求項３０記載のヘマトクリット値補正濃度を決定する方法。
【請求項３４】
前記第２の電位が、印加パルス又は約１〜４秒であることを特徴とする請求項３０記載のヘマトクリット値補正濃度を決定する方法。
【請求項３５】
前記仮の分析物濃度が、前記第２の電位の印加パルスの終わりでサンプリングされる電流時間遷移値に基づいて一部決定されることを特徴とする請求項３０記載のヘマトクリット値補正濃度を決定する方法。
【請求項３６】
複数のテストストリップを製造する方法であって、
導電層及び基層を含むウェブを形成すること、
第１のプロセスを使用して前記導電層における導電要素の第１のグループを電気的に絶縁することで、前記複数のテストストリップを部分的に形成すること、
前記第１のプロセスとは同一でない第２のプロセスを使用して前記導電層における導電要素の第２のグループを電気的に絶縁することで、前記複数のテストストリップを続いて形成すること、
試薬層を形成すること、
を含んで構成され、
前記試薬層を形成することは、
酵素と、
還元又は酸化から生じる第１の電気化学信号が前記血液サンプル中の前記成分濃度に関連付けられるように、可逆的に還元及び酸化されることができる第１の電子メディエータと、
第２の電子メディエータの酸化又は還元により生成された第２の電気化学信号が前記血液サンプル中の前記成分濃度に直接関連付けられず、及び、前記血液サンプルのヘマトクリットレベルに基づいて変化する、電気化学酸化還元反応を受けることができる前記第２の電子メディエータと、
を含んで構成されること
を特徴とするテストストリップを製造する方法。
【請求項３７】
前記ウェブが、複数のレジストレーションポイントを含むことを特徴とする請求項３６記載のテストストリップを製造する方法。
【請求項３８】
前記第１のプロセスが、レーザ切断プロセスを含むことを特徴とする請求項３６記載のテストストリップを製造する方法。
【請求項３９】
前記第２のプロセスが、分離プロセスを含むことを特徴とする請求項３６記載のテストストリップを製造する方法。
【請求項４０】
前記分離プロセスが、スタンピングすることを含むことを特徴とする請求項３９記載のテストストリップを製造する方法。
【請求項４１】
前記分離プロセスが、前記ウェブから複数のテストストリップを分離することを含むことを特徴とする請求項３９記載のテストストリップを製造する方法。
【請求項４２】
前記複数のレジストレーションポイントが、約９ｍｍで分離されることを特徴とする請求項３７記載のテストストリップを製造する方法。
【請求項４３】
前記複数のレジストレーションポイントが、約９ｍｍ未満で分離されることを特徴とする請求項３７記載のテストストリップを製造する方法。
【請求項４４】
前記導電要素の第１のグループが、約９ｍｍ未満で分離されることを特徴とする請求項３６記載のテストストリップを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年４月１１日出願の米国特許出願第１１／４０１，４５８号の優先権を主張する。
本発明は、診断テスト分野に関し、より詳細には、サンプル中の物質濃度を測定する診断テストシステムに関する。
【０００２】
本開示は、サンプル濃度測定における誤差を補正する独自のプロセス及びシステムを含んで構成され、血液などの体液中の分析物（analyte）を測定するバイオセンサシステムに関する。例えば、本開示は、体液の分析物濃度測定を補正する方法を提供する。
【背景技術】
【０００３】
電気化学センサは、液状サンプル中の物質の存在を検出及び測定の少なくとも一方を行うために長年利用されてきた。最も本質的には、電気化学センサは、少なくとも電子移動エージェント（以下「電子メディエータ」という）及び分析物固有の生物―触媒タンパク質（例えば、特定酵素）を含む試薬混合物と、１つ以上の電極と、を含んで構成される。このようなセンサは、電子メディエータと電極表面との間の電子移動に依存し、電気化学酸化還元反応を測定することで機能する。電気化学バイオセンサシステム又は装置で使用されるとき、電子移動反応は、液状サンプルにおいて測定された分析物濃度に関連する電気信号に変換される。
【０００４】
血液又は血液派生物たる涙，尿及び唾液のような体液中の分析物を検出するこのような電気化学センサの利用は、重要となってきており、そしてある場合には、個人によっては健康維持に不可欠なものとなってきた。医療分野では、例えば、糖尿病患者のような人々は、彼らの体液中の特定成分を監視する必要がある。例えば、コレステロール，タンパク質及びブドウ糖のような特定液状成分レベルを便利に監視するために、人々が血液，尿又は唾液のような体液をテストできる多くのシステムが利用されている。不十分なインスリン生成が糖の適切な消化を妨げる膵臓疾患を患う糖尿病患者は、毎日、血中ブドウ糖レベル（glucose level）を注意深く監視する必要がある。人々が血中ブドウ糖レベルを便利に監視できる多くのシステムが利用されている。このようなシステムは、主として、ユーザが血液サンプルを塗布するテストストリップ（test strip）と、血液サンプル中のブドウ糖レベルを判定するためにテストストリップを「読み取る」計測器（meter）と、を含んでいる。例えば、糖尿病を患っている人々のために血液ブドウ糖をテスト及びコントロールすることは、目、神経及び腎臓に重大なダメージを及ぼす危険を減らすことができる。
【０００５】
典型的な電気化学センサは、参照することにより本明細書に全体が組み込まれる米国特許第６，７４３，６３５号（６３５特許）に記載される。６３５特許は、血液サンプル中のブドウ糖レベルを測定するために利用される電気化学バイオセンサを記載する。電気化学バイオセンサシステムは、テストストリップ及び計測器を含んで構成される。テストストリップは、サンプル室、作用電極（working electrode）、対極（counter electrode）及び充填―検出電極（fill-detect electrode）を含む。試薬層（reagent layer）は、サンプル室に配設される。試薬層は、ブドウ糖酸化酵素のようなブドウ糖に対する特異的酵素と、フェリシアン化カリウム（potassium ferricyanide）又はルテニウムヘキサミン（ruthenium hexaamine）のようなメディエータと、を含む。ユーザが血液サンプルをテストストリップのサンプル室に塗布すると、試薬が血液サンプル中のブドウ糖と反応し、計測器が酸化還元反応を起こす電極に電圧を印加する。計測器は、作用電極と対極との間に流れる派生電流を測定し、その電流測定に基づいてブドウ糖レベルを算出する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
血液中の特定成分レベルを測定するバイオセンサでは、血液のある成分が測定に望ましくない影響を及ぼし、検出信号に誤差をもたらす原因となり得る。この誤差は、不正確な読み取りをもたらし、例えば、患者が潜在的に危険な血糖値に気付かないままでいるということにもなりかねない。一例によれば、特定の血中ヘマトクリットレベル（hematocrit level）（即ち、赤血球によって占められる血液量の割合）は、分析物濃度測定結果に誤った影響を及ぼし得る。
【０００７】
赤血球の体積変化は、使い捨ての電気化学テストストリップで測定されたブドウ糖測定値に誤差を生じさせることが知られている。一般的に、負バイアス（即ち、低めに算出された分析物濃度）が高ヘマトクリット値で観察され、一方正バイアス（即ち、高めに算出された分析物濃度）が低ヘマトクリット値（貧血状態を代表する健康状態）で観察される。高ヘマトクリット値では、例えば、赤血球は、（１）酵素と電気化学的なメディエータとの反応を妨げ、（２）化学反応物を溶媒和する血漿量がより少ないため化学溶解率を低下させ、（３）メディエータの拡散を鈍くする。これらの要因は、電気化学プロセス中に生成される電流がより少ないため、予想より小さいブドウ糖測定値をもたらす。逆に、低ヘマトクリット値では、予想より電気化学反応を妨げる赤血球が少なく、より高電流が測定される。赤血球濃度が溶解反応物の拡散を変えるため、ファラデー電流測定が影響を受ける。加えて、血液サンプル抵抗もまた充電電流測定に影響を及ぼすヘマトクリット値依存である。
【０００８】
ヘマトクリット値による血液ブドウ糖測定値の変化を減らし又は回避するために、様々な方策が利用されてきた。例えば、テストストリップは、サンプルから赤血球を取り除くメッシュが組み込まれた設計となり、又は、赤血球の粘度を増加させて低ヘマトクリット値の影響を取り除くために、化学反応製剤（chemistry formulation）に粒子を含んでいる。これらの方法は、テストストリップのコスト及び複雑さを増加させる不具合があり、正確なブドウ糖測定に要する時間を不要に増加させる。さらに、ヘマトクリット値の影響と無関係な頻度（frequency）で電気化学信号を測定する交流（ＡＣ）インピーダンス方法もまた開発されている。しかし、このような方法は、信号の選別及び分析に要する高度な測定器のコスト及び複雑さを増加させてしまうという欠点がある。
【０００９】
さらなる従来のヘマトクリット値補正案は、米国特許第６，４７５，３７２号に記載されている。その方法では、初期ブドウ糖濃度を推定し、乗法ヘマトクリット値補正係数（factor）を決定する２つの電位（potential）パルスシーケンスが採用される。ヘマトクリット値補正係数は、（例えば、初期測定の生成物及びヘマトクリット値の決定補正係数を選ぶことで、）初期濃度測定を補正するために使用される特定の数値又は方程式である。より詳細には、一方の極性の第１のパルスは、サンプルと共に反応セルに印加され、他方の極性の第２のパルスによってサンプルと共に反応セルへと導入される。
【００１０】
両方のパルスから生じた電流反応（response）は、約３〜２０秒に亘って分布する第１のステップ及び１〜１０秒に亘って分布する第２のステップに対するパルス幅に伴って、時間関数として測定される。サンプル中のブドウ糖濃度はその後、測定された電流−時間遷移（即ち、電流反応）から推定される。血中ヘマトクリット値補正係数は、様々なブドウ糖濃度及び血中ヘマトクリットレベルで補正されたデータに基づく三次元プロットの数学的フィット（fit）などから、統計方法を使用して決定される。
【００１１】
三次元プロットは、次のような変数、即ち、第２の平均電流反応値に対する第１の平均電流反応値の比率、推定ブドウ糖濃度、及び、バックグラウンド値を引いた推定ブドウ糖濃度に対するＹＳＩ決定ブドウ糖濃度の比率から作成される。初期推定ブドウ糖濃度はその後、報告ブドウ糖濃度を決定する算出血中ヘマトクリット値補正係数により乗算される。
【００１２】
米国特許第６，４７５，３７２号のプロセスを使用すると、大部分のデータポイントが、ヘマトクリット値補正係数方程式を使用する実際のブドウ糖濃度の±１５％の範囲に含まれることが見い出された。しかしながら、この技術を使用したデータ処理は、補正されたブドウ糖値（glucose value）を定めるために、ヘマトクリット値補正係数と推定ブドウ糖濃度との両方が決定されなければならないためいまだ相当に困難である。さらに、第１のステップの時間分、バイオセンサの全テスト時間が大きく増加するが、これはユーザの観点からすると望ましくない。
【００１３】
従って、現在のバイオセンサの欠点を克服すると共に既存の電気化学バイオセンサ技術を改良し、測定がより正確になるような、補正された分析物濃度測定をもたらす新規なシステム及び方法が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の実施形態は、身体の解剖学的内腔（anatomical lumens）の範囲内の検体（object）を固定化（immobilization）及び検索するための医療機器を対象とするものであり、従来の固定化及び検索装置の有する１つ以上の限界及び不具合を取り除くことを目的とする。
【００１５】
一実施形態は、血液サンプルを受け入れるサンプル受入領域及び反応試薬システム（reaction reagent system）を含んだバイオセンサを対象とする。反応試薬システムは、成分に対して特異的な酸化―還元酵素、還元又は酸化から生じた第１の電気化学信号が血液サンプル中の成分濃度に関連付けられるように、可逆的に還元及び酸化することができる第１の電子メディエータ、並びに、第２のメディエータの酸化又は還元により生じた第２の電気化学信号が血液サンプル中の成分濃度に直接関連付けられず、電気化学酸化還元反応を受けることができる第２の電子メディエータを含む。第２の電気化学信号は、血液サンプルのヘマトクリットレベルに基づいて変化する。
【００１６】
様々な実施形態において、バイオセンサは次のような１つ以上の付加的な特徴を含むこともできる。成分はブドウ糖であること。第１のメディエータは、ルテニウム（ruthenium）を含んだ物質であること。ルテニウムは、ヘキサミンルテニウム（hexaamine ruthenium）（III)三塩化物（trichloride）を含む物質を含むこと。第２のメディエータは、ブリリアントクレシルブルー（brilliant cresyl blue）を含むこと。第２のメディエータは、ゲンチシン酸（gentisic acid）（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）（2,5-dihydroxybenzoic acid)を含むこと。第２のメディエータは、２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸（2,3,4-trihydroxybenzoic acid）を含むこと。第２のメディエータは、第１の電気化学信号に干渉しないこと。第２のメディエータは、第１のメディエータの電位範囲から区別できる電位範囲において酸化又は還元されること。第２の電子メディエータは、第１の電子メディエータを酸化又は還元するために使用される電位より大きい又は小さい少なくとも０．２ボルトの大きさを有する電位で酸化又は還元されること。第１及び第２の電気化学信号は、多段（multi-step）のクロノアンペメトリー（chronoamperometry）を通して得られた電気的な電流信号であること。第１及び第２の電気化学信号は、矩形波ボルタンメトリー（square wave voltammetry）を通して得られた電気的な電流信号であること。第１及び第２の電気化学信号は、示唆パルス（differential pulse）アンペロメトリー（amperometry）を通して得られた電気的な電流信号であること。そして、第１及び第２の電気化学信号は、サイクリックボルタンメトリー（cyclic voltammetry）を通して得られた電気的な電流信号であること。
【００１７】
本発明のもう１つの実施形態は、血液サンプルを電気化学セルに導入することを含む、血液中の成分濃度を測定する方法を対象とする。電気化学セルは、離間した作用電極及び対極と、酵素を含む酸化還元試薬システムと、を含んで構成される。セルはまた、還元又は酸化から生じる第１の電気化学信号が血液サンプル中の成分濃度に関連付けられるように、可逆的に還元及び酸化されることができる第１の電子メディエータを含む。セルはまた、第２のメディエータの酸化又は還元によって生じる第２の電気化学信号が血液サンプル中の成分濃度に直接関連付けられず、かつ、血液サンプルのヘマトクリットレベルに基づいて変化する電気化学酸化還元反応を受けることができる第２の電子メディエータを含む。この方法はさらに、第１の電気化学信号を得ること、第２の電気化学信号を得ること、第１の電気化学信号からのデータを使用してサンプルの成分濃度に関連した初期値を決定すること、そして、統計的相関アルゴリズム（statistical correlation algorithm）及び第２の電気化学信号からのデータを使用してサンプルのヘマトクリットレベルの影響を取り除くために、サンプルの成分濃度に関連した初期値を補正すること、を含む。
【００１８】
様々な実施形態において、この方法は、次のような１つ以上の付加的な特徴を含むこともできる。成分はブドウ糖であること。初期値を補正することは、第１及び第２の信号から仮の成分濃度を導くことと、仮の成分濃度にサンプル中の成分濃度を導く第２の電気化学信号に基づく補正係数を乗じて、血液サンプル中のヘマトクリットレベルの影響を相殺する補正を行うこと、を含んで構成されること。統計的相関（statistical correlation）は、第２の電気化学信号の傾きを決定することを含んで構成されること。統計的相関は、第１及び第２の電気化学信号の両方の傾きを決定すること含んで構成されること。第１の電気化学信号は、第１の電子メディエータを酸化又は還元することができると共に、第２の電子メディエータを酸化又は還元することができない大きさの第１の電位を、電気化学セルに印加することで得られること。第２の化学電気信号は、第２の電子メディエータを酸化又は還元することができると共に、第１の電子メディエータを酸化又は還元することができない大きさの第２の電位を、電気化学セルに印加することで得られること。第２の電子メディエータは、第１の電子メディエータを酸化又は還元するために使用される電圧より大きい又は小さい少なくとも０．２ボルトの大きさを有する電位で酸化又は還元されること。第１及び第２の電気化学信号を得ることは、多段のクロノアンペロメトリーを使用することを含んで構成されること。第１及び第２の電気化学信号を得ることは、方形波ボルタンメトリーを使用することを含んで構成されること。第１及び第２の電気化学信号を得ることは、示差パルスアンペロメトリーを使用することを含んで構成されること。第１及び第２の電気化学信号を得ることは、サイクリックボルタンメトリーを使用することを含んで構成されること。第２の電子メディエータは、ブリリアントクレシルブルーを含んで構成されること。第２の電子メディエータは、ゲンチシン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）を含んで構成されること。第２の電子メディエータは、２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸を含んで構成されること。
【００１９】
本発明の他の実施形態は、生理学的サンプルを電気化学セルに導入することを含んで構成され、生理学的サンプルにおける分析物のヘマトクリット値補正濃度を決定する方法を対象とする。電気化学セルは、離間した作用電極及び対極と、酵素及びメディエータを含んだ酸化還元試薬システムと、を含んで構成されることもできる。この方法はまた、第１の電位を反応セルに印加して、第１の時間―電流過渡信号（first time-current transient）を得るための時間関数（function of time）としての第１の電位の最初の５０ミリ秒の間のセル電流を測定すること、第２の電位をセルに印加して、第２の時間―電流過渡信号を得るための時間関数としてのセル電流を測定すること、第１及び第２の時間―電流過渡信号から仮の分析物濃度を導くこと、そして、サンプル中の分析物濃度のヘマトクリット値補正濃度が決定されることで、サンプル中の分析物濃度を補正したヘマトクリット値を導くために、仮の分析物濃度に対して第１及び第２の時間―電流過渡信号に基づくヘマトクリット値補正係数を乗ずること、を含む。
【００２０】
様々な実施形態において、この方法は、次のような１つ以上の付加的な特徴を含むことができる。第１の電位は負の電気パルスであり、第２の電位は正の電気パルスであること。第１の電位は、約１〜１０ミリ秒の持続時間を有する印加パルス（applied pulse）であること。仮の分析物濃度は、第１の電位の印加パルスの終わりにおけるサンプルとしての電流時間過渡信号値に基づいて、一部測定されること。第２の電位は、印加パルス又は約１〜４秒であること。そして、仮の分析物濃度は、第２の電位の印加パルスの終わりにおけるサンプルとしての電流時間過渡信号値に基づいて、一部測定されること。
【００２１】
本発明の他の実施形態は、導電層及び基層を含むウェブ（Web）を形成すること、第１のプロセス（process）を使用して導電層における導電成分の第１のグループを電気的に絶縁することで複数のテストストリップを部分的に形成すること、を含んで構成され、複数のテストストリップを製造する方法を対象とする。この方法はさらに、第１及び第２のプロセスが同一ではない第２のプロセスを使用して、導電層における導電成分の第２のグループを電気的に絶縁することで複数のテストストリップを引き続いて形成することを含む。この方法はまた、酵素、還元又は酸化から生じる第１の電気化学信号が血液サンプル中の成分濃度に関連付けられるように、可逆的に還元又は酸化されことができる第１の電子メディエータ、そして、第２の電子メディエータの酸化又は還元により生じた第２の電気化学信号が血液サンプル中の成分濃度に直接関連付けられず、血液サンプルのヘマトクリットレベルに基づいて変化する電気化学酸化還元反応を受けることができる第２の電子メディエータ、を含む試薬層を形成することを含む。
【００２２】
様々な実施形態において、この方法は、次のような１つ以上の付加的な特徴を含んでもよい。ウェブは、複数のレジストレーションポイント（registration point）を含むこと。第１のプロセスは、レーザ切断プロセスを含むこと。第２のプロセスは、分離プロセスを含むこと。分離プロセスは、スタンピングすること（stamping）を含むこと。分離プロセスは、ウェブから複数のテストストリップを分離することを含むこと。複数のレジストレーションポイントは、約９ｍｍで分離されること。複数のレジストレーションポイントは、約９ｍｍ未満で分離されること。そして、導電成分の第１のグループは約９ｍｍ未満で分離されること。
【００２３】
本発明の付加的な目的及び利点は、以下の記載において一部が説明され、この記載から一部が明らかであり、又は、本発明の実施により分かるであろう。本発明の目的及び利点は、添付した特許請求の範囲において特に指摘された要素及び組み合わせの手段によって実現及び達成されるであろう。
【００２４】
前述した概略記載及び以下の詳細記載の双方は、単なる例示及び説明にすぎず、本発明の特許請求の範囲を制限するものではないことを理解すべきである。
本明細書に組み入れられかつその一部を構成する添付図面は、この記載と共に本発明の各種実施形態を図解し、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本明細書に記載の本開示に従って、食品又は血液，尿，唾液及び涙から選ばれた体液などのように、非均質液状サンプル中の分析物を測定するために開発された電気化学バイオセンサを説明する。最小構成では、バイオセンサは、少なくとも、１つ以上の電極と、測定対象たる分析物に対して特異的な電子メディエータ及び酸化―還元酵素を含んで構成される反応試薬システムと、を含む。一実施形態では、電子メディエータは、ルテニウムヘキサミン（III）三塩化物のような物質を含んで構成されるルテニウムを含む。
【００２６】
本明細書では、語句「作用電極」は、電気化学的な酸化反応及び還元反応の少なくとも一方が起こる電極、例えば、分析物、主として電子メディエータが酸化又は還元される電極である。
【００２７】
「対極」は、作用電極と対になった電極である。作用電極に対して異極性でかつ同じ大きさの電流が対極を通過する。
「ＹＳＩ」又は「ＹＳＩ値」は、例えば、YSI model 2300 Stat PlusのようなYellow Springs Instrument社のブドウ糖分析器（glucose analyzer）を使用して測定された特定の分析物濃度を意味する。
【００２８】
前述したように、６３５特許は、血液サンプル中のブドウ糖レベルを測定するために使用される典型的な電気化学バイオセンサについて説明する。電気化学バイオセンサシステムは、テストストリップ及び計測器を含んで構成される。テストストリップは、サンプル室、作用電極、対極及び充填―検出電極（fill-detect electrode）を含む。試薬層は、サンプル室に配設され、対極と同様に、作用電極の少なくとも一部をおおまかに覆う。試薬層は、ブドウ糖酸化酵素（glucose oxidase）又はブドウ糖脱水素酵素（glucose dehydrogenase）のようなブドウ糖に対する特異的酵素と、フェリシアン化カリウム又はルテニウムヘキサミンのようなメディエータと、を含む。
【００２９】
一実施形態では、ブドウ糖酸化酵素は、試薬層で使用される。ブドウ糖酸化酵素の列挙は、単なる一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の物質を使用することもできる。例えば、ブドウ糖脱水素酵素は、ブドウ糖バイオセンサで使用されるもう１つの酵素である。同様に、フェリシアン化カリウムが可能性のあるメディエータとしてリストアップされているが、他の可能性のあるメディエータも検討される。例えば、付加的なメディエータは、ルテニウム（ruthenium）、オスミウム（osmium）及び有機レドックス化合物（organic redox compound）を含むが、しかし、これらに限定されるものではない。一実施形態では、サンプルテスト中に、ブドウ糖酸化酵素が、ブドウ糖をグルコン酸（gluconic acid）に酸化すると共にフェリシアン化物（ferricyanide）をフェロシアン化物（ferrocyanide）に還元する反応を起こす。対極に関連して適切な電圧が作用電極に印加されると、フェロシアン化物がフェリシアン化物に酸化され、血液サンプル中のブドウ糖濃度に関連した電流を発生する。計測器はその後、測定電流に基づいてブドウ糖レベルを算出し、該算出したブドウ糖レベルをユーザに対して表示する。
【００３０】
米国係属出願である同時継続中の米国特許出願第１１／２４２，９２５号（全体として参照することで本明細書に組み込まれる）は、もう１つの可能性のあるメディエータとして、ルテニウムヘキサミンの使用を開示する。ルテニウムヘキサミン［Ｒｕ（ＮＨ3)6］3+が使用されると、ブドウ糖酸化酵素は、ブドウ糖をグルコン酸に酸化すると共に、［Ｒｕ（ＮＨ3)6］3+を［Ｒｕ（ＮＨ3)6］2+に還元する反応を起こす。ブドウ糖脱水素酵素については、酵素がブドウ糖をグルコノー１，５−ラクトン（glucono-1,5-lactone）に酸化すると共に、［Ｒｕ（ＮＨ3)6］3+を［Ｒｕ（ＮＨ3)6］2+に還元する。対極に関連して適切な電圧が作用電極に印加されると、電子メディエータが酸化される。例えば、ルテニウムヘキサミン［Ｒｕ（ＮＨ3)6］2+が酸化されて［Ｒｕ（ＮＨ3)6］3+になり、血液サンプル中のブドウ糖濃度に関連した電流が発生する。
【００３１】
本出願のシステム及び方法は、電子メディエータと電極表面との間の電子移動、及び、電気化学酸化還元反応を測定することによる機能に依存する。前述したように、これらの電子移動反応（前述したフェロシアン化物又はルテニウムヘキサミン反応のようなもの）は、液状サンプルにおいて測定された分析物濃度と相関関係がある電気信号に変換される。より詳細には、電気信号は、対極に関連する作用電極に、特有の電極電位入力（１つの電位より大きい単一の一定パルス又は異なる複数の分離パルスを含んで構成される入力）が印加されることによって生じる。
【００３２】
単一又は複数のパルスは、特定のストリップメディエータが使用する酸化還元電位に関連した特定の所定電位でセルに印加される。本技術分野で周知のように、物質の酸化還元電位は、０（zero）に設定される水素と比較した電子（即ち、物質の電気陰性度（electronegativity））に対する物質親和力（substance affinity）の度合い（電圧で）ある。水素を酸化することができる物質は、正の酸化還元電位を有する。水素を還元することができる物質は、負の酸化還元電位を有する。物質の特定の酸化還元電位を測定する１つの方法は、サイクリックボルタンメトリー（cyclic voltametry，ＣＶ）による。図１は、例えば、ルテニウムヘキサミン電子メディエータを用いた金電極の使用に関連したサイクリックボルタモグラム（cyclic voltammogram）である。図１に見られるように、ルテニウムヘキサミン物質は、ｐＨ７．２５のリン酸緩衝液（phosophate buffer solution）におけるＡｇ／ＡｇＣｌ参照電極に対して、約―０．２Ｖの酸化還元電位を示す。
【００３３】
従って、望ましい電子移動反応がメディエータの還元である場合、例えば、酸化還元電位の十分に負の電圧パルス（voltage pulse）が印加される。逆に、望ましい電子移動反応がメディエータの酸化である場合、酸化還元電位の十分に正の電圧パルスが印加される。セルへの特定の電極電位入力は、電流―時間遷移の形式で電気信号を生じさせる。換言すると、最終的な濃度測定は、特定の電位（voltage potential）をセル（即ち、作用電極と対極との間）に与え、作用電極と対極との間の時間電流変化を監視した結果として得られた特定の電流―時間遷移（別名、アンペロメトリック電流応答（amperometric current response））に基づく。図２は、例えば、サンプル測定において入力電圧パルスを印加しているときに、時間とともに変化する電流応答を表すグラフである。
【００３４】
米国特許第６，４７５，３７２号に関して前述した電気化学的方法は、負の入力パルス（メディエータの還元）又は正の入力パルス（酵素−ブドウ糖反応の一部として還元されたメディエータの酸化）により生じたファラデー電流のヘマトクリット値の寄与に対する補正に本質的に基づく。初めに、電流は、セルの電気層の充電と拡散限界（ファラデー）電流（diffusion limited (faradaic) current）との両方からの寄与から構成される。第１のパルスの電流が時間Ｔ＝１００ｍｓでサンプリングされるまでに、充電電流は減衰し、ファラデー電流のみが残る。ファラデー電流は、次の第１方程式であるコットレル方程式（Cottrell equation）により一般的に表される。
【００３５】
【数１】
2009533685.tif 000002
【００３６】
ここで、ｎは移動電子の数、Ｆはファラデー定数、Ａは電極面積、Ｄは拡散係数、Ｃoは初期分析物濃度である。分析物の有効拡散係数は、ヘマトクリット値に依存するので、パルス１及び２の測定ファラデー電流応答は、ヘマトクリット値依存をモデル化する米国特許第６，４７５，３７２号の方法が使用される。
【００３７】
ファラデー対充電電流ヘマトクリットレベル補正
本発明の次の実施形態は、ヘマトクリット値の影響を減少させたブドウ糖を測定する電気化学的方法を提供する。この方法の一実施形態において、数ミリ秒（例えば、１〜１０ｍｓ、但し、約４０ｍｓに至るまでの持続時間のパルスを含む数ミリ秒）のパルス幅を有する負の電位に続き、約４秒（但し、１０秒に至るまでの持続時間のパルスを含む約４秒）の持続時間を有する正の電位が電気化学セルに印加される。典型的な電位の大きさに関しては、ルテニウムヘキサミンについて、約−０．３Ｖ又は−０．３５Ｖの望ましい電位を伴う、約―０．２Ｖ〜−０．４５Ｖの範囲に亘る負のパルスが用いられてもよい。第２の正のパルスは、約０．３Ｖの望ましい電位を伴う、０．２Ｖ〜０．４Ｖの範囲に亘ってもよい。もちろん、最適な範囲は、メディエータに直接関係する。例えば、互換（alternate）メディエータが利用されたとき、最適な正及び負の電位パルスは、このメディエータの酸化及び還元特性に関係する。
【００３８】
電流は、２つのパルス幅の終わり近傍でサンプリングされる。第１のパルスの終わりにおいて、充電電流は測定電流の重要成分である。一般に、電気化学的パルス方法では、充電電流が大部分のシステムで４０ｍｓ以内に指数関数的に減衰すると共に、ファラデー電流が非常にゆっくりと減衰することが示される。充電電流は、次の第２方程式により表される。
【００３９】
【数２】
2009533685.tif 000003
【００４０】
ここで、Ｅは加電圧、Ｒsは溶液抵抗、Ｃdは電極層キャパシタンスである。この方程式を使用すると、溶液抵抗変数及びおそらくキャパシタンスの両方が、ヘマトクリット値に依存するため、統計的解析を通してヘマトクリット値補正係数を決定することができる。
【００４１】
従って、この電流方法では、前述したように、第１のパルスが、第２方程式で主として表される電流応答を生じさせると共に、第２のパルスが、第１方程式で主として表される電流応答を生じさせる。第２方程式に基づいて第１の電流応答を分析することで、ヘマトクリット値補正係数を決定する手助けとなる統計的解析（例えば、テイラー級数フィットのような最良フィット相関（best fit correlation））を通して、溶液の抵抗及びキャパシタンスのヘマトクリット値依存変数が分析される。また、第２の電流応答及び第１方程式を使用して、ヘマトクリット値補正係数の決定に役立つ統計的解析を通して、拡散のヘマトクリット値依存変数もまた解析される。
【００４２】
従って、本発明の一実施形態では、パルス１の電流応答Ｐ１（例えば、ｔ＝５ｍｓで記録されたもの）及びパルス２の電流応答Ｐ２（例えば、ｔ＝４ｓで記録されたもの）が、複数の液状サンプルに対して行われたテストにより測定される。これらの初期測定は、複数のテストストリップを有する特定ロットを使用して行われる。その後、既知のブドウ糖濃度レベル（glucose concentration level）を有する複数のサンプルが、複数のブドウ糖濃度値（glucose concentration value）に対するＰ１及びＰ２電流値を決定及び記録するためにテストされる。これらサンプルの既知のブドウ糖濃度レベルはその後、Ｐ１及びＰ２データに基づく特定変数に関連付けられる。
【００４３】
例えば、図３Ａは、数個のブドウ糖濃度及び血中ヘマトクリットレベルで収集したＰ１及びＰ２データの相関関係に基づく三次元二次曲面プロットフィット（three-dimensional quadratic surface plot fit）を表す。図３Ａにおいて、Ｐ１及びＰ２の電流比率変数（Ｘ軸に沿って表されるＰ１／Ｐ２）、並びに、Ｐ１電流変数（Ｙ軸に沿って表されるＰ１）は、（例えば、二次の最小二乗最適フィット（quadratic least squares best fit）で）結果として曲面プロットで表示される既知のサンプルブドウ糖濃度レベル（Ｚ軸に沿った濃度値（ｍｇ／ｄｌ））に関連付けられる。その後、所定ロットにおけるすべてのストリップについて、計算計測器が対応する曲面プロットフィットでプログラミングされる。特定サンプルのＰ１充電電流及びＰ２ファラデー電流測定に利用すると、計測器が曲面プロットの相関関係に従って、その後計測器に表示される適切なブドウ糖レベルを算出する。また、代替の数学的解明（mathematical interpretation）が採用されてもよい。例えば、Ｐ１電流，Ｐ２電流及びＹＳＩの間又はＰ１／Ｐ２，Ｐ１及びＹＳＩの間の関係が相互に関連付けられる。
【００４４】
テスト実験において、二次フィット方程式（quadratic fit equation）にＰ１及びＰ１／Ｐ２の値を代入することで、特定の液状サンプルに対するテストブドウ糖濃度値が決定された。その結果生じたテストデータは、液状サンプルに対する実際のＹＳＩ測定ブドウ糖濃度データと比較された。図３Ｂに見られるように、テストされたサンプルは、変化するブドウ糖濃度及び変化するヘマトクリットレベルを有する液体を含んだ。得られたテスト値は、図３Ｂで示すように、ＹＳＩ測定ブドウ糖値の±２０％の範囲に収まっていた。
【００４５】
図３Ｃを参照すると、分析物測定におけるヘマトクリット値の影響を補正する１つのシステムが提供される。測定電流は、低ヘマトクリット値が観察されたより高い電流及び高ヘマトクリット値が観察されたより低い電流を有する所定の血液サンプルにおける％ヘマトクリット値に依存する。前述した手順で算出された分析物濃度と実際のＹＳＩブドウ糖値との間の変動は、三次元プロットにおけるＰ１（５ｍｓ）／Ｐ２（４ｓ）値とＰ１（５ｍｓ）値とに数学的に関連付けられる。充電及びファラデー電流をＹＳＩ偏差に関連付ける他の数学的構成は、（例えば、以下の図５で参照するように、パルス１及びパルス２の比率を用いる）代替のセンサ設計の使用がより好ましいことが判明するであろう。
【００４６】
図３Ｃにおいて、Ｐ１電流の変数（Ｘ軸に沿って表されるＰ１）並びにＰ１及びＰ２の電流比率の変数（Ｙ軸に沿って表されるＰ１／Ｐ２）は、（例えば、二次の最小二乗最適フィットで）結果として曲面プロットで表示される、初期算出ブドウ糖濃度値とＹＳＩ測定ブドウ糖濃度レベル（Ｚ軸に沿ったもの）との間の既知の％偏差の既値に関連付けられる。この曲面プロットを使用すると、各サンプルについて特定の％偏差が決定される。これらの最適フィット曲面プロット相関関係（best fit surface plot correlation）はその後、ブドウ糖測定濃度を補正し、特定の血中ヘマトクリットレベルの相殺効果を減らすために使用される。
【００４７】
図３Ｃのプロットを使用するアプローチ（approach）において、推定ブドウ糖濃度は、Ｐ２（４ｓ）で測定されたファラデー電流から決定される。次に、ＹＳＩ値から予測された％偏差（predicted percent deviation）は、ヘマトクリット依存影響の範囲を評価するＰ１電流値（５ｍｓ）から算出される。この値はその後、推定ブドウ糖濃度を補正するために使用される。その結果として生じた補正値は、図３Ｄに表される。より詳細には、図３Ｄは、補正ブドウ糖濃度データとＹＳＩ測定ブドウ糖濃度値との間の比較結果を提供する。図３Ｄに見られるように、補正ブドウ糖値の偏向（bias）は、各種ヘマトクリットレベルでの複数濃度値の夫々についてのサンプルに対して表される。７５ｍｇ／ｄｌ，１５０ｍｇ／ｄｌ，２４５ｍｇ／ｄｌ及び４００ｍｇ／ｄｌのブドウ糖濃度レベルを有するサンプルが、３つの異なるヘマトクリットパーセントレベルの夫々でテストされた。結果として生じたＹＳＩ値から逸脱する算出補正ブドウ糖値の％偏向は、図３Ｄで示されるように、＋１５％〜−１５％の範囲内に収まる。
【００４８】
以下の表１は、充電対ファラデーの電流測定技術を使用し、分析物濃度を決定する前述の２つのパルス方法からの未加工データを示す。
【００４９】
【表１】
2009533685.tif 000004
【００５０】
他の変形例において、２つの異なるパルスを印加する代わりに、単一の電気化学反応（即ち、単一パルスの印加）の充電電流及びファラデー電流の両方を、補正ブドウ糖値を算出するために使用してもよい。例えば、０．３Ｖの電位をルテニウムヘキサミンを含むセンサに与えると、充電電流データは、４ｓのファラデー電流Ｉ(T2)を伴う反応中に、５ｍｓのＩ(T1)として得られる。Ｉ(T1)及びＩ(T2)は、最小二乗フィットのテイラー級数型を使用するＹＳＩブドウ糖濃度に数学的に関連付けられてもよい。このようなテイラー級数フィットの一例は、図４Ａに表される。
【００５１】
図４Ａは、いくつかのブドウ糖濃度及び血中ヘマトクリットレベルで収集されたＩ(T1)及びＩ(T2)の相関関係に基づく三次元テイラー級数フィットを表す。図４Ａにおいて、（Ｘ軸に沿って表した）変数Ｉ(T1)及び（Ｙ軸に沿って表した）変数Ｉ(T2)は、（例えば、テイラー級数最小二乗最適フィットで、）結果として曲面プロットで表示される既知のサンプルブドウ糖濃度レベル（Ｚ軸に沿った濃度値（ｍｇ／ｄｌ））に関連付けられる。その後、Ｉ(T1)及びＩ(T2)値をテイラー級数フィットに代入することで、サンプルの最終的なブドウ糖濃度値が得られた。
【００５２】
その結果を示すブドウ糖値の表示は、測定ＹＳＩ値（ｍｇ／ｄｌ）に対する偏向を低減した。図４Ｂは、２つ前の段落で説明した単一パルス技術を使用した算出ブドウ糖濃度値のパーセント偏向を表すグラフである。図４Ｂに見られるように、補正ブドウ糖値の偏向は、各種ヘマトクリットレベルでの複数濃度値の夫々についてのサンプルに対して表される。７５ｍｇ／ｄｌ，１５０ｍｇ／ｄｌ，２４５ｍｇ／ｄｌ及び４００ｍｇ／ｄｌのブドウ糖濃度レベルを有するサンプルが、３つの異なったヘマトクリットパーセントレベルの夫々においてテストされた。その結果を示すＹＳＩ値から逸脱する算出補正ブドウ糖値のパーセント偏向は、図４Ｂにおいて＋１５％〜―１５％以内で示される。
【００５３】
以下の表２は、前述した単一パルス方法の充電対ファラデーの電流測定からの未加工データを示す。
【００５４】
【表２】
2009533685.tif 000005
【００５５】
このシステム及び方法の別の実施形態では、分析物濃度値は、パルス１の電流応答（この場合にはｔ＝２ｍｓが必要）（Ｐ１）及びパルス２の電流応答（この場合にはｔ＝４ｓが必要）（Ｐ２）の比率から直接決定されるようにしてもよい。図５を参照して、複数の濃度値及び各種ヘマトクリットレベルでの夫々におけるサンプルのＰ１／Ｐ２の比率を描いたグラフが提供される。１００ｍｇ／ｄｌ，２４５ｍｇ／ｄｌ，４００ｍｇ／ｄｌ及び６００ｍｇ／ｄｌのブドウ糖濃度レベルを有するサンプルが、３つの異なるヘマトクリットパーセントレベルでテストされた。図５に見られるように、その結果を示す比率は、各濃度線について比較的一定な比率であることで証明されたように、ヘマトクリットレベル変動に依存しないことが明らかにされた。重要なことは、しかしながら、この比率は、サンプルの実際のブドウ糖濃度に依存することが明らかなことにある。
【００５６】
図６は、例えば、ｍｇ／ｄｌにおけるＰ１／Ｐ２電流比率対ＹＳＩブドウ糖値のグラフを提供する。このプロットは、実験的に測定されたＰ１／Ｐ２電流比率と実際のＹＳＩブドウ糖濃度サンプル値との間に相関関係があることを示している。従って、測定比率を特定のブドウ糖濃度値に数学的に変換する統計的方法を使用することができる。
【００５７】
二次酸化還元プローブ（probe）ヘマトクリット値補正アプローチ
前述したように、サンプルテスト中、ブドウ糖脱水素酵素は、ブドウ糖をグルコノ−１，５−ラクトンに酸化すると共に、［Ｒｕ（ＮＨ3）6］3+を［Ｒｕ（ＮＨ3）6］2+に還元する反応を起こす。対極に関連して適切な電圧が作用電極に印加されると、［Ｒｕ（ＮＨ3）6］2+が酸化されて［Ｒｕ（ＮＨ3）6］3+となり、その結果、血液サンプル中のブドウ糖濃度に関連した電流が生成される。この生成電流は、サンプルのブドウ糖濃度に必然的に依存する。この関係を使用すると、簡単な相関アルゴリズムを使用してブドウ糖レベルを表示することができる。前述したように、しかしながら、特定の血中ヘマトクリットレベルは、結果として生じる分析物濃度測定に誤った影響を及ぼすことがありうる。従って、ヘマトクリット値補正の付加的な方法は、ストリップの化学反応に対する二次酸化還元プローブ（「ＳＲＰ」）の付加に基づいて開発されている。この開示の目的のために、「酸化還元プローブ」とは、酸化及び還元の少なくとも一方を行うことができる物質を意味する。
【００５８】
次の開示では、試験測定技術は、多段クロノアンペロメトリーである。しかしながら、本発明の使用に従う他のタイプの測定もある。例えば、矩形波ボルタンメトリー，示差パルスアンペロメトリー及びサイクリックボルタンメトリーが、本発明において実行可能な測定手段としてすべて意図されている。しかし、本発明の範囲を特定の測定方法に限定する意図ではない。
【００５９】
特定の二次酸化還元プローブは、電気化学酸化還元反応を受けることができる付加的な電子メディエータ物質を含んで構成されることができる。従って、前述したルテニウムヘキサミンメディエータと同様に、二次酸化還元プローブ物質は、電圧パルスの印加に応答して電流を生成する。二次酸化還元プローブは、しかしながら、生成電流がブドウ糖濃度とは無関係である代わりに、サンプルの特定の血中ヘマトクリットレベルにいまだに依存する、ルテニウムヘキサミン（例えば、一次酸化還元プローブ（primary redox probe））又は前述の他のメディエータとは異なる。
【００６０】
従って、ＳＲＰにより生成された電気化学信号は、サンプルのヘマトクリット値の関数であるがブドウ糖依存ではなく、このため、ヘマトクリット値評価のための内部標準として機能する。この情報は、以下説明するように、ヘマトクリット値の影響に対してブドウ糖信号を補正するために使用することができる。
【００６１】
ＳＲＰとして機能することができる一部の種類の化合物は、遷移金属錯体（transition metal complex），有機金属（organometallic），有機色素（organic dye）及び他の有機酸化還元活性分子（organic redox-active molecule）を含む。下記の事項は、ＳＲＰに対する典型的な特性リストである。推奨のものであるが、ＳＲＰが以下の特性をすべて示す必要はない。
【００６２】
・ＳＲＰは、ブドウ糖測定に干渉しない（即ち、酵素，メディエータ又はブドウ糖との制限された相互作用）。
・ＳＲＰは、メディエータの電位範囲から容易に区別される電位範囲で酸化又は還元される。
【００６３】
・ＳＲＰは、ストリップの化学反応製剤に溶解する。
・ＳＲＰは、センサ又はその他の性能パラメータ（performance parameter）の安定性を低下させない。
【００６４】
ＳＲＰとして有用な電気化学的な活性化合物（active compound）は、一次メディエータとはっきり異なる電位を有するが、測定をした場合に干渉に起因する雑音の多い信号をもたらすようなあまりにも極端な電位は有さない。例えば、メディエータとしてルテニウムヘキサミンが使用されると、電位範囲に２つの望ましい（しかし必須でない）「ウィンドウ」がある。酸化に基づいたアプローチでは、一方のウィンドウは約０．３Ｖ〜約０．９Ｖである。第２のウィンドウは還元に基づく技術であって、約−０．１５Ｖ〜−０．５Ｖに拡がる。ここで挙げた数値は、非常に特殊な例に過ぎず、一般規則として解釈されるべきでないことを忘れてはならない。０．２Ｖ又は他の大きさのピークを有するＳＲＰが完全に許容される事例もある。実際のウィンドウ範囲は、一次測定で要求される電位に依存する。
【００６５】
ヘマトクリット依存の範囲、電位範囲及び一次測定との干渉を避けるための選択を越えて、ＳＲＰとして厳密に使用され得るものには殆んど制約がない。これによって、多種多様な物質の使用が可能となるが、物質としては、単一有機物（simple organic）、高分子（macromolecule）、官能性微粒子（functionalized microbead）、遷移金属錯体（transition metal complex）、ナノ粒子（nanoparticle）及び単一イオン（simple ion）が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００６６】
サンプル測定中に２ステップの電位波形を印加することで、ＳＲＰが使用される。最初のステップでは、標準方法を用いて作用電極で１次プローブ信号が測定される。この初期パルスの後、第２の異なる電位パルスが作用電極に印加される。この第２パルスは、二次酸化還元プローブ（「ＳＲＰ」）信号を測定する目的で作られている。この信号はその後、標準値と比較される係数を与えるべく処理される。これは、計測器のソフトウエアに一次測定値を補正できるようにさせる。このパルスは、負の電位（還元）又は正の電位（酸化）となりうる。ＳＲＰの推奨形式は、使用される１次プローブに依存する。この特定の実施形態におけるセンサの場合には、一次測定ステップがＳＲＰ検出ステップと同様であり、ＳＲＰ測定が一次測定によって使用されたものと同じ組の電極で起こるようにするため、還元ＳＲＰより簡単に実行されるという点において、酸化に基づくＳＲＰは有用である。
【００６７】
酸化に基づくＳＲＰの使用は、このため、還元に基づくＳＲＰが必要とする４つの電極システムを形成する充填検出電極使用の必要性を取り除く。これは、計測器設計を簡略化し、さらに他の利点を提供する。例えば、同一時間尺度かつ同一サンプルでＳＲＰを測定する電極は、一次測定で使用される電極と同様であるため、一次酸化還元プローブにより経験された状態を極めて正確に反映する。
【００６８】
酸化に基づくシステムに対して還元に基づくＳＲＰを使用することは、しかしながら、確実に可能である。還元測定は、２ステップの電位波形を印加することによって充填検出電極で行われる。この例では、第１ステップで、ＳＲＰ測定に干渉しないように、サンプルに存在するルテニウム（III）がルテニウム（II）に還元される。第２ステップは、還元されるＳＲＰがより負の電位になる。この信号はその後、ヘマトクリット値補正を決定するために測定される。前述したように、ＳＲＰは、１次メディエータ（即ち、例えばルテニウム（III））の還元電位と非常に異なる還元電位を有する必要がある。ＳＲＰ電位は、ＳＲＰを十分に還元するのに足りる負であるべきだが、大量の背景雑音（background noise）の原因となり始めるような負ではない。還元アプローチで測定された信号は、対極として用いられる電極に存在するＲｕ（II）の量、及び、低ブドウ糖レベルにおけるブドウ糖値依存により限られてくる。
【００６９】
酸化の場合には、同じ２ステップの電位アプローチを利用することができた。この場合、作用電極としての一次測定アノードを使用して、測定を行なうことができた。第１電位ステップは、ブドウ糖反応から生じるルテニウム（II）を酸化する。この電位はその後、ＳＲＰの酸化に要するより大きな大きさまで上昇される。
【００７０】
図７は、ブリリアントクレシルブルー，有機色素を選択ＳＲＰ物質としたＳＲＰ電子メディエータに関連するサイクリックボルタモグラムである。図７と図１との比較は、ブリリアントクレシルブルーが、少なくとも、ルテニウムヘキサミンメディエータの還元ピークと極めて異なる還元ピークを有することを証明する。このため、１次プローブとしてルテニウムメディエータが使用されると、ブリリアントクレシルブルーのＳＲＰは、還元に基づく測定における１次プローブから容易に区別される。このため、測定中、ルテニウムヘキサミンメディエータは、第１の電位パルス印加後に還元することができ、ブリリアントクレシルブルーメディエータは、第２の異なる電位パルス印加後の後期に還元することができる。ブリリアントクレシルブルーは、この場合、還元に基づくＳＲＰとして使用される。
【００７１】
図８Ａは、本開示の実施形態による、他の電位ＳＲＰ電子メディエータに関連する線形掃引（linear sweep）ボルタモグラムである。図８Ａは、物質ゲンチシン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）の線形掃引ボルタモグラムを表す。ゲンチシン酸ピーク（最も左側のピーク）とルテニウムピーク（右側のピーク）との比較は、ゲンチシン酸が、少なくとも、ルテニウムヘキサミンメディエータのピークと極めて異なる酸化ピーク（例えば、約０．８１Ｖ）を有することを証明する。このため、１次プローブとしてルテニウムメディエータが使用されると、ゲンチシン酸のＳＲＰは、酸化に基づく測定で１次プローブから容易に区別される。このため、測定中、ルテニウムヘキサミンメディエータは、第１の電位パルス印加中に酸化することができ、ゲンチシン酸メディエータは、第２の異なる電位パルス印加中の後期に酸化することができる。このようなボルタモグラムは、ＳＲＰとしての単一有機化合物の使用を首尾よく明らかにする。
【００７２】
使用されるＳＲＰの濃度は、問題となっている特定のＳＲＰに依存する。しばしば、濃度はＳＲＰ又は化学的性質（化学反応）の特定属性により限定される。例えば、ＳＲＰは、特定濃度だけ溶解するが、より高い濃度で一次測定に影響を及ぼし始める。また、ＳＲＰを測定するために使用される電圧も重要である。高電圧に対して、（より多くの干渉を測定する原因となる）より多くの背景（background）が生成されるため、より高濃度のＳＲＰは背景雑音寄与を効果的にごくわずかにすることが必要とされる。反対に、極めて強い信号をはっきり示すＳＲＰは、適正信号を監視するために加えられる少量を必要とするだけである。
【００７３】
本実施形態で述べたＳＰＲの目的のために、化学反応製剤に混入されたＳＲＰの５〜２０ｍＭは、化学反応溶液の粘度及び濃度の変更又は一次測定に伴う干渉のような望ましくない副作用なしに、適切な信号を生成するのに十分なように思われる。
【００７４】
ＳＲＰ方法は１次メディエータの電圧から明らかに異なる電圧に依存するので、一次測定に必ずしも影響を及ぼさない付加的なインターフェラント（interferant）によって影響される。インターフェラントは、ヘマトクリット値を過度補正（即ち、実際より低く）する傾向がある。これは、ＳＲＰ検出ステップで測定された電流に寄与することで、ＳＲＰの見掛けの濃度を増加させるインターフェラントが原因である。より高濃度のＳＲＰは、より低い応答値を与える傾向がある。この応答値は、算出されかつ直接測定されない。
【００７５】
１つの調査のために、ＳＲＰゲンチシン酸の２つの濃度１０ｍＭ及び２０ｍＭが、バイオセンサの化学反応に使用された。下記の表３及び表４から明らかなように、血液に混入されたインターフェラントのレベルは、ＦＤＡ−強制レベル（FDA-mandated level）以上である。表３及び表４に見られるように、２０ｍＭ濃度は、インターフェラントにより１０ｍＭ濃度よりも影響か少ないように見える。従って、一次測定に影響を及ぼさず、又は、関連する化学反応の飽和点以上になることなく可能な限り最大量のＳＲＰを使用することは利点がある。
【００７６】
サリチル酸塩（salicylate）は、測定において強い影響を伴う最も容易なインターフェラントである。他のインターフェラントは、２０ｍＭに対する誤差の範囲外では影響がない。１０ｍＭに対して、アセトアミノフェン（acetaminophen）及びアスコルビン酸（ascorbic acid）は僅かに影響があるが、それらの影響はサリチル酸塩ほど顕著でない。実際の補正における影響に関して、最も顕著であるサリチル酸塩は、１０ｍＭゲンチシン酸製剤に対して約１０ヘマトクリット値ポイント、２０ｍＭゲンチシン酸製剤に対して４〜６ポイントの測定偏移（measured shift）を生み出すことができた。
【００７７】
【表３】
2009533685.tif 000006
【００７８】
【表４】
2009533685.tif 000007
【００７９】
ＳＲＰ方法では、第２のパルス電位が注意深く選ばれる。例えば、血液のような体液は非常に複雑なマトリックス（matrix）であり、多くのインターフェラントが存在している。インターフェラントは、誤補正の原因となるＳＲＰ信号に偏移を引き起こす。誤測定は、エンドユーザに健康上のリスクをもたらす可能性がある。このため、既知の測定に対する酸化還元電位の大きさをできるだけ低くしたＳＲＰ物資を使用することは有用である。この理由は、より低い酸化還元電位の大きさで、インターフェラントの可能な限りのプール（the possible pool of interferant）が酸化還元反応をそれほど受けないからである。このため、結果としての応答が、インターフェラントで起こる意図できでない酸化還元反応の影響に起因した誤りとなり難い。
【００８０】
同時に、ＳＲＰに対する基本的要求は、一次酸化還元プローブの電位から明らかに異なる電位を有することである。このため、あらゆる特定システムに対する特定ＳＲＰ対象の酸化還元電位の大きさの低境界（the lower boundary）は、１次プローブが測定される電位となる。
【００８１】
説明の目的で、２つの酸化に基づくＳＲＰ物質が図８Ｂで比較されている。図８Ｂにおいて、一方のＳＲＰは、図８Ａで開示された、ゲンチシン酸である。他方は、２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸であり、ゲンチシン酸の誘導体（derivative）である。これらの２つのＳＲＰは、構造的に似ているが、２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸はより低い酸化還元電位を有している。図８Ｂの線形掃引ボルタモグラムは、１つはゲンチシン酸の化学反応を含み（０．９の電位で約−３．４のＹ軸値を示す曲線）、１つは２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸の化学反応を含む（０．９の電位で約−０．７のＹ軸値を示す曲線）２つの血液サンプルを示す。走査速度（scan rate）が２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸掃引の５倍で、結果としてより小さい大きさの信号をもたらすので、ピークの大きさの差は無視される。図８Ｂの実験により、２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸が０．６３Ｖ付近に酸化還元ピークを持つのに対し、ゲンチシン酸が０．８３Ｖ付近にピークを持つことが明らかにされる。この０．２Ｖの電位差は重要である。バックグラウンド信号のクロノアンペメトリック実験は、酸化還元ピークの差を明らかにできる。
【００８２】
図８Ｃは、ブドウ糖濃度２４５ｍｇ／ｄｌで３つのヘマトクリット値と、０．６５Ｖで検出されたＳＲＰとしての２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸と、が一体となったサンプルを使用した試験結果を示す。この結果は、ゲンチシン酸に似ている。このため、不都合な特性の形跡が見られない場合には、２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸がより低い酸化還元電位を示すので、２，３，４−トリヒドロキシ安息香酸がＳＲＰ物質と同様にゲンチシン酸に代わる有用なものと見込まれる。
【００８３】
前述したように、２つのアプローチ、還元及び酸化をＳＲＰの検出に利用することができる。酸化に基づくシステムの場合では、２ステップの電位波形を印加することで、充填検出電極で還元測定が実施される。問題となっているシステムが還元に基づくバイオセンサであれば、還元に基づくＳＲＰはより有用となり、１次電極で実施される。この第１ステップでは、１次メディエータ、この場合サンプルに存在するルテニウム（III）は、第２の酸化還元プローブの測定に干渉しないように、ルテニウム（II）に還元される。第２ステップは、第２の酸化還元プローブが還元されるより負の電位になる。この信号はその後、ヘマトクリット値補正を決定するために測定される。この場合、ＳＲＰは、ルテニウム（III）の還元電位と著しく異なる還元電位を持つ必要がある。この電位は、ＳＲＰを完全に還元するのに十分な負であるべきだが、大量の背景雑音を起こさせるほどの負ではない。
【００８４】
酸化の場合、同じ２ステップの電位アプローチを利用することができる。この場合、作用電極としてのアノードを使用して、測定が実施される。第１の電位ステップは、ブドウ糖反応に起因してルテニウム（II）を酸化する。電位はその後、二次酸化還元プローブの酸化に要求されるより高い値まで増加される。
【００８５】
図９は、本開示の実施形態に従い、対極に関連する作用電極で印加された特定の電位入力波形を表す。図９で見られるように、一実施形態では、ＳＲＰのパルス修正方法は３つのステップからなる。第１のステップは任意であり、混合時間又は待機時間と呼ばれる。零電位が電極に印加され、これが均一に溶解及び混合する反応セル内容時間（the reaction cell contents time）に基本的に与えられる。これはＳＲＰ方法には必要とされるものではないが、最適反応状態をもたらすために一部の実施形態で使用される。次のステップは、抑制ステップとも呼ばれ、一次酸化還元プローブ測定ステップである。
【００８６】
抑制ステップは、続いて起こるＳＲＰステップに対する電流基準を確立する。前述した実施形態では、我々の一次測定のように、ＳＲＰ測定が同じ電極の組で行われるので（即ち、この実施形態では両方とも酸化に基づく反応であるので）、このステップは二重の目的を有することになる。それはＳＲＰ基準を確立する手段であると共に、一次測定でもある。図９に見られるように、第１のステップは、約４秒の間、約０．３０ボルトの一定電圧パルスを印加する。一次測定ステップは長時間持続することもできるが、少なくとも３〜４秒の長さが有用であるとされている。非常に短い検出ステップは、１次及びＳＲＰ測定の両方で誤りの増加をもたらす。
【００８７】
最後のステップは、二次酸化還元プローブ測定ステップである。電圧が変化し、ＳＲＰにより生成された電流応答が測定される。これが基準と共に方程式に代入され、ヘマトクリットレベルを表す値が得られる。図９に見られるように、一例において、第２のステップが所定期間の間、約０．８５ボルトの一定電圧パルスを印加する。ＳＲＰステップは時間的にはほぼ自由である。しかしながら、消費者にとってはテスト時間をできるだけ短くすることが最も有用であり、従って、前述した例を行うには、０．１〜１秒のテスト時間が標準的と考えられる。さらにまた、時間短縮が可能であり、ヘマトクリット値の差を測定できることは証明されている。しかしながら、この短時間測定は、装置コストの増加をもたらす。
【００８８】
図１０は、一次酸化還元プローブ及び二次酸化還元プローブ（「ＳＲＰ」）を使用して、サンプル測定に図９の入力波形を印加しているときの時間に対する電流応答の変化を表すグラフである。図１０のグラフは、２つの電位波形の印加に起因した反応セルの電流応答測定である。このため、図１０における時間０が、図９における時間３．０に相当する。次の説明では、ヘマトクリット値補正係数を決定するためにＳＲＰデータを使用する幾つかの方法を提供する。多数の方法は、しかしながら、図９の入力波形から生じるデータを処理するために使用されることができ、次の例に限定されるものではない。
【００８９】
一実施形態において、図１０で表すような電流応答信号は、第２のパルスの期間に特定ポイントで測定される。その測定の大きさは、第１のパルスの間に特定ポイントで測定された電流応答信号の大きさから減算される。このプロセスは、次の方程式パラメータにより表現することができる。２つの電位パルスが反応セルに印加される。（所定電圧振幅の）第１のパルスが、時間０〜時間Ｘまでの時間間隔で印加される。（第２の所定電圧振幅の）第２のパルスがその後、時間Ｘ〜時間Ｘ＋Ｙの範囲により表現される時間間隔で印加される。
【００９０】
２つの電流応答測定は、０≦ｔ１≦Ｘ及びＸ≦ｔ２≦Ｘ＋Ｙである時間ｔ１及び時間ｔ２の２回記録される。２つの電流応答値は、Ｉ(ｔ１)及びＩ(ｔ２)として記述される。このため、前述した数値処理において、Ｉ(ｔ１)からＩ(ｔ２)を減算することで、値Ｖを与える、ヘマトクリット値補正係数が得られる。値Ｖはその後、特定のヘマトクリット値補正係数を決定するために既知の標準と比較される。
【００９１】
付加的な方法では、第２のパルスからの電流応答の大きさは２点で記録され、それらの２点間の傾きが決定される。この傾きは、第１のパルスの終わりで測定された電流応答値の大きさによって分類される。この得られた値はその後、特定のヘマトクリット値補正係数を決定するために既知の標準と比較される。従って、この方法において、３つの電流応答値が数学的分析のために記録される。
【００９２】
このアプローチは、Ａ点，Ｂ点及びＣ点で電流応答が記録される図１０で詳述される。Ａ点の電流応答値は、第１のパルスの終わりの右側で取り込まれ、Ｂ点及びＣ点の電流応答値は第２のパルスの間記録される。このプロセスは、次の方程式のパラメータにより表現することができる。先のプロセスと同時に、２つの電位パルスが反応セルに印加される。（所定電圧振幅の）第１のパルスは、時間０〜時間Ｘの時間間隔で印加される。（第２の所定電圧振幅の）第２のパルスはその後、時間Ｘ〜時間Ｘ＋Ｙの範囲により表現される時間間隔で印加される。
【００９３】
３つの電流応答測定は、０≦ｔ1≦Ｘ及びＸ≦ｔ2＜ｔ3≦Ｘ＋Ｙである時間ｔ1，ｔ2及びｔ3の３回記録される。３つの電流応答値は、Ｉ(ｔ1)，Ｉ(ｔ2)及びＩ(ｔ3) （例えば、Ａ点，Ｂ点及びＣ点の夫々に対する電流応答値）として表現される。前述したように、Ｂ点とＣ点との間の傾きは、第１のパルスの終わりで測定された電流応答値の大きさにより算出及び分類される。この新しい値Ｖは、次の方程式で記述することができる。
【００９４】
【数３】
2009533685.tif 000008
【００９５】
ここでは、分子はＢ点とＣ点との間の傾きの絶対値を定義し、分母は第１のパルスの終わりで測定された電流応答値の絶対値の大きさを定義する。
このため、前述した数学的処理において、数３の方程式に従って値Ｖを導くことで、ヘマトクリット値補正係数が得られる。ＳＲＰ応答が血中ヘマトクリットレベルに依存するため、（前述した各方法で提供される）ＳＲＰ信号と１次信号との比較により、サンプルの血中ヘマトクリットレベルに起因するあらゆる誤りを補正するために使用できる値（即ち、値Ｖ）がもたらされる。この値Ｖはその後、この実施形態に対して、特定のヘマトクリット値補正係数を決定するため既知の標準と比較される。
【００９６】
この測定は、一次測定から生じた信号の傾きを考慮することで、さらに改善することができる。この例では、４つのサンプル点であるＴ１，Ｔ２，Ｔ３及びＴ４が測定に対して考慮される。第１のものは、０とＸとの間又はこれらと等しい。第２のものもまた、０とＸとの間又はこれらと等しいが、Ｔ１＜Ｔ２である。Ｔ３は、Ｔ４と同様に、ＸとＹとの間又はこれらと等しいが、これもまた、Ｔ３＜Ｔ４である。これを表現するために使用できる方程式は、（Ｔ３−（Ｔ４−（Ｔ１−Ｔ２）））／（Ｔ３−Ａ*（２*Ｔ２−Ｔ１））であり、Ａは定数である。時間が一定であるので、演算簡略化のために、それは前述した方程式に含まれていない。このアプローチは図１１で示すことができる。ここでは、第１の曲線が一次解析測定（例えば、ブドウ糖）を表し、第２の曲線がＳＲＰ応答信号を表している。図１１は、ゲンチシン酸ＳＲＰテストからもたらされた電流を図示する、典型的な電流対時間のプロフィールである。第１の（左側）減衰は、０．３Ｖパルスから生成された電流であり、一次測定である。第２の（右側）減衰は、ゲンチシン酸測定に適している０．８５ＶでのＳＲＰパルスである。この図において、ＳＲＰ応答を測定する特定の方法に対応した、記号の付いた４点がある。このシステムは、ゲンチシン酸に適している。
【００９７】
前述した測定は、ブドウ糖レベルに基づく偏向を考慮して変更することができる。バイオセンサでは、ヘマトクリット値により生じた偏向が、目標分析物濃度により一層依存することが起こり得る。高濃度の分析物は、より一層の偏向を有するかもしれない。これを補正するため、関数は、ＳＲＰ補正影響の強度を高めるが、しかし重心（median point）は偏移させないことが必要である。これは、実験値と公称値とを比較する、ＳＲＰ補正プロセスにおける第２のステップを変更することでなされる。この比較は、一次測定中に生成された電流値に特に依存する出力（power）をもたらすことができる。これは、例えば、（Ｖnominal／Ｖexperimental）(B+C*T)の形式をとり、Ｂ及びＣは数値定数、Ｔは一次測定パルスの間のある時点での電流値である。Ｖnominalは、ＳＲＰ補正係数の公称値である。Ｖexperimentalは、特定サンプルに対するＳＲＰから得られた実験値である。定数は、分析物濃度の広範囲全域で良好なヘマトクリット値補正を与えるために改善することができる。図１２及び図１３は、２つの分離方法において、ＳＲＰとしてのゲンチシン酸を使用して処理した１組のデータを示す。図１２に示す結果は、前述した段落で要点を説明した４点方法に応じた一次直線補正（straight linear correction）に基づくものである。図１３に示す結果は、比較式に指数関数的補正関数を付加することで得られた。以上のように、指数関数的補正は、低濃度での正確さを損なうことなく、高濃度を補正するうえで一層有効である。このため、ＳＲＰ算出にこれを含めることは非常に望ましい。
【００９８】
図１４は、血液の特定ヘマトクリットレベルにおけるＳＲＰメディエータ，ブリリアントクレシルブルーの依存関係を表すグラフである。このグラフは、４００ｍｇ／ｄｌの濃度レベルを有するサンプルの電流応答値を表す。このサンプルは、０，４２及び５８のヘマトクリット濃度レベルで測定された。図１４に見られるように、測定電流応答とサンプルのヘマトクリットレベルとの間に線形の相関関係がある。従って、測定されたＳＲＰ応答は、明らかに、ヘマトクリットサンプルレベルに依存する。
【００９９】
図１５は、テストストリップの化学反応において、測定された分析物信号の大きさと、複数濃度のＳＲＰを使用した実際のサンプル分析物濃度と、の間の相関関係を表す。前述した実験では、標準化学反応製剤に加えられた０ｍＭ，５ｍＭ及び１０ｍＭのクレシルブルーＳＲＰ濃度を含むストリップは、夫々、ブドウ糖濃度０，７５及び６００ｍｇ／ｄｌを有するサンプルが施されてテストされた。この結果は、ＳＲＰの付加がブドウ糖測定に誤って干渉しないことを表している。
【０１００】
図１６は、算出されたＳＲＰ係数とサンプルのヘマトクリット値との間に導かれた相関関係を表すグラフである。この場合、より高いＳＲＰ値は、より低いヘマトクリット値の指標となる。
【０１０１】
図面を参照すると、図１７及び図１８は、本発明の典型的な実施形態に従うテストストリップ１０を示す。テストストリップ１０は、望ましくは、近位端（proximal end）１２から遠位端（distal end）１４へと延びる略平らなストリップ（strip）形状をとる。望ましくは、テストストリップ１０は容易に取り扱える大きさである。例えば、テストストリップ１０は、長さ（即ち、近位端１２から遠位端１４までの長さ）が約３５ｍｍ、幅が約９ｍｍとすることができる。しかしながら、ストリップは任意の都合の良い長さ及び幅とすることができる。例えば、テストストリップの処理を自動化した測定器は、幅９ｍｍ未満のテストストリップを利用することができる。また、近位端１２は、遠位端との簡易な視覚認識を提供するために、遠位端１４より狭くすることができる。従って、テストストリップ１０は、テストストリップ１０の全幅が近位端１２に向かって徐々に狭まるテーパ部１６を含んで、遠位端１４より狭い近位端１２が作られる。以下詳細に述べるように、ユーザは、血液サンプルをテストストリップ１０の近位端１２の開口に塗布する。このように、テストストリップ１０にテーパ部１６を備えさせること及び遠位端１４より狭い近位端１２を作ることは、ユーザが血液サンプルを塗布する開口の位置決めに役立つ。また、他の視覚手段として、しるし（indicium）、刻み目（notch）、輪郭（contour）などが可能である。
【０１０２】
図１８に見られるように、テストストリップ１０は、略積層構造を有することができる。下層から上方へ作用するとき、テストストリップ１０は、その全長に沿って延びる基層１８を含むことができる。基層１８は、電気絶縁物質から形成されることができ、テストストリップ１０に構造支持体を提供するのに十分な厚さを有している。例えば、基層１８は、厚さ約０．３５ｍｍのポリエステル物質とすることができる。
【０１０３】
実施形態によれば、導電層２０が基層１８上に設けられる。導電層２０は、近位端１２の近くにある基層１８上に配設された複数の電極、遠位端１４の近くにある基層１８上に配設された複数の電気接点、及び、電極を電気接点に電気的に接続する複数の導電領域（conductive region）を含む。図１７及び図１８に表した実施形態において、複数の電極は、作用電極２２、対極２４、充填―検出アノード２８及び充填―検出カソード３０を含む。同様に、電気接点は、作用電極接点３２、対極接点３４、充填−検出アノード接点３６及び充填―検出カソード接点３８を含むことができる。導電領域は、作用電極２２を作用電極接点３２に電気的に接続する作用電極導電領域４０、対極電極２４を対極接点３４に電気的に接続する対極導電領域４２、充填―検出アノード２８を充填―検出接点３６に電気的に接続する充填―検出アノード導電領域４４、及び、充填―検出カソード３０を充填―検出カソード接点３８に電気的に接続する充填―検出カソード導電領域４６を含むことができる。また、この実施形態は、遠位端１４の近くにある基層１８上に配設されたオートオン（auto-on）導体４８を含む導電層２０を表している。
【０１０４】
図示したテストストリップ１０における次の層は、導電層２０上に設けられた誘電体スペーサ（dielectric spacer）層６４である。誘電体スペーサ層６４は、ポリエステルのような電気絶縁物質からなる。誘電体スペース層６４は、厚さ約０．１００ｍｍとすることができ、作用電極２２、対極２４、充填―検出アノード２８、充填―検出カソード３０及び導電領域４０〜４６の一部を覆うが、実施形態では、電気接点３２〜３８又はオートオン導体４８を覆わない。例えば、誘電体スペーサ層６４は、近位端１２から延びるスロット５２を除き、接点３２及び３４の直近位にある線から近位端１２までずっと、導電層２０上の全面を実質的に覆うことができる。このように、スロット５２は、作用電極２２の露出部５４、対極２４の露出部５６、充填―検出アノード２８の露出部６０及び充填―検出カソード３０の露出部６２を規定することができる。
【０１０５】
近位端７４及び遠位端７６を有するカバー７２が、接着層７８を介して、誘電体スペーサ層６４に取り付けられることができる。カバー７２は、ポリエステルのような電気絶縁物質からなることができ、約０．１ｍｍの厚さを有することができる。さらに、カバー７２は透明とすることができる。
【０１０６】
接着層７８は、ポリアクリル酸（polyacrylic）又は他の接着剤を含むことができ、約０．０１３ｍｍの厚さを有することができる。接着層７８は、スロット５２の反対側でスペーサ６４上に設けられた部分からなることができる。接着層７８の開路（break）８４は、スロット５２の遠位端７０から開口８６まで延びる。カバー７２は、その近位端７４が近位端１２にそろえられると共に、その遠位端７６が開口８６にそろえられるように、接着層７８上に設けられることができる。このように、カバー７２はスロット５２及び開路８４を覆う。
【０１０７】
基層１８及びカバー７２と共にスロット５２は、実施形態において、測定のための血液サンプルを受け入れるテストストリップ１０のサンプル室８８を規定する。スロット５２の近位端１２は、血液サンプルをサンプル室８８に導入するサンプル室８８の第１の開口を規定する。スロット５２の遠位端７０，開路８４は、サンプルがサンプル室８８に入るように、サンプル室８８に通気孔を開けるサンプル室８８の第２の開口を規定する。スロット５２は、その近位端６８に塗布された血液サンプルが毛細管現象によりサンプル室８８に吸い込まれて保持されるように、血液サンプル入口として、開口８６を介してサンプル室８８に通気孔を開ける開路８４を伴う寸法とされる。また、スロット５２は、毛細管現象によりサンプル室８８に入り込む血液サンプルが約１マイクロリッター以下とするのに有用な寸法とすることができる。例えば、スロット５２は、約０．１４０インチの長さ（即ち、近位端１２から遠位端７０までの長さ）、約０．０６０インチの幅及び約０．００５インチの高さ（誘電体スペーサ層６４の厚さにより実質的に規定される高さ）を有することができる。しかしながら、他の寸法も使用できる。
【０１０８】
試薬層９０がサンプル室８８に設けられる。望ましくは、試薬層がサンプル空洞（cavity）の至るところに均一に広がる。試薬層９０は、血液サンプル中のブドウ糖レベルを電気化学的に決定できるようにする化学成分を含む。従って、試薬層９０は、前述したように、ブドウ糖及びメディエータに対して特異的な酵素を含むことができる。さらに、試薬層９０はまた、二次酸化還元プローブ（ＳＲＰ）物質，緩衝物質（例えば、リン酸カルシウム），高分子接着剤（polymeric binder）（例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（hydroxypropyl-methyl-cellulose），アルギン酸ナトリウム（sodium alginate），微結晶性セルロース（microcrystalline cellulose），ポリエチレンオキシド（polyethylene oxide），ヒドロキシエチルセルロース（hydroxyethylcellulose）及びポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol）の少なくとも１つと、及び界面活性剤（surfactant）（例えば、Triton X-100又はSurfynol 485）のような他の成分を含んでもよい。
【０１０９】
これらの化学成分を伴い、二次酸化還元プローブ物質を含む試薬層９０は、本願全体を通して説明された方法で、血液サンプル中のブドウ糖と反応する。
図１８に表すように、図示したテストストリップ１０における様々な層の配置により、異なる部分で異なる厚さを有するテストストリップ１０がもたらされる。特に、基層１８より上方の層の間で、テストストリップ１０の厚さの大半がスペーサ６４の厚さで決められる。このため、遠位端１４に最接近するスペーサ６４のエッジは、テストストリップ１０の段部９２を規定することができる。段部９２は、段部９２と遠位端１４との間で延びるテストストリップ１０の薄部９４、及び、段部９２と近位端１２との間で延びる厚部９６を規定することができる。テストストリップ１０を計測器に電気的に接続するために使用されるテストストリップ１０の要素、即ち、電気接点３２〜３８及びオートオン導体４８は、薄部９４にすべて配置することができる。従って、計測器のコネクタは、以下でより詳細に説明するように、厚部９６を受け入れないが、薄部９４を受け入れる大きさ及び構成をなすことができる。これは、ユーザに有益な指示を出し、正しい端（end）、即ち、薄部９４の遠位端１４を計測器に挿入させることができ、ユーザに間違った端、即ち、厚部９６の近位端１２を計測器に挿入させることを防止することができる。
【０１１０】
図１７及び図１８はテストストリップ１０の一実施形態を表すが、他の構造，化学成分及び電極配置を使用することもできる。
充填―検出電極２８及び３０の異なる配置も使用することができる。図１７及び図１８に示す構造において、充填―検出電極２８及び３０は並列に配置される。その代わりに、充填―検出電極２８及び３０を直列に配置し、これにより、サンプルがサンプル室８８を通過して遠位端７０へと流れ、サンプルが一方の充填―検出電極に最初に接触し（アノード又はカソード）、その後、他方の充填―検出電極に接触するようにできる。
【０１１１】
図面に表すように、充填―検出電極２８及び３０は、試薬層９０の遠位側に有利に配置される。この配置において、サンプル室８８に導入されたサンプルは、充填―検出電極２８及び３０と反応する前に、試薬層９０を横断する。この配置は、充填―検出電極２８及び３０が、サンプル室８８に十分な血液サンプルが存在するかどうかを有益に示すだけではなく、付随して、血液サンプルがいつ試薬層９０の化学成分と十分混合するかを有益に示すことができる。他の構成ももちろん考えられる。
【０１１２】
テストストリップ配列構成
基材物質のリール（reel）又はウェブ（web）に沿って、複数のストリップを配列することで、テストストリップを製造することができる。ここで使用する用語「リール」又は「ウェブ」は、不定長の連続したウェブ、又は、一定長のシート（sheet）に適用される。個々のストリップは、配列された後、製造後期中に分離される。このタイプの一括プロセス（batch process）の実施形態を以下で説明する。最初に、図示したテストストリップ配置構成について説明する。
【０１１３】
図１９は、導電層をコーティングした基材物質に形成された一連のトレース（trace）８０を示す。典型的な実施形態においてレーザ切断により形成されたトレース８０は、図示するように、１０個のテストストリップの２列の導電層を部分的に形成する。図示された典型的な実施形態では、テストストリップの２列の近位端１２は、リール１００の中央に並んでいる。テストストリップの遠位端１４は、リール１００の周囲に配置される。それはまた、テストストリップの近位端１２及び遠位端１４がリール１００の中央に配置され得ることを意図する。その代わりに、テストストリップの２つの遠位端１４をリール１００の中央に配置することもできる。テストストリップの側部間隔は、１回の切断で隣り合った２つのテストストリップを分離できるように設計される。リール１００からのテストストリップの分離により、分離されたテストストリップ１０の１つ以上の導電要素を電気的に絶縁することができる。
【０１１４】
図１９に表すように、個々のテストストリップに対するトレース８０は、複数の導電要素、例えば、電極，導電領域及び電極接点を形成する。トレース８０は、特定の軌跡又はベクトルに従うレーザによってなされた個々の切断を含んで構成される。ベクトルは、直線又は曲線とすることができ、電気的に絶縁する導電要素間の隙間を規定することができる。一般にベクトルは、レーザビームによりなされる連続的な切断である。
【０１１５】
導電層に形成された剥離領域又はレーザベクトルにより、導電要素が部分的又は全体的に規定される。このベクトルは、レーザ切断に従って要素が他の要素と電気的に接続されたままとなるように、導電要素を部分的に電気的に絶縁するだけでよい。導電要素の電気絶縁は、個々のテストストリップがリール又はウェブ１００から分離されるときに、「シンギュレーション（singulation）」に従って実現することができる。
【０１１６】
図１９は、電気的に絶縁された複数の作用電極２２を示す。実施形態によれば、個々のテストストリップの作用電極２２は、レーザ切断プロセス中に他の導電要素から電気的に絶縁することができる。それはまた、レーザ切断プロセス中に他の導電要素が電気的に絶縁されてもよいことを意図する。例えば、充填検出電極は、１つ以上のベクトルの付加で絶縁されてもよい。
【０１１７】
図１９はまた、リール１００上の各テストストリップの遠位端１４で、レジストレーションポイント１０２を含む。レジストレーションポイント１０２は、ラミネーション（lamination），打ち抜き（punching）及び他の製造プロセス中に層の配置を支援する。それはまた、レジストレーションポイント１０２がリール１００上の各テストストリップトレース８０の遠位端１４以外の位置に配置されてもよいことを意図する。高品質の製造には、ラミネート層の適正配置、及び、例えば、導電要素のレーザ切断、試薬堆積、シンギュレーションなどのような他の製造プロセス、の少なくとも一方を確実なものにするために追加のレジストレーションポイント１０２が求められてもよい。
【０１１８】
図２０は、リール１００から分離されたカード１０４を形成する多数のストリップを示す。カード１０４は、複数のテストストリップ１０若しくはトレース８０並びに複数の導電要素を含むことができる。望ましい実施形態では、カード１０４は、６〜１２個のテストストリップ１０又はトレース８０を含むことができる。他の実施形態では、カード１０４は、複数のテストストリップ１０又はトレース８０を含むことができる。図示の実施形態では、カード１０４は、テストストリップ１０又はトレース８０の横方向配列を含むことができる。他の実施形態では、カード１０４は、長手方向及び／又は横手方向の構成のテストストリップ１０又はトレース８０の単一の配列又は複数の配列を含むことができる。それはまた、テストストリップ１０又はトレース８０を製造に適合させてリール１００上にどのように配置してもよいことを意図する。
【０１１９】
カード１０４は、複数の導電要素を含む。一部の導電要素は、カードがリールから取り外されるときに、電気的に絶縁されることができる。図２０に示すように、作用電極２２が電気的に絶縁される。他の実施形態では、図２１には示さないが、付加的な電気的に絶縁された導電要素を含むことができる。製造プロセス及びストリップの化学応用（chemistry application）の品質を評価するために、電気的に絶縁された導電要素の特性を分析することができる。例えば、特定のストリップの化学反応に基づく特定のキャリブレーションコードを決定するために、少なくとも、複数の電気的に絶縁された導電要素の１つをテストすることで、品質評価プロセスの効率を向上させることができる。
【０１２０】
テストストリップの一括製造
図２１〜図２４は、テストストリップを製造する典型的な方法を図示する。これらの図は、図１７及び図１８に示すようなテストストリップ１０を製造するためのステップを示しているが、同様なステップが他の構成を有するテストストリップを製造するために使用され得ることが理解されるであろう。
【０１２１】
図２０を参照して、リール１００上の複数のテストストリップトレース１２２を含むストラクチャ（structure）１２０を形成することで、複数のテストストリップ１０を製造することができる。テストストリップトレース１２２は、複数のトレース８０を含み、複数列を含む配列で配置することができる。各列１２４は、複数のテストストリップトレース１２２を含むことができる。
【０１２２】
分離プロセスもまた、テストストリップ１０の導電要素を電気的に絶縁するために使用することができる。導電層のレーザ切断は、特定の導電要素を電気的に絶縁しなくてもよい。非絶縁導電要素は、リール１００からテストストリップが分離される分離プロセスにより絶縁されてもよい。分離プロセスは、導電要素を絶縁しながら、電気的接続を切断してもよい。テストストリップ１０を分離することで、対極２４，充填−検出アノード２８及び充填―検出カソード３０を電気的に絶縁することができる。分離プロセスは、導電要素を選択的に分離することで、導電要素の電気的絶縁を終えることができる。
【０１２３】
さらに、分離プロセスは、テストストリップ１０の周囲形状の一部又は全体を規定することができる。例えば、テストストリップ１０のテーパ部１６のテーパ形状は、この打ち抜きプロセス中に形成することができる。次に、スリッティング（slitting）プロセスを、各列１２４におけるテストストリップストラクチャ１２２を個々のテストストリップ１０に分離するために使用することができる。分離プロセスは、スタンピング（stamping）、スリッティング、スコアリング（scoring）及びブレーキング（breaking）、又は、リール１００からテストストリップ１０及びカード１０４の少なくとも一方を分離する適切な方法を含んでもよい。
【０１２４】
図２１及び２２は、テストストリップストラクチャ１２２を形成する望ましい方法における様々なステップを図示するために、１つのテストストリップストラクチャ（部分的に又は全体的に製造されたもの）のみを示す。この典型的なアプローチでは、統合ストラクチャ１２０におけるテストストリップストラクチャ１２２は、完成されたテストストリップ１０の基層１８として供給される１枚の材料上にすべて形成される。完成されたテストストリップ１０において他の要素はその後、テストストリップストラクチャ１２２を形成する基層１８の表面上に層ごとに築き上げられる。図２１及び２２のそれぞれでは、全体の製造プロセスで形成されるテストストリップ１０の外形が点線で示される。
【０１２５】
典型的な製造プロセスは、導電層２０によって覆われる基層１８を採用する。導電層２０及び基層１８は、リール、リボン（ribbon）、連続したリブ、シート又は他の類似した構造の形をとることができる。導電層２０は、金、銀、パラジウム、炭素、酸化スズ及びこの技術分野で公知の他のものなど、あらゆる適切な導電物質又は半導体物質を含むことができる。導電層２０は、スパッタリング（sputtering）、蒸着（vapor deposition）、スクリーン印刷又はあらゆる適切な製造方法により形成することができる。導電物質は、あらゆる適切な厚さにすることができると共に、あらゆる適切な手段で基層１８に接合することができる。
【０１２６】
図２１に示すように、導電層２０は、作用電極２２，対極２４，充填―検出アノード２８及び充填―検出カソード３０を含むことができる。トレース８０は、適切な時期並びに適切な精度及び正確さで導電層の除去に適合したあらゆる装置を含むレーザ切断により形成することができる。例えば、固体レーザ（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ及びチタンサファイア、銅蒸気レーザ、ダイオードレーザ、炭酸ガスレーザ及びエキシマレーザのような様々なレーザをセンサ製造のために使用することができる。このようなレーザは、紫外、可視及び赤外領域で様々な波長を生成することができる。例えば、エキシマレーザは２４８ｎｍの波長を供給し、基本的なＮｄ：ＹＡＧレーザは１０６４ｎｍの波長を供給し、３倍周波数のＮｄ：ＹＡＧ波長は３５５ｎｍ、Ｔｉ：サファイアレーザは約８００ｎｍの波長を供給する。これらのレーザ出力は変化してもよく、通常、１０〜１００ワットの範囲内にある。
【０１２７】
レーザ切断プロセスは、レーザシステムを含むことができる。レーザシステムは、レーザ光源を含むことができる。レーザシステムはさらに、例えば、集束ビーム、投影マスク又は他の適切な技術など、トレース８０を規定する手段を含むことができる。集束レーザビームの使用は、導電層２０に対して集束レーザビームを移動させる移動制御を迅速かつ正確にする装置を含むことができる。マスクの使用は、導電層２０の特定領域を選択的に切断するマスクを通るレーザビームを含むことができる。単一のマスクはテストストリップトレース８０を規定することができ、複数のマスクはテストストリップトレース８０の形成に求められてもよい。トレース８０を形成するために、レーザシステムは導電層２０に対して移動することができる。特に、レーザシステム，導電層２０、又はレーザシステムと導電層２０との両方は、レーザ切断によるトレース８０の形成を可能とするように移動してもよい。このような切断技術に適した典型的な装置は、LPKF Laser Electronic GmbH（ガーブセン（Garbsen），ドイツ）から入手できるMicroline Laser System、及び、Exitech, Ltd（オックスフォード、英国）から入手できるlaser micro machining systemを含む。
【０１２８】
次のステップでは、誘電体スペーサ層６４は、図２２に図示するように、導電層２０に貼り付けることができる。スペーサ６４は、複数の異なる方法で導電層２０に貼り付けることができる。典型的なアプローチでは、スペーサ６４は、複数のテストストリップトレース８０を覆うのに十分大きくかつ適した形状のシート又はウェブとして供給される。このアプローチでは、スペーサ６４の底面は、導電層２０への付着を容易にする接着剤で覆われることができる。スペーサ６４の上面の一部はまた、各テストストリップ１０における接着層７８を供給するため、接着剤で覆われることができる。導電層２０にスペーサ層６４を貼り付けている間又はその後に、スペーサ６４からスロットを削除、形成又は穴明けして、様々なスロットを前もって形成することができる。例えば、図２２に示すように、スペーサ６４は、各テストストリップストラクチャに対して予め形成されたスロット１３６を有することができる。また、スペーサ６４は、各テストストリップトレース８０の間にあるブレイク８４を伴う接着部６６を含むことができる。スペーサ６４はその後、図２２に示すように、導電層２０をおおって配置され、導電層２０にラミネートされる。スペーサ６４が導電層２０に適切に配置されると、露出した電極部分５４〜６２がスロット１３６を通って利用できるようになる。このように、テストストリップ１０のスロット５２は、テストストリップストラクチャをテストストリップに分離した後のテストストリップ１０に残っているスロット１３６の一部に相当する。同様に、スペーサ６４は、ラミネーション後に接点３２〜３８及びオートオン導体４８を露出させたままにしておく。
【０１２９】
あるいは、他の方法でスペーサ６４を適用することができる。例えば、スペーサ６４は、基層１８及び誘電体５０上に射出成形することができる。スペーサ６４はまた、適切な厚さ、例えば、約０．００５インチの誘電物質の連続層をスクリーン印刷することで、誘電層５０上に築き上げることができる。望ましい誘電物質は、E.I. DuPont de Nemours ＆ Co., Wilmington, Delから入手できる「Membrane Switch Composition 5018」のように、シリコーンとアクリル酸化合物との混合物を含む。
【０１３０】
試薬層９０はその後、各テストストリップストラクチャに適用されてもよい。望ましいアプローチでは、液体合成物をサンプル空洞にマイクロピペット（micropipette）し、試薬層９０を形成するためにそれを乾燥させて、試薬層９０が適用される。１つの液体合成物は、ブドウ糖、メディエータ及び二次酸化還元プローブ（ＳＲＰ）物質に対する特異的酵素を含む。あるいは、スクリーン印刷のような他の方法が、試薬層９０を形成するために使用される合成物を適用するために用いられてもよい。
【０１３１】
透明カバー７２はその後、接着層７８に取り付けることができる。カバー７２は、複数のテストストリップストラクチャ１２２を覆うのに十分な大きさであるとよい。カバー７２を取り付けることで、複数のテストストリップストラクチャ１２２の形成を完了する。複数のテストストリップストラクチャ１２２はその後、前述したように、複数のテストストリップ１０を形成するために相互に分離されることができる。
【０１３２】
テストストリップの品質管理テスト
図２３は、テストストリップ製造方法の実施形態をさらに示す。製造方法は、導電層２０及び基層１８を含むウェブ２００を利用する。導電層２０及び基層１８は、あらゆる適切な物質が可能である。ウェブ２００は、テストストリップの製造に適したあらゆる大きさにすることができる。ウェブ２００は、あらゆる適切な装置を通り抜け、プロセス３００により切断される。
【０１３３】
切断３００は、導電層２０の導電要素を形成することができるあらゆる適当な切断プロセスを含むことができる。実施形態では、切断３００がレーザ切断により実施される。切断プロセスは、すべての導電要素を電気的に絶縁しなくてもよい。例えば、対極２４は、レーザ切断により絶縁されなくてもよく、ウェブ２００からの次の分離により絶縁されることができる。実施形態では、作用電極２２が切断プロセス３００中に電気的に絶縁される。対極２４，充填―検出アノード２８及び充填―検出カソード３０は、切断プロセス３００中に電気的に絶縁されなくてもよい。特に、次の分離プロセスが、対極２４，充填―検出アノード２８及び充填―検出カソード３０を電気的に絶縁することができる。
【０１３４】
ウェブ２００は、適切なテストストリップ製造率を生み出すのに十分な速度で、あらゆる適切な切断装置を通り抜けることができる。切断プロセスを、レーザ切断装置を通り抜けるウェブ２００の連続移動が可能となるのに十分迅速とすることができる。あるいは、ウェブ２００は、非連続的（例えば、起動停止）方法で切断装置を通り抜けることができる。
【０１３５】
切断プロセス３００により形成された導電要素の特性は、切断プロセス３００中又はこの後に分析することができる。切断プロセス３００の分析は、光学的、化学的、電気的又はあらゆる他の適切な分析手段を含むことができる。分析は、全体の切断プロセス又は切断プロセスの一部を監視することができる。例えば、分析は、所定の許容範囲内にある形成ベクトルの大きさを確保するためにベクトル形成監視を含むことができる。
【０１３６】
製造プロセスの実行中又は完了時に行うことができる品質管理分析はまた、ベクトル形成プロセスの有効性及び効率の少なくとも一方の監視を含むことができる。特に、結果として生じるベクトルの幅は、導電層２０における切断の許容精度及び正確さを確保するために監視することができる。例えば、レーザ切断プロセスの品質は、切断後の導電層２０及び基層１８の少なくとも一方の表面を監視することで分析することができる。基層１８の部分切断は、レーザ出力が非常に高く設定されていること、又は、ビームが非常にゆっくり移動していることを示す。一方、部分的に切断された導電層は、レーザ出力が不十分であること、又はビームが非常に速く移動していることを示す。隙間の不十分な切断は、導電要素間を電気的に絶縁しないベクトルの形成をもたらす。
【０１３７】
実施形態では、作用電極２２の大きさを分析し、製造プロセスの品質を決定することができる。例えば、光学的分析（図示せず）は、切断プロセス３００の十分な精度を確保するために作用電極２２の幅を監視することができる。さらに、レジストレーションポイント１０２に関連した作用電極２２の配置を監視することができる。光学的分析は、Cognex Vision Systems（Natick, Massachusettes）からのVisionPro Systemを使用することで行うことができる。
【０１３８】
前述したように、切断プロセスがウェブ２００上でテストストリップ２０２の配列を生み出す。テストストリップ配列２０２及び関連する導電要素の形成に続いて、誘電体スペーサ６４は、導電層２０にラミネートされる。スペーサラミネーションプロセス３０２は、スペーサ層６４を導電層２０に正確に合わせるレジストレーションポイント１０２を含むことができる。スペーサ６４は、テストストリップ配列２０２のレジストレーションポイント１０２に対応したレジストレーションポイント１０２を含んでもよい。層の正確な配置は、図２２に示した電極を越えてスロット１３６を位置合わせして、３層ラミネート２０４を形成する。
【０１３９】
３層ラミネート２０４の形成に続いて、化学応用プロセス３１０により、３層ラミネート２０４に化学的性質が与えられる。結果として生じるラミネート２０８は、特定のテストストリップに適合したあらゆる適切な試薬を含むことができる。試薬適用プロセス３１０は、例えば、ＳＲＰ成分の適用など、あらゆる適切なプロセスを含むことができる。
【０１４０】
試薬適用３１０に続いて、あらゆる適切なカバー適用プロセス３１２を用いて、カバー７２をラミネート２０８に適用する。カバー７２はラミネート２０８上の中央に置かれてもよい。結果として生じるラミネート２１０は、カバー適用プロセス３１２の品質を確保するためにテストされることができる。例えば、ラミネート２０８に対するカバーの配置を監視するために、光学的手段を使用することができる。あるいは、前述したようなあらゆる上流の製造プロセスの品質を保証するために、ラミネート２１０をテストすることができる。カバー適用３１２に続いて、ラミネート２１０は前述したような品質管理テストを受けることができる。例えば、品質管理分析は、化学応用の有効性を監視することができる。特に、作用電極２２及び対極２４の少なくとも一方を覆う試薬範囲を決定するために、光学的分析が求められてもよい。あるいは、ラミネート２１０の形成に続いて、あらゆる製造前又は上流プロセスをテストすることができる。さらに、ラミネート２１０の形成に続いて、特定のストリップロットに関連した特定のロットコードを決定するために、すべてのストリップロットを分析することができる。例えば、プロセス３１４中に、結果として生じるラミネート２１０（又は、図２０に表すカード１０４のような部分）を分析し、正確なサンプル測定を生み出す測定器で使用される特定のキャリブレーションコードに関する情報を含んだロットコードを決定することができる。コード化された情報は、製造プロセス、テストストリップ１０及び基礎をなす測定器の少なくとも１つに関する、バッチ、ロット、製造及び他の情報の少なくとも１つを含むあらゆる適切な識別子としてもよい。
【０１４１】
結果として生じる、コード化数値を伴うテストストリップ１０を含むコード化集合（assembled）ウェブは、例えば、シンギュレイテッド（singulated）テストストリップを形成する装置に入れることができる。シンギュレーションプロセスは、例えば、個々のテストストリップ及びあらゆる適切なハンドリング（handling）の少なくとも一方又はパッケージング（packaging）プロセスのシンギュレーションを含むことができる。シンギュレイテッドテストストリップ（図示せず）は、必要があれば、さらに処理することができる。例えば、コード化集合ウェブのテストストリップ１０は、シンギュレイトされて、貯蔵小びんに収納されることができる。
【０１４２】
まとめ
要約すると、ＳＲＰ補正アプローチは多くの利点を持つ。それは、酸化に基づくブドウ糖センサだけではなく、多くのバイオセンサに適用することができる。それは、ヘマトクリット値の測定及び補正に関して高い精度及び正確さを持ち、ヘマトクリット値偏向補正だけでなく測定装置の実際の総合的な正確さを向上させ、サンプルの集合内で％ＣＶｓすら改善することができる。ＳＲＰに起因して付加されるテスト時間は、ごくわずかであり、しばしばエンドユーザにとっては気になるものではない。
【０１４３】
さらに、この方法では、分析物信号対ＳＲＰ信号の複雑なテーブル又は多変数マトリクスの必要性をなくす、と言うのは、簡単な補正アルゴリズムが、分析物濃度の広範囲に亘る分析物信号について変化しないが、ヘマトクリット値で常にかつ正確に変化する出力を生み出すためである。
【０１４４】
様々な物質がＳＲＰとして使用される可能性がある候補として述べられるが、これらは請求の範囲に記載された発明の限定を意図するものではない。明確に言及されていない限り、特定物質は単に例として挙げられたものであり、請求の範囲に記載されたような発明の限定を意図したものではない。本発明の他の実施形態は、明細書の検討及びここに開示された発明の実施から当業者に明らかである。それは、請求の範囲により表される本発明の本当の範囲及び精神で、単に典型的なものとして考慮される明細書及び例を意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】ルテニウムヘキサミン電子メディエータを有する金電極の使用に関連したサイクリックボルタモグラム
【図２】サンプル測定における入力電圧パルス印加中の時間に対する電流応答変化を表したグラフ
【図３Ａ】複数の分析物濃度及び血中ヘマトクリットレベルでのサンプルから得られた測定データ及びＹＳＩ測定濃度の二次フィット表面プロットグラフ
【図３Ｂ】様々なヘマトクリットレベル及び分析物濃度値でのＹＳＩ測定サンプル濃度値と比較された算出ブドウ糖濃度値のパーセント偏向を表すグラフ
【図３Ｃ】複数の分析物濃度及び血中ヘマトクリットレベルでのサンプルから導かれた測定データ及びＹＳＩブドウ糖濃度値からの％偏差の最適フィット表面プロットグラフ
【図３Ｄ】本発明の一実施形態に従う、様々なヘマトクリットレベル及び分析物濃度値でのＹＳＩ測定サンプル濃度値からの補正ブドウ糖値のパーセント偏向を表すグラフ
【図４Ａ】単一パルス方法における複数の分析物濃度及び血中ヘマトクリットレベルでのサンプルから導かれた測定データ及びＹＳＩ測定濃度値のテーラー級数フィット表面プロットグラフ
【図４Ｂ】単一パルス方法における様々なヘマトクリットレベル及び分析物濃度値でのＹＳＩ測定サンプル濃度値からの算出ブドウ糖濃度値のパーセント偏向を表すグラフ
【図５】様々な分析物濃度値での特定のアンペロメトリクリー（amperometricly）生成比率と特定の血液サンプルヘマトクリットレベルとの間の相関を表すグラフ
【図６】特定のアンペロメトリクリー生成比率とＹＳＩ測定サンプル濃度値との間の相関を表すグラフ
【図７】本開示の実施形態に従うＳＲＰ電子メディエータに関連付けられたサイクリックボルタモグラム
【図８Ａ】本開示の実施形態に従う他のＳＲＰ電子メディエータに関連付けられた線形掃引ボルタモグラム
【図８Ｂ】本開示の実施形態に従い、図８ＡのＳＲＰ電子メディエータを他のＳＲＰ電子メディエータと比較した２つの線形掃引ボルタモグラム
【図８Ｃ】１つの特定ＳＲＰ物質を使用した補正測定値を表すテーブル
【図９】本開示の実施形態に従い、対極に対して作用電極に印加された特定の電位入力波形を表すグラフ
【図１０】一次酸化還元プローブ及び二次酸化還元プローブ（「ＳＲＰ」）を使用したサンプル測定において、図９の入力波形印加中の時間に対する電流応答変化を表すグラフ
【図１１】図９に記述した波形印加中の時間に対する電流応答変化を表す他のグラフ
【図１２】第１の補正アルゴリズムを使用した補正測定値を表すテーブル
【図１３】第２の補正アルゴリズムを使用した補正測定値を表すテーブル
【図１４】血液の特定ヘマトクリットレベルにおけるＳＲＰメディエータの依存を表すグラフ
【図１５】複数のＳＲＰ濃度での測定分析物信号の大きさと実際のサンプル分析物濃度との間の関係を表すグラフ
【図１６】算出ＳＲＰとサンプルのヘマトクリット値との間の生成関係を示すグラフ
【図１７】本発明の実施形態に従うテストストリップの平面図
【図１８】図１７の直線２−２に沿ったテストストリップの断面図
【図１９】本発明のさらなる実施形態に従うリール又はウェブの上面図
【図２０】本発明のさらなる実施形態に従うリール又はウェブの一部から形成されたカードの上面図
【図２１】本発明の実施形態に従う導電層の上面図
【図２２】本発明の実施形態に従う誘電層の上面図
【図２３】本発明のさらなる実施形態に従う製造プロセスのダイアグラム
【図１】
2009533685.tif 000009
【図２】
2009533685.tif 000010
【図３Ａ】
2009533685.tif 000011
【図３Ｂ】
2009533685.tif 000012
【図３Ｃ】
2009533685.tif 000013
【図３Ｄ】
2009533685.tif 000014
【図４Ａ】
2009533685.tif 000015
【図４Ｂ】
2009533685.tif 000016
【図５】
2009533685.tif 000017
【図６】
2009533685.tif 000018
【図７】
2009533685.tif 000019
【図８Ａ】
2009533685.tif 000020
【図８Ｂ】
2009533685.tif 000021
【図８Ｃ】
2009533685.tif 000022
【図９】
2009533685.tif 000023
【図１０】
2009533685.tif 000024
【図１１】
2009533685.tif 000025
【図１２】
2009533685.tif 000026
【図１３】
2009533685.tif 000027
【図１４】
2009533685.tif 000028
【図１５】
2009533685.tif 000029
【図１６】
2009533685.tif 000030
【図１７】
2009533685.tif 000031
【図１８】
2009533685.tif 000032
【図１９】
2009533685.tif 000033
【図２０】
2009533685.tif 000034
【図２１】
2009533685.tif 000035
【図２２】
2009533685.tif 000036
【図２３】
2009533685.tif 000037
【国際調査報告】
2009533685.tif 000038
2009533685.tif 000039
2009533685.tif 000040
2009533685.tif 000041