(57)【要約】【課題】分析物測定システムで測定した測定値に対する干渉成分の影響を軽減する方法を提供すること。【解決手段】活性試薬層（８２０）によって覆われている第１の動作電極（８０８）で第１の電流を測定するステップと、不活性試薬層（８１８）によって覆われている第２の動作電極（８０６）で第２の電流を測定するステップと、第２の動作電極（８０６）の不活性領域に対する第１の動作電極（８０８）の活性領域に比率を用いて、グルコース濃度を表す補正された電流値を計算するステップを含む、電気化学センサ（８００）における干渉を軽減する方法。【選択図】図１
2007514931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学センサにおける干渉を軽減する方法において、
活性試薬層で覆われた第１の動作電極で第１の電流を測定するステップと、
不活性試薬層で覆われた第２の動作電極で第２の電流を測定するステップと、
前記第２の動作電極の不活性領域に対する前記第１の動作電極の活性領域の比率を用いて、グルコース濃度を表す補正された電流値を計算するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
電気化学センサにおける干渉を軽減する方法において、
活性試薬層で覆われた第１の動作電極で第１の電流を測定するステップと、
第２の動作電極で第２の電流を測定するステップであって、前記活性試薬層が、前記第２の動作電極の活性領域上に設けられ、前記第２の動作電極の不活性領域が不活性試薬層で覆われている、前記ステップと、
前記第１および前記第２の動作電極上の活性領域と前記第２の動作電極上の不活性領域との比率を用いて、グルコース濃度を表す補正された電流値を計算するステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔発明の分野〕
本発明は、全体として、分析物測定システムで測定した測定値に対する干渉成分の影響を軽減する方法に関し、詳細には、活性な試薬でコーティングされた領域と不活性な試薬でコーティングされた領域を有する電極を有する電気化学ストリップを用いたグルコース監視システムにおける直接干渉電流および間接干渉電流の影響を軽減する方法に関する。
【０００２】
〔発明の背景〕
多くの場合、電気化学グルコース測定システムは、例えば、アセトアミノフェン、アスコルビン酸、ビリルビン、ドーパミン、ゲンチジン酸、グルタチオン、レボドパ、メチルドーパ、トラジミド（tolazimide）、トルブタミド、および尿酸などの生理学的流体に一般に見られる干渉成分の酸化によって上昇した酸化電流を含みうる。したがって、グルコース測定器の精度は、干渉成分によって生成される酸化電流部分を軽減または排除して改善することができる。理想的には、全ての酸化電流がグルコース濃度だけに依存するように、干渉成分から生成される酸化電流が全く存在しないようにすべきである。
【０００３】
したがって、例えば、生理学的流体中に一般に見られるアスコルビン酸塩、尿酸塩、およびアセトアミノフェンなどの潜在的な干渉成分の存在下での電気化学センサの精度を改善することが理想である。このような電気化学センサで調べる分析物の例として、グルコース、乳酸塩、およびフルクトサミンを挙げることができる。グルコースが論じる主な分析物であるが、当業者には、ここに開示する本発明を他の分析物にも適用できることは明らかであろう。
【０００４】
酸化電流は様々に生成されうる。具体的には、所望の酸化電流が、酸化還元メディエータと目的の分析物（例えば、グルコース）との相互作用によって生じる一方、不所望の酸化電流が、通常は電極表面で酸化される干渉成分および酸化還元メディエータと相互作用によって酸化される干渉成分から生じる。例えば、ある種の干渉成分（例えば、アセトアミノフェン）は、電極表面で酸化する。他の干渉成分（例えば、アスコルビン酸）は、酸化還元メディエータとの化学反応によって酸化する。グルコース測定システムにおけるこのような干渉成分の酸化により、測定される酸化電流が、グルコースおよび全ての干渉成分の両方の濃度に依存する。したがって、干渉成分の濃度がグルコースと同じ効率で酸化し、かつ干渉成分の濃度がグルコースの濃度よりも高い場合は、酸化電流全体に対する干渉成分の寄与を軽減または排除して、グルコースの濃度測定を改善することができる。
【０００５】
干渉成分の影響を低減するために用いることができる既知のある方法では、負に帯電した膜を用いて動作電極を覆う。一例として、ＮＡＦＩＯＮ（登録商標）などのスルホン酸フルオロポリマー（sulfonated fluoropolymer）を用いて、負に帯電したあらゆる化学物質を退けることができる。一般に、アスコルビン酸塩や尿酸塩などの殆どの干渉成分が負の電荷を有するため、負に帯電した膜は、負に帯電した干渉成分が電極表面に到達してその表面で酸化するのを防止する。しかしながら、アセトアミノフェンなどのある種の干渉成分が正味の負の電荷を有しておらず、負に帯電した膜を通過できるため、この方法が必ずしも成功するわけではない。この方法はまた、干渉成分とある種の酸化還元メディエータとの相互作用から生じる酸化電流を軽減するものでもない。また、負に帯電した膜を動作電極に使用すると、一般に使用されるフェリシアニドなどの一部の酸化還元メディエータが負に帯電した膜を通過できず、電極での電子交換が妨げられる。
【０００６】
干渉成分の影響を軽減するために用いることができる他の既知の方法では、動作電極の上部にサイズ選択膜を用いる。一例として、酢酸セルロースなどの１００ダルトン排除膜を用いて動作電極を覆い、分子量が１００ダルトンを超えるすべての化学物質を排除することができる。一般に、殆どの干渉成分は、分子量が１００ダルトンを超えるため、電極表面で酸化しない。しかしながら、このような選択膜により、通常は、検査ストリップの製造がより複雑になると共に、酸化したグルコースが選択膜を介して拡散して電極に到達しなければならないため試験時間が長くなってしまう。
【０００７】
干渉成分の影響を軽減するために用いることができる別の方法では、例えば、約−３００ｍＶ〜＋１００ｍＶ（飽和カロメル電極に対して測定した場合）の低い酸化還元電位を有する酸還元メディエータを用いる。酸化還元メディエータの酸化還元電位が低いため、動作電極にかかる電圧も比較的低くなり、これにより、干渉成分が動作電極によって酸化される速度が低下する。比較的低い酸化還元電位を有する酸化還元メディエータの例として、オスミウムビピリジル複合体（osmium bipyridyl complexes）、フェロセン誘導体、およびキノン誘導体を挙げることができる。この技術の不利な点は、比較的低い電位を有する酸化還元メディエータが、合成が困難である場合が多く、不安定で水溶性が低いことである。
【０００８】
干渉成分の影響を軽減するために用いることができる別の既知の方法では、酸化還元メディエータでコーティングされたダミー電極を用いる。場合によっては、ダミー電極を、不活性なタンパク質または不活化された酸化還元酵素でコーティングすることもできる。ダミー電極の目的は、電極表面で干渉成分を酸化させること、および／または干渉成分によって還元された酸化還元メディエータを酸化することである。この方法では、干渉の影響を排除するために、動作電極で測定される酸化電流の合計からダミー電極で測定される電流を減じる。この方法の不利な点は、検査ストリップがグルコースの測定に用いることができない追加の電極および電気接点（すなわち、ダミー電極）が必要であることである。ダミー電極を含めると、グルコース測定システムにおける電極の使用が非効率となる。
【０００９】
〔発明の概要〕
本発明は、電気化学センサにおける干渉を軽減する方法に関する。この方法は、活性試薬層で覆われた第１の動作電極で第１の電流を測定するステップと、不活性試薬層で覆われた第２の動作電極で第２の電流を測定するステップと、第２の動作電極の不活性領域に対する第１の動作電極の活性領域の比率を用いて、グルコース濃度を表す補正された電流値を計算するステップと、を含む。
【００１０】
本発明はまた、電気化学センサにおける干渉を軽減する別の方法に関する。この方法は、活性試薬層で覆われた第１の動作電極で第１の電流を測定するステップと、第２の動作電極で第２の電流を測定するステップであって、活性試薬層が、第２の動作電極の活性領域上に設けられ、第２の動作電極の不活性領域が不活性試薬層で覆われている、前記ステップと、第１および第２の動作電極上の活性領域と第２の動作電極上の不活性領域との比率を用いて、グルコース濃度を表す補正された電流値を計算するステップと、を含む。
【００１１】
添付の図面を参照しながら、本発明の原理を用いた例示的な実施形態を説明する以下の詳細な説明を読めば、本発明の特徴および利点をより良く理解できるであろう。
【００１２】
〔詳細な説明〕
ここに記載する本発明は、干渉成分の存在下でのグルコース測定精度を改善する検査ストリップを含む。一定の条件下で、ある種の干渉成分は、例えば、血液などの体液が導入される前に検査ストリップ中で発生しうる。一例として、この種の干渉成分は、酸化メディエータ（例えば、フェリシアニド）の変換から生じる還元メディエータ（例えば、フェロシアニド）とすることができる。これにより、バックグラウンド信号が増大し、検査ストリップの測定精度が低下する。このような場合、体液の形で検査ストリップに導入されるのではなく、干渉成分が検査ストリップ中で発生する。
【００１３】
一般に、酸化メディエータが安定し、還元された酸化還元状態に移行しないように、酸化メディエータが動作電極上に設けられる。還元メディエータが生成されると、グルコース濃度に相関した酸化電流を用いる電気化学センサにおけるバックグラウンド信号が増大する。一般に、フェリシアニド（例えば、酸化メディエータ）は、時間経過により還元された酸化還元状態に還元される傾向にある。フェリシアニドは通常、限定するものではないが、塩基性ｐＨ、高い温度、高い湿度、明るい光の条件、電子ビーム照射、およびγ線照射を含む環境条件にさらされると、還元された酸化還元状態により迅速に移行する。
【００１４】
近年、ランスと検査ストリップは、単一の医療装置に一体化されている。このような一体型医療装置は、グルコースを含む様々な分析物を監視するために測定器と共に用いることができる。状況によっては、検査ストリップは、散発的な１回使用方式、半連続方式、または連続方式で分析物を監視するようにデザインすることができる。ランスと検査ストリップを一体化することにより、サンプル部位からの体液の抽出と続く検査ストリップへの体液の移送をユーザーが調整する必要がなく監視方法が容易になる。このような場合、ランスと検査ストリップは、感染症のリスクを軽減するために同時に滅菌しなければならない。
【００１５】
イオン化照射により、ランスを備えた検査ストリップを滅菌することができる。イオン化照射の可能な供給源は、電子ビーム、γ線、およびＸ線である。しかしながら、検査ストリップを滅菌する際の１つの課題は、試薬層に悪影響を与えずに、検査ストリップのパッケージ全体に亘って微生物の大部分が死滅するように十分に高い強度の放射線を照射することである。一般に、検査ストリップのバッチまたはパッケージを、約１０ＫＧｙ〜約５０ＫＧｙの範囲のイオン化放射線量にさらす。電子ビーム殺菌を用いる場合、入射電子ビーム源のエネルギーは、約３ＭｅＶ〜約１２ＭｅＶの範囲とすることができる。イオン化放射線の衝当は、強度が幾分不均一である場合が多く、これによりパッケージの一部が他の部分よりもより多くのイオン化放射線が当たる。実験から、γ線照射および電子ビーム照射の両方によって電気化学センサのバックグラウンド信号が増大することが分かっている。さらに、放射線が比較的不均一なことから、検査ストリップの滅菌されたバッチでバックグラウンド信号が不均一に増大する。これにより、特定のバッチの滅菌されたグルコース検査ストリップの試験の際に精度が低下する。加えて、還元メディエータの割合が低いグルコース濃度範囲で比較的高いため、精度の低下は、低いグルコース濃度範囲（例えば、約２０ｍｇ／ｄＬ〜約１００ｍｇ／ｄＬ）で増幅される。
【００１６】
図１は、酸化メディエータの還元メディエータへの変換によって起こりうるバックグラウンドの増大におけるばらつきを補正するようにデザインされた検査ストリップ８００の組立分解斜視図を示している。図１に例示されている本発明の実施形態では、血液や間質液などの体液におけるグルコース濃度の測定に用いることができる電気化学検査ストリップ８００は、第１の動作電極８０８、第２の動作電極８０６、および基準電極８１０を含む。第１の動作電極８０８を完全に覆い、基準電極８１０を少なくとも部分的に覆うように活性試薬層８２０が、第１の動作電極８０８上および基準電極８１０上に設けられている。不活性試薬層８１８が、第２の動作電極８０６上に設けられている。
【００１７】
本発明のある実施形態では、活性試薬層８２０は、例えば、グルコースオキシダーゼ、およびフェリシアニドなどのメディエータを含むことができる。不活性試薬層８１８は、メディエータを含みうるが、目的の分析物に対して特異的な活性酵素は含まない。フェリシアニドは、炭素電極で約４００ｍＶの酸化還元電位（飽和カロメル電極に対して測定した場合）を有するため、血液などの体液の導入で、酸化還元メディエータおよび／または動作電極によって干渉物質の著しい酸化が起こり、著しい不所望の酸化電流が生成されうる。したがって、第１の動作電極８０８で測定される酸化電流は、グルコースの酸化によって生成される第１の所望の酸化電流、電極における干渉物質の第２の不所望の直接酸化（直接干渉物質電流）、およびメディエータによる干渉物質の第３の不所望の間接酸化（間接干渉電流）の酸化電流源の合計である。第２の動作電極８０６で測定される酸化電流も、第１の動作電極８０８と同様の酸化電流源の合計であるが、第２の動作電極８０６には酵素が存在しないため、第１の所望の酸化電流が生じないはずである。第２の動作電極８０６で測定される酸化電流が干渉物質のみに依存し、かつ第１の動作電極８０８で測定される酸化電流がグルコースおよび干渉物質に依存するため、第１の動作電極８０８および第２の動作電極８０６で酸化される干渉成分の影響のない補正されたグルコース電流を計算することが可能である。このような場合、第１の動作電極８０８の電流密度から第２の動作電極８０６の電流密度を減じて、下記の式で示すことができる補正されたグルコース電流密度Ｇを求めることができる。
Ｇ＝ＷＥ1−ＷＥ2     （式８）
但し、ＷＥ1は第１の動作電極８０８における電流密度、ＷＥ2は第２の動作電極８０６における電流密度である。
【００１８】
本発明の代替の実施形態では、第２の動作電極８０６における干渉物質酸化電流密度は、この第２の動作電極８０６に酵素が存在しないため、第１の動作電極８０８における干渉物質酸化電流密度とわずかに異なるであろう。このような場合、定数Ｋを用いて、電流の測定値におけるこのような非理想性を補正することができる。式９は、定数Ｋを用いた上記した式８の変更を示している。
Ｇ＝ＷＥ1−（ｋ×ＷＥ2）                        （式９）
但し、Ｋは約０．５〜約１．５の範囲とすることができる。
【００１９】
検査ストリップ８００は、基板５０、導電層８０２、絶縁層８０４、不活性試薬層８１８、活性試薬層８２０、接着層８３０、および最上層８２４を含む。検査ストリップ８００は、導電層８０２、絶縁層８０４、不活性試薬層８１８、活性試薬層８２０、および接着層８３０である５つの層を基板５０上に連続的に印刷して製造することができる。最上層８２４は、積層工程で組み立てることができる。検査ストリップ８００は、第１の側面５４、第２の側面５６、先端部分５８、および基端部分６０をさらに含む。
【００２０】
本発明の一実施形態では、基板５０は、プラスチック、ガラス、およびセラミックなどの電気絶縁材料である。本発明の好適な実施形態では、基板５０は、例えば、ナイロン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴＧ、またはポリエステルなどのプラスチックとすることができる。具体的には、ポリエステルは、例えば、デュポン・テイジン・フィルムズ（DuPont Teijin Films）が製造するＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）ＳＴ３２８とすることができる。基板５０は、インキの接着を改善するために一方または両方の面に施されるアクリルコーティングも含むことができる。
【００２１】
基板５０上に堆積された第１の層は、第１の動作電極８０８、第２の動作電極８０６、基準電極８１０、およびストリップ検出バー１７を含む導電層８０２である。本発明に従えば、エマルジョンパターンを備えたスクリーンメッシュを用いて、図１に例示されているように、例えば、導電カーボンインキなどの材料を画定されたジオメトリに堆積させることができる。導電層８０２は、スクリーン印刷、グラビア印刷、スパッタリング、蒸着、無電解メッキ、インクジェット、昇華、および化学蒸着などを用いて基板５０上に堆積させることができる。導電層８０２に用いることができる好適な材料は、Ａｕ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、ステンレス鋼、ドープされた酸化錫、および炭素などである。本発明のある実施形態では、カーボンインキ層は、１〜１００μｍの範囲、より具体的には５〜２５μｍの範囲、さらに具体的には約１３μｍの高さを有することができる。導電層８０２の高さは、印刷する材料の所望の抵抗および導電性によって様々にすることができる。
【００２２】
第１の接点８１４、第２の接点８１２、および基準接点８１６を用いて、測定器に電気的に接続することができる。これにより、測定器が、第１の接点８１４、第２の接点８１２、および基準接点８１６のそれぞれを介して第１の動作電極８０８、第２の動作電極８０６、および基準電極８１０と電気的に通信することができる。
【００２３】
基板５０上に堆積された第２の層は、絶縁層８０４である。絶縁層８０４は、図１および図２に示されているように、導電層８０２の少なくとも一部の上に設けられている。図２は、絶縁層８０４に対する第１の動作電極８０８、第２の動作電極８０６、および基準電極８１０の位置を強調した検査ストリップ８００の先端部分５８の簡易平面図である。絶縁層８０４は、図１および図２に示されているように、矩形の構造にできるカットアウト１８をさらに含む。カットアウト１８は、第１の動作電極８０８、第２の動作電極８０６、および基準電極８１０の一部を露出させ、これらの部分を液体に接触させることができる。カットアウト１８は、カットアウト幅Ｗ２０およびカットアウト長さＬ２６を有する。カットアウト幅Ｗ２０は、図２に例示されているように、第２の動作電極８０６、基準電極８１０、および第１の動作電極８０８の幅に一致している。本発明のある実施形態では、カットアウト幅Ｗ２０は、約０．７ｍｍ〜約１．４ｍｍの範囲とすることができ、カットアウト長さＬ２６は、約０．４ｍｍ〜約３．４ｍｍの範囲とすることができる。
【００２４】
本発明の一実施形態では、第２の動作電極８０６および第１の動作電極８０８はそれぞれ、Ｌ２０およびＬ２１を有する。Ｌ２０およびＬ２１は、約０．１ｍｍ〜約０．８ｍｍの範囲の同じ長さにすることができる。基準電極８１０は、約０．２ｍｍ〜約１．６ｍｍの範囲とすることができる長さＬ２４を有することができる。本発明に従えば、電極間隔Ｓ１は、第２の動作電極８０６と基準電極８１０との間の距離および基準電極８１０と第１の動作電極８０８との間の距離であり、約０．２ｍｍ〜約０．６ｍｍとすることができる。
【００２５】
本発明の代替の実施形態では、第１の動作電極８０８の面積は、第２の動作電極８０６の面積と異なるようにすることができる。第１の動作電極８０８の面積と第２の動作電極８０６の面積の比率は、約１：１〜約１：３の範囲とすることができる。一定の条件下では、第２の動作電極８０６の相対面積を増大させてバックグラウンドを軽減することができる。第２の動作電極８０６の面積は、図２０に示されているように、カットアウト６００８のジオメトリを変更して増大させることができる。
【００２６】
図２は、図１に例示されているように、完全に積層された後に切断線Ａ‐Ａ’に沿ってカットすることができる。図１に例示されている切断線Ａ‐Ａ’に沿った検査ストリップ８００の切断工程で、検査ストリップ８００に液体サンプルを導入できるサンプル口５２が形成される。
【００２７】
図３‐図５は、活性試薬層８２０と不活性試薬層８１８の互いに対する様々な位置を示す、図１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップ８００の先端部分５８の簡易平面図である。図３‐図５のそれぞれ一致する図６‐図８は、導電層８０２と活性試薬層８２０と不活性試薬層８１８の関係を明確に示すために絶縁層８０４を示していない。
【００２８】
検査ストリップ８００は、図３‐図５に例示されているように、不活性試薬層８１８が第２の動作電極８０６を完全に覆うようにこの不活性試薬層８１８を第２の動作電極８０６上に設けることができる。本発明の一実施形態では、不活性試薬層８１８は、図３および図４に例示されているように、第２の動作電極８０６を完全に覆っているが基準電極８１０には接触していない。本発明の別の実施形態では、図５に例示されているように、不活性試薬層８１８は、第２の動作電極８０６を完全に覆い、かつ基準電極８１０を少なくとも部分的に覆っている。
【００２９】
本発明の実施形態では、不活性試薬層８１８は、少なくともフェリシアニドなどの酸化メディエータを含み、オプションで、不活性タンパク質または不活性酵素を含むことができる。さらに、不活性試薬層８１８は、ｐＨ６のクエン酸緩衝液、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン‐酢酸ビニル（polyvinyl pyrrolidone-vinyl acetate）、ドー・コーニングＤＣ１５００（Dow Corning DC1500）消泡剤、ヒドロキシエチルセルロース（Ｎａｔｒｏｓｏｌ ２５０Ｇ， Ｈｅｒｃｕｌｅｓ）、および親水性ドメインおよび疎水性ドメインの両方を有する表面改変シリカ（Ｃａｂ‐ｏ‐ｓｉｌ ＴＳ ６１０， Ｃａｂｏｔ）を含むことができる。酸化メディエータの例として、フェリシアニド、フェリシニウム複合体（ferricinium complexes）、キノン複合体、およびオスミウム複合体を挙げることができる。不活性なタンパク質の例として、クロテイン（crotein）またはアルブミン（例えば、ウシまたはヒト）を挙げることができる。不活性酵素の例として、アポ型ＰＱＱ‐グルコースデヒドロゲナーゼ（ＰＱＱは、ピロロ‐キノリン‐キノン（pyrroloquinoline-quinone）の頭字語である）またはアポ型グルコースオキシダーゼ（例えば、活性部位を備えていない酵素）を挙げることができる。酵素はまた、加熱処理または尿素などの変性材での処理によって不活化するか、または十分に弱めることができる。不活性試薬層８１８が活性酵素を含まないため、第２の動作電極８０６で測定される酸化電流は、グルコース濃度に比例しない。このため、当業者であれば、第２の動作電極８０６をダミー電極と呼ぶことができることを理解できるであろう。
【００３０】
本発明のある実施形態では、不活性試薬層８１８における不活性タンパク質または不活化酵素が、メディエータの安定剤として機能しうる。不活性タンパク質または不活化酵素は、高温の乾燥工程の際にメディエータを保護することができる。加えて、不活性タンパク質または不活化酵素は、メディエータを不安定にさせうる湿分からのメディエータの保護を助ける乾燥剤として機能しうる。
【００３１】
検査ストリップ８００は、図３‐図５に例示されているように、第１の動作電極８０８上に設けられた活性試薬層８２０を有する。本発明の別の実施形態では、活性試薬層８２０は、第１の動作電極８０８を完全に覆っているが、基準電極８１０には接触していない。本発明の別の実施形態では、活性試薬層８２０は、図３‐図５に例示されているように、第１の動作電極８０８を完全に覆い、かつ基準電極８１０を少なくとも部分的に覆っている。
【００３２】
本発明のある実施形態では、活性試薬層８２０は、少なくとも酸化メディエータ、および酵素を含む。さらに、活性試薬層８２０は、ｐＨ６のクエン酸緩衝液、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン‐酢酸ビニル（polyvinyl pyrrolidone-vinyl acetate）、ドー・コーニングＤＣ１５００（Dow Corning DC1500）消泡剤、ヒドロキシエチルセルロース（Ｎａｔｒｏｓｏｌ ２５０Ｇ， Ｈｅｒｃｕｌｅｓ）、および親水性ドメインと疎水性ドメインの両方を有する表面変性シリカ（Ｃａｂ‐ｏ‐ｓｉｌ ＴＳ ６１０， Ｃａｂｏｔ）を含むことができる。酸化メディエータの例として、フェリシアニド、フェリシニウム複合体（ferricinium complexes）、キノン複合体、およびオスミウム複合体を挙げることができる。酵素の例として、グルコースオキシダーゼ、ＰＱＱ共同因子を用いるグルコースデヒドロゲナーゼ、およびニコチンアミドアデニンジヌクレオチド共同因子（nicotinamide adenine dinucleotide co-factor）を用いるグルコースデヒドロゲナーゼを挙げることができる。活性試薬層８２０が酵素を含むため、第１の動作電極８０８で測定される酸化電流はグルコース濃度に比例する。
【００３３】
不活性試薬層８１８および活性試薬層８２０の両方の堆積にスクリーン印刷を用いる場合は、２つの別個のスクリーン印刷ステップを用いて各試薬層を対応する電極の上に堆積させる必要があることに留意されたい。スクリーン印刷は、同じスクリーン上に２つの異なる試薬を印刷するのにはあまり適していないことに留意されたい。印刷の際のスキージー運動により、２つの異なる試薬がスクリーン印刷工程中に混合しうる。図３は、第２の動作電極８０６上に設けられた不活性試薬層８１８、および第１の動作電極８０８上および基準電極８１０上に設けられた活性試薬層８２０を有する本発明の実施形態を示している。この実施形態では、不活性試薬層８１８は、活性試薬層８２０に接触したり、重なり合ったりしていない。第２の動作電極８０６、第１の動作電極８０８、および基準電極８１０の面積が比較的小さいため、所望の生産高で、不活性試薬層８１８および活性試薬層８２０のそれぞれを連続的に整合させてコーティングすることは困難であろう。比較的小さい電極面積（例えば、約０．６ｍｍ2）にすると、検査ストリップに必要な液体サンプルの量を少なくできるため、比較的小さい電極面積が好ましいことに留意されたい。
【００３４】
本発明のある実施形態では、不活性試薬層８１８をまず印刷し、次いで高温で乾燥させる。次いで、言及することを以って本明細書の一部とする国際公開第ＧＢ／０３００４７０８号に開示されているように、活性試薬層８２０を印刷し、高温での乾燥ステップが続く。活性試薬層８２０は２番目に堆積されるため、２回乾燥ステップを受ける不活性試薬層８１８とは異なり、乾燥ステップは１回のみである。これは、酵素は一定の条件下で高い温度にさらされ続けると変性しうるため、活性試薬層８２０内のメディエータと酵素の両方を安定させるのに役立つ。
【００３５】
本発明のある実施形態では、図４は、第２の動作電極８０６上に設けられた不活性試薬層８１８、および第１の動作電極８０８上および基準電極８１０上に設けられた活性試薬層８２０を示している。この実施形態では、不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０は互いに密着して近接している。このような場合、不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０は接触しているが、通常は互いに著しく重なり合うことはない。印刷工程は、不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０が互いに密着して近接するように整合させることが目標であるが、通常の製造上のばらつきにより、不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０とが一定の頻度で一部重なり合うことがある。同様に、このようなばらつきにより、不活性試薬層８１８が活性試薬層８２０に接触しないことも起こりうる。不活性試薬層８１８は、活性試薬層８２０に接触しても接触しなくても、本発明の方法が、いずれの場合もバックグラウンドのばらつきを減少させることができるため、許容可能な検査ストリップの製造高が改善される。
【００３６】
不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０との重なりは、測定にかかる時間（すなわち、約５秒以下）の間に活性試薬層８２０の酵素が第２の動作電極８０６に著しく拡散しなければ、グルコース測定値に影響を与えないことに留意されたい。酵素が第２の動作電極８０６に拡散する場合、第１の動作電極８０８は、非酵素特異的電流に加えてグルコース電流も測定する。これにより、検査ストリップ８００がバックグラウンド信号を効率的に軽減することができなくなる。
【００３７】
不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０との重なりが基準電極８１０で起こっても、この重なりがグルコース測定値に影響を与えないことに留意されたい。このような場合、基準電極８１０における酵素および／または酸化メディエータの量は増大するが、グルコース測定値またはバックグラウンド補正アルゴリズムに影響を及ぼさないはずである。
【００３８】
図５に、不活性試薬層８１８および活性試薬層８２０をコーティングする方法を改善する本発明のさらに別の実施形態が示されている。不活性試薬層８１８は、第２の動作電極８０６を完全に覆い、かつ基準電極８１０の一部を覆うようにコーティングすることができる。同様に、活性試薬層８２０は、第１の動作電極を完全に覆い、かつ基準電極８１０の少なくとも一部を覆うようにコーティングすることができる。本発明のある実施形態では、印刷工程は、不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０が基準電極８１０上のオーバーラップゾーン８２２で互いに実質的に重なり合うように整合させることが目標である。このような場合、不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０がオーバーラップゾーン８２２で互いに混合しうる。不活性試薬層８１８および活性試薬層８２０の両方の長さが、図４に示されている実施形態に比べてさらに長いため、第１の動作電極８０８および第２の動作電極８０６に対する活性試薬層８２０および不活性試薬層８１８の整合およびコーティングがさらに改善される。
【００３９】
図１‐図５に例示されているように、第２の動作電極８０６（例えば、ダミー電極）が、検査ストリップ８００の先端部分５８に位置することに留意されたい。これにより、生理学的流体が、第２の動作電極８０６、基準電極８１０、そして第１の動作電極８０８の順に接触する。検査ストリップ８００は、活性試薬層８２０（酵素を含む）の上流に不活性試薬層８１８（酵素を含まない）を有するように意図的にデザインされている。これにより、第２の動作電極８０６と第１の動作電極８０８の両方に酵素が存在する可能性が低くなる。酵素を含む活性試薬層８２０が第２の動作電極８０６を覆い、第１の動作電極８０８上に酵素が存在しない場合、第２の動作電極８０６から一部の酵素が第１の動作電極８０８に移動する可能性がある。第１の動作電極８０８上にかなりの量の酵素が存在すると、ダミー電極方式を用いてもバックグラウンド信号を軽減することができない。
【００４０】
本発明のある実施形態では、最上層８２４は、図１に示されている一体型ランス８２６の形態にすることができる。このような実施形態では、最上層８２４は、先端部分５８に位置するランス８２６を含むことができる。刺入部材とも呼ぶことができるランス８２６は、患者の皮膚に刺入して、第２の動作電極８０６、第１の動作電極８０８、および基準電極８１０が血液に接触するように検査ストリップ８００内に血液を吸引するように構成することができる。最上層８２４は、接着層８３０によって検査ストリップ８００に接着されている。この接着層８３０は、ヒートシールまたは感圧接着剤とすることができる。ランス８２６は、組み立てられた検査ストリップ８００の先端部分５８まで延びたランセットベース８３２を含む。ランス８２６は、プラスチック、ガラス、およびシリコーンなどの絶縁材料、またはステンレス鋼や金などの導電材料のいずれかで形成することができる。最上層８２４が導電性の場合、最上層８２４は、第２の動作電極８０６および第１の動作電極８０８に面して配置された基準電極８１０として用いることもできる。一体型ランスを用いる一体型医療装置のさらなる詳細は、国際公開第ＧＢ０１／０５６３４号および米国特許出願第１０／１４３，３９９号に開示されている。加えて、ランス８２６は、上記した国際公開第ＧＢ０１／０５６３４号および米国特許出願第１０／１４３，３９９号に開示されているように、例えば、順送りダイスタンプ法により製造することができる。
【００４１】
本発明のある実施形態では、接着層８３０は、約７０μｍ〜１１０μｍの高さを有する。接着層８３０は、両面感圧接着材、ＵＶ硬化接着剤、感熱接着剤、熱硬化プラスチック、または当分野で周知の他の接着剤を含むことができる。限定目的ではない一例として、接着層８３０は、英国ハーツ、トリング（Tring, Herts, United Kingdom）に所在のテープ・スペシャルティーズ社（Tape Specialties LTD）が販売する水性アクリルコポリマー感圧接着材（商品番号Ａ６４３５）などの感圧接着材をスクリーン印刷して形成することができる。
【００４２】
本発明の方法では、バックグラウンドのばらつきを、第１の動作電極８０８の第１の電流から第２の動作電極８０６の第２の電流を減じて軽減する。試験を開始するために、第２の動作電極８０６および第１の動作電極８０８で電流を測定できるようにサンプルをサンプル口５２に導入する。第２の動作電極８０６は、その上にグルコース酸化酵素を有していないため、第２の動作電極８０６における酸化電流の大きさは、検査ストリップ８００上に存在する干渉成分の量およびサンプルに含まれている干渉成分の量に比例する。これにより、第１の動作電極８０８と第２の動作電極８０６との差を用いて補正された電流値を計算して、サンプル中に存在する干渉成分および検査ストリップ８００に存在しうる干渉成分の影響を軽減することが可能である。
【００４３】
図９は、検査ストリップ８００とインターフェイスする測定器９００を示す簡易模式図である。測定器９００は、第２の動作電極８０６、第１の動作電極８０８、および基準電極８１０に対する電気接続を形成する少なくとも３つの電気接点を有する。具体的には、第２の接点８１２および基準接点８１６が第１の電圧源９１０に接続され、第１の接点８１４および基準接点８１６が第２の電圧源９２０に接続されている。試験を行う際は、第１の電圧源９１０が、第２の動作電極８０６と基準電極８１０との間に第１の電位Ｅ１を印加し、第２の電圧源９２０が、第１の動作電極８０８と基準電極８１０との間に第２の電位Ｅ２を印加する。
【００４４】
本発明の一実施形態では、第１の電位Ｅ１と第２の電位Ｅ２は、例えば、約＋０．４Ｖなどの同じ電位にすることができる。本発明の別の実施形態では、第１の電位Ｅ１と第２の電位Ｅ２を異なるようにすることができる。第２の動作電極８０６、第１の動作電極８０８、および基準電極８１０が血液で覆われるように、血液サンプルを導入する。これにより、第２の動作電極８０６および第１の動作電極８０８が、グルコースおよび／または非酵素特異的物質に比例する電流を測定することができる。サンプルを導入してから約５秒後に、測定器９００が、第２の動作電極８０６および第１の動作電極８０８の両方についての酸化電流を測定する。
【００４５】
図１０は、検査ストリップ８００とインターフェイスする測定器９００を示す簡易模式図である。図９とは対照的に、最上層８２４は、導電性であり、基板５０上に設けられた基準電極８１０の代わりの基準電極として用いられる。具体的には、図１０は、基準電極の形態の最上層８２４が、第１の動作電極８０８および第２の動作電極８０６に面して配置されていることを示している。この場合、測定器９００は、図１に示されている基準接点８１６の代わりの最上層８２４に対する電気接点を形成している。
【００４６】
図２１は、本発明の別の実施形態に従った検査ストリップの組立分解斜視図である。第１の動作電極１００で測定される酸化電流は、グルコースの酸化によって生成される第１の所望の酸化電流および干渉物質によって生成される第２の不所望の酸化電流である酸化電流源の合計である。干渉物質の酸化は、第１の動作電極１００で直接的に起こり、そして酸化還元メディエータによる間接機構によって間接的に起こりうる。
【００４７】
第２の動作電極１０２は、活性試薬８２０でコーティングされた活性部分１０２ａ、および不活性試薬８１８でコーティングされた不活性部分１０２ｉを有するジオメトリトレースを含む。活性部分１０２ａで測定される酸化電流源は、第１の動作電極１００に類似している。第２の動作電極１０２の不活性部分１０２ｉは、干渉物質は酸化させるが、酵素が存在しないためグルコースは酸化させない。さらに、不活性部分１０２ｉは、干渉物質を、第２の動作電極１０２で直接的に酸化させ、そして酸化還元メディエータによる間接的機構によって間接的に酸化させる。不活性部分１０２ｉで測定される酸化電流がグルコースに依存せず、不活性部分１０２ｉの面積が分かっているため、第２の動作電極１０２で測定される干渉物質酸化電流に対するその影響を計算することが可能である。不活性部分１０２ｉについて計算した干渉物質酸化電流を使用することと、第１の動作電極１００の面積および活性部分１０２ａの面積が分かっていることから、電極で酸化された干渉成分の影響を排除した補正されたグルコース電流を計算することが可能である。本発明では、不活性部分１０２ｉが、干渉物質の直接酸化および間接酸化に対してグルコース電流を補正するのに役立っていることに留意されたい。
【００４８】
したがって、アルゴリズムを用いて、干渉物質の影響のない補正されたグルコース電流を計算する。検査ストリップ１０００にサンプルを導入すると、一定の電位が第１の動作電極１００および第２の動作電極１０２にかかり、両方の電極について電流を測定する。活性試薬層８２０が電極領域の全体を覆っている第１の動作電極１００では、以下の式を用いて酸化電流に寄与する成分を表すことができる。
ＷＥ1＝Ｇ＋ＩIa     （式１）
但し、
ＷＥ1は第１の動作電極における電流密度、
Ｇは干渉物質の影響のないグルコースによる電流密度、
ＩIaは活性試薬８２０で覆われた第１の動作電極１００で酸化される干渉物質による電流密度である。
【００４９】
活性試薬８２０および不活性試薬８１８で部分的に覆われた第２の動作電極１０２では、以下の式を用いて酸化電流に寄与する成分を表すことができる。
ＷＥ2＝Ｇ＋Ｉ2a＋Ｉ2i                        （式２）
但し、
ＷＥ2は第２の動作電極における電流密度、
Ｉ2aは活性部分１０２ａにおける干渉物質による電流密度、
Ｉ2iは不活性部分１０２ｉにおける干渉物質による電流密度である。
【００５０】
干渉物質の影響を軽減するために、活性部分１０２ａにおける干渉電流と不活性部分１０２ｉにおける干渉電流との間の関係を表す式を導出した。活性部分１０２ａで測定される干渉物質酸化電流密度は、不活性部分１０２ｉで測定される電流密度と同じであると見積もる。この関係は、以下の式で表すことができる。
【数１】
2007514931.tif 000003
但し、
Ａ2aは活性試薬層８２０で覆われた第２の動作電極の面積、
Ａ2iは不活性試薬層８１８で覆われた第２の動作電極の面積である。
【００５１】
不活性部分１０２ｉは、干渉物質を酸化させることができるが、酵素で覆われていないためグルコースは酸化させることができない。活性部分１０２ａは、グルコースと干渉物質を酸化させることができる。不活性部分１０２ｉは、活性部分１０２ａの面積に比例して干渉物質を酸化させることが実験から分かっているため、第２の動作電極１０２全体で測定される干渉物質電流の割合を推定することが可能である。これにより、第２の動作電極１０２で測定される全電流（すなわち、ＷＥ2）から、干渉物質電流の部分を差し引いて補正することができる。本発明のある実施形態では、Ａ2i：Ａ2aの比率は、約０．５：１〜５：１の間、好ましくは約３：１にすることができる。電流を補正するためのこの数学的アルゴリズムについての詳細は、以降の段落で説明する。
【００５２】
本発明の代替の実施形態では、Ｉ2aはＩ2iと異なりうる。これは、酵素が存在するため、活性部分１０２ａにおける干渉物質のより効率的な酸化またはより非効率的な酸化によるものであろう。ある場合には、酸化還元メディエータの存在により、非コーティング部分に対する干渉物質の酸化が促進されるであろう。明確ではないが、酵素の存在が、メディエータを酸化させる電極の能力に影響を与える可能性がある。この作用を、式３ａを以下のように変更して現象モデルにすることができる。
Ｉ2a＝ｆ×Ｉ2i     （式３ｂ）
但し、
ｆは、不活性部分１０２ｉに対する活性部分１０２ａの干渉物質の酸化効率の影響を含む補正係数である。
【００５３】
本発明のある実施形態では、式１、式２、および式３ａから、干渉の影響のない補正されたグルコース電流密度を求める式を導出することができる。３つの式（式１、式２、および式３ａ）全体では、Ｇ、Ｉ2i、Ｉ2a、およびＩ1aである４つの未知数が含まれる。しかしながら、Ｉ1aとＩ2aは、同じ導電材料であって同じ活性試薬層８２０で覆われているため、同じと考えることができる。式１は、以下の式に変形することができる。
Ｇ＝ＷＥ1−Ｉ1a＝ＷＥ1−Ｉ2a            （式４）
次いで、式３ａのＩ2aを式４に代入して式５を得ることができる。
【数２】
2007514931.tif 000004
次いで、式１と式２を組み合わせて式６を得ることができる。
Ｉ2i＝ＷＥ2−ＷＥ1               （式６）
次いで、式６のＩ2iを式５に代入して式７ａを得ることができる。
【数３】
2007514931.tif 000005
【００５４】
式７ａは、第１の動作電極１００および第２の動作電極１０２で測定される電流密度（すなわち、ＷＥ1およびＷＥ2）、および第２の動作電極の不活性部分に対する活性部分に比率（すなわち、
2007514931.tif 000006
）のみを必要とする、干渉の影響を排除した補正されたグルコース電流密度Ｇを求める式である。本発明の一実施形態では、比率
2007514931.tif 000007
は、例えば、グルコース測定器の読出し専用メモリにプログラムすることができる。本発明の別の実施形態では、比率
2007514931.tif 000008
は、Ａ2aまたはＡ2iにおける製造上のばらつきを補正できる較正コードチップを用いてグルコース測定器に転送することができる。
【００５５】
本発明の代替の実施形態では、活性部分１０２ａの干渉物質酸化電流密度が不活性部分１０２ｉの干渉物質酸化電流密度と異なる場合に、式１、式２、および式３ｂを用いることができる。このような場合、代替の修正式７ｂが、以下に示すように導出される。
Ｇ＝ＷＥ1−｛ｆ×（ＷＥ2−ＷＥ1）｝            （式７ｂ）
【００５６】
本発明の別の実施形態では、一定の閾値を超えた場合だけ、測定器がグルコース電流の修正式７ａまたは式７ｂを用いることができる。例えば、ＷＥ2がＷＥ1よりも約１０％以上大きい場合、測定器は式７ａまたは式７ｂを用いて電流出力を修正することができる。しかしながら、ＷＥ2がＷＥ1の約１０％以下の場合は、測定器は、ＷＥ1とＷＥ2の間の平均電流値を単純に採用して測定値の精度および正確さを改善する。サンプル中の干渉レベルが著しい可能性が高い一定の条件の場合だけ式７ａまたは式７ｂを用いる方法は、測定されたグルコース電流を過度に修正するリスクを緩和する。ＷＥ2がＷＥ1よりも十分に大きい（例えば、約２０％以上）場合、これが、干渉物質の濃度が十分に高いことを示していることに留意されたい。このような場合、極端に高い干渉物質のレベルによって式７ａまたは式７ｂの精度が低下しうるため、グルコース値の代わりにエラーメッセージを出力とするのが望ましいであろう。
【００５７】
図２１は、酸化メディエータの還元メディエータへの変換によって引き起こされる増大したバックグラウンドのばらつきを補正するようにデザインされた検査ストリップの実施形態の組立分解斜視図を示している。検査ストリップ１０００は、基板５０、導電層１６４、絶縁層１０６、不活性試薬層８１８、活性試薬層８２０、接着層８３０、および最上層８２４を含む。さらに、検査ストリップ１０００は、先端部５８および基端部６０を含む。検査ストリップ１０００は、活性試薬コーティング８２０が第１の動作電極１００および第２の動作電極１０２の両方の一部を覆うようにした検査ストリップ８００の変更形態である。これにより、２つのグルコース測定が可能となると共に、検査ストリップ１０００内で発生するまたは検査ストリップ１０００内に導入された干渉物質の補正が可能となる。検査ストリップ１０００は、干渉成分または増大したバックグラウンドの影響を軽減するために式７ａまたは式７ｂのいずれかを用いる。検査ストリップ８００とは対照的に、検査ストリップ１０００は、導電層１６４および絶縁層１０６が変更されている。検査ストリップ１０００と検査ストリップ８００の両方において、基板５０、不活性試薬層８１８、活性試薬層８２０、接着層８３０、および最上層８２４の形状および材料が類似している。
【００５８】
図２２‐図２４は、活性試薬層８２０と不活性試薬層８１８の互いに対する様々な位置を示す、図２１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップ１０００の先端部分５８の簡易平面図である。図２２‐図２４のそれぞれに一致する図２５‐図２７は、導電層１６４と活性試薬層８２０と不活性試薬層８１８の関係をより明確に示すために、絶縁層８０４は示していない。
【００５９】
検査ストリップ１０００では、導電層１６４は基板５０上に設けられている。導電層１６４は、図２１に示されているように、第１の動作電極１００、第２の動作電極１０２、基準電極１０４、第１の接点１０１、第２の接点１０３、基準接点１０５、およびストリップ検出バー１７を含む。検査ストリップ８００とは対照的に、第２の動作電極１０２および第１の動作電極１００は、Ｃ型の形状を有する。
【００６０】
図２２は、第１の動作電極１００、第２の動作電極１０２、および基準電極１０４、絶縁層１０６、不活性試薬層８１８、および活性試薬層８２０の簡易平面図である。絶縁層１０６は、不活性部分１０２ｉおよび活性部分１０２ａを有する第２の動作電極１０２の領域を画定するカットアウト１０８を含む。この実施形態では、不活性試薬層８１８は、不活性部分１０２ｉ上に設けられ、活性試薬層８２０は、活性部分１０２ａ、第１の動作電極１００、および基準電極１０４の上に設けられている。図２２は、不活性試薬層８１８が活性試薬層８２０に接触または重なっていないのを示している。
【００６１】
検査ストリップ１０００は、不活性試薬層８１８および活性試薬層８２０の両方が第２の動作電極１０２の一部をコーティングしているという点で検査ストリップ８００とは異なっている。これにより、２つのグルコース測定が可能であると共に、バックグラウンドおよび／または干渉の影響を軽減することができる。図２２に示されている検査ストリップ１０００を製造する際の１つの問題は、第１の動作電極１００、第２の動作電極１０２、および基準電極１０４の面積が比較的小さいため、所望の生産高で、不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０を互いに接触しないようにこれらの試薬層を整合させてコーティングすることが困難なことである。
【００６２】
本発明のある実施形態では、図２３は、不活性部分１０２ｉ上に設けられた不活性試薬層８１８、および活性部分１０２ａ、第１の動作電極１００、および基準電極１０４の上に設けられた活性試薬層８２０を示している。この実施形態では、不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０は互いに密着して近接している。このような理想的なケースでは、不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０は、互いに接触しているが、実質的に重なり合っていない。印刷工程の目標は、不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０が互いに密着して近接するように整合させることであるが、通常の製造上のばらつきにより、不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０との間に重なった部分が一定の頻度で生じる。同様に、このようなばらつきにより、不活性試薬層８１８が活性試薬層８２０に一定の頻度で接触しないことも起こる。不活性試薬層８１８が活性試薬層８２０に接触してもしなくても良いため、許容される検査ストリップの生産高が改善される。
【００６３】
図２４に、不活性試薬層８１８および活性試薬層８２０をコーティングする方法を改善する本発明のさらに別の実施形態が示されている。不活性試薬層８１８は、基準電極１０４の一部および不活性部分１０２ｉを完全に覆うようにコーティングすることができる。同様に、活性試薬層８２０は、活性部分１０２ａおよび第１の動作電極１００を完全に覆い、基準電極１０４の少なくとも一部を覆うようにコーティングすることができる。本発明のある実施形態では、印刷工程は、基準電極８１０上のオーバーラップゾーン８２２で不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０が互いに実質的に重なるように整合させることを目標とすることができる。このような場合、不活性試薬層８１８と活性試薬層８２０がオーバーラップゾーン８２２で互いに混合しうる。不活性試薬層８１８および活性試薬層８２０の両方の長さが、図２３に記載されている実施形態に比べてさらに長くなっているため、生産高の点で、活性試薬層８２０と不活性試薬層８１８の整合およびコーティングがさらに改善される。
【００６４】
本発明の利点は、増大したバックグラウンドの影響を軽減する２つの試薬層を用いることである。検査ストリップ自体におけるフェロシアニドなどの還元メディエータの様々なレベルを十分に補正する能力により、高い精度と正確さを達成できる。製造、試験、および保管の際に酸化メディエータの還元型への変換に影響を与えるいくつかの因子が存在する。したがって、これにより、試薬層の高さ（バッチ内およびバッチとバッチの間）、ヒートシール接着剤製造条件、高温乾燥、パッケージング、および滅菌条件などの様々な製造条件のばらつきを修正する補正が可能となる。この補正がこれらのばらつきを修正するため、このような製造上のばらつきの監視および制御に厳密な工程管理を必要としないより安定した工程が可能となるであろう。バックグラウンド電流の測定もまた、高い温度および湿度などの悪い保管条件に耐えるように検査ストリップの安定性を改善することができる。これにより、湿分の保持に厳密なシールを必要としない検査ストリップを保管するためにデザインされたより単純なカートリッジが可能となる。
【００６５】
例１
検査ストリップ８００を、図１‐図３に例示されているように用意した。様々なレベルの滅菌放射線にさらした検査ストリップ８００を血中で試験した。検査ストリップ８００を試験するために、この検査ストリップ８００を、第１の動作電極８０８と基準電極８１０との間、および第２の動作電極８０６と基準電極８１０との間に＋０．４Ｖの定電位を印加する手段を有するポテンシオスタットに電気的に接続した。血液サンプルをサンプル口５２に導入すると、血液がサンプル受容室内に吸引され、第１の動作電極８０８、基準電極８１０、および第２の動作電極８０６が血液に接触する。活性層８２０が血液で水和され、次いで、サンプル中のグルコースおよび／または干渉成分の量に比例しうるフェロシアニドが生成される。対照的に、不活性層８１８は血液で水和されても、水和の前に不活性層８１８内に存在しなかった追加のフェロシアニドを生成しない。サンプルを検査ストリップ８００に導入してから約５秒後に、フェロシアニドおよび／または干渉物質の酸化を、第１の動作電極８０８および第２の動作電極８０６の両方の電流として測定する。
【００６６】
例２
２つのバッチの検査ストリップを用意して、不活性試薬層８１８および活性試薬層８２０を使用することにより、γ線照射によって滅菌された検査ストリップの全体の精度が改善されることを示す。両方のバッチの検査ストリップを、例１に示されているのと同じ要領で試験した。第１の検査ストリップのバッチは検査ストリップ８００であり、バッチ１と呼ぶことにする。バッチ２と呼ぶことにする第２の検査ストリップのバッチは、検査ストリップ８００に類似しているが、不活性試薬層８１８を含まず、第１の動作電極８０８、第２の動作電極８０６、および基準電極８１０を覆う変更された活性試薬層を有する。バッチ１の試験では、第１の動作電極８０８の電流と第２の動作電極８０６の電流との差を用いて、補正された信号電流を計算し、これをグルコース濃度に変換した。バッチ２の試験では、第２の動作電極８０６の電流と第１の動作電極８０８の電流を合計した値を求め、この値を用いて補正されていないグルコース濃度を計算した。血液で試験する前に、バッチ１とバッチ２の両方の検査ストリップを、０ｋＧｙおよび２５ｋＧｙのγ線で処理した。次いで、バッチ１：０ｋＧｙ、バッチ１：２５ｋＧｙ、バッチ２：０ｋＧｙ、およびバッチ２：２５ｋＧＹである４つの試験ケースについて、２０ｍｇ／ｄＬ、５０ｍｇ／ｄＬ、１００ｍｇ／ｄＬ、３００ｍｇ／ｄＬ、および５００ｍｇ／ｄＬの５つのグルコース濃度のそれぞれの試験ケースで２４の検査ストリップを血液で試験して精度を評価した。
【００６７】
図１１‐図１５は、バッチ１の検査ストリップが、２５ｋＧｙのγ線で滅菌された後に精度が低下していないことを示している。５つ全てのグルコース濃度において、精度が、バッチ１の検査ストリップを滅菌した後に実質的に同じかそれ以上であった。これは、活性試薬層８２０および不活性試薬層８１８を用いることが、滅菌工程で生成されるフェロシアニドのバックグラウンドレベルの補正に役立つことを示している。
【００６８】
図１１‐図１３は、バッチ２の検査ストリップが、２５ｋＧｙのγ線で滅菌された後に、精度が低下したことを示している。この対照実験は、本発明のバックグラウンド軽減方法を用いない場合に精度が低下することを実証する。バッチ２の検査ストリップが不活性試薬層８１８を有していないため、バックグラウンド軽減法を実施することができない。バッチ２の検査ストリップは、精度に対する滅菌の影響が著しくない比較的高いグルコース濃度（３００ｍｇ／ｄＬ〜５００ｍｇ／ｄＬ）を試験したため、滅菌後の精度が低下していない。この場合、グルコースオキシダーゼによって生成されるフェロシアニドの量は、検査ストリップが水和する前に生成されるフェロシアニド（例えば、滅菌工程によって）よりも著しく高い。
【００６９】
例３
バッチ３と呼ぶ検査ストリップの別のバッチを、検査ストリップ８００と同様の要領で用意したが、第２の動作電極８０６が、活性試薬層８２０または不活性試薬層８１８のいずれでもコーティングされていない点が異なる。この例では、尿酸およびゲンチジン酸などの干渉成分の存在下で、バッチ１〜バッチ３を試験して全体の精度を評価した。
【００７０】
バッチ１、バッチ２、およびバッチ３の検査ストリップを、ゲンチジン酸の濃度が０ｍｇ／ｄＬ、２５ｍｇ／ｄＬ、および５０ｍｇ／ｄＬの３つの血液中で試験した。各ゲンチジン酸の濃度に対して、７０ｍｇ／ｄＬおよび２４０ｍｇ／ｄＬの２つのグルコース濃度で試験した。図１６および図１７は、バッチ１およびバッチ３の検査ストリップが、２５ｍｇ／ｄＬおよび５０ｍｇ／ｄＬのゲンチジン酸濃度で試験した場合に偏りの変化がわずかである（＜１０ｍｇ／ｄＬまたは１０％）ことを示している。これとは対照的に、バッチ２の検査ストリップは、２５ｍｇ／ｄＬおよび５０ｍｇ／ｄＬのゲンチジン酸濃度で試験した場合に偏りの変化が著しかった（＞１０ｍｇ／ｄＬまたは１０％）。これは、酵素でコーティングされていない第２の動作電極８０６を用いることにより、高濃度のゲンチジン酸の存在下でグルコース信号の効果的な補正が可能であることを示している。
【００７１】
バッチ１、バッチ２、およびバッチ３の検査ストリップは、尿酸の濃度が０ｍｇ／ｄＬ、１０ｍｇ／ｄＬ、および２０ｍｇ／ｄＬの３つの血液中で試験した。各尿酸濃度に対して、７０ｍｇ／ｄＬおよび２４０ｍｇ／ｄＬの２つのグルコース濃度で試験した。図１８および図１９は、バッチ１およびバッチ３の検査ストリップが、１０ｍｇ／ｄＬおよび２０ｍｇ／ｄＬの尿酸濃度で試験した場合に偏りの変化がわずかである（＜１０ｍｇ／ｄＬまたは１０％）ことを示している。これとは対照的に、バッチ２の検査ストリップは、１０ｍｇ／ｄＬおよび２０ｍｇ／ｄＬの尿酸濃度で試験した場合に偏りの変化が著しかった（＞１０ｍｇ／ｄＬまたは１０％）。これは、酵素でコーティングされていない第２の動作電極８０６を用いることにより、高濃度の尿酸の存在下でグルコース信号の効果的な補正が可能であることを示している。
【００７２】
〔実施の態様〕
（１）電気化学センサにおける干渉を軽減する方法において、
活性試薬層で覆われた第１の動作電極で第１の電流を測定するステップと、
不活性試薬層で覆われた第２の動作電極で第２の電流を測定するステップと、
前記第２の動作電極の不活性領域に対する前記第１の動作電極の活性領域の比率を用いて、グルコース濃度を表す補正された電流値を計算するステップと、
を含む、方法。
（２）電気化学センサにおける干渉を軽減する方法において、
活性試薬層で覆われた第１の動作電極で第１の電流を測定するステップと、
第２の動作電極で第２の電流を測定するステップであって、前記活性試薬層が、前記第２の動作電極の活性領域上に設けられ、前記第２の動作電極の不活性領域が不活性試薬層で覆われている、前記ステップと、
前記第１および前記第２の動作電極上の活性領域と前記第２の動作電極上の不活性領域との比率を用いて、グルコース濃度を表す補正された電流値を計算するステップと、
を含む、方法。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の例示的な実施形態に従った検査ストリップの組立分解斜視図である。
【図２】導電層および絶縁層を含む図１の例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図３】活性試薬層および不活性試薬層の位置が、絶縁層および導電層で例示され、互いに接触していない、図１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図４】活性試薬層および不活性試薬層の位置が、絶縁層および導電層で例示され、互いに密着して近接している、図１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図５】活性試薬層および不活性試薬層の位置が、絶縁層および導電層で例示され、互いに重なっている、図１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図６】活性試薬層および不活性試薬層が、導電層で例示され、互いに接触していない、図１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図７】活性試薬層および不活性試薬層が、導電層で例示され、互いに密着して近接している、図１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図８】活性試薬層および不活性試薬層が、導電層で例示され、互いに重なっている、図１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図９】基板上に設けられた第１の接点、第２の接点、および基準接点を有する検査ストリップとインターフェイスする測定器を示す簡易模式図である。
【図１０】基板上に設けられた第１の接点および第２の接点、ならびにこれらの第１の接点および第２の接点に面して配置された基準接点を有する検査ストリップとインターフェイスする測定器を示す簡易模式図である。
【図１１】２０ｍｇ／ｄＬのグルコース濃度で試験した検査ストリップの精度に対するγ線の影響を示すグラフである。
【図１２】５０ｍｇ／ｄＬのグルコース濃度で試験した検査ストリップの精度に対するγ線の影響を示すグラフである。
【図１３】１００ｍｇ／ｄＬのグルコース濃度で試験した検査ストリップの精度に対するγ線の影響を示すグラフである。
【図１４】３００ｍｇ／ｄＬのグルコース濃度で試験した検査ストリップの精度に対するγ線の影響を示すグラフである。
【図１５】５００ｍｇ／ｄＬのグルコース濃度で試験した検査ストリップの精度に対するγ線の影響を示すグラフである。
【図１６】７０ｍｇ／ｄＬのグルコース濃度で試験した検査ストリップの精度に対するゲンチジン酸の影響を示すグラフである。
【図１７】２４０ｍｇ／ｄＬのグルコース濃度で試験した検査ストリップの精度に対するゲンチジン酸の影響を示すグラフである。
【図１８】７０ｍｇ／ｄＬのグルコース濃度で試験した検査ストリップの精度に対する尿酸の影響を示すグラフである。
【図１９】２４０ｍｇ／ｄＬのグルコース濃度で試験した検査ストリップの精度に対する尿酸の影響を示すグラフである。
【図２０】第２の動作電極の面積を増大できる変更されたカットアウトを示す検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図２１】本発明の別の例示的な実施形態に従った検査ストリップの組立分解斜視図である。
【図２２】活性試薬層および不活性試薬層の位置が、絶縁層および導電層で例示された、互いに接触していない、図２１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図２３】活性試薬層および不活性試薬層の位置が、絶縁層および導電層で例示され、互いに密着して近接している、図２１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図２４】活性試薬層および不活性試薬層の位置が、絶縁層および導電層で例示され、互いに重なっている、図２１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図２５】活性試薬層および不活性試薬層が、導電層で例示され、互いに接触していない、図２１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図２６】活性試薬層および不活性試薬層が、導電層で例示され、互いに密着して近接している、図２１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【図２７】活性試薬層および不活性試薬層が、導電層で例示され、互いに重なっている、図２１に例示されている本発明の実施形態に従った検査ストリップの先端部分の簡易平面図である。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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