(57)【要約】  生物学的流体中の検体の測定方法であって、ＤＣ成分およびＡＣ成分を有する励起信号を印加することを包含する。ＡＣおよびＤＣ応答が測定され、補正されたＤＣ応答がＡＣ反応を使用して決定され、および検体の濃度が補正されたＤＣ応答に基づいて決定される。他の方法および装置が開示されている。
2007524825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的流体の医学的に有意な成分の濃度を決定する方法であって、
ａ）ＡＣ成分を持つ第１信号を、前記生物学的流体に印加すること、
ｂ）前記第１信号に対する第１応答を測定すること、
ｃ）第２信号を前記生物学的流体に印加し、前記第２信号がＤＣ信号であること、
ｄ）前記第２信号に対する第２応答を測定すること、および
ｅ）医学的に有意な成分の濃度の表示を生じるように、前記第１応答を前記第２応答に組み合わせることを含んでなる
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１信号が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１信号が、前記第２信号の前に流体に印加されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１信号が、前記第２信号の後に流体に印加されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第１信号および前記第２信号が、少なくとも部分的に同時に印加されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第１応答が、大きさおよび位相角情報を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記第１応答が、アドミタンス値を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記第１信号が多数の周波数を含み、その数が１以上であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記数が、２以上でかつ５以下あることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記数が、２以上でかつ１０以下であることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記数が、１０以上であることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記第１信号のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上で、かつ約２０ｋＨｚ以下である周波数を持つことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記生物学的流体が、血液であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記生物学的流体を試薬と反応させることをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記第１応答を測定することが、前記第２応答を測定する前に、行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記第１応答を測定することが、前記第２応答を測定した後に、行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１７】
ＤＣ信号が、約３００ｍＶから５５０ｍＶの大きさを持つことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１８】
生物学的流体テストサンプルの測定方法であって、
前記生物学的流体テストサンプルの第１電気的応答を測定し、前記第１電気的応答がＡＣ成分を有すること、
前記テストサンプルの第２電気的応答を測定すること、および
少なくとも部分的には、前記第１電気的応答と前記第２電気的応答に基づいて、テストサンプルのグルコース濃度を表示する値を決定することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記第１電気的応答が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記第１電気的応答が、大きさおよび位相角情報を含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記第１電気的応答を測定することが、アドミタンス値を測定することを含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
前記第１電気的応答が多数の周波数を含み、その数が１より大きいことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
前記第１電気的応答のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上でかつ約２０ｋＨｚ以下の周波数を持つことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２４】
前記生物学的流体テストサンプルを試薬と反応させることをさらに含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２５】
前記生物学的流体テストサンプルが、血液であることを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２６】
前記第１応答を測定することが、前記第２応答を測定する前に行われることを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２７】
前記第１応答を測定することが、前記第２応答を測定した後に行われることを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２８】
第１テスト信号を、前記生物学的流体テストサンプルに印加する工程であって、前記第１テスト信号がＡＣ成分を持つこと、
第２テスト信号を前記生物学的流体テストサンプルに印加する工程とを、さらに含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２９】
前記第２テスト信号が、ＤＣ信号であることを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記ＤＣ信号が、約３００ｍＶから５５０ｍＶの大きさを持つことを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
前記第２テスト信号の前に、前記第１テスト信号をサンプルに印加することをさらに含むことを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３２】
前記第２テスト信号の後に、前記第１テスト信号をサンプルに印加することをさらに含むことを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３３】
前記第１テスト信号および前記第２テスト信号を、少なくとも部分的に共通する時間のあいだテストサンプルに印加することをさらに含むことを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３４】
グルコース濃度を表示する値を決定することが、少なくとも部分的に前記第１電気的応答に基づいて、第２電気的応答を補正することを含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項３５】
生物学的流体テストサンプルの測定方法であって、
第１テスト信号に対する前記生物学的流体テストサンプルの第１電気的応答を測定し、第１テスト信号がＡＣ成分を持つこと、
第２テスト信号に対する前記テストサンプルの第２電気的応答を測定すること、および
少なくとも部分的に、前記第１電気的応答と前記第２電気的応答に基づいて、テストサンプル中のグルコース濃度を表示する値を決定することを含むことを特徴とする方法。
【請求項３６】
前記第１テスト信号が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
前記第１電気的応答が、大きさおよび位相角情報を含むことを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項３８】
前記第１電気的応答の測定が、アドミタンス値を測定することを含むことを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項３９】
前記第１電気的応答が多数の周波数を含み、その数が１以上であることを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項４０】
前記第１テスト信号のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上でかつ約２０ｋＨｚ以下である周波数を持つことを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項４１】
前記生物学的流体テストサンプルを、試薬と反応させることをさらに含むことを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項４２】
前記生物学的流体テストサンプルが、血液であることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項４３】
前記第２テスト信号が、ＤＣ信号であることを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項４４】
ＤＣ信号が、約３００ｍＶから５５０ｍＶの大きさを持つことを特徴とする請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
前記第１応答を測定することが、前記第２応答を測定する前に行われることを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項４６】
前記第１応答を測定することが、前記第２応答を測定した後に行われることを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項４７】
前記第２テスト信号の前に、前記第１テスト信号をサンプルに印加することをさらに含むことを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項４８】
前記第２テスト信号の後に、前記第１テスト信号をサンプルに印加することをさらに含むことを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項４９】
前記第１テスト信号および前記第２テスト信号を、少なくとも部分的に共通する時間のあいだテストサンプルに印加することをさらに含むことを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項５０】
グルコース濃度を表示する値を決定することが、少なくとも部分的には前記第１電気的応答に基づいて、第２電気的応答を補正することをさらに含むことを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項５１】
生物学的流体の検体濃度を決定する方法であって、
第１交互信号を、生物学的流体に対して印加すること、
第１信号に対する応答を測定すること、
ＤＣ成分を持つ第２信号を、生物学的流体に対して印加すること、
第２信号に対する応答を測定すること、および
前記第１信号に対する応答および前記第２信号に対する応答を解析し、検体濃度の表示を生み出すことを含むことを特徴とする方法。
【請求項５２】
前記第１信号が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項５３】
前記第１信号に対する応答が、大きさおよび位相角情報を含むことを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項５４】
前記第１信号に対する応答を測定することが、アドミタンス値を測定することを含むことを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項５５】
前記第１信号が多数の周波数を含み、その数が１以上であることを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項５６】
前記第１テスト信号のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上でかつ約２０ｋＨｚ以下の周波数を持つことを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項５７】
前記第２信号が、ＤＣ信号であることを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項５８】
前記ＤＣ信号が、約３００ｍＶから５５０ｍＶの大きさを持つことを特徴とする請求項５７記載の方法。
【請求項５９】
前記生物学的流体を試薬と反応させることをさらに含むことを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項６０】
前記生物学的流体が、血液であることを特徴とする請求項５１に記載の方法。
【請求項６１】
前記第１応答を測定することが、前記第２応答を測定する前に行われることを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項６２】
前記第１応答を測定することが、前記第２応答を測定した後に行われることを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項６３】
前記第２テスト信号の前に、前記第１テスト信号をサンプルに対して印加することをさらに含むことを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項６４】
前記第２テスト信号の後に、前記第１テスト信号をサンプルに対して印加することをさらに含むことを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項６５】
前記第１テスト信号および前記第２テスト信号を、少なくとも部分的に共通する時間のあいだテストサンプルに印加することをさらに含むことを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項６６】
検体濃度の表示を生み出すことが、少なくとも部分的に第１電気的応答に基づいて第２電気的応答を補正することを含むことを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項６７】
血液サンプルのグルコース濃度を決定する方法であって、
第１信号を、血液サンプルに対して印加し、前記第１信号がＡＣ成分を持つこと、
第１信号に対する第１応答を測定すること、
第２信号を、血液サンプルに対して印加し、前記第２信号がＡＣ成分を持つこと、
第２信号に対する第２応答を測定すること、
第３信号を、血液サンプルに対して印加し、第３信号がＤＣ成分を持つこと、
第３信号に対する第３応答を測定すること、および
少なくとも部分的に、前記第１応答と前記第２応答と第３応答に基づいて、血液中のグルコース濃度を表示する値を決定することを含むことを特徴とする方法。
【請求項６８】
前記第１テスト信号が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項６９】
前記第１信号に対する前記第１応答が、大きさおよび位相角情報を含むことを特徴とする請求項６７に記載の方法。
【請求項７０】
前記第２テスト信号が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項６７に記載の方法。
【請求項７１】
前記第２信号に対する前記第２応答が、大きさおよび位相角情報を含むことを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項７２】
前記第１信号に対する前記第１応答の測定が、アドミタンス値を測定することを含むことを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項７３】
前記第２信号に対する前記第２応答の測定が、アドミタンス値を測定することを含むことを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項７４】
前記第１信号が多数の周波数を含み、その数が１以上であることを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項７５】
前記第１テスト信号のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上でかつ約２０ｋＨｚ以下の周波数を持っていることを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項７６】
前記第２信号が多数の周波数を含み、その数が１以上であることを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項７７】
前記第２テスト信号のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上でかつ約２０ｋＨｚ以下の周波数を持っていることを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項７８】
前記第３信号が、ＤＣ信号であることを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項７９】
ＤＣ信号が、約３００ｍＶから５５０ｍＶの大きさを持つことを特徴とする請求項７８記載の方法。
【請求項８０】
前記血液サンプルを試薬と反応させることをさらに含むことを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項８１】
前記第１信号に対する前記第１応答を測定することおよび第２信号に対する第２応答を測定することが、第３信号に対する前記第３応答を測定する前に、行われることを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項８２】
第２信号に対する第２応答を測定することが、第３信号に対する前記第３応答を測定した後に行われることを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項８３】
前記第２信号の前におよび前記第３信号の前に、血液サンプルに対して、前記第１信号を印加することをさらに含むことを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項８４】
前記第１信号および前記第２信号の後に、生物学的流体に対して、前記第３信号を印加することをさらに含むことを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項８５】
前記第１信号および前記第３信号を、少なくとも部分的に共通する時間のあいだ生物学的流体に印加することをさらに含むことを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項８６】
前記第２信号および前記第３信号を、少なくとも部分的に共通する時間のあいだ生物学的流体に印加することをさらに含むことを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項８７】
血液サンプル中のグルコース濃度を表示する値を決定することが、少なくとも部分的に、前記第１信号に対する前記第１応答および前記第２信号に対する第２応答に基づいて、前記第３信号に対する第３応答を補正することをさらに含むことを特徴とする請求項６７記載の方法。
【請求項８８】
血液サンプルのグルコース濃度を決定する装置であって、
血液サンプルを受け取るために適用されるテスト室と、
ＡＣ成分を持つ第１テスト信号およびＤＣ成分を持つ第２テスト信号を、テスト室中に受け取られるサンプル上の血液サンプルに対して印加するために適用される第１電極回路と、
第１テスト信号に対する第１応答および第２テスト信号に対する第２応答を測定するために適用される第２電極回路と、および
前記第１応答と前記第２応答を処理して、血液サンプルのグルコース濃度を表示する値を決定するために適用されるプロセッサとを含むことを特徴とする装置。
【請求項８９】
前記テスト室が、使い捨てのテストストリップ上に形成されていることを特徴とする請求項８８記載の装置。
【請求項９０】
前記第１電極回路が、発生器出力を持つ電位発生器と、
発生器出力に動作可能に結合されている電気コネクターと、
テストストリップ上に形成され、かつ前記電気コネクターに動作可能に結合されているトレースと、
前記テストストリップ上に形成され、かつ前記トレースに動作可能に結合されている電極を含んでいることを特徴とする請求項８８記載の装置。
【請求項９１】
前記第２電極回路が、
前記テストストリップ上に形成された電極と、
テストストリップ上に形成され、かつ前記電極に動作可能に結合されているトレースと、
前記トレースに動作可能に結合されている電気コネクターと、および
電気コネクターに動作可能に結合されている増幅器とを含んでいることを特徴とする請求項８８記載の装置。
【請求項９２】
前記プロセッサが、デジタルマイクロプロセサあるいはマイクロ制御器でることを特徴とする請求項８８記載の装置。
【請求項９３】
血液サンプルのヘマトクリット値を決定する方法であって、
（ａ）ＡＣ成分を持つ第１信号を、血液サンプルに印加すること、
（ｂ）第１信号に対するＡＣ応答を測定すること、
（ｃ）血液サンプルの温度を測定すること、および
（ｄ）ＡＣ応答および温度を用いて、血液サンプルのヘマトクリット値を決定することを含むことを特徴とする方法。
【請求項９４】
前記（ｄ）が関係式Ｈest＝ｃ0＋ｃ1Ｙ＋ｃ2ｄＴを用いて、血液サンプルのヘマトクリット値を決定することを含み、
前記関係式中、Ｈestはヘマトクリット値であり、ｃ0、ｃおよびｃ2は定数であり、Ｙはアドミタンスとして表現されているＡＣ応答であり、ｄＴは血液サンプルの温度値であることを特徴とする請求項９３記載の方法。
【請求項９５】
前記（ｄ）が関係式Ｈest＝（Ｙ＋ｃ0＋ｃ1ｄＴ）／（ｃ2ｄＴ＋ｃ3）を用いて、血液サンプルのヘマトクリット値を決定することを含み、
前記関係式中、Ｈestは、ヘマトクリット値であり、ｃ0、ｃ1およびｃ2は定数であり、Ｙはアドミタンスとして表現されているＡＣ応答であり、ｄＴは血液サンプルの温度値であることを特徴とする請求項９３記載の方法。
【請求項９６】
前記第１信号が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項９３記載の方法。
【請求項９７】
前記第１信号のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上でかつ約２０ｋＨｚ以下の周波数を持つことを特徴とする請求項９３記載の方法。
【請求項９８】
前記第１信号が、ほぼ２ｋＨｚのＡＣ信号であることを特徴とする請求項９３記載の方法。
【請求項９９】
（ｅ）第２信号を血液サンプルに印加する工程であって、前記第２信号がＤＣ信号であり、
（ｆ）前記第２信号に対するＤＣ応答を測定する工程、および
（ｇ）ヘマトクリット値と温度とＤＣ応答を組み合わせて、血液サンプルのグルコース濃度の表示を生じる工程をさらに含むことを特徴とする請求項９３記載の方法。
【請求項１００】
前記第１信号が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項９９記載の方法。
【請求項１０１】
前記第１信号および前記第２信号が、少なくとも部分的に同時に印加されることを特徴とする請求項９９に記載の方法。
【請求項１０２】
前記第１信号のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上でかつ約２０ｋＨｚ以下の周波数を持つことを特徴とする請求項９９記載の方法。
【請求項１０３】
前記工程（ｇ）が関係式ＰＲＥＤ＝（ａ0＋ｈｃｔ1Ｈest＋ｈｃｔ2Ｈest2＋ｔａｕ1ｄＴ＋ｔａｕ2ｄＴ2）＋（ａ1ＤＣ）（１＋ｈｃｔ3Ｈest＋ｈｃｔ4Ｈest2）（１＋ｔａｕ3ｄＴ＋ｔａｕ4ｄＴ2）を用いて、グルコース濃度を決定し、
前記関係式中、ＰＲＥＤはグルコース濃度であり、ＤＣはＤＣ応答であり、ａ0、ａ1、ｈｃｔ、ｈｃｔ2、ｈｃｔ3、ｈｃｔ4、ｔａｕ1、ｔａｕ2、ｔａｕ3およびｔａｕ4は定数であり、Ｈestはヘマトクリット値であり、ｄＴは血液サンプルの温度値であることを特徴とする請求項９９に記載の方法。
【請求項１０４】
血液サンプルのグルコース濃度を決定する方法であって、
交流電位を、血液サンプルに印加すること、
交流電位に対する第１応答を測定すること、
ＤＣ電位を、血液サンプルに印加すること、
ＤＣ電位に対する第２応答を測定すること、
血液サンプルのヘマトクリット含有量に関係する第１値を、第１応答を用いて決定すること、
血液サンプルの温度に関係する第２値を、第１値および第１応答を用いて決定すること、および
血液サンプルのグルコース濃度に関する第３値を、第１値、第２値および第２応答を用いて決定することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０５】
前記交流電位が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項１０４記載の方法。
【請求項１０６】
前記交流電位およびＤＣ電位が、少なくとも部分的に同時に印加されることを特徴とする請求項１０４記載の方法。
【請求項１０７】
前記第１応答が、大きさおよび位相角情報を含むことを特徴とする請求項１０４記載の方法。
【請求項１０８】
前記交流電位が多数の周波数を含み、その数が１以上であることを特徴とする請求項１０４記載の方法。
【請求項１０９】
前記数が２以上でかつ５以下あることを特徴とする請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１０】
前記数が２以上でかつ１０以下あることを特徴とする請求項１０８記載の方法。
【請求項１１１】
前記数が１０以上であることを特徴とする請求項１０８記載の方法。
【請求項１１２】
前記交流電位のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上でかつ約２０ｋＨｚ以下の周波数を持つことを特徴とする請求項１０４記載の方法。
【請求項１１３】
前記交流電位が、ｎ個の交流電位を含み、かつ前記第１値の決定が、関係式Ｈest＝ｃ0＋ｃ1Φ1…ｃnΦnを用いてグルコース濃度を決定し、
前記関係式中、Ｈestはヘマトクリット値であり、ｃ0、ｃ1、…ｃnは定数であり、Φ1…Φnはそれぞれｎ個の第１信号の各々に対するＡＣ位相角度応答であることを特徴とする請求項１０４記載の方法。
【請求項１１４】
第３値の前記決定が関係式ＰＲＥＤ＝（ａ0＋ｈｃｔ1Ｈest＋ｈｃｔ2Ｈest2＋ｔａｕ1ｄＴ＋ｔａｕ2ｄＴ2）＋（ａ1ＤＣ）（１＋ｈｃｔ3Ｈest＋ｈｃｔ4Ｈest2）（１＋ｔａｕ3ｄＴ＋ｔａｕ4ｄＴ2）を用いてグルコース濃度を決定し、
前記関係式中、ＰＲＥＤはグルコース濃度であり、ＤＣは第２アドミタンス応答であり、ａ0、ａ1、ｈｃｔ、ｈｃｔ2、ｈｃｔ3、ｈｃｔ4、ｔａｕ1、ｔａｕ2、ｔａｕ3およびｔａｕ4は定数であり、Ｈestはヘマトクリット値であり、ｄＴは温度値であることを特徴とする請求項１０４記載の方法。
【請求項１１５】
血液サンプルのグルコース濃度を決定する方法であって、
ａ）ＡＣ成分を有する前記１信号を、血液サンプルに印加する工程と、
ｂ）前記第１信号に対するＡＣ応答を測定する工程と、
ｃ）第２信号を血液サンプルに印加し、前記第２信号がＤＣ信号であって、
ｄ）前記第２信号に対するＤＣ応答を測定する工程と、
ｅ）血液サンプルのヘマトクリット値を、前記ＡＣ応答を用いて決定する工程と、
ｆ）血液サンプルの推定温度を、前記ヘマトクリット値および前記ＡＣ応答を用いて決定する工程と、および
ｇ）血液サンプルのグルコース濃度を、前記ヘマトクリット値、前記推定温度および前記ＤＣ応答を用いて決定する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１６】
前記第１信号が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項１１５記載の方法。
【請求項１１７】
前記第１信号および前記第２信号が、少なくとも部分的に同時に印加されることを特徴とする請求項１１５記載の方法。
【請求項１１８】
前記第１アドミタンス応答が、大きさおよび位相角情報を含むことを特徴とする請求項１１５記載の方法。
【請求項１１９】
前記第１信号が多数の周波数を含み、その数が１以上であることを特徴とする請求項１１５記載の方法。
【請求項１２０】
前記数が２以上でかつ５以下あることを特徴とする請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２１】
前記数が２以上でかつ１０以下あることを特徴とする請求項１１９記載の方法。
【請求項１２２】
前記数が１０以上であることを特徴とする請求項１１９記載の方法。
【請求項１２３】
前記第１信号のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上でかつ約２０ｋＨｚ以下の周波数を持つことを特徴とする請求項１１５記載の方法。
【請求項１２４】
前記第１信号がｎ個の第１信号を含み、前記工程（ｅ）が関係式Ｈest＝ｃ0＋ｃ1Φ1…ｃnΦnを用いヘマトクリット値を測定することを含み、
前記関係式中、Ｈestはヘマトクリット値であり、ｃ0、ｃ1、…ｃnは定数であり、Φ1…Φnはそれぞれｎ個の第１信号の各々に対するＡＣ位相角度応答であることを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
【請求項１２５】
前記工程（ｇ）が関係式ＰＲＥＤ＝（ａ0＋ｈｃｔ1Ｈest＋ｈｃｔ2Ｈest2＋ｔａｕ1ｄＴ＋ｔａｕ2ｄＴ2）＋（ａ1ＤＣ）（１＋ｈｃｔ3Ｈest＋ｈｃｔ4Ｈest2）（１＋ｔａｕ3ｄＴ＋ｔａｕ4ｄＴ2）を用いて、グルコース濃度を決定することを含み、
前記関係式中、ＰＲＥＤはグルコース濃度であり、ＤＣは第２アドミタンス応答であり、ａ0、ａ1、ｈｃｔ、ｈｃｔ2、ｈｃｔ3、ｈｃｔ4、ｔａｕ1、ｔａｕ2、ｔａｕ3およびｔａｕ4は定数であり、Ｈestはヘマトクリット値であり、ｄＴは血液サンプルの温度値であることを特徴とする請求項１１５記載の方法。
【請求項１２６】
血液サンプルのグルコース濃度を決定する方法であって、
ａ）血液サンプルを提供することであって、前記血液サンプルが０．４μｌと同等かそれ未満の最小体積であり、
ｂ）ＡＣ成分を有する信号を、前記血液サンプルに印加すること、
ｃ）前記信号に対するＡＣ応答を測定すること、および
ｄ）少なくともＡＣ応答を用いて、血液サンプルのグルコース濃度を決定することであって、前記決定が約３秒または約３秒以下の全テスト時間を有することを特徴とする方法。
【請求項１２７】
前記全テスト時間が、約１．９秒以内であることを特徴とする請求項１２６記載の方法。
【請求項１２８】
前記全テスト時間が、約１．５秒以内であることを特徴とする請求項１２６記載の方法。
【請求項１２９】
前記全テスト時間が、約１．１秒以内であることを特徴とする請求項１２６記載の方法。
【請求項１３０】
前記信号が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項１２６記載の方法。
【請求項１３１】
前記ＡＣ応答が、大きさおよび位相角情報を含むことを特徴とする請求項１２６記載の方法。
【請求項１３２】
前記ＡＣ応答が、位相角情報を含むことを特徴とする請求項１２６記載の方法。
【請求項１３３】
前記信号が多数の周波数を含み、その数が１以上であることを特徴とする請求項１２６記載の方法。
【請求項１３４】
前記数が２以上でかつ５以下あることを特徴とする請求項１３３記載の方法。
【請求項１３５】
前記数が２以上でかつ１０以下あることを特徴とする請求項１３３記載の方法。
【請求項１３６】
前記数が１０以上であることを特徴とする請求項１３３記載の方法。
【請求項１３７】
前記信号のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上でかつ約２０ｋＨｚ以下の周波数を持つことを特徴とする請求項１２６記載の方法。
【請求項１３８】
血液サンプルのグルコース濃度を決定する方法であって、
ａ）ＡＣ成分を有する信号を血液サンプルに印加すること、
ｂ）前記信号に対するＡＣ応答を測定すること、および
ｃ）少なくともＡＣ応答を用いて、血液サンプルのグルコース濃度を決定することであって、前記決定が約５．５秒または約５．５秒いかの全テスト時間を有することを特徴とする方法。
【請求項１３９】
前記全テスト時間が、約３秒以内であることを特徴とする請求項１３８記載の方法。
【請求項１４０】
前記全テスト時間が、約１．９秒以内であることを特徴とする請求項１３８記載の方法。
【請求項１４１】
前記全テスト時間が、約１．５秒以内であることを特徴とする請求項１３８記載の方法。
【請求項１４２】
前記全テスト時間が、約１．１秒以内であることを特徴とする請求項１３８記載の方法。
【請求項１４３】
前記信号が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項１３８記載の方法。
【請求項１４４】
前記ＡＣ応答が、大きさおよび位相角情報を含むことを特徴とする請求項１３８記載の方法。
【請求項１４５】
前記ＡＣ応答が、位相角情報を含むことを特徴とする請求項１３８記載の方法。
【請求項１４６】
前記信号が多数の周波数を含み、その数が１以上であることを特徴とする請求項１３８記載の方法。
【請求項１４７】
前記数が２以上で、かつ５以下あることを特徴とする請求項１４６に記載の方法。
【請求項１４８】
前記数が２以上で、かつ１０以下あることを特徴とする請求項１４６に記載の方法。
【請求項１４９】
前記数が１０以上であることを特徴とする請求項１４６記載の方法。
【請求項１５０】
前記信号のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上でかつ約２０ｋＨｚ以下の周波数を持つことを特徴とする請求項１３８記載の方法。
【請求項１５１】
生物学的流体の医学的に有意な成分の濃度を決定する方法であって、
流体サンプルを受け取るセルを設けること、
医学的に有意な成分と反応する化学的性質と、医学的に有意な成分と前記化学的性質との反応が評価されうる第１ターミナルおよび第２ターミナルとをセルに設けること、
前記セルの前記第１および第２ターミナルにそれぞれ補完的な第１および第２ターミナルを持った装置を設け、前記装置の前記第１および第２ターミナルのそれぞれと前記セルの前記第１および第２ターミナルのセルとを接触させる配置が、前記装置により前記反応の評価を可能にすること、および
前記装置の前記第１および第２ターミナルにわたって第１信号を印加し、前記第１信号に対する前記セルの応答における前記サンプルの属性を決定し、また前記サンプルの属性の表示を生成するように構成された評価制御器を前記装置に設けることを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５２】
前記第１信号が、ＡＣ成分を含むことを特徴とする請求項１５１記載の方法。
【請求項１５３】
第１信号が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項１５１記載の方法。
【請求項１５４】
生物学的流体の医学的に有意な成分の濃度を決定する方法であって、
ａ）ＡＣ成分を有する第１信号を、前記生物学的流体に印加する工程と、
ｂ）前記第１信号に対する第１応答を測定する工程、および
ｃ）前記第１応答に基づいて、生物学的流体の属性を決定することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５５】
前記第１信号が、ＡＣ信号であることを特徴とする請求項１５４記載の方法。
【請求項１５６】
前記第１応答が、大きさおよび位相角情報を含むことを特徴とする請求項１５４記載の方法。
【請求項１５７】
前記第１応答が、アドミタンス測定を含むことを特徴とする請求項１５４記載の方法。
【請求項１５８】
前記第１信号のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上でかつ約２０ｋＨｚ以下の周波数を持つことを特徴とする請求項１５４記載の方法。
【請求項１５９】
前記生物学的流体が、血液であることを特徴とする請求項１５４記載の方法。
【請求項１６０】
前記生物学的流体を、試薬と反応させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項１５４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願に対する参考文献］
本出願は、２００２年１０月４日に出願された米国特許出願第１０／２６４，８９０号の一部継続出願であり、それは、２０００年４月２４日に出願された米国特許出願第０９／５３０，１７１号の分割出願であり、それは、１９９８年１２月２１日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９８／２７２０３の米国国内段階であり、それは、１９９７年１２月２２日に出願された（現在は、放棄されている）米国特許出願第０８／９９６，２８０号の一部継続出願であり、またこれらの出願の各々から優先権メリットを請求している。本出願は、２００３年６月２０日に出願された米国特許仮出願第６０／４８０，２９８号にも優先権を主張している。これらの出願の各々の内容はここに参照により組み入れられる。
【０００２】
［技術分野］
本発明は、流体中の検体の濃度を測定するときに使用する測定方法および装置に関するものである。さらに、詳細には、本発明は、排他的ではないが、血液中のグルコースの濃度を測定するために使用される方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
物質濃度の測定、特に他の交絡した物質の存在下での物質の濃度の測定は、多くの分野で、特に医学的診断において重要である。たとえば、血液などの体液中のグルコースの測定は、糖尿病の有効的治療のために、不可欠なものである。
【０００４】
糖尿病治療は、典型的には２つのタイプのインシュリン治療：根本的治療および食事時間治療を含んでいる。根本的インシュリンは、就寝前にしばしば取られる連続的な、たとえば、時放性インシュリンに言及する。食事時間インシュリン治療は、糖および炭化水素の新陳代謝を含めた種々の因子により生じる血液グルコースの変動を規制するために、より早く作用するインシュリンの追加の投与を提供する。血液グルコースの変動の適当な規制は、血液中のグルコース濃度の正確な測定を必要とする。そのようにすることを仕損じると、盲目および極端な循環の損失を含めた極度の合併症を生じうることになり、最終的には、糖尿病患者が、彼のあるいは彼女の指、手、足などを使用することを、奪ってしまうことになる。
【０００５】
たとえば、グルコースなどの血液サンプル中の検体濃度を測定するためには、多くの方法が、公知である。このような方法は、典型的には、２つの範疇：光学的方法および電気化学的方法に集約される。光学的方法は、一般的には、試薬中のスペクトルシフトを観察するために、反射あるいは吸収スペクトルを含む。そのようなシフトは、検体の濃度を示す色変化を生じる化学変化により生じる。電気化学的方法は、一般的には、二者択一的に、検体の濃度を示す電流応答あるいは電量応答を含む。たとえば、コロンブス(Columbus)の米国特許第４，２３３，０２９号、ペース(Pace)の米国特許第４，２２５，４１０号、コロンブス(Columbus)の米国特許第４，３２３，５３６号、マグリー(Muggli)の米国特許第４，００８，４４８号、リリヤ(Lilya)らの米国特許第４，６５４，１９７号、スズミンスキー(Szuminsky)らの米国特許第５，１０８，５６４号、ナンカイ(Nankai)らの米国特許第５，１２０，４２０、スズミンスキー(Szuminski)らの米国特許第５，１２８，０１５号、ホワイト(White)の米国特許第５，２４３，５１６号、デイーボルド(Diebold)らの米国特許第５，４３７，９９９号、ポールマン(Pollmann)らの米国特許第５，２８８，６３６号、カーター(Carter)らの米国特許第５，６２８，８９０号、ヒル(Hill)らの米国特許第５，６８２，８８４号、ヒル(Hill)らの米国特許第５，７２７，５４８号、クリスモア(Crismore)らの米国特許第５，９９７，８１７号、フジワラ(Fujiwara)らの米国特許第６，００４，４４１号、プリーデル(Priedel)らの米国特許第４，９１９，７７０号、およびシー(Shieh)の米国特許第６，０５４，０３９号を参照のこと、またこれらは、ここに、そっくり参照として組み入れられている。
【０００６】
血液中の化学物質の濃度を測定する電気化学的方法の重要な制限は、検体および試薬の種々の活性成分の拡散に対する交絡変数の効果である。たとえば、血液サンプルの形状および状態は、濃度対信号マップ関数をベースとしたものに密接に対応していなければならない。
【０００７】
血液サンプルの形状は、典型的には、テスト装置のサンプル受け取り部分により制御される。血液グルコース計の場合、たとえば、血液サンプルは、典型的には、計器中に差し込む使い捨てテストストリップ上に置かれる。テストストリップは、サンプルの形状を定めるためのサンプル室（毛細管充填スペース）を持っていても良い。２者択一的には、サンプルの形状の効果は、効果的に無限のサンプルサイズを保証することにより、制限しても良い。たとえば、検体を測定するために使用される電極は、テストストリップの血液の滴が電極を越えてあらゆる方向に実質的に広がるように、近接して間隔をあけておいても良い。しかしながら、サンプルによる測定電極の適切なカバー性を確保することは、正確なテスト結果を達成するために、重要な因子である。このことが、特に毛細管充填スペースを用いた場合に、過去において問題となること判明した。
【０００８】
血液グルコース測定の精度に対する制限の他の例は、血液組成あるいは状態（測定される態様以外）中の変化を包含する。たとえば、ヘマトクリット（赤血球の濃度）中の変化、あるいは血液中の他の化学物質の濃度の変化が、血液サンプルの信号発生に影響を及ぼすことがある。血液サンプルの温度における変化は、血液化学物質の測定での交絡変数の他の例である。
【０００９】
このようにして、温度、ヘマトクリットおよび血液中の他の化学物質の濃度における変化を包含した交絡変数の存在下でさえも、正確に血液グルコースを測定するシステムおよび方法が、必要とされている。特に、毛細管充填装置中のサンプルによる測定電極の適切なカバー性を確かめるためのシステムおよび方法もまた必要とされている。流体中の検体を正確に測定するシステムおよび方法が、同様に必要とされている。本発明の目的は、そのようなシステムおよび方法を提供することである。
【発明の開示】
【００１０】
本発明の１つの実施形態において、生物学的流体の医学的に有意な成分の濃度を決定する方法が開示されており、測定方法は、ａ）ＡＣ成分を持つ第１信号を、前記生物学的流体に印加すること、ｂ）前記第１信号に対する第１応答を測定すること、ｃ）第２信号を前記生物学的流体に印加し、前記第２信号がＤＣ信号であること、ｄ）前記第２信号に対する第２応答を測定すること、および前記第１応答を前記第２応答に組み合わせて、医学的に有意な成分の濃度の表示を生じることを含む。
【００１１】
本発明の他の１つの実施形態において、生物学的流体テストサンプルの測定方法を開示しており、前記方法は、前記生物学的流体テストサンプルの第１電気的応答を測定すること、前記第１電気的応答はＡＣ成分を有すること、前記テストサンプルの第２電気的応答を測定すること、および少なくとも部分的には前記第１電気的応答と前記第２電気的応答に基づいて、テストサンプルのグルコース濃度を表示する値を決定することを含む。
【００１２】
本発明の他の１つの実施形態において、生物学的流体テストサンプルを決定する方法を開示しており、前記方法は、第１テスト信号に対する前記生物学的流体テストサンプルの第１電気的応答を測定すること、第１テスト信号はＡＣ成分を持つこと、第２テスト信号に対する前記テストサンプルの第２電気的応答を測定すること、および少なくとも部分的には、前記第１電気的応答と前記第２電気的応答に基づいて、テストサンプル中のグルコース濃度を表示する値を決定することを含む。
【００１３】
本発明の１つの実施形態において、生物学的流体の検体濃度の決定方法を開示しており、前記方法は、第１交互信号を生物学的流体に印加すること、第１信号に対する応答を測定すること、ＤＣ成分を持つ第２信号を、生物学的流体に印加すること、第２信号に対する応答を測定すること、および前記第１信号に対する応答および前記第２信号に対する応答を解析し、検体濃度の表示を生み出すことを含む。
【００１４】
本発明のさらに他の実施形態において、血液サンプルのグルコース濃度の決定方法を開示しており、前記方法は、第１信号を、血液サンプルに対して印加すること、第１信号はＡＣ成分を持つこと、第１信号に対する第１応答を測定すること、第２信号を、血液サンプルに対して印加すること、第２信号は、ＡＣ成分を持つこと、第２信号に対する第２応答を測定すること、第３信号を、血液サンプルに対して印加すること、第３信号は、ＤＣ成分を持つこと、第３信号に対する第３応答を測定すること、および少なくとも部分的には、前記第１応答と前記第２応答と第３応答に基づいて、血液中のグルコース濃度を表示する値を決定することを含む。
【００１５】
本発明の他の実施形態において、血液サンプルのグルコース濃度を決定する装置を開示しており、前記装置は、血液サンプルを受け取るために適応されるテスト室と、ＡＣ成分を持つ第１テスト信号およびＤＣ成分を持つ第２テスト信号を、テスト室中に受け取られるサンプル上の血液サンプルに対して印加するために適応される第１電極回路と、第１テスト信号に対する第１応答および第２テスト信号に対する第２応答を測定するために適応される第２電極回路と、および前記第１応答と前記第２応答を処理して、血液サンプル中のグルコース濃度を表示する値を決定するために適応されるプロセッサとを含む。
【００１６】
本発明の他の実施形態において、血液サンプルのヘマトクリット値を決定する方法を開示しており、前記方法は、（ａ）ＡＣ成分を持つ第１信号を、血液サンプルに対して印加すること、（ｂ）第１信号に対するＡＣ応答を測定すること、（ｃ）血液サンプルの温度を測定すること、および（ｄ）ＡＣ応答および温度を用いて、血液サンプルのヘマトクリット値を決定することを含む。
【００１７】
本発明のさらに他の実施形態において、血液サンプルのグルコース濃度を決定する方法を開示しており、前記方法は、第１交流電位を、血液サンプルに対して印加すること、交流電位に対する第１応答を測定すること、ＤＣ電位を、血液サンプルに対して印加すること、ＤＣ電位に対する第２応答を測定することと、血液サンプルのヘマトクリット含有量に関係する第１値を、第１応答を用いて決定すること、血液サンプルの温度に関係する第２値を、第１値および第１応答を用いて決定すること、血液サンプルのグルコース濃度に関する第３値を、第１値、第２値および第３応答を用いて測定することを含む。
【００１８】
本発明の他の実施形態において、血液サンプルのグルコース濃度を決定する方法を開示しており、前記方法は、ａ）ＡＣ成分を有する前記１信号を、血液サンプルに対して印加する工程と、ｂ）前記第１信号に対するＡＣ応答を測定する工程と、ｃ）第２信号を、血液サンプルに対して印加する工程であって、前記第２信号はＤＣ信号であり、ｄ）前記第２信号に対するＤＣ応答を決定する工程と、ｄ）血液サンプルのヘマトクリット値を、前記ＡＣ応答を用いて決定する工程と、ｅ）血液サンプルの推定温度を、前記ヘマトクリット値および前記ＡＣ応答を用いて決定する工程と、および血液サンプルのグルコース濃度を、前記ヘマトクリット値、前記推定温度および前記ＤＣ応答を用いて、決定する工程とを含む。
【００１９】
本発明の他の実施形態において、血液サンプルのグルコース濃度を決定する方法を開示しており、前記方法は、前記血液サンプルを提供し、血液サンプルが、０．４μｌと同等かそれ未満の最小体積であって、ａ）ＡＣ成分を有する信号を、前記血液サンプルに対して印加すること、ｂ）前記信号に対するＡＣ応答を測定すること、および少なくともＡＣ応答を用いて、血液サンプルのグルコース濃度を決定することを含み、前記決定が約３秒以内である。
【００２０】
本発明のさらに他の実施形態において、血液サンプルのグルコース濃度を決定する方法を開示しており、前記方法は、ＡＣ成分を有する信号を、血液サンプルに対して印加すること、ａ）前記信号に対するＡＣ応答を測定すること、および測定が、少なくともＡＣ応答を用いて、血液サンプルのグルコース濃度を決定し、全テスト時間が約５．５秒以内である。
【００２１】
本発明の他の実施形態において、生物学的流体の医学的に有意な成分の濃度を決定する方法を開示しており、前記方法は、流体サンプルを受け取るセルを設けること、医学的に有意な成分と反応する化学的性質と、医学的に有意な成分と前記化学的性質との反応が、評価されうる第１ターミナルおよび第２ターミナルとをセル上に設けること、それぞれの前記セルの前記第１および第２ターミナルに補完的な第１および第２ターミナルを持った装置を設け、前記装置の前記第１および第２ターミナルのそれぞれと前記セルの前記第１および第２ターミナルとを接触させるように置くことにより、前記装置により前記反応の評価を可能にすること、および前記装置の前記第１および第２ターミナルを横断して第１信号を印加し、前記第１信号に対する前記セルの応答における前記サンプルの属性を決定し、また前記サンプルの属性の表示を生成するように設計された評価制御器、前記装置に設けることを含む。
【００２２】
本発明のさらに他の実施形態において、生物学的流体の医学的に有意な成分の濃度を決定する方法を開示しており、前記方法は、ＡＣ成分を有する第１信号を、前記生物学的流体に対して印加する工程と、ａ）前記第１信号に対する第１応答を測定する工程、および前記第１応答に基づいて、生物学的流体の属性を決定することを含む。
【００２３】
本発明は、同伴する図を参照して、例示のみによりさらに記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の原理の理解を促進する目的のために、図に示された実施形態を参照し、かつ実施形態を記述するために、特定の語彙を使用する。にもかかわらず、本発明の範囲は、それによりなんら制限されるものではない。いかなる変更および記述されあるいは図示された実施形態のさらなる改質およびここに示された発明の原理の更なる応用は、発明に関連する当業者なら通常考慮されるものであり、保護されるものとする。特に、本発明は、血液グルコース計量器について考察されているが、本発明は、他の検体および他のサンプルタイプを測定するための装置を用いて使用できるということが、考慮されている。このような代わりの実施形態は、当業者にとって明白な適応を、ここに考察された実施形態に必要としている。
【００２５】
「電気化学的バイオセンサーに関する装置および方法（２００３年６月２０日に出願された出願番号第６０／４８０，２４３号）」とタイトル付けられた米国特許仮出願および「検体センサーに関する装置および方法」（２００３年６月２０日に出願された出願番号第６０／４８０，３９７号）」の全開示は、ここに、言及してそのまま組み入れられる。
【００２６】
本発明によるシステムおよび方法は、流体中の検体の正確な測定を可能にする。特に、エラーを生じる干渉物の存在にもかかわらず、検体の分析が依然として正確である。たとえば、本発明による血液グルコース計量器は、血液グルコースの濃度を、典型的にはサンプルの温度およびヘマトクリットレベルの変化により生じるエラーも無く測定する。血液グルコースの正確な測定は、糖尿病における盲目の防御、循環の損失および血液グルコースの不充分な規制の他の合併症に対してきわめて価値がある。本発明によるシステムおよび方法さらなる利点は、測定が、より迅速に、かつより少ないサンプル体積で実施可能であり、糖尿病患者が、血液グルコースをより簡便に測定できることである。同様に、血液、尿、他の生物学的流体中の他の検体の正確な、かつ迅速な測定は、改良された診断と広い範囲な病状の治療を提供する。
【００２７】
電気化学的血液グルコース計量器は、典型的には（必ずしも常にではないが）、試薬の存在下で血液サンプルの電気化学的応答を測定するということ理解される。この試薬は、グルコースと反応して、血液中には存在しない電荷キャリヤを生じる。したがって、所与の信号の存在下での電気化学的応答は、主として、血液グルコースの濃度に依存している。しかし、副次的に、所与の信号に対する血液の電気化学的応答は、ヘマトクリットおよび温度を含めた他の因子に依存している。たとえば、米国特許第５，２４３，５１６号、米国特許第５，２８８，６３６号、米国特許第５，３５２，３５１号、米国特許第５，３８５，８４６号および米国特許第５，５０８，１７１号を参照することまた、それらは、血液グルコースの測定に対するヘマトクリットの交絡効果を考察し、参照することにより、全体がここに組み入れられる。さらに、ある他の化学物質は、たとえば、尿酸、ビリルビンおよび酸素を含めた血液サンプルを経由して、電荷キャリヤの移送に影響を与え、これにより、グルコースの測定においてエラーを生じることになる。
【００２８】
本発明による血液グルコースを測定するための好ましい実施形態のシステムおよび方法は、血液サンプルのインピーダンス（それから、アドミタンスおよび位相角が、由来している）に対して、種々の因子の寄与の信号依存性を使用することにより、一般に動作する。血液サンプルのインピーダンスに対する種々の因子の寄与は、印加される信号の関数であるから、交絡因子の影響（すなわち、測定しようとする因子以外のもの）は、多重信号に対する血液サンプルのインピーダンスを測定することにより実質的に減少させることが出来る。特に、交絡因子の影響（主として、温度およびヘマトクリット、しかしながら酸素のような化学干渉物も含む）は、主として、サンプルの抵抗に寄与するが、一方、グルコース依存性の反応は、主として、キャパシタンスに対して寄与する。このようにして、交絡因子の影響は、単独あるいはＤＣ励起と組み合わせて、ＡＣ励起に対して、血液サンプルのインピーダンスを測定することにより除去できる。そこで、ＡＣ信号のインピーダンス（あるいはインピーダンス由来のアドミタンスおよび位相情報）は、干渉物の影響に対するＤＣ信号あるいはＡＣ由来のキャパシタンンスを補正するために使用される。
【００２９】
充分に高いＡＣ周波数における測定は、サンプルのインピーダンスの容量性の成分に相対的に鈍感であり、一方、低周波数（ＤＣを含む）測定は、サンプルインピーダンスの抵抗性成分および容量性成分の両者に対して、敏感さが増加する（周波数が減少するにつれて）ということは、理解されるであろう。インピーダンスの抵抗性成分および容量性成分は、多数の周波数におけるインピーダンスを測定することにより、より良く単離出来る。しかし、計器類のコストおよび複雑さは測定数が増加し、かつ発生される必要のある周波数が増加するにしたがって増加する。このようにして、現在好ましい実施形態においては、インピーダンスは、１０以上の周波数において測定されても良いが、好ましくは、２から１０の周波数のあいだで、またさらに好ましくは、２から５の周波数のあいだであることが最も好ましい。
【００３０】
ここで使用されるように、「ＡＣ成分を有する信号」という語句は、幾分かの交流電位（電圧）部分を持っている信号を言う。たとえば、信号は、１００％の交流電位（電圧）を持っておりＤＣ部分の無い「ＡＣ信号」であっても良く、前記信号は、時間的に分離されたＡＣ部分およびＤＣ部分を持っていても良く、あるいは前記信号は、ＤＣオフセットを持ったＡＣであっても良い（ＡＣおよびＤＣ信号は、重ねあわされる）。
【００３１】
一連のＡＣおよびＤＣ信号を用いたサンプル測定
図１は、本発明によるシステムおよび方法において使用に適した好ましい実施形態の励起を示しており、一般的に１００で示され、その中で、ＤＣ励起およびＡＣ励起の４周波数が使用されている。図１は、励起が、適当な試薬と混合された全血液のサンプルに印加される際の、励起に対する典型的な応答をも図示しており、応答は一般的に１０２示される。相対的に高い周波数の信号が、時刻１０１で開始して印加される。好ましい実施形態においては、周波数は、約１０ｋＨｚから約２０ｋＨｚのあいだであり、また約１２．４ｍＶと約５６．６ｍＶとのあいだの振幅を持っている。２０ｋＨｚの周波数は、図１の例で使用されている。当業者らは、これらの値が、セル形状および特定のセル化学などの種々のパラメータに対して最適化されることを理解するであろう。
【００３２】
時刻１１０において、テストストリップは、計量器中に挿入され、グルコース計量器中へのテストストリップの挿入に対するいくつかの可能な応答が示される。テストストリップは、励起信号１００が、開始する前に（すなわち、時間１０１の前に）挿入しても良いが、テストストリップ自身が、ストリップとしての適合性に対するコントロールとしてテストされることが有利であるということは、高く評価されるであろう。したがって、励起信号１００は、テストストリップを挿入する前に開始されることが望ましい。たとえば、１１２において示しているように、前記ストリップが、テストストリップが事前投与されるか、あるいは環境の水分のために湿潤している場合は、相対的に大きな電流漏洩が生じ得る。もしテストストリップに事前投与し、かつ大いにあるいは完全に乾燥した場合には、１１４に示しているように、中間電流漏洩が生じ得る。理想的には、テストストリップの挿入は、１１６に示すように、テスト電極間の電荷キャリヤの予期された欠如のために、漏洩電流を生じないかあるいは無視できる漏洩電流を生じる。所定の閾値レベル以上の測定電流漏洩は、表示されるエラーメッセージを生じ、またテストの継続を防ぐことが好ましい。
【００３３】
適当なテストストリップがひとたび挿入されると、時刻１２０に示されるように、使用者はテストストリップに投与する。血液サンプルが、電極をカバーすると、グルコースが試薬と反応し、接触面積が最大にまで増加するにしたがい、電流応答が急速に増加する。応答電流は、安定な状態に到達し、これはこの周波数におけるサンプルのインピーダンスを示している。この測定が行われ、テストメーターがこれを記録すると、好ましい実施形態においては、励起周波数は、時刻１３０に示されているように、約１０ｋＨｚにまで減少させられる。第３測定を行い、これをテストメーターが記録する。第４測定は、好ましい実施形態においては、時刻１５０に示すように、約１ｋＨｚで行われる。好ましい実施形態においては、測定は、規則的な間隔（たとえば、１サイクルにつき１０点）で行われる。安定な状態応答は、電流あるいは電圧（好ましくは、大きさと位相の両方で）として測定され、かつインピーダンスおよび／あるいはアドミタンスが、そこから計算できるということが理解されるであろう。本明細書および請求項は、インピーダンス、あるいはアドミタンス（大きさおよび／あるいは位相）抵抗、伝導度、電流あるいは電荷としてＡＣ応答を、また電流、電荷抵抗あるいは伝導度としてＤＣ応答を選択的に言及しているが、当業者であれば、これらの測定は交換可能であり、どの尺度を使用しているかということを説明するために、測定と補正数学を調整することのみが必要になることを認識する。好ましい実施形態においては、テストメーターは、１つの電極に電圧を印加し、かつ他の電極における電流応答を測定することで、ＡＣ応答およびＤＣ応答を得る。
【００３４】
ある代替の実施形態においては、測定は、より少ない周波数あるいはより多い周波数にて行われる。測定は少なくとも２つの周波数で、少なくとも１次数離れて行われるのが好ましい。２つ以上のＡＣ周波数を使用するときには、最大周波数および最小周波数が、少なくとも１次数離れていることが好ましい。
【００３５】
たとえば、正弦波形、台形、三角形、四角形およびろ過された四角形を含む種々の波形が、ＡＣ信号に使用されるということが理解されるであろう。現在の好ましい実施形態においては、ＡＣ信号は、正弦波形に近似するろ過された四角形の波形をしている。この波形は、四角形波発生器および１つ以上のフィルターを使用して、真の正弦波形以上に経済的に発生できる。
【００３６】
全ての４つのＡＣ測定が行われると、１６０に示されるように、信号は、短時間にゼロ振幅まで減少されることが好ましい。そこで、１７０に示されるように、ＤＣ励起が始まる。ＤＣ励起の振幅は、生じる応答あるいは応答堅牢性を最大にするために、使用される試薬に基づいて選択されるのが、有利である。たとえば、フェリシアナイドが、２電流測定システム中に使用されるとすると、ＤＣ振幅は、約３００ｍＶになるのが好ましい。たとえば、他の例では、ニトロソアニリン誘導体が、２電流測定システム中に使用されるとすると、ＤＣ振幅は約５００から５５０ｍＶになるのが好ましい。代わりの例においては、第３参照電極が使用されると、ＤＣ振幅は、フェリシアナイドに対しては６００ｍＶ（銀／塩化銀参照電極に対して）およびニトロソアニリン誘導体に対して４０から１００ｍＶ（銀／塩化銀参照電極に対して）であることが、好ましい。ＤＣ励起のあいだ、測定は１００ポイント／秒の速度で行われるのが、好ましい。反応が、作用電極の次の未反応グルコースの拡散により制限されるので、電流応答は、減衰曲線にしたがう（コットレル曲線として知られている）。得られる安定状態振幅（測定されあるいは推定された）は、技術に公知であるように、サンプルのグルコース推定を決定するために使用される。そこで、血液中のグルコース濃度により近接して対応する補正された推定は、以下により詳細に説明されているように、干渉物の影響を補正するためのＡＣ信号に対するサンプルのインピーダンスを使用することにより決定される。
【００３７】
本発明による方法は、他の検体の濃度および他の流体中の濃度を測定するためにも使用されるということが理解されるであろう。たとえば、本発明による方法は、尿、唾液、脊髄液などの中の医療的に有意な検体の濃度を測定するために使用してもよい。同様に、試薬の適当な選択により、本発明による方法は、たとえば、乳酸、ヒドロキシ酪酸などの濃度を測定するために適用される。
【００３８】
同時に印加されたＡＣ信号およびＤＣ信号を用いたサンプル測定
少なくとも、印加されたＤＣおよびＡＣ成分のいくつかは、同時に印加できることが理解されよう。図２は、本発明によるシステムおよび方法において使用するために適した励起信号を図示しており、そこでは、ＡＣおよびＤＣ成分のいくつかは、同時に印加され、一般的に２００で示され、図１中に対応して番号を付される対応するイベントを持っている（たとえば、信号２００は、時刻２０１に開始されまた、ストリップは、時刻２１０において挿入されるなど）。信号１００の場合のように、信号２００は、約１０から２０ｋＨｚの周波数を持ち、かつ約１２．４から５６．６ｍＶの振幅を持っている。しかし、前記ストリップが、投与された後には、時刻２２０に示されるように、ＤＣオフセットが、２７０において示されるように、重ねあわされる。典型的なＡＣおよびＤＣ応答が図２に示されている。ＡＣおよびＤＣ応答は同時に測定され、かつ数学的に解析され、またインピーダンス（アドミタンスの大きさおよび位相）および電流的あるいは電量的応答を決定するために使用される。
【００３９】
本発明による血液グルコースの測定用システムは、ロッシュ・ダイアグノスティクス社から市販されているものなど、およびここにそのまま丸ごと組み入れている米国特許第６，２７０，６３７号および米国特許第５，９８９，９１７号中に記載されているようなものなど、先行技術システム中に使用されているものと一般的に類似する血液グルコース計量器およびテストストリップを用いることが有利である。これらのテストストリップは、血液サンプルをテスト用に受け取るサンプルセルと励起信号が提供され測定が行われるサンプルセル内に配置された電極を持つ装置を提供する。当業者達は、これらのテストストリップおよび計量器は、血液中のグルコースの測定のために有利に使用されるが、本発明を実施するに当たり、他の装置が他の検体あるいは他の流体測定用により適していることが理解されよう。
【００４０】
適当なグルコース計量器は、以上で述べてきたものなどのように、ＡＣ成分およびＤＣ成分有する信号を発生し、測定する電気回路の添加により、公知の計量器から適用され、以下により詳細に記述するように、ＡＣ測定を用いてＤＣ測定を補正するようにプログラムすることにより適用される。テストストリップの特定の形状およびテストストリップの化学性は、グルコースの濃度、ヘマトクリットおよび温度とサンプルのインピーダンスの関係における種々の変化を生じさせうることが理解されよう。このようにして、テストストリップの形状と化学性の所与の組み合わせが較正されねばならないし、かつ計量器が、対応するアルゴリズムを用いてプログラムされねばならない。たとえば、本発明は、可能な置換の例を挙げると、１）ＡＣのみ、２）ＡＣの後にＤＣ，３）ＡＣ後ＤＣ後ＡＣ、４）ＤＣ後ＡＣ、および５）ＤＣオフセットを用いたＡＣの印加を包含している。
【００４１】
ＤＣ測定に対する干渉物の効果に対する補正のための複合ＡＣインピーダンス測定データの使用は、次の１連の例により有利に説明される。これらの例は、本発明の原理が、テスト標本中の検体濃度を測定する時に、如何に精度の向上およびテスト速度の向上に役立つかということを示している。次の例は、血液グルコース測定に際してのヘマトクリットおよび温度の干渉効果を補正することに関係しているが、当業者は、本発明の教示は、血液グルコース測定中および他の検体測定での他の干渉物の影響に対する補正に等しく有用であることを認めるであろう。さらに、本明細書および請求項は、「ヘマトクリット値の定量」および「温度の決定」などの工程に言及している。例としてのヘマトクリット値の使用に対して、そのようなステートメントは、実際のヘマトクリット値の決定を含むだけでなく、いくつかの名目上の点に対するヘマトクリット補正因子を包含していることを意図している。換言すれば、本プロセスは、サンプルのヘマトクリット値に等しい数には、実際には決して到達しないが、その代わりに、サンプルヘマトクリット値が、ある量だけ名目上の値から異なっているものを測定する。両者の概念は、「ヘマトクリット値を決定する」などというステートメントによりカバーされることを意図している。
【００４２】
実施例１：ＤＣのみ測定投与応答研究
実施例１で行われた測定は、図３Ａおよび３Ｂ中に図示され、かつ３００で一般的に示されているテストストリップを用いて行った。テストストリップ３００は、ここで参照することにより組み入れられた米国特許第５，９９７，８１７号中に記載されているように、相対的に厚い膜試薬を含む毛細管充填スペース、および作用電極および対極を含んでいる。このテストストリップ３００は、ロッシュ・ディアグノスティクス  コーポレーション（インディアナ州、インディアナポリス市）からComfort Curve（登録商標）として市販されているものである。使用されたフェリシアナイド試薬は、表ＩおよびＩＩ中に記載された組成を持っていた。
【００４３】
【表１】
2007524825.tif 000003
【００４４】
【表２】
2007524825.tif 000004
【００４５】
測定においては、血液サンプルは、テストストリップ３００に適用されまた図４に示されている励起電位は、電極に印加された。励起は、サンプル適用後０秒から約４．５秒のあいだに印加された２ｋＨｚ、４０ｍＶrms（５６．５６ｍＶピーク）のＡＣ信号を含み、続いて、その後印加された３００ｍＶのＤＣ信号を含む。しかし、この例の計算に対しては、ＤＣ測定データのみを分析した。
【００４６】
最小限必要なＤＣ励起時間を決定するために、「投与応答」研究を行った。その中では、グリコール化された（グルコースを使い尽くした）血液を、別々の分割単位に分割し、また血液サンプル中に異なった５つの既知のレベルのグルコースを得るために、制御されたレベルのグルコースを添加した。２つのパラメータを変化させたとき、得られるＤＣ電流プロファイルを調べた。第１パラメータは、培養時間あるいはテストストリップ３００に対して適用された血液サンプルの検出とテストストリップ３００へのＤＣ電位の印加とのあいだの時間であった。変化される第２パラメータは、読み取り時間であって、あるいは、ＤＣ電位の印加後と得られる電流の測定のあいだの時間であった。テストストリップに対して適用された血液サンプルの検出と濃度決定計算に使用される最後の測定間の時間の長さが、全テスト時間である。したがって、本研究においては、培養時間と読み取り時間との和が、全テスト時間である。この研究の結果は、図５および図６に示している。
【００４７】
図５では、ＤＣ応答は、培養時間なしで測定された（読み取り時間＝全テスト時間）。図５は、相関係数ｒ2対読み取り時間をプロットしている。見られるごとく、相関係数は、１．０秒以内に０．９５秒を越えている。図６には、ＤＣ応答が、培養時間を変化させて測定した。培養時間が、与えられると（培養時間が、２秒程度の短時間であったとしても）、このｒ2値は、ＤＣ電位の印加後、０．５秒またはそれ以内に０．９９超にまで上昇した。
【００４８】
しかし、消費者グルコーステスト装置におけるこのような迅速テスト時間の実行に対する障壁は、サンプル中の血液セルの存在から、干渉レベルの血液サンプルまでの血液サンプルの変化である。ヘマトクリット（細胞対血漿からなる血液サンプルの体積％）は、個人個人で変化する。このような測定上でのヘマトクリットの干渉影響はかなり複雑である。しかし、実施例１のテストにおいて、全てのサンプルは、同一レベルのヘマトクリットを含んでいた。異なるグルコースレベルにおける可変のヘマトクリット影響を持たない場合、ヘマトクリット項は、相関数字中で相殺される。
【００４９】
実施例２：毛細管血液サンプルの組み合わされたＡＣおよびＤＣ測定
実施例２で行われた測定も、図３Ａおよび３Ｂ中に図示され、３００で一般的に示されているテストストリップを用いて行った。上述したように、テストストリップ３００は、ここで参照することにより組み入れられた米国特許第５，９９７，８１７号中に記載されているように、相対的に厚い膜試薬を含む毛細管充填スペース、および作用電極および対極を含んでいる。
【００５０】
測定においては、種々の指先ドナーからの毛細管血液サンプルが、テストストリップ３００に適用されまた図４中に示された励起電位が、電極に印加された。励起は、サンプル適用後０秒から４．５秒のあいだに印加された２ｋＨｚ、４０ｍＶrmsのＡＣ信号を含み、続いて、その後３００ｍＶのＤＣ信号が印加された。
【００５１】
この実施例２においては、サンプルのＡＣ応答は、アドミタンス（インピーダンスの逆数）として導き出された。アドミタンス応答は、温度依存性の様式でサンプルのヘマトクリットレベルに比例している。アドミタンス、ヘマトクリットおよびテスト温度とのあいだの関係は、図７中に図示されている。図７中に図示されているアドミタンスのために使用されるデータが、図４中に示された励起のＡＣ部分のあいだに各サンプルに対して行われた最後のアドミタンス測定である。
【００５２】
このデータの回帰分析により、次の式によるアドミタンス、ヘマトクリットおよび温度の関係が得られる。
【００５３】
【数１】
2007524825.tif 000005
【００５４】
血液ヘマトクリットを予測するためにこの関係を使用することは、計量器中の温度センサーおよび測定されたアドミタンスにより報告されるテスト温度データを用いて達成される。式１中、ｃ0、ｃ1およびｃ2は、定数であり、かつｄＴは、「名目」（たとえば、２４℃）として定義される中央から温度での偏差であり、またＨestは、同様に「名目」値からのヘマトクリットでの予測された偏差である。本目的に対して、ヘマトクリットの実際の値は、必要ではなく、また名目ヘマトクリットに比例するが、その周りに集まる応答を生じることが、一般的に好ましい。このようにして、７０％ヘマトクリットに対しては、４２％の名目値からの偏差は２８％であり、一方逆に、２０％ヘマトクリットに対して、同じ名目値からの偏差は、−２２％であろう。
【００５５】
式１を使用して、ヘマトクリットレベルを推定するためにＡＣアドミタンス測定を使用することにより、ＤＣグルコースの正確さは、ＤＣ応答においてのヘマトクリット干渉に対しての次のように補正するために、推定ヘマトクリット、温度およびＤＣ応答を組み合わせることにより大いに向上できる。
【００５６】
【数２】
2007524825.tif 000006
式中、ＤＣは、印加されたＤＣ信号に対する測定されたグルコース電流応答であり、またＰＲＥＤは、ヘマトクリットおよび温度の影響に対して補正される補償された（予測される）グルコース応答である。式２中の定数（ａ0、ｈｃｔ1、ｈｃｔ2、ｔａｕ1、ｔａｕ2、ａ1、ｈｃｔ3、ｈｃｔ4、ｔａｕ3、およびｔａｕ4）は、技術で公知のように、回帰分析を用いることにより決定することが出来る。
【００５７】
図８は、温度が変化する際の（ＡＣ測定データを無視して）、全ての毛細管血液サンプルの未補正の５．５秒ＤＣグルコース応答を示している。理解されるように、温度およびヘマトクリットが、変化するにしたがって、ＤＣ電流応答における幅広い変化がある。図９は、サンプルの実際の血液グルコースレベル対式２を用いた予測された応答のあいだの相関関係を示している。理解出来るように、ＤＣ応答が、ＡＣ応答を用いてヘマトクリットレベルを補償するとき、０．９４０４から０．９６０５のｒ2値は、５．５秒の全テスト時間を用いて達成される。
【００５８】
実施例３：血液グルコースレベルおよびヘマトクリットを推定するためのＡＣ位相角の使用
実施例３で行われた測定も、図３Ａおよび３Ｂ中に図示され、３００において一般的に示されているテストストリップを用いて行った。上述したように、テストストリップ３００は、ここで言及することにより組み入れられた米国特許第５，９９７，８１７号中に記載されているように、相対的に厚い膜試薬を含む毛細管充填スペース、および作用電極および対極を含んでいる。毛細管血液サンプルからのヘマトクリットレベルが、典型的には、３０％から５０％の間でのみ変化するため、２０％から７０％からのヘマトクリット範囲を持つスパイクされた静脈血液サンプルが、本実施例３のために使用された。５つのレベルのグルコース、温度（１４，２１，２７，３６および４２℃）およびヘマトクリット（２０，３０，４５，６０および７０％）は、独立して変化し、１２５のサンプルについて、共分散性研究が実現した。
【００５９】
測定においては、血液サンプルが、テストストリップ３００に対して適応されまた図１０中に示された励起電位が、電極に対して印加された。励起は、ほぼ４．１秒のあいだの２ｋＨｚのＡＣ信号、ほぼ０．１秒のあいだの１ｋＨｚのＡＣ信号、およびほぼ０．１秒のあいだの２００Ｈｚ信号を含む。３つの全ＡＣ信号は、５６．５６ｍＶピークの振幅を持っていた。本実施例中では、ＤＣ励起は使用しなかった。全テスト時間は、サンプル適用時刻から４．３秒であった。
【００６０】
ＡＣ応答の他の成分である位相角（特に、本実施例３中で、２００Ｈｚなどの低い周波数）は、このテストストリップおよび試薬の場合でのサンプルグルコースレベルの関数である。この関係は、図１１に示されており、そこでは、３つのテスト周波数の各々に対するＡＣ位相角は、参照グルコースレベルに対してプロットされる。３つの周波数の各々に対する回帰分析は、２ｋＨｚで０．９１１４、１ｋＨｚで０．９３５４、および２００Ｈｚで０．９６３５のＡＣ位相角対参照グルコースレベルでのｒ2相関値を生じる。したがって、本発明は、グルコースレベルを測定するために、ＡＣ位相角の使用を包含している。測定された位相角を生じるＡＣ励起周波数は、２ｋＨｚあるいはそれ以下、より好ましくは、１ｋＨｚあるいはそれ以下、また最も好ましくは、２００Ｈｚあるいはそれ以下であるが、ＤＣ励起を含んでいない。
【００６１】
２００Ｈｚ位相角応答と血液グルコースレベルのあいだの直線的関係は、次の通りである。
【００６２】
【数３】
2007524825.tif 000007
式中Ｐeffは有効位相であり、これはグルコースに比例し、語彙Γおよびγは定数であり、またΦは測定されたＡＣ位相角である。
【００６３】
上の実施例１において使用される温度およびヘマトクリットを補償するための同一アプローチ（式１および式２を参照）を使用することにより、次のような予測アルゴリズムが、生成される。
【００６４】
【数４】
2007524825.tif 000008
【００６５】
１２５の血液サンプル（各々は８つのテストストリップで試験された）に対して得られた補正された（予測された）応答ＰＲＥＤ対グルコースは、図１２中に示している。全温度および全ヘマトクリットを組み合わせたＰＲＥＤ応答対既知のグルコースレベルのｒ2相関は、０．９８７０である。この実施例３は、血液グルコース測定の精度を減少させる干渉物を補償するためのＡＣ測定の値を再び示している。従来の市販されているセンサーを使用すると、本発明は、４．３秒全テスト時間で、０．９８７０の全ｒ2値を生じている。
【００６６】
ＡＣ位相角測定は、温度変化の影響に対してほとんど影響しないヘマトクリットレベル測定を生み出すことが出来るということも示された。他の１２５のサンプルの他の共変研究（５つのグルコース濃度、５つのヘマトクリット濃度および５つの温度）において、各サンプルは、２０ｋＨｚ，１０ｋＨｚ，２ｋＨｚ，１ｋＨｚおよびＤＣの励起プロファイルを用いてテストされた。種々の周波数におけるＡＣ位相角は、線形回帰を用いて４つのＡＣ周波数各々における次の式の係数を決定するグルコース、ヘマトクリットおよび温度に関係している。
【００６７】
【数５】
2007524825.tif 000009
式中Ｇｌｕは、既知のグルコース濃度、ＨＣＴは、既知のヘマトクリット濃度、またＴｅｍｐは、既知の温度である。
【００６８】
決定された係数は、温度係数（ｃ3）は、２０ｋＨｚおよび１０ｋＨｚで本質的にゼロであり、これらの周波数では、式から温度を削除する。さらに、グルコース係数（ｃ1）は、以上で説明したように、高周波ＡＣインピーダンス測定が、グルコースレベルによって、大きく影響されずまたそのために、干渉物質のレベルを測定するために有用であるから、ＡＣ周波数の全てにおいて本質的にゼロである。したがって、ヘマトクリットレベルは、ＡＣ位相角測定のみを用いて、温度およびグルコースレベルから独立して決定可能であるが、分かった。好ましい実施形態において、ヘマトクリットは、全ての４つの測定された周波数からの位相角データを使用して、測定しても良い。
【００６９】
【数６】
2007524825.tif 000010
【００７０】
当業者たちは、この係数は、特定のテストストリップ構造および試薬の化学性のいずれに対しても経験的に決定することが出来るということを認識する。したがって、本発明は好ましくは少なくとも１つのＡＣ周波数において行われる、より好ましくは少なくとも２つのＡＣ周波数において行われる、また最も好ましくは少なくとも４つのＡＣ周波数において行われる、ＡＣ位相角測定のみを用いて、ヘマトクリットを推定するために使用しても良い。
【００７１】
実施例４：ニトロソアニリン試薬を用いた組み合わせＡＣおよびＤＣ測定
実施例４で行われた測定も、図３Ａおよび３Ｂ中に図示され、３００で一般的に示されているテストストリップを用いて行った。上述したように、テストストリップ３００は、ここで参照することにより組み入れられた米国特許第５，９９７，８１７号中に記載されているように、相対的に厚い膜試薬を含む毛細管充填スペース、および作用電極および対極を含んでいる。しかし、テストストリップは、異なった試薬を使用することにより、米国特許第５９９７８１７号中に記載されているテストストリップから改質された。使用されたニトロソアニリン試薬は、表ＩＩＩおよびＩＶ中に記載されている組成物を持っている。
【００７２】
【表３】
2007524825.tif 000011
【００７３】
【表４】
2007524825.tif 000012
【００７４】
実施例４に対するグルコースバイオセンサーの製造方法は、試薬の製造以外は、米国特許番号第５，９９７，８１７号中に開示された全ての点において同じである。好ましい実施形態のニトロソアニリン試薬の調製用プロトコルは、次の通りである：
【００７５】
工程１：１．５４ｇのリン酸水素２カリウム（無水）を、４３．５ｇの脱イオン水に添加することにより、緩衝液を調製する。燐酸カリウムが、溶解するまで混合する。
【００７６】
工程２：１．１４ｇのリン酸２水素カリウムを、工程１からの溶液に添加し、かつ溶解するまで混合する。
【００７７】
工程３：０．５９ｇの琥珀酸２ナトリウム（６水和物）を、工程２からの溶液に添加し、かつ溶解するまで混合する。
【００７８】
工程４：工程３からの溶液のｐＨが、６．７±０．１であることを確かめる。調整は必要ではない。
【００７９】
工程５：工程４からの溶液の５ｇアリコートを調製し、またこれに対して、１１３キロ単位（ＤＣＩＰアッセイによる）のアポ酵素のキノプロテイン・グルコース・デヒドロゲナーゼ（ＥＣ＃：１．１．９９．１７）を添加する。これは、おおよそ０．１６４６ｇである。このたんぱく質が、溶解するまでゆっくり混合する。
【００８０】
工程６：工程５からの溶液に４．２ｍｇのＰＱＱを添加し、かつ２時間以上混合して、機能性酵素を提供するためにＰＱＱとアポ酵素を再連結させる。
【００８１】
工程７：工程４からの溶液に媒介物先駆体である０．６６ｇのＮ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）−３−メトキシ−４−ニトロソアニリン（塩化水素）（ＢＭ３１．１１４４）を添加する。溶解するまで混合する（この溶液は、黒緑色をしている）。
【００８２】
工程８：工程７からの溶液のｐＨを測定し、またｐＨを目標の７．０±０．１になるように調節する。通常は、これは、１．１９７ｇの５Ｎ水酸化カリウムを用いて達成される。水酸化カリウムの特定量は、望みのｐＨに達するために必要なように変化するから、１．１９７ｇからの質量の逸脱は、一般的には、またこの工程でも添加される３．３０９ｇの脱イオン水のアリコートから調合される。
【００８３】
工程９：０．０４７ｇのナトロゾルを、回転羽根が暴露されないように、かつ溶液が溢れないように充分な深さを持った容器中にほぼ６００ｒｐｍの速度で混合されている（回転ミキサーと攪拌羽根を使用して）４４．５７ｇの脱イオン水上にゆっくり散布することにより、ナトロゾル２５０Ｍ（アクアロン社から入手可能）の溶液を調製する。ナトロゾルが完全に溶解するまで混合する。
【００８４】
工程１０：０．５４ｇのアヴィセルを、工程９からの溶液の表面上にゆっくりと散布して、先に進む前に６０分以上のあいだほぼ６００ｒｐｍの速度で、混合することにより、アヴィセルＲＣ−５９１Ｆ（ＦＭＳから入手可能）の懸濁液を調製する。
【００８５】
工程１１：工程１０からの懸濁液に対して、０．８１ｇの３００ｋＤａ平均分子量のポリエチレンオキサイドを、攪拌しながら徐々に添加して、先に進む前に６０分以上のあいだ混合を続ける。
【００８６】
工程１２：混合しながら、工程１１からの懸濁液に工程８からの溶液を徐々に添加する。混合速度を４００ｒｐｍに減少させる。
【００８７】
工程１３：工程１２からの試薬に１．８９ｇのトレハロースを添加して、１５分以上混合を続ける。
【００８８】
工程１４：工程１３からの試薬に３２．７ｍｇのトリトンＸ−１００（ロッシュ ディアグノスティクス  コーポレーションから入手可能）を添加して、混合を継続する。
【００８９】
工程１５：工程１４からの試薬に対して、工程６からの酵素溶液を添加すること。３０分以上混合すること。この時点で、試薬は完成である。室温において、この湿潤試薬質量は、２４時間使用に対して受け入れられると考えられる。
【００９０】
スパイクされた静脈血液サンプルを使用した。５レベルのグルコース、４つの温度（１９、２３、３２および３８℃）および５レベルのヘマトクリット（２０、３０，４５，６０および７０％）を、それぞれ独立に変化させ、１００のサンプルについて共分散研究を行った。１６のテストストリップ３００を、グルコース、温度およびヘマトクリットのそれぞれ固有な組み合わせに対してテストした。血液サンプルを、テストストリップ３００に適用し、また図１３に示されている励起電位を電極に印加した。励起は、３．２ｋＨｚのＡＣ信号をほぼ４秒間、２．１３ｋＨｚのＡＣ信号をほぼ０．１秒間、１．０７ｋＨｚのＡＣ信号をほぼ０．１秒間、２００ＨｚのＡＣ信号をほぼ０．１秒間、２５ＨｚのＡＣ信号をほぼ０．１秒間を含み、続いて、５５０ｍＶのＤＣ信号をほぼ１．０秒間を包含した。４つの全てのＡＣ信号は、５６．５６ｍＶピークの振幅を持っていた。全テスト時間は、サンプル適用時間から５．５秒であった。
【００９１】
実施例４では、サンプルのＡＣ応答は、アドミタンス（インピーダンスの逆数）として導き出された。アドミタンス応答は、温度依存性の様式でサンプルのヘマトクリットレベルに比例している。アドミタンス、ヘマトクリットおよびテスト温度とのあいだの関係は、図１４中に図示されている。実施例２のテストストリップ構造と比較して、グルコースに対する温度およびヘマトクリット影響の直交性は、実施例４においてはそれほど強くなく、そのためクロス乗積の項（Ｔ×ＨＣＴ）は、図１４中に使用されたアドミタンス回帰式に加えられた。図１４中に図示されたアドミタンスに対して使用されるデータは、図１３に示された励起の３．２ｋＨｚのＡＣ部分のあいだに、各サンプルに対して行われた最後のアドミタンス測定である。
【００９２】
このデータの回帰分析により、次の式のアドミタンス、ヘマトクリットおよび温度の関係が得られる。
【００９３】
【数７】
2007524825.tif 000013
【００９４】
３．２ｋＨｚで行われたアドミタンス測定は、このテストシステムでヘマトクリットに最も相関している。血液ヘマトクリットを予測するためにこの関係を使用することは、計量器中の温度センサーにより報告されたテスト温度データおよび測定されたアドミタンスを用いて達成される。式７中、ｃ0、ｃ1、ｃ2およびｃ3は、定数であり、かつｄＴは、「名目」（たとえば、２４℃）として定義される中央から温度の偏差であり、またＨestは、同様に「名目」値からのヘマトクリットでの推定された偏差である。本目的に対して、ヘマトクリットの実際の値は必要ではなく、また名目ヘマトクリットに比例するが、その周りに集まる応答を生じることが一般的に好ましい。このようにして、７０％ヘマトクリットに対しては、４２％の名目値からの偏差は２８％であり、一方逆に、２０％ヘマトクリットに対して、同じ名目値からの偏差は、−２２％である。
【００９５】
式７を使用して、ヘマトクリットレベルを推定するためにＡＣアドミタンス測定を使用することにより、ＤＣグルコース応答の正確さは、次のようにＤＣ応答においてのヘマトクリット干渉に対して補正するために、推定ヘマトクリット、温度およびＤＣ応答を組み合わせることにより大いに向上できる（上の式２と同一である）：
【００９６】
【数８】
2007524825.tif 000014
式８中の定数は、先行技術で公知なように、回帰分析を用いて決定することが出来る。
【００９７】
図１５は、ヘマトクリットおよび温度が変化する際の（ＡＣ測定データを無視して）、全ての血液サンプルの未補正の５．５秒ＤＣグルコース応答を示している。理解されるように、温度およびヘマトクリットが、変化するにしたがって、ＤＣ電流応答における幅広い変化がある。図１６は、サンプルの実際の血液グルコースレベル対式８を用いた予測される応答のあいだの相関関係を示している。理解出来るように、ＤＣ応答が、ＡＣ応答データを用いてヘマトクリットレベルに対して補償される場合、０．９８１８の全ｒ2値は、５．５秒の全テスト時間で達成される。このことは、実施例１から３で使用されたものと異なる試薬クラスを用いて、高い精度と迅速なテスト時間を達成における本発明の適用性を示している。
【００９８】
実施例５：０．３９７μｌのサンプルを用いた、組み合わせＡＣおよびＤＣ測定
本発明の測定方法が、他のテストストリップ設計の場合にも同様に有用であることが見出された。実施例５は、図１７Ａおよび１７Ｂ中に図示され、１７００で一般的に示されているテストストリップ設計を用いて行った。図１７Ａを参照して、テストストリップ１７００は、５０ｎｍの導電性（金）層（たとえば、スパタリングあるいは蒸着）で被覆された３５０μｍ厚みのポリエステル（好ましい実施形態においては、これは、デュポン社から入手可能なメリネックス３２９である。）の不透明な断片から形成されている底箔層１７０２を含んでいる。電極および接続トレースは、その後レーザ切除プロセスにより、導電性層にパターン形成され、示されているように、作用電極、対極および用量充足電極（以下にさらに詳細に記載されている）を形成する。このレーザ切除プロセスは、石英上クロムマスクを経由して通過するエキシマレーザ手段により行われる。マスクパターンは、レーザフィールドの一部の反射を生じ、一方フィールドの他の部分の通貨を生じ、レーザ光により接触された表面から放出されたパターンを金上に形成する。
【００９９】
バイオセンサーのための電極を製作するレーザ切除技術を使用した例は、２００１年５月２５日に出願された米国特許出願連続番号第０９／８６６，０３０「連続カバーレイチャンネルを持ったレーザ切除電極を有するバイオセンサー」および１９９９年１０月４日に出願された「パターン化された積層体および電極用のレーザ規定の特性」というタイトルの米国特許出願第０９／４１１，９４０号中に記載されており、また両者は、参照してここに組み入れられている。
【０１００】
その後、底箔層１７０２は、きわめて薄い試薬膜の形状の試薬層１７０４を用いて、電極上に延びている領域で被覆されている。この手法は、図１７上で「試薬層」と標識された領域中で、底箔層１７０２にわたり、ほぼ７．２ミリメータ幅のストライプを配置する。本実施例においては、この領域は塗布表面の１平方メートル当り５０ｇの湿潤塗膜重量で被覆されており、乾燥試薬は、２０μｍ未満の厚みになる。試薬ストライプは、名目空気温度が１１０℃であるインライン乾燥システムを用いて、従来は乾燥されている。処理速度は、名目上は３０から３８ｍ／分であり、また試薬のレオロジーに依存している。
【０１０１】
材料は、底箔１７０２の場合に、電極パターンがリールの長さに直交するように連続リールで加工される。ひとたび底箔１７０２が、試薬で被覆されると、スペーサが細長く切られ、底箔１７０２上にオープンリール式で配置される。背面および腹部面の両方の上に、２５μｍのＰＳＡ（疎水性接着剤）で被覆された１００μｍのポリエステル（好ましい実施形態においては、これは、デュポン社から入手可能なメリネックス３２９である）で形成された２つのスペーサ１７０６が、底箔層１７０２上に用いられ、その結果、スペーサ１７０６は１．５ｍｍ分離され、また作用電極、対極および用量充足電極が、このギャップ中に集められる。（米国特許第５，９９７，８１７中に記載のプロセスを用いて）腹部面上に親水性膜で被覆された１００μｍのポリエステルから形成されるトップ箔層１７０８が、スペーサ１７０６上に配置される。好ましい実施形態においては、この親水性膜は、名目厚み１０ミクロンで、ヴァイテルおよびロダペックス界面活性剤を用いて被覆されている。トップ箔層１７０８は、オープンリール式プロセスを用いて積層される。その後、このセンサーは、裁断および切断により、材料の得られたリールから生産できる。
【０１０２】
したがって、スペーサ１７０６中の１．５ｍｍのギャップは、底箔層１７０２とトップ箔層１７０８のあいだに毛細管充填スペースを形成する。スペーサ１７０６上の疎水性接着剤は、スペーサ１７０６の下の試薬中にテストサンプルが流れ込むことを防止し、これによりテスト室体積が定められている。テストストリップ１７００は幅が５ｍｍであり、スペーサ１７０６と導電性層を組み合わせた高さが０．１５ｍｍであるから、サンプル受け取り室体積は次の通りである。
【０１０３】
【数９】
2007524825.tif 000015
【０１０４】
図１７Ｂに示すように、サンプル適用ポート１７１０および用量充足電極からの距離は１．７６５ｍｍである。作用電極、対極および用量充足電極を充分にカバーするために必要な体積（すなわち、測定のために必要な最小サンプル体積）は、次の通りである。
【０１０５】
【数１０】
2007524825.tif 000016
【０１０６】
テストストリップ１７００用の試薬組成物は、表Ｖおよび表ＶＩに与えられている。
【０１０７】
【表５】
2007524825.tif 000017
【０１０８】
【表６】
2007524825.tif 000018
【０１０９】
好ましい実施形態のニトロソアニリン試薬の調製用プロトコルは、次の通りである。
【０１１０】
工程１：１．６５４ｇのリン酸水素２カリウム（３水和物）を、３１．３９４ｇの脱イオン水に添加することにより緩衝液を調製する。燐酸カリウムが溶解するまで混合する。
【０１１１】
工程２：０．９４１ｇのリン酸２水素カリウムを、工程１からの溶液に添加し、かつ溶解するまで混合する。
【０１１２】
工程３：０．２８５ｇの琥珀酸２ナトリウム（６水和物）を、工程２からの溶液に添加し、かつ溶解するまで混合する。
【０１１３】
工程４：工程３からの溶液のｐＨが、６．８±０．１であることを確かめる。調整は必要ではないようにするべきである。
【０１１４】
工程５：工程４からの溶液の４．６８ｇアリコートを調製し、これに２２９キロ単位（ＤＣＩＰアッセイによる）のアポ酵素のキノプロテイン・グルコース・デヒドロゲナーゼ（ＥＣ＃：１．１．９９．１７）を添加する。これは、おおよそ０．３３２１ｇである。このたんぱく質が、溶解するまでゆっくり混合する。
【０１１５】
工程６：工程５からの溶液に９．３ｍｇのＰＱＱを添加し、かつ２時間以上混合して、機能性酵素を提供するために、ＰＱＱとアポ酵素を再連結させる。
【０１１６】
工程７：０．７７２ｇのトレハロースを１．２１８ｇの脱イオン水中に溶解することにより溶液を調整する。
【０１１７】
工程８：酵素の再連結後、工程６からの溶液に工程７からの溶液を添加し、３０分以上のあいだ混合を続ける。
【０１１８】
工程９：工程４からの溶液に、０．６９０ｇの媒介物先駆体ＢＭ３１．１１４４を添加する。溶解するまで混合する（この溶液は、黒緑色をしている）。
【０１１９】
工程１０：工程９からの溶液のｐＨを測定し、またｐＨを目標の７．０±０．１になるように調節する。通常は、これは１．００６ｇの５Ｎ水酸化カリウムを用いて達成される。水酸化カリウムの特定量は、望みのｐＨに達するために必要なように変化するため、１．００６ｇからの質量の逸脱は、一般的にはこの工程でも添加される３．７６７ｇの脱イオン水のアリコートから調合される。
【０１２０】
工程１１：０．３５０ｇのナトロゾルを、回転羽根が暴露されないように、かつ溶液が溢れないように充分な深さを持った容器中にほぼ６００ｒｐｍの初期速度で混合された（回転ミキサーと攪拌羽根を使用して）５６．１９１ｇの脱イオン水上にゆっくり散布することにより、ナトロゾル２５０Ｍ（アクアロン社(Aqualon)から入手可能）の溶液を調製する。ナトロゾルが溶解するに従い、混合速度を１．２から１．４ｋｒｐｍの速度まで増加する必要がある。ナトロゾルが完全に溶解するまで混合する。得られたマトリックスは、きわめて粘着性がある−このことは、予測されている。
【０１２１】
工程１２：工程１１からの溶液に０．３５０ｇのナトリウム‐カルボキシメチルセルロース７ＨＦ（アクアロン社(Aqualon)から入手可能）を徐々に添加する。ポリマーが、溶解するまで混合する。
【０１２２】
工程１３：工程１３からの懸濁液に１．０１ｇの３００ｋＤａ平均分子量のポリエチレンオキサイドを、攪拌しながら徐々に添加して、先に進む前に６０分以上混合を続ける。
【０１２３】
工程１４：混合しながら、工程１３からの懸濁液に工程１０からの溶液を徐々に添加する。
【０１２４】
工程１５：工程１４からの試薬に、３４．２ｍｇのトリトンＸ−１００（ロッシュ  ディアグノスティクス  コーポレーションから入手可能）を添加して、混合を継続する。
【０１２５】
工程１６：工程１５からの試薬に対して、工程８からの酵素溶液を添加する。３０分以上混合する。この時点で、試薬は完成である。室温において、この湿潤試薬質量は２４時間使用に対して受け入れられると考えられる。
【０１２６】
図１８中に示された測定結果は、読み取り時間が、温度とヘマトクリットの３つの組み合わせに対して変化する際の、ＤＣ電流応答およびグルコースレベル間の相関係数ｒ2を示している。これらの結果は、強固なＤＣ応答は、１秒ほどの速さのテストに対して予期されるべきであることを、示している。しかし、温度およびヘマトクリットの干渉する効果によるセンサー精度（相関）の望ましくない変化があり、これが本発明の組み合わされたＡＣおよびＤＣ測定法が、より密接な相関した結果を生じるべきだと示唆することを、当業者は認めるであろう。
【０１２７】
図１８において得られた有望な結果に基づいて、テストストリップ１７００に印加された図１９の励起信号を用いて、さらなるテストが設計された。励起は、ほぼ１．８秒間印加された１０ｋＨｚのＡＣ信号、ほぼ０．２秒間印加された２０ｋＨｚのＡＣ信号、ほぼ０．２秒間印加された２ＨｚのＡＣ信号、ほぼ０．２秒間印加された１ＨｚのＡＣ信号、およびほぼ０．５秒間印加されたＤＣ信号を含んでいる。ＡＣ信号は、１２．７ｍＶピークの振幅を持っていたが、ＤＣ信号は５５０ｍＶの振幅を持っていた。全テスト時間は、サンプル適用時間から３．０秒であった。
【０１２８】
５つのグルコースレベル（４０、１２０、２００、４００および６００）、５つのヘマトクリットレベル（２０、３０，４５，６０および７０％）および５つの温度（１２、１８、２４、３２および４４℃）を表すスパイクされた静脈血液サンプルを使用して、共分散研究を設計した結果、１２５の別の組み合わせを得た。以前の例と同様に、アドミタンス、温度およびヘマトクリットのあいだの関係を試験し、かつプロットして（図２０は、温度が変化したときの、２０ｋＨｚにおけるアドミタンス対ヘマトクリットを示している）、また温度依存の様式で、アドミタンスが、ヘマトクリットに対して直線的関係があることが確認された。しかし、新たなる発見は、ＡＣ応答の位相角は温度とは独立した様式で、ヘマトクリットと相関しているということであった。２０ｋＨｚのＡＣ応答の位相角は、図２１中に、ヘマトクリットに対してプロットされている。１０ｋＨｚで測定された位相角に対する結果は、同様であった。したがって、血液サンプルのヘマトクリットは、次の位相角情報のみを用いて確実に推定される。
【０１２９】
【数１１】
2007524825.tif 000019
【０１３０】
本実施例５中で使用されるテストストリップに対して、位相角とヘマトクリットのあいだの相関関係は、より高周波数で良好である。このために、定数ｃ2は、ゼロに近くなり、かつＨestは、１０ｋＨｚおよび２０ｋＨｚのデータのみを使用して確実に推定することが出来る。しかし、低周波数の使用は、Ｈest関数のストリップ対ストリップ可変性において、わずかな向上を見せる。したがって、本発明は、少なくとも１つのＡＣ周波数で行われ、より好ましくは、少なくとも２つのＡＣ周波数で行われ、また最も好ましくは、少なくとも４つのＡＣ周波数で行われるＡＣ位相角測定のみを用いて、ヘマトクリットを推定するために使用しても良い。
【０１３１】
ヘマトクリットは、ＡＣ応答データのみを用いて決定可能であり、アドミタンスは、温度とヘマトクリットに対して線形で関係していることが我々は、図２０理解できるため、ＡＣ応答のみを使用する分析下で、次のようにサンプルの温度を決定することが可能である。
【０１３２】
【数１２】
2007524825.tif 000020
式中、ｂ0、ｂ1、ｂ2およびｂ3は、定数である。ＡＣ応答データからのヘマトクリットおよび温度の推定は、より多くのあるいはより少ない周波数測定で行っても良く、またこの例に対して選択された周波数とは異なる周波数で測定を行っても良いことが理解されよう。最も強力な結果をもたらす特定の周波数は、テストストリップ形状および寸法により決定される。したがって、本発明は、少なくとも１つのＡＣ周波数で行われ、より好ましくは、少なくとも２つのＡＣ周波数で行われ、また最も好ましくは、少なくとも４つのＡＣ周波数で行われるＡＣ応答測定のみを用いて、テストサンプル温度を推定するように使用しても良い。
【０１３３】
テスト中のサンプル温度を直接測定すること（ＡＣ応答により）は、サンプルの温度を推定するための従来の方法に対して、大いなる向上であることは、当業者は認識するであろう。典型的には、テストストリップが計量器中に挿入される場所に近接するテスト計中に、サーミスタが配置される。サーミスタは、実際のサンプルから離れた温度を測定するため、それはせいぜい真のサンプル温度のおおよその近似となる。さらに、サンプル温度が、変化する場合には（たとえば、蒸発による）、テスト計の熱慣性およびサーミスタ自身そのものが、計量器が搭載しているサーミスタが、テスト中のサンプルの真の温度を正確に反映することを妨げる。対照的に、本発明の温度推定は、テスト中のサンプル内で行われる測定から導き出され（すなわち、テスト中のサンプルが、試薬と反応する反応ゾーン内で）、これにより、測定位置から離れているサンプルによって導入されるいかなるエラーも除去している。さらに、本発明の温度見積もりは、温度推定により補正されるグルコース測定データに非常に近接する時期に集められるデータを使用して行われ、これによりさらに精度が向上する。このことが、先行技術の方法に対して大幅な向上を表している。
【０１３４】
血液グルコース測定に対する干渉物の影響を補正するための本実施例５の方法の有効性を示すものとして、未補償のＤＣ電流応答対既知のグルコース濃度が、グルコース、温度およびヘマトクリットの全ての１２５の組み合わせに対して、図２２中にプロットされている（このデータをプロットする時には、ＡＣ測定は無視される）。当業者により理解されるように、このデータは、ヘマトクリットおよび温度に対して膨大な変化を示している。
【０１３５】
先に考察したように、ＤＣグルコース応答の正確さは、次のように、ＤＣ応答におけるヘマトクリットおよび温度干渉を補正するために、推定されたヘマトクリット、温度およびＤＣ応答を組み合わせることにより大いに改善できる。
【０１３６】
【数１３】
2007524825.tif 000021
【０１３７】
式１３中の定数は、先行技術で公知なように、回帰分析を用いて決定することが出来る。したがって、本発明は、ＡＣ位相角応答を用いることにより、ヘマトクリットの推定を可能にしている（式１１）。推定されたヘマトクリットおよび測定されたＡＣアドミタンスは、推定された温度を決定するために使用できる（式１２）。最後に、推定されたヘマトクリットおよび推定された温度は、予測されたグルコース濃度を得るために、測定されたＤＣ応答を用いて使用できる（式１３）。
【０１３８】
上記の方法論を、図２２中にプロットされたテストデータに対して適用して、図２３中に示された予測グルコース対ＤＣ電流応答を得る。このデータは、２０％から７０％の範囲のヘマトクリットレベルおよび１２℃から４４℃の範囲の温度を持っている１２５の共変サンプルを表している。これらの干渉物レベルにおける幅広い変化であっても、本発明の測定された方法は、３．０秒の全テスト時間を用いて、０．９８７４の全ｒ2相関係数を生み出している。
【０１３９】
実施例６：０．３９７μｌのサンプルを用いた同時ＡＣおよびＤＣ測定
実施例５に対して上述した同一のテストストリップ１７００および試薬を用いて、図２４中に示された励起プロファイルを、全テスト時間を減少させるために利用した。図５に対して記述されたように、２０ｋＨｚおよび１０ｋＨｚにおける位相角は、ヘマトクリット推定値と最も密接に相関していることが決定された。したがって、全テスト時間を減少させるために、実施例６中のこれらの２つの周波数に対して、ＡＣ部分の励起を限定することが決められた。全テスト時間をさらに減少させるために、１０ｋＨｚＡＣ励起をＤＣ信号（すなわち、ＤＣオフセットを持ったＡＣ信号）に同時に印加され、またこの理論は、この組み合わされたモードが、ＤＣ電流、ＡＣ位相およびＡＣアドミタンスに対する同時結果の収集を可能にし、最速の可能な結果を提供する。したがって、２０ｋＨｚ信号は、０．９秒に対して印加された。その後、１０ｋＨｚおよびＤＣ信号が、０．１秒間隔後１．０秒間同時に印加された。
【０１４０】
本実施例６に対しては、７つのグルコースレベルおよび７つのヘマトクリットレベルを表す４９のスパイクされた粘凋な血液サンプルをテストした。その後、ＤＣ電流および血液ヘマトクリットのあいだの相関係数ｒ2を、サンプル適用後、３つのＤＣ測定時間：１．１秒、１．５秒および１．９秒で試験した。これらの相関は、図２５中のヘマトクリットに対してプロットされた。相関は、一般的には１．１秒では最も悪く、また一般的には１．５秒では最も良いが、これらの全ての結果は、比較可能であった。しかし、最小の相関係数は、０．９９を越えている。
【０１４１】
図２６は、ヘマトクリットレベルに対して、プロットされた２０ｋＨｚにおける位相角を示している。この２組のデータ間の相関は非常に良好であり、したがって、１０ｋＨｚデータはヘマトクリットを推定するためには、不必要であることが決められた。したがって、ヘマトクリットは、次のように２０ｋＨｚ位相角データからのみ推定可能である。
【０１４２】
【数１４】
2007524825.tif 000022
【０１４３】
図２７は、読み取り時間が、１．１秒、１．５秒および１．９秒のあいだで変化するときの、全ての測定されたヘマトクリットレベルに対するＤＣ電流応答対グルコースレベルを示している。１．１秒におけるＤＣ電流は、１．５秒におけるＤＣ電流よりも大きく、さらにそれは、１．９秒におけるＤＣ電流より大きいことは、驚くべきことではない。ヘマトクリットレベルは、特に高いグルコース濃度において、ＤＣ電流に対して大きな影響を持っていることを、当業者は、認識している。
【０１４４】
以上で考察したように、ＤＣグルコース応答の精度は、次のように、ヘマトクリットにより生じる干渉を補償することにより大いに向上できる。
【０１４５】
【数１５】
2007524825.tif 000023
【０１４６】
温度変化は、実施例６の実験中には含まれていないため、式１５は、温度補償項を含んでいないことに注意をする。Ｈest項と組み合わせて、１０ｋＨｚおよび２０ｋＨｚアドミタンスを用いて、テスト項が含まれることということは、前例から合理的に推論することが出来る。ヘマトクリットは、２０ｋＨｚ位相角測定データのみを用いて確実に推定することが出来るため、ヘマトクリット補正済みの予測されたグルコース応答は、この位相角情報および測定されたＤＣ応答のみを用いて決定することが出来る。１．１秒（１．１秒の全テスト時間を表している）でのＤＣリードに対してのみの補償されたＤＣ応答対グルコースレベルは、図２８中に図示されている。このデータは、１．１秒の全テスト時間の場合の全ｒ2相関が、０．９９４７であることを示している。
【０１４７】
１．５秒のＤＣリードに対する同一のデータは、図２９中に図示されており、１．５秒の全テスト時間に対して、全ｒ2相関が、０．９９３２であることを示している。１．９秒のＤＣリードに対する同一のデータは、図３０中に図示されており、１．９秒の全テスト時間に対して、全ｒ2相関が、０．９９２２であることを示している。驚くべきことに、ｒ2相関が、テスト時間が長くなるとともに、実際には、わずかに減少していた。これにもかかわらず、３つの補正されたデータ組の全てに対する相関係数−そこでは、２０％から６０までの範囲の全ての７つのヘマトクリットが組み合わされる−が、０．９９を越え、これは、向上した精度と合わせて１．１秒という速さで血液グルコーステストをもたらす本発明の適用性を示すものであり、ここでは、センサーはグルコース測定テストを行うために、０．４マイクロリッター未満の血液を必要としている。
【０１４８】
実施例７：不正使用センサーを検出するためのＡＣ位相角の使用
検体測定プロセスに対する品質制御の追加の方策を提供するために、特に、このテストシステムが、素人の最終使用者により使用されることになるときには、ミス投与された（２回投与されるなど）センサー（テストストリップ）、以前使用されたセンサー、あるいは劣化した酵素を持っていたセンサー（あまりにも多湿の環境に貯蔵されたり、あまりにも古かったりなど）を検出することが、望ましい。これらの状態は、集約的には「不正使用センサー」として見なされる。不正使用センサーがテスト計中に挿入される場合には、検体測定プロセスを中断する（あるいは、テスト結果が正確ではないということを、少なくとも使用者に警告する）テストを考案することが望ましい。
【０１４９】
血液グルコース分析を行うときには、血液サンプルが連続して試薬化学性と反応するため、テスト計は典型的には数回連続して電流測定を行う。従来技術で公知なように、この応答電流はコットレル電流として知られており、また反応の進行にしたがって減衰パターンが続く。コットレルフェイルセーフ比（ＣＦＲ）を次のように定義付ける。
信頼システム中のバイオセンサーのコットレル応答は、次の式により与えられる。
【０１５０】
【数１６】
2007524825.tif 000024
式中
ｎ＝グルコース分子当り解除された電子
Ｆ＝ファラデー定数
Ａ＝作用電極表面領域
ｔ＝励起印加からの経過時間
Ｄ＝拡散係数
Ｃ＝グルコース濃度
α＝共同因子依存性定数
【０１５１】
この式の全てのパラメータは、グルコース濃度および時間以外は、通常はセンサーに対して一定となる。したがって、正規化したコットレルフェイルセーフ比（ＮＣＦＲ）を、次のように定義する。
【０１５２】
【数１７】
2007524825.tif 000025
【０１５３】
この式中の時間項は、既知でありまたセンサー測定に対して一定であるから、この比は、同一のサンプル時間および間隔を持ったコットレル曲線に対して常に一定となる。したがって、最後のセンサー電流により分けられるセンサー電流の合計は、グルコース濃度に依存しない定数を生み出す。この関係は、好ましい実施形態においては、潜在的に欠陥のあるバイオセンサー応答を検出するために使用される。
【０１５４】
センサー測定のあいだに得られた電流の全てを合計することにより、センサーのコットレル応答に対するチェックを行う電流合計フェイルセーフを考案できる。最後の電流が得られるとき、これは２つの定数により乗算される（製造時に計量器中に読み込まれる、あるいはさらに好ましくは、別のコードキーにより、あるいはセンサー自身にコード付けされた情報などにより、各ロットのセンサーを計量器に供給される）。これらの定数は、許容されるＮＣＦＲ値に対する上限および下限を表している。
【０１５５】
最終電流を乗算される定数の２つの積は、バイオセンサー電流の合計と比較される。電流の合計は、この２つの積のあいだに収まるべきであり、これにより上記の比が、許容値の範囲に満たされたことを示している。
【０１５６】
したがって、好ましい実施形態は、単一ＤＣブロックがあるときには、次のチェックを行う。
【０１５７】
【数１８】
2007524825.tif 000026
式中
Ｃu＝コードキーからの上限定数
Ｃl＝コードキーからの下限定数
Ｉm＝最終バイオセンサー電流
いくつかの実施形態は、測定シーケンス中に２つのＤＣブロックを含み得るため、改良されたコットレルフェイルセーフ比（ＭＣＦＲ）は、次のように公式化できる。
【０１５８】
【数１９】
2007524825.tif 000027
式中
ｗ1、ｗ2＝計量定数（たとえば、コードキーから）
ＮＣＦＲ1、ＮＣＦＲ2＝ＤＣブロック１および２それぞれに対する正規化されたコットレルフェイルセーフ比
【０１５９】
したがって、好ましい実施形態は、２つのＤＣブロックがあるときには、次のチェックを行う。
【０１６０】
【数２０】
2007524825.tif 000028
式中
Ｃu＝コードキーからの上限定数
Ｃl＝コードキーからの下限定数
Ｉm1、Ｉm2＝ＤＣブロック１および２中の最終バイオセンサー電流
【０１６１】
ＮＣＦＲ（およびＭＣＦＲ）は、ヘマトクリットと相関している。実施例３中に以上で示したように、ＡＣ位相角も、ヘマトクリットと相関している。そこで、ＡＣ位相角およびＮＣＦＲは互いに相関している。この関係は、センサーが正しく使用されているときのみ保たれる。この相関は、不正使用されるセンサーに対しては低下する。
【０１６２】
したがって、不正使用されるセンサーが使用されているかどうかを、示すフェイルセーフ計算を行うために、測定された位相角データを解析するための式を設計することが可能である。好ましい実施形態においては、寄生抵抗などにより生じるエラーに対してテストをより強力にするために、２つの別の周波数において測定された位相角のあいだの差を使用することが選択される。異なる漸近線に対する２つの母集団を駆動するために逆正接を適用すると、次のフェイルセーフ式を生じる。
【０１６３】
【数２１】
2007524825.tif 000029
式中
１０００＝スケールファクター
ＮＣＦＲ＝コットレルフェイルセーフ比
ｆS0＝線形回帰切片
ｆS1＝線形回帰勾配
Φ10kHz＝１０ｋＨｚにおける位相角
Φ20kHz＝２０ｋＨｚにおける位相角
【０１６４】
式２１を用いて、ゼロ以下のフェイルセーフ値は不正使用センサーを示し、一方ゼロ以上のフェイルセーフ値は、非不正使用センサーを示すように交点の項ｆS0を選択することが可能である。当業者は、異なる交点を選択することにより反対の結果が得られることを認識しているであろう。
【０１６５】
用量充足電極の使用
以上記述したように、正確なサンプル測定は、サンプルによる測定電極の十分なカバーが必要とすることが確認された。先行技術において、サンプル体積の不充分さを検出するために、種々の方法が使用されてきた。たとえば、ロッシュ・ダイアグノスティクス社、インディアナポリス、インディアナ州により販売されているアキュチェック（登録商標）アドバンテージ（登録商標）グルコーステスト計は、非コットレル電流減衰が、単一測定電極対により検出された場合に、サンプル体積の不足の可能性を使用者に警告した。使用者は、特定の時間割り当て以内に、テストストリップの再投与を支持された。
【０１６６】
不充分なサンプルサイズの可能性は、極少量のサンプル体積を必要とすることにより、痛みを最小にするために設計された血液切開装置と組み合わせて使用される毛細管充填装置の使用により近年高まってきた。サンプルの不充分な量が、毛細管充填スペース中に引き込まれる場合には、測定電極が、充分にカバーされずに測定精度が損なわれる可能性がある。不充分なサンプルに関連する諸問題を克服するために、測定電極から下流に追加の電極を配置したり、あるいは作用電極の下流にサブエレメントおよび上流にメジャーエレメントを配置したり、あるいは測定電極から上流および下流の両方に配置された表示電極（１つは、作用電極および対極にわたるサンプルの進行流れに追随し、あるいは離れた下流にサンプルが到達に追随することが出来る）を置いたりするなど、種々の先行技術解決法が提案されてきた。これらの解決法の各々に関連する問題は、それらが、各々、バイアスを受けたテスト結果を回避し、サンプルの充分な量の存在を評価するために、上流あるいは下流表示電極のいずれかと連通する１つのあるいは他の測定電極を組み入れいるということである。
【０１６７】
これらの先行技術解決法があるにもかかわらず、装置がサンプルの充足性を誤解する傾向があるという失敗モードが存続し続けている。本発明者たちは、このような誤った結論は、不均一流頭の分岐と組み合わせて、測定電極対（同一平面あるいは反対の形状）の下流部材と投与検出電極との距離に主として関係していると決定した。異常な（不均一な）流頭を持つ毛細管充填スペースを横切るサンプルは、測定電極と表示電極のあいだの回路を閉じることがあり、バイアスされた結果を避けるために充分なサンプルが存在することをシステムに誤って通知することがありうる。
【０１６８】
テストストリップ毛細管充填スペースの組成および／あるいは作製に用いられる多くの因子は、このような不規則の流頭挙動に影響を与える。これらの因子としては、
・毛細管充填スペースを形成する異なった壁の表面エネルギー間の不均衡、
・テストストリップ製造施設内の材料あるいは完成品の汚染、
・毛細管充填スペースの壁を構成する単一要素からの汚染物の非意図的導入（たとえば、放出ライナーが使用される製造工程で一般的な離型剤（典型的にはシリコン）がある）。
【０１６９】
・積層工程に使用される接着剤（あるいは汚染された接着剤）の疎水性特性
・毛細管充填スペース壁の異質な表面の荒れ、
・寸法アスペクト比、
・毛細管充填スペース内の汚染されたメッシュ材料、および
・毛細管充填スペース内のメッシュ材料上への界面活性剤の不均一な適用が、挙げられる。
【０１７０】
本発明者たちにより決定された先行技術の充足方法に関する他の問題は、上流あるいは下流の投与検出電極に電気的に接続されている１つあるいは他の使用可能な測定電極の使用に関係するこのような配列において、測定ゾーンの化学量論（測定電極上あるいはあいだの領域）は、測定ゾーンに存在している関心検体を測定する前に、投与検出／用量充足テストサイクル間で混乱させられる。サンプルマトリクスが仕上げにおいて急進的に変化するため、これらのサンプルの充填特性も変化し、サンプルタイプ間のタイミング差を生じる。そのような不安定なタイミング・ルーチンが、不正確さと拡大された全システムエラー数的指標のさらなる原因として作用する。
【０１７１】
このような１つ以上の障害を解決するための試みは、典型的には、１）さらに複雑な製造プロセス（各々がさらなる汚染の傾向を引き起こす追加のプロセス工程）、２）追加の原料品質制御手段、３）親水性および疎水性樹脂の混合物を有し、製造コストにマイナス影響を与える積層複合材などのより高価な原料、および４）メッシュおよび／あるいは毛細管壁の労働集約的な界面活性剤被覆につながる。
【０１７２】
実施例８：毛細管充填スペース中の流体の流頭挙動の決定
毛細管充填スペースを用いるテストストリップ中の用量充足を適切に表示する電極システムを設計するために、毛細管充填スペースを経由してサンプルが、進行するにしたがって、サンプルのリード端における流頭形状を試験する実験が行われた。両面接着テープで結合された２枚の透明なポリカーボネートシートからなるテスト備品が、使用され、そこでは、毛細管充填スペースは、両面接着テープ中の経路を切断することにより形成された。ポリカーボネートの上シートおよび下シートの使用により、サンプルの流頭が毛細管充填スペースを経由して流れるためビデオテープに録画できる。
【０１７３】
特に、１ｍｍ厚さのレーザカットされたレキサン（登録商標）ポリカーボネートシート（キャデラック・プラスチック社、ウエッスル、スインドンＳＮ５  ７ＥＸ、イギリスから得られる）を用いて、テスト装置が積層される。トップおよび底のポリカーボネートシートは、両面接着テープ（ミネソタ州、セントポールのスリーエム  コーポレーション（3M Corporetion）)から得られる＃２００ＭＰ高性能アクリル接着剤）を用いて結合された。毛細管経路は、両面接着テープ中に必要な幅開口をレーザカットすることにより定められる。０．０５μｍ、０．１２５μｍおよび０，２２５μｍのテープ厚みが、必要な経路高さを与えるために使用される。テスト装置の毛細管スペースの寸法は図３１中に表にしてある。
【０１７４】
トップおよび底のポリカーボネートシート部分は、再現可能な作製を確かなものとするために特注の冶具を用いて、レーザカット接着テープを用いて積層された。各測定装置に対しては、毛細管経路への入り口を定める流体受器領域が、上ポリカーボネートシートおよび接着剤テープ要素中にプレカットされた開口により形成された。３つの経路高さの各々に対しては、０．５ｍｍ、１．００ｍｍ、１．５ｍｍ、２．００ｍｍ、３．００ｍｍおよび４．００ｍｍの経路幅が作製された。全ての装置に対する毛細管経路長さは、５０ｍｍであった。１８の装置タイプの各々の２８個が構成された。組み立てられた装置は、ドイツのドートマンドのワイドマン・プラスチック・テクノロジー社によりプラズマ処理された。次のプラズマ処理条件が、使用された。
【０１７５】
プロセッサ：マイクロウエーブ・プラズマ・プロセッサ４００
マイクロウエーブ・パワー：６００Ｗ
ガス：酸素
圧力：０．３９ミリバール
ガス流量１５０ｍｌ／分
時間：１０分
表面エネルギー事前処理：＜３８ｍＮ／ｍ
表面エネルギー事後処理：７２ｍＮ／ｍ
【０１７６】
プラズマ処理された装置は、使用しないときには、２℃から８℃保存された。装置は、使用前に最低１時間室温で均衡された。
【０１７７】
各装置には、４５％のヘマトクリット値を有する所定の体積の静脈血液を投与した。流れおよび流頭挙動は、後日の解析のためにビデオテープ上で捉えられた。毛細管充填経路の相対的寸法は、流頭挙動を定めたということが決定された。図３１中の点線の左の装置（Ａ２，Ａ４，Ｂ２，Ｂ４、Ｂ５、Ｃ２，Ｃ４およびＣ５）は、凸状の流頭挙動を生じ、一方、点線の右側の装置（Ａ６，Ａ８，Ａ１１，Ｂ６，Ｂ８，Ｂ１１、Ｃ６，Ｃ８およびＣ１１）は、凹状流頭挙動を示した。凸状および凹状の流頭挙動の両方が、図３１に概略的に示されている。このデータは、毛細管充填スペースの高さと幅のアスペクト比が、サンプル流頭が、凸であるか凹であるかどうかを決める因子であるということを示している。
【０１７８】
用量充足電極の使用（続き）
毛細管充填スペース中の凹状流頭に関連した問題は、図３２Ａから図３２Ｃに図示されている。各々の図中では、テストストリップは、作用電極３２００と、参照電極３２０２と、および測定電極３２００あるいは３２０２の１つと併せて作動する下流の用量充足電極３２０４とを含む。上述した測定電極の１つと併せて、用量充足電極３２０４の使用に関連する測定ゾーンの化学量論的な問題に加えて、図３２Ａから図３２Ｃは、凹形状を示すサンプル流頭が、またバイアスされた測定結果を生じることを示している。各図において、サンプルの移動方向が、矢印により示されている。図３２Ａにおいては、毛細管壁に隣接したサンプルの部分が、用量充足電極３２０４到達し、これにより用量充足性決定を行うためのテスト計によりモニターされる測定電極対の１つとこの電極のあいだのＤＣ回路を電気的に完結させる。テスト計は、このとき測定するために充分なサンプルがあることを結論づけることになるが、サンプルは、参照電極３２０２にかろうじて到達し、このとき得られた測定結果は、高度にバイアスされる。
【０１７９】
同様に、用量充足電極３２０４は接触している（測定を開始するべきだということを示唆している）が、参照電極３２０２は、サンプルにより部分的にのみカバーされるという状況を図３２Ｂは図示している。このとき、サンプルは、参照電極３２０２に到達するが、参照電極３２０２は完全にサンプルによってカバーされず、したがってこのとき得られた測定結果は、部分的にバイアスされる。したがって、図３２Ａから図３２Ｂに示された両方の状況は、用量充足性に対して偽陽性を示し、これにより測定結果をバイアスすることになる。参照電極３２０２がサンプルにより完全にカバーされる図３２Ｃに示された状況においてのみ、測定結果は測定ゾーンにおける毛細管充填の程度により、バイアスを受けないであろう。
【０１８０】
本発明は、用量充足決定の際の用量充足電極と、測定電極との１つを組み合わせた先行技術設計に関係する化学量論的な問題を解決している。図３３に示したように、本発明は、測定電極から下流に位置決めされた独立した対を持っているテストストリップを含んでいる。テストストリップは、一般的に３３００として示され、また対極３３０２および作用電極３３０４からなる測定電極対を含んでいる。これらの電極は、従来技術で公知のようにおよび以上に記述したように、多層テストストリップ構造中の適当な基板上に形成しても良い。テストストリップの多層構造は、従来技術でも公知のように、毛細管充填スペース３３０６の形成を提供する。毛細管充填スペース３３０６内および測定電極３３０２および３３０４から下流では（サンプル流れの方向に対して）、用量充足作用電極３３０８および用量充足対極３３１０が形成されるとともに用量充足電極対を形成している。
【０１８１】
テストストリップ３３００が、テスト計中に挿入されると、いつサンプルが毛細管充填スペースのこの領域まで移動したかどうかを決定するために、テスト計は用量充足電極３３０８および３３１０のあいだの導通路を、連続的にチェックを行う。サンプルがひとたびこのレベルに到達すると、テスト計は、測定電極がサンプルでカバーされ、かつサンプル測定シーケンスが開始されてよいことを結論付けるプログラムにしてもよい。先行技術設計に必要とされたのと違って、図３３のテストストリップ設計を用いた用量充足テストのあいだでは、電圧あるいは電流が測定電極３３０２および３３０４のいずれにも印加される必要がないことが理解されよう。このようにして、測定ゾーンの化学量論は、測定ゾーンに残っている関心のある検体測定を行う前の用量充足テストサイクルあいだは混乱しない。このことは、先行技術の用量充足テスト方法に対する有意な向上を表している。
【０１８２】
図３４Ａに示しているように、毛細管充填スペース３３０６を充填しながら凸型流頭を示すサンプルを生じるように、毛細管充填スペースが設計されるとき、テストストリップ３３００が、用量充足性を判定することも望ましい。見られるように、凸型流頭が、用量充足電極対３３０８および３３１０に到達するときに、測定電極３３０２および３３０４上の測定ゾーンは、サンプルでカバーされる。しかし、図３４Ｂに示されているように、毛細管充填スペース３３０６により、サンプルが充填しながら凸型流頭を示すことが出来る場合は、テストストリップ設計３３００は、理想的な結果を生み出さないことがある。見られるように、測定ゾーンが、サンプルで完全にカバーされる前に、凹型流頭の周辺端が用量充足電極３３０８および３３１０に到達する。ＤＣあるいは低周波励起（以下より詳細に考察する）の場合には、用量充足電極３３０８および３３１０は、流頭の端により両者とも接触されるとすぐに、サンプル充実性を示すことになる。毛細管スペース３３０６を充填するサンプルが、凸型流頭を示すとき、図３３のテストストリップ中に示された用量充足電極設計は最も良く作動する。
【０１８３】
毛細管充填スペース３３０６の縦軸に対して垂直に配向された毛細管充填スペース３３０６内に、用量充足電極３３０８および３３１０が、最長軸を持つことが、理解されよう。このような電極は、ここでは、「垂直用量充足電極」とする。代替的な用量充足電極配置が図３５Ａから図３５Ｂに示されている。図３５Ａに示すように、本発明は、測定電極から下流側に位置決めされた用量充足電極の独立した対を持っているテストストリップを含んでおり、そこでは、毛細管充填スペースの縦軸に対して平行に配向された毛細管充填スペース内に、用量充足電極は、最長軸を持っている。そのような電極は、ここでは、「平行用量充足電極」とする。図３５中のテストストリップは、３５００として一般的に示されており、かつ対極３５０２および作用電極３５０４からなる測定電極対を含んでいる。これらの電極は、従来技術で公知のようにおよび以上に記述したように、多層テストストリップ構造で適当な基板上に形成しても良い。テストストリップの多層構造は、従来技術でも公知のように、毛細管充填スペース３５０６の形成を提供する。毛細管充填スペース３５０６内および測定電極３５０２および３５０４から下流では（サンプル流れの方向に対して）、用量充足作用電極３５０８および用量充足対極３５１０が形成され、ともに平行な用量充足電極を形成している。
【０１８４】
テストストリップ３５００がテスト計中に挿入されると、いつサンプルが、毛細管充填スペースのこの領域まで移動したか決定するために、テスト計は用量充足電極３５０８および３５１０のあいだの導通路を連続的にチェックする。サンプルがひとたびこのレベルに到達すると、テスト計は、測定電極がサンプルでカバーされ、かつサンプル測定シーケンスが開始されたことを結論付けるプログラムにしてもよい。テストストリップ３３００の場合には（先行技術設計に必要とされたのと違って）、図３５のテストストリップ設計を用いた用量充足テストのあいだには、測定電極３５０２および３５０４のいずれに対しても、電圧あるいは電流が印加される必要がないことが理解されよう。このようにして、測定ゾーンの化学量論は、測定ゾーンに残っている関心のある検体測定を行う前の用量充足テストサイクルのあいだは混乱しない。このことは、先行技術の用量充足テスト方法に対する有意な向上を表している。
【０１８５】
用量充足電極が、相対的に高周波数のＡＣ励起信号で付勢されるとき、さらなる改良された操作が、テストストリップ３５００の平行用量充足電極を用いて実現される。用量充足励起信号として相対的に高周波数のＡＣ信号が、使用されるとき、用量充足電極３５０８および３５１０は有意な端効果を示し、そこでは、ギャップに沿った電極端がサンプル流体でカバーされるときには、励起信号が電極間のみのギャップを横切る。テストストリップ３５００は、図３６中の拡大された大きさで示されている（毛細管充填スペース３５０６および可視のストリップ対計量電極接触パッド内にある電極部分の場合のみ）。用量充足電極３５０８および３５１０の対の１つが、ＡＣ信号で励起されるときには、大多数の信号は、１つの電極の上部平坦表面から他の電極の上部平坦表面へよりも、１つの電極端から他の電極端へ移動する（端がサンプルで覆われているとき）。端から端への電気的伝達のこれらの経路は、概略的に図３６中の電界ライン３６０２として示される。
【０１８６】
高周波数ＡＣは、用量充足電極からの端のみの最良感度を生じる。好ましい実施形態においては、１０ｋＨｚの９ｍＶrms（±１２．７ｍＶピーク対ピーク）励起信号が、用量充足電極の１つを励起するために使用される。この用量充足電極３５０８および３５１０の端のあいだのギャップ幅ＧＷは、好ましくは１００から３００μｍであり、より好ましくは１５０から２６０μｍであり、また最も好ましくは２５５μｍである。より小さなギャップ幅ＧＷは、端が少なくとも部分的にサンプルでカバーされている用量充足電極間を伝達される信号量を増加させる。しかし、信号伝達経路のキャパシタンスは、ギャップ幅ＧＷを減少するにつれて増加する。
【０１８７】
ＡＣ励起を用いて使用されるときには、図３５および図３６の平行用量充足電極設計の利点は、サンプルが電極ギャップに沿った端の少なくとも１部を覆うまで、電極間の電気的伝達は実質的に無いということである。したがって、図３５Ａの凹型流頭を示すサンプルは、図示されたサンプルが、用量充足電極３５０８および３５１０の両者には接触するが、ギャップに沿った電極端には接触しない場合においては、用量充足電極間での有意な電気的伝達を生じないものである。したがって、サンプルがギャップに沿った電極端間の用量充足電極を実際に橋渡しするまで、テスト計は用量充足性の結論を形成しない。凹型流頭の最も後ろの部分が、用量充足電極３５０８および３５１０に到達した後にのみこれが生じ、この時点においてサンプルが測定電極上の測定ゾーンを完全に覆う。図３５Ｂ中で見られるごとく、流頭が用量充足電極に到達すると（その時点で、サンプルが測定電極上の測定ゾーンを完全に覆う）すぐに、サンプルの凸型流頭が用量充足電極３５０８および３５１０を活性化する。
【０１８８】
図３５および図３６中に示された平行用量充足電極に対する他の利点は、電極間に伝達される信号量は、サンプルにより覆われるギャップ端の量に比例しているということである。したがって、テスト計中で適当な閾値を用いることにより、用量充足性の結論は、サンプルが、用量充足電極のギャップ端の所定の部分を覆うまで保留される。さらに、用量充足性信号の解析により、テスト計は所望により、テスト計により行われる各測定に対する毛細管充填スペースの充填率を記録することが出来る。
【０１８９】
電極形状自体は、特に凸型流頭の場合に充分なサンプルを検出するという観点で、以前の実施形態より利点を示すが、サンプル検出ではＤＣ応答よりもＡＣ応答の使用において、さらなる改良が、達成されるということが見出された。ＤＣ応答は、たとえば、温度、ヘマトクリットおよび検体（たとえば、グルコース）の変化に対して敏感であるという問題点がある。充分に高周波数でのＡＣ応答は、検体濃度の変動に対して強靭にさせることが出来る。さらに、毛細管充填装置中での充分に高周波数で発生したＡＣ応答は、サンプルにより充填される電極端間の平行ギャップの量により主に制限される。このようにして、流頭の谷が、実際にサンプル充足性電極の平行端以内に侵入するまで、凸型流頭に対してＡＣ応答（アドミタンスの場合）は、ほとんど感知されずあるいはまったく感知されない。さらに、閾値較正により、センサーはテスト開始前に充填される平行ギャップを多く必要とするアドミタンスに対してはより高い閾値を用いて、有利と思われるように多少感度良くすることが出来る。
【０１９０】
現行の装置のさらなる制限は、センサーの毛細管スペースを充填するために必要な時間量を、電極形状が、識別する能力がないことである。この制限は、用量充足電極および測定電極の相互依存性を持っていることにより生じる。このことは、独立した用量充足電極のさらなる利点となる。好ましい実施形態においては、投与前に、信号が測定電極を横切って最初に印加される。応答が、観察されるときには、電位はすぐにスイッチオフされ、かつ第２信号が用量充足電極を横切って印加され、そのあいだ、このシステムは、信号（電極カバー程度を示す）に対する応答を探し、かつ第１イベント（測定電極で、応答が観察されるとき）および第２イベント（用量充足電極で応答が、観察されるとき）あいだの期間をマークする。非常に長い間隔のために誤った結果が導かれる場合には、閾値以内では許容される結果が得られ、閾値外ではおよびフェイルセーフがトリガーされる閾値を確立することが可能であり、応答を避けあるいは使用者に対して、潜在性の不正確さの最低限の警告をする。許容しうると考えられる充分なサンプルの投与と検出の時間のずれは、特定のセンサー設計と化学性に依存している。あるいは、サンプルが、最初にセンサーに適用された時間を検出するために、投与検出電極の独立した対（図示されていない）が、測定電極から上流に付加されても良い。
【０１９１】
ＤＣ信号は、上記のイベントの１つあるいは両方の検出に使用できるが、好ましい実施形態は、測定電極における電気化学的応答を不必要に混乱することを避けるために、また流頭の不規則性に関しての強靭な検出を与えるために、充分な高周波数のＡＣ信号を使用する。
【０１９２】
ここに引用した全ての出版物、先行出願および他の文献は、それぞれが、個々に参照として組み入れられ、かつ充分に説明されてきたかのように、ここに、完全を期して、参照として組み入れられている。
【０１９３】
図および前述の記述において、本発明を詳細に説明し、かつ記述してきたが、同じことは、説明に役立つものでありまた特性に制限的ではないと考えるべきである。好ましい実施形態および好ましい実施形態の作成法あるいは使用法をさらに説明するのに役立つと思われるある他の実施形態のみを、示してきた。本発明の精神以内に入る全ての変更および改質は、保護されることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】連続して印加されるＡＣ成分およびＤＣ成分を有する本発明によるシステムおよび方法において使用するのに適した第１の実施形態励起信号の図である。
【図２】同時に印加されるＡＣ成分およびＤＣ成分を有する本発明によるシステムおよび方法において使用するのに適した第２の実施形態励起信号の図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のテストストリップを図示している。
【図４】実施例１のテストにおいて利用される励起信号の図である。
【図５】培養時間のない実施例１のテスト用相関係数ｒ2（グルコース対ＤＣ電流）対リアルタイムのプロットである。
【図６】培養時間を変化させた実施例１のテスト用相関係数ｒ2（グルコース対ＤＣ電流）対リアルタイムのプロットである。
【図７】実施例２のテスト用ＡＣアドミタンス対ヘマトクリットのプロットである。
【図８】実施例２のテスト用の相殺されていないＤＣ電流対グルコースのプロットである。
【図９】実施例２のテスト用予測されたグルコース応答対実際のグルコース応答のプロットである。
【図１０】実施例３のテストにおいて利用される励起信号の図である。
【図１１】実施例３のテストに対するＡＣ位相角対参照グルコースのプロットである。
【図１２】実施例３のテストに対する予想されたグルコース応答対実際のグルコース応答のプロットである。
【図１３】実施例４のテストにおいて利用される励起信号の図である。
【図１４】実施例４のテスト用ＡＣアドミタンス対ヘマトクリット（温度を用いてパラメーター表示される）のプロットである。
【図１５】実施例４のテストに対する相殺されていないＤＣ応答対実際のグルコースのプロットである。
【図１６】実施例４のテストに対する予想されたグルコース応答対実際のグルコース応答のプロットである。
【図１７Ａ】本発明の第２の実施形態のテストストリップを図示している。
【図１７Ｂ】本発明の第２の実施形態のテストストリップを図示している。
【図１８】実施例５のテスト中の温度およびヘマトクリット３つの組み合わせに対してリアルタイムが、変化するにしたがい、ＤＣ電流応答対グルコースレベルのあいだの相関係数ｒ2をパラメータを用いて図示するプロットである。
【図１９】実施例５のテストにおいて利用される励起信号の図である。
【図２０】実施例５のテストにおいて、温度が、パラメータ的に変化するときの、ＡＣアドミタンス対ヘマトクリットのプロットである。
【図２１】実施例５のテストにおいて、温度が、パラメータ的に変化するときの、ＡＣアドミタンス対ヘマトクリットのプロットである。
【図２２】実施例５のテストに対する相殺されていないＤＣ応答対実際のグルコースのプロットである。
【図２３】実施例５のテストに対する予想されるグルコース応答対実際のグルコース応答のプロットである。
【図２４】実施例６のテストにおいて利用される励起信号の図である。
【図２５】実施例６のテスト中のヘマトクリットに対してプロットされたヘマトクリットとＤＣ電流応答のあいだの相関係数ｒ2のプロットである。
【図２６】実施例６のテスト用ＡＣアドミタンス位相角対ヘマトクリットのプロットである。
【図２７】実施例６のテストに対する相殺されていないＤＣ応答対実際のグルコースのプロットである。
【図２８】実施例６の１．１秒全テスト時間に対する相殺されたＤＣ応答対実際のグルコースのプロットである。
【図２９】実施例６の１．５秒全テスト時間に対する相殺されたＤＣ応答対実際のグルコースのプロットである。
【図３０】実施例６の１．９秒全テスト時間に対する相殺されたＤＣ応答対実際のグルコースのプロットである。
【図３１】実施例８のテスト装置に使用される毛細管充填経路の高さおよび幅を詳細に示す表であるのみならず、毛細管充填スペース中の凸および凹サンプルフロー正面の概略図である。
【図３２Ａ】凹フロー正面が、先行技術用量充足電極と遭遇するときに、バイアスされた測定結果用電位を示すテストストリップの概略平面図である。
【図３２Ｂ】凹フロー正面が、先行技術用量充足電極と遭遇するときに、バイアスされた測定結果用電位を示すテストストリップの概略平面図である。
【図３２Ｃ】凹フロー正面が、先行技術用量充足電極と遭遇するときに、バイアスされた測定結果用電位を示すテストストリップの概略平面図である。
【図３３】測定電極から独立している１対の垂直用量充足電極を持つ本発明のテストストリップの概略平面図である。
【図３４Ａ】凸および凹フロー正面をそれぞれもっているサンプルを含む図３３のテストストリップの概略平面図である。
【図３４Ｂ】凸および凹フロー正面をそれぞれもっているサンプルを含む図３３のテストストリップの概略平面図である。
【図３５Ａ】測定電極から独立している１対の平行用量充足電極を持つ本発明のテストストリップの概略平面図である。
【図３５Ｂ】測定電極から独立している１対の平行用量充足電極を持つ本発明のテストストリップの概略平面図である。
【図３６】電極が、サンプルでカバーされるときに、電極間を伝達する電場線を概略的に図示する図３５のテストストリップの概略平面図である。
【図１】
2007524825.tif 000030
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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】
2007524825.tif 000039
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2007524825.tif 000043
【図１４】
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【図１５】
2007524825.tif 000045
【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
2007524825.tif 000064
【図３２Ｃ】
2007524825.tif 000065
【図３３】
2007524825.tif 000066
【図３４Ａ】
2007524825.tif 000067
【図３４Ｂ】
2007524825.tif 000068
【図３５Ａ】
2007524825.tif 000069
【図３５Ｂ】
2007524825.tif 000070
【図３６】
2007524825.tif 000071
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月1日(2006.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的流体テストサンプル内の検体濃度を測定する方法であって、
ＡＣ成分を有する第１信号を、前記テストサンプルに印加する工程、
前記テストサンプルのＡＣ成分を有する第１電気的応答を測定する工程、
第２信号を前記テストサンプルに印加する工程、
前記テストサンプルの第２電気的応答を測定する工程、および
少なくとも部分的には、前記第１電気的応答と前記第２電気的応答に基づいて、前記テストサンプルの検体濃度を表示する値を決定する工程、前記テストサンプルの検体濃度を表示する値を決定する工程が少なくとも部分的に前記第１電気的応答に基づいて、第２電気的応答を補正する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
第３信号を、血液サンプルに対して印加し、第３信号がＡＣ成分を有すること、
前記第３信号に対する第３応答を測定する工程、
前記テストサンプルの検体濃度を表示する値を決定する工程が少なくとも部分的に前記第１応答、第２応答および第３応答に基づくことであることを特徴とする請求項１記載の方法。 
【請求項３】
前記第１応答が、大きさおよび位相角情報を含むことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記第１応答が、アドミタンス値を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 
【請求項５】
前記第１信号のＡＣ成分が、約１Ｈｚ以上で、かつ約２０ｋＨｚ以下である周波数を持つことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。 
【請求項６】
前記第２テスト信号が、ＤＣ信号であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。 
【請求項７】
前記第１信号および前記第２信号を、少なくとも部分的に共通する時間のあいだ生物学的流体に印加する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記テストサンプルの検体濃度を表示する値を決定する工程が、少なくとも部分的に、前記第１信号に対する前記第１応答および前記第３信号に対する第３応答に基づいて、前記第２信号に対する第２応答を補正する工程を含むことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記テストサンプルの温度を測定する工程、およびＡＣ応答および温度を用いて血液サンプルのヘマトクリット値を決定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
血液サンプルのグルコース濃度を決定する装置であって、
血液サンプルを受け取るために適用されるテスト室と、
ＡＣ成分を有する第１テスト信号およびＤＣ成分を有する第２テスト信号を、テスト室中に受け取られるサンプル上の血液サンプルに対して印加するために適用される第１電極回路と、
第１テスト信号に対する第１応答および第２テスト信号に対する第２応答を測定するために適用される第２電極回路と、および
前記第１応答と前記第２応答を処理して、血液サンプルのグルコース濃度を表示する値を決定するために適用されるプロセッサとを含むことを特徴とする装置。 
【国際調査報告】
2007524825.tif 000072
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2007524825.tif 000074
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