(57)【要約】  以前よりもより正確な温度補正で対照溶液中のグルコース濃度を判定する方法を、それと共に使用される装置及びシステムと共に、本明細書において提供する。
2013532836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対照溶液サンプル中のグルコースの濃度を判定するための方法であって、
前記対照溶液サンプル中のグルコースを転換させるために、前記対照溶液サンプルをサンプル分析デバイスの電気化学セルの中に導入することであって、前記電気化学セルが第１の電極及び第２の電極を有する、ことと、
前記電気化学セルの温度を判定することと、
前記温度に基づき補正を計算することと、
グルコース濃度を得ることと、
前記対照溶液の補正グルコース濃度が参照規格値と比較して約６％未満の誤差を含むように、前記補正因子に基づき前記グルコースの補正濃度を判定することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記計算することが、前記判定された温度が第１の範囲内であるかどうかを評価し、真の場合、前記補正因子が次の式：ＣＴ＝ＡＣＳ×Ｔ＋ＢＣＳ×［Ｇ］×Ｔ＋ＣＣＳ×［Ｇ］＋ＤＣＳにより計算されることを含み、式中［Ｇ］が、前記グルコース濃度を含み、Ｔが、判定された温度を含み、項ＡＣＳ、ＢＣＳ、ＣＣＳ、及びＤＣＳが、経験的に得た定数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記計算することが、前記判定された温度が第１の範囲内であるかどうかを評価し、偽の場合、前記補正因子が次の式：ＣＴ＝ＪＣＳ＊［Ｇ］＋ＫＣＳ＊Ｔ＋ＬＣＳ＊［Ｇ］２＋ＭＣＳ＊［Ｇ］＊Ｔ＋ＰＣＳ＊Ｔ２＋ＨＣＳにより計算されることを含み、項ＪＣＳ、ＫＣＳ、ＬＣＳ、ＭＣＳ、ＰＣＳ、及びＨＣＳが、経験的に得た定数を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記補正因子が、約−１５〜約＋１５の範囲に限定される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記評価することにおいて、前記補正因子が１５よりも大きいかどうかを判定し、真の場合、前記補正因子が約１５の値に設定され、そうでなければ、前記補正因子が１５を超えない場合、前記グルコース濃度が約１００ｍｇ／ｄＬ未満であるかどうか、及び前記補正因子が−１５未満であるかどうかを判定することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
［Ｇ］が１００ｍｇ／ｄＬ未満である、及びＣＴが−１５未満であるの両方である場合、ＣＴが−１５に設定され得る、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
（ａ）前記補正因子が約−１５〜約＋１５の値を含む、及び（ｂ）前記グルコース濃度が１００ｍｇ／ｄＬ以上の値を含む、の両方の条件が満たされるかどうかを判定することを更に含み、真の場合、前記補正因子を前記グルコース濃度へと割って得られる値が約０．１５よりも大きいとき、前記補正因子が前記グルコース濃度の約０．１５倍の積に等しい値として設定され、そうでなければ、そのような値が−０．１５未満の場合、前記補正因子が前記グルコース濃度の約−０．１５倍の積に等しく設定される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の範囲が、約１９℃〜約２５℃の温度を含む、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
生理学的流体（例えば、血液、又は血漿等の血液由来の生成物）における分析物濃度の判定は、今日の社会において更に重要性が増している。そのような定量法は、臨床検査、家庭検査等を含めて、多様な用途及び状況に利用法が見出されるものであり、そのような検査の結果は、多様な病状の診断及び処置において大きな役割を果たしている。関心の分析物としては、糖尿病管理のためのグルコース、心血管状態を監視するためのコレステロール等が挙げられる。
【０００２】
分析物濃度判定定量法の一般的な方法は、電気化学に基づく。そのような方法において、水性の液体サンプルが、センサ中の試料反応チャンバ、例えば、少なくとも２本の電極、即ち、作用電極及び対電極で構成されている電気化学セルの中に設置され、それらの電極は、それらを電流測定又は電量測定に適するようにさせるインピーダンスを有する。分析される構成成分は、分析物濃度に比例する量で、酸化可能（又は還元可能）物質を形成するように、試薬と反応することが可能となる。次いで、存在する酸化可能（又は還元可能）物質の量を電気化学的に推定して、サンプル中の分析物濃度と関連付けられる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
グルコース濃度を判定するための特定の既存の温度補正が、より高い精度を有するように改善され得ることを出願者は発見した。以下に説明される様々な実施形態において、電気化学セルは、グルコースセンサ又は免疫センサ等の様々なサンプル分析デバイスに使用され得る。分析されるサンプルは、血液を含むことができる。一実施形態では、血液は全血を含むことができる。濃度が分析されることになる分析物は、グルコースを含むことができる。グルコース濃度の定量法は、グルコースのグルコン酸への物理的転換を含んでもよい。実施形態において、フラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤ）補酵素を有するＧＤＨなる酵素が、グルコースのグルコン酸への転換を触媒するために使用されてもよい。サンプル分析デバイスが免疫センサである実施形態において、濃度が分析される分析物は、Ｃ反応性タンパク質を含むことができる。一態様では、対照溶液サンプル中のグルコースの濃度を判定するための方法が提供され、本方法は、対照溶液サンプル中のグルコースを転換させるために、対照溶液サンプルをサンプル分析デバイスの電気化学セルの中に導入することであって、電気化学セルが第１の電極及び第２の電極を有する、ことと、電気化学セルの温度を判定することと、温度に基づき補正を計算することと、グルコース濃度を得ることと、対照溶液の補正濃度が参照規格値と比較して、約６％未満の誤差を含むように、補正因子に基づきグルコースの補正濃度を判定することと、により達成され得る。
【０００４】
これら及び他の実施形態、特徴及び利点は、以下に述べる本発明の異なる例示的実施形態のより詳細な説明を、はじめに下記に簡単に述べる付属の図面とあわせて参照することによって当業者にとって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす添付図面は、本発明の現在好適な実施形態を示したものであって、上記に述べた一般的説明及び以下に述べる詳細な説明と共に、本発明の特徴を説明する役割を果たすものである（同様の数字は、同様の要素を表す）。
【図１Ａ】試験ストリップの斜視図。
【図１Ｂ】図１Ａの試験ストリップの分解斜視図。
【図１Ｃ】図１Ａの試験ストリップの遠位部分の斜視図。
【図２】図１Ａの試験ストリップの底面平面図。
【図３】図１Ａの試験ストリップの側面平面図。
【図４Ａ】図１Ａの試験ストリップの上面平面図。
【図４Ｂ】図４Ａの矢印４Ｂ−４Ｂと一致する試験ストリップの遠位部分の部分側面図。
【図５】試験ストリップ接触パッドと電気的に接触する試験計器を示す簡略化した概略図。
【図６】本発明による免疫センサの例示的な実施形態の分解図。
【図７Ａ】試験計器が指定された時間間隔で複数の試験電圧を印加した際の試験電圧波形。
【図７Ｂ】図７Ａの試験電圧波形により生成された試験電流遷移。
【図８Ａ】試験計器が、図７Ａと比較して、指定された時間間隔の間、異極性で複数の試験電圧を印加する試験電圧波形。
【図８Ｂ】図８Ａの試験電圧により生成された試験電流遷移。
【図９Ａ】サンプルが対照溶液であると判定されたとき、温度補正を適用する方法の実施形態を示すフローチャート。
【図９Ｂ】サンプルが対照溶液であると判定されたとき、温度補正を適用する方法の実施形態を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下の詳細な説明は、図面を参照しつつ読まれるべきもので、異なる図面中、同様の要素は同様の参照符号にて示してある。図面は必ずしも一定の縮尺を有さず、選択した実施形態を示したものであって、本発明の範囲を限定するものではない。詳細な説明は本発明の原理を限定するものではなく、あくまでも例として説明するものである。
【０００７】
本明細書で任意の数値や数値の範囲について用いる「約」又は「およそ」という用語は、構成要素の部分又は構成要素の集合が、本明細書で述べるその所望の目的に沿って機能することを可能とするような適当な寸法の許容誤差を示すものである。更に、本明細書で用いられる「患者」、「ホスト」、「ユーザー」、及び「被験者」なる語は、いずれかのヒト又は動物被験対象を指し、ヒト患者における本発明の使用は好ましい実施形態であるが、システム又は方法をヒトへの使用に制限することは意図されない。本明細書で開示するシステム及び方法の構造、機能、製造、及び使用の原理が総括的に理解されるように、特定の例示的実施形態をこれから説明する。これらの実施形態の１つ以上の例を添付図面に示す。
【０００８】
本明細書で具体的に説明し、添付の図面に示すシステム及び方法が、非限定的な例示的実施形態であること、並びに本開示の範囲が特許請求の範囲によってのみ定義されることが、当業者には理解されよう。例示的な一実施形態に関連して例示又は説明される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わされ得る。そのような修正及び変形は、本開示の範囲に含まれることが意図される。
【０００９】
本明細書に開示されているシステム及び方法は、多種多様なサンプル中の多種多様な分析物の測定において使用するのに好適であり、全血、血漿、血清、間質液、又はそれらの類縁体中の分析物の測定において使用するのに特に好適である。例示的な実施形態において、対向する電極を有する薄層セル設計及び速い（例えば、約５秒の分析時間）３つのパルス電気化学設計に基づくグルコース試験システムは、少量のサンプル（例えば、約０．４μＬ）を必要とし、血液グルコース測定における信頼性及び精度の改善を提供することができる。分析物を検査するための反応セルでは、サンプル中のグルコースは、グルコースデヒドロゲナーゼを使用してグルコノラクトンに酸化することができ、電気化学的に活性である媒体は、酵素からパラジウム作用電極に電子をシャトル輸送するために使用することができる。より詳細には、反応セル中で電極の少なくとも１つをコーティングする試薬層は、ピロロキノリンキノン（ＰＱＱ）補酵素依存性グルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）とフェリシアニドとを含むことができる。別の実施形態では、ＰＱＱ補酵素依存性ＧＤＨなる酵素は、フラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤ）補酵素依存性ＧＤＨなる酵素と置き換えてもよい。血液又は対照溶液が反応チャンバ中に投与されると、グルコースは、下の化学変化Ｔ．１に示されているように、ＧＤＨ（ｏｘ）により酸化され、このプロセスにおいてＧＤＨ（ｏｘ）をＧＤＨ（ｒｅｄ）に変化させる。但し、ＧＤＨ（ｏｘ）はＧＤＨの酸化状態を指し、ＧＤＨ（ｒｅｄ）はＧＤＨの還元状態を指すことに留意されたい。
Ｔ．１      Ｄ−グルコース＋ＧＤＨ（ｏｘ）→グルコン酸＋ＧＤＨ（ｒｅｄ）
【００１０】
次に、ＧＤＨ（ｒｅｄ）は、以下の化学転換Ｔ．２に示されているようにフェリシアニド（即ち、酸化媒体又はＦｅ（ＣＮ）６３−）によって、元のその活性酸化状態に再生される。ＧＤＨ（ｏｘ）を再生するプロセスにおいて、フェリシアニド（即ち、還元媒体又はＦｅ（ＣＮ）６４−）はＴ．２に示される反応から生成される。
Ｔ．２      ＧＤＨ（ｒｅｄ）＋２Ｆｅ（ＣＮ）６３−→ＧＤＨ（ｏｘ）＋２Ｆｅ（ＣＮ）６４−
【００１１】
３つのパルスの電位波形を作用電極及び対電極に印加するために定電位を利用することができ、結果として、グルコース濃度を計算するために使用される試験電流遷移を生じる。更に、試験電流遷移から得られる追加的な情報は、サンプルマトリックス間の区別、及びヘマトクリット値、温度変化、電気化学的活性成分による血液サンプルの変動性の補正、並びに起こり得るシステムエラーの同定のために使用され得る。
【００１２】
標記方法は、原理的には、離間した第一及び第二電極と試薬層とを有する任意のタイプの電気化学セルと共に使用することができる。例えば、電気化学セルは、試験ストリップの形状であることができる。一態様では、試験ストリップは、サンプル受容チャンバ又は試薬層が配置される領域を画定するために薄いスペーサーにより分離された２つの対向する電極を含んでもよい。出願者は、例えば、同一平面上に複数の電極を有する試験ストリップ等の他のタイプの試験ストリップもまた本明細書に記載されている方法で使用され得ることを注記しておく。
【００１３】
電気化学セル
図１Ａ〜４Ｂは、本明細書で説明される方法で使用するのに適した例示的な試験ストリップ６２の様々な図を示す。示されるように、試験ストリップ６２は、近位端８０から遠位端８２まで延在し、側縁部５６、５８を有する細長い本体を含むことができる。本体５９の近位部分は、複数の電極１６４、１６６及び試薬７２を有するサンプル反応チャンバ６１を含むことができ、一方、試験ストリップ本体５９の遠位部分は、試験計器と電気的に導通するために構成される特徴を含むことができる。使用中、生理学的流体又は対照溶液は、電気化学分析のためにサンプル反応チャンバ６１に送達され得る。
【００１４】
例示的な実施形態において、試験ストリップ６２は、第１の電極層６６及び第２の電極層６４を含むことができ、スペーサー層６０がその間に位置付けられる。第１の電極層６６は、第１の電極１６６を第１の電気接点６７に電気的に接続するために、第１の電極１６６及び第１の接続路７６を提供することができる。同様に、第２の電極層６４は、第２の電極１６４を第２の電気接点６３に電気的に接続するために、第２の電極１６４及び第２の接続路７８を提供することができる。
【００１５】
一実施形態において、サンプル反応チャンバ６１は、図１Ａ〜４Ｂに示されるように、第１の電極１６６、第２の電極１６４、及びスペーサー６０によって画定される。具体的には、第１の電極１６６及び第２の電極１６４は、それぞれ、サンプル反応チャンバ６１の底部及び上部を画定する。スペーサー６０の切欠き領域６８は、サンプル反応チャンバ６１の側壁を画定することができる。一態様において、サンプル反応チャンバ６１は、サンプルの入口及び／又は通気孔を提供するいくつかのポート７０を更に含むことができる。例えば、ポートのうちの１つは、流体サンプルの入口を提供することができ、他のポートは、通気孔として機能することができる。
【００１６】
サンプル反応チャンバ６１は、小さな容積を有する。例えば、容積は、約０．１マイクロリットル〜約５マイクロリットル、好ましくは約０．２〜約３マイクロリットル、より好ましくは約０．３マイクロリットル〜約１マイクロリットルの範囲である。当業者が理解するように、サンプル反応チャンバ６１は、様々な他のそのような容積を有することができる。小サンプル容量を提供するために、切欠き６８は、約０．０１ｃｍ２〜約０．２ｃｍ２、好ましくは約０．０２ｃｍ２〜約０．１５ｃｍ２、より好ましくは約０．０３ｃｍ２〜約０．０８ｃｍ２の範囲の領域を有することができる。同様に、当業者は、容量切欠き６８が様々な他のそのような領域のものであり得ることを理解するであろう。加えて、第１及び第２の電極１６６、１６４は、約１マイクロメートル〜約５００マイクロメートルの範囲、好ましくは約１０マイクロメートル〜約４００マイクロメートルの範囲、より好ましくは、約４０マイクロメートル〜約２００マイクロメートルの範囲で離間され得る。他の実施形態では、そのような範囲は、様々な他の値間で変動することができる。近接した電極間隔は、第１の電極１６６で生成された酸化媒体が、還元される第２の電極１６４に拡散することができ、続いて再び酸化される第１の電極１６６に戻って拡散する、酸化還元サイクルを生じさせることもできる。
【００１７】
試験ストラップ本体５９の遠位端で、第１の電気接点６７は、試験計器への電気接続を確立するために使用され得る。第２の電気接点６３は、図２に示されるように、Ｕ字型ノッチ６５を通して試験計器によりアクセスされ得る。出願者は、試験ストリップ６２が、試験計器に電気的に接続するために構成される様々な代替的電気接点を含むことができることを注記しておく。例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６，３７９，５１３号（付属書類にコピーが添付される）は、電気化学セル接続手段を開示している。
【００１８】
一実施形態において、第１の電極層６６及び／又は第２の電極層６４は、金、パラジウム、カーボン、銀、プラチナ、酸化スズ、イリジウム、インジウム、及びこれらの組み合わせ（例えば、インジウムドープ酸化スズ）等の材料から形成される導電性材料であり得る。加えて、電極は、例えば、スパッタリング、化学メッキ、又はスクリーン印刷プロセス等の様々なプロセスによって、導電性材料を絶縁シート（図示せず）上に配置することにより形成され得る。例示的な一実施形態において、第２の電極層６４は、スパッタされた金電極であり得、第１の電極層６６は、スパッタされたパラジウム電極であり得る。間隔層６０として使用することができる適切な材料としては、例えば、プラスチック（例えば、ＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン）、シリコン、セラミック、ガラス、接着剤、及びこれらの組み合わせ等の様々な絶縁材料が挙げられる。
【００１９】
試薬層７２は、スロットコーティング、チューブの端からの分注、インク噴射、及びスクリーン印刷等のプロセスを使用して、サンプル反応チャンバ６１内に配置することができる。そのようなプロセスは、例えば、次の米国特許第６，７４９，８８７号、第６，８６９，４１１号、第６，６７６，９９５号、及び第６，８３０，９３４号に記載されており、それらの参考文献のそれぞれの全体が、付属書類に添付されるコピーと共に、参照により本明細書に組み込まれる。一実施形態において、試薬層７２は、少なくとも媒体及び酵素を含むことができ、第１の電極上に１６６に沈着され得る。様々な媒体及び／又は酵素が、本開示の趣旨及び範囲内にある。例えば、適切な媒体は、フェリシアニド、フェロセン、フェロセン誘導体、オスミウムビピリジル錯体、及びキノン誘導体が挙げられる。適切な酵素の例としては、グルコースオキシダーゼ、ピロロキノリンキノン（ＰＱＱ）補酵素依存性グルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド補酵素依存性ＧＤＨ、及びＦＡＤ依存性ＧＤＨ［Ｅ．Ｃ．１．１．９９．１０］が挙げられる。試薬層７２を作製するのに適するであろう例示的な試薬製剤の１つは、米国特許第７，２９１，２５６号に記載されており、その全体が、付属書類に添付されるコピーと共に、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２０】
第１の電極１６６又は第２の電極１６４のいずれかは、試験計器の印加された試験電位の極性により、限界量の媒体を酸化又は還元する作用電極として機能することができる。例えば、電流制限種が還元媒体である場合、十分な正電位が第２の電極１６４に対して印加される限り、第１の電極１６６で酸化され得る。このような状況では、第１の電極１６６は作用電極の機能を実行し、第２の電極１６４は対電極／参照電極の機能を実行する。試験ストリップ６２に関して特に明記しない限り、以下、試験計器１００により印加された電位は全て、第２の電極１６４に関して記述されるものであることに留意するべきである。
【００２１】
同様に、十分な負電位が第２の電極１６４に対して印加される場合、還元媒体は、第２の電極１６４で酸化され得る。このような状況では、第２の電極１６４は作用電極の機能を実行することができ、第１の電極１６６は対電極／参照電極としての機能を実施することができる。
【００２２】
初めに、本開示の方法は、関心の流体サンプル量を試験ストリップ６２の中に導入することを含むことができ、これは、第１の電極１６６、第２の電極１６４、及び試薬層７２を含む。流体サンプルは、全血又はその誘導体若しくは画分、又は対照溶液であり得る。流体サンプル、例えば血液は、ポート７０を介してサンプル反応チャンバ６１の中に投与され得る。一態様において、ポート７０及び／又はサンプル反応チャンバ６１は、毛管作用が流体サンプルにサンプル反応チャンバ６１を充填させるように構成され得る。
【００２３】
図５は、それぞれ、試験ストリップ６２の第１の電極１６６及び第２の電極１６４と電気的導通状態にある第１の電気接点６７及び第２の電気接点６３と接触する試験計器１００の簡略化した概略図を提供する。試験計器１００は、それぞれ、第１の電気接点６７及び第２の電気接点６３を介して、第１の電極１６６及び第２の電極１６４に電気的に接続されるように構成され得る（図２及び５に示される）。当業者が理解するように、様々な試験計器が本明細書に記載される方法と共に使用され得る。しかしながら、一実施形態では、試験計器は、電気化学セルの物理的特性と相関する少なくとも１つの測定されたパラメータを考慮して補正因子を計算できる計算を行うように構成される、並びにデータ分類及び／又は保存のために構成されるプロセッサを少なくとも含む。
【００２４】
図５に示されるように、電気接点６７は、２つのプロング６７ａ、６７ｂを含むことができる。例示的な一実施形態において、試験計器１００は、プロング６７ａ、６７ｂに別々に接続されるため、試験計器１００が試験ストリップ６２ａと接触すると、回路が完成する。試験計器１００は、試験ストリップ６２が試験計器１００に電気的に接続されているかどうかを判定するために、プロング６７ａと６７ｂとの間の抵抗又は電気的導通を測定することができる。出願者は、試験ストリップ６２が試験計器１００に対して適切に位置付けられるときを判定するために、試験計器１００が様々なセンサ及び回路を使用することができることを注記しておく。
【００２５】
一実施形態において、試験計器１００は、第１の電気接点６７と第２の電気接点６３との間に試験電位及び／又は電流を印加することができる。ストリップ６２が挿入されたことを試験計器１００が認識したら、試験計器１００のスイッチが入り、流体検出モードを開始する。一実施形態において、流体検出モードは、第１の電極１６６と第２の電極１６４との間に、試験計器１００に１マイクロアンペアの一定の電流を印加させる。試験ストリップ６２は、最初は乾いているため、試験計器１００は、試験計器１００内のハードウェアによって制限される最大電圧を測定する。しかしながら、ユーザーが流体サンプルを入口７０に投与すると、これにより、サンプル反応チャンバ６１が充填される。流体サンプルが第１の電極１６６と第２の電極１６４との間の隙間を埋めると、試験計器１００が測定された電圧の減少を測定し（例えば、米国特許第６，１９３，８７３号に記載され、参照される特許の全体は、付属書類に添付されるコピーと共に、参照により本明細書に組み込まれる）、これは、試験計器１００にグルコース試験を自動的に開始させる既定の閾値より低い。
【００２６】
サンプル反応チャンバ６１の一部のみが充填された場合、測定された電圧が既定の閾値より下に減少してもよいことに留意するべきである。流体が適用されたことを自動的に認識する方法は、必ずしもサンプル反応チャンバ６１が完全に充填されたことを示さないが、サンプル反応チャンバ６１にある程度の量の流体が存在することのみを確認することができる。試験計器１００が、流体が試験ストリップ６２に適用されたことを判定したら、流体がサンプル反応チャンバ６１を完全に充填するように、０ではない短い時間量が依然必要であってもよい。
【００２７】
本明細書に開示される方法のうちの少なくともいくつかと併せて使用するためのサンプル分析デバイスの別の例示的実施形態である免疫センサ１１０が、図６に図示され、「Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ｉｎ  ａｎ  Ｉｍｍｕｎｏｓｅｎｓｏｒ」と題する、２００９年９月３０日に出願されたＣｈａｔｅｌｉｅｒらの米国特許出願第１２／５７０，２６８号に記載されており、この内容は、付属書類に添付されるコピーと共に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。複数のチャンバは、サンプルを免疫センサの中に導入することができる充填チャンバ、サンプルを１つ以上の所望の物質と反応させることができる反応チャンバ、及びサンプルの特定の構成成分の濃度を判定することができる検出チャンバを含む、免疫センサ内に形成され得る。これらのチャンバは、免疫センサの下部電極、上部電極、及びセパレータのうちの少なくとも一部分内に形成され得る。免疫センサは、必要に応じて、空気が免疫センサに進入及びそれから漏れることを可能にし、また第１及び第２の封止用構成要素が通気孔の第１及び第２の側面を選択的に封止することを可能にする、通気孔を含むこともできる。第１の封止用構成要素は、充填チャンバの壁を形成することもできる。
【００２８】
図示するとおり、免疫センサ１１０は、その上に縞模様に付けられた２つの液体試薬１３０、１３２を有する下部電極１１２を含む。下方電極１１２は、電極を形成するために用いられる多数の技術を用いて形成することができるが、一実施形態において、硫酸バリウムを充填されたポリエチレンテトラフタレート（ＰＥＴ）のシートが、金でスパッタコーティングされる。電極を形成する他の非限定的な例は、「Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ」と題する、２０００年１１月１０日に出願されたＨｏｄｇｅｓらの米国特許第６，５２１，１１０号において開示されており、その内容は、付属書類に添付されるコピーと共に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００２９】
同様に、液体試薬１３０、１３２は、多くの異なる組成物を有することができる。一実施形態では、第一液体試薬１３０は、スクロース並びにＰｌｕｒｏｎｉｃｓ（登録商標）ブロックコポリマー等のポロキサマー、シトラコネート等の抗凝固剤、及びカルシウムイオンを含有する緩衝液中にＧＤＨ−ＰＱＱ等の酵素に接合した抗体を含む。一実施形態では、第二液体試薬１３２は、希釈シトラコン酸溶液等の酸性緩衝液中に、フェリシアニドと、グルコースと、フェナジンエトサルフェート等の第二媒体と、の混合物を含む。第１及び第２の液体試薬１３０、１３２は、下部電極１１２の上で乾燥させることができる。試薬１３０、１３２を乾燥させるために多くの技法を使用することができるが、一実施形態において、下部電極１１２の上に試薬１３０、１３２が縞模様で付けられた後に、１つ以上の赤外線乾燥器を試薬１３０、１３２に適用することができる。また、例えば、１つ以上の空気乾燥器が赤外線乾燥器に続いて使用され得る。本明細書における、第１の試薬と第１の液体試薬及び第２の試薬と第２の液体試薬についての言及は、同じ意味で用いられており、特定の実施形態に対して試薬が、所与の時点で液体の又は乾燥した形態にあることを必ずしも示唆するものではない。更に、第一及び第二の液体試薬に付随する構成成分のいくつかは、交換可能に、及び／又は所望に応じて第一液体試薬と第二液体試薬の両方において使用され得る。非限定的な例として、抗凝固剤は、第１の液体試薬１３０及び第２の液体試薬１３２のうちの一方又は両方に付随することができる。
【００３０】
１本の線が、試薬１３２の端縁がその線に近接するか又は接触するように、試薬１３０と１３２との間のスパッタコーティングされた金として形成され得る。この線は、レーザーアブレーションを利用して、あるいは鋭利な金属の縁部を用いて施されることができる。例示的な一実施形態において、この線は、試薬１３０、１３２が電極上に縞模様で付けられる前に施すことができる。この線は、下部電極１１２の検出チャンバの下にある部分を、反応チャンバの下に位置する部分から電気的に絶縁するように設計され得る。これにより、電気化学的分析の間、作用電極の範囲がより良好に規定され得る。
【００３１】
また、免疫センサ１１０は、１つ以上の磁気ビーズ１３４を有する上部電極１１４を含むことができ、磁気ビーズ１３４は、表面結合型抗原をその上に含有する。これらの抗原は、以下で更に詳細に説明するように、下部電極１１２に配設された抗体及び反応チャンバ１１８内のサンプルと反応するように構成され得る。下部電極１１２の上及び上部電極１１４の上に配設された構成要素が相互に交換可能であることが、当業者には理解されよう。したがって、下部電極１１２は１つ以上の磁気ビーズ１３４を有することができ、上部電極１１４は、上部電極１３２上に縞模様で付けられた２種類の液体試薬１３０、１３２を有することができる。更に、図示の実施形態において、電極１１２の長さは、免疫センサ１１０の全体の長さを形成しているが、他の実施形態において、電極は、免疫センサの層のうちの下部又は上部電極として働く一部分のみとされ得、あるいは、複数の電極が、免疫センサの単一の層に配置され得る。更に、免疫センサーに印加される電圧は、反転及び／又は交番することがあるため、下方及び上方電極の各々は、異なる段階において作用電極及び対電極又は対／基準電極としての働きをすることができる。説明を容易にする目的で、本願において、下部電極は作用電極と見なし、上部電極は対電極又は対電極／基準電極と見なす。
【００３２】
下部電極１１２と上部電極１１４との間に配置されるセパレータ１１６は、多様な形状及び寸法を有することができるが、一般的には、望ましくは下部及び上部電極１１２、１１４と係合して免疫センサ１１０を形成するように構成される。一例示的実施形態では、セパレータ１１６は、両側に接着剤を含む。セパレータ１１６は、セパレータ１１６の２面の各々の側に剥離ライナーを更に有することができる。セパレータ１１６は、少なくとも２つの空洞を形成する方式で切断され得る。第１の空洞は、反応チャンバ１１８として働くように形成され得、第２の空洞は、検出チャンバ１２０として働くように形成され得る。一実施形態において、反応チャンバ１１８は、電極１１２、１１４と整列して反応チャンバ内での抗原抗体反応を可能にし、一方で検出チャンバ１２０は、電極１１２、１１４と整列して検出チャンバ内でのフェロシアン化物の電気化学的測定を可能にするように、セパレータ１１６がキスカット（kiss-cut）され得る。
【００３３】
一実施形態において、セパレータ１１６は、上部電極１１４の磁気ビーズ１３４及び下部電極１１２の第１の試薬１３０を少なくとも部分的に反応チャンバ１１８内に配設することが可能となり、下部電極１１２の第２の試薬１３２のフェロシアン化物とグルコースとの組み合わせを少なくとも部分的に検出チャンバ１２０内に配設することが可能となるような方式で、下部電極１１２上に配置され得る。第１及び第２の液体試薬１３０、１３２の各々に抗凝固剤を含めて、抗凝固剤が反応チャンバ１１８及び検出チャンバ１２０の各々に付随するようにすると有利となり得る。いくつかの実施形態では、上部電極１１２及び下部電極１１４の一方とセパレータ１１６との組み合わせが、互いに積層されて二層積層体を形成することができ、一方で、他の実施形態では、下部電極１１２、上部電極１１４、及びセパレータ１１６の各々の組み合わせが、互いに積層されて三層積層体を形成することができる。あるいは、更なる層も追加することができる。
【００３４】
充填チャンバ１２２は、下部電極１１２及び上部電極１１４の一方及びセパレータ１１６に孔を打抜きすることによって形成され得る。図示の実施形態において、充填チャンバは、下方電極１１２の孔が反応チャンバ１１８と重なり合うように、下方電極１１２及びセパレータ１１６に孔を打抜きすることによって形成される。図示されるように、充填チャンバ１２２は、検出チャンバ１２０から一定の距離だけ離され得る。そのような構成により、サンプルは、検出チャンバ１２０に進入することなしに、充填チャンバ１２２を通じて免疫センサ１１０に進入し、反応チャンバ１１８の中に流入して、例えば、第１の電極１１２上の、酵素と抱合した抗体を緩衝液中に含む第１の液体試薬１３０、及び上部電極１１４上に縞模様で付けられた磁気ビーズ１３４と反応することが可能となる。サンプルが反応すると、そのサンプルは次いで、第２液体試薬１３２、例えば、フェリシアニド、グルコース、及び酸性の緩衝液中の第２媒体の混合物と化学的又は物理的転換を受けるために、検出チャンバ１２０の中に流入することが可能となる。
【００３５】
通気孔１２４が免疫センサ１１０の全体を通じて延びるように、通気孔１２４は、２つの電極１１２、１１４の各々及びセパレータ１１６を貫いて孔を打抜きすることによって形成され得る。穴は、例えば、多くの異なる位置でのドリル又は打抜き等の好適な方法で形成することができるが、一例示的実施形態では、穴は、反応チャンバ１１８から離間した検出チャンバ１２０の領域に重なり合うことができる。
【００３６】
通気孔１２４は、多数の異なる方法で封止することができる。図示の実施形態において、第１の封止用構成要素１４０は、下部電極１１２上に位置して、通気孔１２４の第１の側面を封止し、第２の封止用構成要素１４２は、上部電極１１４上に位置して、通気孔１２４の第２の側面を封止する。封止用構成要素は、任意の数の材料から作製すること、及び／又は任意の数の材料を含むことができる。非限定的な例として、封止用構成要素のいずれか一方、又はそれらの両方は、親水性接着テープ又はスコッチ（Scotch）（登録商標）テープであってよい。封止用構成要素の接着側は、免疫センサ１１０に面することができる。示されるように、第１の封止用構成要素１４０は、通気孔１２４に対する封止を形成するだけでなく、サンプルが中に収容され得るように、充填チャンバ１２２の壁を形成することもできる。第１の封止用構成要素１４０の接着側上に組み込まれた特性は、充填チャンバ１２２に関連付けることができる。例えば、第１の封止用構成要素１４０が、それを親水性及び／又は水溶性にする特性を含む場合、充填チャンバは、サンプルがその中に配設されるときに、よく濡れた状態のままであることができる。更に、封止用構成要素１４０、１４２は、免疫センサ１１０及びその中に配設された構成成分に対して所望に応じて通気及び／又は封止をなすように、免疫センサ１１０に選択的に関連し、切り離すことができる。
【００３７】
接着剤は、一般的に、免疫センサの構造に使用することができる。接着剤を本開示の免疫センサ及び他のサンプル分析デバイス内に組み込むことができる方法の非限定的な例は、「Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ｉｎ  ａｎ  Ｉｍｍｕｎｏｓｅｎｓｏｒ」と題し、２００９年９月３０日に出願された、Ｃｈａｔｅｌｉｅｒらの米国特許出願第１２／５７０，２６８号で確認することができ、この内容は、既に、参照によって、その全体が本願に組み込まれている。
【００３８】
本開示は、免疫センサに関連する様々な異なる実施形態を論じるが、免疫センサの他の実施形態も、本開示の方法と共に使用することができる。そのような実施形態の非限定的な例には、「Ｄｉｒｅｃｔ  Ｉｍｍｕｎｏｓｅｎｓｏｒ  Ａｓｓａｙ」と題する、２００２年３月２１日に出願されたＨｏｄｇｅｓらの米国特許出願公開第２００３／０１８０８１４号、「Ｉｍｍｕｎｏｓｅｎｓｏｒ」と題する、２００４年４月２２日に出願されたＨｏｄｇｅｓらの米国特許出願公開第２００４／０２０３１３７号、及び同第２００３／０１８０８１４号及び同第２００４／０２０３１３７号のそれぞれに対して優先権を主張する米国特許公開第２０１０／０００６４５２号に記載されるものが挙げられ、それらのそれぞれは、付属書類に添付されるコピーと共に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００３９】
一実施形態において、免疫センサ１１０は、電極１１２、１１４に電位を印加し、その電位を印加した結果として生じる電流を測定するように構成された計器の中に配設されるように構成され得る。一実施形態において、免疫センサは、計器と係合するための１つ以上のタブ１１７を含む。他の特性も、免疫センサ１１０を計器に係合するために使用することができる。その計器は、多数の種々の特徴を有することができる。例えば、計器は、免疫センサ１１０の特定の構成成分をあるチャンバ内に維持し、その一方で他の構成成分が他のチャンバに流れるように構成された、磁石を含むことができる。例示的な一実施形態において、計器の磁石は、免疫センサ１１０を計器内に配設すると磁石が反応チャンバ１１８の下方に配置されるように位置する。これにより、磁石は、任意の磁気ビーズ１３４、より具体的には、ビーズ１３４に拘束されている任意の抗体酵素複合体が、検出チャンバ１２０の中に流入するのを防ぐのを助けることができる。
【００４０】
計器の別の特徴には、加熱要素が挙げられる。加熱要素は、反応速度を速めるのを助け、また粘度を減じることによってサンプルが所望の方式で免疫センサ１１０を通じて流動するのを助けることができる。加熱要素は、１つ以上のチャンバ及び／又はその中に配置されたサンプルが所定温度まで加熱されるのを可能にすることもできる。所定温度まで加熱することで、例えば、反応が生じる際の温度変化の影響を減少又は除去することによって、精度を提供するのを助けることができる。
【００４１】
更に、穿孔装置は、計器に関連付けることもできる。穿孔装置は、空気が通気孔から流出し、液体が反応チャンバから検出チャンバに流動することができるように、所望時間に第１及び第２の封止用構成要素のうちの少なくとも１つを穿孔するように構成することができる。
【００４２】
免疫センサ１１０及び試験ストリップ６２は、好適な実施形態において、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ＭＳＰ−４３０マイクロコントローラであってもよい制御ユニットと関連するようにも構成され得、これは、代理人整理番号ＣＩＬ−５００５を有する同時係属中の２０１０年７月２０に出願された米国特許仮出願第６１／３６６，０９９号に記載及び図示され、コピーが付属書類に添付される。制御ユニットは、様々な機能を実行するように構成することができる。一例示的実施形態では、制御ユニットは、サンプルが装置に導入されるときに、サンプルの充填時間を計測することができる。別の実施形態では、制御ユニットは、血液サンプルのヘマトクリット値を定量するように構成することができる。更に別の実施形態では、制御ユニットは、充填時間を考慮して、サンプル中の分析物の濃度を計算するように構成され得る。実際、制御ユニットは、所望される機能性及び充填時間を計測するためにシステムが設計されている方法に少なくとも一部依存する、多くの異なる特徴を含むことができる。
【００４３】
制御ユニットは、システムの他の特徴を測定することもできる。非限定的な例として、制御ユニットは、免疫センサ又は試験ストリップのうちの１つ以上のチャンバの温度を測定するように構成され得る。制御ユニットは、サンプルの温度、サンプルの色、免疫センサ若しくは試験ストリップの静電容量、あるいはサンプル及び／又はシステムの様々な他の特徴及び／若しくは性質を測定するようにも構成され得る。更に非限定的な例として、制御ユニットは、充填時間測定の結果、静電容量測定の結果、分析濃度測定の結果、及び／又はヘマトクリット測定値を外部設備に伝達するように構成され得る。これは、任意の数の方法で実現することができる。一実施形態において、制御ユニットは、マイクロプロセッサ及び／又はディスプレイデバイスに配線することができる。別の実施形態において、制御ユニットは、制御ユニットからのデータをマイクロプロセッサ及び／又はディスプレイデバイスに無線で送信するように構成され得る。
【００４４】
システムの他の構成要素も、そのような測定を行うように構成され得る。例えば、免疫センサ又は計器は、免疫センサ若しくは試験ストリップの１つ以上のチャンバの温度を測定するか、サンプルの温度を測定若しくは推測するか、又はサンプル及び／若しくはシステムの様々な他の特徴及び／若しくは特性を測定、判定、若しくは推測するように構成され得る。更に、制御ユニットのこれらの特徴が、単一の制御ユニット内で交換及び選択的に組み合わせることができることは、当業者には理解されよう。例えば、制御ユニットは、充填時間、静電容量の判定、及びチャンバの温度の測定の両方を行うことができる。他の実施形態において、複数の制御ユニットは、様々な制御ユニットの構成及び実行される所望機能に少なくとも部分的に基づき、様々な機能を実行するために共に使用することができる。
【００４５】
分析物濃度試験
一実施形態において、試験計器１００が、流体が試験ストリップ６２上に導入された（例えば、投与された）ことを判定したら、試験計器１００は、図７Ａに示されるように、指定される間隔で複数の試験電位を試験ストリップ６２に印加することによって、グルコース試験を実施することができる。グルコース試験の時間間隔ＴＧは、グルコース試験の時間間隔ＴＧが第１の試験電位時間間隔Ｔ１に対して第１の試験電位Ｅ１、第２の試験電位時間間隔Ｔ２に対して第２の試験電位Ｅ２、及び第３の試験電位時間間隔Ｔ３に対して第３の試験電位Ｅ３を含むことができる、グルコース試験を実施するための時間量を表す（しかし、全ての計算が必ずしもグルコース試験と関連しない）。更に、図７Ａに示されるように、第２の試験電位時間間隔Ｔ２は、一定の（ＤＣ）試験電圧成分、及び交直重畳（ＡＣ）、又は振動試験電圧成分を含むことができる。交直重畳試験電圧成分は、Ｔｃａｐにより示される時間間隔に印加され得る。グルコース試験の時間間隔ＴＧは、例えば、約１秒〜約５秒の範囲である。
【００４６】
上述のように、第１の電極１６６又は第２の電極１６４のいずれかは、試験計器の印加された試験電位の極性により、限界量の媒体を酸化又は還元する作用電極として機能することができる。特に明記しない限り、以下、試験計器１００によって印加された電位は全て、第２の電極１６４に関して記述されるものであることに留意するべきである。しかしながら、出願者は、試験計器１００によって印加された試験電位が第１の電極１６６に関して記述され得、この場合、以下に説明される試験電位及び測定された電流の極性は逆になることを注記しておく。
【００４７】
第１、第２、及び第３の試験電位時間間隔中に測定された複数の試験電流値は、１ナノ秒当り１測定値〜１００ミリ秒当り１測定値の範囲の周波数で実施され得る。出願者は、「第１」、「第２」、及び「第３」という名称が便宜上選択され、必ずしも試験電位が印加される順序を示さないことを注記しておく。例えば、実施形態は、第３の試験電圧が第１及び第２の試験電圧の印加前に印加され得る電位波形を有することができる。順次様式で３つの試験電圧を使用する実施形態が説明されるが、出願者は、グルコース試験が異なる数の開回路及び試験電圧を含むことができることを注記しておく。出願者はまた、グルコース試験の時間間隔が任意の数の開回路電位時間間隔を含むことができることも注記しておく。例えば、グルコース試験の時間間隔は、１つ以上の試験電位時間間隔の前及び／又は後に、２つの試験電位時間間隔及び／又は開回路電位時間間隔のみを含むことができる。別の例示的な実施形態において、グルコース試験は、第１の時間間隔に開回路、第２の時間間隔に第２の試験電圧、及び第３の時間間隔に第３の試験電圧を含むことができる。
【００４８】
図７Ａに示されるように、試験計器１００は、第１の試験電位時間間隔Ｔ１（例えば、約０〜約１秒の範囲）に対して第１の試験電位Ｅ１（例えば、−２０ｍＶ）を印加してもよい。第１の試験電位時間間隔Ｔ１は、約０．１秒〜約３秒の範囲、好ましくは約０．２秒〜約２秒の範囲、最も好ましくは約０．３秒〜約１秒の範囲である。第１の試験電位時間間隔Ｔ１は、サンプル反応チャンバ６１がサンプルで完全に充填され、試薬層７２が少なくとも部分的に溶解又は溶媒和され得るように十分に長くてもよい。他の実施形態において、第１の試験電位時間間隔Ｔ１は、任意の他の所望の時間範囲を含むことができる。
【００４９】
一実施形態において、試験計器１００は、計器がストリップがサンプルで充填されていることを検出できたときと第２の試験電位Ｅ２が印加される前との間の期間、電極間に第１の試験電位Ｅ１を印加することができる。一態様において試験電位Ｅ１は小さい。例えば、電位は、約−１〜約−１００ｍＶの範囲、好ましくは約−５ｍＶ〜約−５０ｍＶの範囲、最も好ましくは約−１０ｍＶ〜約−３０ｍＶの範囲であり得る。より小さい電位は、より大きい電位差を印加するときと比較して、それほどではないにせよ、還元媒体濃度勾配を乱すが、それでもサンプル中の酸化可能物質の測定値を得るのに十分である。試験電位Ｅ１は、充填の検出と第２の試験電位Ｅ２が印加されるときとの間の時間の一部分に印加され得るか、又はその期間全体に印加され得る。試験電位Ｅ１が時間の一部分に使用される場合、開回路は、残りの時間の一部分に適用され得る。任意の数の開回路と小電圧電位印加の組み合わせ、それらの順序、及び印加される時間は、本実施形態において重大ではなく、小電位Ｅ１が印加される総期間がサンプル中に存在する酸化可能な物質の存在及び／又は量を示す電流測定値を得るのに十分である限り、適用することができる。好ましい実施形態において、小電位Ｅ１は、実質的に、充填が検出されるときと第２の試験電位Ｅ２が印加される時との間の全期間に印加される。
【００５０】
第１の時間間隔Ｔ１中、試験計器１００は、ｉａ（ｔ）と称され得る、得られる第１の電流遷移を測定する。電流遷移は、特定の試験電位時間間隔中に試験計器によって測定された複数の電流値を表す。電流遷移は、特定の試験電位時間間隔中に試験計器によって測定された複数の電流値を表す。一実施形態において、第１の電流遷移ｉａ（ｔ）は、約０．０５秒〜約１．０秒の範囲、好ましくは約０．１秒〜約０．５秒の範囲、最も好ましくは約０．１秒〜約０．２秒の範囲の時間の間測定され得る。他の実施形態において、測定され得る第１の電流遷移ｉａ（ｔ）は、任意の他の所望する時間範囲の間測定され得る。以下に説明されるように、第１の電流遷移の一部分又は全ては、対照溶液又は血液サンプルが試験ストリップ６２に適用されたかどうかを判定するために、本明細書に記載される方法に使用され得る。第１の遷移電流の規模は、サンプル中の容易に酸化可能な物質の存在によって影響を受ける。血液は、通常、第２の電極１６４で容易に酸化される内因性及び外因性化合物を含有する。逆に、対照溶液は、酸化可能な化合物を含有しないように製剤化され得る。しかしながら、血液サンプル組成物は、異なってもよく、サンプル反応チャンバ６１が約０．２秒後に完全に充填されない場合があるため、粘度が高い血液サンプルの第１の電流遷移の規模は、典型的に、粘度が低いサンプルより小さい（いくつかの場合において、対照溶液サンプルよりも低い）。不完全な充填は、同時に第１の電流遷移を低下させる第１の電極１６６及び第２の電極１６４の有効面積を減少させる。よって、サンプル中の酸化可能物質の存在は、血液サンプルの差異のため、それ自体、常に十分な差別的要因ではない。
【００５１】
第１の時間間隔Ｔ１時間が経過すると、試験計器１００は、第２の試験電位時間間隔Ｔ２（例えば、図７Ａに示されるように、約３秒）に対して、第１の電極１６６と第２の電極１６４との間に第２の試験電位Ｅ２（図７Ａに示されるように、例えば約−３００ｍＶ）を印加することができる。第２の試験電位Ｅ２は、限界酸化電流が第２の電極１６４で生じるような、十分に負の媒体酸化還元電位の値であってもよい。例えば、媒体としてフェリシアニド及び／又はフェロシアニドを使用するとき、第２の試験電位Ｅ２は、約−６００ｍＶ〜約０ｍＶの範囲、好ましくは約−６００ｍＶ〜約−１００ｍＶの範囲、より好ましくは約−３００ｍＶである。同様に、図６にＴｃａｐとして示される時間間隔は、様々な時間にわたって持続してもよいが、例示的な一実施形態において、約２０ミリ秒間である。例示的な一実施形態において、交直重畳試験電圧成分は、第２の試験電圧Ｖ２の印加後約０．３秒〜約０．３２秒後に印加され、約＋／−５０ｍＶの振幅の約１０９Ｈｚの周波数を有する２サイクル分の正弦波を含む。第２の試験電位時間間隔Ｔ２中、試験計器１００は、第２の電流遷移ｉｂ（ｔ）を測定することができる。
【００５２】
第２の試験電位時間間隔Ｔ２は、限界酸化電流の規模に基づき、サンプル反応チャンバ６１中の還元媒体（例えばフェロシアニド）の生成速度を監視するために十分に長くてもよい。還元媒体は、試薬層７２における一連の化学反応によって生成され得る。第２の試験電位時間間隔Ｔ２中、限界量の還元媒体が第２の電極１６４で酸化され、非限界量の酸化媒体が第１の電極１６６で還元されて、第１の電極１６６と第２の電極１６４との間に濃度勾配を形成する。説明されるように、第２の試験電位時間間隔Ｔ２は、十分な量のフェリシアニドが第２の電極１６４で生成され得るように十分に長くなくてはならない。フェロシアニドを酸化するために、限界電流が第３の試験電位Ｅ３中に第１の電極１６６で測定され得るように、十分な量のフェリシアニドが第２の電極１６４で必要とされ得る。第２の試験電位時間間隔Ｔ２は、約０秒〜約６０秒の範囲、好ましくは約１秒〜約１０秒の範囲、最も好ましくは約２秒〜約５秒の範囲である。
【００５３】
図７Ｂは、第２の試験電位時間間隔Ｔ２の最初に比較的小さいピークｉｐｂ、その後、第２の試験電位時間間隔（例えば、約１秒〜約４秒の範囲）中、酸化電流の絶対値の緩徐な増加を示す。小さいピークは、還元媒体の初期枯渇により、約１秒で生じる。酸化電流における緩徐な増加は、試薬層７２によるフェロシアニドの生成、その後の第２の電極１６４へのその拡散に起因する。
【００５４】
第２の電位時間間隔Ｔ２が経過した後、試験計器１００は、第３の試験電位時間間隔Ｔ３（図６に示されるように、例えば約４〜約５秒の範囲）に対して、第１の電極１６６と第２の電極１６４との間に第３の試験電位Ｅ３を印加することができる。第３の試験電位時間間隔Ｔ３中、試験計器１００は、ｉｃ（ｔ）と称され得る、第３の電流遷移を測定することができる。第３の試験電位Ｅ３は、限界酸化電流が第１の電極１６６で測定されるような、十分に正の媒体酸化還元電位の値であってもよい。例えば、媒体としてフェリシアニド及び／又はフェロシアニドを使用する際、第３の試験電位Ｅ３は、約０ｍＶ〜約６００ｍＶの範囲、好ましくは約１００ｍＶ〜約６００ｍＶの範囲、より好ましくは約３００ｍＶである。
【００５５】
第２の試験電位時間間隔Ｔ２及び第３の試験電位時間間隔Ｔ３は、それぞれ、約０．１秒〜約４秒の範囲である。図７Ａに示される実施形態について、第２の試験電位時間間隔Ｔ２は、約３秒であり、第３の試験電位時間間隔Ｔ３は、約１秒であった。上述のように、開回路電位時間期間は、第２の試験電位Ｅ２と第３の試験電位Ｅ３との間で経過させることができる。代替的に、第３の試験電位Ｅ３は、第２の試験電位Ｅ２を印加した後に印加され得る。第１、第２、又は第３の電流遷移の一部分は、一般に、セル電流又は電流値と称され得る。
【００５６】
第３の試験電位時間間隔Ｔ３は、酸化電流の規模に基づき、第１の電極１６６付近の還元媒体（例えばフェロシアニド）の拡散を監視するために十分に長くてもよい。第３の試験電位時間間隔Ｔ３中、限界量の還元媒体が第１の電極１６６で酸化され、非限界量の酸化媒体が第２の電極１６４で還元される。第３の試験電位時間間隔Ｔ３は、約０．１秒〜約５秒の範囲、好ましくは約０．３秒〜約３秒の範囲、最も好ましくは約０．５秒〜約２秒の範囲である。
【００５７】
図７Ｂは、第３の試験電位時間間隔Ｔ３の最初に比較的大きいピークｉｐｃ、その後、定常状態電流への減少を示す。一実施形態において、第１の試験電位Ｅ１及び第２の試験電位Ｅ２の両方は、第１の極性を有し、第３の試験電位Ｅ３は、第１の極性とは反対である第２の極性を有する。しかしながら、出願者は、第１、第２、及び第３の試験電位の極性は、分析物濃度が判定される様式により、並びに／又は試験サンプル及び対照溶液が区別される様式により選択され得ることを注記しておく。
【００５８】
静電容量測定
いくつかの実施形態において、静電容量が測定され得る。静電容量測定は、基本的に、電極−液体接触面でのイオン層の形成によるイオン二重層静電容量を測定することができる。静電容量の規模は、サンプルが対照溶液か血液サンプルかを判定するために使用され得る。例えば、対照溶液が反応チャンバ内にあるとき、測定された静電容量の規模は、血液サンプルが反応チャンバに存在するときの測定された静電容量の規模より大きくてもよい。以下により詳細に説明されるように、測定された静電容量は、電気化学セルを使用して行われる測定値に対する電気化学セルの物理的特性の作用について補正するための、様々な方法において使用され得る。例えば、測定された静電容量は、電気化学セルの年及び電気化学セルの保管状態のうちの少なくとも１つに関連し得る。
【００５９】
非限定的な例として、試験ストリップに対して静電容量測定を実施するための方法及び機構は、米国特許第７，１９５，７０４号及び第７，１９９，５９４号に見出すことができ、そのそれぞれは、付属書類に添付されるコピーと共に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。静電容量を測定するための例示的な方法の１つにおいて、定数成分と振動成分とを有する試験電圧が試験ストリップに印加される。そのような場合、得られる試験電流は、以下により詳細に記載されるように、静電容量値を判定するために数学的に処理され得る。
【００６０】
一般に、限界試験電流が、明確に画定された領域（即ち、静電容量測定中に変化しない領域）を有する作用電極で生じるとき、電気化学試験ストリップにおいて最も正確かつ緻密な静電容量測定が実施され得る。経時的に変化しない明確に画定された電極領域は、電極とスペーサーとの間に気密なシールが存在するときに生じる。試験電流は、電流がグルコース酸化又は電気化学腐敗のいずれかにより急速に変化しないとき、比較的一定である。代替的に、グルコース酸化により見られるであろうシグナルの増加が、電気化学腐食を伴うシグナルの減少によって効率的に平衡が保たれるときの任意の時間期間は、静電容量の測定に適切な時間間隔でもあり得る。
【００６１】
第１の電極１６６の領域は、サンプルがスペーサー６０と第１の電極１６６との間に浸透する場合、サンプルで投与した後に、経時的に潜在的に変化することができる。試験ストリップの実施形態において、試薬層７２は、試薬層７２の一部分がスペーサー６０と第１の電極層６６との間に位置する切欠き領域６８よりも大きい領域を有することができる。特定の状況下において、試薬層７２の一部分をスペーサー６０と第１の電極層６６との間に置くことにより、試験中、湿った電極領域を増加させることができる。結果として、試験中、同時に静電容量測定を歪める可能性がある、第１の電極の領域を経時的に増加させる漏出が起こる可能性がある。
【００６２】
逆に、第２の電極１６４の領域は、第２の電極１６４とスペーサー６０との間に試薬層がないため、第１の電極１６６と比較して、経時的により安定し得る。よって、サンプルは、スペーサー６０と第２の電極１６４との間に浸透する可能性は低い。第２の電極１６４で限界試験電流を使用する静電容量測定は、よって、領域が試験中に変化しないため、より緻密であり得る。
【００６３】
上述及び図７Ａに示されるように、液体が試験ストリップにおいて検出されると、第１の試験電位Ｅ１（例えば、−２０ｍＶ）は、液体の充填挙動を監視し、対照溶液と血液を区別するために、約１秒間、電極間に印加される。式１において、試験電流は、約０．０５〜１秒使用される。この第１の試験電位Ｅ１は、セル中のフェロシアニドの分布が第１及び第２の電極で生じる電気化学反応によってできるだけ乱されないように、比較的低くてもよい。
【００６４】
より大きい絶対等級を有する第２の試験電位Ｅ２（例えば−３００ｍＶ）は、限界電流が第２の電極１６４で測定され得るように、第１の試験電位Ｅ１後に印加され得る。第２の試験電位Ｅ２は、ＡＣ電圧成分及びＤＣ電圧成分を含むことができる。ＡＣ電圧成分は、第２の試験電位Ｅ２の印加後に既定の時間量で印加され得、更に、約１０９ヘルツの周波数及び約＋／−５０ミリボルトの振幅を有する正弦波であり得る。好ましい実施形態において、既定の時間量は、第２の試験電位Ｅ２の印加後、約０．３秒〜約０．４秒の範囲である。代替的に、既定の時間量は、時間の関数としての試験電流遷移が約０のスロープを有する時間であり得る。別の実施形態において、既定の時間量は、ピーク電流値（例えばｉｐｂ）が約５０％減衰するために必要な時間であり得る。ＤＣ電圧成分に関しては、第１の試験電位の最初に印加され得る。ＤＣ電圧成分は、第２の電極で限界試験電流、例えば第２の電極に対して約−３００ｍＶをもたらすのに十分な規模を有することができる。
【００６５】
図４Ｂに従い、試薬層７２は、絶対ピーク電流ｉｐｃの規模と比較して、絶対ピーク電流ｉｐｂの規模を比較的小さくさせる第２の電極１６４上にコーティングされない。試薬層７２は、分析物の存在下で還元媒体を生成するように構成され得、第１の電極に近接する還元媒体の量は、比較的高い絶対ピーク電流ｉｐｃの一因となる。一実施形態において、サンプルが試験ストリップの中に導入されるとき、少なくとも、試薬層７２の酵素部分は実質的に、第１の電極から第２の電極に拡散しないように構成され得る。
【００６６】
ｉｐｂ後の試験電流は、約１．３秒で平らな領域に落ち着く傾向があり、その後、還元媒体が試薬層７２でコーティングされ得る第１の電極１６６で生成されると、電流は再び増加し、試薬層７２でコーティングされない第２の電極１６４に拡散する。一実施形態において、静電容量測定は、約１．３秒〜約１．４秒で実施され得る、試験電流値の比較的平らな領域で実施され得る。一般に、静電容量が１秒前に測定される場合、静電容量測定は、第１の電流遷移ｉａ（ｔ）を測定するために使用され得る、比較的低い第１の試験電位Ｅ１に干渉することができる。例えば、−２０ｍＶの定数電圧成分上に重畳された約＋／−５０ｍＶの振動電圧成分は、測定された試験電流を大幅に乱す可能性がある。振動電圧成分は、第１の試験電位Ｅ１に干渉するだけでなく、同時に抗酸化物の補正に干渉する可能性がある、約１．１秒で測定された試験電流を大幅に乱す可能性がある。多数の試験及び実験の後、意外にも、約１．３秒〜約１．４秒で静電容量を測定することにより、対照溶液／血液識別試験又は血液グルコースアルゴリズムに干渉しない正確かつ緻密な測定値が得られることがついに確認された。
【００６７】
第２の試験電位Ｅ２後、第３の試験電位Ｅ３（例えば＋３００ｍＶ）が印加され得、試薬層７２でコーティングされ得る第１の電極１６６で、試験電流が測定される。第１の電極上の試薬層の存在は、電極領域を増加させることができる、スペーサー層と電極層との間の液体の浸透を可能にすることができる。
【００６８】
図７Ａに示されるように、例示的な実施形態において、１０９ＨｚのＡＣ試験電圧（ピーク間±５０ｍＶ）が、時間間隔Ｔｃａｐ中、２つのサイクルに印加され得る。第１のサイクルは調整パルスとして用いることができ、第２のサイクルは、静電容量を判定するために用いることができる。静電容量の推定は、交流（ＡＣ）波の一部分にわたって試験電流を合計し、直流（ＤＣ）オフセットを減算し、そして、ＡＣ試験電圧振幅及びＡＣ周波数を使用して結果を正規化することにより得ることができる。この計算は、ストリップサンプルチャンバがサンプルで充填されるとき、ストリップサンプルチャンバによって占められるストリップの静電容量の測定値を提供する。
【００６９】
一実施形態において、静電容量は、入力ＡＣ電圧がＤＣオフセットを超える時点のいずれかの側の、即ち、入力電圧のＡＣ成分が０である（０交差点）ときのＡＣ波の４分の１にわたって試験電流を合計することにより測定され得る。これがどのように静電容量の測定に変換されるかの導出は、以下により詳細に説明される。式１は、時間間隔Ｔｃａｐ中の時間の関数としての試験電流規模を示し、
【数１】
2013532836.tif 000003
式中、項
【数２】
2013532836.tif 000004
は、定数試験電圧成分によって生じた試験電流を表す。一般に、ＤＣ電流成分は、経時的に直線的に変化すると考えられ（フェロシアニドを生成する進行中のグルコース反応により）、よって、時間０でのＤＣ電流（０交差点）である定数ｉｏ、及び経時的なＤＣ電流変化のスロープｓにより表される。ＡＣ電流成分は、
【数３】
2013532836.tif 000005
により表され、式中、Ｉは、電流波の振幅であり、ωは、その周波数であり、φは、入力電圧波に関するその位相変化である。項ωは、
【数４】
2013532836.tif 000006
とも表され、式中、ｆは、ヘルツでのＡＣ波の周波数である。項Ｉは、式２に示されるようにも表すことができ、
【数５】
2013532836.tif 000007
式中、Ｖは、印加された電圧シグナルの振幅であり、｜Ｚ｜は、複素インピーダンスの規模である。項｜Ｚ｜は、式２２に示されるように表すこともでき、
【数６】
2013532836.tif 000008
式中、Ｒは、インピーダンスの実数部であり、Ｃは、静電容量である。
【００７０】
式１は、式４を得るために、０交差点前の４分の１波長から０交差点後の４分の１波長までが統合され得、
【数７】
2013532836.tif 000009
これは、式５に簡略化され得る。
【数８】
2013532836.tif 000010
【００７１】
式２を式１に代入し、その後、式４に代入した後、再整理すると、式６となる。
【数９】
2013532836.tif 000011
【００７２】
式６における積分項は、式７に示される電流の合計を使用して近似され得、
【数１０】
2013532836.tif 000012
式中、試験電流ｉｋは、０交差点前の４分１波長から０交差点後の４分の１波長までが合計される。式７を式６に代入して、式８を得、
【数１１】
2013532836.tif 000013
式中、ＤＣオフセット電流ｉｏは、０交差点付近の１つの完全な正弦サイクルに対して試験電流を平均化することにより得ることができる。
【００７３】
別の実施形態において、静電容量測定値は、電圧０交差点付近の電流ではなく、むしろ電流の最大ＡＣ成分付近を合計することにより得ることができる。よって、式７において、電圧０交差点のいずれかの側の４分の１波長を合計するのではなく、電流最大値付近の４分の１波長の試験電流が合計され得る。これは、ＡＣ励起に応答する回路素子が純粋なコンデンサと仮定することに等しいため、φはπ／２である。よって、式５は、式９に要約され得る。
【数１２】
2013532836.tif 000014
【００７４】
電流の流れのＤＣ、又は実際の成分がＡＣ励起に使用された電圧の範囲に対して印加された電圧から独立しているように、未コーティングの電極が分極されるため、この場合、これは妥当な仮定である。したがって、ＡＣ励起に応答するインピーダンスの実数部は無限大であり、純粋な容量性素子を示唆する。次いで、式９を式６と共に使用して、積分近似を必要としない簡略化された静電容量式を得ることができる。最終的な結果は、電圧交差点付近ではなく、むしろ電流の最大ＡＣ成分付近の電流を合計するときのその静電容量測定値がより緻密であったということである。
【００７５】
ＣＳ／血液識別試験
いくつかの実施形態において、対照溶液（ＣＳ）／血液識別試験が実施され得る。付属書類に添付されるコピーと共に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００９／０３０１８９９号の図８〜１５に関して示され、説明されるように、ＣＳ／血液識別試験が、サンプルが血液であると判定する場合、血液グルコースアルゴリズム、ヘマトクリット値補正、血液温度補正、及び誤差チェックの適用を含むことができる一連の工程を実施することができ、ＣＳ／血液識別試験が、サンプルがＣＳ（即ち、血液ではない）と判定する場合、ＣＳグルコースアルゴリズム、ＣＳ温度補正、及び誤差チェックの適用を含むことができる一連の工程を実施することができる。誤差がない場合、試験計器は、グルコース濃度を出力するが、誤差がある場合、試験は、エラーメッセージを出力することができる。
【００７６】
一実施形態において、対照溶液（ＣＳ）の特徴は、対照溶液を血液と識別するために使用される。例えば、サンプル中の酸化還元種の存在及び／又は濃度、反応速度、及び／又は静電容量が、対照溶液を血液と識別するために使用され得る。本明細書に開示される方法は、サンプル中の酸化還元濃度を表す第１の参照値、及びサンプルの試薬との反応速度を表す第２の参照値を計算することを含む。一実施形態において、第１の参照値は、干渉酸化電流であり、第２の参照値は、反応完了率である。
【００７７】
一実施形態において、ＣＳ／血液識別試験は、第１の参照値と第２の参照値とを含むことができる。第１の値は、第１の時間間隔Ｔ１内の電流値に基づき計算することができ、第２の参照値は、第２の時間間隔Ｔ２及び第３の時間間隔Ｔ３中の両方の電流値に基づくことができる。一実施形態において、第１の参照値は、図７Ａの試験電圧波形を使用するとき、第１の時間電流遷移中に得た電流値を合計することにより得ることができる。非限定的な例として、第１の参照値ｉｓｕｍは、式１０により表すことができ、
【数１３】
2013532836.tif 000015
式中、項ｉｓｕｍは、電流値の合計であり、ｔは時間である。残留反応率と称される場合もある第２の参照値は、式１１に示されるように、第２の時間間隔及び第３の時間間隔中の電流値の比率Ｙにより得ることができ、
【数１４】
2013532836.tif 000016
式中、ａｂｓは、絶対値の関数を表し、３．８及び４．１５は、この特定の例において、それぞれ、第２及び第３の時間間隔の秒での時間を表す。
【００７８】
識別基準は、式１０の第１の参照値及び式１１の第２の参照値に基づき、サンプルが対照溶液又は血液のいずれかであるかを判定するために使用され得る。例えば、式１０の第１の参照値は、既定の閾値と比較することができ、式１１の第２の参照値は、既定の閾値関数と比較することができる。既定の閾値は、例えば、約１２マイクロアンペアであってもよい。既定の閾値関数は、式１０の第１の参照値を使用する関数に基づくことができる。より具体的には、式１２に図示されるように、式１０のｉｓｕｍのいずれかの計算された値がＸによって表される場合、既定の閾値関数Ｆｐｄｔは、
【数１５】
2013532836.tif 000017
であり得、式中、Ｚは、例えば約０．２等の定数であり得る。よって、ＣＳ／血液識別試験は、式１０に示されるように、ｉｓｕｍが、既定閾値以上、例えば約１２マイクロアンペアである場合、かつ式１１に示されるように、第２の時間間隔及び第３の時間間隔中の電流値の比率Ｙが、既定の閾値関数Ｆｐｄｔの値より小さい場合、サンプルを血液と識別することができ、そうでなければ、サンプルは対照溶液である。
【００７９】
血液グルコースアルゴリズム
サンプルが血液サンプルとして識別される場合、血液グルコースアルゴリズムが試験電流値に対して実施され得る。図１Ａ〜４Ｂに図示されるように、試験ストリップが対向面又は正面配列を有し、図７Ａ又は図８Ａに示されるように、電位波形が試験ストリップに適用されると仮定すると、グルコース濃度［Ｇ］は、式（Ｅｑ．）１３に示されるように、グルコースアルゴリズムを使用して計算することができる。
【数１６】
2013532836.tif 000018
【００８０】
式１３において、［Ｇ］は、グルコース濃度であり、ｉ１は、第１の電流値であり、ｉ２は、第２の電流値であり、ｉ３は、第３の電流値であり、項ｐ、Ｚ、及びａは、経験的に誘導された較正定数である。式１３の導出は、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｒａｐｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ」と題する、２００５年９月３０日に出願された係属中の米国特許出願公開第２００７／００７４９７７号（米国出願第１１／２４０，７９７号）に見出すことができ、その全体は、付属書類に添付されるコピーと共に、参照により本明細書に組み込まれる。式１３の全ての試験電流値（例えば、ｉ１、ｉ２、及びｉ３）は、電流の絶対値を使用する。第１の電流値ｉ１及び第２の電流値ｉ２は、第３の電流遷移から計算され、第３の電流値ｉ３は、第２の電流遷移から計算される。出願者は、「第１」、「第２」、及び「第３」という名称は便宜上選択され、必ずしも電流値が計算される順序を示すものではないことを注記しておく。加えて、式１３に記述される全ての電流値（例えば、ｉ１、ｉ２、及びｉ３）は、電流の絶対値を使用する。
【００８１】
別の実施形態において、項ｉ１は、式１４に示されるように、より正確なグルコース濃度を可能にするように、第２及び第３の電流遷移からのピーク電流値を含むように定義され得る。
【数１７】
2013532836.tif 000019
【００８２】
項ｉｐｂは、第２の試験電位時間間隔Ｔ２のピーク電流値を表し、項ｉｐｃは、第３の試験電位時間間隔Ｔ３のピーク電流値を表す。項ｉｓｓは、進行中の化学反応の不在下で、第３の試験電位Ｅ３の印加後長時間生じると予測される電流である、定常状態の電流の推定である。ｉｓｓを計算するための方法のいくつかの例は、米国特許第５，９４２，１０２号及び同第６，４１３，４１０号に見出すことができ、そのそれぞれは、付属書類に添付されるコピーと共に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。生理学的サンプルにおける干渉を説明するためのピーク電流値の使用は、「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ａｎａｌｙｚｉｎｇ  ａ  Ｓａｍｐｌｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｔｓ」と題する、２００６年３月３１日に出願された米国特許出願公開第２００７／０２２７９１２号（米国特許出願第１１／２７８，３４１号）に説明されており、その全体は、付属書類に添付されたコピーと共に、参照により本明細書に組み込まれる。
【００８３】
一実施形態において、式１３及び式１４は、血液又は対照溶液のいずれかのグルコース濃度を計算するために一緒に使用され得る。別の実施形態において、式１３及び式１４のアルゴリズムは、第１の較正因子（即ち、ａ、ｐ、及びＺ）のセットを用いて血液について使用され得、対照溶液については、第２の較正因子のセットが使用され得る。２つの異なる較正因子のセットを使用するとき、試験流体と対照溶液を区別するための、本明細書に記載される方法は、分析物濃度の計算の有効性を改善することができる。
【００８４】
図７Ａ及び７Ｂに示される例は、第１及び第２の印加された電圧の極性を負と示し、第３の印加された電圧を負とするが、印加される電圧は、印加される電圧の規模及びタイミングが同じである限り、図７Ａに示される極性と反対のものであってもよい。例えば、図８Ａ及び８Ｂの好ましい実施形態において、第１及び第２の印加された電圧の極性は、正であり、第３の印加された電圧の極性は負である。両方の場合において、サンプリングされる、得られる電流遷移の絶対値のみがそのような計算に利用されるため、グルコースの計算は、同じである。
【００８５】
加えて、試験計器が、サンプルが対照溶液（血液とは対照的に）であると判断する場合、試験計器は、ユーザーが対照溶液データとは別に試験サンプル濃度データを検討できるように、対照サンプルの得られるグルコース濃度を保存することができる。例えば、対照溶液のグルコース濃度は、別のデータベースに保存することができる、印を付ける、及び／又は消去する（即ち、保存されない又は短時間保存されない）ことができる。
【００８６】
対照溶液を認識することができる別の利点は、試験計器が対照溶液の試験の結果（例えば、グルコース濃度）を対照溶液の予想されたグルコース濃度と自動的に比較するようにプログラムされ得ることである。例えば、試験計器は、対照溶液（複数可）の予想されたグルコースレベル（複数可）で予めプログラムされ得る。代替的に、ユーザーは、対照溶液の予想されたグルコース濃度を入力することができる。試験計器が対照溶液を認識するとき、試験計器は、計器が正常に機能しているかを判定するために、測定された対照溶液のグルコース濃度を予想されたグルコース濃度と比較することができる。測定されたグルコース濃度が予想された範囲の外である場合、試験計器は、ユーザーに警告するための警告メッセージを出力することができる。
【００８７】
充填時間補正
いくつかの実施形態において、分析物の濃度は、サンプルの充填時間に基づき補正され得る。そのような方法の一例は、「Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ  Ａｃｃｕｒａｃｙ  ｏｆ  Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｆｉｌｌ  Ｔｉｍｅ」と題する、２００９年１２月３０日に出願されたＲｏｎａｌｄ  Ｃ．Ｃｈａｔｅｌｉｅｒ及びＡｌａｓｔａｉｒ  Ｍ．Ｈｏｄｇｅｓ（出願番号１２／６４９，５９４）の同時係属中の特許出願に開示されており、付属書類に添付されたコピーと共に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。そのような例示的な方法において、サンプルは、作用電極及び対電極を有するサンプル分析デバイスの電気化学セルの中に導入される。電位は、電気化学セルの作用電極と対電極との間に印加することができ、例えば、電気化学セルの毛細管間隙の中へのサンプルの充填時間が定量され得る。少なくともサンプルの充填時間を考慮してプレパルス時間を計算することができ、電位は、プレパルス時間に等しい長さの時間にわたって作用電極と対電極との間に印加され得る。次に、サンプル中の分析物の濃度を定量することができる。充填時間を考慮してプレパルス時間を計算することにより、分析物濃度についてより正確な結果を得ることができる。例えば、サンプルに対してヘマトクリット値レベルを変えることから生じ得るもの等の誤差を計上することができ、それによってサンプル中の分析物の濃度のより正確な定量を導く。サンプル中の分析物の濃度を検出するための代替的実施形態では、誤差は、判定された充填時間よりも定量された初期充填速度に基づいて補正され得る。そのような方法の一例は、「Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｗｈｏｌｅ  Ｂｌｏｏｄ  Ｈａｅｍａｔｏｃｒｉｔ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｆｉｌｌ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ」と題する、２００９年１２月３０日に出願されたＲｏｎａｌｄ  Ｃ．Ｃｈａｔｅｌｉｅｒ、Ｄｅｎｎｉｓ  Ｒｙｌａｔｔ、Ｌｉｎｄａ  Ｒａｉｎｅｒｉ、及びＡｌａｓｔａｉｒ  Ｍ．Ｈｏｄｇｅｓ（出願番号１２／６４９，５０９）の同時係属中の特許出願に開示されており、付属書類に添付されたコピーと共に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００８８】
温度補正
本発明のシステム及び方法のいくつかの実施形態において、温度による作用が減少するため、改善された精度で分析濃度を提供するための血液温度補正が試験電流値に適用され得る。温度補正された分析物濃度を計算するための方法は、温度値を測定することと、温度補正値ＣＴを計算することとを含むことができる。温度補正値ＣＴは、温度値及び分析物濃度、例えばグルコース濃度に基づくことができる。従って、温度補正値ＣＴは、次いで、温度について分析物濃度を補正するために使用され得る。
【００８９】
最初に、上記の式１３からグルコース濃度［Ｇ］等の、温度について未補正の分析物濃度を得ることができる。温度値も測定され得る。温度は、試験計器に組み込まれるサーミスタ若しくは他の温度読取デバイスを使用して、又は他の任意の数の機構若しくは手段により測定され得る。続いて、温度値Ｔが第１の温度閾値Ｔ１より大きいかどうかを判定するために、判定が実施され得る。例えば、温度閾値Ｔ１は、約１５℃であり得る。温度値Ｔが１５℃より大きい場合、温度補正値ＣＴを判定するために、第１の温度関数が適用され得る。温度値Ｔが１５℃より小さい場合、温度補正値ＣＴを判定するために、第２の温度関数が適用され得る。
【００９０】
温度補正値ＣＴを計算するための第１の温度関数は、式１５の形態であってもよく、
式１５      ＣＴ＝−Ｋ９（Ｔ−ＴＲＴ）＋Ｋ１０×［Ｇ］（Ｔ−ＴＲＴ）
式中、ＣＴは、補正値であり、Ｋ９は、９番目の定数（例えば０．５７）であり、Ｔは、温度値であり、ＴＲＴは、室温値（例えば２２℃）であり、Ｋ１０は、１０番目の定数（例えば０．０００２３）であり、［Ｇ］は、グルコース濃度である。ＴがほぼＴＲＴに等しいとき、ＣＴは約０である。いくつかの場合において、第１の温度関数は、偏差が日常的な周辺条件下で低減され得るように、室温で基本的に補正がないように構成され得る。別の補正値ＣＴを計算するための別の温度関数は、式１６の形態であってもよく、
式１６  ＣＴ＝−Ｋ１１（Ｔ−ＴＲＴ）−Ｋ１２×［Ｇ］Ｔ−ＴＲＴ）−Ｋ１３×［Ｇ］（Ｔ−Ｔ１）＋Ｋ１４×［Ｇ］（Ｔ−Ｔ１）
式中、ＣＴは、補正値であり、Ｋ１１は、１１番目の定数（例えば０．５７）であり、Ｔは、温度値であり、ＴＲＴは、室温値であり、Ｋ１２は、１２番目の定数（例えば０．０００２３）であり、［Ｇ］は、グルコース濃度であり、Ｋ１３は、１３番目の定数（例えば０．６３）であり、Ｔ１は、第１の温度閾値であり、Ｋ１４は、１４番目の定数（例えば０．００３８）である。
【００９１】
式１５又は式１６のいずれかを使用してＣＴを計算した後、ＣＴが既定の範囲に制限されることを確実にし、それによって外れ値のリスクを軽減するように、いくつかの切り捨て関数が実行され得る。一実施形態において、ＣＴは、−１０〜＋１０の範囲を有するように制限され得る。例えば、判定は、ＣＴが１０より大きいかどうかを判定するために実施され得る。ＣＴが１０より大きい場合、ＣＴは、１０に設定される。ＣＴが１０より小さい場合、判定は、ＣＴが−１０未満であるかどうかを判定するために実施される。ＣＴが−１０未満である場合、ＣＴは、−１０に設定され得る。ＣＴが既に−１０〜＋１０の値である場合、一般に、切り捨ては必要ない。
【００９２】
ＣＴが判定されたら、温度補正グルコース濃度が計算され得る。例えば、温度（例えば［Ｇ］）について未補正のグルコース濃度が１００ｍｇ／ｄＬ未満であるかどうかを判定するために、判定が実施され得る。［Ｇ］が１００ｍｇ／ｄＬ未満である場合、補正値ＣＴをグルコース濃度［Ｇ］に加算することによって、温度補正グルコース濃度ＧＴを計算するための式１７が使用され得る。
式１７      ＧＴ＝［Ｇ］＋ＣＴ
【００９３】
［Ｇ］が１００ｍｇ／ｄＬ未満でない場合、ＣＴを１００で割って１を加算し、その後グルコース濃度［Ｇ］を掛けることによって、温度補正グルコース濃度ＧＴを計算するための式１８が使用され得る。
式１８      ＧＴ＝［Ｇ］＊［１＋０．０１×ＣＴ］
【００９４】
温度の作用について補正されたグルコース濃度が判定されたら、グルコース濃度は、例えばディスプレイに出力され得る。
【００９５】
実施形態において、対照溶液（ＣＳ）温度補正ＣＴは、血液グルコース温度補正と異なる試験電流値に適用され得る。計器が、対照溶液が試験ストリップに適用されたことを識別したら、計器は、適切な種類の温度補正を適用することができる。対照溶液温度補正は、温度による作用が減少するため、改善された精度で分析物濃度を提供することができる。
【００９６】
図９は、対照溶液（「ＣＳ」）工程１９０２のグルコース濃度を判定するための方法１９００の実施形態を示し、温度について補正されるこの値は、第１及び第２の温度関数を含んでもよい。第１の温度関数は、周囲温度が既定範囲内であるときに使用され得る。第２の温度関数は、周囲温度が既定範囲外であるときに使用され得る。例えば、既定範囲は、工程１９０６で約１９℃〜約２５℃（即ち１９℃≦Ｔ≦２５℃）の範囲であってもよい。工程１９０６に示されるように、工程１９０４で測定された温度Ｔが既定範囲内である場合、第１の温度関数が利用される。第１の温度は、式１６Ａの形態であり得、図９の工程１９０８で計算され得る。
式１６Ａ      ＣＴ＝ＡＣＳ×Ｔ＋ＢＣＳｘ［Ｇ］×Ｔ＋ＣＣＳ×［Ｇ］＋ＤＣＳ
【００９７】
項は経験的に誘導された定数であり、この例において、ＡＣＳ〜（−０．４７、ＢＣＳ〜（−０．００２）、ＣＣＳ〜０．０４）、及びＤＣＳ〜１０．３である。ＣＴが式１６Ａを使用して判定されたら、図９に示されるように、ＣＳの温度補正グルコース濃度が工程１９１０、１９１２、１９１４、１９１６、１９１８、１９２０、１９２２、及び１９６０を使用して計算され得る。特に、補正因子ＣＴが工程１９１０で１０より大きいと工程１９０８で計算される場合、そのような補正因子は、工程１９１２で１０に設定される。一方、ＣＴが工程１９１４で−１０未満である場合、ＣＴは、工程１９１６で−１０と等しいように設定される。ＣＴが−１０〜１０内にあると判定される場合、グルコース濃度［Ｇ］は、そのような濃度が工程１９１８で１００ｍｇ／ｄＬ未満又は１００ｍｇ／ｄＬ以上であるかどうかに関して判定される。グルコース濃度［Ｇ］が工程１９１８で１００ｍｇ／ｄＬ以上である場合、温度補正グルコース濃度ＧＴは、式１７を使用して工程１９２０で計算され、そうでなければ温度補正グルコース濃度ＧＴは、工程１９２２で計算され、１９２０又は１９２２のいずれかによる結果が、工程１９６０で計器のプロセッサに提供される。
【００９８】
工程１９０６で判定されるように、周囲温度が既定範囲（即ち、Ｔ≦１９℃又はＴ≧２５℃）の外である場合、式１６Ｂの形態の第２の温度関数が工程１９２４で使用され得る。
式１６Ｂ      ＣＴ＝ＪＣＳ＊［Ｇ］＋ＫＣＳ＊Ｔ＋ＬＣＳ＊［Ｇ］２＋ＭＣＳ＊［Ｇ］＊Ｔ＋ＰＣＳ＊Ｔ２＋ＨＣＳ
【００９９】
項ＪＣＳ、ＫＣＳ、ＬＣＳ、ＭＣＳ、ＰＣＳ、及びＨＣＳは、経験的に誘導される定数である（この例では、以下である：ＨＣＳ〜１２．６、ＪＣＳ〜０．２３、ＫＣＳ〜（−１．７）、ＬＣＳ〜（−０．０００２）、ＭＣＳ〜（−０．００６）、及びＰＣＳ〜０．０３）。ＣＴが式１６Ｂを使用して計算された後、ＣＴが既定範囲に制限されることを確実にし、それによって外れ値のリスクを軽減するように、切り捨てサブルーチン（工程１９２６、１９２８、１９３０、１９３２、１９３４、１９３６、１９３８、１９４０、１９４２）が実施される。［Ｇ］が約１００ｍｇ／ｄＬ未満である一実施形態において、ＣＴは、−１５〜＋１５の範囲を有するように制限され得る。例えば、判定は、ＣＴが１５より大きいかどうかを判定するために実施され得る。ＣＴが１５より大きい場合、ＣＴは、１５に設定される（工程１９２６、１９２８）。工程１９２６において、ＣＴが１５より小さい場合、判定は、［Ｇ］が１００ｍｇ／ｄＬ未満であり、ＣＴが−１５未満であるかどうかを判定するために実施される。［Ｇ］が１００ｍｇ／ｄＬ未満である、及びＣＴが−１５未満であるの両方である場合、ＣＴは、−１５に設定され得る。ＣＴが既に約−１５〜約＋１５であり、［Ｇ］が約１００ｍｇ／ｄＬ未満である場合、一般に、切り捨ては必要ない。しかしながら、［Ｇ］が約１００ｍｇ／ｄＬ未満ではない、即ち、［Ｇ］が１００ｍｇ／ｄＬ以上である場合、式１６Ｃ及び１６Ｄが適用される。
式１６Ｃ      ｛ＣＴ／［Ｇ］｝＞０．１５ならば、ＣＴ＝０．１５×［Ｇ］
式１６Ｄ      ｛ＣＴ／［Ｇ］｝＜−０．１５ならば、ＣＴ＝−０．１５×［Ｇ］
【０１００】
式１６Ｂ、１６Ｃ、及び１６Ｄを使用して、ＣＴを判定し、適切な切り捨てを適用したら、ＣＳの温度補正グルコース濃度が工程１９４２で式１７を使用して計算され得、対照溶液のそのようなグルコース濃度の出力が工程１９６０で提供される。
【実施例】
【０１０１】
（実施例１）
以下は、図９に関連して説明される温度補正の方法を使用したＣＳ測定の例を示す。ＣＳサンプルを５０ｍｇ／ｄＬ、１２０ｍｇ／ｄＬ、及び３５０ｍｇ／ｄＬの３つのグルコースレベルで試験した。３つの異なるバッチロットの試験ストリップを試験した。各ストリップロットにおいて、約２３〜７０のストリップを、広範な温度及び湿度レベルで、各ＣＳグルコースレベルで試験した。試験した温度及び湿度条件の組み合わせは、５℃／２０％相対湿度（ＲＨ）、１０℃／７０％  ＲＨ、２２℃／１０％  ＲＨ、２２℃／５０％  ＲＨ、２２℃／９０％  ＲＨ、３５℃／７０％  ＲＨ、及び４５℃／１０％ＲＨである。
【０１０２】
様々なストリップロット、グルコース、温度、及び湿度レベルを使用して、複数の時間ＣＳグルコース濃度を測定するために、約２，９１６のセンサを試験した。以下の表１は、式１６Ａ及び１６Ｂを使用して、測定されたグルコース濃度の＞９５％の試験ストリップが規格値内であったという結果を示した。ここで、生成物の規格値は、５０ｍｇ／ｄＬでの測定されたＣＳグルコースレベルが基準値（この場合、５０ｍｇ／ｄＬ）の±１２ｍｇ／ｄＬ内である必要があることが要求された。同様に、生成物の規格値は、１２０及び３５０ｍｇ／ｄＬでの測定されたＣＳグルコースレベルが基準値（この場合、それぞれ、１２０及び３５０ｍｇ／ｄＬ）の±１５％内である必要があることが要求された。明らかに、１つのバッチのみが、バッチ一致参照規格値の９５％未満を有する。換言すれば、誤差は６％未満であり、特に約５％の誤差を超えない。
【表１】
2013532836.tif 000020
【０１０３】
加えて、表２は、表１が再現可能であったことを示す。
【表２】
2013532836.tif 000021
【０１０４】
（実施例２）
以下は、対照溶液の調製のための実施形態を提供する。この調製は、様々な他の調製及び／又は対照溶液が本開示のシステム及び方法で利用され得るため、非限定的である。対照溶液は、約０．０８ｇのシトラコン酸緩衝構成成分、約１．９ｇのシトラコン酸二カリウム緩衝構成成分、０．０５ｇのメチルパラベン防腐剤、約０．４０ｇのＧｅｒｍａｌ  ＩＩ防腐剤、約３．０ｇのデキストランＴ−５００粘度調整剤、約０．０５ｇのプルロニック２５Ｒ２吸い上げ剤、約０．１０ｇの１−［（６−メトキシ−４−スルホ−ｍ−トリル）アゾ］−２−ナフトール−６−スルホン酸二ナトリウム塩染料（ＦＤ＆Ｃ青色Ｎｏ．１）、約５０、１２０、又は５２５ｍｇのＤ−グルコース分析物、及び約１００ｇの脱イオン水溶媒を含む。
【０１０５】
最初に、必要な量のシトラコン酸及びシトラコン酸二カリウムを脱イオン水に溶解することにより、約６．５±０．１のｐＨのシトラコン緩衝液を調製した。次に、メチルパラベンを添加し、防腐剤が完全に溶解するまで溶液を攪拌した。続いて、デキストランＴ−５００、Ｇｅｒｍａｌ  ＩＩ、プルロニック２５Ｒ２、及び１−［（６−メトキシ−４−スルホ−ｍ−トリル）アゾ］−２−ナフトールｌ−６−スルホン酸二ナトリウム塩を、前に添加した化学物質が完全に溶解した後、順次添加した。この時点で、対照溶液のｐＨを検証し、その後、必要な量のグルコースを添加して、低い、標準又は高いグルコースレベルの対照流体を得た。グルコースを完全に溶解した後、対照流体を室温で一晩放置した。最後に、Ｙｅｌｌｏｗ  Ｓｐｒｉｎｇｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．により製造されたモデル２７００  Ｓｅｌｅｃｔ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ａｎａｌｙｚｅｒを使用して、グルコース濃度を検証した。この対照溶液に使用された染料は、ユーザーが対照溶液を血液と混同する可能性を低減する青色である。
【０１０６】
本発明を特定の変形例及び説明図に関して述べたが、当業者は本発明が上述された変形例又は図に限定されないことを認識するであろう。更に、上述の方法及び工程が特定の順序で起こる特定の事象を示している場合、当業者は特定の工程の順序が変更可能であり、そうした変更は本発明の変形例に従うものであることを認識するであろう。更に、こうした工程のうちのあるものは、上述のように順次行われるが、場合に応じて並行したプロセスで同時に行われてもよい。したがって、本開示の趣旨内である、又は特許請求項の範囲に見出される本発明に相当する本発明の変形が存在する範囲内で、本特許がこれらの変形も網羅することが意図される。本明細書に引用される全ての刊行物及び参照文献は、明示的に、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【０１０７】
〔実施の態様〕
（１）  対照溶液サンプル中のグルコースの濃度を判定するための方法であって、
前記対照溶液サンプル中のグルコースを転換させるために、前記対照溶液サンプルをサンプル分析デバイスの電気化学セルの中に導入することであって、前記電気化学セルが第１の電極及び第２の電極を有する、ことと、
前記電気化学セルの温度を判定することと、
前記温度に基づき補正を計算することと、
グルコース濃度を得ることと、
前記対照溶液の補正グルコース濃度が参照規格値（referential specification）と比較して約６％未満の誤差を含むように、前記補正因子に基づき前記グルコースの補正濃度を判定することと、を含む、方法。
（２）  前記計算することが、前記判定された温度が第１の範囲内であるかどうかを評価し、真の場合、前記補正因子が次の式：ＣＴ＝ＡＣＳ×Ｔ＋ＢＣＳ×［Ｇ］×Ｔ＋ＣＣＳ×［Ｇ］＋ＤＣＳにより計算されることを含み、式中［Ｇ］が、前記グルコース濃度を含み、Ｔが、判定された温度を含み、項ＡＣＳ、ＢＣＳ、ＣＣＳ、及びＤＣＳが、経験的に得た定数を含む、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記計算することが、前記判定された温度が第１の範囲内であるかどうかを評価し、偽の場合、前記補正因子が次の式：ＣＴ＝ＪＣＳ＊［Ｇ］＋ＫＣＳ＊Ｔ＋ＬＣＳ＊［Ｇ］２＋ＭＣＳ＊［Ｇ］＊Ｔ＋ＰＣＳ＊Ｔ２＋ＨＣＳにより計算されることを含み、項ＪＣＳ、ＫＣＳ、ＬＣＳ、ＭＣＳ、ＰＣＳ、及びＨＣＳが、経験的に得た定数を含む、実施態様２に記載の方法。
（４）  前記補正因子が、約−１５〜約＋１５の範囲に限定される、実施態様３に記載の方法。
（５）  前記評価することにおいて、前記補正因子が１５よりも大きいかどうかを判定し、真の場合、前記補正因子が約１５の値に設定され、そうでなければ、前記補正因子が１５を超えない場合、前記グルコース濃度が約１００ｍｇ／ｄＬ未満であるかどうか、及び前記補正因子が−１５未満であるかどうかを判定することを含む、実施態様３に記載の方法。
（６）  ［Ｇ］が１００ｍｇ／ｄＬ未満である、及びＣＴが−１５未満であるの両方である場合、ＣＴが−１５に設定され得る、実施態様５に記載の方法。
（７）  （ａ）前記補正因子が約−１５〜約＋１５の値を含む、及び（ｂ）前記グルコース濃度が１００ｍｇ／ｄＬ以上の値を含む、の両方の条件が満たされるかどうかを判定することを更に含み、真の場合、前記補正因子を前記グルコース濃度へと割って得られる値が約０．１５よりも大きいとき、前記補正因子が前記グルコース濃度の約０．１５倍の積に等しい値として設定され、そうでなければ、そのような値が−０．１５未満の場合、前記補正因子が前記グルコース濃度の約−０．１５倍の積に等しく設定される、実施態様５に記載の方法。
（８）  前記第１の範囲が、約１９℃〜約２５℃の温度を含む、実施態様５に記載の方法。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
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