(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルを定めている第１の壁および第２の壁と、前記チャネルに通じているサンプル・アプリケーション・ポートと、を有するデバイスと、
前記第１の壁に配置され、前記チャネル内を進行するサンプルに接触し、第１の電気活性種を具える第１の電気化学セルであって、前記第１の電気化学セルの物性は、前記第１の電気活性種の１つ以上が第１の生体分子と結合すると影響される第１の電気化学セルと、
前記デバイスの前記第２の壁に配置され、前記サンプルに接触し、第２の電気活性種を具える第２の電気化学セルであって、前記第２の電気化学セルの物性は、前記第２の電気活性種の１つ以上が第２の生体分子と結合すると影響される第２の電気化学セルと、
前記第１および第２の電気化学セルに接続された複数の導体を有するセンサ・コンタクトと、
を具える液貯留装置。
【請求項２】
前記第１の壁および前記第２の壁は、対向している、
請求項１記載の液貯留装置。
【請求項３】
前記第１の壁および前記第２の壁は、１５０μｍ未満の距離で配置される、
請求項２記載の液貯留装置。
【請求項４】
前記第１の電気化学セルは、前記第２の電気化学セルに隣接し、かつ、対向している、
請求項１記載の液貯留装置。
【請求項５】
前記第１の電気化学セルは、少なくとも２つの電極を含む、
請求項１記載の液貯留装置。
【請求項６】
前記第１の電気化学セルの前記電極は、相互に嵌合しない電極である、
請求項５記載の液貯留装置。
【請求項７】
前記第２の電気化学セルは、少なくとも２つの電極を有する、
請求項５記載の液貯留装置。
【請求項８】
前記第２の電気化学セルの前記電極は、相互に嵌合しない電極である、
請求項７記載の液貯留装置。
【請求項９】
前記第１の電気化学セルの前記電極の少なくとも１つは、円形電極である、
請求項５記載の液貯留装置。
【請求項１０】
前記第１の電気化学セルおよび前記第２の電気化学セルの前記電極の全ては、円形電極である、
請求項７記載の液貯留装置。
【請求項１１】
液貯留装置を製造する方法であって、
バイオセンサの第１の電気化学セルをデバイスの第１の壁に適用し、
前記バイオセンサの第２の電気化学セルを前記デバイスの第２の壁に適用し、
前記第１の壁および前記第２の壁は、前記第１の電気化学セルと前記第２の電気化学セルとの間に延在するチャネルを定め、前記チャネルは、サンプル・アプリケーション・ポートに通じており、
複数の導体を有するセンサ・コンタクトを、前記導体が前記第１および第２の電気化学セルに接続されるように、前記デバイスに適用する、
方法。
【請求項１２】
前記第１の電気化学セルおよび前記第２の電気化学セルは、相互に嵌合しない電極を含む、
請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願についての相互参照
２０１２年６月２８日に出願の米国仮出願番号第６１／６６５３５３号の全体は、本願明細書に明示的に引用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
センサ（検出器とも称する）は、物理量を測定し、その物理量を、観察者または機器が可読な信号に変換するデバイスである。例えば、水銀温度計は、測定温度を調整されたガラス管上で可読な液体の伸縮に変換する。熱電対は、温度を電圧計で可読な出力電圧に変換する。精度のために、大部分のセンサは、周知の標準に対して較正される。
【０００３】
生物医学および生物工学において、生物学的要素（例えばセル、タンパク質または核酸）を有する分析物を検出するセンサは、バイオセンサと呼ばれている。バイオセンサは、生体外および生体内の用途に供することができる。
【０００４】
概して、バイオセンサは、生物学的標本（例えば血液または尿）に露出され、生物学的標本内の所定の分析物を検出するために用いることができる。バイオセンサは、検知媒体（光、電気、圧電、電気化学等）を用いた生理化学的な方法で動作可能なトランスデューサまたは検出器素子に露出される。この場合、トランスデューサまたは検出器素子は、バイオセンサからの信号を、測定および定量化がより容易な他の信号に変換する。トランスデューサまたは検出器素子によって生じる信号は、関連する電子機器、信号処理部および／またはディスプレイを有するリーダー装置に供給され、ユーザ可読なフォーマットで結果を提供することができる。例えば、結果は、グラフ表示で提供される。
【０００５】
生物医学および生物工学において、サンプル内の対象となる分析物の量は、非常に少なく、検出するのが困難である。それゆえ、信号増幅によって、検出分析物のためのより正確な測定を提供することができる。特に、文献は、直流（ＤＣ）を供給された作用電極上の種の酸化還元を用いた信号増幅の１つの方法を記載し、直流（ＤＣ）は、作用電極では−２００ｍＶであり、他の電極では＋５０ｍＶを保つことによって不均衡となりうる。しかしながら、交流（ＡＣ）は、通常、この技術分野では使用されず、使用される場合であっても、単にサンプル・ボリュームの適切性の決定等のためのみに使用される。米国特許公開第２００３／００９８２３３号、米国特許公開第２００６／０１７５２０５号、米国特許公開第２００９／００２０４３９号、米国特許公開第２００９／０１８１４１１号、米国特許公開第２０１１／０２８４３９３号、米国特許第６,８４３,２６３号および米国特許第７,４７３,３９７号を参照のこと。これらは、その全体が参照によって本願明細書に取り込まれるものである。
【０００６】
本願明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本願明細書に記載されている１つ以上の実施態様を例示し、その実施態様を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に従って構成されるセンサ・キットのブロック図である。
【図２】本発明に従って構成される例示的な液貯留装置の分解図である。
【図３】本発明に従って構成される液貯留装置の一部の断面図である。
【図４】本発明に従って構成される他の液貯留装置の一部の断面図である。
【図５】生体サンプルの所定の成分の濃度を決定する例示的な方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の詳細な説明は、添付の図面を参照する。複数の図面における同一の参照符号は、同一または同様な要素を特定することができる。
【０００９】
本願明細書において、用語、「具える」、「含む」、「有する」およびこれらの他の任意のバリエーションは、非排他的な包含をカバーすることを意図している。例えば、構成要素のリストを具えている方法、物または装置は、必ずしもその構成要素のみに限定されているわけではなく、明示的にはリストされない他の構成要素、または、この種の方法、物または装置に固有でない他の構成要素を含むことができる。さらに、明示的に反対の意味が記載されない限り、「または」という用語は、包括的ＯＲを表し、排他的ＯＲを表さない。例えば、条件ＡまたはＢは、以下のいずれかによって満足する。すなわち、Ａが真（または存在）かつＢが偽（または非存在）、Ａが偽（または非存在）かつＢが真（または存在）、および、ＡおよびＢの両方が真（または存在）である。
【００１０】
さらに、本願明細書において、実施形態の複数の要素およびコンポーネントを記載するために、単数形が使用される場合もある。これは、単に便宜のため、および、本発明の概念の一般的な意味を与えるためである。この説明では、１つ、または、少なくとも１つ、および、単数形は、他の意味が明示的に記載されていない限り、複数形を含むものとして解釈されるべきである。
【００１１】
さらに、明示的に反対の意味が記載されない限り、「複数」という用語は、「１より大きい」を意味する。
【００１２】
本願明細書における「一実施形態」という用語は、その実施形態に関連して記載されている特定の要素、特徴、構造または特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。明細書中の様々な箇所における「一実施形態では」という用語は、必ずしも同一の実施形態を参照しているというわけではない。
【００１３】
本願明細書で用いられる回路は、アナログおよび／またはデジタルコンポーネントまたは１つ以上の最適にプログラムされたマイクロプロセッサとすることもできるし、関連したハードウェアおよびソフトウェアまたはハード・ワイヤード・ロジックとすることもできる。また、「コンポーネント」は、１つ以上の機能を実行することができる。「コンポーネント」という用語は、ハードウェア（例えばプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ））またはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせを含むことができる。ソフトウェアは、１つ以上のコンピュータ実行可能命令を含み、その命令は、１つ以上のコンポーネントによって実行されるとき、そのコンポーネントに指定された機能を実行させる。本願明細書に記載されているアルゴリズムが、１つ以上の非一時的なメモリに記憶されることを理解すべきである。例示的な非一時的なメモリは、ランダム・アクセス・メモリ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等を含む。この種の非一時的なメモリは、電気的ベースまたは光学ベースとすることができる。
【００１４】
以下の図面、特に図１には、本発明に従って構成される例示的なセンサ・キット１０が示される。センサ・キット１０が生体サンプルを分析するために用いられるとき、センサ・キット１０はバイオセンサ・キットと称することができる。一般に、センサ・キット１０は、１つ以上の液貯留装置１２および分析機器１４を含む。分析機器１４は、１つ以上の液貯留装置１２に供給されるサンプル２０の所定の成分の測定値または濃度を決定することができる。一実施形態において、液貯留装置１２は、テスト・ストリップとすることができる。特に、分析機器１４は、交流（ＡＣ）を液貯留装置１２に供給し、サンプル２０の所定の成分の測定値および／または濃度を決定することができる。交流信号は、電流を液貯留装置１２の電極全体に誘導するのに適切な電圧および周波数を有し、少なくとも２つの電極間に酸化還元サイクルを誘発し、サンプル２０の所定の成分の測定値および／または濃度を支援する増幅信号を形成することができる。酸化還元サイクルの間、電極の１つは作用電極であり、他の電極は対電極である。交流信号が作用電極および対電極に適用されると、作用電極は、例えば、コレクタ・モードと発電機モードとの間を迅速かつ連続して交代し、酸化還元サイクルは、信号増幅を生じるために発生する。
【００１５】
後述するように、医療産業においてセンサ・キット１０を用いて、サンプル２０の所定の成分の測定値および／または濃度を検出することができる。この例では、サンプル２０は生体サンプルであり、例えば、動物（例えば人間または人間以外（例えばネコ、イヌ、ウシ、ウマ、魚等））から収集した血液、尿または唾液である。あるいは、センサ・キット１０を用いて、例えば非生物化学物質（例えば環境における低レベル農薬または水中の低レベル汚染物質）を検出することができる。
【００１６】
分析機器１４は、ＡＣ信号を液貯留装置１２に供給するように構成された１つ以上の信号発生器１６と、液貯留装置１２内に配置される生体サンプル２０の所定の成分の存在および／または濃度を確認するように構成された１つ以上の分析測定装置１８と、を備えることができる。信号発生器１６および分析測定装置１８は、単一のコンポーネントでもよいし、別個のコンポーネントでもよい。通常、分析測定装置１８は、信号発生器１６によって液貯留装置１２全体に適用される交流電流に応答して生じる電流をモニタすることができる。
【００１７】
いくつかの実施形態では、後述するように、信号発生器１６は、ＡＣ信号を、液貯留装置１２の１つ以上の電極または電気化学セルに供給するように構成可能である。ＡＣ信号は、電流を液貯留装置１２の少なくとも２つの電極全体に誘導するのに適切な電圧を含むことができる。例えば、実施形態によっては、ＡＣ信号は、約２００ｍＶの電圧を含むことができる。さらに、供給されるＡＣ信号は、低周波とすることができる。例えば、供給されるＡＣ信号は、約０.１Ｈｚから１５Ｈｚの間とすることができ、好ましくは０．５から２Ｈｚの間とすることができる。さらに、本願明細書において特定される任意の範囲内の任意の数字（端点を含む）が、言及されたとみなされることを意図していることを理解されたい。それゆえ、約０.１Ｈｚから１５Ｈｚの範囲とは、０.１Ｈｚから１５Ｈｚの間に連続した範囲における全ての数を示している。
【００１８】
分析測定装置１８は、サンプル２０の所定の成分の少なくとも存在および／または濃度を確認するように構成可能である。例えば、分析測定装置１８は、電流を測定し、サンプル２０の所定の成分の存在および／または濃度を確認するように構成可能である。分析測定装置１８は、回路および１つ以上の他のデバイス、例えば、ユーザが知覚できるフォーマットで測定値の結果を提供するプリンタまたはディスプレイを含むこともできる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、分析測定装置１８は、少なくとも１つの液貯留装置１２を位置決めするための液貯留装置ホルダまたはスロットを含むことができる。液貯留装置１２が、位置決め用の液貯留装置ホルダ内に位置するとき、分析測定装置１８は、液貯留装置１２と電気通信してもよい。ホルダは、従来技術において周知であり、本願明細書ではさらなる説明は必要ない。
【００２０】
いくつかの実施形態では、分析機器１４は、１つ以上の入力装置２２を備えることができる。１つ以上の入力装置２２によって、ユーザおよび／または機械は、信号発生器１６および／または分析測定装置１８に入力を供給することができる。例示的な入力装置２２は、１つ以上のネットワーク・ポート、１つ以上のキーボード（またはキーパッド）、１つ以上のタッチスクリーン、１つ以上のマウスおよび／またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されるものではない。分析機器１４は、１つ以上の出力装置２４を備えることもできる。１つ以上の出力装置２４は、ディスプレイ、プリンタ、ネットワーク・ポート等を含むが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
図２および図３には、例示的な液貯留装置１２が示される。液貯留装置１２は、電気化学セル・ベースのバイオセンサでもよい。液貯留装置１２は、デバイス３０、第１の電気化学セル３２および第２の電気化学セル３４を含むことができる。他の実施形態では、図４に示すように、液貯留装置１２は、デバイス３０および単一の電気化学セル３２を含むことができる。
【００２２】
図２および図３を参照すると、デバイス３０は、第１の壁４０および対向する第２の壁４２を含むことができる。第１の壁４０および第２の壁４２は、対向し、チャネル４４を定めるのを支援することができる。第１の壁４０は、第２の壁４２から距離ｄだけ離れて配置されている。任意には、１つ以上のスペーサ層３３は、第１の壁４０と第２の壁４２との間に位置することができる。通常、１つ以上のスペーサ層３３は、薄い層（例えば、約２００μｍ未満）とすることができ、いくつかの実施形態において、チャネル４４を微小流体チャネルとして定めるのを支援することもできる。いくつかの実施形態では、１つ以上のスペーサ層３３は、感圧接着剤の形態とすることができる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、液貯留装置１２は、本願明細書において矢印で示されるように、サンプル注入ポート４６を含むことができる。さらに、１つ以上の付加的なチャネルまたはチャンバを、液貯留装置１２上または液貯留装置１２内に含むことができる。例えば、本願明細書に記載されているように、生体サンプル２０の少なくとも一部がチャネル４４に供給される限り、従来技術において公知であるか、または将来開発される１つ以上のチャネル（例えば、洗浄チャンバ、廃棄ポート等）を、液貯留装置１２に含むことができる。
【００２４】
デバイス３０は、著しい悪化または悪影響なく、サンプル２０に露出できる材料から構成することができ、サンプル２０は、表皮細胞、血球、形質細胞、尿、農薬等であるが、これらに限定されるものではない。例えば、デバイス３０は、紙、プラスチック、ポリマーおよびそれらの組み合わせを含む群から選択されるが、これらに限定されるものではない。
【００２５】
チャネル４４は、第１の壁４０および対向する第２の壁４２によって定めることができる。チャネル４４は、サンプル・アプリケーション・ポート４６を介して配置および／または注入されるサンプル２０の少なくとも一部の保持を支援することができる。サンプル・アプリケーション・ポート４６は、チャネル４４と流体連結することができる。
【００２６】
１つ以上の酵素５０は、チャネル４４内のデバイス３０の表面に配置可能である。いくつかの実施形態では、１つ以上の酵素５０は、第１の電気化学セル３２および／または第２の電気化学セル３４上でコートされうる。この種の酵素５０を酸化／還元サイクル内で用いて、生体サンプル２０内の所定の成分を特定の信号に変換するのを支援することができる。例えば、酵素は、サンプル２０内の所定の成分からの電子が、媒介分子の酸化型に移ることを促進し、これによって、それを還元形成に変換する。他の生物学的認識成分は、対象の分析物と結合して、表面に析出することもできる。例えば、抗体、オリゴヌクレオチドなどによって、電気化学的標識化成分は、表面の近傍、または、表面に存在し、特定の信号を許容することができる。媒介分子は、酸化形成および還元形成の両方に存在可能な、チャネル４４内の小さい有機化学物質または無機化学物質とすることができる。媒介分子は、一般に、電子を与えるまたは受け取るために急速に反応する傾向がある。媒介分子は、電子を、液貯留装置１２の第１の電気化学セル３２および／または第２の電気化学セル３４に次々に供給することができる。この一連の反応は、図１示される分析機器１４を用いて再調査可能な電気化学的測定を提供する。さらに、試薬を、液貯留装置１２に含むことができる。例えば、試薬は、防腐剤、界面活性剤、被膜形成剤等を含むがこれに限定されず、液貯留装置１２のチャネル４４に含むことができる。
【００２７】
各電気化学セル３２および３４は、互いに隣接して配置される２つ以上のセンサ・コンタクトおよび／または電極を含むことができる。例えば、図２では、電気化学セル３２は、センサ・コンタクト５２と、第１の電極５４と、第１の電極５４に隣接して配置される第２の電極５６と、を含む。いくつかの実施形態では、電極５４および５６は、チャネル４４に直接隣接した領域に限定されることもある。例えば、図２に示すように、電極５４および５６は、液貯留装置１２の長さ方向には広がらないが、その代わりに、電極５４および５６は、チャネル４４に直接隣接して配置される。説明を簡単にするために、本願明細書に記載の概念が、本願明細書にて後述される電気化学セル３４の電極にあてはまるという理解に基づき、電気化学セル３２および３４は、電気化学セル３２を参照して説明される。
【００２８】
電極５４および５６は、円形、四角形、三角形、矩形、または、任意の創造的な形状を含むが、これに限定されずに形成可能である。例えば、図２では、電極５４および５６は、円形に形成される。図２の電極５４および５６は、同様な形で示されているが、電気化学セル３２および３４の各電極は、個々の形状（例えば、円形、創造的な形状）で形成可能である。いくつかの実施形態では、各電気化学セル３２および３４の電極は、相互に嵌合しない。電極５４および５６は、通常、相互に嵌合しないが、実施形態によっては、電極５４および５６は、チャネル４４に隣接した表面積を増加させるためにさらに形成可能である。追加の電極を、各電気化学セル３２内に含むこともできる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、電極５４および５６は、導電材料から形成される平面電極とすることができる。導電材料は、アルミニウム、金、銀、銅、カーボンナノチューブ、グラフェン、プラチナ等を含むが、これに限定されるものではない。いくつかの実施形態では、電極５４および５６は、電子ビーム蒸着、フィラメント蒸着、電気メッキ、スパッタリング、物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、ＰＥＣＶＤ（プラズマ化学蒸着）、原子層蒸着（ＡＬＤ）、薄膜蒸着、ナノ・インプリント・リソグラフィ、ジェッティング等を含むが、これに限定されない技術を用いて、デバイス３０に形成可能である。
【００３０】
各電気化学セル３２および３４は、サンプル２０内の１つ以上の電気活性種と結合するための１つ以上の分子受容体を含み、サンプル２０の１つ以上の電気活性種が、１つ以上の分子受容体と結合すると、電気化学セル３２および３４の物性に影響を及ぼすことができる。
【００３１】
電気化学セル３２および３４の分子受容体は、チャネル４４の内部に配置可能である。分子受容体の少なくとも一部は、チャネル４４と流体接触することができる。一般に、所定の成分（例えば、分析物）を有するサンプル２０は、チャネル４４内の酵素５０および媒介を有する試薬と接触することができる。本願明細書に記載されているように、チャネル４４内の媒介分子は一般に、電子を与えるまたは受け取るために急速に反応する傾向がある。媒介分子は、電子を１つ以上の電気化学セル３２および／または３４に、次々に供給することができる。
【００３２】
上述したように、電気化学セル３２および３４は、１つ以上のセンサ・コンタクト５２を含むことができる。センサ・コンタクト５２は、電気化学セル３２の電極５４および５６と電気通信する１つ以上の導体を含むことができる。いくつかの実施形態では、センサ・コンタクト５２は、電気化学セル３２、３４と、図１に示す分析機器１４と、の間の電気通信を提供することができる。
【００３３】
分析機器１４の分析測定装置１８は、電子の損失または獲得を詳述している情報を受信し、分析のために定量的および／または定性的な測定を提供することができる。例えば、電子酸化／還元サイクルは、電極５４および５６全体に測定される導電率、抵抗および／またはキャパシタンスに影響を及ぼしうる。さらに、２つの電気化学セル３２および３４が存在する実施形態では、電子結合は、電気化学セル３２および３４全体にわたり測定される導電率、抵抗および／またはキャパシタンスに影響を及ぼしうる。
【００３４】
図２および図４に関して、実施形態によっては、液貯留装置１２は、単一の電気化学セル３２を含むことができる。単一の電気化学セル３２は、サンプルの所定の成分の存在および／または濃度を表す測定および／または充填検出を提供する電極を含むことができる。充填検出は、通常、マイクロ流体チャンバ４４が、正確な測定を提供するのに適したサンプル２０の濃度を含むか否かを決定する方法である。あるいは、視覚による充填の確認、または、（本願明細書に記載の電極の他に）追加の電極を用いて充填確認を行うこともできる。
【００３５】
単一の電気化学セル３２の設計は、図２に示したように、第１の電極５４が対電極であり、第２の電極５６が作用電極である２電極設計を含むことができる。あるいは、単一の電極３２の設計は、４電極設計（例えば複数の作用電極（２つの電極）、対電極および基準電極）を含むことができる。他の実施形態では、単一の電気化学セル３２の設計は、対電極、作用電極および基準電極を有する３電極設計として構成可能である。複数の電極は、設計を考慮してさらに追加可能である。
【００３６】
図３に示すように、液貯留装置１２は、第１の電気化学セル３２および第２の電気化学セル３４を有する２電気化学セル設計を含むことができる。通常、第１の電気化学セル３２は、第１の壁４０に設置され、第２の電気化学セル３４は第２の壁４２に設置されうる。第１の壁４０および第２の壁４２は、距離ｄによって分離可能である。距離ｄは、生体サンプル２０内の所定の成分の存在および／または濃度の検出のための信号増幅に影響しうる。信号増幅を増加させるために、距離ｄは、２００μｍ未満とすることができる。いくつかの実施形態では、距離ｄは、８０μｍから１００μｍとすることができる。
【００３７】
図４に示すように、単一の電気化学セル３２の設計では、電気化学セル１３２は、第１の壁４０または第２の壁４２の一方のみに配置可能である。例えば、図４では、単一の電気化学セル１３２は、第２の壁４２に配置される。第１の壁４０および第２の壁４２は、距離ｄによって分離可能である。電気化学セル１３２を小空間内に制限することによって、サンプル２０内の所定の成分の存在および／または濃度の検出のための信号増幅を増加させることができる。いくつかの実施形態では、第１の壁４０および第２の壁４２は、距離ｄが約２００μｍ未満となるように配置可能である。例えば、第１の壁４０および第２の壁４２は、距離ｄが５０μｍから２００μｍとなるように配置可能である。
【００３８】
図５は、センサ・キット１０を用いて、サンプル２０の所定の成分の存在および濃度を取得する例示的な方法１００を示す。ステップ１０２において、サンプル２０を、液貯留装置１２のサンプル注入ポート４６に配置することができる。いくつかの実施形態では、サンプル２０は、チャネル４４に到着する前に、液貯留装置１２上の１つ以上のチャネルまたはチャンバを進行することができる。ステップ１０４において、充填検出方法を用いて、チャネル４４内のサンプル２０の濃度が正確な結果のために適切であるか否かを決定することができる。
【００３９】
ステップ１０６において、ＥＤＬ充電電流を、信号発生器１６から第１の電気化学セル３２および／または第２の電気化学セル３４まで供給することができる。ＥＤＬは「電気二重層」を表し、電極５４および５６と、電解質が局所充電を負うサンプル２０内の電解質と、の間のインタフェースの領域（０．１ｎｍから１０ｎｍ未満）である。交流センサ分析は、変化する電界から測定される任意の電流（例えば、ＥＤＬ充電電流）を無視することができる。言い換えると、電極５４および／または５６の電位が変化するとき、電極／電解質インタフェース（ＥＤＬ）全体の電界も変化し、電気化学反応が存在しなくても、分析測定装置１８によって測定可能な関連する電流（「変位電流」または「充電電流」と称する）を有する時変電界を形成する。ＥＤＬ充電電流を無視することにより、信号背景干渉を減少させ、かつ、通常ＥＤＬ充電電流に関連する時間依存による測定時間を減少させて分析物を認識することができる。ＥＤＬ充電電流の干渉がないため、次の電子移動速度論の分析もまた向上させ、この種の分析物のより特定された分析および信号報告を可能にする。
【００４０】
いくつかの実施形態では、複数の信号発生器１６を用いることができる。例えば、第１の信号発生器１６は、ＡＣを第１の電気化学セル３２に供給し、第２の信号発生器１６は、ＡＣを第２の電気化学セル３４に供給することができる。この点に関しては、信号発生器１６は、２つの電気化学セル３２と３４との間で位相を異にして（すなわち、非同期で）または位相を同一にして（すなわち、同期して）信号を供給することができる。
【００４１】
一旦ＡＣが第１の電気化学セル３２および／または第２の電気化学セル３４に適用されると、サンプル２０の所定の成分の酸化／還元サイクルが発生し、分析測定装置１８のための計測可能な読み値を提供することができる。ステップ１１０において、分析測定装置１８は、分析を実行し、サンプル２０の所定の成分の濃度を提供することができる。いくつかの実施形態では、電流測定分析を実行することができる。他の実施形態では、電量分析またはボルタンメトリ分析を実行することができる。例えば、信号平均およびピーク検出を、結果として生じる正弦波のＡＣ応答に適用することができる。信号のさらなる処理は、対象の分析物に対する濃度分析を可能にする。
【００４２】
信号発生器１６は、（１）所定期間の「休止」ステップ、および／または、（２）不均衡な極性、例えば−２００ｍＶから＋１５０ｍＶへのスイッチングを提供するように構成可能である。休止ステップの所定期間は、（例えば極性のスイッチング前の）１ｍｓから５００ｍｓまでとすることができる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、複数の液貯留装置１２および測定を実行し、分析機器１４の較正を提供することができる。
【００４４】
分析機器１４を使用するために、生体サンプルを有する液貯留装置１２は、例えば、分析機器１４に導入される。液貯留装置１２は、ユーザが、センサ・コンタクト５２を分析機器１４の接点または電極に接続することによって分析機器１４に導入可能である。例えば、分析機器１４は、液貯留装置１２の１つ以上を受容するように構成されたポート（図示せず）を有することができ、１つ以上の液貯留装置１２がポートに挿入されると、センサ・コンタクト５２は、分析機器１４のセンサ・コンタクトに自動的に接続される。上述したように、分析機器１４は、（１）液貯留装置１２の生体サンプルと相互作用しているバイオセンサの第１および第２の電気化学セル３２および３４の少なくとも１つの少なくとも２つの電極に交流信号を供給するように構成される。さらに、上述したように、交流信号は、電流を２つの電極全体に誘導するのに適切な電圧を有し、（２）電流を測定し、生体サンプルの所定の成分の濃度および存在の少なくとも１つを確認する。
【００４５】
他の例として、液貯留装置１２は、以下の通りに解釈することができる。交流信号は、適用されるサンプル２０を有する第１および第２の電気化学セル３２および３４の少なくとも１つの少なくとも２つの電極全体に供給可能である。交流信号は、電流を２つの電極全体に誘導するのに適切な電圧および周波数を有し、少なくとも２つの電極間に酸化還元サイクルを誘発し、増幅信号を発生させる。増幅信号の電流は、測定され、所定の情報と相関され、サンプルの所定の電気活性種の濃度および存在の少なくとも１つを確認する。
【００４６】
上述の説明は、例示であって、包括的であることや、本発明の概念を開示される形態に限定することを意図していない。修正および変更は、上述した教示を考慮して可能であり、また、本願明細書に記載される方法の実行から得られる。
【００４７】
また、実施態様のある部分は、「コンポーネント」または１つ以上の機能を実行する回路と記載することができる。「コンポーネント」または「回路」という用語は、ハードウェア、例えばプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、またはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせを含むことができる。
【００４８】
特徴の特定の組み合わせが、請求項で規定される、および／または、明細書で開示される場合であっても、これらの組み合わせは本発明を制限することを意図していない。事実、これらの特徴の多数は、請求項で特に規定されず、および／または、明細書で開示されない方法にも組み込まれうる。以下の各従属請求項が１つのみの他の請求項に直接従属する場合でも、本発明は、その他の全ての請求項と組み合わせた各従属請求項を含む。
【００４９】
本出願において用いられる要素、ステップまたは命令は、好適実施形態以外において、明示的な記載がない限り、本発明にとって重要または不可欠なものとして解釈してはならない。さらに、「基づく」という用語は、明示的な記載がない限り、「少なくとも部分的に基づく」ということを意味する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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