(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体液試料中の検体を測定するための電気化学式分析試験ストリップであって、
電気的絶縁ベース層と、
前記電気的絶縁ベース層上に配置され、かつ複数の電極を含む、パターン化された導電性層と、
前記パターン化された導電体層の一部分上に配置され、前記複数の電極の中から少なくとも１つの裸電極と複数の酵素試薬被覆電極とを画定する、酵素試薬層と、
パターン化されたスペーサ層と、
下面を有する最上層と、
前記最上層の前記下面上の可溶性電気化学的活性コーティングと、を備え、
少なくとも前記パターン化されたスペーサ層と前記最上層とが、前記電気化学式分析試験ストリップ内に試料受容チャンバを画定し、
前記可溶性電気化学的活性コーティングが、前記試料受容チャンバの少なくとも一部分内で、前記最上層の前記下面上に配置され、前記裸電極と相対した位置関係になる、電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項２】
前記可溶性電気化学的活性コーティングが酸化還元剤を含む、請求項１に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項３】
前記可溶性電気化学的活性コーティングが酵素媒体を含む、請求項１又は２に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項４】
前記可溶性電気化学的活性コーティングがフェリシアン化物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項５】
前記可溶性電気化学的活性コーティングが酵素を含まない、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項６】
前記少なくとも１つの裸電極が、１つの裸電極である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項７】
前記可溶性電気化学的活性コーティングが、前記少なくとも１つの裸電極に相対し、かつ前記複数の酵素試薬被覆電極から離間して配置される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項８】
前記可溶性電気化学的活性コーティングが、１５０マイクロメートル〜４５０マイクロメートルの範囲の距離だけ前記複数の酵素試薬被覆電極から離間している、請求項７に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの裸電極が、前記試料受容チャンバ内に体液試料を導入することにより電流応答を生成するよう構成され、該電流応答は組み込まれている試験計により測定可能である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項１０】
前記体液試料が全血試料であり、前記少なくとも１つの裸電極の前記電流応答が、該全血試料のヘマトクリットに依存する、請求項９に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項１１】
前記裸電極の電気化学的応答が、前記体液試料の検体濃度に対して独立である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項１２】
前記体液試料が全血試料である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項１３】
少なくとも、前記最上層と前記可溶性電気化学的活性コーティングとが、加工済み最上層テープとして一体化されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項１４】
前記検体がグルコースであり、かつ前記体液試料が全血試料である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項１５】
前記可溶性電気化学的活性コーティングと、前記パターン化された導電体層の少なくとも１つの裸電極とが、前記試料受容チャンバ内で約５０マイクロメートル〜約１５０マイクロメートルの範囲の垂直距離だけ、離間している、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験ストリップ。
【請求項１６】
分析試験ストリップを用いるための方法であって、前記方法は、
電気化学式分析試験ストリップの試料受容チャンバ内に体液試料を導入することであって、前記電気化学式分析試験ストリップが、
下面を有する最上層と、
前記試料受容チャンバ内の少なくとも１つの裸電極と、
前記試料受容チャンバの少なくとも一部分内の下面上で、かつ前記少なくとも１つの裸電極と相対する位置関係にある、可溶性電気化学的活性コーティングと、
電気的絶縁ベース層と、
該電気的絶縁ベース層上に配置され、かつ複数の電極を含む、パターン化された導電性層と、
前記パターン化された導電体層の少なくとも一部分上に配置され、前記複数の電極の中から前記少なくとも１つの裸電極と複数の酵素試薬被覆電極とを画定する、酵素試薬層と、
パターン化されたスペーサ層と、を備え、
少なくとも前記パターン化されたスペーサ層と前記最上層とが、前記電気化学式分析試験ストリップ内に前記試料受容チャンバを画定しており、
前記可溶性電気化学的活性コーティングは動作可能に前記体液試料に溶解する、導入することと、
前記電気化学式分析試験ストリップの前記少なくとも１つの裸電極の電気化学的応答を検出することと、
検出された少なくとも１つの裸電極の電気化学的応答に部分的に基づいて、前記体液試料中の検体を測定することと、
を含む、方法。
【請求項１７】
前記電気化学的応答を検出することがまた、前記複数の酵素試薬被覆電極の電気化学的応答を検出することも含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記可溶性電気化学的活性コーティングが酵素媒体を含む、請求項１６〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記可溶性電気化学的活性コーティングが酸化還元剤を含む、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記可溶性電気化学的活性コーティングが酵素を含まない、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記裸電極が、１つの裸電極である、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記可溶性電気化学的活性コーティングが、複数の酵素試薬被覆電極から離間している、請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの裸電極の電気化学的応答が、電流応答である、請求項１６〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記体液試料が全血試料であり、前記少なくとも１つの裸電極の前記電流応答が、前記全血試料のヘマトクリットに依存する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの裸電極の電気化学的応答が、前記体液試料の検体濃度に対して独立である、請求項１６〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記体液試料が全血試料である、請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記検体がグルコースであり、かつ前記体液試料が全血試料である、請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記可溶性電気化学的活性コーティングと、前記パターン化された導電体層の前記少なくとも１つの裸電極とが、前記試料受容チャンバ内で約５０マイクロメートル〜約１５０マイクロメートルの範囲の垂直距離だけ離間している、請求項１６〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広くは医療装置に関し、具体的には分析試験ストリップ及び関連方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体試料中の検体、又は特性の測定（例えば、検出及び／又は濃度測定）は、医療分野において特に関心が高い。例えば、尿、血液、血漿、若しくは間質液等の体液試料中のグルコース、ケトン体、コレステロール、リポタンパク質、トリグリセリド、アセトアミノフェン、ヘマトクリット、及び／又はＨｂＡ１ｃの濃度を測定することが望ましい可能性がある。こうした測定は、例えば、視覚的、測光的、又は電気化学的な技法に基づいた分析試験ストリップを使用することで達成することができる。従来の電気化学式分析試験ストリップは、例えば、それぞれ全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，７０８，２４７号及び同第６，２８４，１２５号に記載されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の第１の態様において、体液試料中の検体を測定するための電気化学式分析試験ストリップが提供され、この電気化学式分析試験ストリップは、電気的絶縁ベース層と、電気的絶縁ベース層上に配置され、かつ複数の電極を含む、パターン化された導電性層と、パターン化された導電体層の一部分上に配置され、複数の電極の中から少なくとも１つの裸電極と複数の酵素試薬被覆電極とを画定する、酵素試薬層と、パターン化されたスペーサ層と、下面を有する最上層と、この最上層の下面に接した可溶性電気化学的活性コーティングと、を備え、少なくともパターン化されたスペーサ層と最上層とが、電気化学式分析試験ストリップ内に試料受容チャンバを画定し、かつ可溶性電気化学的活性コーティングが、試料受容チャンバの少なくとも一部分内で、最上層の下面上に配置され、かつ裸電極に相対した位置関係になる。
【０００４】
この可溶性電気化学的活性コーティングは酸化還元剤を含んでもよい。
【０００５】
この可溶性電気化学的活性コーティングは酵素媒体を含んでもよい。
【０００６】
この可溶性電気化学的活性コーティングはフェリシアニドを含んでもよい。
【０００７】
この可溶性電気化学的活性コーティングは酵素を含まなくてもよい。
【０００８】
この少なくとも１つの裸電極は、１つの裸電極であってもよい。
【０００９】
この可溶性電気化学的活性コーティングは、この少なくとも１つの裸電極に相対して配置されてもよく、かつ複数の酵素試薬被覆電極から離間して配置されてもよい。
【００１０】
この可溶性電気化学的活性コーティングは、１５０マイクロメートル〜４５０マイクロメートルの範囲の距離だけ、複数の酵素試薬被覆電極から離間していてもよい。
【００１１】
この少なくとも１つの裸電極は、試料受容チャンバ内に体液試料を導入することにより電流応答を生成するよう構成されていてもよく、これは組み込まれている試験計により測定可能である。
【００１２】
この体液試料は、全血試料であってもよく、更にこの少なくとも１つの裸電極の電流応答は、この全血試料のヘマトクリットに依存する場合がある。
【００１３】
裸電極の電気化学的応答は、体液試料の検体濃度に対して独立であってもよい。
【００１４】
この体液試料は全血試料であってもよい。
【００１５】
少なくとも、最上層と可溶性電気化学的活性コーティングとは、加工済み最上層テープとして一体化されていてもよい。
【００１６】
検体はグルコースであってもよく、体液試料は全血試料であってもよい。
【００１７】
可溶性電気化学的活性コーティングと、パターン化された導電体層の少なくとも１つの裸電極とは、試料受容チャンバ内で約５０マイクロメートル〜約１５０マイクロメートルの範囲の垂直距離だけ、離間していてもよい。
【００１８】
本発明の第２の態様では、分析試験ストリップを採用するための方法が提供され、この方法は、電気化学式分析試験ストリップの試料受容チャンバに体液試料を導入することであって、この電気化学式分析試験ストリップが、下面を有する最上層と、試料受容チャンバ内の少なくとも１つの裸電極と、試料受容チャンバの少なくとも一部分内の下面上で、かつ少なくとも１つの裸電極に相対する位置関係にある、可溶性電気化学的活性コーティングと、を含み、この導入が、可溶性電気化学的活性コーティングを動作可能に体液試料に溶解する、ことと、電気化学式分析試験ストリップの少なくとも１つの裸電極の電気化学的応答を検出することと、検出された少なくとも１つの裸電極の電気化学的応答に部分的に基づいて、体液試料中の検体を測定することと、を含む。
【００１９】
この電気化学式分析試験ストリップは、電気的絶縁ベース層と、電気的絶縁ベース層上に配置され、かつ複数の電極を含む、パターン化された導電性層と、パターン化された導電体層の少なくとも一部分上に配置され、複数の電極の中から少なくとも１つの裸電極と複数の酵素試薬被覆電極とを画定する、酵素試薬層と、パターン化されたスペーサ層と、を更に含んでもよく、少なくともパターン化されたスペーサ層と最上層とが、電気化学式分析試験ストリップ内に試料受容チャンバを画定する。
【００２０】
電気化学的応答の検出は、複数の酵素試薬被覆電極の電気化学的応答を検出することも含んでもよい。
【００２１】
この可溶性電気化学的活性コーティングは酵素媒体を含んでもよい。
【００２２】
この可溶性電気化学的活性コーティングは酸化還元剤を含んでもよい。
【００２３】
この可溶性電気化学的活性コーティングは酵素を含まなくてもよい。
【００２４】
複数の裸電極は、１つの裸電極であってもよい。
【００２５】
この可溶性電気化学的活性コーティングは、複数の酵素試薬被覆電極から離間していてもよい。
【００２６】
少なくとも１つの裸電極の電気化学的応答は、電流応答であってもよい。
【００２７】
この体液試料は、全血試料であってもよく、更にこの少なくとも１つの裸電極の電流応答は、この全血試料のヘマトクリットに依存する場合がある。
【００２８】
少なくとも１つの裸電極の電気化学的応答は、体液試料の検体濃度に対して独立であってもよい。
【００２９】
この体液試料は全血試料であってもよい。
【００３０】
検体はグルコースであってもよく、体液試料は全血試料であってもよい。
【００３１】
可溶性電気化学的活性コーティングと、パターン化された導電体層の少なくとも１つの裸電極とは、試料受容チャンバ内で約５０マイクロメートル〜約１５０マイクロメートルの範囲の垂直距離だけ、離間していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を成す添付の図面は、本願の出願時における本発明の好ましい実施形態を示すものであり、前述した一般的な説明及び後述する詳細な説明とともに、本発明の特徴を説明する役割を果たすものである。
【図１】本発明の一実施形態による電気化学式分析試験ストリップの簡略分解斜視図。
【図２】図１の電気化学式分析試験ストリップの簡略斜視図。
【図３】図２の線Ａ−Ａに沿った、図１の電気化学式分析試験ストリップの一部の簡略断面側面図。
【図４】本発明による電気化学式分析試験ストリップの裸電極からの電気化学的応答過渡電流のグラフ。
【図５】従来型の電気化学式分析試験ストリップと、本発明による電気化学式分析試験ストリップの、グルコース判定測定バイアスのグラフ。
【図６】本発明の一実施形態による体液試料中の検体を測定するための方法における段階を示す流れ図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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、異なる図面中の同様の要素は、同様の符号にて示してある。図面は、必ずしも実物大ではなく、説明目的のみのために例示的な実施形態を図示するものであり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。詳細な説明は、本発明の原理を、限定するのではなく、一例として表すものである。この説明は、当業者による本発明の作製及び使用を明確に可能とし、本発明を実施する最良のモードであると目下考えられるものを含む、本発明のいくつかの実施形態、適合物、変更物、代替物及び使用を説明する。
【００３４】
本明細書で使用する場合、あらゆる数値又は数値の範囲についての「約」又は「およそ」という用語は、構成要素の一部又は構成要素の集合が本明細書に記載の意図された目的に沿って機能することを可能とするような、好適な寸法の許容誤差を示すものである。
【００３５】
一般に、本発明の実施形態による、体液試料（例えば全血試料）中の検体（例えばグルコース）を測定するための電気化学式分析試験ストリップには、電気的絶縁ベース層と、複数の電極を含んでその電気的絶縁ベース層上に配置されたパターン化された導電性層と、パターン化された導電体層の一部分上に配置され、かつ複数の電極の中から少なくとも１つの裸電極と複数の酵素試薬被覆電極とを画定する、酵素試薬層とを含む。本発明による電気化学式分析試験ストリップは更に、パターン化されたスペーサ層と、下面を有する最上層と、最上層の下面上に配置された可溶性電気化学的活性コーティング（例えば、可溶性酸化還元剤含有コーティング、又は、例えばフェロシアン化物含有コーティングなどの可溶性媒体含有コーティング）を含む。加えて、少なくともパターン化されたスペーサ層と最上層とが、電気化学式分析試験ストリップ内に試料受容チャンバを画定する。更に、可溶性電気化学的活性コーティングは、試料受容チャンバの少なくとも一部分内で、最上層の下面上に、かつ裸電極に相対する位置関係で配置される。
【００３６】
電気化学式分析試験ストリップを用いた体液試料中の検体の測定（全血試料中のグルコースの測定などの）は、全血試料の特性の変化により生じる測定の不正確さの影響を受けやすい可能性がある。例えば、全血試料のヘマトクリットは、全血試料中のグルコース測定の正確さに影響を与えることが知られている。
【００３７】
本発明の実施形態による電気化学式分析試験ストリップは、例えば、可溶性電気化学的活性コーティングが裸電極で電気化学的応答（例えば電流応答）を生じ、これを使用して、ヘマトクリットの影響に対して、又はコーティングの可溶性電気化学的活性構成要素の拡散速度に（例えば温度及び粘度などのように）影響する他の体液試料に対して、酵素試薬被覆電極からの電気化学的応答を補償（すなわち修正）するうえで有用である。理論に拘束されるものではないが、可溶性電気化学的活性コーティングから放出される電気化学的活性構成要素（例えば酸化還元剤又は媒体）は、ヘマトクリットに依存する速度で体液試料内を拡散し、したがって裸電極での電気化学的応答のタイミング及び／又は強さは、ヘマトクリットの間接的測定になり、よって検体測定の正確さを有益に改善するために採用することができる、と仮説が立てられる。
【００３８】
本発明による電気化学式分析試験ストリップは、単一の裸電極のみが必要であり、したがって有利にも堆積の小さい試料受容チャンバにすることができるという点でも有益である。しかしながら、冗長性を提供すること又は正確さを改善することが望ましい場合、複数の裸電極を、本発明の実施形態に採用することができる。加えて、裸電極の電気化学的応答は、例えば、典型的な試験計の電流測定回路を用いて単純かつ安価に測定される過渡電流とすることができる。
【００３９】
図１は、本発明の一実施形態による電気化学式分析試験ストリップ１００の簡略分解斜視図である。図２は、電気化学的分析試験ストリップ１００の簡略斜視図である。図３は、図２の線Ａ−Ａに沿った、電気化学的分析試験ストリップ１００の一部分の簡略側断面図である。
【００４０】
図１〜図３を参照すると、体液試料（例えば全血試料）中の検体（例えばグルコース）を測定するための電気化学式分析試験ストリップ１００は、電気的絶縁ベース層１１０、パターン化された導電性層１２０、所望によるパターン化された絶縁層１３０、酵素試薬層１４０ａ及び１４０ｂ、パターン化されたスペーサ層１５０、可溶性電気化学的活性コーティング１６０、パターン化された親水性下層１７２及び最上層テープからなる最上層１７０を含む。最上層１７０のパターン化された親水性下層１７２は、下面１７６を有する（特に図３を参照）。
【００４１】
パターン化された導電性層１２０は、電気的に絶縁されたベース層１１０上に配置され、複数の電極（すなわち、本明細書で更に詳しく記述されるように、裸電極１２２及び１２４、並びに酵素試薬被覆電極１２６、１２７及び１２８）を含む。酵素試薬層１４０ａ及び１４０ｂは、パターン化された導電体層１２０の一部分上に配置されて、裸電極１２２及び１２４並びに酵素試薬被覆電極１２６、１２７及び１２８（特に図３を参照、図中、酵素試薬層１４０ａ及び１４ｂは単純化のため単一層として示されている）を画定する。可溶性電気化学的活性コーティング１６０は、試料受容チャンバ１８０の少なくとも一部分内で、かつ裸電極１２２及び１２４に相対する位置関係で配置される（特に図３を参照）最上層１７０の下面１７６上に配置される。
【００４２】
図１〜図３の実施形態では、少なくともパターン化されたスペーサ層と最上層とが、試料受容チャンバ１８０を電気化学式分析試験ストリップ１００内に画定する（特に図３を参照、体液試料（すなわち血液）の試料受容チャンバ１８０への導入が、矢印で示されている）。
【００４３】
電気的絶縁ベース層１１０は、例えばナイロンベース層、ポリカーボネートベース層、ポリイミドベース層、ポリ塩化ビニルベース層、ポリエチレンベース層、ポリプロピレンベース層、グリコール変性ポリエステル（ＰＥＴＧ）ベース層、又はポリエステルベース層などの、当業者に既知の任意の好適な電気的絶縁ベース層とすることができる。電気的絶縁ベース層は、例えば約５ｍｍの幅寸法、約２７ｍｍの長さ寸法、及び約０．５ｍｍの厚さ寸法を含む、任意の好適な寸法を有することができる。
【００４４】
電気的絶縁ベース層１１０は、取扱い易い構造を電気化学式分析試験ストリップ１００に与えるとともに、後に形成される層（例えばパターン化導電体層）を適用（例えば印刷又は堆積）するための基板としても機能する。
【００４５】
酵素試薬被覆電極１２６、１２７、及び１２８は、例えば、酵素試薬電極１２６が対電極／参照電極として働き、酵素試薬被覆電極１２７が第１作用電極として働き、酵素試薬被覆電極１２８が第２作用電極としてそれぞれ働くように、構成することができる。単に説明目的のみであるが、電気化学式分析試験ストリップ１００は、合計３つの酵素試薬被覆電極を含むものとして示されているが、本発明の実施形態を含む電気化学式分析試験ストリップの実施形態は、任意の好適な数のかかる電極を含むことができる。
【００４６】
電気化学式分析試験ストリップ１００の裸電極１２２及び１２４並びに酵素試薬被覆電極１２６、１２７、及び１２８は、例えば、金、パラジウム、白金、インジウム、チタンパラジウム合金、及び導電性炭素系材料（カーボンインクを含む）を含む任意の好適な導電性材料で形成することができる。本発明の実施形態に基づく分析試験ストリップに用いられるパターン化導電性層は、任意の適当な形状をとることができ、例えば、金属材料及び導電性炭素材料を含む任意の好適な材料で形成することができる点に留意されたい。
【００４７】
特に図１及び図３を参照すると、酵素試薬被覆電極１２６、１２７、及び１２８並びに酵素試薬層１４０ａ及び１４０ｂの構成と配置は、電気化学式分析試験ストリップ１００が、試料受容チャンバ１８０を充填する体液試料（例えば、生理学的ヘマトクリット成分を含む全血試料などの）中の検体（例えばグルコース）の電気化学的測定のために構成されるようになっている。
【００４８】
酵素試薬層１４０は、裸電極１２２及び１２４が画定されるように、パターン化された導電性層１２０の一部分のみの上に配置される（図３を参照）。本発明の実施形態による電気化学式分析試験ストリップには、単一（すなわち１つ）の裸電極のみが必要である。しかしながら、図１〜図３の実施形態には冗長性のために２つの裸電極が含まれている。
【００４９】
酵素試薬層１４０ａ及び１４０ｂは、測定する検体に応じて選択された任意の好適な酵素試薬を含むことができる。例えば、血液試料中のグルコースを測定する場合、酵素試薬層１４０ａ及び１４０ｂは、グルコースオキシダーゼ又はグルコースデヒドロゲナーゼを、機能的作用に必要とされる他の成分とともに含むことができる。酵素試薬層１４０ａ及び１４０ｂは、例えばグルコースオキシダーゼ、クエン酸三ナトリウム、クエン酸、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、フェリシアン化カリウム、フェロシアン化カリウム、消泡剤、ヒュームドシリカ（疎水性表面改質あり又はなし）、ＰＶＰＶＡ、及び水などを含むことができる。試薬層及び電気化学式分析試験ストリップ全般に関する更なる詳細は、米国特許第６，２４１，８６２号及び同第６，７３３，６５５号にあり、これらの内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる。酵素試薬中に用いられる酸性材料（例えば、上述のクエン酸及びクエン酸三ナトリウムなど）の量は、有益に低減された干渉効果をもたらすのに必要なレベルまで体液試料のｐＨを下げるのには不十分であることに留意されたい。
【００５０】
パターン化されたスペーサ層１５０は、例えば、Ａｐｏｌｌｏ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ（Ｔａｍｗｏｒｔｈ，Ｓｔａｆｆｏｒｄｓｈｉｒｅ，ＵＫ）から市販されているスクリーン印刷可能な感圧接着剤から形成することができる。図１〜図３の実施形態では、パターン化されたスペーサ層１５０が、試料受容チャンバ１８０の外壁を画定する。パターン化されたスペーサ層１５０は、例えば約７５マイクロメートルの厚さを有することができ、非導電性とすることができ、上側と下側にアクリル系感圧性接着剤を備えたポリエステル材料で形成することができる。
【００５１】
可溶性電気化学的活性コーティング１６０は、試料受容チャンバ１８０の少なくとも一部分内で、最上層１７０のパターン化された親水性下層１７２の下面１７６上に配置され、これにより可溶性電気化学的活性コーティング１６０が裸電極１２２及び１２４の上方に配置される。更に、可溶性電気化学的活性コーティング１６０は動作可能に体液試料に溶解可能であり、これによって、電気化学式分析試験ストリップ１００の使用中に、可溶性電気化学的活性コーティングの電気化学的活性構成成分（例えば酸化還元剤又は媒体）が、下面１７６付近から裸電極１２２及び１２４に向かって拡散し、裸電極１２２及び１２４での電気化学的応答を増加させる。電気化学的活性構成成分の拡散速度は、例えば、体液試料のヘマトクリットに依存するため、電気化学的応答のタイミング及び強さは、体液試料のヘマトクリットに依存する。電気化学的応答は好適なアルゴリズムで使用することができ、これによって、酵素試薬被覆電極１２６、１２７及び１２８の電気化学的応答に基づき、ヘマトクリットを測定し、かつ／又は、グルコース測定に対するヘマトクリットの影響を補償することができる。
【００５２】
図１〜図３の実施形態では、可溶性電気化学的活性コーティングは裸電極１２２及び１２４に相対する位置関係で（すなわち向かい合って）配置されるが、酵素試薬被覆電極１２６、１２７、及び１２８に対しては相対する位置関係にはなっていないことに留意されたい。したがって、可溶性電気化学的活性コーティング１６０は、酵素試薬被覆電極１２６、１２７、及び１２８の電気化学的応答には顕著な影響を与えない。加えて、可溶性電気化学的活性コーティングは酵素を含まないため、裸電極の電気化学的応答に対するあらゆる検体濃度依存性の酵素試薬効果を排除する。
【００５３】
可溶性電気化学的活性コーティング１６０は、裸電極の作用電位で酸化還元反応を行うことができる任意の好適な電気化学的活性構成成分を含むことができ、これには、例えば、フェリシアン化カリウム、水溶性フェロセン、水溶性フェロセニウム塩、オスミウム錯体、キノン（例えばヒドロキノン、ベンゾキノン、フェナントラキノン、及びこれらの誘導体）、フェノチアジン誘導体、並びにメルドラブルーなどの酵素媒体の還元型又は酸化型が含まれる。更に、電気化学的活性構成成分は、少なくとも電極酸化又は電極還元を行うことができる酸化還元剤とすることができる。そのような酸化還元剤としては、例えば、ヨウ化物、ヨウ素、チオ硫酸塩、可溶性酸化性金属塩（例えば銀及び銅、並びにその他の遷移金属の硝酸塩、塩化物、硫酸塩、及びリン酸塩）、マンガン錯体（例えば過マンガン酸カリウム）、又はクロム錯体（例えば二クロム酸カリウム）、次亜塩素酸塩、アンモニウム及び有機アミン塩、並びに不飽和有機化合物（例えば無水マレイン酸）が挙げられる。可溶性電気化学的活性コーティング１６０は典型的に、裸電極での検体依存性反応の形成を防ぐため、酵素を含まない。
【００５４】
可溶性電気化学的活性コーティング１６０と、パターン化された導電体層の少なくとも１つの裸電極とは、試料受容チャンバ内で、例えば約５０マイクロメートル〜約１５０マイクロメートルの範囲の垂直距離だけ、離間している。背景応答の補償を避けたい場合、この可溶性電気化学的活性コーティングは、１５０マイクロメートル〜４５０マイクロメートルの範囲の距離だけ、複数の酵素試薬被覆電極から離間することができる。
【００５５】
最上層１７０は、例えば、液体試料（例えば、全血試料）による電気化学式分析試験ストリップ１００の濡れ及び充填を促進する親水性を有する透明フィルムとすることができる。かかる透明フィルムは、例えば、３Ｍ（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ，Ｕ．Ｓ．Ａ．）及びＣｏｖｅｍｅ（Ｓａｎ  Ｌａｚｚａｒｏ  ｄｉ  Ｓａｖｅｎａ，Ｉｔａｌｙ）から市販されている。最上層１７０は、例えば、１０度未満の親水性接触角をもたらす界面活性剤でコーティングされたポリエステルフィルムとすることができる。最上層１７０はまた、界面活性剤でコーティングされた、又は他の表面処理を施されたポリプロピレンフィルムとすることもできる。そのような状況では、界面活性剤コーティングはパターン化された親水性下層１７２として作用する。更に望ましい場合は、可溶性酸性材料コーティングを親水性コーティングとして配合することができ、これも、パターン化された親水性下層として作用することができる。最上層１７０は厚さを、例えば約１００μｍとすることができる。
【００５６】
電気化学的分析試験ストリップ１００を、例えば、電気的絶縁ベース層１１０の上に、パターン化された導電体層１２０、パターン化された絶縁層１３０、酵素試薬層１４０ａ及び１４０ｂ、パターン化されたスペーサ層１５０、媒体含有層１６０、及びパターン化された親水性下層１７２を順次位置合わせした形成によって、製造することができる。例えば、スクリーン印刷、フォトリソグラフィ、グラビア印刷、化学蒸着、及びテープ積層法などを含む、当業者に既知の任意の好適な技法を使用して、このような順次位置合わせした形成を達成することができる。
【００５７】
図４は、本発明による電気化学式分析試験ストリップの裸電極からの電気化学的応答過渡電流のグラフである。図４は、３つの異なるヘマトクリット濃度の全血試料についての、電気化学的応答の過渡電流を示す。図５は、従来型の電気化学式分析試験ストリップと、本発明による電気化学式分析試験ストリップの、グルコース判定測定バイアスのグラフである。図５では、従来型の電気化学式分析試験ストリップのバイアスは「補正なし」とラベル付けされており、本発明による電気化学式分析試験ストリップのバイアスは「補正済み」とラベル付けされている。ラベル「補正済み」は、本明細書に記述されるように、全血試料の試料受容チャンバへの導入後の、裸電極の電気化学的応答に基づくグルコース測定の補正を指す。
【００５８】
本発明の一実施形態により、かつ図１〜３に示す、電気化学式分析試験ストリップのプロトタイプバージョンは、下記のように作製された。フェロシアン化物（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから市販）を０．１Ｍリン酸緩衝液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから市販されている二塩基性及び一塩基性リン酸カリウムを含む）に加えて、中性ｐＨの２５０ｍＭフェロシアン化物溶液を作製した。増粘剤のヒドロキシメチルセルロース（ＨＥＣ、Ａｓｈｌｎｄ  ＵＫ  ｌｔｄ．（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍ）から市販）を、溶液１０ｍＬ当たり０．１ｇの量で加えて、フェロシアン化物溶液の粘度を高めた。次に、フェロシアン化物溶液を、裸電極１２２及び１２４のみに相対する位置関係になるように、最上層（図１〜図３の層１７０）に塗布し、乾燥させた。このように調製されたフェロシアン化物含有コーティングは、厚さ約２マイクロメートルであった。次に、フェロシアン化物含有コーティングを有する最上層を使用して、標準のウェブ式製造技法を用い、本発明による電気化学式分析試験ストリップを製造した。
【００５９】
プロトタイプを採用して、裸電極と酵素試薬被覆電極からの電気化学的応答を収集した。次いで、全血試料をプロトタイプに導入し、４００ｍＶバイアスをプロトタイプに印加した。全血試料は２０％、４２％及び６０％のヘマトクリットレベルを有し、これらは生理学的ヘマトクリットレベルを代表している。図４は、裸電極の電気化学的応答過渡電流を示している。
【００６０】
図４のデータは、測定時間５秒時点での３つのＨｃｔレベルの間の電気化学的電流応答の明確な差を示しており、Ｈｃｔが最低の試料は最大の電流応答を生成し、Ｈｃｔが最高の試料は最小の電流応答を生成している。これは、フェロシアン化物含有コーティング（すなわち可溶性電気化学的活性コーティング）からの裸電極表面へのフェロシアン化物の拡散を、Ｈｃｔの測定として使用することができるということを意味する。更に、グルコース応答（すなわち、酵素試薬被覆電極の電気化学的応答、図４には示されていない）は、フェロシアン化物含有コーティングの影響を受けなかった。
【００６１】
下記のように、裸電極と酵素試薬被覆電極グルコースとからの電気化学的応答データを使用して、補正された電流値を計算し、これを使用して、グルコース測定値からＨｃｔの影響を除去した。第１に、下記のアルゴリズムを使用して補正係数が計算された：
Ｉｃｏｒｒ＝ＩＷＥ−Ｃ１（Ｉｈｃｔ−Ｃ２）
式中、
Ｉｃｏｒｒ＝グルコース測定値を計算するために使用する補正済み電流
ＩＷＥ＝５秒時点での、２つの酵素試薬被覆作用電極で測定された合計電流（これはＨｃｔとグルコースとの両方に依存）
Ｉｈｃｔ＝５秒時点での、裸電極で測定された電流（これはＨｃｔに依存するが検体（グルコース）に対しては独立）
Ｃ１＝０．４５、実験的に決定された係数
Ｃ２＝１．５、実験的に決定された別の係数。
【００６２】
係数Ｃ１及びＣ２は、最大ヘマトクリット感度の電気化学的応答領域で決定された。実践上、望ましい場合には、このアルゴリズムにＩＷＥに基づく閾値を含めることができ、これにより、ＩＷＥが所定の必須値を下回った場合には補正が適用されないようにすることができる。ＩＷＥが所定の閾値を上回った場合、別のＣ１値及びＣ２値を使用して、より穏やかな補正を適用することができる。
【００６３】
これで、判定（測定）されたグルコース濃度が、下記のように、公称Ｈｃｔでグルコース強化血液を試験することにより得られたＩＷＥ対グルコース濃度の関係の傾き及び切片を用いて、補正電流から計算される：
測定グルコース＝（Ｉｃｏｒｒ−グルコース切片）／（グルコース傾き）
【００６４】
次にこの補正グルコース値を、検査用ＹＳＩ装置により決定されたグルコース測定値と比較し、２つの値の間のバイアスが計算された。本発明による電気化学式分析試験ストリップと従来型の電気化学式分析試験ストリップとの両方について、このバイアスが図５にプロットされている。図５のデータは、本発明による電気化学式分析試験ストリップと、上述のアルゴリズムとを使用することにより、バイアス対Ｈｃｔのグラフにおいて有益な平坦な傾きが提供され（すなわち、Ｈｃｔの影響が補償されている）、一方、補正アルゴリズムを用いずに従来型の電気化学式分析試験ストリップを使用した場合は、顕著な傾きを呈していることを示している。
【００６５】
図６は、本発明の一実施形態による、体液試料（例えば、生理学的レベルのヘマトクリットを含む全血試料）中の検体（グルコースなど）を測定するための方法２００における段階を示す流れ図である。方法２００は、段階２１０において、体液試料を電気化学式分析試験ストリップの試料受容チャンバに導入する工程を含み、この電気化学式分析試験ストリップは、下面を備えた最上層と、試料受容チャンバ内にある少なくとも１つの裸電極と、下面上にある可溶性電気化学的活性コーティングとを含む。可溶性電気化学的活性コーティングの少なくとも一部分は、試料受容チャンバ内にあり、かつ少なくとも１つの裸電極に相対する位置関係で（すなわち向かい合って）配置される。更に、体液試料の導入は、可溶性電気化学的活性コーティングが動作可能に体液試料に溶解するように行われる。
【００６６】
方法２００の段階２２０において、電気化学式分析試験ストリップの少なくとも１つの裸電極の電気化学的応答（例えば過渡電流応答）が、組み込まれている試験計により検出される。次いで、少なくとも１つの裸電極の検出された電気化学的応答に部分的に基づいて、体液試料中の検体が測定される（図６の段階２３０を参照）。
【００６７】
本開示を知れば、本明細書に説明する本発明の実施形態による電気化学式分析試験ストリップの任意の技法、利益、機能、及び特徴を組み込むように方法２００を容易に改変できることは、当業者であれば認識されるであろう。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施形態を示し、説明してきたが、このような実施形態は、あくまで一例として与えられたものである点が当業者には明らかであろう。当業者には、本発明から逸脱することなく、多くの変形、変更、及び代替物が思い浮かぶであろう。本発明を実施するうえで、本明細書で述べた発明の実施形態には様々な代替例が用いられてもよい点が理解されるべきである。以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲を定義するとともに、特許請求の範囲に含まれる装置及び方法、並びにそれらの均等物をこれによって包含することを意図する。
【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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【図６】
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