(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの電極を有する電気化学セル内の酸化還元反応であって、前記少なくとも２つの電極のうちの１つが作用電極であり、少なくとも１つの電極が少なくとも１つの酸化還元媒体に曝露される、酸化還元反応を使用し、少なくとも１サイクルの、第１の電位を有する複数の還元パルス及び第２の電位を有する複数の酸化パルスが交互に繰り返されたパルスサイクルであって、少なくとも１サイクルの前記パルスサイクルを使用し、拡散妨害要因（ＤＩＦ）の影響を低減又は軽減して、検体濃度を決定する方法であって、
前記作用電極において、又は前記作用電極の近くで、バルク溶液に向かって減少する濃度を伴う媒体濃度勾配の蓄積を強制する、還元である蓄積フェーズを開始するために、前記第１の電位を印加することと、
前記作用電極において、酸化である測定フェーズを開始し、かつ確立した媒体濃度勾配を喪失させるために、前記第２の電位を印加することと、
各パルスサイクルの前記第２の電位と関連付けられた電流を測定することと、
前記測定された電流を使用して検体濃度を決定することと、を含む、方法。
【請求項２】
少なくとも２つの電極を有する電気化学セル内の酸化還元反応であって、前記少なくとも２つの電極のうちの１つが作用電極であり、少なくとも１つの電極が少なくとも１つの酸化還元媒体に曝露される、酸化還元反応を使用し、少なくとも１サイクルの、第１の電位を有する複数の酸化パルス及び第２の電位を有する複数の還元パルスが交互に繰り返されたパルスサイクルであって、少なくとも１サイクルの前記パルスサイクルを使用し、拡散妨害要因（ＤＩＦ）の影響を低減又は軽減して、検体濃度を決定する方法であって、
前記作用電極において、又は前記作用電極の近くで、バルク溶液に向かって減少する濃度を伴う媒体濃度勾配の蓄積を強制する、酸化である蓄積フェーズを開始するために、前記第１の電位を印加することと、
前記作用電極において、還元である測定フェーズを開始し、かつ確立した媒体濃度勾配を喪失させるために、前記第２の電位を印加することと、
各パルスサイクルの前記第２の電位と関連付けられた電流を測定することと、
前記測定された電流を使用して検体濃度を決定することと、を含む、方法。
【請求項３】
前記第２の電位は、前記媒体の前記確立した濃度勾配の喪失の後、前記媒体の別の濃度勾配が構築されるが、前記バルク溶液に向かって増加する濃度を伴うようなものである、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の電位及び前記第２の電位が、実質的にゼロの電流フローを引き起こす電位に対して対称である大きさを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の電位及び前記第２の電位が、実質的にゼロの電流フローを引き起こす電位に対して非対称である大きさを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の電位及び前記第２の電位の持続時間が、同一であるか又は異なる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１サイクルのパルスサイクルを印加する前に開始パルスを印加することを含み、前記開始パルスが、開回路であるか、又は前記電極において実質的に酸化還元反応を引き起こさない電位である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
各パルスサイクルを印加する前に開始パルスが印加される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記開始パルスの持続時間が０〜２０分間である、請求項７又は請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記開始パルスの持続時間が、各パルスサイクルの合計時間の０〜９５パーセントである、請求項８又は請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の電位及び前記第２の電位の持続時間が１０分間未満である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の電位及び前記第２の電位の持続時間が、各パルスサイクルの合計時間の５〜１００パーセントである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも２つの電極を有する電気化学セル内の酸化還元反応であって、前記少なくとも２つの電極のうちの１つが作用電極であり、少なくとも１つの電極が少なくとも１つの酸化還元媒体に曝露される、酸化還元反応を使用し、第１の電位を有する複数の還元パルス及び第２の電位を有する複数の酸化パルスが交互に繰り返されたパルスサイクルであって、少なくとも１サイクルの前記パルスサイクルを使用し、拡散妨害要因（ＤＩＦ）の影響を低減又は軽減して、検体濃度を決定するための試験メーターであって、
前記作用電極において、又は前記作用電極の近くで、還元である蓄積フェーズを開始し、かつバルク溶液に向かって減少する濃度を伴う媒体濃度勾配の蓄積を強制するために、前記第１の電位を印加し、
前記作用電極において、酸化である測定フェーズを開始し、かつ確立した媒体濃度勾配を喪失させるために、前記第２の電位を印加し、
各パルスサイクルの前記第２の電位と関連付けられた電流を測定し、かつ
前記測定された電流を使用して検体濃度を決定するように構成されている、試験メーター。
【請求項１４】
少なくとも２つの電極を有する電気化学セル内の酸化還元反応であって、前記少なくとも２つの電極のうちの１つが作用電極であり、少なくとも１つの電極が少なくとも１つの酸化還元媒体に曝露される、酸化還元反応を使用し、第１の電位を有する複数の酸化パルス及び第２の電位を有する複数の還元パルスが交互に繰り返されたパルスサイクルであって、少なくとも１サイクルの前記パルスサイクルを使用し、拡散妨害要因（ＤＩＦ）の影響を低減又は軽減して、検体濃度を決定するための試験メーターであって、
前記作用電極において、又は前記作用電極の近くで、酸化である蓄積フェーズを開始し、かつバルク溶液に向かって減少する濃度を伴う媒体濃度勾配の蓄積を強制するために、前記第１の電位を印加し、
前記作用電極において、還元である測定フェーズを開始し、かつ確立した媒体濃度勾配を喪失させるために、前記第２の電位を印加し、
各パルスサイクルの前記第２の電位と関連付けられた電流を測定し、かつ
前記測定された電流を使用して検体濃度を決定するように構成されている、試験メーター。
【請求項１５】
前記第２の電位は、蓄積した媒体濃度勾配が喪失した後、前記作用電極において前記媒体の別の濃度勾配が構築されるが、前記バルク溶液に向かって増加する濃度を伴うようなものである、請求項１３又は１４に記載の試験メーター。
【請求項１６】
記録された電流を使用して検体濃度を計算するように構成されている、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の試験メーター。
【請求項１７】
前記第１の電位及び前記第２の電位が、実質的にゼロの電流フローを引き起こす電位に対して対称である大きさを有する、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の試験メーター。
【請求項１８】
前記第１の電位及び前記第２の電位の大きさが、実質的にゼロの電流フローを引き起こす電位に対して非対称である、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の試験メーター。
【請求項１９】
前記第１の電位及び前記第２の電位の持続時間が、同一であるか又は異なる、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の試験メーター。
【請求項２０】
前記少なくとも１サイクルのパルスサイクルを印加する前に開始パルスを印加するように適合され、前記開始パルスが、開回路であるか、又は前記電極において実質的に酸化還元反応を引き起こさない電位である、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の試験メーター。
【請求項２１】
各パルスサイクルを印加する前に開始パルスを印加するように適合され、これにより、各パルスサイクルが、開始電位並びに第１の電位及び第２の電位を含む、請求項２０に記載の試験メーター。
【請求項２２】
前記開始パルスの持続時間が０〜２０分間である、請求項２０又は請求項２１に記載の試験メーター。
【請求項２３】
前記開始パルスの持続時間が、各パルスサイクルの合計時間の０〜９５パーセントである、請求項２２に記載の試験メーター。
【請求項２４】
前記第１の電位及び前記第２の電位の持続時間が１０分間未満である、請求項１３〜２３のいずれか一項に記載の試験メーター。
【請求項２５】
前記第１の電位及び前記第２の電位の組み合わせた持続時間が、各パルスサイクルについての合計時間の５〜１００パーセントである、請求項１３〜２４のいずれか一項
に記載の試験メーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散妨害要因の影響を軽減する、拡散に基づく検体濃度測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
自己監視型血糖（ＳＭＢＧ）ストリップなどの電気化学に基づくセンサーは、流体サンプル、例えば全血中の、検体濃度を測定／決定するために使用される。しかしながら、それらの正確さは、試験流体中の検体物質移動に影響を与える拡散妨害要因（ＤＩＦ）から悪影響を受ける可能性があり、この例としては、血中ヘマトクリット（Ｈｃｔ）が挙げられ、これは、赤血球が検体（例えばグルコース）の拡散経路を封鎖するためである。製品の正確さの要件を満たすために、ＤＩＦの軽減のための技術を開発する必要がある。
【０００３】
ＤＩＦの軽減は、能動的なアプローチと受動的なアプローチに分類することができる。前者は、ＤＩＦに感受性のある信号を使用してＤＩＦ「測定値」を得ることに依存し、この測定値が次いでＤＩＦ補正のために使用される。能動的なアプローチに伴う問題は、追加的なストリップ要素、より多くの測定工程、及び追加的なデバイス／メーター構成要素／部品などの追加的な機構が必要となることである。対照的に、受動的なアプローチは、検体測定のために、ＤＩＦ感受性の低い信号又はＤＩＦの影響がごくわずかである信号を使用する。
【０００４】
米国特許第ＵＳ８１０５４７８Ｂ２号は、酸化還元反応として行われる酸化プロセス及び還元プロセスのうちの少なくとも１つを引き起こすために、好適な電位がその中で作用電極に印加される、分子生物的検出システム内の媒体としての酸化還元活性物質の濃度を測定するためにパルス長を選択するための方法を説明する。本方法は、作用電極の電位をパルス送信し、かつ測定フェーズと緩和フェーズとを交互に形成することと、パルスの終わりに向かって、容量性電流がファラデー電流と比べて比較的小さくなるように、測定フェーズパルス長を選択することと、パルスの終わりに向かって、濃度勾配が緩和され、これにより後に続く測定フェーズの初めにおいて、測定自体による媒体の消費によってもたらされる媒体の濃度の変化が、元のレベルに近づく可能な限り最大の程度まで逆転するように、緩和フェーズパルス長を選択することと、を含む。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によると、少なくとも２つの電極を有する電気化学セル内の酸化還元反応であって、該少なくとも２つの電極のうちの１つが作用電極であり、少なくとも１つの電極が少なくとも１つの酸化還元媒体に曝露される、酸化還元反応を使用し、少なくとも１サイクルのパルスであって、各サイクルが少なくとも第１の電位及び第２の電位を有する、少なくとも１サイクルのパルスを使用して、検体濃度を決定する方法において、ＤＩＦの影響を低減又は軽減する方法が提供され、該方法は、作用電極において、又は作用電極の近くで、バルク溶液に向かって減少する濃度を伴う媒体の濃度勾配の蓄積を強制する蓄積フェーズを開始するために、第１の電位を印加することと、測定フェーズを開始し、かつ確立した媒体の濃度勾配を喪失させるために、第２の電位を印加することと、確立した濃度勾配の喪失の間に、各サイクルの第２の電位に関連付けられた電流を測定することと、を含む。測定された電流を使用して検体濃度を計算することができる。
【０００６】
サイクルの蓄積フェーズで作用電極においてバルク溶液に向かって減少する濃度を伴う媒体の濃度勾配の確立を強制することによって、グルコース試験について、Ｈｃｔに対する電流感度は低減され、一方でグルコースに対する電流感度は強化される。
【０００７】
濃度勾配は、バルク溶液に向かって徐々に、そして継続的に減少し得る。あるいは、濃度勾配は、バルク溶液に向かって全体的に減少しながら、変動し得る。
【０００８】
少なくとも１つの電極は少なくとも１つの酸化還元媒体でコーティングされてもよい。代替的に又は追加的に、電極は少なくとも１つの酸化還元媒体を含む溶液内にあってもよく、このため少なくとも１つの酸化還元媒体に曝露される。
【０００９】
蓄積フェーズは作用電極において還元を有することができ、測定フェーズは作用電極において酸化を有することができる。あるいは、検体及び媒体（複数可）に関与する酸化還元反応の性質によっては、作用電極において、蓄積フェーズは酸化を有してもよく、測定フェーズは還元を有することができる。当該技術分野において既知のように、蓄積フェーズが還元を有するべきか又は酸化を有するべきかは、電極表面において不均一反応を受ける前の媒体の状態（酸化された又は還元された）に依存する。また、一連の酸化還元反応に対して２つ以上の媒体が使用されてもよいことも理解されよう。
【００１０】
第１の電位及び第２の電位に加えて、電極（複数可）に更なる電位が印加されてもよい。第１の電位の前に又は第２の電位の後にかかる更なる電位を印加することができる。例えば、開始電位は少なくとも１サイクルのパルスを印加する前に印加されてもよく、開始電位は開回路であるか、又は電極において実質的に酸化還元反応のない電位を有する。開始電位はパルスの各サイクルを印加する前に印加されてもよい。すべての事例で、濃度勾配の蓄積を強制する蓄積フェーズが測定フェーズの直前に生じるように、第２の電位は第１の電位の直後に続く必要がある。
【００１１】
第２の電位は、媒体の確立した濃度勾配の喪失の後に、媒体の別の濃度勾配が構築される（反対の濃度勾配が確立される）が、バルク溶液に向かって増加する濃度を伴うようなものである。
【００１２】
第１の電位及び第２の電位の大きさは、実質的にゼロの電流フロー（Ｅ０）を引き起こす電位に対して対称であってもよい。第１の電位及び第２の電位の大きさは、Ｅ０に対して非対称であってもよい。
【００１３】
第１の電位の持続時間及び第２の電位の持続時間は同一であってもよい。第１の電位の持続時間及び第２の電位の持続時間は異なっていてもよい。第１の電位の持続時間及び第２の電位の持続時間は１０分間未満であってもよく、好ましくは１分間未満であり、最も好ましくは５秒間未満である。第１の電位の持続時間及び第２の電位の持続時間は各パルスサイクルの合計時間の５〜１００％であってもよい。
【００１４】
本発明の別の態様によると、少なくとも２つの電極を有する電気化学セル内の酸化還元反応であって、該少なくとも２つの電極のうちの１つが作用電極であり、少なくとも１つの電極が少なくとも１つの酸化還元媒体に曝露される、酸化還元反応を使用し、少なくとも１サイクルのパルスであって、各サイクルが少なくとも第１の電位及び第２の電位を有する、少なくとも１サイクルのパルスを使用して、検体濃度を決定するための試験メーターが提供され、該メーターは、作用電極において、又は作用電極の近くで、バルク溶液に向かって減少する濃度を伴う媒体の濃度勾配の蓄積を強制する蓄積フェーズを開始するために、第１の電位を印加し、測定フェーズを開始し、かつ確立した媒体の濃度勾配を喪失させるために、第２の電位を印加し、各サイクルの第２の電位と関連付けられた電流を測定するように構成されている。好ましくは、試験メーターは、測定された電流を使用して検体濃度を計算するように構成されている。
【００１５】
蓄積フェーズを還元とすることができ、測定フェーズを酸化とすることができる。あるいは、検体及び媒体（複数可）に関与する酸化還元反応の性質によっては、蓄積フェーズは酸化とすることができ、測定フェーズは還元とすることができる。また、一連の酸化還元反応に対して２つ以上の媒体が使用されてもよいことも理解されよう。
【００１６】
第２の電位は、媒体の確立した濃度勾配の喪失の後に、媒体の別の濃度勾配が構築されるが、バルク溶液に向かって増加する濃度を伴うようなものであり得る。
【００１７】
第１の電位及び第２の電位の大きさは、実質的にゼロの電流フロー（Ｅ０）を引き起こす電位に対して対称であってもよい。第１の電位及び第２の電位の大きさは、Ｅ０に対して非対称であってもよい。
【００１８】
第１の電位の持続時間及び第２の電位の持続時間は同一であってもよい。第１の電位の持続時間及び第２の電位の持続時間は異なっていてもよい。第１の電位の持続時間及び第２の電位の持続時間は１０分間未満であってもよく、好ましくは１分間未満であり、最も好ましくは５秒間未満である。第１の電位の持続時間及び第２の電位の持続時間は各パルスサイクルについての合計時間の５〜１００％であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
ここで、本発明の様々な態様が、下記の添付の図面を参照しながら、例示のためにのみ説明される。
【図１】電位を制御することによる２つの電極における酸化還元反応の切り替えを示す。
【図２】図１の酸化還元反応の切り替えによる作用電極Ｅ１におけるＭｒｅｄ（還元された媒体）濃度勾配の進展を示す。
【図３】電気化学セルの電極に対して印加するための試験波形及び対照波形を示す。
【図４】図３の波形を使用して取られた様々なサンプルについての測定時間に対するグルコースの電流感度を示し、凡例の数字はパーセントとしてのＨｃｔレベルである。
【図５】図３の波形のうち４つの酸化パルスの、０．３秒時点でのグルコースに対する電流感度の公称Ｈｃｔへのバイアスパーセントを示し、凡例の数字は図３の波形のパルスの番号である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、電気化学に基づく媒体を使用するセンサーの作用電極及び対電極において、酸化還元反応を切り替え、かつ制御することによって、ＤＩＦ電流信号の影響を軽減する。これは、それぞれの測定フェーズの開始時に媒体濃度勾配が存在するように、蓄積フェーズの間に、バルクサンプル中よりも高い媒体の濃度を作用電極の近くで作り出すことによって、行われる。理想的には、媒体濃度勾配は作用電極からバルクサンプルの中へと少なくとも１０ｎｍ延在する。媒体濃度勾配は対電極に到達してはならず、このため理想的には、媒体勾配の最大の大きさは作用電極と対電極との分離より小さい。多くの実際的な実施では、蓄積フェーズの終了時及び測定フェーズの開始時までに、媒体濃度勾配が作用電極と対電極との間の半分を超えて延在しないのが好ましい。
【００２１】
図１は、２つの電極、すなわち作用電極Ｅ１及び対電極Ｅ２を有する電気化学試験ストリップの１つのパルスサイクル及び開始された対応する酸化還元反応を示す。２つの電極は酸化還元媒体（Ｍ）及び酵素（Ｅｎｚ）を含む試薬層で覆われている。ストリップを試験するために、作用電極Ｅ１及び対電極Ｅ２のそれぞれは全血サンプルと接触し、２つの電極の間に電気的電位（電圧）が印加される。これは結果として、血液中（均一な酸化還元反応）と、２つの電極の表面（不均一な酸化還元反応）においてとの両方で酸化還元反応をもたらす。
【００２２】
不均一な酸化還元反応については、一方の電極において酸化が生じ、他方の電極で還元が同時に生じる。図１では、電位は一連の方形波（パルス）として印加される。２つの電極における酸化還元反応は、パルスを還元電位（Ｅｒｅｄ）から酸化電位（Ｅｏｘ）へと交互にすることによって切り換えられる。これは電位の大きさ、及び必要な場合は極性を制御することによって行うことができる。Ｅ０は、実質的に酸化還元反応がゼロである（還元でも酸化でもない）場合の電位である。Ｅ０に対するＥｒｅｄバイアス（差異）とＥ０に対するＥｏｘバイアスとは、同一（すなわち、図１に図示するようにＥ０に対して対称である）であっても、異なってもよい。
【００２３】
図１に図示するように、Ｅｒｅｄの下で、酸化した媒体（Ｍｏｘ）は作用電極Ｅ１において還元され（反応３）、一方で還元された媒体（Ｍｒｅｄ）は対電極Ｅ２において酸化される（反応２）。同時に、グルコース（Ｇｌｕｃ）は酵素（Ｅｎｚ）を含むＭｏｘと反応し、血液中にＭｒｅｄを生成する（反応１）。結果として、Ｍｒｅｄは作用電極Ｅ１において、開始時のＭｒｅｄの濃度Ｃ０より高い濃度Ｃｉまで「蓄積」され（反応１及び反応３の両方がＭｒｅｄを生成する）、そして作用電極Ｅ１表面からバルク溶液に向かってＭｒｅｄ濃度が減少する、Ｍｒｅｄ濃度勾配が確立される（図２Ａから図２Ｂを参照）。Ｍｒｅｄ濃度勾配をＣｇ＝（Ｃｉ−Ｃ０）／ｄｉとして表現することができる。Ｃｇがより大きいことは、電極表面のより近くにより多くのＭｒｅｄが保持されていることを意味する。
【００２４】
グルコース濃度に比例する反応１及び反応３（図１）の速度に加えて、ＣｇはＨｃｔに依存する。Ｈｃｔがより高いほど、電極表面から離れるＭｒｅｄ拡散がより遅くなり、ひいては還元パルスの間により大きいＣｇが確立される。
【００２５】
ＥｒｅｄからＥｏｘへと変化すると、２つの電極における不均一な酸化還元反応は切り替えられる（図１を参照）。グルコース測定のために酸化パルスを使用する（Ｅｏｘの下で）事例では、グルコース濃度は、例えば、電流を測定することによって、反応５の速度を測定することによって決定される。反応５の速度は、作用電極Ｅ１の表面において利用可能であるＭｒｅｄに比例する。反応５は、Ｍｒｅｄ喪失を引き起こすために、作用電極Ｅ１の表面における供給（拡散を通した）より速くなるように十分高い速度で進む。これはＭｒｅｄ濃度が時間とともに、Ｃｉから、Ｃ０を経由して、最終的にＣゼロまで下がることを意味する（図２Ｃの点線で示した濃度勾配を参照のこと）。作用電極Ｅ１の表面におけるＭｒｅｄ濃度がＣ０未満まで減少した後、Ｃｇは負となり、そして反応５の速度はコットレルの式（以下を参照のこと）によって説明されるパターンで時間とともに減少し、グルコース測定はＨｃｔ依存性である。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
ここで、ｉは電流（ａｍｐ）で表現された反応５の速度であり、ｎは不均一な酸化還元反応で伝達された電子の数であり、Ｆはファラデーの定数（９６４８５クーロン／モル）であり、Ａは電極面積（ｃｍ２）であり、Ｄは拡散係数（ｃｍ２／秒）であり、ｔは試験時間（秒）であり、またＣ０は反応物質の開始濃度（モル／ｃｍ３）である。
【００２８】
Ｃｇが正である時間ウィンドウにわたって、反応５の速度は、Ｍｒｅｄ拡散及び以前の還元パルスの間に確立したＭｒｅｄ濃度勾配に依存する。Ｈｃｔの増加はＭｒｅｄ拡散を減少するが、Ｍｒｅｄ濃度勾配を増加する。したがって、Ｈｃｔのグルコース測定への影響は、酸化還元反応の切り替えを操作することによって補償される。この補償した測定から恩恵を受けるためには、電流は濃度勾配喪失フェーズでのみ、すなわち、濃度勾配が喪失されている間に測定される必要がある。喪失フェーズの後、媒体濃度がその開始レベル（すなわち蓄積フェーズの前のレベル）より低い値に下がったとき、電流はＨｃｔ依存性になる。
【００２９】
蓄積フェーズの間のＭｒｅｄ濃度勾配の確立は、印加されるパルスの電位の大きさ及び／又は極性を制御すること、２つの電極の有効な表面比を制御すること、パルス時間を制御すること、試薬層の構成成分及び量の比を制御すること、又はこれらの任意の組み合わせを含むがこれに限定されない様々な方法で達成することができる。以下の実施例では、印加されるパルスの電位の大きさは、作用電極において媒体濃度勾配の蓄積を強制するため、及びこれに続く確立した媒体濃度勾配を喪失させるために使用される。しかしながら、媒体濃度の蓄積及び喪失を制御するための他の技法も可能である。
【００３０】
図３は対照波形Ｗ６９及び試験波形Ｗ７０を示す。試験波形Ｗ７０と対照波形Ｗ６９との間の差異は、還元パルス（パルス２、４、６、８）に対して試験波形Ｗ７０が対照波形Ｗ６９より高い電位の大きさを有することにより、これらのパルスの間の作用電極Ｅ１におけるＭｒｅｄ濃度勾配の確立が強化されるということである（図１を参照のこと）。
【００３１】
試験波形の酸化パルス及び還元は両方とも過電位である。これはつまり、電極に向かう媒体及び／又は検体の拡散が優勢となるべき電極における酸化還元反応のために、電位が十分な大きさであることを意味する。酸化パルス及び還元パルスの大きさは、媒体及び電極の電気化学特性を考慮に入れて選択及び制御される。酸化パルス及び還元パルスの両方は、正、負、又はゼロ電位を有することができる。
【００３２】
図３のそれぞれの波形は９つの方形パルスを有する。作用電極Ｅ１において、パルス２、４、６、８は還元をもたらし（図４の負電流）、パルス３、５、７、９は酸化（図４の正電流）をもたらす。パルス１は開始パルスであり、これはパルスの繰返しサイクルが開始する前に１回印加される（すなわち、これはパルスの繰返しサイクルの一部ではない）。パルス１は不足電位パルスであり、ストリップ試薬層の水和／溶解を可能にするために、この電極における酸化還元反応の速度は、不均一な酸化還元反応の速度論によって支配される（作用電極Ｅ１及び対電極Ｅ２の両方における酸化還元反応を最低限に保持するために、このパルスの電位はＥ０、又はＥ０の近くとすることができる）。パルス１を開回路とすることもできる。
【００３３】
本実験での９つのパルスの合計試験時間は６．２５秒間と設計されたが、試験は５秒（すなわち、パルス８及び９なしで）以内に完了することができる。波形は定電位電解装置を使用して、Ｅ１に正の電位が酸化をもたらし、負／ゼロの電位が還元をもたらすようにストリップに印加される。酸化電流（すなわち、図１の反応５からもたらされる正のパルス電流）はグルコース測定のために使用される。酸化還元反応の間に測定された電流を使用してグルコース濃度を決定するための技法は当該技術分野で周知であり、このため詳細には説明しない。
【００３４】
Ｗ６９及びＷ７０電流トランジェントの実験室試験の結果が図４に示される。図４の上の列及び下の列は、Ｗ６９及びＷ７０のそれぞれについての５つの標的グルコース濃度（ＴＧ）における、グルコースに対する電流感度（すなわち、ｍｇ／ｄＬのグルコース当たりに発生するＡｍｐ単位の電流）の試験時間に対するプロットを示す。それぞれの標的グルコース濃度に対して、同一血液サンプルがＷ６９及びＷ７０について試験された。グラフ内のそれぞれの線は、６回の反復実験の平均電流感度を示す。それぞれのグラフは５つの標的Ｈｃｔレベル（２０％〜６０％）における５つの平均電流感度を示す。
【００３５】
図４は、Ｗ６９のそれぞれのグラフで、正のパルスの線（パルスを測定する）の間に明瞭な分離があることを示す。より高いＨｃｔはより低い電流感度に対応する。このことは、電流を測定するＷ６９はＨｃｔの変化に対して感受性が高いことを示している。対照的に、Ｗ７０のグラフについては、この線は消えているか又は著しく減少しており、すなわち、ＤＩＦとしてのＨｃｔは効果的に説明されている。
【００３６】
Ｗ７０はＷ６９より著しく高い電流感度をもたらし、すなわちＷ７０はＷ６９と比較してグルコースに対する強化された電流感度を有する。電流感度の強化は２倍であり、１）図４のＷ７０線はＷ６９線より高い大きさを有し、２）それぞれのパルスのＷ７０線が類似の／近い大きさを有する（重ねられている場合、互いの上にある）一方、それぞれのパルスのＷ６９線は時間とともに減少し、すなわちＷ７０は試験時間を通して電流感度を保持する一方で、Ｗ６９は保持しない。これは、還元パルスの間に確立したＭｒｅｄ濃度勾配が後続の酸化パルスの強化された反応５をもたらすためである。
【００３７】
図５はまたＨｃｔの軽減も示し、ここでバイアスのパーセントは目的のＨｃｔと公称Ｈｃｔ（ここでは４２％と定義されており、したがってこれはバイアスがゼロである）との間の電流感度の差異である。例として、酸化パルス３、５、７、及び９（図３を参照のこと）の０．３秒における電流感度が使用される。Ｗ６９の結果については、増加したＨｃｔで、公称Ｈｃｔに対するバイアスの範囲は約２０％〜−２０％であった。対照的に、Ｗ７０の結果については、公称Ｈｃｔに対するバイアスは±１０％未満の範囲で低減された。
【００３８】
上記の実施形態は、濃度勾配の確立を強制するためにパルスの大きさの対照を使用する。しかしながら、ＤＩＦの軽減、及び特にＨｃｔの軽減は、他の手段によって達成することができる。例えば、対電極Ｅ２の作用電極Ｅ１に対する有効表面比を増加することによって、又は蓄積フェーズパルスの持続時間を増加することによってこれを行うことができる。実際、作用電極Ｅ１において媒体の濃度勾配の蓄積を強制する任意の技法を使用することができる。
【００３９】
本発明は、Ｈｃｔの感受性の低い測定を提供するＤＩＦの影響を軽減するための単純かつ効果的な技法を提供する。ストリップに対していかなる変更も加えることなく既存の製品に本方法を適用することができる。
【００４０】
本発明から逸脱することなく開示された配設の変形が可能であることを当業者は理解するであろう。例えば、本発明は２つの電極のみを有する試験ストリップを参照して説明されてきたが、本発明は３つ又は４つ以上の電極を有するストリップにも等しく適用することができる。同様に、実施された特定の試験では単一の開始パルスのみが使用されたが、すべての蓄積パルス及び測定パルスのサイクルの前に開始パルスを印加することができる。すなわち、特定の実施形態の上記の説明は例示としてなされるにすぎず、制限する目的でなされるものではない。説明される操作を著しく変更することなく軽微な修正がなされてもよいことは当業者には明白であろう。
【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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