(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生理的または水性液体試料中の少なくとも１つの検体の濃度を決定する検体検査素子であり、
所定の距離をおいて設けられた互いに向かい合う第一の表面および第二の表面を備え、
上記２つの表面は、２つの略同一のパターンを備えており、
上記パターンは高表面エネルギー領域と低表面エネルギー領域とを形成しており、
上記パターンはさらにその位置が一致するように重なることによって試料分配システム、および少なくとも２つの検出領域を形成しており、
生理的または水性液体試料を上記高表面エネルギー領域内に拘束するようになっているとともに、
第一の表面と第二の表面との間の距離は、ベース層とカバー層との間に設けられた中心層によって規定され、ベース層は第一の表面を、カバー層は第二の表面を備え、
中心層は不連続部を備え、
上記不連続部は、上記第一の表面および第二の表面と共に凹部を形成しており、
第一の表面および第二の表面の高表面エネルギー領域は、試料分配システムを形成しており、
上記凹部は、上記試料分配システムよりも大きいことを特徴とする検体検査素子。
【請求項２】
上記高表面エネルギー領域は、架橋性、および／または不溶性の親水性、および／または両親媒性の材料を、上記第一の表面および第二の表面に塗布することによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の検体検査素子。
【請求項３】
上記親水性材料は、ポリアルコールの機能的誘導体、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ビニルピロリドン、および有機修飾されたポリシロキサン、またはアルキルフォスフォコリン誘導体からなる群より選択される少なくとも１つの化合物であることを特徴とする請求項２に記載の検体検査素子。
【請求項４】
第一の表面及び第二の表面は、疎水性で、生理的または水性液体試料によって濡れにくく、紫外線、近赤外線、および／または電磁気スペクトルの可視領域を透過する領域を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の検体検査素子。
【請求項５】
上記低表面エネルギー領域は、第一の表面および第二の表面上に疎水性材料を塗布することによって形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の検体検査素子。
【請求項６】
疎水性材料は、イソオクチルアクリレート、ドデシルアクリレート、スチレン誘導体、または部分的にフッ化された炭素鎖を有する化合物であることを特徴とする請求項５に記載の検体検査素子。
【請求項７】
第一の表面および第二の表面は、親水性で、生理的または水性液体試料によって濡れやすく、紫外線、近赤外線、および／または電磁気スペクトルの可視領域を透過する領域を備えることを特徴とする請求項５に記載の検体検査素子。
【請求項８】
上記第一の表面および第二の表面は、親水性材料を物理的または化学的に蒸着することによって親水性を有するように形成されていることを特徴とする請求項７に記載の検体検査素子。
【請求項９】
上記ベース層およびカバー層は、それぞれ第一の表面および第二の表面を備え、
ベース層およびカバー層は、ガラス、ポリビニルアセテート、ポリメチルメタクリレート、ポリジメチルシロキサン、ポリエステルおよびフルオレン環を含むポリエステル樹脂、ポリカーボネートおよびポリカーボネート−ポリスチレン置換共重合体、末端修飾を受けたポリカーボネート、ポリオレフィン、シクロオレフィン、およびシクロオレフィン共重合体、および／またはオレフィンマレイミド共重合体からなる群より選ばれる少なくとも１つの化合物であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の検体検査素子。
【請求項１０】
上記第一の表面には、ｎ個の所定の検出領域が設けられており、
上記検出領域は、触媒性組成物によって被覆され、かつ生理的または水性液体試料中の検体検査の検出するようになっており、
上記第二の表面には、ｎ個の所定の検出領域が設けられており、
上記検出領域は、ｎ個の補正組成物によって被覆されており、
上記補正組成物は、ｍ個のブランク組成物と、補正化合物の量が異なる（ｎ−ｍ）個の組成物とを含み、
ｎは２以上の整数、ｍは１以上の整数であり、ｎ＞ｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の検体検査素子。
【請求項１１】
上記触媒性化合物および補正化合物を含まないさらなる検査領域を備えることによって、バックグラウンドシグナルを測定するようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の検体検査素子。
【請求項１２】
上記第一の表面の検出領域に上記触媒性組成物が塗布されることによって、生理的または水性液体試料中の検体の濃度を、光の透過または吸収を利用して測定することを特徴とする請求項１０または１１に記載の検体検査素子。
【請求項１３】
上記第二の表面のｎ−ｍ個の所定の検出領域には、補正組成物が塗布されており、
上記補正組成物中の補正化合物は、検体と同一の物質、または略同一の性質を有する物質であり、
上記補正化合物は、生理的または水性液体試料中の検体が、触媒組成物と略同一の反応を引き起こすことを特徴とする請求項１０に記載の検体検査素子。
【請求項１４】
上記補正化合物は、グルコースであることを特徴とする請求項１３に記載の検体検査素子。
【請求項１５】
上記触媒性組成物は、反応構成物として、検体の触媒または非触媒反応を促進する助触媒、および／または補酵素、および光学的に検出可能な生成物を生成する指示剤とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の検体検査素子。
【請求項１６】
上記助触媒は、デヒドロゲナーゼ、キナーゼ、オキシダーゼ、フォスファターゼ、リダクターゼ、およびトランスフェラーゼからからなる群から選択される少なくとも１つの酵素であることを特徴とする請求項１５に記載の検体検査素子。
【請求項１７】
上記助触媒は、グルコースに特異的な酵素であることを特徴とする請求項１６に記載の検体検査素子。
【請求項１８】
上記指示剤は、芳香族アミン、芳香族アルコール、アジン、ベンジジン、ヒドラゾン、アミノアンチピリン、共役アミン、共役アルコール、および、芳香族および脂肪族アルデヒドを含むグループから選択される少なくとも１つの化合物であることを特徴とする請求項１５に記載の検体検査素子。
【請求項１９】
上記第二の表面の所定の検出領域に載置される補正組成物が、不活性な水溶性色素を補正化合物に対して固定された所定の比率で含むことによって、適切な読み込み装置が、検体と触媒組成物との反応によって生じる生成物を測定するときに用いる波長とは異なる波長によって、補正組成物中の補正化合物の濃度を評価するようになっていることを特徴とする請求項１０〜１８のいずれか１項に記載の検体検査素子。
【請求項２０】
上記不活性な水溶性色素がブリリアントブラックＢＮ、ブリリアントブルーＧ、カーモイシン、コーマリン１２０、ダイレクトブルー２Ｂ、インディゴカーミン、ニューコクシン、ポンソー４Ｒ、ローダミン１９、サンセットイエロー、タートラジン、およびマラカイトグリーンの水溶性の誘導体を含むグループから選択される少なくとも１つの色素であることを特徴とする請求項１９に記載の検体検査素子。
【請求項２１】
生理的または水性液体試料を載置するための試料載置領域が、上記検体検査素子の側面に設けられた凸部の端部に設けられていることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の検体検査素子。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載の検体検査素子を複数備える検体検査体であって、
上記検体検査素子が検体検査ディスクの中心点に対して対称に、かつ試料載置領域が検体検査体の外側に露出するように配置されていることを特徴とする検体検査体。
【請求項２３】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載の検体検査素子が、直線上に配置されてなり、側部に試料載置領域を形成する凸部を有することを特徴とする検体検査体。
【請求項２４】
検体検査素子を製造する方法であって、
第一の表面を備えるベース層上に、高表面エネルギー領域および低表面エネルギー領域を形成する工程を含み、高表面エネルギー領域は、ｎ個の所定の検出領域と親水性経路とを形成し、ｎは２以上の整数であり、
第二の表面を備えるカバー層上に、高表面エネルギー領域および低表面エネルギー領域を形成する工程と、
第一の表面のｎ個の所定の検出領域上に、光の透過または吸収を利用することで、生理的または水性液体試料中の検体検査の濃度を決定することができる触媒性組成物を塗布する工程と、
第二の表面のｎ個の検出領域に、ｎ個の補正組成物を塗布する工程とをさらに含み、
上記ｎ個の補正組成物はｍ個のブランク組成物と、補正化合物の量が異なるｎ−ｍ個の組成物とを含み、ｍは１以上の整数であり、ｎ＞ｍであり、上記補正化合物は検体と同一の物質、または略同一の性質を有する物質であり、上記補正化合物は、生理的または水性液体試料中の検体が触媒組成物とを引き起こす反応と略同一の反応を引き起こし、
不連続部を備える中心層の２つの面を、第一および第二の表面と、それぞれ貼り合わせる工程をさらに含み、
第一の表面および第二の表面の高表面エネルギー領域により形成された試料分配システムに、上記不連続部と上記第一の表面および第二の表面とにより形成され、かつ試料分配システムよりも大きい凹部を供給し、
打ち抜きまたは裁断によって、上記各層が貼り合わされてなるシートを成型する工程をさらに含むことを特徴とする製造方法。
【請求項２５】
架橋性および／または不溶性である親水性および／または両親媒性の材料を、第一および第二の表面に塗布することによって、上記高表面エネルギー領域を形成することを特徴とする請求項２４に記載の製造方法。
【請求項２６】
フレキソグラフィー、リソグラフィー、凹版印刷、墨塗工法、またはインクジェット印刷によって、上記高表面エネルギー領域を、第一および第二の表面に形成することを特徴とする請求項２５に記載の製造方法。
【請求項２７】
疎水性化合物を第一および第二の表面に塗布することによって、低表面エネルギー領域を形成し、上記疎水性化合物は、それによって被覆された領域が生理的または水性液体試料によって濡れることを防ぐものであることを特徴とする請求項２４〜２６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２８】
上記第一および第二の表面に、親水性化合の物物理的または化学的蒸着によって親水性を付与する工程を含むことを特徴とする請求項２７に記載の製造方法。
【請求項２９】
上記第一および第二の表面の高表面エネルギー領域を、エッチングまたはエンボス加工によって、その低表面エネルギー領域より物理的に高くする工程を含むことを特徴とする請求項２４〜２８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項３０】
上記低表面エネルギー領域は、フレキソグラフィーまたはリソグラフィーによって第一および第二の表面に印刷されることを特徴とする請求項２７〜２９のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項３１】
上記ベース層およびカバー層をフレキシブル基板から形成し、かつ破断線に沿って中心層を折り畳むことで、第一の表面および第二の表面の所定の検出領域を備える試料分配システムが、重なるように位置合わせすることを特徴とする請求項２４〜３０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項３２】
生理的または水性液体試料中の検体濃度を決定する検体検査システムであって、
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の、検体検査素子、または当該検体検査素子を複数有する検体検査体を含み、
上記検体検査素子は、その第一の表面に、ｎ個の所定の検出領域が設けられており、上記検出領域は、触媒性組成物によって被覆され、かつ生理的または水性液体試料中の検体検査の検出するようになっており、
第二の表面には、ｎ個の所定の検出領域が設けられており、上記検出領域は、ｎ個の補正組成物によって被覆されており、上記補正組成物は、ｍ個のブランク組成物と、補正化合物の量が異なる（ｎ−ｍ）個の組成物とを含み、ｎは２以上の整数、ｍは１以上の整数であり、ｎ＞ｍであって、
上記検体検査システムはさらに、２ｎ個の所定の検出領域に載置された生理的または水性液体試料の光の吸収または透過を検出し、当該２ｎ個の検出領域からｎ個の検出結果を得る検出手段と、
多項補正式（式１）に従ってｎ−ｍ個の補正係数を算出する１つの回帰係数が、算出された補正式のｎ−ｍ個の補正係数の性質を実証する処理手段と、を含むことを特徴とする検体検査システム。
【数１】
0004630089.tif 000007
【請求項３３】
生理的または水性液体試料中の少なくとも１つの検体の濃度を決定する検体検査方法であって、
所定の距離をおいて設けられた互いに向かい合う第一の表面および第二の表面を備え、上記２つの表面は、２つの略同一のパターンを備えており、上記パターンは高表面エネルギー領域と低表面エネルギー領域とを形成しており、上記パターンはさらにその位置が一致するように重なることによって試料分配システム、および少なくとも２つの検出領域を形成しており、生理的または水性液体試料を上記高表面エネルギー領域内に拘束するようになっているとともに、第一の表面と第二の表面との間の距離は、ベース層とカバー層との間に設けられた中心層によって規定され、ベース層は第一の表面を、カバー層は第二の表面を備え、中心層は不連続部を備えており、上記不連続部は、上記第一の表面および第二の表面と共に凹部を形成しており、第一の表面および第二の表面の高表面エネルギー領域は、試料分配システムを形成しており、上記凹部は、上記試料分配システムよりも大きい検体検査素子に、生理的または水性液体試料を載置する手順と、
異なる検出領域中のシグナルを検出する手順と、
シグナルから生理的または水性液体試料中の検体の量を算出する手順とを含む検体検査方法。
【請求項３４】
生理的または水性液体試料中の少なくとも１つの検体の濃度を決定する検体検査素子であり、
所定の距離をおいて互いに向かい合う第一および第二の表面を備え、第一および第二の表面は、親水性または疎水性を有するパターンを備え、
第一および第二の表面は、疎水性領域に囲まれた親水性ピクセルからなる同一のパターン、準親水性および準疎水性を有する表面を備え、親水性および準親水性の領域は、その位置が一致するように重なることによって、少なくとも２つの検出領域に生理的または水性液体試料を分配する試料分配システムを形成し、
第一の表面と第二の表面との間の距離は、ベース層とカバー層との間に設けられた中心層によって規定され、ベース層は第一の表面を、カバー層は第二の表面を備え、
中心層は不連続部を備えており、
上記不連続部は、上記第一の表面および第二の表面と共に凹部を形成しており、
上記凹部は、上記試料分配システムよりも大きいことを特徴とする検体検査素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液等の生理的液体中の、例えばグルコース等の検体（analyte）の量の分析に関するものである。この発明は、特に、生理的液体（physiological fluid）または水性液体（aqueous fluid）中の量を決定する検査方法と、その検査に用いる検体検査素子（analyte test element）、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生理的試料中の検体の濃度測定は、様々な病気の診断および治療に非常に重要な役割を果たす。重要な検体としては、血液、血漿、唾液、または尿中の、グルコース、コレステロール、遊離脂肪酸、トリグリセリド、タンパク質、ケトン、フェニルアラニン、酵素、抗体、またはペプチドがある。
【０００３】
特に、検体の濃度を評価する検査片（test strip）は、特に生理的な液体試料（例えば毛細血管中の血液）を検査するのに用いられる。検査片は、数種の電気的特性（例えば電流）を測定する測定装置と共に用いることが多い。検査片には、電気的に活性な化合物を検出したり、光の反射および／または透過を検出したり、光度を検出したりするのに用いられるものがある。光学的検出技術を利用するシステムでは、検査片上に、酵素と色素原である呈色材料との混合物が載せられている。その検査片に、生理的液体または水性液体に含まれた検体を載置する（apply）と、検体が試薬と反応し、反射または透過に変化が起きる。こうして、試料中の検体の濃度が分かる。
【０００４】
例えば、グルコースは、グルコースオキシダーゼによってグルコースを酸化し、グルコン酸とすることで検出される。このとき反応によって生じる過酸化水素は、西洋わさび過酸化酵素等の過酸化酵素と共に、基質（言い換えれば指示薬）を呈色物質に変化させる。この呈色物質によって生じる色の強度は、試料液体のグルコースの濃度と正比例関係にある。
【０００５】
総血液（whole blood）を試料として、その中に含まれるグルコースの濃度を測定することは、非常に一般的である。糖尿病は、視覚障害、腎臓障害、およびその他の深刻な症状を併発する病気である。厳しい治療および病気の管理（運動、食事制限、および薬物療法）しか、これらの症状のあらわれる危険性を減らすことはできない。患者の中には、１日に４回またはそれ以上頻繁に血糖値を測定しなければならない人もいる。臨床医および病院だけでなく、このような患者にとっても、最適な治療法を選択し、真性糖尿病の長期にわたる合併症を防ぐために、正確で、信頼性が高く、そして理想的には高価でない検査方法が求められている。
【０００６】
糖尿病、自己検査、および自己治療への意識が高まる中、適切な性能をもち利用しやすい装置が求められ、個人使用および治療検査のために、検査装置と検査方法が開発されてきている。妊娠、排卵、血液凝固、ケトン、およびコレステロールを検査できることも重要ではあるが、自己検査の分野で最も重要なのは、やはり毛細血管血液中のグルコースの検出である。
【０００７】
血液中の検体（例えばグルコース）の濃度を測定する代表的な装置が、特許文献１に記載されている。この方法では、検体と反応して吸光性の反応生成物を生じる試薬を、化学的に不活性な多孔質マトリックスに染み込ませ、このマトリックス表面の光反射を測定している。従来の技術の装置のほとんどは、直接、または流体経路（fluidic path）や導管（channel）を介して、試料を導入する測定領域（measurement area）または測定室（measurement chamber）を一つ備える。検査室（test chamber）、または検査膜（test membrane）は、反応に必要な物質をすべて含み、液体試料によって検知可能な色の変化を生じる。
【０００８】
特許文献２には、使い捨ての光学キュベット（optical cuvette）と、その製造方法が開示されている。このキュベットは、透光性および液体の不透過性を有する２つのプラスチックシートを含む。３つ目のシートは粘着性を有し、２つの透光性シートの間に設置される。これら３つのシートは一緒に圧縮され、１つに接着されている。
【０００９】
特許文献３には、試料中の検体の存在を検査する定性検査板（qualitative test panel）が開示されている。この定性検査板は、試料中の検体の有無を視覚的に示すために必要な試薬および化合物をすべて含んでいる。
【００１０】
特許文献４、および特許文献５には、分析の対象である液体試料を試料載置ポート（sample application port）に載置し、そこから細管（capillary）を通じて反応室（この反応室は検査対象である液体の組成を検出することのできる物質を含む）に入れることが開示されている。
【００１１】
特許文献６・７には、検体の濃度または生理的液体の特性（特に血液凝固時間）を測定することのできる流体医療診断装置（fluidic medical diagnostic device）が開示されている。この装置は、一方の端が試料を導入（introduce）する試料ポート（sample port）であり、もう一方の端が、導管を通じて試料を測定領域に引き込む袋状部（bladder）になっている。測定領域では試料の生理的なパラメータを測定し、その結果から検体の濃度または液体の特性を検査している。
【特許文献１】米国特許４９３５３４６号明細書（US Patent 4,935,346）
【特許文献２】米国特許５４３０５４２号明細書（US Patent 5,430,542）
【特許文献３】米国特許５２６８１４６号明細書（US Patent 5,268,146）
【特許文献４】米国特許４７６１３８１号明細書（US Patents 4,761,381）
【特許文献５】米国特許５９９７８１７号明細書（US Patents 5,997,817）
【特許文献６】米国特許出願公開第２００２／０１１０４８６号明細書（US 2002/0110486 A1）
【特許文献７】米国特許出願公開第２００３／００３１５９４号明細書（US 2003/0031594 A1）
【特許文献８】米国再発行特許発明第６１６８９５７Ｂ１号明細書（US 6,168,957 B1）
【特許文献９】米国特許第５２６８１４６号明細書（US Patent 5268146）
【特許文献１０】米国特許４５７８３５８号明細書（US Patent 4,578,358）
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００２／０１１０４８６号明細書（US Patent Application Publication US 2002/0110486 A1）
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００３／００３１５９４号明細書（US Patent Application Publication US 2003/0031594 A1）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような検査片を大規模に製造するには、変化しやすい（raw）材料が用いられ、様々な方法が用いられている。そのため、製造する毎に（バッチ（batch）毎に）良質の検査片を再現性よく製造することは難しい。つまり、これら、製造ロット（lot）ごとのばらつき（variability）を補正するためには、検査片のロットごとの補正コード（calibration code）を設定することが必要になる。補正コードは、検査片の容器に記され、新しいバッチの検査片を使うときには、使用者はそのコードを計測器（meter）に入力しなければならない。そうしないと、測定結果は誤ったものになってしまう。従来の検査片（例えば特許文献８に開示されている検査片）には、検査片上に補正コードを記し、補正コードと検査片を一体化したものがあり、このような検査片では、グルコース濃度を計算する前に、計測器によって補正コードを読み込むことができる。しかしこのような方法では、検査片は使い捨てなので破壊的な検査しかできず、測定ステップにおいて試薬を消費してしまう。また、この補正コードは製造されたバッチの検査片全体の性能を統計的に評価して補正するものなので、この補正コードでは個々の検査片の性能を反映したものではない。
【００１３】
さらに重要なのは、このタイプの補正コードは、検査片を読み込む分析装置または計測器に古い情報を伝えるだけであるということである。このように、これらの計測器は個々の検査片についてその実際の履歴（例えば、保存状態が悪くなかったか、または包装不良がなかったか）を評価することはできず、検査片が予めプログラムされていたデータまたは検証方法（validation method）から完全に外れているか場合か、完全に異なる値を示す場合にしか、エラーメッセージは通知されない。
【００１４】
使用者は、製造者が作った既知の濃度のコントロール液体を用いて、試薬検査片の正確さおよび機能性をチェックし、評価することができる。しかし、この方法は同様に、品質チェックは検査片の消費を増加させ、それゆえコストを増加させるという不利点がある。その上、この方法でも、同一バッチ内の品質の違いを考慮していない。
【００１５】
従来の技術の装置には、ポジティブおよび／またはネガティブコントロールを統合（integrated）したものがあり、このコントロールは試料の添加により活性化される。例えば、特許文献９には、実施形態として、内蔵式ポジティブコントロールおよび／または内蔵式ネガティブコントロールを備えた検査装置が記載されている。このコントロールは、さらなる測定領域を含み、この測定領域は、それ自体のみで指示薬の可視的な変化を起こすこともできるし、このような変化が検査試料中での検体の存在・非存在に関わらずに起こることを防ぐこともできる。同様に、特許文献１０に記載の検査装置は、ポジティブおよびネガティブコントロール領域（area）を含んでおり、生体試料内のごく微量の血液の存在も検出できる。
【００１６】
上の段落で示した２つの特許文献に示されているポジティブ・ネガティブコントロールを統合した装置は、妊娠検査薬でもよく用いられるが、検体の存在・非存在を示す定性および閾値検査板（または検査片）と統合された有用な情報を提供する。しかし、総血液中のグルコース等の検体量の決定の質の正確さについては知ることができない。
【００１７】
さらに、測定過程は、生理的液体試料中のさまざまな因子によって阻害される。例えば総血液の分析においては、赤血球量のばらつきによって、試料の実際の検体濃度を反映しない測定結果を生じるという問題がよく起こる。
【００１８】
本発明は、上記従来の問題に鑑みたものであり、統合的な補正システム、つまり、製造過程または試料（分析対象）自体の違いによって生じるばらつきを検出し、かつ補正するシステムを有した装置を提供し、この装置によって適正な検査と、正確で信頼性の高い検査結果を使用者に提供するものである。
【００１９】
従来の技術において、統合的な補正システムを有する乾燥検査片はなかった。従来は、複数の反応帯（reaction zone）をもつ検査片を、複数の検体を検出するため、または、ポジティブまたはネガティブコントロールを統合するために用いてきた。
【００２０】
従来の検査片の中でも特に興味深いのは、特許文献１１・１２に記載されている複数の反応帯をもつ検査片である。この検査片は、性質を検査する目的で用いられるが、検査片同士のばらつきを補正するためには用いられない。この検査片は、２０μＬの血液を必要とし、プロトロンビン時間を決定するために用いられる。プロトロンビン時間は血液凝固における重要なパラメータである。しかしながら、真性糖尿病の病状を厳密に管理しなければならないときなど、使用者が１日に何度も検査を行わなければならない場合、採取しなければならない血液量が多い。そのため、１μＬの血液で済む血糖システムと比較して非実用的であり、患者が行うすべての検査と同様に、補正という手順が必要になるという問題がある。
【００２１】
しかし、測定用に検査片に形成された導管および窪み（測定凹部）の内部の体積を小さくすることは、マイクロモールディング（micro-moulding）等の、複雑で高価な製造工程を必要とする。このような工程は、低価格で使い捨てできる製品を大規模に製造するには適さない。
【００２２】
従って、本発明は、乾燥検査片を用いた検体検査システムを提供することをさらなる目的とする。さらには、試料の量が少なくて済むだけでなく、その製造方法が多くの複雑な工程を必要とせず、血糖または重要な生理的パラメータを自己検査する患者のために、低価格で使いやすいシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、生理的液体試料または水性液体試料中の少なくとも１つの検体の濃度を決定する検体検査素子（analyte test element）を提供する。この検体検査素子は、第一および第二の表面を備え、この第一および第二の表面は、向かい合って、互いに所定の距離だけ離れている。また、この第一および第二の表面は、実質的に同一である２つのパターンを有する。このパターンは、高表面エネルギー領域および低表面エネルギー領域を形成する。これらの領域は略直線状に並んでおり、少なくとも２つの検出領域をもつ試料分配システムを形成している。そして、本発明の検体検査素子は、載置された生理的または水溶性液体を、高表面エネルギーを有する領域にとどめる。
【００２４】
検体検査素子の内部に含まれる試料分配システムは、生理的液体試料または多の水性液体試料の制御および操作するための壁、グローブ（grove）、または導管（channel）に似た機械的、および／または構造的特徴を持たない。本発明の検体検査素子は、様々な補正方法（calibration procedure）に好適に用いられ、異なる検体および化学的決定方法（chemical determination）に適用可能である例をいくつか示す。検体検査素子は、検査片中に容易に統合され、この検査片は、１種類の測定に用いられるか、または、検体検査ディスク（analyte test disk）または弾帯（bandolier）等のより複雑な構成に用いられ、数種の測定に用いることのできる基本となる単位（base unit）を提供することができる。なお、検体検査ディスクや弾帯のように検体検査素子を複数備えるものを検体検査体と呼ぶこともある。
【００２５】
本発明の検体検査素子は、第一の表面と第二の表面とを備え、上記第一の表面は、生理的または水性液体中の検体を検出するための触媒性組成物（catalytic formulation）によって被覆されており、第一の表面はｎ個の所定の検出領域（detection area）を備えていることが好ましい。
【００２６】
また、上記第二の表面は、ｎ個の補正組成物によって被覆されており、このｎ個の補正組成物は、ｍ個のブランク組成物（blank formulation）と、補正化合物（calibration formulation）の量（level）の異なるｎ−ｍ個の組成物と、を含み、さらにｎ個の所定の検出領域を備えることが好ましい。
【００２７】
なお、ｎは２以上の整数であり、ｍは１以上の整数であり、ｎ＞ｍである。
【００２８】
第二の表面は、検体検査素子の中心付近に設けられ、第二の表面は、検出手段（detection mean）が２ｎ個の所定の検出領域からｎ個の結果を得るようにし、その後、処理手段（processing mean）が（式１）に従う多項補正式のｎ−ｍ補正係数（n-m calibration coefficients）を算出できるようにする。
【００２９】
【数２】
0004630089.tif 000002
【００３０】
さらに、第二の表面は、回帰係数が、算出された補正式のｎ−ｍ個の補正係数の性質（quality）を確実なものにし（validate）、生理的液体試料または水溶性液体試料中の検体の未知な濃度を決定する。
【００３１】
もう１つの見方をすると、本発明の製造方法は、本発明の検体検査素子の製造方法を提供するものである。
【００３２】
本発明の製造方法は、第一の表面を有するベース層（base layer）に、高表面エネルギー領域と低表面エネルギー領域とを形成する工程と、高表面エネルギー領域および低表面エネルギー領域の対応するパターンを、第二の表面を有するカバー層（cover layer）に形成する工程と、第一の表面のｎ個の検出領域に触媒性組成物を被覆する工程と、第二の表面のｎ個の検出領域上にｎ個の補正組成物を被覆する工程と、第一および第二の表面の層（ベース層およびカバー層）を、不連続部を有する中心層の対面（両面）に貼り合わせる工程、つまり、中心層の一方の面と第一の表面とを貼り合わせ、中心層の逆の面と第二の表面とを貼り合わせる工程と、最終的な形状に背気相したシート（sheet）に穴を開けるか、切断する成型ステップ、とを含む。
なお、高表面エネルギー領域は、ｎ個の所定の検出領域を備える親水性の経路を形成している。ｎは２以上の整数である。
【００３３】
上記触媒性組成物は、光の透過または吸収を測定することによって生理的液体試料または水性液体試料中の検体の含有濃度を検出することができるようにするものである。
【００３４】
上記ｎ個の補正組成物は、ｍ個のブランク組成物と、補正化合物量の異なるｎ−ｍ個の組成物と、を含む。ここで、ｍは１以上の整数であり、ｎ＞ｍである。また、補正化合物は、検体同一または略同等の物質であればよい。つまり、触媒性組成物中で、生理的液体試料または水性液体試料中の検体と同じ化学反応を引き起こすことができる化合物であればよい。
【００３５】
また、上記不連続部によって、ベースおよびカバー層の第一および第二の表面の高表面エネルギー領域によって形成される試料分配システムに、凹部（cavity）を供給する。
【００３６】
本発明の他の特徴および効果については、以下に述べる実施の形態および図面によって明らかになる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の検体検査素子は、生理的または水性液体試料中の少なくとも１つの検体の濃度を決定する検体検査素子であり、所定の距離をもって離して設けられた互いに向かい合う第一の表面および第二の表面を備え、上記２つの表面は、２つの略同一のパターンを備えており、上記パターンは高表面エネルギー領域と低表面エネルギー領域とを形成しており、上記パターンはさらにその位置が一致するように重なることによって試料分配システム、および少なくとも２つの検出領域を形成しており、生理的または水性液体試料を上記高表面エネルギー領域内に拘束するようになっている。
【００３８】
本発明の検体検査素子および検体検査システムは、血液、血清、血漿、唾液、尿、細胞間および／または細胞内液体等の生理的液体中に含まれる、グルコース、コレステロール、遊離脂肪酸、トリグリセリド、タンパク質、ケトン、フェニルアラニン、または酵素等の検体の濃度を測定する装置（システム）を提供する。この装置は、統合された補正および特性制御システムを有しており、新しい試料分配システムに基づいて、約０．５μＬという非常に少量の試料で測定ができ、乾燥検査片に適したものである。
【００３９】
本発明の検体検査システムは、統合された補正方法によって、血液型、ヘマトクリット値（血球容積比）、温度等の影響を考慮しなくてもよく、信頼性の高い結果を提供することができる。さらに、製造物間のばらつきは、統合的な補正方法によって補正される。さらに、活性をもつ化合物が古くなったことを検出することができ、補正および／または通知することができる。これによって、製造物を適切な保存条件下で保存し、製造物の有効使用期限を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図１および図２に示すように、本実施の形態にかかる検体検査片１（検体検査素子）は、ベース層２と、ベース層２を覆う中心層３と、中心層３を覆うカバー層４と、を備える。中心層３は、不連続部５（discontinuity 5）を備え、不連続部５は、ベース層２およびカバー層４と共に凹部を形成している。この凹部内には試料分配システム６が設けられており、試料分配システム６は試料載置領域９と連結している。試料載置領域９は、検体検査片１の１辺に設けられている。試料載置領域９は、使用者と接触することができるように、凸部１０に形成されていることが好ましい。凸部１０は、検体検査片１の長手方向の辺の１つ（第一の長辺）から外側に突出した部分である。この凸部１０に試料載置領域９が設けられていることによって、使用者が試料を試料載置領域９に載置しやすくなる。検体検査片１において、試料載置領域９および凸部１０と向かい合う辺（第二の長辺）には、通気口１１（air vent 11）が設けられている。通気口１１からは、生理的液体試料または水性液体試料（本明細書では単に液体試料と称することもある）を所定の検出領域６ａ（６ａ１〜６ａ３、６’ａ１〜６’ａ３）に分配する際に、空気を排出（排気）できるようになっている（図３）。検体検査素子中で使われる所定の検出領域の数に関わりなく、通気口１１は、１つ設けられていればよい。中心層３中で、上述した試料分配システム６の各要素（各要素は高表面エネルギーを有する領域を備える）、試料載置領域９、通気口１１、中心層３、不連続部５は、検体検査素子の全体を形成する。検体検査素子は、毛細管反応（capillary action）を起こし、液体試料を所定の検出領域に引き込む。
【００４１】
さらに、検体検査片１は、登録部７・８（registration 7,8）を備えている。登録部７・８は、異なる検体に合わせて数種類の検体検査片用いるときに、各検体検査片を区別するのに便利である。各検体の測定に使われる検体検査片を挿入することで、多検体計測器（multi-analyte meter）は、その検体検査片に応じて測定するパラメータを選択し、異なるプログラム、または方法で測定を実行することができる。図３に、図１・２に示す検体検査片１の多層構造を分解した図を示す。ベース層２は第一の表面２ａを備え、カバー層４は第二の表面４ａを備える。第一の表面２ａおよび第二の表面４ａには、試料分配システム６を形成する領域のパターンが形成されている。試料分配システム６のパターンは、所定の数の検出領域６ａおよび液体経路６ｂ（６ｂ１〜６ｂ３、６’ｂ１〜６’ｂ３）を含む。検出領域６ａおよび液体経路６ｂは、検体検査片１の多層構造を組み立てるときに、その位置がほぼ一致するように重ねられる。中心層３は、ベース層２の第一の表面２ａと、カバー層４の第二の表面４ａとの間の距離を規定する。そして、不連続部５はベース層２の第一の表面２ａと、カバー層４の第二の表面４ａと共に、凹部を形成する。試料分配システム６は、第一の表面２ａと第二の表面４ａとの間に形成される。凹部は、中心層３の不連続部５、ベース層２の第一の表面２ａ、およびカバー層４の第二の表面４ａによって形成される。好ましくは、この凹部は、試料分配システム６よりも大きく形成される。
【００４２】
また、検体検査片は、後述する触媒性化合物も補正化合物も含まないさらなる検査領域６ｃを備えることによって、バックグラウンドシグナルを測定するようになっていてもよい。これによって、バックグラウンドシグナルを用いた補正を行って、実際の検体の濃度を反映したシグナルのみを得ることもできる。
【００４３】
中心層３における不連続部５の目的は、試料分配システム６を形成するための凹部を形成することのみである。従って、中心層３の不連続部５は、異なる形状であってもよい。例えば、図４、図４（ａ）に示すように、傘型の凹部１２、図４（ｂ）に示すように矩形の凹部１３、図４（ｃ）に示すように円形の凹部１４であってもよい。中心層３の不連続部５は、検出領域６ａおよび液体経路６ｂの大きさには影響しないので、測定に必要な資料の体積は変化しない。試料分配システム６と比較して、図４に示す凹部の形は単純である。つまり、このような凹部は、単純な穴あけ器によって、簡単に、加工にかかる時間も短く形成することができ、位置合わせに求められる精度もより低くてすむ。
【００４４】
試料分配システム６は、中心層３の不連続部５、ベース層２の第一の表面２ａ、カバー層４の第二の表面４ａによって形成された凹部中に設けられている。試料分配システム６は、第一の表面２ａおよび第二の表面４ａ上に高表面エネルギー領域および低表面エネルギー領域（単に高・低エネルギー領域と称することもある）を形成することによって作られる。ベース層２の第一の表面２ａおよびカバー層４の第二の表面４ａの高・低エネルギー領域は、互いに一致するように、つまり直線状に並ぶように位置合わせされる。液体試料は、高エネルギー領域にのみ存在するようになるので、液体試料は、試料分配システム６の液体経路６ｂ、検出領域６ａ、およびベース層２の第一の表面２ａとカバー層４の第二の表面４ａとの間に追いやられる。
【００４５】
図５ａに、疎水性「誘導要素（hydrophobic guiding element）」を用いた試料分配システム６の構造を示す。本実施の形態の検体検査素子では、ベース層２およびカバー層４は、疎水性層１６によって被覆されている。ただし、検出領域および液体経路（単に経路と証する場合もある）の形成されている領域は被覆されない。疎水性層１６は、低エネルギー領域を形成する。この領域は、液体試料をはじくので、液体試料は高エネルギー領域に押しやられる。こうして試料分配システムが形成される。
【００４６】
疎水性層１６は、好ましくは、親水性表面に形成させることが好ましい。なぜなら、親水性の表面は、液体試料によって濡れる、つまり、親水性表面はその上に液体試料を載せることができ、かつ、光、特に紫外線、近赤外線、および／または電磁気スペクトルの可視範囲を透過することができる。上述した方法は、親水性表面を必要とし、親水性の表面はセロファン（cellophane）またはガラス（glass）等の自然親水性ポリマー（natural hydrophilic）からなってもよい。また、疎水性表面は、下記に示すようなポリマーからなってもよい。上記疎水性物質としては、例えば、エチレンオキサイド（ethylene oxide）、エチレングリコール（ethylene glycol）、ピロール（pyrrole）、またはアクリル酸（acrylic acid）を用いることができる。また、このような親水性表面と疎水性表面からなる表面構造は、疎水性表面を親水性の物質被覆（coat）するか、減圧下で蒸発した親水性モノマーを疎水性表面に物理的または化学的にプラズマ結晶（physical or chemical plasma deposition）させることによって形成してもよい。
【００４７】
疎水性インクは、水に対して７０°以上の接触角を持ち、３３ｍＮ／ｍ以下の表面エネルギーをもち、疎水性化合物、例えば疎水性のモノマー、オリゴマー、プレポリマー（pre-polymer）を含むことが好ましい。疎水性化合物としては、イソオクチルアクリレート（isooctyl acrylate）、ドデシルアクリレート（dodecyl acrylate）、スチレン誘導体（styrene derivate）、または部分的にフッ化した炭素鎖を有する化合物（sysytem）等が挙げられる。
【００４８】
図５ｂは、親水性の経路を用いた他の試料分配システムの構成例である。この形態の検体検査素子では、ベース層２およびカバー層４は、親水性層１７によって被覆されており、そのことによって高エネルギー領域が形成されている。
【００４９】
疎水性表面には親水性の試薬が印刷（print）されている。親水性の試薬が印刷された部分は、液体試料によって濡れやすくなっており、そのために、試料分配システムの親水性経路を形成する高エネルギー領域は、載置された液体試料に正の毛細管力を加え、それによって、検出領域に液体試料を押しやる。つまり、液体試料は、親水性を有する領域に拘束される。
【００５０】
親水性パターンは、架橋性（cross-linkable）および／または部分的に不溶性である親水性または両親媒性の材料（試薬、reagent）を疎水性表面に印刷することで形成される。親水性を有するインクは、広く架橋性の水溶性ポリマーから選択することができる。特に好ましくは、ポリアルコール（polyalchol）、ポリエチレングリコールpolyethylene-glycol、ポリエチレンオキサイド（polyethylene-oxide）、ビニルピロリドン（vinylpyrrolidone）、アルキルフォスフォコリン誘導体（alkyl-phosphocholine）derivate）、およびその他の化合物から調製されるアクリレート誘導体（acrylate derivative）を用いることができ、アクリレート誘導体の中でも特に、有機修飾されたシリコンアクリレート、つまり有機修飾されたポリシロキサンorgano-modified polysiloxanesの架橋性種を好適に用いることができる。被覆された層は、水との接触核が２５°以下（less than 25°）であり、表面エネルギーは７０ｍＮ以上（more than 70 mN/m）であることが好ましい。
【００５１】
印刷工程（printing process）の基質として好ましいベース層２およびカバー層４は、ガラス（glass）、ポリビニルアセテート（polyvinyl acetate）、ポリメチルメタクリレート（poly-methyl-methacrylate）、ポリジメチルシロキサン（poly-dimethyl-siloxane）、ポリエステル（polyester）およびフルオレン環（fluorene ring）を含むポリエステル樹脂（polyester resin）、ポリカーボネート（polycarbonate）およびポリカーボネート−ポリスチレン置換共重合体（polycarbonate-polystyrene graft copolymer）、末端修飾を受けたポリカーボネート、ポリオレフィン（polyolefin）、シクロオレフィンcycloolefinおよびシクロオレフィン共重合体（cycloolefin copolymer）、および／またはオレフィンマレイミド共重合体（olefin-maleimide copolymer）を含むことが好ましい。
【００５２】
これら基質が中間的な疎水性（intermediate hydrophobic character）を有していた場合、疎水性パターンに囲まれた親水性経路の印刷は、例えば、図５ａおよび図５ｂのような構成を組み合わせることによって可能となる。
【００５３】
他の実施の形態では、第一・第二の表面は親水性／疎水性パターン（試料分配システム６、凹部１４、以下単に部材番号のみで示す場合もある）を備える。そのため対応する表面は、疎水性領域によって囲まれた親水性のピクセル（pixel）を供給する。それによって、準親水性（semi hydrophilic）及び準疎水性（semi hydrophobic）という性質（両親媒性）をもつ表面を形成する。このことによって、第一の表面上に形成された親水性パターンおよび疎水性パターン（６、１４）と、このパターンと同一の第二の表面上に形成された親水性パターンおよび疎水性パターン（６’、１４’）とを合わせて重ねる必要性はなくなる。このような両親媒性の表面の性質は、親水性ピクセルの幾何学的パターン、および、親水性領域全体と疎水性領域全体との比率によって、容易に構成可能である。両親媒性を有する表面は、親水性ピクセルと疎水性領域との面積比率を設定することで得られ、逆の表面が親水性を示すときにのみ、親水性ピクセルから次の親水性ピクセルへと、液体試料は進行する。もしも逆の表面が疎水性を有していたら、検体検査素子の細管内の液体試料の動きは、止まってしまう。このメカニズムは、上述の検体検査素子の形成において、第一および第二の表面上に形成される試料分配システム中の対応するパターンの形成がそれほど精密でなくても、機能を有した検体検査素子を作ることができる。
【００５４】
しかし、試料載置領域の親水性経路内で液体試料が迅速に分配（分布）するためには、高・低エネルギー領域のパターンは、第一の表面と第二の表面とで同一になるように形成されていることが好ましい。
【００５５】
さらには、第一・第二の表面の高エネルギー領域を低エネルギー領域から物理的に高くすることも可能である。このように物理的に高くする（盛り上がらせる）方法としては、エッチング、エンボシング（打ち出し）、または単純に親水性層１７の印刷を３〜５回程度繰り返すことによって、第一および第二の表面での厚さを増大させてもよい。このように物理的に高エネルギー領域を高めることによって、親水性経路の細管のギャップ（gap）は、囲んでいる領域に比べて小さくなり、液体試料に対してより大きな力を発揮することができる。
【００５６】
検体検査素子内で試料分配システムに必要な容量は、０．５〜１．０μＬと非常に小さく、各検出領域では１００〜１５０ｎＬにしかならない。これは、高・低エネルギー領域が疎水性の誘導要素または親水性の経路によって形成されるか、その両方によって形成されるかには左右されない。しかし、当業者にとっては、試料分配システムの容量が、その形状と所定の検出領域の数によって異なることは明らかである。
【００５７】
上述したような試料分配経路（液体経路）および検出領域を複数備え、かつ上述のような容量をもつ試料分配システムは、従来の検査片製造技術では製造するのが非常に困難か、不可能であった。本発明の検体検査素子を用いた測定で必要とされる液体試料の体積は、米国特許出願公開第２００２／０１１０４８６号明細書（US 2002/0110486A1）および米国特許出願公開第２００３／００３１５９４号明細書（US 2003/0031594A1）に開示されている装置の操作に必要な量の１／４０にしかならず、また、マイクロキュベットを用いた従来技術（ＨｅｍｏＣｕｅ  Ｇｌｕｃｏｓｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）の１／１０にしかならない。
【００５８】
図７は、試料分配システムの異なるパターンを示す。このシステムは、図５ｂに示す親水性経路によって、または図５ａに示す疎水性の誘導要素によって、またはこの２つの組み合わせによって形成される。図７のセル（cell）ＡＩは、もっとも単純な試料分配システムを示す。図７の列（column）Ａは、バックグラウンド補正を行わない試料分配システムの構成を模式的に示したものである。また列Ｂは、バックグラウンド補正を行う公正を示す。列Ｃは、近接の構成とともに成し遂げられるもっとも高い次数（order）の多項補正式を示す。また列ｎは、各表面の所定の検出領域の必要とされる数を示し、各々が必要とさせる測定の数を示す。バックグラウンド補正（図７中のｃ）、試料（図７中の１）、およびすべての連結した検出領域（図７中の２、３、４、５、６、これら検出領域は補正化合物の量が少しずつ多くなっている）を図中に文字でそれぞれ示す。もっとも単純な補正方法は、線状式によって表され、測定と検体濃度との間の関係は正比例である。検体検査素子の補正は、普通標準添加法を用い、試料、および、線状または単調な非線状補正式（monotone non-liner calibration equation）の二次的な補正に、異なる補正領域の補正化合物を加えることによって行う。図９は、ケース（case）Iについてさらに詳しく説明するものである。補正モデルまたは次数（列Ｃ）は、選択された検体、および検出のために用いられた化学物質に適用される。結果的に、線状補正モデルを４次モデルに適用することはできないし、逆もまた同様である。しかし、５つのスタンダード添加が可能に作られた検体検査素子を線状補正用に用いることは、可能である。スタンダード数が多いと、２つのスタンダードに基づく線状補正と比較して、より正確な測定と、有用性の高い統計上の批准、つまり相関係数、標準偏差、および標準誤差を得ることができる。
【００５９】
さらに、試料およびスタンダード測定の再現は可能であり、そのため、行ＩＶ内に示す実施形態によって、２つの独立した線状補正を１つの液体試料に対して行うことが可能である。同様に、同じ検体検査素子を異なる２つの検体の測定に用いることもできる。
【００６０】
逆に、仮に選択された検出化合物が干渉問題を起こさず、１つの反応における遊離物および生成物が他の反応に影響せず、生成された指示色素が異なる波長領域の光を吸収するのであれば、多検体システムは、１組の所定の検出領域によって実現される。
【００６１】
図３で述べたように、ベース層２の第一の表面２ａ上に形成された試料分配システム６の検出領域６’ａは、触媒性組成物１８によって被覆されている（図５・６）。触媒性組成物１８は、反応構成物として、検体と触媒または非触媒反応を起こす助触媒（promoter）、もし必要ならば補酵素、および光学的に検出可能な指示剤を含めばよい。指示剤は、光の透過または吸収によって、試料１５中の検体を検出する。
【００６２】
好ましくは、助触媒は、デヒドロゲナーゼ（dehydrogenase）、キナーゼ（kinase）、オキシダーゼ（oxidase）、フォスファターゼ（phosphatase）、リダクターゼ（reductase）、および／またはトランスフェラーゼ（transferase）からなる群より選ばれる少なくとも１つの酵素であればよい。必要に応じて入れる補酵素は、触媒性組成物中に含まれ、酵素によっては触媒反応を促進するために必要になる。このような補酵素としては、例えば３−ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（3-nicotineadenine dinucleotide）はグルコースデヒドロゲナーゼの反応に必要である。
【００６３】
グルコース濃度を決定する１つの検定システムでは、試料内のグルコースは、酸素とグルコース酸化酵素(Glucose oxidase)とにより酸化される。このグルコース酸化酵素は、グルコン酸とＨ２Ｏ２とを形成する。生成されたＨ２Ｏ２量は、反応（１）または反応（２）により、定量的に測定される。
【００６４】
【表１】
0004630089.tif 000003
【００６５】
反応（１）では、酵素としての過酸化酵素(peroxidase)（例えば、西洋わさびの過酸化酵素、細菌の過酸化酵素(microperoxidase)）は、色素の酸化を触媒し、Ｈ２Ｏ２をＨ２Ｏに変換する。この色強度は、試料内のグルコース濃度に正比例する(directly proportional)。色素の代表的な例としては、ｏ‐ジアニシジン(o-dianisidine)、４‐アミノアンチピリン(4-aminoantipyrine)、および３，３’，５，５’−テトラメチベンジジン(3,3’,5,5’-tetramethybenzidine)を含むものが挙げられる。反応（２）では、Ｈ２Ｏ２はＦｅ２＋からＦｅ３＋に酸化する。Ｆｅ３＋は、特定の吸収ピークを有する発色性のキレート複合体を形成する。第１鉄塩の代表的な例としては、硫酸鉄およびヘキサシアノ鉄酸塩を含むものが挙げられる。キレート−色素複合体の代表的な例としては、キシレノールオレンジを含むものが挙げられる。形成されたＦｅ３＋キレート複合体の量は、試料内のグルコース量に比例する。
【００６６】
生理液体（生理的液体）内のグルコース濃度の決定に用いられる、もう１つの検定は、反応（３）に示されている。ここでは、グルコース脱水素酵素（ＧＤＨ）は、補酵素（３‐ニコチン酸アミドアデニンジヌクレオチド（３−ＮＡＤ））の存在下で、試料内のグルコースと特異的に反応する。この補酵素は、３‐ＮＡＤの還元型であるＮＡＤＨを生成する。ＮＡＤＨは、続いて、電子受容色素（例えば、３‐〔４，５‐ジメチルチアゾール‐２‐イル〕‐２，５‐ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ））と反応する。そして、ジアフォラーゼ酵素により触媒され、赤紫色(purple-reddish colour)を呈する。６４０ｎｍにて測定された色強度は、試料内のグルコース濃度に正比例する。
【００６７】
【表２】
0004630089.tif 000004
【００６８】
野生型ＧＤＨの代替種(alternative strain)として、グルコース脱水素酵素ピロロキノリンキノン（ＧＤＨ‐ＰＱＱ）が挙げられる。ＧＤＨ‐ＰＱＱは、しばしば、電気化学的手法による血液グルコース濃度決定に用いられる。しかしながら、ＭＴＴに類似した還元、または反応（２）の後半に示されたキレート複合体指示剤により、指示色素を形成し、この指示色素を用いた光学的検出方法に採用可能である。
【００６９】
また、上記装置が生理液体内のグルコース濃度の決定を目的としている場合、触媒性組成物１８は、グルコース酸化酵素またはグルコース脱水素酵素を含んでいてもよい。
【００７０】
さらに、検体がコレステロールである場合、触媒性組成物に含有する酵素は、コレステロール酸化酵素であってもよい。また、検体がアルコールである場合、アルコール酸化酵素であってもよい。さらに、検体が乳酸塩である場合には、乳酸塩酸化酵素であってもよい。
【００７１】
指示剤は、それ自体光学的検出が可能な生成物を生成する。あるいは、他の化学化合物との組み合わせ、および最適な助触媒(promoter)（例えば酵素）と併せて、光学的検出が可能な生成物を生成する。このような指示剤としては、芳香族アミン、芳香族アルコール、アジン、ベンジジン、ヒドラゾン、アミノアンチピリン、共役アミン、共役アルコール、および、芳香族および脂肪族アルデヒドを含むグループから選択されることが好ましい。特に、指示剤の一例としては、３‐メチル‐２‐ベンゾチアゾリノンヒドラゾン塩酸塩、３‐メチル‐２‐（スルフォニル）‐ベンゾチアゾロンヒドラゾン塩酸塩（ＭＢＴＨ）、８‐アミノ‐１‐ナフトール‐５，７‐二硫酸（シカゴ酸）、３，３’，５，５’−テトラメチベンジジン（ＴＭＢ）、４，５‐ヒドロキシ‐２，７‐ナフタレン二硫酸、１‐ヒドロキシ‐２‐ナフタレン硫酸、Ｎ，Ｎ‐ジメチル‐アニリン、ｏ‐トリジン、３‐ジメチル‐アミノ安息香酸（ＤＭＡＢ）、２，２’‐アジノ‐ビス（３‐エチルベンゾチアゾリン‐６‐硫酸）二アンモニウム塩（ＡＢＴＳ）、３‐〔４，５‐ジメチルチアゾール‐２‐イル〕‐２，５‐ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）、および／または、３，５‐ジクロロ‐２‐ヒドロキシベンゼン‐硫酸が挙げられる。化学化合物である場合には、酸、その酸の水溶性塩（例えばアンモニウム塩）が、触媒性組成物の調製に用いられていてもよい。
【００７２】
触媒性組成物に適した様々な酵素インクは、例えば、Wongら（米国特許６３１２８８８）、Philipsら（米国特許４９３５３４６）、およびBertiら（米国特許４２４７２９７）といった従来の技術文献より入手可能である。本発明に適した触媒性組成物は、非反応ベース、指示成分（色素）、および酵素または助触媒と組み合わせた酵素を基本成分としている。非反応ベースは担体を提供する。この担体は、塗工処理（好ましくはインクジェット印刷）、酵素の安定化、および酵素の固定並びに検出領域表面における指示システムに適している必要がある。１００ｍＬ組成物の成分の一例を下記に示す。
【００７３】
【表３】
0004630089.tif 000005
【００７４】
触媒性組成物は、過酸化水素を生成する様々な酵素（例えばＧＯＤ）と組み合わせて、指示システムａ）〜ｄ）とともに構成されていてもよい。また、ＧＯＤが他の酵素に置き換わっている場合でも、非反応ベース組成物のｐＨは、その新しい酵素の要件になるよう調整される必要がある。
【００７５】
非酵素触媒反応としては、例えば、テトラブロムフェノールによるアルブミンの検出、および、グリシンリン酸緩衝混合液と電磁気スペクトルの可視領域におけるニトロプルシドとによるケトンの検出が挙げられる。
【００７６】
カバー層４の第２表面４ａにおける検出領域６ａは、補正化合物を含む補正組成物１９が塗工されるように特徴付けられている（再び図３、５および６参照）。
【００７７】
補正組成物１９に含まれる補正化合物は、第２表面４ａの所定の検出領域６ａに塗工される。この補正組成物１９は、検体と同一もしくはほぼ同等であり、触媒性組成物において生理液体試料の検体と同一の化学反応を誘起することが可能であることが好ましい。生理液体試料における該当する検体がグルコースである場合、補正化合物は、同様にグルコースであることが好ましい。
【００７８】
上述の、触媒性組成物用の非反応ベースは、同様に、補正組成物に適しており、ただ補正化合物を必要レベルに添加する必要がある。指示色素のいくつかに必要な共溶媒である、Ｎ‐メチルピロリドンは、省略可能である。
【００７９】
異なる検出領域に塗布された補正化合物の正確な投与(exact dosing)は、補正生成物を適切にする点で、重要である。そして、試料液体の検体濃度を確実に計算する上で重要である。さらに、触媒性組成物と同様に補正組成物もまた、インクジェット印刷により、所定の検出領域に塗工されることが好ましい。これにより、補正化合物の量を正確に投与でき、特定の検出領域に塗布することが可能になる。
【００８０】
検体検査素子がｎ個の決定を実行するように設計されている場合（ここで、ｎは、反復もしくはバックグラウンド測定がない決定数であり、２よりも大きい整数を表す）、ｎ個の第２表面４ａ上の所定の検出領域にｎ個の補正組成物が塗工される。このｎ個の補正組成物は、異なるレベルの補正化合物または検体を有するｎ〜ｍ個の補正組成物、または、ｍ個のブランク組成物で構成されている。ここで、ｍは、少なくとも１の整数であり、ｎ＞ｍである。換言すると、試料分配システムにおける、少なくとも１つのｎ個の検出領域は、検体濃度を決定する補正化合物を含んでいない。
【００８１】
生理液体が試料載置領域に塗布され、毛細管現象により所定の検出領域に分配された後、生理液体は、第２表面４ａにおけるｎ個の検出領域上の補正組成物とともに、第１表面２ａにおけるｎ個の検出領域上の触媒性組成物と溶解する。そして、検体、補正化合物（検体が添加されていてもよい）、助溶媒、および指示色素の混合物が形成される。これらｎ個の混合物の間では、光学強度は、異なるレベルの補正化合物に加え検体の未知のレベルに比例して、変化する。そして、透過率および／または吸収率測定し、検体濃度を計算することで、ｎ個の結果における光学決定ができる。所定の検出領域に塗布された、触媒性組成物および補正組成物は、生理液体および／または水に可溶性があり、迅速な拡散混合ができ互いに近接した位置にあることが好ましい。これにより、検出領域に含まれる全成分の反応が速くなり、検体濃度の測光的な決定が速くなり、効率良くなる。
【００８２】
図８は、図５の検体検査素子内の試料の光学強度を測定する検出器の構成を示す。この構成は、試料検出領域に向かって所定波長の光２４を出射する光源２０を備えている。光源２０から出射した光は、光学構成２１（例えば、拡散器またはレンズ、およびアパーチャー２２、ベース層２、試料１５、および検出領域のカバー層４）を通過する。そして、検出手段２３により、装置の反対側にて検出される。
【００８３】
試料分配システム内には２つ以上の検出領域が構成されているので、少なくとも２つの検出領域が、既知であるが異なるレベルの補正化合物を含む。処理手段は、検体検査素子内で生理液体に対し実行したｎ個の測定値から、未知の検体濃度を計算することが可能になる。
【００８４】
図９は、線形標準添加法による試料内の検体濃度の算出の一例を示している。この線形標準添加法は、分析化学の様々な分野で用いられる既知の補正技術である。しかしながら、今日、乾燥試薬片に統合し用いるのは初めてである。この一例では、試料分配システムは、３つの検体検出領域を有し、うち２つには、異なる所定レベルの補正化合物が塗工されている。生理液体を試料分配システムに塗布した後、検体検出領域にて触媒反応が起きる。そして、計測器の光エミッタおよび検出構成が、第１レベルの補正化合物を有する検出領域に位置する試料の第１光吸収２５ａを測定する。この検出領域の読み出しは、第１補正化合物（スタンダード）の濃度と検体濃度との組み合わせによる信号（シグナル）比率を表している。並行して、第２レベルの補正化合物を有する検出領域に位置する試料の第２光学吸収２７ａが測定される。この第２光学吸収２７ａは、第２補正化合物の濃度と検体濃度との組み合わせによる信号比率を表している。さらに、未知の検体濃度の試料のみを含む検出領域にて、第３光学吸収２７が決定される。
【００８５】
光学強度と検体濃度との間には線形相関があるので、ランベルト‐ベアーの法則(Lambert-Beer’s Law)に従う。このため、検体検査システムの処理手段は、測定値の線形回帰分析により、補正方程式ｙ＝ｃ０＋ｃ１ｘ（上述の例）の係数を計算することができる。生理または水溶性の液体における検体濃度は、先に算出された補正方程式のゼロ点（ｙ＝０）２８により決定される。
【００８６】
適用可能な補正方程式(calibration equation)の一般的な表現は、以下のように示される。
【００８７】
【数３】
0004630089.tif 000006
【００８８】
ここで、ｙ＝ｆ（光学的測定の結果）、ｘ＝（補正化合物の濃度）、ｎは、図７Ａに応じた測定にて反復またはバックグラウンドのない定量のために必要な測定数である。
【００８９】
このような多項式の形式は、図７におけるｎ値を伴った、後述の図における標本分布系の様々な設計のために、最も有効な補正モデルの実体を提供する。上記のｙおよびｘ値は、上記検出手段により得られた生データ(raw data)の前処理を許す関数により計算されていてもよい。生データを直線近似するために、対数関数を用いることが可能である。
【００９０】
なお、本発明は、図７の標本分布系の設計に限定されないことは、上記の考察から明らかである。そして、当業者(someone skilled in the art)であれば、提示された情報を伴って、ｎ（６よりも大きい）の系(system)を設計することが可能である。
【００９１】
線形および非線形の加算の方法論については、Frankら(Anal. Chem, Vol. 50, No. 9, １９７８年８月)、および、Sexbergら(Anal. Chem. Vol. 51, No. 7, １９７９年６月)により詳細に紹介されている。
【００９２】
図３において、本発明の検体検査素子の好ましい形態は、触媒化合物を含むが補正化合物を含まない１つの検出領域（６ａ１および６’ａ１それぞれ）と、触媒化合物と第１濃度の補正化合物とを含む１つの検出領域（６ａ２および６’ａ２それぞれ）と、触媒化合物と第２濃度の補正化合物とを含む１つの検出領域（６ａ３および６’ａ３それぞれ）と、バックグラウンド吸収用の１つの検出領域（６ｃおよび６’ｃそれぞれ）とで構成されるように設計されている。後者の検出領域（補正化合物も触媒化合物も含まない）により、試料（例えば全血である場合には、ヘモグロビン）のバックグラウンド吸収を決定し、補正処理の間にこのバックグラウンド吸収を考慮に入れることが可能になる。
【００９３】
図１０は、計算結果および補正データに対する、予めプログラム化された検定方法(pre-programmed validation method)を示している。この方法では、有効測定値および真の測定値の「検定窓(validation window)」２９を定義することにより、測定結果の妥当性が検証される。これにより、検体検査システムは、有効でかつ有用な濃度範囲（例えば、３０〜６００ｍｇ／ｄＬグルコース）、および有効な光学密度(optical density)（例えば、０．１〜０．９）の範囲に、全データを制約することが可能になる。また、処理手段は、勾配、遮断、またはその他の一般的な係数ｃ０〜ｃ（ｎ−１）(the slope and the intercept or more general coefficients c0 to c(n-1))を、非線形多項式(non-liner polynomial equation)を実用できる有効範囲に制約することが可能になる。図１０に示すように、有効測定値の集団は、検定窓２９の境界線に囲まれた範囲内に位置する補正線に対応する（２５ｂ〜２７ｂ、および３０参照）。
【００９４】
結果の妥当性検定は、統計的評価および線形回帰分析により、さらに強力になる。補正性能は、相関係数ｒ２および信頼区域により判定可能になる。そして、検体検査システムでは、相関係数が予めプログラム化された閾値を下回る場合、測定結果の表示を拒絶することが可能になる。また、処理手段は、計算された信頼区域に基づいた結果における許容範囲または濃度範囲(tolerance or concentration range)を計算することが可能になる。これらの方法により、患者に、高性能に制御された結果を提供することが可能になる。このような結果は、洗練されかつ高価な実験室レベルの方法および設備から、今日利用され知られる。さらに、患者／使用者にとってより重要なことは、特に病院の設置(hospital setting)において、正に測定時間での品質保証である。
【００９５】
さらなる安全確保は、本発明のもう一つの形態にて、可能である。ここでは、検体検査システムは、不活性色素(inert dye)と補正段階で用いられる補正化合物の量とが関連するように設定されている。補正組成物(calibration formulation)は、補正化合物と不活性色素とからなり、これらは、補正組成物が検体検査素子の所定の検出領域に投与される前に、互いに予め設定されたあるいは固定された比率になっている。そして、検出手段が不活性色素の濃度を決定するように設定される場合に、検体検査システムの処理手段は、補正化合物の付着量の僅かな変化を追跡し補正する能力を有する。この不活性色素は、検体中の指示化合物(indicator compound)の反応の評価に用いられる波長とは異なる波長を有する。
【００９６】
また、補正組成物の投与および塗布段階の製造工程制御は、追跡可能になり、より信頼性が高くなる。上記不活性色素は、ブリリアントブラックＢＮ(brilliant black BN)、ブリリアントブルーＧ(brilliant blue G)、カーモイシン(carmoisine)、コーマリン１２０(coumarin 120)、ダイレクトブルー２Ｂ(direct blue 2B)、インディゴカーミン(indigo carmine)、ニューコクシン(new coccine)、ポンソー４Ｒ(ponceau 4R)、ローダミン１９(rhodamine 19)、サンセットイエロー(sunset yellow)、タートラジン(tartrazine)、および／または、マラカイトグリーン(malachite green)の水溶性の誘導体を含むグループから選択される水溶性色素(water-soluble dye)であることが好ましい。
【００９７】
補正手順および妥当性検討方法を統合することにより、本発明の検体検査システムは、外因性の干渉（例えば、ビタミンＣまたは医薬といった栄養補助剤）と同様に、内因性の干渉（例えば、異なる血液型や赤血球容積率レベル）を補正することで、信頼性の高い結果を提供する。上記の外因性の干渉もまた、測定結果に影響を与え、改変させるであろう。検体検査システムの補正は、測定を並行して行われるので、実測定時間での温度といった異なる環境におけるパラメータは、決定した結果の精度に影響しない。
【００９８】
さらに、製造物の誤差（例えば、中心層の厚さの誤差）は、補正手順および活性化合物の老化(aging)（例えば酵素活性の欠損）の統合により、補正され、追跡可能になる。また、この製造物の誤差は、製品の貯蔵寿命(shelf live of the product)を長期化するような活性化合物の老化により補正されていてもよい。
【００９９】
図１１は、本発明において、異なる検体検査システムに適用した、異なる形態、および検体検査片の形状を示す。
【０１００】
図１２は、検体検査システムへの検体検査片の挿入を示す。好ましい形態としては、検体検査片が、側部に凹んだ外延部１０を有するように設計されている。この外延部１０は、試料載置領域９(sample application area 9)が存在する、検査片の主要側部に配置されている。図１３に示すように、このような特徴により、患者の腕または指からの毛細血管血液試料の塗布が容易になる。
【０１０１】
図１４に示すように、本発明のもう一つの形態では、複数の検体検査素子が、中心点の周りに、検体検査ディスク３２を形成するように、対称に配置されている。この検体検査ディスク３２は、外側へ向かって対向する試料載置領域３９を有する。一例として、図１４（ａ）の検体検査ディスク３１は、本発明の検体検査素子を９つ含んでいる。図１４（ｂ）の立体分解図に示すように、検体検査ディスク３１は、最上層３２と最下層３３とで構成されるディスク被覆部(disk cover)により覆われている。ディスク被覆最下層３３は、吸湿層３４に設けられていてもよい。上記ディスク被覆部の最上層３２および最下層３３は、互いに合同に配置された破過(breakthroughs)を有し、光学窓３５を形成している。光学窓３５では、正確な測定手順に用いられる検体検査素子が配置されている。
【０１０２】
ディスク被覆最上層３２およびディスク被覆最下層３３の外周領域において、光学窓３５に隣接して、切り目(notches)３６が形成され、測定セルの試料載置領域３９を露出するようになっている。さらに、検査ディスク３１には、位置合わせ用切り目(registration notch)３８が形成されていることが好ましい。この位置合わせ用切り目３８は、ディスク３１の内縁部に配置されている。図１４（ｃ）に示すように、測定手順の間、目下検体決定に用いられる検体検査素子のみが、光学窓により露出されている。検体検査ディスク３１は、その中心点の周りを回転可能であり、新たに検体検査素子を必要とされる位置に持っていかせる。
【０１０３】
検体検査ディスクによって、複数の検体検査素子を相対的に小さい領域に配置することが可能になる。図１５に示される検体検査ディスクおよび検体検査片の寸法比較が示すように、検査検体片に含まれる同数の検体検査素子では、非常に大きい領域、およびより大量の材料が必要である。検体検査ディスク３１の単位領域４０が検体検査素子４１を９つ含む一方、同面積の領域４２では、３つの検体検査片のみが収容されている。しかしながら、より小さな細片の取り扱いは、困難でかつ患者にとって実用的ではないので、検体検査片寸法の低減は不可能である。
【０１０４】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、計測器に含まれる検体検査ディスクを示している。この図では、試料載置領域３９、４３ｂは、計測器の筐体から再び突き出るようになっている。
【０１０５】
図１７に示すように、検体検査片だけでなく検体検査ディスクに対しても、右手および左手で取り扱うモード(mode)で、測定装置（検体検査システム）の調整が可能になる。図１７（ａ）に従い、左手で取り扱うモード(left hand handling mode)が所望される場合、検体検査片５７は底面側から計測器に挿入され、生理または水溶性の液体を受け取る試料載置領域４３ａは、計測器筐体５８から突き出るようになっている。測定完了後、検体濃度は、検体検査システム表示部５４に表示される。同様に、図１７（ｂ）に従い、右手で取り扱うモードは、表示部上の表示内容を１８０°回転させることにより操作の反対モードにして、検体検査システム５９の表示部５４を調整することにより実現可能である。そして、検体計測器へ、上側から検査片５７を挿入することが可能になる。
【０１０６】
図１８は、場所を取らない方法で検体検査素子を構成する他の可能性を示す。この形態では、検体検査素子は、並んで設けられ弾帯（bandolier）４４を形成している。そして、側方に延びて試料載置領域９を形成している。弾帯では、２つの検体検査素子間の領域は、穿孔または破断線４６が形成されており、使用済み検体検査素子４５を検体検査弾帯４４の未使用部分から分離するようになっている。穿孔または破断線４６に沿って、ジクザグに折り曲げることにより、検体検査装置の弾帯積層(stack)４８を構築することが可能になる。これにより、小さな容器に収納可能になり、検体検査弾帯における単体の検体検査素子の分配がより容易になる。
【０１０７】
〔検体検査素子の製造方法〕
ディスクまたは細片の形状で製造される、本発明の検体検査素子は、印刷、鋳型打ち抜き(die punching)、および貼り合わせ(laminating)においての、通常の当業者による加工により容易に製造可能である。検体検査素子の設計により、製造工程が単純になり、その費用効率が高くなる。また、この製造工程は、必ずしも必要ではないが、連続的であることが好ましい。
【０１０８】
製造方法の第１工程(first step)では、基板上に高表面エネルギー(surface energy)領域と低表面エネルギー領域を作ることにより、試料分配システム(the sample distribution system)のパターンを形成する。好ましい形態では、試料経路を形成する高表面エネルギー領域と第１および第２表面上の検出領域とは、基板の疎水性表面に親水性組成物(hydrophilic formulation)を塗布することにより形成されている。上述のように、親水性表面に疎水性「誘導要素(guiding element)」のパターンを塗布することにより、高表面エネルギー領域と低表面エネルギー領域とを形成することが可能になる。基板が中間疎水性の特性を有する場合、同様に、疎水性パターンに囲まれた親水性経路の印刷が可能になる。
【０１０９】
上記基板は、ガラス、ポリビニル酢酸塩、ポリメチルメタクリル酸塩、ポリジメチルシロキサン、フルオレン環を有するポリエステルおよびポリエステル樹脂、ポリカーボネートおよびポリカーボネート−ポリスチレングラフト共重合体、末端修飾されたポリカーボネート、ポリオレフィン、シクロオレフィンおよびシクロオレフィン共重合体、および／または、オレフィン−マレイミド共重合体といった材料により形成されていてもよい。
【０１１０】
疎水性基板上への親水性パターンの塗布、および／または親水性基板上への疎水性「誘導要素」の塗布は、フレキソ印刷（フレキソグラフィー）、凹版印刷、リソグラフィー（lithograph）、墨塗工法(solid ink coating method)、またはインクジェット印刷処理により達成可能である。
【０１１１】
しかしながら、成形加工法としては、フレキソ印刷（flexografy）が好ましい。これにより、輪転工程(rotary processes)にて高解像度印刷が可能になり、高速生産に対応できる。このフレキソ印刷は、重合体フィルム基板上に印刷するための確立された技術であり、包装産業において広範に利用されている。図８に示す光学検出処理では、親水性パターン用に低粘度の透明な(transparent and clear)インクが必要とされる。低粘度インクは、２〜６ミクロンの厚さおよび塗工を達成することが好ましい。上記インクの光学窓は、化学反応後、指標色素(indicator dye)が光を吸収するような波長範囲である必要がある。疎水性インクには、疎水性特性の他に、延びる程度が低く(less stringed)、検体検査片またはディスクに所望の色で塗装することに利用されるという要求がある。４色フレキソ印刷機により、実用を図り、操作上の問題がなくなる。石版印刷に関しても、同様のことがいえる。
【０１１２】
溶剤ベースまたはＵＶ硬化性のインクは、検体検査素子を製造するために塗布可能であるが、電子線（ＥＢ）硬化性のインクがより好ましい。これらのインクは、機械的および化学的因子に対し高い耐性を提供する。そして、これらのインクは、随意的に色素とともに１００％の重合体を含んでいるが、揮発性有機溶媒および光開始剤(photo initiator)を含んでいない。これら揮発性有機溶媒および光開始剤は、検出化学の安定性(stability of sensor chemistry)に影響を与えることが証明されている。動作特性における、これらの利点(positive gains)は、電子により誘導され、架橋された重合体フィルムを形成し、表面を浸透する(penetrate surface)点にある。
【０１１３】
ＥＢ硬化に用いられるインクは、アクリル単量体および低重合体の重合能力を活用する。アクリル化学は、今日のインクにおいて、特別な重要性を持つ（6 J. T. Kunjappu, 「インク化学におけるアクリル重合体の発現(The Emergence of Polyacrylates in Ink Chemistry)」，Ink World, １９９９年２月、４０頁）。最も単純なアクリル化合物であるアクリル酸の構造を化学式（Ｉ）に示す。
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯＨ    （Ｉ）
アクリル成分(acrylic moiety)の二重結合は、電子の相互作用中には開いている（開始）。そして、鎖を形成する他の単量体に作用する遊離基(free radical)を形成する（進行）。これにより、高分子量重合体ができる。後述するように、照射自体により遊離基が生成され、その結果、塗工中に開始種(initiating species)を残さないので、重合を誘起する照射には、外部の開始剤を必要としない。
【０１１４】
様々なアクリル単量体が、ＥＢ硬化に利用できる。そのアクリル単量体の適用範囲は、２−フェノキシエチルアクリル酸塩やイソオクチルアクリル酸塩といった単純なアクリル酸塩から、ビスフェニルＡ、エポキシアクリル酸塩、およびアクリル酸エステル／アクリル酸エーテルのようなプレポリマーまで至る（R. Golden. J. Coating technol., 69(1997), p. 83）。この硬化技術により、所望の化学的および物理的特性に主眼を置いて、「機能性インク」の設計ができる。また、この技術では、他のインクにて必要とされる溶媒や硬化機構を必要としない。このような溶媒や硬化機構は、設計工程を複雑にするかのしれない。
【０１１５】
疎水性インクとしては、イソオクチルアクリル酸塩、ドデシルアクリル酸塩、スチレン誘導体、または、部分的にフッ素処理された炭素鎖を有する機構といった、疎水性機能を有する単量体、低重合体、およびプレポリマーを含むものが適している。
【０１１６】
親水性機能を有するインクは、架橋可能な水溶性重合体の幅広い選択から実現可能である。ポリアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ビニルピロリドン、アルキルフォスフォコリン誘導体等から調製されたアクリル酸塩誘導体が有用であり、特に、有機修飾されたポリシロキサンにおいて架橋可能な種類である、有機修飾されたシリコンアクリル酸塩が有用である。塗工では、水との接触角が２５°よりも小さく、表面エネルギーが５５ｍＮ／ｍよりも大きいことが適している。
【０１１７】
製造方法の第２工程(second step)は、触媒性組成物(catalytic formulation)の塗布段階と補正組成物(calibration formulation)の塗布段階とで構成されている。この触媒性組成物は、検体と触媒反応または非触媒反応を起こす、酵素または他の化合物を含んでいる。また、必要に応じて、補酵素、および指示色素を含んでいる。また、触媒性組成物の塗布段階では、第１表面を提供する基板上に形成された試料分配システムにおける所定の検出領域に塗布している。また、補正組成物の塗布段階では、第２表面を提供する基板上に形成された試料分配システムにおける所定の検出領域に、異なるレベルの補正化合物または検体を含む補正組成物を塗布している。
【０１１８】
この工程の精度は、非常に重要であり、検体検査素子の精密度および性能を規定する。両組成物は、高精度インジェット機構または圧電印字ヘッドにより、塗布されることが好ましい。触媒性組成物および補正組成物は、生理または水溶性の液体試料に対し高く溶解するように調製される必要がある。これらは、水性(water base)であることが好ましい。そして、これらのインクはそれぞれ、大抵、水、酵素、指示剤、または補正組成物からなり、僅かの温度上昇により乾燥する。これらインク組成物について、主要な面は、検体検査素子の疎水性領域を妥協することなく、試料塗布後に化学的成分を迅速に再生することである。
【０１１９】
次の工程(next step)は、貼り合わせ手順より構成されている。貼り合わせ手順では、試料分配システムの第１および第２表面にあるベース層およびカバー層が、中心層に貼り合わされる。これにより、ベース層およびカバー層における第１表面と第２表面との間の距離を規定する。ベース層およびカバー層における第１表面と第２表面に試料分配システムが形成された領域に、試料分配システム用の窪みを形成するため、中心層には切れ目(discontinuity)ができている。第１および第２表面に機能的な試料分配システムを形成するために、ベース層およびカバー層における第１表面と第２表面に形成された、高表面エネルギーおよび低表面エネルギーのパターンは、一致するように位置合わせされている必要がある。
【０１２０】
ベース層とカバー層とにおいて、正確なｘｙ位置合わせは、装置の機能上、極めて重要な作業である。この位置合わせがなされていない場合、試料分配システムは、適切に機能しない、および／または、特定の試料容積に関してより高い変動性を有する。位置合わせの許容誤差は、親水性経路幅の±５％の範囲内であるべきである。これにより、良好な性能を実現する。
【０１２１】
図６は、検体検査素子および位置合わせ品質の効果を示す、上面図（左）および断面図（右）である。図６（ａ）の場合では、試料分配システムは、第１表面（２ａ）と第２表面（４ａ）とにおいて親水性経路が良好に位置合わせされて、適切に組み立てられている。不適切に位置合わせされた検体検査素子の結果が、図６（ｂ）に示されている。図６（ａ）と図６（ｂ）との場合では、ベース層（２）とカバー層（４）との間の間座(spacer)は同一であるが、場合ｂでは、試料流体が部分的に試料分配システムの疎水性案内素子を被覆しているので、試料容積が不当に増大している。この結果は、検体検査システム内部の試料流体によって引き起こされる。この検体検査システムでは、最も有利なエネルギー状態を得る、さらには疎水性領域の影響を無効にするために、空気に露出された表面領域を最小限になるよう図っている。
【０１２２】
別の形態では、図６（ｃ）に示すように、カバー層（４）の試料分配システムが、ベース層（２）の試料分配システムよりも約１０％小さくなるように設計されている。検体検査素子の全試料容積は、ベース層の試料分配システムの拡張により規定される。これにより、必要とされる試料容積の精度を妥協することなく、製造中の位置合わせ工程において高い許容範囲になる。議論した形態において、本発明の原理に差支えなく、ベース層とカバー層とが取替え可能であることは、当業者にとって明白である。
【０１２３】
中心層の塗布に関しては、親水性経路の寸法と比較して、材料に比較的大きな切れ目があるので、要求が少ない。この中心層は、好ましい厚さとして８０ミクロンの両面粘着テープであってもよい。基板が１分当たり数メートル〜数十メートル進行するような連続した製造ラインにおいて、位置合わせは特に重要である。基板の膨張およびウェブ張力により、ｘ方向（ウェブ運動の方向）における位置合わせは、ウェブ運動に垂直なｙ方向における位置合わせよりも困難になる。
【０１２４】
本発明における可塑性重合体フィルムの製造方法は、図１９に示されている。この可塑性重合体フィルムにより、第１表面と第２表面とにおいて、パターンの位置合わせが正確になる。また、図１９は、連続したウェブ運動工程の一部分を示している。図１９（ａ）に基づく第１製造段階では、ベース層およびカバー層の試料分配システム６のパターンは、一つのウェブ基板４９（フレキシブル基板）上に印刷される。このウェブ基板４９は、検体検査素子および片それぞれを表している。図１９に示すように、試料分配システム６の印刷パターンは、ウェブ基板４９上に構成されており、２つの試料分配システムが互いに対向し、かつ次の試料載置領域を形成する領域に連鎖する(linked)ようになっている。そして、所定の検出領域６ａ、６ａ’の位置は、互いに固定され、材料の膨張およびウェブ張力に影響を受けないままになっている。
【０１２５】
破断線５０は、検体検査片に分離するための先の切断線を示している。これに対し、破断線５１は、細片製作のための(of the strip artwork)ミラー線、およびウェブ基板の先の折り畳み線を示している。
【０１２６】
試料分配領域の印刷後、試料分配システムの検出領域６ａ，６ａ’に触媒性組成物および補正組成物を塗工する。例えば、ウェブ基板４９の下列の検出領域６ａ’（検体検査素子の第１表面を示す）に酵素および指示剤を含む触媒性組成物を塗工する一方、ウェブ基板４９の上列の検出領域６ａ（検体検査素子の第２表面を示す）には、異なるレベルの補正化合物を含む補正組成物を塗工する。なお、補正組成物の１つ（例えば６ａ１に位置する）は、補正化合物を含まず、検出工程にて生理または水溶性の液体の読み込みを実現させる。
【０１２７】
その後、図１９ｂに示すように、検体検査素子の中心層５２を示す表面の一つ（例えば、ベース層２の表面２ａ）に、付加的な層を塗工する。中心層５２は、両面粘着テープにて形成されていてもよい。これにより、破過５が試料分配システム６を露出し、最終組立工程後に検体検査素子に試料分配システム用の窪みが形成される。
【０１２８】
本発明の検体検査素子は、折り畳み線５１に沿って折り畳むことにより組み立てられる。例えば、図１９ｃに示すように、折り畳んだ鉄の助けにより、図１９ｄに示すような折り畳められ、かつ貼り付けられたウェブ基板５３を形成する。続いて、圧搾ロール機により、中心層、ベース層、およびカバー層間の密接な接続を固定する。
【０１２９】
最後に、貼り合わされたウェブ基板５３を、所望の製品形状に、切断または穴を開ける。一方、線５０は、分離工程前に、ウェブ５３上に、最終検体検査片の手本となる形状を投影する(project)。図１９に示す製造方法により、ウェブのｘ方向における位置合わせ精度を損なうことなく、基板の上部分を下部分に折り畳むことが可能になる。これにより、単一シート工程と比較して、試料分配システムを形成する第１表面と第２表面とにおいて適切な位置合わせ精度を得る方法がより容易になる。
【０１３０】
図５ａ、６、８に示す各層の拡大比率は同一ではない。また、層１６〜１９の厚さは誇張して大きく描かれている。
【０１３１】
本発明は、検体濃度を決定する装置を提供する。検体としては、グルコース、コレステロール、遊離脂肪酸、トリグリセリド、蛋白、ケトン、フェニルアラニン、または、酵素；生理または水溶性の液体では、血液、血清、血漿、唾液、尿；間質性または／および細胞間の液体が挙げられる。上記装置は、一貫性の補正および品質制御システムを有し、このシステムは、新規の試料分配システムに基づいて容量約０．５μＬの非常に小さな試料における乾燥試薬検査片に適している。また、本発明の検体検査素子の製造は、少数の単純な製造工程と含んでおり、この工程において安価な製造が可能になる。
【０１３２】
本発明は、乾燥試薬検定片方式において、補正手段と品質制御手段とを組み込んだ検体検査素子を提供する。これにより、その製造方法において過剰需要にならず、試料分析中に細片の性能を厳密に制御できるとともに、使用者を介した必要な補正手順および品質制御手順を排除することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明の検体検査素子および検体検査システムは、特に、糖尿病等の日々の自己診断が必要な疾患の自己診断デバイスとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の実施の形態にかかる検体検査素子であって、検査片状の形状を有する検体検査素子を示す透視図である。
【図２】図１に示す検体検査素子の試料分配システム拡大したの透視図である。
【図３】図１に示す検体検査素子を３つの層に分解した透視図である。
【図４】第一および第二の表面と共に試料凹部（sample cavity）を形成する不連続な中心層の別の形状を示す平面図である。
【図５ａ】疎水性誘導要素（hydrophobic guiding element）によって構成された試料分配システム中の検出領域の断面図である。
【図５ｂ】親水性経路（hydrophilic pathway）を用いた試料分配システムの検出領域の別の実施の形態を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｂ）は、それぞれ異なる実施の形態における貼り合わせ手順における形成不良の影響が、検体検査素子の試料容量に与える影響を示す。
【図７】補正方法と、それに適する経路パターンおよび検出領域を備える試料分配システムを示す図面である。
【図８】光源と光検出器とを備えた図５ｂの試料分配システムを示す断面図である。
【図９】試料検体の濃度を標準添加法（standard addition method）によって算出する方法を示すグラフである。
【図１０】算出された結果に対する検証方法（validation method）および補正データを示すグラフである。
【図１１】検体検査片の形のバリエーションを示す平面図である。
【図１２】計測器に本発明の検体検査片を挿入する様子の一例を示す図面である。
【図１３】検体検査システムに検体検査片を挿入した状態を示す図面である。
【図１４】検体検査ディスク（analyte test disk）の構造を示す平面図である。
【図１５】検体検査ディスクと検体検査片とを比較する平面図である。
【図１６】統合された検体検査ディスクを備える検体検査システム（装置）を示す平面図である。
【図１７】左手および右手操作モードにおける、検体検査システム（装置）を示す平面図である。
【図１８】検体検査弾帯（analyte test bandolier）、およびそれを折り畳んで積み重ねた様子を示す図面である。
【図１９ａ】検査片状の検体検査素子を製造する各ステップを示す平面図である。
【図１９ｂ】検査片状の検体検査素子を製造する各ステップを示す平面図である。
【図１９ｃ】検査片状の検体検査素子を製造する各ステップを示す平面図である。
【図１９ｄ】検査片状の検体検査素子を製造する各ステップを示す平面図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１      検体検査片
２      ベース層
２ａ    第一の表面
３      中心層
４      カバー層
４ａ    第二の表面
５      不連続部
６      試料分配システム
６ａ    検出領域
７・８  登録部
９      試料載置領域
１０    凸部
１１    通気口
【図１】
0004630089.tif 000008
【図２】
0004630089.tif 000009
【図３】
0004630089.tif 000010
【図４】
0004630089.tif 000011
【図５ａ】
0004630089.tif 000012
【図５ｂ】
0004630089.tif 000013
【図６】
0004630089.tif 000014
【図７】
0004630089.tif 000015
【図８】
0004630089.tif 000016
【図９】
0004630089.tif 000017
【図１０】
0004630089.tif 000018
【図１１】
0004630089.tif 000019
【図１２】
0004630089.tif 000020
【図１３】
0004630089.tif 000021
【図１４】
0004630089.tif 000022
【図１５】
0004630089.tif 000023
【図１６】
0004630089.tif 000024
【図１７】
0004630089.tif 000025
【図１８】
0004630089.tif 000026
【図１９ａ】
0004630089.tif 000027
【図１９ｂ】
0004630089.tif 000028
【図１９ｃ】
0004630089.tif 000029
【図１９ｄ】
0004630089.tif 000030