(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極の上に試薬を配置した少なくとも２つの前記電極を含む複数の電極を有するバイオセンサーと、
電源、記憶装置、及び前記バイオセンサーの前記複数の電極に接続されたマイクロコントローラであって、
前記試薬を有する流体試料中でグルコースの電気化学的反応の試験測定シーケンスを開始するために前記グルコースを有する前記流体試料が前記少なくとも２つの電極に近接して堆積されるとき、前記少なくとも２つの電極に信号を送り、
一連の時間間隔にわたる電気化学的反応の間に少なくとも１つの電極からの出力信号を測定して各時間間隔の前記出力信号の大きさを得、
前記試験測定シーケンス間の所定の時間窓内での少なくとも２つの連続した時間間隔のそれぞれの出力信号の大きさの差として出力の差を決定し、
経過する時間間隔毎に、前記出力の差が第２パラメータの値よりも大きい場合はインデックス値を直前の時間間隔におけるインデックス値と前記出力の差との両方の合計に等しくなるように増分させ、インデックス値が第１パラメータの値以上である場合は、エラーを告知するか、さもなければ前記出力信号からグルコース値を計算して前記グルコース値を告知する
ように構成されたマイクロコントローラを含む測定器と、
を含む、グルコース測定システム。
【請求項２】
前記所定の時間窓が試験シーケンス開始時点の約１秒後から前記試験シーケンス開始時点の約８秒後までを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記所定の時間窓が試験シーケンス開始時点の約２秒後から前記試験シーケンス開始時点の約８秒後までを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
少なくとも２つの電極及び前記電極上に配置された試薬を有するバイオセンサーと、前記バイオセンサー並びに記憶装置及び電源に接続するように構成されたマイクロコントローラを有するグルコース計測器とを用いて流体試料からグルコース値を決定する方法であって、前記方法が
前記バイオセンサーの前記少なくとも２つの電極に隣接して流体試料を堆積させて試験測定シーケンスを開始する工程と、
入力信号を前記流体試料に印加してグルコースから酵素的副生成物への変換を開始する工程と、
試験シーケンス開始時点からの所定の時間窓にわたる前記流体試料からの出力信号トランジェントを測定する工程であって、前記測定する工程が一連の時間間隔にわたる電気化学的反応の間に少なくとも１つの電極から出力信号をサンプリングして各時間間隔の前記出力信号の大きさを得る工程を含む、工程と、
前記試験測定シーケンス間の前記所定の時間窓内での少なくとも２つの連続した時間間隔のそれぞれの出力信号の大きさの差として出力の差を測定する工程と、
経過する時間間隔毎に、前記出力の差が第２パラメータの値よりも大きい場合はインデックス値を直前の時間間隔におけるインデックス値と前記出力の差との両方の合計に等しくなるように設定し、前記インデックス値が第１パラメータの値以上である場合は、エラーを告知するか、さもなければ前記流体試料のグルコース値を計算して前記グルコース値を告知する工程と、を含む、方法。
【請求項５】
前記グルコース値を計算する工程が、試験シーケンスの開始時点から始まる所定の時間間隔に隣接する前記出力信号の大きさを測定する工程、及び方程式
【数１】
0006404926.tif 000014
を用いる工程を含み、式中、Ｇ１がグルコース測定値を含み、
【数２】
0006404926.tif 000015
であり、
【数３】
0006404926.tif 000016
であり、
【数４】
0006404926.tif 000017
ｉｒが開始時点から約４．４秒〜約５秒で測定された出力信号であり、
ｉｌが開始時点から約１．４秒〜約４秒で測定された出力信号であり、
Ａ、Ｂ、Ｃ、ｐ、及びｚｇｒは製造パラメータである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
Ａが約０．１９を含み、Ｂが約０．６８を含み、Ｃが約２を含み、ｐが約０．５２を含み、ｚｇｒが約２を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記所定の時間窓が試験シーケンス開始時点の約１秒後から前記試験シーケンス開始時点の約８秒後までを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第１パラメータの値が約２マイクロアンペアを含み、前記第２パラメータの値が約０．５マイクロアンペアを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記所定の時間窓が試験シーケンス開始時点の約２秒後から前記試験シーケンス開始時点の約８秒後までを含む、請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権）
本出願は、パリ条約並びに米国特許法１１９条及び１２０条の下、先行出願された２０１３年８月２９日出願の米国特許出願第１４／０１３，５１６号（代理人整理番号ＤＤＩ５２７４ＵＳＮＰ）に対する優先権を主張し、当該の出願は参照により本願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
ＬｉｆｅＳｃａｎ，Ｉｎｃ．から入手可能なＯｎｅＴｏｕｃｈ（登録商標）Ｕｌｔｒａ（登録商標）全血試験キットに使用されるものなどの、電気化学的グルコース試験ストリップは、糖尿病患者の血液試料中のグルコース濃度を測定するように設計される。グルコースの測定は、酵素グルコースオキシダーゼ（ＧＯ）によるグルコースの選択的酸化に基づき得る。グルコース試験ストリップにおいて起きる可能性がある反応は、以下の式１及び式２にまとめられる。
式１    グルコース＋ＧＯ（ｏｘ）→グルコン酸＋ＧＯ（ｒｅｄ）
式２    ＧＯ（ｒｅｄ）＋２Ｆｅ（ＣＮ）６３−→ＧＯ（ｏｘ）＋２Ｆｅ（ＣＮ）６４−
【０００３】
式１に示すように、グルコースがグルコースオキシダーゼ（ＧＯ（ｏｘ））の酸化体によって酸化されてグルコン酸となる。ＧＯ（ｏｘ）は「酸化型酵素」とも呼ばれ得る点に留意されたい。式１の反応の間、酸化型酵素ＧＯ（ｏｘ）は、ＧＯ（ｒｅｄ）で表わされるその還元状態（即ち、「還元型酵素」）に変換される。次に、還元型酵素ＧＯ（ｒｅｄ）は、式２に示すようにＦｅ（ＣＮ）６３−（酸化型伝達体又はフェリシアニドと呼ばれる）との反応によって再びＧＯ（ｏｘ）へ再酸化される。ＧＯ（ｒｅｄ）を酸化状態ＧＯ（ｏｘ）に戻す間、Ｆｅ（ＣＮ）６３−は還元されてＦｅ（ＣＮ）６４−（還元型伝達体又はフェロシアニドと呼ばれる）となる。
【０００４】
前述の反応が、２つの電極間に試験電圧が印加された状態で行われるとき、電極表面での還元型伝達体の電気化学的再酸化によって試験出力信号を生成することができる。したがって、理想的な環境では、上記の化学反応において生成されるフェロシアニドの量は、電極間に配置された試料中のグルコースの量と正比例するため、生成された試験出力信号は、試料のグルコース含有量と比例することになる。フェリシアニドなどの伝達体とは、グルコースオキシダーゼなどの酵素から電子を受けた後、この電子を電極に渡す化合物である。試料中のグルコースの濃度が高くなると、形成される還元型伝達体の量も増えるため、還元型伝達体の再酸化によって生じる試験出力信号とグルコース濃度との間には直接的な関係がある。具体的には、電気的界面を横切る電子の移動は、試験出力信号の流れを引き起こす（酸化されるグルコース１モルにつき２モルの電子）。そのため、グルコースの導入の結果生じる試験出力信号は、グルコース出力信号と呼ばれることがある。
【０００５】
血液中、特に糖尿病の人におけるグルコースの濃度を知ることは非常に重要であり得るため、一般の人が、所与のいずれかの時点での彼らのグルコース濃度を決定するために、試料を採取し、彼らの血液を試験することができるように、上述した原理を用いた試験測定器が開発された。生成したグルコース出力信号は試験測定器によって検出され、単純な数式を介して試験出力信号をグルコース濃度に関連付けるアルゴリズムを使用して、グルコース濃度測定値に変換される。一般に、試験測定器は、酵素（例えば、グルコースオキシダーゼ）及び伝達体（例えば、フェロシアニド）に加え、試料受け取りチャンバ、及び試料受け取りチャンバ内に配置される少なくとも２つの電極を含み得る使い捨て試験ストリップと共に動作する。使用中、ユーザーは、彼らの指又は他の簡便な部位を穿刺して出血を誘発し、血液試料を試料受け取りチャンバに導入することによって、上記に示した化学反応を開始させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様では、出願人らは少なくとも１つのバイオセンサー及び測定器を含むグルコース測定システムを考案した。バイオセンサーは、その上に試薬を配置した少なくとも２つの電極を含む複数の電極を有する。測定器は電源、記憶装置、及びバイオセンサーの複数の電極と連結したマイクロコントローラを含む。本システムでは、マイクロコントローラは、グルコースを有する流体試料が少なくとも２つの電極に近接して堆積されるときに少なくとも２つの電極に信号を送信して試薬を有する流体試料中でグルコースの電気化学的反応の試験測定シーケンスを開始し、一連の時間間隔にわたる電気化学的反応の間に少なくとも１つの電極からの出力信号を測定して各時間間隔（ｉ）の出力信号の大きさを得、試験測定シーケンス中の所定の時間窓内における少なくとも２つの連続した時間間隔のそれぞれの出力信号の大きさの差として出力の差を判定し、出力の差が所定の閾値よりも大きい場合はインデックス値をインデックスの前の値及び出力の差の両方の合計と等しいものとして増分させ、インデックスが所定のインデックス値以上である場合は、エラーを告知するか、さもなければ出力信号からグルコース値を計算してグルコース値を告知するように構成される。
【０００７】
更に別の態様では、システムを用いて流体試料からグルコース値を決定する方法が出願人によって提供される。システムは、少なくとも２つの電極及びその上に配置された試薬を有するバイオセンサーと、バイオセンサー並びに記憶装置及び電源に接続するように構成されたマイクロコントローラを有するグルコース計測器と、を含む。方法は、バイオセンサーの少なくとも２つの電極に隣接して流体試料を堆積させて試験測定シーケンスを開始する工程と、入力信号を流体試料に印加してグルコースから酵素的副生成物への変換を開始する工程と、試験シーケンスの開始時点からの所定の時間窓にわたる流体試料からの出力信号トランジェントを測定する工程であって、測定する工程が一連の時間間隔にわたる電気化学的反応の間に少なくとも１つの電極から出力信号をサンプリングして各時間間隔の出力信号の大きさを得る工程を含む、工程と、試験測定シーケンス間の所定の時間窓内での少なくとも２つの連続した時間間隔のそれぞれの出力信号の大きさの差として出力の差を決定する工程と、出力の差が０よりも大きい場合はインデックス値をインデックスの前の値及び出力の差の両方の合計と等しいものとして設定し、さもなければ、インデックスが所定のインデックス値より大きい場合は、エラーを告知するか、さもなければ流体試料のグルコース値を計算してグルコース値を告知する工程と、によって実現可能である。
【０００８】
これらの態様に関して、以下の特徴をこれらの既に開示された態様と共に様々な組み合わせで用いることもできる。所定の時間窓は試験シーケンスの開始時点の約１秒後から試験シーケンス開始時点の約８秒後までを含む。所定のインデックス値は約２マイクロアンペアを含み、所定の閾値は約０．５マイクロアンペアを含む。所定の時間窓は試験シーケンス開始時点の約２秒後から試験シーケンス開始時点の約８秒後までを含む。所定のインデックス値は約５を含み、所定の閾値は約１５０を含む。グルコース値の計算は試験シーケンスの開始時点から始まる所定の時間間隔に隣接する出力信号の大きさを測定する工程、及び方程式を用いる工程を含む。
【０００９】
これら及び他の実施形態、特徴及び利点は、最初に簡単に説明される添付図面と共に以下の本発明の例示的な実施形態のより詳細な記載を参照することによって、当業者に明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
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、本発明の目下好ましい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】好適な血中グルコース測定システムを示す。
【図１Ｂ】図１Ａの測定器内に配置された様々な構成要素を示す。
【図１Ｃ】本明細書に開示されるシステム及び方法での使用に好適な組み立てられた試験ストリップの斜視図を示す。
【図１Ｄ】本明細書に開示されるシステム及び方法での使用に好適な組み立てられていない試験ストリップの分解斜視図を示す。
【図１Ｅ】本明細書に開示されるシステム及び方法での使用に好適な試験ストリップの近位部分の拡大斜視図を示す。
【図２】本明細書に開示される試験ストリップの一実施形態の底面図を示す。
【図３】図２の試験ストリップの側平面図を示す。
【図４Ａ】図３の試験ストリップの頂面図を示す。
【図４Ｂ】図４Ａの試験ストリップの近位部分の部分側面図を示す。
【図５】本明細書に開示される試験ストリップの一部と電気的にインターフェイス接続する試験測定器を示す簡略図を示す。
【図６Ａ】所定の時間間隔で図５の試験測定器によって作用電極及び対電極に印加された３つのパルス電位波形の例を示す。
【図６Ｂ】生成されて流体試料を試験する出力信号トランジェントＣＴを示す。
【図７Ａ】誤っており、したがって分析物の分析に適さないおそれのあるトランジェント信号出力を示す。
【図７Ｂ】正常及び誤った信号トランジェントの間の比較を示す。
【図７Ｃ】１００ｍｇ／ｄＬにおけるグルコース測定値の大きなバイアスを示す。
【図８】発明者らによって考案された、グルコース測定プロセス中にエラーを検出するための技術の論理図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、特定の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、変形物、代替物及び使用を説明する。
【００１２】
本明細書で使用するとき、任意の数値又は数値の範囲についての「約」又は「近似的に」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、好適な寸法の許容公差を示すものである。より具体的には、「約」又は「およそ」は、列挙された値の±１０％の値の範囲を指し得、例えば、「約９０％」は、８１％〜９９％の値の範囲を指し得る。更に、本明細書で用いられるとき、用語「患者」、「ホスト」、「ユーザー」、及び「被験者」なる語は、任意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。本明細書で使用するとき、「振動信号」とは、それぞれ、電流の極性を変更するか、又は方向を交互に変化させるか、又は多方向的である電圧信号（複数可）又は電流信号（複数可）を含む。また本明細書で使用する場合、「電気信号」又は「信号」は、直流信号、交流信号、又は電磁スペクトル内の任意の信号を含むことが意図される。「プロセッサ」、「マイクロプロセッサ」、又は「マイクロコントローラ」という用語は、同じ意味を有することを意図しており、交換可能に使用されることを意図している。
【００１３】
図１Ａは、測定器１０、及びグルコース試験ストリップ６２形態のバイオセンサーを含む糖尿病管理システムを示す。測定器（測定器ユニット）は、分析物測定及び管理ユニット、グルコース計測器、測定器、及び分析物測定デバイスと呼ばれる場合があることに留意されたい。一実施形態において、測定器ユニットは、インスリン送達デバイス、追加の分析物試験デバイス、及び薬物送達デバイスと組み合わされてもよい。測定器ユニットは、ケーブル、又は例えば、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉなどといった好適な無線技術を介して、遠隔コンピュータ又は遠隔サーバに接続されてもよい。
【００１４】
再び図１Ａを参照すると、グルコース計測器又は測定器ユニット１０は、ハウジング１１、ユーザインターフェースボタン（１６、１８、及び２０）、ディスプレイ１４、及びストリップポート開口部２２を含むことができる。ユーザインターフェースボタン（１６、１８、及び２０）は、データの入力、メニューのナビゲーション、及びコマンドの実行を可能とするように構成することができる。ユーザインターフェースボタン１８は、２方向トグルスイッチの形態であってもよい。データには、分析物濃度及び／又は患者の日常の生活習慣に関連した情報を表す値が含まれ得る。日常の生活習慣に関連した情報には、個人の食物摂取、薬の使用、健康診断の実施、並びに一般的健康状態及び運動レベルを挙げることができる。メータ１０の電子要素は、ハウジング１１内部の回路基板３４上に配置され得る。
【００１５】
図１Ｂは、回路基板３４の上面上に配置された電子構成要素を（簡略的な形で）示す。上面の電子構成要素には、ストリップポートコネクタ２２、オペアンプ回路３５、マイクロコントローラ３８、ディスプレイコネクタ１４ａ、不揮発性メモリ４０、クロック４２、及び第１の無線モジュール４６が含まれる。下面上の電子構成要素としては、電池コネクタ（図示せず）及びデータポート１３が含まれ得る。マイクロコントローラ３８は、ストリップポートコネクタ２２、オペアンプ回路３５、第１の無線モジュール４６、ディスプレイ１４、不揮発性メモリ４０、クロック４２、電池、データポート１３、及びユーザインターフェースボタン（１６、１８、及び２０）に電気的に接続され得る。
【００１６】
オペアンプ回路３５は、ポテンシオスタット機能及び信号測定機能の一部を提供するように構成された２つ以上のオペアンプを含んでもよい。ポテンシオスタット機能とは、試験ストリップの少なくとも２つの電極間に試験電圧を印加することを指し得る。電流機能とは、印加された試験電圧によってもたらされる試験信号の測定を指し得る。信号測定は、電流電圧変換器で行うことができる。マイクロコントローラ３８は、例えば、Ｔｅｘａｓ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔのＭＳＰ  ４３０などの混合信号マイクロプロセッサ（ＭＳＰ）の形態であってもよい。ＴＩ−ＭＳＰ  ４３０は、ポテンシオスタット機能及び信号測定機能の一部を行うようにも構成され得る。加えて、ＭＳＰ  ４３０は揮発性及び不揮発性メモリも含み得る。別の実施形態では、電子部品の多くは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の形態のマイクロコントローラと一体化されてもよい。
【００１７】
ストリップポートコネクタ２２は、試験ストリップとの電気的接続を形成するように構成することができる。ディスプレイコネクタ１４ａは、ディスプレイ１４に取り付くように構成することができる。ディスプレイ１４は、測定されたグルコース値を報告し、生活習慣に関連した情報の入力を容易にする液晶ディスプレイの形態であってよい。ディスプレイ１４は任意で背面照明を含んでもよい。データポート１３は、接続リード線に取り付けられた好適なコネクタを受容することにより、グルコース計測器１０（又は１００）をパーソナルコンピュータなどの外部デバイスに接続することを可能にする。データポート１３は、例えば、シリアル、ＵＳＢ、又はパラレルポートなど、データ送信を可能にする任意のポートであってよい。クロック４２は、ユーザーが位置する地理的地域に関連した現在時刻を保持し、更に時間を測定するように構成され得る。測定器ユニットは、例えば、電池などの電源に電気的に接続されるように構成され得る。
【００１８】
図１Ｃ〜１Ｅ、２、３、及び４Ｂは、本明細書に記載される方法及びシステム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。一例示的実施形態では、図１Ｃに示すように、遠位端部８０から近位端部８２に延在して、かつ側方縁部５６、５８を有する細長いボディ部を含む試験ストリップ６２が提供される。図１Ｄに示すように、試験ストリップ６２は第１の電極層６６、第２の電極層６４、及び２つの電極層６４と６６との間に挟まれたスペーサ６０を更に含む。第１の電極層６６は、第１の電極６６と、第１の接続トラック７６と、第１の接触パッド６７とを含むことができ、図１Ｄ及び図４Ｂに示されるように、第１の接続トラック７６は、第１の電極層６６を第１の接触パッド６７に電気的に接続する。図１Ｄ及び４Ｂに示されるように、第１の電極６６は、試薬層７２の直下にある第１の電極層６６の一部であることに留意されたい。同様に、第２の電極層６４は、第２の電極６４と、第２の接続トラック７８と、第２の接触パッド６３とを含むことができ、図１Ｄ、２、及び図４Ｂに示されるように、第２の接続トラック７８は、第２の電極６４を第２の接触パッド６３に電気的に接続する。図４Ｂに示されるように、第２の電極６４は、試薬層７２の上にある第２の電極層６４の一部であることに留意されたい。本明細書で使用するとき、用語「電極層」及び「電極」は、電極を包含する一般的な領域、又は電極の特定の位置を指すように、互換的に用いられる。更に、試薬には、酵素と、結合剤及び試薬がバイオセンサー内でその意図される目的のための機能を果たすことを可能にするその他の材料などのその他の材料と、の両方が含まれる。
【００１９】
図示されるように、試料受け取りチャンバ６１は、図１Ｃに示されるように、第１の電極６６、第２の電極６４、及び試験ストリップ６２の遠位端部８０近くのスペーサ６０によって画定される。図４Ｂに示すように、第１の電極６６及び第２の電極６４は、試料受け取りチャンバ６１の底部及び頂部をそれぞれ画定することができる。図１Ｄに示すように、スペーサ６０の切欠き領域６８は、試料受け取りチャンバ６１の側壁部を画定することができる。一態様では、図１Ｃ〜１Ｅに示すように、試料受け取りチャンバ６１は、試料入口及び／又は通気口を提供するポート７０を含むことができる。例えば、ポートの一方は流体試料が入るのを可能にし、他方のポートは空気が出るのを可能にし得る。
【００２０】
一例示的実施形態では、試料受け取りチャンバ６１（又は試験セル若しくは試験チャンバ）は、小さな容積を有し得る。例えば、チャンバ６１は、約０．１マイクロリットル〜約５マイクロリットル、約０．２〜約３マイクロリットル、又は好ましくは約０．３マイクロリットル〜約１マイクロリットルの範囲の容積を有し得る。少量の試料容積を提供するために、切欠き６８は約０．０１ｃｍ２〜約０．２ｃｍ２、約０．０２ｃｍ２〜約０．１５ｃｍ２、又は好ましくは約０．０３ｃｍ２〜約０．０８ｃｍ２の範囲の領域を有し得る。更に、第１の電極６６及び第２の電極６４は、約１マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、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、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。比較的近接した電極間隔は更に、第１の電極６６で生成された酸化型伝達体が、第２の電極６４に拡散して還元され、続いて第１の電極６６に戻って拡散して再び酸化され得る、酸化還元サイクルを生じさせることもできる。当業者には、電極の多種多様なかかる容積、面積、及び／又は間隔が、本開示の趣旨及び範囲に入ると理解されるであろう。
【００２１】
一実施形態では、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、炭素、銀、白金、酸化スズ、イリジウム、インジウム、又はこれらの組み合わせ（例えば、インジウムドープ酸化スズ）など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、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。１つの例示的実施形態では、第１の電極層６６及び第２の電極層６４は、スパッタされたパラジウム及びスパッタされた金からそれぞれ作製され得る。スペーサ６０として使用され得る好適な材料としては、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などの様々な絶縁材料が挙げられる。一実施形態では、スペーサ６０は、ポリエステルのシートの両面にコーティングされた両面接着剤の形態であってもよく、その場合、接着剤は、感圧性接着剤又は加熱活性化接着剤であってもよい。出願人らは、第１の電極層６６、第２の電極層６４、及び／又はスペーサ６０用の多種多様なその他の材料が本開示の趣旨及び範囲に入ることを注記しておく。
【００２２】
第１の電極６６又は第２の電極６４のいずれかは、印加された試験電圧の大きさ及び／又は極性に応じて、作用電極の機能を実行することができる。作用電極は、還元型伝達体の濃度に比例する制限試験信号を測定することができる。例えば、信号を制限する種が還元型伝達体（例えば、フェロシアニド）である場合、第２の電極６４に関して試験電圧が酸化還元伝達体の電位よりも十分に高ければ、還元型伝達体を第１の電極６６で酸化できる。このような状況では、第１の電極６６は作用電極の機能を果たし、第２の電極６４は対電極／参照電極の機能を果たす。出願人は、対電極／参照電極を単に参照電極、又は対電極として引用してもよいことを注記しておく。制限酸化は、測定された酸化電流が、バルク溶液から作用電極表面へ拡散する還元された媒介物質の流量に比例するように、全ての還元された媒介物質が作用電極面で枯渇したときに生じる。「バルク溶液」という用語は、枯渇領域内に還元型伝達体が存在しない、作用電極から十分に離れた溶液の一部を指す。試験ストリップ６２に関して特に明記しない限り、以下、試験測定器１０（又は１００）により印加された電位はすべて、第２の電極６４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。
【００２３】
同様に、試験電圧が酸化還元伝達体の電位よりも十分に低い場合、還元型伝達体は、制限電流として第２の電極６４で酸化され得る。このような状況では、第２の電極６４は作用電極の機能を果たし、第１の電極６６は対電極／参照電極としての機能を果たす。
【００２４】
はじめに、分析は一定量の流体試料ポート７０から試料受け取りチャンバ６１に導入する工程を含み得る。一態様では、ポート７０及び／又は試料受け取りチャンバ６１は、毛管現象によって流体試料が試料受け取りチャンバ６１を充填するように構成され得る。第１の電極６６及び／又は第２の電極６４を親水性試薬でコーティングして、試料受け取りチャンバ６１の毛管現象を促進することができる。例えば、２−メルカプトエタンスルホン酸などの親水性部分を有するチオールから誘導した試薬を、第１の電極及び／又は第２の電極上にコーティングしてもよい。
【００２５】
上記のストリップ６２の分析では、試薬層７２は、ＰＱＱ補酵素及びフェリシアニドをベースとするグルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）を含み得る。別の実施形態では、ＰＱＱ補酵素をベースとする酵素ＧＤＨを、ＦＡＤ補酵素をベースとする試薬ＧＤＨと置き換えてもよい。血液又は対照溶液が試料反応チャンバ６１中に投与されると、下記の化学変化Ｔ．１に示されるように、グルコースはＧＤＨ（ｏｘ）により酸化されて、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）
【００２６】
次に、以下の化学変化Ｔ．２に示すように、フェリシアニド（すなわちＦｅ（ＣＮ）６３−の酸化型伝達体）によってＧＤＨ（ｒｅｄ）をその活性酸化状態へと再生する。ＧＤＨ（ｏｘ）の再生プロセスでは、フェロシアニド（すなわちＦｅ（ＣＮ）６４−の還元型伝達体）はＴ．２に示す反応から生成される。
Ｔ．２      ＧＤＨ（ｒｅｄ）＋２Ｆｅ（ＣＮ）６３−→ＧＤＨ（ｏｘ）＋２Ｆｅ（ＣＮ）６４−
【００２７】
図５は第１の接触パッド６７ａ、６７ｂ、及び第２の接触パッド６３とインターフェイス接続する試験測定器１００を示す簡略図を提供する。図１Ｄに示されるように、第２の接触パッド６３を使用して、試験測定器に対する電気的接続を、Ｕ字形の切欠き部６５を介して確立することができる。図５に示すように、一実施形態では、試験測定器１０（又は１００）は、第２の電極コネクタ１０１、及び第１の電極コネクタ（１０２ａ、１０２ｂ）、試験電圧ユニット１０６、信号測定ユニット１０７、プロセッサ２１２、記憶装置ユニット２１０、並びに視覚ディスプレイ２０２を含み得る。第１の接触パッド６７は、６７ａ及び６７ｂで表わされる２つのプロングを含むことができる。一例示的実施形態では、第１の電極コネクタ１０２ａ及び１０２ｂは、それぞれ、プロング６７ａ及び６７ｂに別々に接続される。第２の電極コネクタ１０１は、第２の接触パッド６３に接続することができる。試験測定器１０（又は１００）は、試験ストリップ６２が試験測定器１００（又は１０）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。
【００２８】
一実施形態では、試験測定器１０（又は１００）は第１の接触パッド６７と第２の接触パッド６３との間に試験電圧及び／又は信号を印加し得る。ストリップ６２が挿入されたことを試験測定器１０（又は１００）が認識した時点で、試験測定器１０（又は１００）のスイッチが入り、流体検出モードを開始する。一実施形態では、流体検出モードは、試験測定器１０（又は１００）に、第１の電極６６と第２の電極６４との間に約１マイクロアンペアの一定の信号を印加させる。試験ストリップ６２が最初に乾燥しているために、試験測定器１０（又は１００）は比較的大きな電圧を測定する。投与プロセス中に、流体試料が第１の電極６６と第２の電極６４との間の間隙を接続すると、試験測定器１０（又は１００）は測定電圧の所定の閾値を下回る低下を測定して、自動的に試験測定器１０（又は１００）にグルコース試験を開始させる。
【００２９】
一実施形態では、図６Ａに示すように、試験測定器１０（又は１００）は所定の間隔で複数の試験電圧を印加することによってグルコース試験を実施し得る。複数の試験電圧は、第１の時間間隔ｔ１に対する第１の試験電圧Ｅ１、第２の時間間隔ｔ２に対する第２の試験電圧Ｅ２、及び第３の時間間隔ｔ３に対する第３の試験電圧Ｅ３が含まれ得る。第３の電圧Ｅ３は、起電力の大きさ、極性、又はこれら両方の組み合わせの点で第２の試験電圧Ｅ２とは異なり得る。好適な実施形態では、Ｅ３はＥ２と同じ大きさであるが、極性が反対であり得る。グルコース試験の時間間隔ｔＧは、グルコース試験を実施する時間を表す（しかし、必ずしもグルコース試験に関係する全てを計算するわけではない）。グルコース試験の時間間隔ｔＧは、開始時点から約１秒〜約５秒の範囲であり得る。更に、図６Ａに示されるように、第２の試験電圧Ｅ２は、一定の（ＤＣ）試験電圧成分、及び重畳された交流（ＡＣ）、又は振動試験電圧成分を含むことができる。重畳交流又は振動試験電圧成分は、ｔｃａｐで示される時間間隔の間印加され得る。
【００３０】
時間間隔のうちのいずれかの間に測定される複数の試験信号値は、１マイクロ秒につき約１回から１００ミリ秒につき約１回の測定に及ぶ頻度で実行され得る。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、グルコース試験は異なる数の開回路及び試験電圧を含み得る。例えば、代替的実施形態として、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の試験電圧を含み得る。「第１」、「第２」、及び「第３」の参照は便宜上選択されており、試験電圧が印加される順序を必ずしも反映していないことに留意されたい。例えば、一実施形態は、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し得る。
【００３１】
グルコース分析が開始されると、試験測定器１０（又は１００）は第１の時間間隔ｔ１（例えば、図６Ａの１秒）に第１の試験電圧Ｅ１（例えば、図６Ａの約２０ｍＶ）を印加し得る。第１の時間間隔ｔ１は約０．１〜約３秒、好ましくは約０．２〜約２秒、最も好ましくは約０．３〜約１秒の範囲であり得る。
【００３２】
第１の時間間隔ｔ１は、試料受け取りチャンバ６１が試料で完全に充填され、なおかつ試薬層７２が少なくとも部分的に溶解又は溶媒和し得るように、十分に長くてもよい。一態様では、第１の試験電圧Ｅ１は、比較的少量の還元又は酸化信号が測定されるように、伝達体の酸化還元電位に比較的近い値であり得る。図６Ｂは、第１の時間間隔ｔ１の間に、第２及び第３の時間間隔ｔ２及びｔ３と比較して比較的少量の信号が観察されることを示す。例えば、伝達体としてフェリシアニド及び／又はフェロシアニドを用いる場合、図６Ａの第１の試験電圧Ｅ１は約１ｍＶ〜約１００ｍＶ、好ましくは約５ｍＶ〜約５０ｍＶ、最も好ましくは約１０ｍＶ〜約３０ｍＶの範囲であり得る。好適な実施形態では、印加電圧は正の値として示されているが、負領域の同じ電圧も用いて、特許請求の範囲に記載される発明が意図する目的を達成することもできる。
【００３３】
第１の試験電圧Ｅ１を印加した後、試験測定器１０（又は１００）は第２の時間間隔ｔ２（例えば、図６Ａの約３秒）で第２の試験電圧Ｅ２（例えば、図６Ａの約３００ｍＶ）を第１の電極６６と第２の電極６４との間に印加する。第２の試験電圧Ｅ２は、制限酸化信号が第２の電極６４で測定されるように、十分に伝達体の酸化還元電位の負の値であってもよい。例えば、伝達体としてフェリシアニド及び／又はフェロシアニドを用いる場合、第２の試験電圧Ｅ２は約０ｍＶ〜約６００ｍＶ、好ましくは約１００ｍＶ〜約６００ｍＶの範囲であり得、より好ましくは約３００ｍＶである。
【００３４】
第２の時間間隔ｔ２は、還元型伝達体（例えば、フェロシアニド）の生成速度が制限酸化電流の大きさに基づいて監視され得るように、十分に長くなくてはならない。還元型伝達体は試薬層７２との酵素的反応によって生成される。第２の時間間隔ｔ２の間、制限量の還元型伝達体が第２の電極６４で酸化され、また非制限量の酸化型伝達体が第１の電極６６で還元されて、第１の電極６６と第２の電極６４との間に濃度勾配を形成する。
【００３５】
一例示的実施形態では、第２の時間間隔ｔ２は更に、十分な量のフェリシアニドが、第２の電極６４で生成又は拡散され得るように十分に長くなくてはならない。第３の試験電圧Ｅ３の間に第１の電極６６においてフェロシアニドを酸化することに関して制限電流が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６４で必要とされ得る。第２の時間間隔ｔ２は約６０秒未満であり得、好ましくは開始時点から約１秒〜約１０秒、より好ましくは約２秒〜約５秒の範囲であり得る。同様に、図６Ａでｔｃａｐとして示される時間間隔は、更に様々な時間にわたって持続し得るが、一例示的実施形態では持続時間は約２０ミリ秒間である。一例示的実施形態では、重畳交流試験電圧成分は、第２の試験電圧Ｅ２の印加から約０．３秒〜約０．４秒の後に印加され、振幅が約＋／−５０ｍＶの約１０９Ｈｚの周波数を有する正弦波を誘発する。
【００３６】
図６Ｂは、第２の時間間隔ｔ２の開始後の比較的小さいピークｉｐｂを示し、その後、第２の時間間隔ｔ２の間の酸化電流の絶対値の緩やかな上昇が続く。小さなピークｉｐｂは、本明細書で電圧変化線ＴＬとして引用される第１の電圧Ｅ１から第２の電圧Ｅ２への変化の後で、還元型伝達体の初期枯渇のために発生する。その後、試薬層７２によるフェロシアニドの生成によって生じる小さなピークｉｐｂの後で、酸化電流の緩やかな絶対減少が発生し、フェロシアニドは続いて第２の電極６４に拡散する。
【００３７】
第２の試験電圧Ｅ２を印加した後、試験測定器１０（又は１００）は第３の時間間隔ｔ３（例えば、図６Ａの約１秒）で第３の試験電圧Ｅ３（例えば、図６Ａの約−３００ｍＶ）を第１の電極６６と第２の電極６４との間に印加する。第３の試験電圧Ｅ３は、制限酸化電流が第１の電極６６で測定されるように、十分に伝達体の酸化還元電位の正の値であってもよい。例えば、伝達体としてフェリシアニド及び／又はフェロシアニドを用いる場合、第３の試験電圧又は信号Ｅ３は約０ｍＶ〜約−６００ｍＶ、好ましくは約−１００ｍＶ〜約−６００ｍＶの範囲であり得、より好ましくは約−３００ｍＶである。
【００３８】
第３の時間間隔ｔ３は、酸化電流の大きさに基づいて、第１の電極６６付近の還元型伝達体（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の時間間隔ｔ３の間、制限量の還元型伝達体が第１の電極６６で酸化され、非制限量の酸化型伝達体が第２の電極６４で還元される。第３の時間間隔ｔ３は開始時点から約０．１秒〜約５秒、好ましくは約０．３秒〜約３秒、より好ましくは約０．５秒〜約２秒の範囲であり得る。
【００３９】
図６Ｂは、第３の時間間隔ｔ３の開始時点の比較的大きいピークｉｐｃからそれに続く定常状態信号ｉｓｓ値への減少を示す。一実施形態では、第２の試験電圧又は信号Ｅ２は第１の極性を有し得、第３の試験電圧又は信号Ｅ３は、第１の極性とは反対の第２の極性を有し得る。別の実施形態では、第２の試験電圧又は信号Ｅ２は十分に伝達体の酸化還元電位の負であり得、第３の試験電圧Ｅ３は十分に伝達体の酸化還元電位の正であり得る。第３の試験電圧又は信号Ｅ３は第２の試験電圧又は信号Ｅ２の直後に印加されてもよい。しかしながら、当業者は、第２及び第３の試験電圧又は信号の大きさ及び極性は分析物濃度が決定される方法に応じて選択され得ることを理解するであろう。
【００４０】
血中グルコース濃度は、試験信号値に基づいて決定され得る。第１のグルコース濃度Ｇ１は式１に示すグルコースアルゴリズムを用いて算出され得る。
【００４１】
【数１】
0006404926.tif 000002
式中、ｉ１は第１の出力試験信号値であり、
ｉ２は第２の出力試験信号値であり、
ｉ３は第３の出力試験信号値であり、
項Ａ、ｐ、及びｚは実験で導出された較正定数であり得る。
【００４２】
式１の全ての出力試験信号値（例えば、ｉ１、ｉ２、及びｉ３）は電流の絶対値を用いる。第１の試験信号値ｉ１及び第２の試験信号値ｉ２は、第３の時間間隔ｔ３の間に発生する１つ又は複数の所定の試験信号値の平均又は合計によってそれぞれ定められ得る。項ｉ２は、全て第３の時間間隔の間に測定される第４の信号値ｉ４、第５の信号値ｉ５、及び第６の信号値ｉ６に基づく第２の信号値である。第３の試験信号値ｉ３は、第２の時間間隔ｔ２の間に発生する１つ又は複数の所定の試験信号値の平均又は合計によって定められ得る。当業者は、「第１」、「第２」、及び「第３」という名称が便宜上選択されており、信号値が算出される順序を必ずしも反映していないことを理解するであろう。式１の派生物が、その全体が参照により本願に組み込まれる、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｒａｐｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ」と題して２００５年９月３０日に出願され、２０１０年７月６日に特許権を付与された米国特許第７７４９３７１号に見出され得る。
【００４３】
ここで図６Ａ及び６Ｂを参照すると、第２の試験電位の時間間隔ｔ２（図６Ａ）の開始（すなわち変化線ＴＬ）後に観察されたピーク信号（図６Ｂ）はｉｐｂとして表示され得、第３の試験電位の時間間隔ｔ３（図６Ａ）の開示時に示されるピーク信号はｉｐｃとして表示され得る。式２は、干渉物質を含み、かつグルコースを含まない試料を用いて試験ストリップ６２を試験したときの第１の信号トランジェントＣＴと第２の信号トランジェントＣＴとの間の関係を説明する。
式２  ｉｐｃ−２ｉｐｂ＝−ｉｓｓ
【００４４】
典型的には、第１の期間ｔ１の間は試料にグルコースが存在しないため、試薬層７２は相当量の還元型伝達体を生成しないものと考えられる。したがって、信号トランジェントは干渉物質の酸化のみを反映する。１．０秒前後の初期の時間スケール領域（time scale regime）では、グルコース反応のために試薬層７２は有意な量の還元型伝達体を生成しないものと考えられる。更に、生成される還元型伝達体の大部分は、最初に試薬層７２が堆積された第１の電極６６付近に残り、第２の電極６４に有意に拡散しないものと考えられる。したがって、ｉｐｂの大きさの大部分は、直接干渉電流である第２の電極６４における干渉物質の酸化に起因する。
【００４５】
第３の電圧Ｅ３がストリップに供給された（例えば、約−３００ｍＶ）後の約４．１秒の期間では、試薬層７２は第１の電極６６においてグルコース反応のためにグルコースの存在下で有意な量の還元型伝達体を生成する。更に、酸化型伝達体を用いた干渉物質の酸化によっても、有意な量の還元型伝達体が生成され得る。上述したように、酸化型伝達体を還元する干渉物質は間接電流（indirect current）と称され得る信号に貢献する。更に、干渉物質は直接電流と称され得る第１の電極６６でも直接酸化され得る。伝達体が作用電極で酸化され得る状況では、直接酸化と間接酸化との合計は、酸化型伝達体が作用電極に付着しなかった場合に測定される直接酸化電流とほぼ等しいと仮定され得る。要約すると、ｉｐｂの大きさは、間接的及び直接的な干渉物質の酸化の両方、及び第１の電極６６又は第２の電極６４のいずれか一方におけるグルコース反応に起因する。ｉｐｂは主に干渉物質によって制御されることが判明しているため、ｉｐｃをｉｐｂと共に用いて補正係数を決定することができる。例えば、以下に示すように、数学的関数でｉｐｂをｉｐｃと共に用いて、グルコースと比例するが干渉物質の影響を受けにくい補正信号ｉ２（Ｃｏｒｒ）を決定することができる。
【００４６】
【数２】
0006404926.tif 000003
【００４７】
グルコースに比例し、干渉物質に起因する信号の相対的割合が除去された信号ｉ２（Ｃｏｒｒ）を算出するため、数式３が実験で導出された。グルコースが存在しないときに分子をゼロに近づけるために、項ｉｓｓを分子及び分母の両方に加えた。第２の電位を印加した後に続く定常状態信号ｉｓｓの決定については、参照により本願に組み込まれる同時係属特許出願第１１／２７８３４１号に記載されている。ｉｓｓを算出する方法のいくつかの例は、それぞれ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５，９４２，１０２号及び同第６，４１３，４１０号に見出すことができる。
【００４８】
ここで再び式１を参照すると、式４の通りの信号測定値ｉ４、ｉ５、ｉ６、及びｉ７に基づいて、式３をｉ１、ｉ３、及びｉ２に関して表すことができる。
【００４９】
【数３】
0006404926.tif 000004
式中、上述の通り、ｉ２は、すべて第３の時間間隔ｔ３で測定された第４の信号値ｉ４、第５の信号値ｉ５、及び第６の信号値ｉ６、並びに一実施形態では第１の時間間隔ｔ１で測定された第７の信号値であるｉ７に基づく第２の信号値であり、Ｂ及びＦは実験で導出された定数である。各信号測定の時間窓については後述する。
【００５０】
分析物中の干渉物質の存在を明らかにする本技術を更に洗練させて、温度の変化による効果を明らかにすることができる。一例示的実施形態では、ｉ７は、第１の電圧Ｅ１から第２の電圧へのランピング中の間隔において測定される試験信号値であり得、これは、試験では便宜上約１．０秒として指定されている。ランピングされた信号ｉ７は変化線ＴＬにて第１の電圧Ｅ１から第２の電圧Ｅ２へのランピングまでの間隔における電流変化として観察されているが、ランピングされた信号ｉ７は第１の電圧Ｅ１が第２の電圧Ｅ２にランピングするプロセス（図６Ｂの開始時点より０．７秒から約１．１秒近くへと）にあるときに測定された信号（しかし、第１の電圧Ｅ１が第２の電圧Ｅ２へと完全に変換されてから測定された信号（図６Ｂの変化線ＴＬ又は約１．１秒以上の後）ではない）によって画定される好ましい範囲内の時点にて測定され得る。好適な実施形態では、また、計算処理を容易にするために、出願人らはランピングされた信号ｉ７を、Ｅ１からＥ２への電圧変化によって生じる信号トランジェントに入る約１．１秒と等しい試験時間において測定される試験信号として選択したが、ランピングされた信号ｉ７が関連する試験ストリップの特定の構成に応じて変化し得ることは明白であるはずである。
【００５１】
式４はより正確なグルコース濃度を提供するために修正され得る。試験信号値の合計の単純平均を用いる代わりに、式３と類似する式５に示されるように、項ｉ１をピーク信号値ｉｐｂ及びｉｐｃ並びに定常状態信号ｉｓｓを含むように定義してもよい。
【００５２】
【数４】
0006404926.tif 000005
式中、定常状態信号ｉｓｓの算出は、数学的モデル、補外法、所定の時間間隔での平均、これらの組み合わせ、又は定常状態電流を算出するためのその他の方法に基づき得る。
【００５３】
あるいは、ｉｓｓは、開始時点から約５秒の試験信号値を定数Ｋ８（例えば０．６７８）で乗算することによって推量し得る。したがって、ｉｓｓ〜ｉ（５）「ｘ」Ｋ８。項Ｋ８は式６を用いて推量し得る。
【００５４】
【数５】
0006404926.tif 000006
式中、数０．９７５は、第３の試験電圧又は信号Ｅ３が印加されてからの秒数に関し、ストリップ６２の特定の実施形態の約５秒における信号に相当し、約０．９５秒〜１秒の間の線形変化を仮定しての０．９５から１秒の間の平均信号であり、項Ｄは典型的な血中拡散係数として約５「ｘ」１０−６ｃｍ２／秒であると仮定され、また項Ｌは、スペーサ６０の高さを表す約０．００９５ｃｍであると仮定される。
【００５５】
再び数式３に戻ると、図６Ａ及び図６Ｂにおける試験電圧又は信号及び試験信号の波形に基づき、ｉｐｃは開始時点から約４．１秒における試験信号値であり得、ｉｐｂは約１．１秒における試験信号値であり得る。
【００５６】
式１に戻ると、ｉ２は
【００５７】
【数６】
0006404926.tif 000007
であると定義され得、ｉ３は
【００５８】
【数７】
0006404926.tif 000008
であると定義され得る。
【００５９】
数式７に示されるように、式３は数式１及び２と組み合わされて、血液試料中の内因性及び／又は外因性の干渉物質の存在を補正して更に正確なグルコース濃度を決定するための式を得ることができる。
【００６０】
【数８】
0006404926.tif 000009
式中、第１のグルコース濃度Ｇ１は、血中グルコースアルゴリズムの出力であり、項Ａ、ｐ、及びｚは試験ストリップの試料を製造する工程から実験的に導出し得る定数である。
【００６１】
ｉ１、ｉ３、及びｉ２が算出され得る時間間隔の選択については、「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ａｎａｌｙｚｉｎｇ  ａ  Ｓａｍｐｌｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｔｓ」と題された同時係属の特許出願公開第２００７／０２２７９１２号に記載され、また、ストリップ区画を較正するための方法については米国特許第６，７８０，６４５号に記載されており、このいずれもが参照によりその全体が本願に組み込まれる。
【００６２】
好適な実施形態では、式７のグルコース濃度Ｇ１は、信号ｉ２（Ｃｏｒｒ）（グルコースと比例し、かつ干渉物質に起因する信号の相対的割合が除去されている）を用いる式８によって決定される。
【００６３】
【数９】
0006404926.tif 000010
式中、
【００６４】
【数１０】
0006404926.tif 000011
式中、
ｉｒは開始時点から約４．４秒〜約５秒で測定された出力信号であり、
ｉｌは開始時点から約１．４秒〜約４秒で測定された出力信号であり、本明細書の実施形態では、式８．１のｉ２（Ｃｏｒｒ）は式８．２と置き換えることができる。
【００６５】
【数１１】
0006404926.tif 000012
Ａ、Ｂ、Ｃ、ｐ、及びｚｇｒは製造パラメータである。
【００６６】
本明細書に記載される実施形態では、Ａは約０．１９２であり、Ｂは約０．６８であり、Ｃは約２であり、ｐは約０．５２であり、ｚｇｒは約２である。
【００６７】
この特定の分析物システムの信号過渡におけるバイアス又はエラーに関する私の研究において、私の推測は、過剰に速いトランジェント減衰は極端に低いバイアスをもたらし得るというものである。絶対信号はグルコース濃度と関連しているため、絶対信号は、システム範囲内の全てのグルコース濃度において低いバイアスをもたらすエラートリガのインジケータとはなり得ない。したがって、誘導体アプローチが追求されるべきである。しかしながら、かかる労力は、通常は曲線適合法又はその他の計算上の負担が大きいプロセスと関連がある。更に私は、常に負のバイアスがかけられた結果をもたらす特定のトランジェント形状が存在するものと確信している。このモードは浅いトランジェント減衰を特徴とする。残念なことに、このモードは分析物濃度（例えば、グルコース）自体によって変調されるため、絶対信号測定によって特定することはできない。
【００６８】
本明細書で私が考案した技術（図８）は、累積合計と共に連続点の差分を保持するだけなので、非常に低いプロセス要求で作動する。最終的に、私の技術の技術的貢献又は効果には、従来と比較してより速やかに、測定試験に欠陥があるか否かをユーザーに知らせる能力が含まれる。私の技術によるもう１つの技術的貢献は、最終結果を歪曲する信号内の特定の誤りを防ぐことである。これによって、システムによって返される算出された分析物濃度結果が、製造業者によって記載される精度基準に従うことが期待できる。更に別の技術的利点は、本エラーモードは、形状のフィッティングを必要としないため、ほとんど労力を払うことなく効果的にフィルタリングし得ることである。携帯型の低コストな測定器でのプログラミングは、処理リソースを増加させることなしに容易である。
【００６９】
したがって、私はマイクロコントローラ３８（電源、記憶装置、及びバイオセンサー６２の複数の電極に接続した）を、マイクロコントローラが論理プロセス８００（図８）を用いてプログラムされて、工程８０２において、グルコースを有する流体試料が少なくとも２つの電極に近接して堆積されるときに、信号を少なくとも２つの電極（例えば１０、１２、１４）に送り、流体試料におけるグルコースとバイオセンサー上の試薬との電気化学的反応の試験測定シーケンス（図６Ａ及び６Ｂ）を開始するように構成した。マイクロコントローラ３８は、工程８０４において、一連の時間間隔Ｔ（ｉ）にわたる電気化学的反応中に、少なくとも１つの電極から出力信号（電流出力Ｉ（Ｔ）（ｉ）形態の）を測定して、各時間間隔ｉの出力信号の大きさを得る。工程８０６において、マイクロコントローラ３８は試験窓Ｔｗの開始時点から試験シーケンスの終了時点までに測定又はサンプリングされた信号Ｉ（Ｔ（ｉ））の全てを評価する。評価８０６は工程８０８のクエリから開始して、評価が完了したか否かを判定する。クエリ８０８が「いいえ」を返した場合、これは、それに関して出力信号Ｉが評価される時間間隔Ｔが試験窓Ｔｗ（試験開始時間から２〜１５秒後であり得る）の終了時点よりも大きいことを意味し、続いてコントローラは工程８１０に移動して工程８１０でグルコース値を算出する。工程８１２で、前の工程（８１０又は８２６）に応じて、コントローラは測定信号においてグルコース値又はエラー表示を告知する。クエリ８０８が「はい」を返した場合、これは、それに関して出力信号が評価される時間間隔Ｔが試験終了時間よりも小さいことを意味し、続いてコントローラはその出力信号の評価において工程８１６におけるサンプリング間隔を次の時間間隔に増分させる。工程８１６で、コントローラ３８は出力信号が評価される現在時点を評価して、現在時点が窓の開始時点から終了時間までの範囲内であることを確実にする。工程８１６でクエリが「いいえ」を返した場合は、続いてコントローラは工程８０８に戻り、あるいはクエリ８１６が「はい」を返した場合、これは、それに関して測定された出力信号が評価される時間間隔がこの範囲内であることを意味し、コントローラは、工程８１８において、少なくとも２つの連続した時間間隔ｉ及びｉ＋１に関してそれぞれの出力信号の大きさにおける差としての出力の差ΔＩを、試験測定シーケンスの開始時点から終了時点までの所定の時間窓Ｔｗ（図６Ｂ）の範囲で決定する。
【００７０】
工程８２０で、出力の差ΔＩが０より大きい場合は、続いてマイクロコントローラ３８はインデックス×を出力の差ΔＩだけ増分させる（すなわち。×＝×＋ΔＩ）。クエリ工程８２４で、インデックス×が所定の値ａ以上である場合、続いてコントローラは工程８２６に移動してエラーをフラグ又は告知する。あるいは、工程８２４のクエリが「いいえ」を返した場合（すなわち、×＜ａ）、続いてシステムは工程８０８に戻り、期間が試験シーケンスの開始時点から試験シーケンスの時間間隔の終了時点までの時間窓の外にあるか否かを判定する。クエリ８０８が真又は「はい」を返した場合、システムは工程８１０で出力信号からグルコース値を算定し（上述したように）、工程８１２でメインルーチンに戻って式８〜８．２から決定されたグルコース測定値又は値を告知する。８２４においてクエリが「いいえ」を返すと仮定すると、電極の出力信号（単数又は複数）にエラーは存在せず、システムは工程８１０で算出されたグルコース測定値を告知することができる。
【００７１】
実施した通り、私の技術は、マイクロコントローラのリソースを可能な限り消費しないという点で当該技術分野に技術的貢献又は技術的効果を提供する（導入する必要があるのはわずか４つのパラメータ（「ａ」、「ｂ」並びに試験シーケンス窓の開始時間「ｃ」及び終了時間ｄ）並びに維持及び更新される１つの変数である（「ｘ」））。ストリップ６２を用いるシステムに関して、表１がかかるシステムに関して図８の論理プロセス８００の使用した場合の一連のパラメータを提供する。
【００７２】
【表１】
0006404926.tif 000013
【００７３】
本明細書に記載する私の技術は可能な限りに単純であり、これは測定器の導入に可能な限りリソースを消費しないという意味である（導入する必要があるのはわずか４つのパラメータ（「ａ」、「ｂ」、「ｃ」及び「ｄ」）並びに維持及び更新される２つの変数（すなわち「ｘ」及び「ｙ」）である）。パラメータ「ａ」はエラーをトリガするのに必要な信号点の合計を表す（これは合計領域と等しい）。パラメータ「ｂ」はアルゴリズムによって数えられる必要のある連続した測定点の差分を定める（電流信号出力点−最終点）。パラメータ「ｃ」及び「ｄ」はエラートリガに値するエラーが必ず発生する時間窓を定める（ここで「ｃ」は開始時間であり、「ｄ」は終了時間である）。どちらの条件も満たされた場合にのみ（すなわち特定の時間窓Ｔｗ内における信号の差異の合計）、エラーがトリガされる。これによって私の技術はスケーラブル（scalable）となり、続いて真陽性（すなわちトラップをトリガして不正確な結果をもたらすトランジェント）と偽陽性（すなわちトラップをトリガするが正確な結果をもたらす出力トランジェント）との間の適切なバランスを見出すことが可能となる。
【００７４】
図７Ａは私の技術によって識別されたトランジェントのうちのいくつかを示す。２９７０のトランジェントのうちの２つは誤っているとして識別された（０．０６７％と等しい）。図７Ｂは、同じ大きな血液試料によって生成された正常なトランジェントに対する誤ったトランジェントの差を示す。捉えられた各エラーは、図７Ｃに示すように−６５％を超えるバイアスに寄与していたであろう（本明細書に記載のグルコース算出法に基づく）。図７Ａ及び７Ｂに示した２９７０のトランジェントのうち、信号出力トランジェントのうちのわずか２つが真陽性であり、偽陽性は皆無である。
【００７５】
本発明は特定の変形例及び説明図に関して説明されているが、当業者であれば、本発明が説明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、上記に述べた方法及び工程が、所定の順序で起こる所定の事象を示している場合、所定の工程は述べられた順序で行われる必要はなく、各工程が、各実施形態がそれらの意図される目的で機能することを可能とするものである限り、任意の順序で行われることを意図している。したがって、開示の趣旨及び本発明の同等物の範囲内にある本発明の変形が存在する範囲では、本特許請求がこうした変形例をも包含することが意図されるところである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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