(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体サンプルにおける分析物を電気化学的に測定する方法であって、該方法は、
電気的テスト・シーケンスを電気化学的バイオセンサに印加するステップであって、該バイオセンサは、電極システムと、該電極システムを介して電気的な信号が印加される試薬と、前記試薬とコンタクトする流体における前記流体サンプルが前記バイオセンサに提供される前記流体サンプルにコンタクトするように構成されるレセプタクルと、を備え、前記電気的テスト・シーケンスは、少なくとも２つのブロックであって、各々のブロックが、テスト・シーケンスに対する応答の情報を生成するように構成され、１つのブロックは、ＡＣブロック（交流ブロック）であり、別のブロックは、ＤＣブロック（直流ブロック）であり、前記ＤＣブロックが少なくとも１つの回復電位を含む、ブロックを備え、前記電極システムの閉回路状態が、ＤＣブロックの間維持される、ステップと、
前記テスト・シーケンスへの前記応答から前記情報を測定するステップであって、該情報は前記少なくとも１つの回復電位からの情報を含む、ステップと、
前記情報を使用して前記流体サンプルの分析物濃度を決定するステップであって、該決定するステップは、少なくとも部分的には、前記少なくとも１つの回復電位からの前記情報に基づいている、ステップと、
のステップを含む、方法。
【請求項２】
前記ＡＣブロックは、前記ＤＣブロックの前に、前記ＤＣブロックの後に、または、前記ＤＣブロックの中で印加される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＡＣブロックは、前記ＤＣブロックの前に、印加される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＡＣブロックは、少なくとも２つの異なる周波数の多重周波数励起波形を含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ＡＣブロックの周波数は、およそ１０ｋＨｚ、およそ２０ｋＨｚ、およそ１０ｋＨｚ、およそ２ｋＨｚ、および、およそ１ｋＨｚであり、各々の周波数は、およそ０．５秒から、およそ１．５秒の間、印加される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ＤＣブロックは、励起電位と、前記少なくとも１つの回復電位との間で交替するパルス・シーケンスを備え、
前記決定するステップは、励起電流応答および回復電流応答の情報に基づいて前記分析物濃度を決定すること、を含む、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記パルス・シーケンスは、少なくとも１つのパルスからおよそ１０のパルスを含み、前記励起電位のパルスは、およそ＋４５０ｍＶにあり、前記回復電位のパルスは、およそ０ｍＶにあり、各々のパルスは、およそ５０ミリ秒からおよそ５００ミリ秒間、印加される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
およそ＋４５０ｍＶにおける各々の励起電位のパルスは、およそ２５０ミリ秒印加され、およそ０ｍＶにおける各々の回復電位のパルスは、およそ５００ミリ秒間、印加される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
励起電位のパルスと回復電位のパルスとの間の傾斜率は、所定の範囲の中にあるようにコントロールされ、前記傾斜率は、およそ１０ｍＶ／ミリ秒からおよそ５０ｍＶ／ミリ秒である、請求項６ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記テスト・シーケンスへの前記応答の前記情報は、電流応答、期間、形状、および、大きさからなるグループから選択される、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記回復電位から得られる前記情報から、少なくとも１つの交絡変数によって、前記分析物濃度の上への影響を補正するステップを更に備える請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの交絡変数は、ヘマトクリット、温度、および、試薬の厚みにおける変化からなるグループから選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記テスト・シーケンスは、前記ＤＣブロックの前に印加される前処理電位を更に備える、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記前処理電位は、正のＤＣパルスを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記前処理電位は、三角波形を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記分析物濃度は、ブドウ糖濃度である、請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記テスト・シーケンスは、第２のＤＣブロックであって、該第２のＤＣブロックは第１のＤＣブロックの波形とは別個の波形を有する、第２のＤＣブロックを更に備える請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２のＤＣブロックの波形は、三角形励起、サイン波励起および、台形励起からなるグループから選択されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
流体サンプルにおける分析物を電気化学的に測定する方法であって、該方法は、
電気的テスト・シーケンスを電気化学的バイオセンサに印加するステップであって、該バイオセンサは、電極システムと、該電極システムを介して電気的な信号が印加される試薬と、前記試薬とコンタクトする流体における前記流体サンプルが前記バイオセンサに提供される前記流体サンプルにコンタクトするように構成されるレセプタクルと、を備え、前記電気的テスト・シーケンスは、前記電気的テスト・シーケンスに対する応答の情報を生成するように構成された少なくとも１つのＤＣブロック（直流ブロック）を備え、前記ＤＣブロックが少なくとも１つの回復電位を含み、前記電極システムの閉回路状態が、ＤＣブロックの間維持される、ステップと、
前記少なくとも１つの回復電位からの情報を含む、前記電気的テスト・シーケンスへの前記応答からの情報を測定するステップと、
前記情報を使用して前記流体サンプルの分析物濃度を決定するステップであって、該決定するステップは、少なくとも部分的には、前記少なくとも１つの回復電位からの前記情報に基づいている、ステップと、
のステップを含む、方法。
【請求項２０】
前記ＤＣブロックは、およそ１つのパルスからおよそ１０パルスのパルス・シーケンスを備え、励起電位のパルスは、およそ＋４５０ｍＶにあり、そして、前記少なくとも１つの回復電位のパルスは、およそ０ｍＶにあり、各々のパルスは、およそ５０ミリ秒からおよそ５００ミリ秒間、印加される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
およそ＋４５０ｍＶにおける各々の励起電位のパルスが、およそ２５０ミリ秒間印加され、
およそ０ｍＶにおける各々の回復電位のパルスが、およそ５００ミリ秒間印加され、
前記励起電位のパルスと回復電位のパルスとの間の傾斜率が、所定の範囲の中にあるようにコントロールされ、
前記傾斜率は、およそ１０ｍＶ／ミリ秒からおよそ５０ｍＶ／ミリ秒である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成された分析物濃度測定デバイスであって、マイクロコントローラを含み、前記マイクロコントローラはバイオセンサと相互に作用してバイオセンサにおいて前記方法を実行する分析物濃度測定デバイス。
【請求項２３】
前記分析物濃度測定デバイスは、血糖値メーターである、請求項２２に記載の分析物濃度測定デバイス。
【請求項２４】
請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成された、分析物濃度決定システムであって、テスト・メーター及び少なくとも一つのバイオセンサを備え、前記テスト・メーターは前記少なくとも一つのバイオセンサにおいて前記方法を実行するシステム。
【請求項２５】
前記分析物濃度決定システムは、自己モニタリング血糖（ＳＭＢＧ）システムである、請求項２４に記載の分析物濃度決定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照」
本特許出願は、２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願番号第６１／７９２７４８号、および、第６１／８０１８２６号の利益を主張するものである。それらの各々の全体が、参照によって、ここに組み込まれる。
【０００２】
本願開示は、一般に、数学と医療に関し、そして、より詳細には、それは、少なくとも１つのパルス直流（ＤＣ）ブロックを有する電気的テスト・シーケンスから得られた応答電流に基づいて、流体サンプルにおける分析物を電気化学的に測定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
流体サンプルにおける（すなわち、生物学的あるいは環境的）分析物の電気化学的な測定から重要な利益を理解することができる。例えば、糖尿病を持つ個人は、ブドウ糖を測定することから利益を得ることができる。心臓病の危険が潜在的にある人々は、コレステロール、および、他の分析物の間のトリグリセリドを測定することから利益を得ることができる。これらは、生体サンプルにおける分析物を測定する利益の少数の例にすぎない。医学の向上は、流体サンプルにおいて、電気化学的に分析することができる分析物の増大する数を識別している。
【０００４】
ブドウ糖などの分析物を電気化学的に測定することに対する現在のアプローチの正確さは、試薬の厚さのバリエーション、試薬の濡れ、サンプル拡散の率、ヘマトクリット（Ｈｃｔ）、温度、塩分や他の交絡変数を含む、交絡変数の数によって、ネガティブな影響を受けることあり得る。これらの交絡変数は、例えば、ブドウ糖に比例する電流レスポンスなどの観察された大きさにおいて、増加または減少をもたらすことができる。それによって、「本当の」ブドウ糖濃度からの偏移を引き起こす。
【０００５】
テスト・サンプルとバイオセンサ特性における変化に起因しているエラーを補正するためのいくつかのアプローチが知られている。いくつかのアプローチは、分析物測定に関してアクティブな補正を実行しようとする。例えば、米国特許出願公開第２００９／０２３６２３７号は、周囲温度、バイオセンサ自体の温度、または、バイオセンサが測定デバイスに接続される時と、バイオセンサにサンプルが提供される時との間の時間の測定に基づいて、分析物測定を補正するための温度補正アルゴリズムを含むバイオセンサ測定システムを開示する。別の例において、米国特許第７，４０７，８１１号は、ＡＣ励起に対する血液サンプルのインピーダンスを測定し、そのような干渉物の影響を補正するために前記インピーダンス（または、インピーダンスから派生したアドミタンスおよび位相情報）を使用することによって、温度、Ｈｃおよび他の交絡変数における変化を補正する血糖を測定するためのシステムおよび方法を開示する。
【０００６】
他のアプローチは、バイオセンサの物理的特性をコントロールしようとする。例えば、米国特許第７，７４９，４３７号は、試薬の厚さと均一性をコントロールする方法を開示する。
【０００７】
また、パルス信号を使用して、電気化学的な分析物測定を実行する試みがあった。例えば、Ｂａｒｋｅｒ他は、交流ポーラログラフの矩形波電位は、テスト・セルに印加することができること、および、ＡＣ電流応答の振幅は、金属的イオンの濃度を検出するために、印加電圧の変化の各々の直前に測定されたことを開示する。Ｂａｒｋｅｒ他「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  ｏｎ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」７７：６８５−６９６、を参照。Ｂａｒｋｅｒ他は、また、彼らの方法は、Ａ／Ｃポーラログラフの感度の上で、二層容量電流のレートの好ましくない効果を改善することを開示する。
【０００８】
加えて、Ｇｕｎａｓｉｎｇｈａｍ他は、電位パルス信号を作用電極に印加し、電流応答を測定するメディエータ・ベース酵素電極に対するパルス電流測定検出方法を開示する。Ｇｕｎａｓｉｎｇｈａｍほか「Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．２８７：３４９−３６２（１９９０）」を参照。パルス信号は、ベース電位と励起電位の間で交流する。１００ミリ秒未満から１秒以上までの励起電位パルス持続時間範囲が、開示される。そして、各々の酸化電圧パルスの最後の１６．７ミリ秒の間に、電流サンプリングが起こった。また、米国特許第５，３１２，５９０号を参照。これは、３００−５００ミリ秒０Ｖ、５０−６０ミリ秒１５０ｍＶの間で交流するパルス励起シーケンスを印加することを開示する。
【０００９】
更にまた、Ｃｈａｍｐａｇｎｅ他は、可変電位信号を、電気化学反応を生成するために、電気化学的セルの電極に印加し、結果として生じる電流応答を測定するボルタメトリの測定方法を開示する。米国特許第５，９８０，７０８号を参照。テスト・セル電極を駆動するために、矩形波形電位が使用された。正および負の電流応答が、電流応答のうちの期間にわたって集積された。そして、集積された電流が、電流測定を計算するために合計された。そこで開示されたパルス・ボルタメトリ測定方法の例は、３０ｍＶのパルス高、５ｍＶのステップ高、１００ミリ秒のサイクル周期、４０ミリ秒のパルス幅、および、３５ミリ秒のサンプル時間を有する入力信号を使用した。Ｃｈａｍｐａｇｎｅ他は、電極に印加される矩形波信号の立ち上がり時間が電流測定を許すのに十分に急速であることを確実にすることをさらに開示する。
【００１０】
Ｗｕ他は、シーケンシャル励起電位と回復電位の複数のデューティ・サイクルを含むゲート制御電流測定パルス・シーケンスを使用することを開示する。米国特許出願公開第２００８／０１７３５５２号明細書を参照。励起電位は、定常電圧を電気化学的セルに提供する。電流応答は、励起電位の間に生成され、測定される。その電流は、回復の間に、少なくとも半分、そして、好適にはゼロまで減らされた。低下した回復電流は、開放回路状態によって電気化学的なセルに提供されたＷｕ他は、次に、好適な回復は、基本的に、ゼロ電位回復を印加することとは異なることを開示する。これらの回復が、０ボルトでさえ、印加電位の影響のない回復の間に独立した拡散および、分析物反応を提供するからである。
【００１１】
電気信号は、電気的信号が存在しない期間を含み、しかし、電気的信号が存在するが、本質的に振幅を持たない、オフ状態にある回復の間の、同様のゲート制御電流測定方法が、Ｗｕにより開示される。米国特許出願公開第２００９／０１４５７７９号明細書を参照。オフ状態は、機械的、電気的に電気回路を開くことによって、または、他の方法によって、提供された。さらに、Ｗｕによる、米国特許出願公開第２００８／０１７９１９７号明細書は、シーケンシャル励起および回復の複数デューティ・サイクルを含むゲート制御ボルタメトリ・パルス・シーケンスを開示する。この励起は、線形、周期的、または、非周期的励起を、印加電位が時間とともに線形に変化する応答電流が測定された間に、電気化学的セルに提供した。回復は、また、開放回路状態で、電気化学的セルに提供された。
【００１２】
現在の方法およびシステムは、したがって、利便性に関して、いくつかの利点を提供する。しかしながら、交絡変数の存在の中でさえ流体サンプルにおける分析物を電気化学的に測定する新規の方法に対するニーズが依然として存在する。
【発明の概要】
【００１３】
上で述べた不利な点の観点から、本願の開示は、体液のような流体サンプルにおける分析物を電気化学的に測定する方法を記述する。この方法は、交流（ＡＣ）および／または、ＤＣ応答から導出された情報を使用することを含む発明の概念に基づく。各々は、バイオセンサや流体サンプルの態様についての特定の情報を提供するために設計された。例えば、低振幅信号のＡＣブロックからの電流応答、形状や大きさ等の情報を、Ｈｃｔや温度などの交絡変数を補正するために、または、バイオセンサの状態と、正確な結果を提供するためのその適合性を決定するために、使用することができる。代替的に、ＤＣ電位ブロックからの回復電流応答、形状や大きさ等の情報を、Ｈｃｔおよび／または温度だけでなく、試薬の濡れ、および、サンプル拡散を補正するために使用することができる。したがって、流体サンプルにおける分析物濃度（または値）を測定する既知の方法と比較するとき、この発明の概念は、特定の利点、影響、特徴、そして、対象を提供する。
【００１４】
１つの態様において、電気化学的なバイオセンサに適用された流体サンプルの分析物濃度を測定し、決定し、計算し、または、そうでなければ予測するための電気化学的な分析法が、提供される。この方法は、少なくとも１つのＤＣブロックのテスト・シーケンスを流体サンプルに提供するステップを含むことができる。ここで、このテスト・ブロックは、サンプルやバイオセンサの異なる態様について特定の情報を引き出すように設計されている。ここで、ＤＣブロックは、少なくとも１つの励起電位、および、少なくとも１つの回復電位を含み、電気化学的バイオセンサの電極システムの閉回路状態が、ＤＣブロックの間維持される。
【００１５】
別の態様において、電気化学的なバイオセンサに適用された流体サンプルの分析物濃度を測定し、決定し、計算し、または、そうでなければ予測するための電気化学的分析方法が提供される。この方法は、少なくとも１つのＡＣブロックと少なくとも１つのＤＣブロックとのテスト・シーケンスを流体サンプルに提供するステップを含むことができる。ここで、各々のテスト・ブロックは、サンプルやバイオセンサの異なる態様について特定の情報を引き出すように設計されている。
【００１６】
ＡＣブロックに関して、それは、順次に、または、並列に同時に印加される低振幅信号のブロックでありえる。いくつかのインスタンスにおいては、ＡＣブロックは、少なくとも２つの異なる低振幅信号を含む。例えば、ＡＣブロックは、例えば、およそ１０ｋＨｚ、または、およそ２０ｋＨｚ、続いて、およそ１ｋＨｚまたはおよそ２ｋＨｚなどの、２つの周波数において２つのセグメントを含むことができる。他のインスタンスにおいては、このＡＣブロックは、複数の低振幅信号を含む。例えば、ＡＣブロックは、例えば、およそ１０ｋＨｚ、およそ２０ｋＨｚ、およそ１０ｋＨｚ、およそ２ｋＨｚ、および、およそ１ｋＨｚなどの、４つの周波数において、５つのセグメントを持つことができる。代替的に、ＡＣブロックは、例えば、およそ２０ｋＨｚ、およそ１０ｋＨｚ、およそ２ｋＨｚ、および、およそ１ｋＨｚなどの、４つの周波数において、４つのセグメントを有することができ、代替的に、ＡＣブロックは、およそ１０ｋＨｚ、およそ２０ｋＨｚ、およそ１０ｋＨｚ、およそ２ｋＨｚ、および、およそ１ｋＨｚにおいて、同時に印加される４つの周波数を持つことができ、さらに交替的に、ＡＣブロックは、所望の低振幅ＡＣ信号を同時に印加する多重周波数励起波形を持つことができる。
【００１７】
いくつかのインスタンスにおいては、ＡＣブロックは、およそ５００ミリ秒からおよそ１．５秒の間、印加される。他のインスタンスにおいては、ＡＣブロックは、およそ１００ミリ秒からおよそ３００ミリ秒の間、印加される。
【００１８】
いくつかのインスタンスにおいては、１つのＡＣブロックだけが、テスト・シーケンスの始めに、印加される。他のインスタンスにおいては、しかしながら、追加的なＡＣブロックを採用することができ、その少なくとも１つのＤＣブロックの中で散らばっていることさえありえる。このように、ＡＣブロックは、ＤＣブロックの前に、ＤＣブロックの後に、または、ＤＣブロックの中で散らばって印加されることができる。
【００１９】
ＡＣ周波数は、順次印加されることができるが、それらは、また、同時追加（ｃｏ−ａｄｄ）されることができ、組み合わせた周波数をＡＣ周波数ごとに位相およびアドミタンス振幅情報を得るために、フーリエ変換を実行することによって、応答情報を得ることができる有限ブロック中で同時に印加することができる。
【００２０】
そのセグメントに関係なく、周波数およびそれらの期間、ＡＣ電流応答情報を、ＡＣブロックの間の任意の時に得ることができる（すなわち、測定することができる）。いくつかのインスタンスにおいては、一連のＡＣ電流応答測定を、テスト・シーケンスの初期に実行することができる。サンプルが適用された直後にされた測定は、拡散、温度、および、試薬可溶性によって、影響される。他のインスタンスにおいては、応答が安定し、最初の１秒の過渡応答を避けることができるように、十分なサンプルが印加されたあと、十分な時間においてＡＣ測定を得ることができる。さらに他のインスタンスにおいては、ＡＣ応答電流情報は、およそ１６０，０００／秒まで得ることができる。
【００２１】
いくつかのインスタンスにおいては、ＤＣブロックは、連続的、単極性励起波形である（すなわち、電位は、閉回路において、ＤＣブロックを通して印加され、コントロールされる）。これは、励起パルスの間で開放回路を使用するいくつかのパルス電流測定方法と対照的である。同様に、連続電流応答を収集することができ、それによって、雑音フィルタリングと信号強調などのより高度なデジタル信号処理方法の使用を可能にする。
【００２２】
いくつかのインスタンスにおいては、ＤＣブロックは、ブドウ糖などの分析物を検出するために最適化される複数の短期間励起パルスと回復パルスを含み、その最適化は、パルス持続時間、前記励起パルスと回復パルスとの間の傾斜をつけられた移行、各々のパルスの間に測定される電流応答の数、および、どこで、各々のパルスにおいて電流応答測定がされるか、に関連する。
【００２３】
ＤＣブロックに関して、それは、およそ０ｍＶからおよそ＋４５０ｍＶの間で交流する電位において、少なくとも１つのパルスからおよそ１０パルスを含むことができる。いくつかのインスタンスにおいては、ＤＣブロックは、およそ０ｍＶから＋４５０ｍＶへの単一の電位ステップでありえる。ここで、この電位は、減衰する電流応答を検出することができるように維持される。すなわち、ＤＣブロックは、少なくとも１つの励起パルス、および、少なくとも１つの回復パルスを含む。ここで、パルスは、およそ０ｍＶからおよそ＋４５０ｍＶの間で交流する。
【００２４】
パルスの数にかかわらず、各々のＤＣパルスが、およそ５０ミリ秒からおよそ５００ミリ秒までの間印加されることができる。代替的に、およそ＋４５０ｍＶにおける各々のＤＣパルスが、およそ２５０ミリ秒印加されることができ、そして、およそ０ｍＶにおける各々のＤＣパルスは、およそ５００ミリ秒間、印加されることができる。
【００２５】
いくつかのインスタンスにおいては、励起パルスおよび回復パルスは、電位の間で傾斜することを使用して上／下に移行の間コントロールされる。パルスは、容量電流応答を軽くするために効果的な、所定のレートでコントロールされる。一般的に、その傾斜率は、ほとんど理想的なポテンシャル移行によって提供されるピーク電流と比較して、ピーク電流においておよそ５０％あるいはそれ以上の縮小を提供するように選択される。例えば、効果的な傾斜率は、およそ１０ｍＶ／ミリ秒からおよそ５０ｍＶ／ミリ秒であり得る。
【００２６】
パルスの数にかかわらず、電位およびそれらの期間、ＤＣ電流応答情報は、１つ以上のＤＣブロックの間のいつでも得ることができる。さらに、ＤＣ応答電流情報は、およそ１６０，０００／秒まで得ることができる。
【００２７】
いくつかのインスタンスにおいては、１つのＤＣブロックだけが使用される。他のインスタンスにおいては、複数のＤＣブロックが使用される。例えば、第１のＤＣブロックは、ブドウ糖などの関心の分析物を検出するのに用いることができ、そして、第２のＤＣブロックは、交絡変数に関する情報を提供するために使用することができる。いくつかのインスタンスにおいては、第１のＤＣブロックおよび第２のＤＣブロックは、同一の傾斜率を持つ。他のインスタンスにおいて、前記第２のＤＣブロックは、第１のＤＣブロックと比較すると、異なる傾斜率を持つ。さらに、ＤＣブロックは、少なくとも２つの異なる傾斜率を使用している波形でありえる。
【００２８】
いくつかのインスタンスにおいては、第２のＤＣブロックは、分析物を検出するのに用いられることができ、このように、第１のＤＣブロックから、結果を確認する。他のインスタンスにおいては、他のＤＣブロックは、サンプルにおけるケトン類などの他の電気活性分析物を測定するために、使用することができる。
【００２９】
代替的に、ＤＣブロックは、スロー・ランプ・バイポーラ（ＳＲＢＰ）波形励起でありえる。いくつかのインスタンスにおいては、波形は、三角形励起でありえ、しかるに、別の例においては、それは、サイン波であるか台形励起でありえる。
【００３０】
さらに、代替的に、ＤＣブロックは、複数の周波数を有する波形でありえ、電気工学分野の当業者によって、先に述べた低振幅ＡＣブロックと対照的に、大振幅ＡＣ波形として、記述されることができる。
【００３１】
前述した観点から、ここに開示される測定方法の１つ以上を組み込まれた、電気化学的分析に関連して使用されるデバイス、装置およびシステムが、提供される。これらのデバイス、装置、および、システムは、アミノ酸、抗体、バクテリア、炭水化物、薬、脂質、マーカ、核酸、ペプチド、タンパク質、毒素、ウイルス、および、他の分析物を、それらの組合せと並んで含む分析物の濃度を決定するために、使用することができる。しかしながら、それらに限られるものではない。あるインスタンスにおいて、分析物は、ブドウ糖である。
【００３２】
これら、および、他の利点、効果、特徴および、本願発明の概念の対象物は、あとに続く説明からよりよくよく理解されているようになる。その記載において、添付の図面に対する参照が行われる。それは、本願発明の概念の実施形態の部分を形成する。そこでは、本願発明の概念の実施形態を図示するが、本願発明の概念の制限を行うものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
利点、効果、特徴、および、上記のもの以外の目的は、下記の詳しい説明を考慮すると、すぐに明らかになる。そのような詳しい説明は、以下の図面に言及する。ここで、
【図１】図１は、メーターおよびバイオセンサを含む例示的な分析物測定システムを示す。
【図２】図２は、例示的な分析物測定システムに対する簡略化した回路図を示す。
【図３】図３は、分析物測定デバイス、装置またはシステムによって採用されることができる例示的なテスト・シーケンスを示す。
【図４】図４は、分析物測定システムの例示的なテスト・シーケンスのグラフである。
【図５】図５は、分析物測定システムの例示的な応答のグラフである。
【図６】図６は、図４のテスト・シーケンスの部分、および、図５の応答を図示する拡大図である。
【図７Ａ】図７Ａは、分析物測定システムによって採用されることができる別の例示的なテスト・シーケンスを示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、分析物測定システムによって採用されることができるより詳細な例示的なテスト・シーケンスを示す。
【図８】図８は、変化するＨｃｔ濃度、一定の温度、および、一定のブドウ糖濃度を有するテスト・サンプルに対する電流応答を図示するグラフである。
【図９】図９は、変化する温度、一定のＨｃｔ濃度、および、一定のブドウ糖濃度を有するテスト・サンプルに対する電流応答を図示するグラフである。
【図１０】図１０は、第１の例示的なテスト・シーケンスに対する電流応答および電流応答デルタを図示するグラフである。
【図１１】図１１は、第２の例示的なテスト・シーケンスに対する電流応答および電流応答デルタを図示するグラフである。
【図１２】図１２は、別の例示的なテスト信号、および、第３の例示的なテスト信号に対する電流応答デルタを図示するグラフである。
【図１３】図１３は、別の例示的なテスト信号を図示するグラフである。
【図１４】図１４は、図１３の第４の典型的なテスト信号に対する電流応答および電流応答デルタを図示するグラフである。
【００３４】
本願発明の概念は、種々の修正と代替の形式に影響されやすいが、その例示的な実施形態は、図面の中で例として示され、ここに、詳細に記載される。しかしながら、以下に続く例示的な実施形態の記載は、発明の概念を開示された特定の形に制限することを意図するものではないことが理解されなければならない。それとは逆に、その意図は、ここに記述される実施形態および請求項によって定義されるように、その要旨および範囲に入るすべての利点、効果、特徴と目的をカバーしようとするものである。したがって、発明の概念の範囲を解釈するために、ここに記述される実施形態、以下の請求項に対する参照がなされなければならない。このように、ここに記述される実施形態は、他の問題を解決するのに役立つ利点、効果、特徴と目標を有することができることに留意する必要がある。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
この方法、デバイス、装置およびシステムは、次に、以下に、添付の図面を参照して、より充分に記述される。本願発明の概念の実施形態が、すべてではないが、いくつかが示される。実際に、発明のコンセプトは、多くの異なる形で具体化することができ、そして、ここに述べられる実施形態に限られたものとして解釈されてはならない。むしろ、これらの例示的実施形態は、本願開示が適用可能な法的要求を満たすように、提供される。
【００３６】
同様に、多くの修正、そして、ここに記述される方法、デバイス、装置およびシステムの他の実施形態は、前述の記載および関連する図面に提示された教示に利益を有する、本願開示に関係する当業者には思い浮かぶであろう。したがって、本願発明の概念は、開示された特定の実施形態に制限されるものではないこと、および、修正や他の実施形態が、本願に添付された特許請求の範囲の中に含まれることを意図するものであることが理解されるべきである。特定の用語がここにおいて使用されるが、それらは、一般的、説明的な意味においてのみ使用されており、制限の目的のためではない。
【００３７】
とくに、他のように定義されない限り、ここで使用されるすべての技術的、科学的な用語は、本願開示が属する技術領域における当業者に共通に理解されるものと同一の意味を持つ。ここに記述されるものと同様であるか等しいいかなる方法および材料は、本願の方法、デバイス、装置およびシステムの実施またはテストにおいて使用することができるけれども、好適な方法および材料が、ここに、記述される。
【００３８】
さらに、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による要素への参照は、文脈が、１つであって、１つの要素のみであることを明らかに要求しない限り、複数の要素が存在するという可能性を排除しない。不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、したがって、通常、「すくなくとも１つ」を意味する。
【００３９】
［概要］
【００４０】
信頼できる方法で、分析物濃度を提供するＡＣおよびＤＣ電流応答から導出された情報を使用する測定分析物方法が、ここに開示される。これらの測定方法は、また、例えば、Ｈｃｔ、温度や、試薬の厚さにおける変化などの交絡変数の影響を減らすために使用することができる。それによって、より「真の」分析物濃度を提供する。
【００４１】
ここに開示された測定方法は、主に電流法（ａｍｐｅｒｏｍｅｔｒｙ）を利用する。しかしながら、この方法は、（例えば、電量分析、ポテンシオメトリィーまたはボルタンメトリーなど）他の電気化学的な測定技術とともに使用することができると考えられる。例示的な電気化学測定方法に関するさらなる詳細が、例えば、米国特許第４，００８，４４８号、第４，２２５，４１０号、第４，２３３，０２９号、第４，３２３，５３６号、第４，８９１，３１９号、第４，９１９，７７０号、第４，９６３，８１４号、第４，９９９，５８２号、第４，９９９，６３２号、第５，０５３，１９９号、第５，１０８，５６４号、第５，１２０，４２０号、第５，１２２，２４４号、第５，１２８，０１５号、第５，２４３，５１６号、第５，２８８，６３６号、第５，３５２，３５１号、第５，３６６，６０９号、第５，３８５，８４６号、第５，４０５，５１１号、第５，４１３，６９０号、第５，４３７，９９９号、第５，４３８，２７１号、第５，５０８，１７１号、第５，５２６，１１１号、第５，６２７，０７５号、第５，６２８，８９０号、第５，６８２，８８４号、第５，７２７，５４８号、第５，７６２，７７０号、第５，８５８，６９１号、第５，９９７，８１７号、第６，００４，４４１号、第６，０５４，０３９号、第６２５４７３６号、第６，２７０，６３７号、第６，６４５，３６８号、第６，６６２，４３９号、第７，０７３，２４６号、第７，０１８，８４３号、第７，０１８，８４８号、第７，０４５，０５４号、第７，１１５，３６２号、第７，２７６，１４６号、第７，２７６，１４７号、第７，３３５，２８６号、第７，３３８，６３９号、第７，３８６，９３７号、第７，３９０，６６７号、第７，４０７，８１１号、第７，４２９，８６５号、第７，４５２，４５７号、第７，４８８，６０１号、第７，４９４，８１６号、第７，５４５，１４８号、第７，５５６，７２３号、第７，５６９，１２６号、第７，５９７，７９３号、第７，６３８，０３３号、第７，７３１，８３５号、第７，７５１，８６４号、第７，９７７，１１２号、第７，９８１，３６３号、第８，１４８，１６４号、第８，２９８，８２８号、第８，３２９，０２６号、第８，３７７，７０７号、および、第８，４２０，４０４号、ならびに、米国再発行特許第３６２６８号、米国再発行特許第４２５６０号、第４２９２４号、および、第４２９５３号などの中で開示される。
【００４２】
有利なことに、ここに記述される方法は、より、正確に、そして、速く、ブドウ糖濃度、特に血糖濃度などの分析物濃度を報告するために、ＳＭＢＧデバイス、装置およびシステムに組み込むことができる。
【００４３】
さらに、この測定方法は、先進のマイクロプロセッサ・ベース・アルゴリズム、および、システム性能を劇的に向上する結果となるプロセスを使用してインプリメントすることができる。これらの測定方法は、また、１０／１０パフォーマンスなどのパフォーマンス向上を達成することができるアルゴリズムをつくる方法の柔軟性と数を提供する。ここに使われるように、「１０／１０パフォーマンス」は、測定されたｂＧ値が、ｂＧ濃度＞１００ｍｇ／ｄＬに対して実際のｂＧ値のおよそ±１０％内にあり、ｂＧ濃度＜１００ｍｇ／ｄＬに対して実際のｂＧ値のおよそ±１０ｍｇ／ｄＬにあることを意味する。
【００４４】
ここに開示される方法を実行するのに役立つことができる追加的な電気化学的な測定方法に関する詳細は、「バイオセンサ・アルゴリズムを構築に用いるスケーリング・データの方法ならびにデバイス、装置およびそれらを組み込むシステム」出願人ドケット番号第３１５１８号、「分析物の電気化学的な測定をフェール・セーフにする方法ならびにデバイス、装置およびそれらを組み込むシステム」ドケット番号第３１５２０号、「電気化学的な分析物測定において回復パルスからの情報を使用する方法およびデバイス、装置とそれらを組み込むシステム」ドケット番号第３１５２２号、「分析物を電気化学的に測定するディスクリプタ・ベースの方法およびデバイス、装置とそれらを組み込むシステム」ドケット番号第３１５２３号、および、「電気化学的な測定の間に高い酸化防止剤濃度を検出し、そこから分析物濃度をフェール・セーフにするする方法およびデバイス、装置とそれらを組み込むシステム」ドケット番号第３１５２４号と題された同時出願中の特許出願の中に見ることができる。
【００４５】
［分析物測定デバイス、装置およびシステム］
【００４６】
本願発明の測定方法を記述する前に、そして、それに関連して、図１は、電気化学的なバイオセンサ２０に有効に結合するテスト・メーター１１（テスト要素としても知られる）などのデバイスを含む例示的な分析物測定システムを示す。メーター１１およびバイオセンサ２０は、バイオセンサ２０に提供される１つ以上の流体サンプルの分析物の濃度を決定するように操作可能である。いくつかのインスタンスにおいては、そのサンプルは、例えば、全血、血漿、血清、尿または、唾液など体液サンプルであることができる。他のインスタンスにおいては、流体サンプルは、水性環境サンプルなどの１つ以上の電気化学的に反応性分析物の存在または濃度に対して検査される別のタイプのサンプルであることができる。
【００４７】
図１において、バイオセンサ２０は、メーター１１の接続端子１４に取り外し可能に挿入される単一回使用テスト・ストリップである。いくつかのインスタンスにおいて、バイオセンサ２０は、血糖テスト要素として構成される。ブドウ糖を電気化学的に測定する特徴と機能性を含む。他のインスタンスにおいては、バイオセンサ２０は、例えば、アミノ酸、抗体、バクテリア、炭水化物、薬、脂質、マーカ、核酸、ペプチド、タンパク質、毒素、ウイルス、および、他の分析物など１つ以上の他の分析物を電気化学的に測定するように構成される。
【００４８】
メーター１１は、ユーザーに、分析物濃度または他の試験結果を含む種々の情報を示すのに用いられる電子ディスプレイ１６、および、ユーザー入力を受信するためのユーザ・インタフェース５０を含む。メーター１１は、信号をバイオセンサ２０に印加し、バイオセンサ２０に対して１つ以上の応答を測定するために、テスト信号を生成するために操作可能であるマイクロコントローラおよび関連テスト信号生成測定回路（図示せず）を更に含む。いくつかのインスタンスにおいて、メーター１１は、血糖測定メーターとして構成することができ、小冊子「アキュチェックアビバ（登録商標）血糖測定メーター・オウナーのブックレット」（２００７）で解説されるように、アキュチェックアビバ（登録商標）メーターの特徴および機能を含む。その一部分が、米国特許第６４５３６８号に開示されている。他のインスタンスにおいて、メーター１１は、例えば、アミノ酸、抗体、バクテリア、炭水化物、薬、脂質、マーカ、核酸、タンパク質、ペプチド、毒素、ウイルス、および、他の分析物などの１つ以上の他の分析物を電気化学的に測定するように構成することができる。電気化学的な測定方法の用途に構成された例示的なメーターに関するさらなる詳細が、例えば、米国特許第４，７２０，３７２号、第４，９６３，８１４号、第４，９９９，５８２号、第４，９９９，６３２号、第５，２４３，５１６号、第５，２８２，９５０号、第５，３６６，６０９号、第５，３７１，６８７号、第５，３７９，２１４号、第５，４０５，５１１号、第５，４３８，２７１号、第５，５９４，９０６号、第６，１３４，５０４号、第６，１４４，９２２号、第６，４１３，２１３号、第６，４２５，８６３号、第６，６３５，１６７号、第６，６４５，３６８号、第６，７８７，１０９号、第６，９２７，７４９号、第６，９４５，９５５号、第７，２０８，１１９号、第７，２９１，１０７号、第７，３４７，９７３号、第７，５６９，１２６号、第７，６０１，２９９号、第７，６３８，０９５号、および、第８，４３１，４０８号、などの中で開示される。
【００４９】
当業者は、ここに記述される測定方法は、他の測定、デバイス、装置、システム、そして、例えば、病院テスト・システム、研究所テスト・システム、および、その他の環境において、使用することができることを理解する。
【００５０】
バイオセンサとメーターは、図１に示されるものに加えて、または、それらの代わりに、更なるおよび／または代替の属性と特徴を含むことができることが理解されるべきである。例えば、バイオセンサは、長方形の形状を有する単一回使用、使い捨て電気化学的テスト・ストリップの形であることができる。バイオセンサは、例えば、異なる構成、大きさ、または形状のテスト・ストリップ、非ストリップ・テスト要素、使い捨てのテスト要素、再使用可能テスト要素、マイクロ・アレイ、ラボ・オンチップ・デバイス、バイオ・チップ、バイオ・ディスク、バイオｃｄｓ、または、他のテスト要素などの異なる形を含むことができることが理解される。電気化学的な測定方法の用途に構成された例示的なバイオセンサに関するさらなる詳細が、例えば、米国特許第５，６９４，９３２号、第５，７６２，７７０号、第５，９４８，６９５号、第５，９７５，１５３号、第５，９９７，８１７号、第６，００１，２３９号、第６，０２５，２０３号、第６，１６２，６３９号、第６，２４５，２１５号、第６，２７１，０４５号、第６，３１９，７１９号、第６，４０６，６７２号、第６，４１３，３９５号、第６，４２８，６６４号、第６，４４７，６５７号、第６，４５１，２６４号、第６，４５５，３２４号、第６，４８８，８２８号、第６，５０６，５７５号、第６，５４０，８９０号、第６，５６２，２１０号、第６，５８２，５７３号、第６，５９２，８１５号、第６，６２７，０５７号、第６，６３８，７７２号、第６，７５５，９４９号、第６，７６７，４４０号、第６，７８０，２９６号、第６，７８０，６５１号、第６，８１４，８４３号、第６，８１４，８４４号、第６，８５８，４３３号、第６，８６６，７５８号、第７，００８，７９９号、第７，０６３，７７４号、第７，２３８，５３４号、第７，４７３，３９８号、第７，４７６，８２７号、第７，４７９，２１１号、第７，５１０，６４３号、第７，７２７，４６７号、第７，７８０，８２７号、第７，８２０，４５１号、第７，８６７，３６９号、第７，８９２、８４９号、第８，１８０，４２３号、第８，２９８，４０１号、第８，３２９，０２６号、ならびに、米国再発行特許第４２５６０号、第４２９２４号、および、第４２９５３号などの中で開示される。
【００５１】
図２は、バイオセンサ４２０とメーター４１０との間の電気通信を提供するために動作的にメーター４１０と結合したバイオセンサ４２０を含む、例示的な分析物測定システムの簡略化した回路図４００を示す。バイオセンサ４２０は、複合試薬およびサンプル４２２と接触している、作用電極４２２と対電極４２３を有するテスト・セル４２１を含む。作用電極４２２は、メーター４１０の増幅器４１４の負入力と電気通信している。対電極４２３は、仮想接地、または、メーター４１０の参照電位と電気通信している。
【００５２】
メーター４１０は、出力４１２においてテスト制御信号を生成し、出力するように動作可能であるマイクロコントローラ４１１を含む。テスト制御信号は、増幅器４１４の正入力にテスト電位を出力する増幅器４１３を駆動する。このテスト電位は、また、増幅器４１４の正入力と負入力との間の仮想的短絡のために、増幅器４１４の負入力においても、見られる。増幅器４１４の負入力に存在するテスト電位は、作用電極４２２に提供される。したがって、マイクロコントローラ４１１によるテスト制御信号出力は、作用電極４２２の電位に印加されるテスト電位をコントロールするように動作可能である。出力４１２で提供されるテスト制御信号、および、作用電極４２２に提供されるテスト電位は、ＡＣコンポーネント、前処理コンポーネント、そして、励起電位および、閉回路回復電位を含むＤＣパルス・シーケンスなどの多くの特徴を含むことができる。それらの例が、以下にさらに記述される。
【００５３】
作用電極４２２に印加されるテスト電位は、増幅器４１４の負入力に提供される電流応答４５０を生成する。増幅器４１４は、Ｉ／Ｖコンバータとして構成され、マイクロコントローラ４１１の入力４６０に、電流応答４５０と比例している電圧を出力する。マイクロコントローラ４１１は、入力４６０における電圧を検出し、入力４６０に見られる電圧を、ゲイン抵抗４１５の値によって、割り算することによって電流応答４５０を決定する。電流応答４５０は、ＡＣコンポーネント、前処理コンポーネント、および、励起電圧と閉じた回路回復電位とを含むＤＣパルス・シーケンスを含むテスト電位に対する応答を含むことができる。これらの例は、ここで以下にさらに記述される。
【００５４】
さらなる例示的な分析物測定システムは、簡略回路図４００に図示されたものに加えて、または、それらに代わるものとして多くの特徴を含むことができることが理解される。例えば、マイクロコントローラ４１１は、また、例えば、図１に関連して図示され、上で記述されている１つ以上のデジタルメモリ、ディスプレイ、および／または、ユーザ・インタフェースなど、ならびに、それらに結びついたコントローラおよびドライバ回路など、メーター４１０の他のコンポーネントに、動作的に接続していることができる。図２において、出力４１２は、アナログ出力は、マイクロコントローラ４１２に内蔵されたＤ／Ａ変換器に接続しており、そして、入力４６０は、マイクロコントローラ４１２に内蔵されたＡ／Ｄ変換器に接続しているアナログ入力である。他のインスタンスにおいては、出力４１２は、外部Ｄ／Ａ変換器に接続されたデジタル出力であり得、そして、入力４６０は、外部Ａ／Ｄ変換器に接続されたデジタル出力であり得る。図２において、テスト・セル４２１は、２電極テスト・セルである。しかしながら、他のテスト・セルは、３電極テスト・セル、または、他の電極システムでありえる。
【００５５】
図２において、テスト電位は、作用電極と対電極との間に電位差を提供するために作用電極に印加されることができる。代替的に、仮想接地以外のテスト電位、または、参照電位は、作用電極と対電極との間に電位差を提供するために対電極として提供することができる。前述の、および、他の種々の代替のテスト・セル、電極、および／または、サンプルと試薬との組み合わせとに接触して電極システムにテスト信号を印加し、それへの応答を測定するように動作可能な回路構成を、利用することができることが理解される。
【００５６】
［測定方法］
【００５７】
上記したように、ここに記述される測定方法は、少なくとも１つのＡＣブロックや少なくとも１つのＤＣブロックを有するテスト・シーケンスに対するＡＣやＤＣ電流応答から導出された情報を使用することを含む発明の概念に基づいており、各々のブロックは、流体サンプルやバイオセンサの態様についての特定情報を提供するように設計されている。
【００５８】
本願方法は、一般に、体液などの流体サンプルに、制御されたパルス・シーケンスを有するＤＣブロックに関連する低振幅信号のＡＣブロックを印加すること、および、ＡＣおよびＤＣ電流応答を測定することを含む。図３は、例示的なテスト・シーケンス、および、ＳＭＢＧおよび他のテスト・システムと関連して使用することができる、それに対する応答を示す。このように、このテスト・シーケンスは、励起パルスと回復パルスの制御されたＤＣブロックが続く低振幅信号のＡＣブロックを含む。
【００５９】
ＡＣブロックに関して、それは、例えば、およそ２つのセグメントからおよそ１０のセグメント、およそ３つのセグメントからおよそ９つのセグメント、およそ４つのセグメントからおよそ８つのセグメント、およそ５つのセグメントからおよそ７つのセグメントに、または、およそ６つのセグメントなどの、複数のＡＣセグメントを含むことができる。他のインスタンスにおいては、ＡＣブロックは、およそ２つのセグメント、およそ３つのセグメント、およそ４セグメント、およそ５セグメント、およそ６セグメント、およそ７セグメント、およそ８セグメント、およそ９セグメント、またはおよそ１０セグメントを含むことができる。さらに他のインスタンスおいては、ＡＣブロックは、１０セグメント以上のセグメント、すなわち、およそ１５セグメント、およそ２０セグメント、または、およそ２５のセグメントを持つことができる、さらに他のインスタンスにおいては、ＡＣブロックは、１セグメントを含むことができる。ここで、そのセグメントは、同時に印加される複数の低振幅ＡＣ信号を有する。
【００６０】
当業者は、ＡＣブロックのセグメントの数は、応答の複雑さ、測定を実行するのに利用可能である関連する周波数範囲と時間とによって制限されることを理解する。より高い周波数は、一般に、高帯域エレクトロニクス、および、より速いサンプリングを必要とする。しかるに、低い周波数は、より長くかかり、そして、典型的には、よりノイズが多い。したがって、セグメントの最大数は、これらのパラメータ、サンプルおよび環境、および／または、関心対象の交絡ファクタを識別するために必要な、最小限のカウントおよび周波数スパンを選ぶこと、を考慮したものである。
【００６１】
ここに使われるように、「およそ（ａｂｏｕｔ）」は、述べられた濃度、長さ分子量、ｐＨ、電位、時間フレーム、温度、電圧、または、ボリュームなどの値の統計学的に意味がある範囲の中であることを意味する。そのような値または範囲は、大きさのオーダが、典型的には、所定の値のまたは範囲の２０％以内、より典型的には１０％以内、そして、さらにより典型的には５％以内にあることであり得る。「およそ（ａｂｏｕｔ）」によって含まれる許容されるバリエーションは、検討中の特定のシステムに依存し、当業者には、すぐに理解される。
【００６２】
このＡＣブロックの各々のセグメントの各々の信号の周波数は、およそ１ｋＨｚからおよそ２０ｋＨｚまで、およそ２ｋＨｚからおよそ１９ｋＨｚまで、およそ３ｋＨｚからおよそ１８ｋＨｚまで、およそ４ｋＨｚからおよそ１７ｋＨｚまで、およそ５ｋＨｚからおよそ１６ｋＨｚまで、およそ６ｋＨｚからおよそ１５ｋＨｚまで、およそ７ｋＨｚからおよそ１４ｋＨｚまで、およそ８ｋＨｚからおよそ１３ｋＨｚまで、およそ９ｋＨｚからおよそ１２ｋＨｚまで、または、およそ１０ｋＨｚからおよそ１１ｋＨｚまで、であることができる。他のインスタンスにおいては、ＡＣブロックの各々のセグメントの周波数は、およそ１ｋＨｚ、およそ２ｋＨｚ、およそ３ｋＨｚ、およそ４ｋＨｚ、およそ５ｋＨｚ、およそ６ｋＨｚ、およそ７ｋＨｚ、およそ８ｋＨｚ、およそ９ｋＨｚ、およそ１０ｋＨｚ、およそ１１ｋＨｚ、およそ１２ｋＨｚ、およそ１３ｋＨｚ、およそ１４ｋＨｚ、およそ１５ｋＨｚ、およそ１６ｋＨｚ、およそ１７ｋＨｚ、およそ１８ｋＨｚ、およそ１９ｋＨｚ、または、およそ２０ｋＨｚでありえる。さらに他のインスタンスおいては、ＡＣブロックの各々のセグメントの各々の信号の周波数は、２０ｋＨｚより大きい、すなわち、およそ３０ｋＨｚ、およそ４０ｋＨｚ、または、およそ５０ｋＨｚことがあることがありえる。いくつかのインスタンスにおいては、そのセグメントの１つ以上が、同じ周波数を持つことができ、しかるに、他のインスタンスにおいては、各々のセグメントが、他のセグメントから異なる周波数を持つ。４つの周波数は、しかしながら、一般的に、十分である。使用される正確な周波数は、測定システムクロックの最大周波数の簡単な整数の割り算によってすぐに生成することができる。
【００６３】
ＡＣブロックのセグメントにおける信号の最大周波数制限は、しかしながら、安価で、電池駆動のハンドヘルド器具に対して、およそ１００ｋＨｚまでであり得る。それを越えると、アナログ帯域幅、サンプリング・レート、ストレージ、および、処理スピードに対する要求の増加が、急速に加算される。一方、典型的なバイオセンサ応答の虚部が、周波数とともに、ますますより小さくなる。低い周波数は、より長い期間を有し、そして、比較的正確にサンプルするのにより長い時間をかける。
【００６４】
ＡＣブロックは、典型的には、少なくとも２つの異なる低振幅信号を含む。例えば、ＡＣブロックは、例えば、およそ１０ｋＨｚ、または、およそ２０ｋＨｚ、続いて、およそ１ｋＨｚまたはおよそ２ｋＨｚなどの、２つの周波数においての２つのセグメントを含むことができる。他のインスタンスにおいては、このＡＣブロックは、複数の低振幅信号を含む。例えば、ＡＣブロックは、例えば、およそ１０ｋＨｚ、およそ２０ｋＨｚ、およそ１０ｋＨｚ、およそ２ｋＨｚ、および、およそ１ｋＨｚなどの、４つの周波数において、５つのセグメントを持つことができる。代替的に、ＡＣブロックは、例えば、およそ２０ｋＨｚ、およそ１０ｋＨｚ、およそ２ｋＨｚ、および、およそ１ｋＨｚなどの、４つの周波数において、４つのセグメントを有することができ、代替的に、ＡＣブロックは、およそ１０ｋＨｚ、およそ２０ｋＨｚ、およそ１０ｋＨｚ、およそ２ｋＨｚ、および、およそ１ｋＨｚにおいて、同時に印加される４つの周波数を持つことができ、さらに交替的に、ＡＣブロックは、所望の低振幅ＡＣ信号を同時に印加する多重周波数励起波形を持つことができる。このＡＣ周波数は、順次印加されることができる、あるいは、結合され、同時に印加されることができ、そして、フーリエ変換を介して分析されることができる。
【００６５】
ＡＣブロックは、およそ５００ミリ秒からおよそ１．５秒、およそ６００ミリ秒からおよそ１．２５秒、およそ７００ミリ秒からおよそ１０００ミリ秒、または、およそ８００ミリ秒からおよそ９００ミリ秒の間、印加することができる。代替的に、ＡＣブロックは、およそ５００ミリ秒、およそ６００ミリ秒、およそ７００ミリ秒、およそ８００ミリ秒、およそ９００ミリ秒、およそ１０００ミリ秒、およそ１．２５秒、または、およそ１．５秒の間、印加することができる。特に、このＡＣブロックは、およそ１００ミリ秒からおよそ３００ミリ秒の間、印加することができる。
【００６６】
しかしながら、当業者は、ＡＣセグメントの数、周波数、期間、および、順序は、変化し得ることを理解する。
【００６７】
ＡＣ電流応答情報を、テスト・シーケンスの間のいつでも得ることができる。低周波数におけるインピーダンス結果は、電気化学的なセルがＤＣ分極した後に得られる場合、分析物濃度によって影響され得る。いくつかのインスタンスにおいて、一連のＡＣ電流応答測定を、テスト・シーケンスの初期に得られることができる。流体サンプルがバイオセンサに適用された直後にされた測定は、拡散、温度、および、試薬可溶性によって影響される、他のインスタンスにおいては、ＡＣ応答電流測定は、応答が安定し、最初の１秒の過渡応答を避けることができるように、十分なサンプルが印加されたあと、十分な時間において得ることができる。同様に、応答電流測定は、１つ以上の周波数において、行うことができる。それらの容量的な特性のために、周波数オクターブまたはディケードにより分離された複数のＡＣ測定は、異なる感度またはより簡単な操作を提供することができる。
【００６８】
正確な測定は、５ｋＨｚを超える周波数において、より困難であり得る。しかし、真のインピーダンスに対して、より良い可視性を提供することができる。ここで２０ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、２ｋＨｚ、および、１ｋＨｚにおける周波数が使用された。加えて、これらの周波数は、測定エレクトロニクスを単純化するために、および、低い周波数（より大きい虚数インピーダンス）が安定するのにより長くかかるのを可能にするために、このシーケンスにおいて印加された。
【００６９】
電気化学的な測定方法における例示的なＡＣブロックに関するさらなる詳細が、例えば、米国特許第７，３３８，６３９号、第７，３９０，６６７号、第７，４０７，８１１号、第７，４１７，８１１号、第７，４５２，４５７号、第７，４８８，６０１号、第７，４９４，８１６号、第７，５９７，７９３号、第７，６３８，０３３号、第７，７５１，８６４号、第７，９７７，１１２号、第７，９８１，３６３号、第８，１４８，１６４号、第８，２９８，８２８号、第８，３７７，７０７号、および、第８，４２０，４０４号などの中で開示される。
【００７０】
ＤＣブロックに関して、典型的には、それは、およそ０ｍＶと所定の正電位差との間で交流する定常的に印加される電位差、あるいは、従来のＤＣ電気化学的な方法によって分析することができる他のよりゆっくり変化する電位差を含む。しかしながら、当業者は、応用電位差の範囲は、使用される分析物と試薬化学に依存して、異なることができ、また、異なることを理解する。
【００７１】
ＤＣブロックは、例えば、およそ２パルスからおよそ１０パルスまで、およそ３パルスからおよそ９パルスまで、およそ４パルスからおよそ８パルスまで、およそ５パルスからおよそ７パルスまで、あるいは、およそ６つのパルスなどの、複数のパルスを含むことができる。他のインスタンスにおいて、このＤＣブロックは、およそ２パルス、およそ３パルス、およそ４パルス、およそ５パルス、およそ６パルス、およそ７パルス、およそ８パルス、およそ９パルス、または、およそ１０パルスを含むことができる。さらに他のインスタンスおいては、ＤＣブロックは、１０以上のパルス、すなわち、およそ１５のパルス、およそ２０のパルス、または、およそ２５パルスを持つことができる。ここに使われるように、「パルス（ｐｕｌｓｅ）」は、少なくとも１つの励起および／または１つの回復期間を意味する。しかしながら、パルスの数は、典型的には、テスト・シーケンスに対して使用可能時間により制限される。より短い期間は、電極表面から更に深くしらべ、試薬の厚さと拡散モディファイアーに対する感度を増加する。
【００７２】
ＤＣブロックにおける各々のパルスの電位は、およそ０ｍＶから４５０ｍＶ、およそ１０ｍＶから４２５ｍＶ、およそ１５ｍＶから４００ｍＶ、およそ２０ｍＶから３７５ｍＶ、およそ２５ｍＶから３５０ｍＶ、およそ３０ｍＶから３２５ｍＶ、およそ３５ｍＶから３００ｍＶ、およそ４０ｍＶから２７５ｍＶ、およそ４５ｍＶから２５０ｍＶ、およそ５０ｍＶから２２５ｍＶ、およそ７５ｍＶから２００ｍＶ、およそ１００ｍＶから１７５ｍＶ、または、およそ１２５ｍＶからおよそ１５０ｍＶであることができる。他のインスタンスにおいては、ＤＣブロックにおける各々のパルスの電位は、およそ１ｍＶ、およそ１０ｍＶ、およそ１５ｍＶ、およそ２０ｍＶ、およそ２５ｍＶ、およそ３０ｍＶ、およそ３５ｍＶ、およそ４０ｍＶ、およそ４５ｍＶ、およそ５０ｍＶ、およそ６０ｍＶ、およそ７０ｍＶ、およそ８０ｍＶ、およそ９０ｍＶ、およそ１００ｍＶ、およそ１１０ｍＶ、およそ１２０ｍＶ、およそ１３０ｍＶ、およそ１４０ｍＶ、およそ１５０ｍＶ、およそ１６０ｍＶ、およそ１７０ｍＶ、およそ１８０ｍＶ、およそ１９０ｍＶ、およそ２００ｍＶ、およそ２１０ｍＶ、およそ２２０ｍＶ、およそ２３０ｍＶ、およそ２４０ｍＶ、およそ２５０ｍＶ、およそ２６０ｍＶ、およそ２７０ｍＶ、およそ２８０ｍＶ、およそ２９０ｍＶ、およそ３００ｍＶ、およそ３１０ｍＶ、およそ３２０ｍＶ、およそ３３０ｍＶ、およそ３４０ｍＶ、およそ３５０ｍＶ、およそ３６０ｍＶ、およそ３７０ｍＶ、およそ３８０ｍＶ、およそ３９０ｍＶ、およそ４００ｍＶ、およそ４１０ｍＶ、およそ４２０ｍＶ、およそ４３０ｍＶ、およそ４４０ｍＶ、または、およそ４５０ｍＶであることができる。さらに他のインスタンスおいては、ＤＣブロックの各々のパルスの電位は、４５０ｍＶより高い、すなわち、およそ４７５ｍＶ、およそ５００ｍＶ、およそ５２５ｍＶ、およそ５５０ｍＶ、およそ５７５ｍＶ、およそ６００ｍＶ、およそ６２５ｍＶ、およそ６５０ｍＶ、およそ６７５ｍＶ、およそ７００ｍＶ、およそ７２５ｍＶ、または、およそ７５０ｍＶであることができる。さらに他のインスタンスおいては、励起パルス電位は、およそ＋４５０ｍＶより大きい、より小さい、または、等しいことがあり得る。いくつかのインスタンスにおいて、そのパルスの１つ以上が、同じ電位を持つことができ、しかるに、他のインスタンスにおいて、各々のパルスは、他のパルスと異なった電位を持つ。
【００７３】
上記したように、印加されたＤＣ電位は、回復パルスを提供するために、励起パルスの間で、およそ０ｍＶに固定することができる。このように、それを、一般に、連続的単極性励起波形にする。これは、正のＤＣパルスの間で開放回路の使用を定める既知の技術からのテスト信号シーケンスと対照的である。それによって、正のパルスの間の電流を収集し分析することの可能性を排除する。
【００７４】
その数に関係なく、各々のＤＣパルスが、およそ５０ミリ秒からおよそ５００ミリ秒まで、およそ６０ミリ秒からおよそ４５０ミリ秒まで、およそ７０ミリ秒からおよそ４００ミリ秒まで、およそ８０ミリ秒からおよそ３５０ミリ秒まで、およそ９０ミリ秒からおよそ３００ミリ秒まで、およそ１００ミリ秒からおよそ２５０ミリ秒まで、およそ１５０ミリ秒からおよそ２００ミリ秒まで、または、およそ１７５ミリ秒の間、印加することができる。代替的に、各々のパルスは、およそ５０ミリ秒、およそ６０ミリ秒、およそ７０ミリ秒、およそ８０ミリ秒、およそ９０ミリ秒、およそ１００ミリ秒、およそ１２５ミリ秒、およそ１５０ミリ秒、およそ１７５ミリ秒、およそ２００ミリ秒、およそ２２５ミリ秒、およそ２５０ミリ秒、およそ２７５ミリ秒、およそ３００ミリ秒、およそ３２５ミリ秒、およそ３５０ミリ秒、およそ３７５ミリ秒、およそ４００ミリ秒、およそ４２５ミリ秒、およそ４５０ミリ秒、およそ４７５ミリ秒、または、およそ５００ミリ秒の間、印加することができる。特に、＋４５０ｍＶにおける各々のＤＣパルスが、およそ２５０ミリ秒印加されることができるそして、０ｍＶにおける各々のＤＣパルスは、およそ５００ミリ秒間、印加されることができる。さらに、代替的に、各々のパルスは、およそ５０ミリ秒より少ない間、または、５００ミリ秒より多くの間印加されることができる。その期間は、十分に長くなければならない、または、充電電流を避けるのに十分に、ソフトな、始まりでなければならない。ともかく、パルス持続時間は、合理的な５０／６０Ｈｚノイズ除去を可能にするのに十分長く印加されなければならないさらに、パルスの間の時間は、理想的には、電気化学的セルが放電し、そのプレ・パルス状態の近くに復帰するのを可能にするために、十分に長いものである。更にまた、動作電位は、メディエータおよび測定システムに依存する。この中の例は、ＮＡ派生酸化還元メディエータの原理実証を示す。
【００７５】
一般的に、各々のパルスの傾斜率は、ほとんど理想的なポテンシャル移行によって提供されるピーク電流と比較して、ピーク電流においておよそ５０％あるいはそれ以上の縮小を提供するように選択される。いくつかのインスタンスにおいては、各々のパルスは、同じ傾斜率を持つことができる。他のインスタンスにおいては、いくつかのパルスは、同じ傾斜率を持つことができ、他のパルスは、異なる傾斜率を持つことができる。さらに他のインスタンスおいては、各々のパルスは、それ自身の傾斜率を持つ。例えば、有効な傾斜率は、およそ５ｍＶ／ミリ秒からおよそ７５ｍＶ／ミリ秒まで、または、およそ１０ｍＶ／ミリ秒からおよそ５０ｍＶ／ミリ秒まで、１５ｍＶ／ミリ秒からおよそ２５ｍＶ／ミリ秒、または、およそ２０ｍＶ／ミリ秒であることができる。代替的に、その傾斜率は、およそ５ｍＶ／ミリ秒、およそ１０ｍＶ／ミリ秒、およそ１５ｍＶ／ミリ秒、およそ２０ｍＶ／ミリ秒、およそ２５ｍＶ／ミリ秒、およそ３０ｍＶ／ミリ秒、およそ３５ｍＶ／ミリ秒、およそ４０ｍＶ／ミリ秒、およそ４５ｍＶ／ミリ秒、およそ５０ｍＶ／ミリ秒、およそ５５ｍＶ／ミリ秒、およそ６０ｍＶ／ミリ秒、およそ６５ｍＶ／ミリ秒、およそ７０ｍＶ／ミリ秒、または、およそ７５ｍＶ／ミリ秒であることができる。特に、その傾斜率は、およそ４０ｍＶ／ミリ秒からおよそ５０ｍＶ／ミリ秒までであることができる。
【００７６】
所与の酸化還元メディエータに対する励起電位を決定するために、選択された作用電極／対電極（ＷＥ−ＣＥ）電位ステップが印加された（例えば、３．５秒）後に固定時間測定された電流をプロットすることができる。いずれのケースにおいても、当業者は、電流−電位プラトー上で、楽に動作するように努力する。しかしながら、より高い電位が、常に、より良いということはない。それらは、関心対象物の分析物測定に、望ましくない影響を与える他の（すなわち、干渉する）反応を招くことがあり得るからである。
【００７７】
いくつかのインスタンスにおいては、テスト・シーケンスは、単一のＤＣブロックを含む。しかるに、他のインスタンスにおいては、そのテスト・シーケンスは、２つ以上のＤＣブロックを含む。
【００７８】
例示的なＤＣブロックは、およそ０ｍＶとおよそ＋４５０ｍＶとの間で（複電流測定モードにおいて）、交流することができる（すなわち、パルス）。
【００７９】
ＡＣブロックのように、当業者は、ＤＣパルスの数、電位、期間、および、順序は、変化し得ることを理解する。
【００８０】
本願の方法において、ＡＣおよび／またはＤＣ応答電流情報を、およそ２，０００／秒からおよそ２００，０００／秒において、およそ３，０００／秒からおよそ１９０，０００／秒において、およそ４，０００／秒からおよそ１８０，０００／秒において、およそ５，０００／秒からおよそ１７０，０００／秒において、およそ６，０００／秒からおよそ１６０，０００／秒において、およそ７，０００／秒からおよそ１５０，０００／秒において、およそ８，０００／秒からおよそ１４０，０００／秒において、およそ９，０００／秒からおよそ１３０，０００／秒において、およそ１０，０００／秒からおよそ１２０，０００／秒において、およそ１５，０００／秒からおよそ１１０，０００／秒において、およそ２０，０００／秒からおよそ１００，０００／秒において、およそ３０，０００／秒からおよそ９０，０００／秒において、およそ４０，０００／秒からおよそ８０，０００／秒において、およそ５０，０００／秒からおよそ７０，０００／秒において、または、およそ６０，０００／秒において、得る（すなわち、測定または記録する）ことができる。いくつかのインスタンスにおいては、ＡＣおよび／またはＤＣ応答電流情報を、およそ１００／秒からおよそ２００／秒において、およそ２００／秒からおよそ３００／秒において、およそ３００／秒からおよそ４００／秒において、およそ４００／秒からおよそ５００／秒において、およそ５００／秒からおよそ６００／秒において、およそ６００／秒からおよそ７００／秒において、およそ７００／秒からおよそ８００／秒において、およそ８００／秒からおよそ９００／秒において、およそ１，０００／秒からおよそ１，５００／秒において、およそ１，５００／秒からおよそ２，０００／秒において、およそ２，０００／秒からおよそ２，５００／秒において、およそ２，５００／秒からおよそ３，０００／秒において、およそ３，０００／秒からおよそ３，５００／秒において、およそ３，５００／秒からおよそ４，０００／秒において、およそ４，０００／秒からおよそ４，５００／秒において、およそ４，５００／秒からおよそ５，０００／秒において、およそ５，０００／秒からおよそ５，５００／秒において、およそ５，５００／秒からおよそ６，０００／秒において、およそ６，０００／秒からおよそ６，５００／秒において、およそ６，５００／秒からおよそ７，０００／秒において、およそ７，０００／秒からおよそ７，５００／秒において、およそ７，５００／秒からおよそ８，０００／秒において、およそ８，０００／秒からおよそ８，５００／秒において、およそ８，５００／秒からおよそ９，０００／秒において、およそ９，０００／秒からおよそ９，５００／秒において、およそ９，５００／秒からおよそ１０，０００／秒において、およそ１０，０００／秒からおよそ２０，０００／秒において、およそ２０，０００／秒からおよそ３０，０００／秒において、およそ３０，０００／秒からおよそ４０，０００／秒において、およそ４０，０００／秒からおよそ５０，０００／秒において、およそ５０，０００／秒からおよそ６０，０００／秒において、およそ６０，０００／秒からおよそ７０，０００／秒において、およそ７０，０００／秒からおよそ８０，０００／秒において、およそ８０，０００／秒からおよそ９０，０００／秒において、およそ９０，０００／秒からおよそ１００，０００／秒において、およそ１００，０００／秒からおよそ１１０，０００／秒において、およそ１１０，０００／秒からおよそ１２０，０００／秒において、およそ１２０，０００／秒からおよそ１３０，０００／秒において、およそ１３０，０００／秒からおよそ１４０，０００／秒において、およそ１４０，０００／秒からおよそ１５０，０００／秒において、およそ１５０，０００／秒からおよそ１６０，０００／秒において、およそ１６０，０００／秒からおよそ１７０，０００／秒において、およそ１７０，０００／秒からおよそ１８０，０００／秒において、およそ１８０，０００／秒からおよそ１９０，０００／秒において、または、およそ２００，０００／秒において、得ることができる。他のインスタンスにおいては、ＡＣおよび／またはＤＣ応答電流情報を、およそ１００／秒、およそ２００／秒、およそ３００／秒、およそ４００／秒、およそ５００／秒、およそ６００／秒、およそ７００／秒、およそ８００／秒、およそ９００／秒、およそ１，０００／秒、およそ１，２５０／秒、およそ１，５００／秒、およそ１，７５０／秒、およそ２，０００／秒、およそ２，２２５／秒、およそ２，５００／秒、およそ２，７５０／秒、およそ３，０００／秒、およそ３，２５０／秒、およそ３，５００／秒、およそ３，７５０／秒、およそ４，０００／秒、およそ４，２５０／秒、およそ４，５００／秒、およそ４，７５０／秒、およそ５，０００／秒、およそ５，２５０／秒、およそ５，５００／秒、およそ５，７５０／秒、およそ６，０００／秒、およそ６，２５０／秒、およそ６，５００／秒、およそ７，０００／秒、およそ７，２５０／秒、およそ７，５００／秒、およそ７，７５０／秒、およそ８，０００／秒、およそ８，２５０／秒、およそ８，５００／秒、およそ８，７５０／秒、およそ９，０００／秒、およそ９，２５０／秒、およそ９，５００／秒、およそ９，７５０／秒、およそ１０，０００／秒、およそ１５，０００／秒、およそ２０，０００／秒、およそ２５，０００／秒、およそ３０，０００／秒、およそ３５，０００／秒、およそ４０，０００／秒、およそ４５，０００／秒、およそ５０，０００／秒、およそ５５，０００／秒、およそ６０，０００／秒、およそ６５，０００／秒、およそ７０，０００／秒、およそ７５，０００／秒、およそ８０，０００／秒、およそ８５，０００／秒、およそ９０，０００／秒、およそ９５，０００／秒、およそ１００，０００／秒、およそ１０５，０００／秒、およそ１１０，０００／秒、およそ１１５，０００／秒、およそ１２０，０００／秒、およそ１２５，０００／秒、およそ１３０，０００／秒、およそ１３５，０００／秒、およそ１４０，０００／秒、およそ１４５，０００／秒、およそ１５０，０００／秒、およそ１５５，０００／秒、およそ１６０，０００／秒、およそ１６５，０００／秒、およそ１７０，０００／秒、およそ１７５，０００／秒、およそ１８０，０００／秒、およそ１８５，０００／秒、およそ１９０，０００／秒、およそ１９５，０００／秒、または、およそ２００，０００／秒において、まで得ることができる。さらに他のインスタンスにおいては、ＡＣおよび／またはＤＣ応答電流情報を、２００，０００／秒より多くにおいて、得ることができる。
【００８１】
一緒にとると、少なくとも１つのＡＣブロックおよび少なくとも１つのＤＣブロックは、サンプルに印加されるテスト・シーケンスを抱合する。図３に図示されるように、したがって、例示的なテスト・シーケンスは、（１）異なる周波数における複数のＡＣセグメントのＡＣブロック、および、（２）同様に短い期間（例えば、およそ５０−５００ミリ秒）の回復パルスにより分離される短い期間（例えば、およそ５０−５００ミリ秒）のおよそ４５０ｍＶのパルスのＤＣブロックを含むことができる。その間、およそ０ｍＶの回復電位の閉回路が適用される。
【００８２】
換言すると、したがって、例示的なテスト・シーケンスは、任意の順序で実行されることができる３つのブロックを含むことができる。第１のＡＣブロックは、流体サンプルが検出され、バイオセンサの上で確認された後、始めることができる。初期の１秒は、試薬溶解のダイナミクスと反応力のダイナミクスをモニターするための１０ｋＨｚの小さな振幅ＡＣ波形である。これの後に、４つの１５０ミリ秒の、２０ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、２ｋＨｚおよび、１ｋＨｚのＡＣセグメントが続く。第２のブロックは、ＤＣパルスのシリーズでありえる。ここで、正の印加電位差は、拡散限界電流を誘発するために十分な振幅と期間のものである。これらのパルスは、拡散限界電流を誘発するためには十分な振幅でなく、セルがそのプレ・パルス状態の近くに帰るのを可能にするのには十分長いより小さい電位差でインタレースされる。第３のブロックは、また、ＳＲＢＰなどのＤＣパルスのシリーズであることができる。
【００８３】
電流応答情報は、テスト・シーケンスから収集され、ＡＣおよびＤＣブロックに対する電流応答を含む。いくつかのインスタンスにおいては、電流応答情報は、ＡＣおよびＤＣ測定に対する単一共用信号経路を含むシステム設計を単純化するためにＤＣおよびＡＣ測定に対するＡ／Ｄサンプリング・レートで、収集することができる。共通デジタル・オーディオ・サンプリングレート範囲は、およそ４４．１ｋＨｚからおよそ１９２ｋＨｚまでを含む。しかし、それらに制限されるものではない。この範囲におけるＡ／Ｄ変換器は、種々の商業的な半導体供給元からすぐに利用できる。
【００８４】
ＡＣブロックに対する電流応答情報は、インピーダンス、アドミタンスおよび位相値、または、以下で詳細に記述される他の複素パラメータを決定するのに使用することができる。同様に、ＤＣブロックへの電流情報は、分析物濃度、または、以下で詳細に記述される他の複素パラメータを決定するために使用することができる。
【００８５】
図４−図５に示されるように、１つのトレースは、印加されたＤＣ電位を図示し、他のトレースは、それぞれ、ＡＣおよびＤＣ電流応答を図示する。上記したように、印加されたＤＣ電位は、回復パルスを提供するために、パルスの間で、およそ０ｍＶに固定することができる。このように、それを、一般に、連続的励起波形にする。これは、正のＤＣパルスの間で開放回路の使用を定め、それによって、正の励起パルスの間の電流を収集し分析することの可能性を排除する既知の技術からのテスト・シーケンスと対照的である。ここに使われるように、「回復パルス」は、関心分析物（例えば、ブドウ糖）の電気化学反応が無くなり、それによって、システムが、別のさらに正のＤＣパルスとの後続する問合せの前に固定された出発点に戻るのを可能にする、十分に長い回復期の間印加されるおよそゼロ電位パルスを意味する。
【００８６】
本願発明の概念の部分として、ＤＣブロックにおける回復応答は、特に、Ｈｃｔおよび温度に関係するユニークな情報コンテンツを含むことが認められた。更にまた、この情報は、値を提供し、ＳＭＢＧデバイス、装置、および、システムの正確さと性能をさらに洗練するために利用することができる。
【００８７】
図４に戻って、パルスＤＣブロックへの応答は、試薬の濡れ、サンプル拡散および試薬に関する分離、安定したブドウ糖輸送勾配の確立、および、縮小可能分析物と結びついたキネティクスなどの他の重要なプロセスに関するリアルタイム情報と並んで、Ｈｃｔと温度情報とを符号化する。図示されたＤＣブロックは、時間に関して、これらのプロセスの短い、異なったストローブを提供する。各々の正のＤＣパルスは、異なった電流シグネチャを生成し、それは、時間におけるその位置のために、必ずしも他のようではない。
【００８８】
重要なことに、各々の閉回路回復電圧パルスは、ブドウ糖の電気化学反応が無くなり、それによって、システムが、別のＤＣパルスとの後続する問合せの前に共通の出発点に戻るのを可能にする、十分に長い回復期を提供する。
【００８９】
正のＤＣパルスからの電流の減衰の形状として、ブドウ糖、Ｈｃｔ、そして、温度（ならびに、上記した他のバイオセンサ・プロセス）に関する情報を符号化すると、回復パルスの形状は、また、ユニークである。各々の回復パルスは、負の電流レスポンスを複電流測定システムがどのように所定の参照状態に戻るかを記述する異なった、時間順序の情報を符号化する成長率で生成する。回復パルスの間の電流成長率は、単に近隣する正のＣパルスと結びついた電流減衰の鏡像ではない。ブドウ糖反応が、ブドウ糖での電気化学反応を開始することができず、継続することができない電位の大きさを選択することによって無くなったからである。ここに開示される例示的な測定方法は、ＳＭＢＧデバイス、装置および、システムの正確さと性能を改善するために、回復電流応答によって符号化されるＨｃｔ、温度、および、他の交絡変数に関連するユニークな情報コンテンツを使用する。
【００９０】
ゼロに近い、および、非ゼロ正および負の電位の大きさは、また、追加的実施形態において、回復パルスとして使用することができること、すべてのパルスの大きさ、期間および形状が、図示された例示的な実施形態から変化することが理解される。ここに開示される例示的な実施形態は、採用されることができるＡＣ信号の数、時間におけるその位置、または、振幅／周波数を制限しないことが、また、理解される。そして、図４の中で図示され、以下に更に詳細に議論される例示的なテスト信号におけるなど、テスト・シーケンスのパルスＤＣブロックの中においてＡＣ信号を散在させることを制限しない。更にまた、ここに開示される例示的な実施形態は、ＤＣパルスの数、長さ、または、大きさを制限しない。
【００９１】
図４は、電気化学的なテスト・セルの電極システムに提供することができる例示的なテスト・シーケンス５００を示す。グラフの垂直軸５０１は、ボルト（Ｖ）における作用電極電位を意味する。作用電極電位は、作用電極に印加される電位、または、作用電極と、電位またはテスト信号が印加される電極または電極にかかわらずカウンターまたは照合電極などの別の電極との間の電位差を指すことができることが理解されるべきである。グラフの水平軸５０２は、秒における時間を意味する。テスト・シーケンス５００は、時間＝０において、または、それ以後に印加される。これは、サンプル充分性発見電極および信号を使用して、または、他の方法を通して決定することができるように、テスト・セルに十分なサンプルが存在する時間である。
【００９２】
テスト・シーケンス５００は、１つ以上のＡＣセグメント、前処理テスト・セグメント、または、それらの組合せを含むことができる信号成分５１０（またはブロック）から始める。信号成分５１０は、また、電気化学反応を引き起こさないように、しかし、試薬水和と反応速度のキネティクスを可能にするように選択されるインキュベーション信号成分を含むことができる。そのようなインキュベーション・コンポーネントは、例えば、開放回路状態、０ｍＶ電位、実質的０ｍＶ平均電位、または、関心対象の特定の反応を駆動するのに必要な電位より少ない非ゼロ電位などの非０ボルト電位を含むことができる。
【００９３】
いくつかのインスタンスにおいては、信号成分５１０は、１つ以上のＡＣシーケンス、電気化学的なテスト・セルの電極システムに提供された周波数を含む。例えば、信号成分５１０のＡＣセグメントは、およそ、時間＝０秒から、およそ、時間＝１．２秒印加される１０ｋＨｚのセグメント、およそ、時間＝１．２秒から、およそ、時間＝１．３秒印加される２０ｋＨｚのセグメント、およそ、時間＝１．３秒から、およそ、時間＝１．４秒印加される１０ｋＨｚのセグメント、およそ、時間＝１．４秒から、およそ、時間＝１．５秒印加される２ｋＨｚのセグメント、および、およそ、時間＝１．５秒から、およそ、時間＝１．６秒印加される１ｋＨｚのセグメントを含む。代替的に、信号成分５１０のＡＣセグメントと周波数は、およそ１．５秒間印加される１０ｋＨｚの信号を含み、およそ０．２秒間印加される２０ｋＨｚの信号が続き、およそ０．２秒間印加される１０ｋＨｚの信号が続き、およそ０．２秒間印加される２ｋＨｚの信号が続き、およそ０．２秒間印加される１ｋＨｚの信号が続く。
【００９４】
上記したように、信号成分５１０は、１つ以上の前処理信号を含むことができる。いくつかのインスタンスにおいては、信号成分５１０は、およそ時間＝０秒に開始し、およそ２００−６００ミリ秒間印加され、そして、およそ１００ｍＶの、または、より大きい振幅を有する正のＤＣ前処理パルスを含む。他のインスタンスにおいては、信号成分５１０は、およそ時間＝０秒に開始し、およそ５００ミリ秒間印加され、そして、およそ４５０ｍＶの振幅を有する正のＤＣ前処理パルスを含むことができる。さらに他のインスタンスおいては、信号成分５１０は、およそ２ｍＶ／ミリ秒の傾斜率を含む２サイクル三角形電位波形を含むことができる。
【００９５】
このように、信号成分５１０は、前処理信号成分と並んで、１つ以上のＡＣセグメントの組合せを含むことができる。いくつかのインスタンスにおいて、信号成分５１０は、１つ以上のＡＣ信号成分を含み、１つ以上の前処理信号成分が続く。他のインスタンスにおいては、信号成分５１０は、１つ以上の前処理信号成分を含み、１つ以上のＡＣ信号成分が続く。
【００９６】
信号成分５１０の後に、パルスＤＣシーケンス５２０（またはブロック）が、電極システムに印加される。パルス・シーケンス５２０は、パルス５２１の励起電位に増加される作用電極電位から始まる。パルス５２１から、作用電極電位は、パルス５２２の回復電位まで減少する。電位５２２から、作用電極電位は、パルス５２３−５３２の電位に、順次、増減する。図４に示されるように、パルス間の傾斜率は、容量電流応答を軽減するために効果的な所定のレートにおいて起こるようにコントロールされる。いくつかのインスタンスにおいて、その傾斜率は、信号立ち上がり時間が、所定の目標率または範囲にしたがって意図的にコントロールされることよりはむしろ、駆動回路のネイティブ特性によって決定される、実質的に矩形波励起によって提供されるピーク電流と比較して、ピーク電流において５０％あるいはそれ以上の縮小を提供するように選択される。
【００９７】
パルス５２１、５２３、５２５、５２７、５２９および５３１は、テスト・セル中で電気化学反応を引き起こすために効果的な励起電位を電気化学的テスト・セルに提供し、容量充電電流応答および複数の交絡変数に起因している他の電流応答情報にたたみ込まれることができる関連したファラデー電流応答を生成する傾斜率制御励起電圧パルスの例である。また、図４に示されるように、励起電圧パルスは、作用電極と、およそ１３０ミリ秒の期間のおよそ４５０ｍＶの対電極との間の電位差を提供する。示された励起電圧は、特定の分析物反応を駆動するように選択される。この場合、これは、ブドウ糖の酵素媒介反応である。励起電位パルスの大きさと期間は、使用されるメディエータの特定の活性化電位、または、関心対象の特定の反応を引き起こすのに必要な電位に依存して変化することができることが理解されるべきである。
【００９８】
パルス５２２、５２４、５２６、５２８、５３０および５３２は、テスト・セルを電流を放電し、より速くテスト・セル状況を励起電圧パルスとの後続する問合せのために共通の出発点に回復するように制御するために、テスト・セルの閉回路状態が維持される間に、電気化学的テスト・セルの作用電極に電位を提供する閉回路回復電圧パルスの例である。閉回路回復電位パルスは、また、励起電位パルスと同じ、または、同様の方法でコントロールされた傾斜率であり得る。図４に示されるように、回復電圧パルスは、作用電極とおよそ０ｍＶの対電極との間の電位差を提供する。これは、電極システムが閉回路状態に維持される期間のおよそ２８０ミリ秒である。
【００９９】
いくつかのインスタンスにおいて、閉回路回復パルスによって提供されるＤＣ電位の大きさ、および、その期間は、その下でテスト・セルが、プレ励起状態に回復することができる電位、および、所望の応答を提供するのに必要な時間に依存して変化することができる。したがって、いくつかの実施形態は、所与のメディエータの活性化電位より小さい非ゼロ電位を有する回復電圧パルスを含むことができる。いくつかのインスタンスは、関心対象の特定の反応を駆動するために必要な電位より小さい非ゼロ電位を有する回復電圧パルスを含む。他のインスタンスは、特定された試薬システムに対する最少酸化還元電位より小さい非ゼロ電位を有する回復電圧パルスを含む。さらに他のインスタンスは、およそ０ｍＶの平均電位を有する回復電圧パルスを含むが、しかし、およそ０ｍＶより大きいパルス部分、および、およそ０ｍＶより小さい部分を有する。さらに他のインスタンスは、前述の非ゼロ電位のいずれかにしたがって、平均電位を有する回復電圧パルスを含む。しかし、これらは、非ゼロ平均より大きい部分、および、非ゼロ平均より小さい部分を有する。
【０１００】
図５は、図４のテスト信号５００に応答して、テスト・セルによって生成される応答信号６００を示す。グラフ６００の垂直軸６０１は、μＡにおける作用電極の電流を意味する。グラフ６００の水平軸６０２は、秒における時間を意味する。電流応答６００は、信号成分５１０への応答を含む、応答成分６１０から始まる。いくつかのインスタンスにおいて、応答成分６１０は、それから、インピーダンス、アドミタンスと位相角を決定することができるＡＣ電流応答を含む。そのような測定は、図４に関連して上述されたものなど１つ以上のＡＣブロック・セグメントまたはコンポーネントに対して実行することができる。いくつかのインスタンスにおいて、信号成分６１０は、前処理信号成分を含むが、ＡＣセグメントを含まず、応答成分６１０の測定は、実行されない。他のインスタンスにおいて、信号コンポーネント６１０は、前述の、および／または、他のコンポーネントの組合せを含む。
【０１０１】
応答成分６１０の後に、応答信号６００は、指数的に減衰する励起電流応答６２１、６２３、６２５、６２７、６２９と６３１のシーケンスを含む。それらは、それぞれ、励起パルス５２１、５２３、５２５、５２７、５２９と５３１に応答して生成される。励起電流応答６２１、６２３、６２５、６２７、６２９および６３１は、容量電極充電および複数の交絡変数に起因している電流応答情報に関連する容量充電電流応答と並んで、テスト・セルの電気化学反応に関連するファラデー電流応答成分を含む。電流応答６２２、６２４、６２６、６２８、６３０および６３２は、回復電位を印加する閉回路状態で維持されるとき、テスト・セルの放電および複数の交絡変数に起因している電流応答情報に関する回復電流応答を含む。
【０１０２】
電流応答６２１−６３２は、それとともにたたみ込まれた交絡変数の追加的情報と並んで、テストされている流体サンプルに存在することができる関心対象の分析物の濃度に関係がある情報を含む。したがって、ここに記述される本願発明の概念は、それにより、電流応答６２１−６３１と結びついた情報を、１つ以上の交絡変数に対する補償、または、感度を減少させることによって、強化した正確さ、精度、繰返し性および信頼性を有する関心対象の分析物の濃度を決定するのに用いることができる方法に取り込むことができる。いくつかの交絡変数は、試薬膜厚における変化、サンプル温度、サンプルＨｃｔ、試薬濡れ、および、他の間の反応キネティクスを含む、分析物濃度決定にインパクトを与え得る。本願開示は、ここに開示される方法が、そのような交絡変数を補償する、または、減少した感度を示す分析物濃度決定を実行するのに利用することができることを示す。
【０１０３】
図６は、図４−図５に図示された信号の部分７００で更に詳細を示す。閉回路回復電位５２２は、たとえば、およそ４５ｍＶ／ミリ秒の傾斜率でレート制御ランプ電位７５２の上で、励起電位５２３に上昇する。他の実施形態は、電流応答に対する容量充電の効果の寄与を減少するのに効果的である異なる率で、パルスの間の傾斜率を制御する。
【０１０４】
ランプ電位７５２の傾斜率は、電流応答７６２の上の容量充電の効果を減少するために効果的である。これは、ランプ電位７５２と励起電位５２３に応答して、生成する。電流は、励起電位５２３がおよそ１００ミリ秒の測定期間にわたって達成され、励起電位５２３が、ランプ電位７５３にわたって、閉回路回復電位５２２に下降を始めるポイントで終了したあと、およそ３０ミリ秒を開始して測定される。同様の電流測定は、励起電流応答６２１、６２５、６２７、６２９および６３１に対してなされる。平均電流測定は、連続積分、離散積分、サンプリングまたは他の平均算出技術を使用して実行することができることが理解される。連続した電流測定は、コトレル分析その他の技術を使用して、それから分析物濃度を計算することができる有効電流減衰曲線を構成するために使用することができる。図６において、ランプ電位７５３は、ランプ電位７５２と実質的に同じ傾斜率を持つようにコントロールされる。他のインスタンスにおいては、ランプ電位７５３は、異なる率でコントロールされることができ、または、アクティブなコントロールなしでシステム定義済みの率に移行するのが可能にされることができる。
【０１０５】
傾斜率に関連して、電位が印加されるときに、高ピーク応答を観察することができることを、図６に見ることができる（電位がおよそ０ｍＶまで降下するときの電流応答と並んで電位が＋４５０ｍＶに上昇するときのグラフ上の描かれる初期電流応答７６２を参照）。測定メーターまたはシステムのコンポーネントを保護するため、および／または、電気化学反応に対する干渉を妨げるために、所期に観察された電流応答、および／または、最後に観察された電流応答をシャントすることが必要でありえる。センサ電流が、最大許容入力電流を上回ることがあり得るとき、Ｉ−Ｖ増幅器が飽和状態になるのを防ぐために、シャント・スイッチは閉じることができた。代替的に、または、追加的に、電流レスポンスの傾斜した部分を除外し、図６で示すような測定ウィンドウ７５０からの応答情報を使用することが必要でありえる。
【０１０６】
電流応答６２１−６３２などの電流応答は、したがって、サンプル・ブドウ糖濃度、サンプル・ヘマトクリット、サンプル温度、並びに、試薬の試薬濡れ、サンプル拡散および試薬に関する分離、安定したブドウ糖輸送メカニズムの確立、および、縮小可能分析物と結びついたキネティクスなどプロセスに関する情報に関連するユニークな時間順序の情報を符号化する。パルス・シーケンス５２０のようなパルス・シーケンスは、時間に関して、これらのプロセスの短い、異なったストローブを提供し、そして、サンプル・ブドウ糖濃度、サンプルＨｃｔ、サンプル温度、および、他のファクタに関連するユニークな時間順序の情報を含む電流応答を生成する。発明者は、ここに開示された方法の多くの予想外の利点を、Ｈｃｔと温度とがシステマティックに変化する間に、血糖の種々の濃度を分析するために、パルス・シーケンス５２０などのパルス・シーケンスが使用された実験を通して、示した。
【０１０７】
図７Ａは、（１）複数の低振幅信号を含むＡＣブロック（ラベル付けされたＡＣブロック）、（２）０ｍＶにおける緩和電位によって短い＋４５０ｍＶパルスを含むＤＣブロック（ＤＣブロック１とラベル付けされた）、ここで、メディエータは、印加電位によって酸化しない、および、（３）ゆっくり傾斜をつけられた２つの異なる傾斜率のバイポーラ電位（ＳＲＢＰ）を含む第２のＤＣブロック（ＤＣブロック２とラベル付けされた）の別の例示的なテスト・シーケンスを示す。より詳細には、図７Ｂに示されるように、このＡＣブロックは、４つの周波数、すなわち、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、２ｋＨｚおよび、１ｋＨｚにおいて異なる５つのセグメントを含む。ＡＣブロックに対する電流応答情報は、以下で詳細に記述されるように、アドミタンスと位相値または他の複素パラメータを決定するのに使用することができる。いくつかのインスタンスにおいて、ｂＧ決定などの分析物濃度決定は、ＡＣブロックからの電流応答情報、および、ＤＣブロック１からの電流応答情報に基づいて実行される。ＤＣブロック２からの電流応答情報は、しかしながら、ブドウ糖フェール・セーフを構成するために使用することができる。
【０１０８】
図７Ａ−Ｂに示される第２のＤＣブロックは、ＳＲＢＰ励起シーケンスに関する研究から生じた。理論的には、電極にメディエータの電気化学反応を起こさせるのに十分な電位を有する任意のＤＣ励起は、ブドウ糖などの分析物を量的に測定するのに使用することができる電流応答を生成する。この電流レスポンスは、また、変化するヘマトクリット、および、温度によって影響を受ける。この研究は、追加的なユニークな情報が得られることができたかどうかを決定するＳＲＢＰテスト・シーケンスの価値を評価し、励起パルス情報と結合した回復パルス情報の使用がパフォーマンスを向上させるのに用いられることができることと全く同様に、分析物測定システム性能や能力を向上させるのに用いられた。
【０１０９】
使用される周波数において、図７Ｂの中の第１のＡＣブロックへの電流応答は、ブドウ糖に関する情報を含まない。信号の振幅が、試薬−分析物システムに対する酸化還元電位より下であるからである。しかし、それは、Ｈｃｔ、温度、および、他の要因に関する情報を含む符号化する。これらは、ＤＣテスト・ブロックから導出された血糖（ｂＧ）読み取りを補正するのに使用することができる。ＤＣブロック１への電流応答は、主として、例えば、フェニレンジアミン（ＰＤＡ；既知のｂＧメディエータ・システムの部分）の量に対応する。これは、存在するブドウ糖の量に比例している。これとは対照的に、ＤＣブロック２への電流応答は、例えば、ＰＤＡと並んで、キノンジイミン（ＱＤＩ；また、ｂＧメディエータ・システムの部分）のレベルについて定量的情報を提供する。ＤＣブロック１のように、＋４５０ｍＶおよび−４５０ｍＶにおける電流応答は、ＰＤＡに対応し、存在するブドウ糖の量に比例している。しかしながら、ＳＲＢＰは、また、負−および正−進行する電位傾斜の間に、より低い、ミッドレンジの印加電位におけるＱＤＩの検出を可能にする。
【０１１０】
図８は、変化するＨｃｔおよび定常的な温度に対する上述のパルス・シーケンス５２０に対する励起電流応答および回復電流応答の例示的なシステマティックな変化の効果を示す。電流応答シーケンスが、およそ２９．５％、４０．５％、５４％、および、６９．５％の変化をするＨｃｔ濃度、およそ５３０ｍｇ／ｄＬの一定のブドウ糖濃度、そして、およそ２５°Ｃの一定の温度を有する４つのテスト・サンプルに対して、図示される。励起電位パルス５２１、５２３、５２５、５２７、５２９および５３１に対する励起電流応答の大きさと減衰率は、サンプルＨｃｔと共に、時間に関して実質的に一定であるような態様で変化する。各々のＨｃｔにおいて、電流応答８０１、８０３、８０５、８０７、８０９および８１１は、パルス・シーケンス５２０の各々のパルスに対して、実施的に一貫した大きさと減衰率を示す。パルス・シーケンス５２０の各々のパルスの中で、電流応答８０１、８０３、８０５、８０７、８０９および８１１の大きさは、Ｈｃｔと逆関係で変化する。
【０１１１】
回復電位パルス５２２、５２４、５２６、５２８、５３０および５３２に対する回復電流応答の大きさと成長率は、また、可観測関係を示す。閉回路回復電位パルス５２２、５２４、５２６、５２８、５３０および５３２に対する回復電流応答８０２、８０４、８０６、８０８および８１０は、各Ｈｃｔに対する各々のパルスの内、および、パルスにわたっての両方において相当する開始時の大きさを有する。しかし、異なる成長率を持ち、結果として、電流応答クロスオーバーとなる。Ｈｃｔが変化すると、電流応答８０２、８０４、８０６、８０８および８１０は、Ｈｃｔに依存して異なる率で増大する。前述した電流応答特性と関係は、また、およそ３３ｍｇ／ｄＬの一定のブドウ糖濃度を持つサンプルを使用した実験において示される。しかし、さもなければ、実質的に、上述のものにしたがう。
【０１１２】
比較的として、図９は、変化する温度、一定のＨｃｔ、および、一定の糖濃度に対するパルス・シーケンス５２０への電流応答の例示的なシステマティックな変化の効果を示す。電流応答が、６．５°Ｃ、１２．５°Ｃ、２４．６°Ｃ、３２．４°Ｃおよび４３．７°Ｃの変化する温度、およそ４１％の一定のＨｃｔ、そして、およそ５３５ｍｇ／ｄＬの一定のブドウ糖濃度を有する５つのテスト・サンプルに対して図示される。パルス５２１５２３、５２５、５２７、５２９および５３１の正ＤＣ電位に対する電流応答は、時間に関して連続したパルスに対する相対的な減少を示す。電流応答９０１、９０３、９０５、９０７、９０９および９１１の大きさは、サンプル温度の各々に対してパルス全体で連続して減少する。更にまた、パルス全体にわたる減少の量は、サンプル温度に依存して変化する。
【０１１３】
回復電位パルス５２２、５２４、５２６、５２８、５３０および５３２に対する回復電流応答の大きさと成長率は、また、可観測関係を示す。５２２、５２４、５２６、５２８、５３０および５３２に対する回復電流応答は、パルス全体にわたって、実質的に一貫した大きさを示し、各々のパルス内で、異なる順序の開始値と減少する成長率を有するが、クロスオーバーを示さない。前述した電流応答特性と関係は、また、およそ３３ｍｇ／ｄＬの一定のブドウ糖濃度を持つサンプルを使用した実験において示された。しかし、さもなければ、実質的に、上述のものにしたがう。
【０１１４】
この研究から、励起電流応答および閉回路回復応答からの情報を使用するいくつかの電流決定方法が、次に、記述され、ここにおけて、サンプル温度、サンプルＨｃｔ、または両方における変化を補償、または、それらに対する無感受性増加することが開示される。特定の方法にしたがって、電流値が、ここに記述されるようなパルス・シーケンスに対する電流応答から決定され、コトレル方程式にしたがって分析物濃度を計算するのに使用される。
【０１１５】
１つの例において、電流は、１つの励起電流応答における最後の測定ポイント、および、１つの閉回路回復応答の組合せに基づいて決定された。サンプル温度における変化およびサンプルＨｃｔにおける変化に対して補償された、および、これらに対する感度が減少された、この電流決定は、励起電流応答情報のみに基づく電流決定に対して相対するものである。
【０１１６】
同様に、この測定方法は、試薬の厚さにおける変化を補償する、または、それに対する無感受性を増加するのに、または、試薬の厚さにおける変化に対する分析物測定無感受性を増加するのに使用することができる。実験のシリーズで中で・例示的な方法が示される。その結果が、図１０−図１４に示される。その実験は、変化する試薬膜厚に対して上でここに開示されるそものと同様に、ＤＣ励起パルスおよび閉回路回復パルスのシーケンスを含むテスト信号に対する作用電極電流レスポンスを測定した。
【０１１７】
図１０は、作用電極電位が、大きさにおいておよそ＋４５０ｍＶ、期間においておよそ１３０ミリ秒の励起電位パルスと、および、大きさにおいておよそ０ｍＶ、期間においておよそ２８０ミリ秒の閉回路回復電位パルスとの間で傾斜しているＤＣパルス・シーケンスに対する電流応答を示す。電流応答測定は、各々の励起電圧パルスのこの１００ミリ秒の間に行われた。電流応答１４１０−１４１６は、およそ４．４μｍの試薬膜厚が、およそ４５ｇ／ｍ２の湿ったコート重量の適用によって提供されたテスト要素に印加された励起電位パルスの最後の１００ミリ秒の間に測定された平均電流を表す。電流応答１４２０−１４２６は、およそ５．５μｍの試薬膜厚が、およそ５．５ｇ／ｍ２の湿ったコート重量の適用によって提供されたバイオセンサに印加された励起電位パルスの最後の１００ミリ秒の間に測定された平均的電流を表す。
【０１１８】
図１０は、さらに、電流デルタ（Δ）１４３０−１４３６を示す。これらは、電流応答測定１４１０−１４１６と対応する電流測定１４２０−１４２６との間でパーセント・デルタを示す。電流応答１４３４により示されるように、およそ５．２％の電流応答デルタがサンプル検出の後およそ３．７秒に達成された。これとは対照的に、サンプル投与の前、および、その後で維持され印加されたおよそ４５０ｍＶの一定ＤＣ電位に対するその対応する電流応答デルタは、サンプル検出の後の５秒もの遅くまで、およそ８％の上に留まった。同様に、サンプル投与の後およそ３秒に印加され、その後維持されたおよそ４５０ｍＶのステップＤＣ電位に対する電流応答デルタは、サンプル検出の後の５秒もの遅くまで、およそ８％の上に留まった。
【０１１９】
図１１は、図１０のものに類似しているが、サンプルが検出された後、直ぐに印加が開始された１０の励起電位パルスに対するＤＣパルス・シーケンスに対する電流応答を示す。電流応答１５１０−１５１９は、およそ４．４μｍの試薬膜厚を有するテスト要素に印加された励起電位パルスの最後の１００ミリ秒の間に測定された平均的電流を表す。電流応答１５２０−１５２９は、およそ５．５μｍの試薬膜厚を有するテスト要素に印加された励起電位パルスの最後の１００ミリ秒の間に測定された平均的電流を表す。電流デルタ１５３０−１５３９は、試薬膜厚による電流デルタは、まず最初に図１０のものと比較可能であるが、サンプル検出の後およそ３．７秒において、およそ３．９％に減少することを図示する。
【０１２０】
図１２は、およそ４５０ｍＶ、期間においておよそ５００ミリ秒の前処理電位１６１０が、サンプル検出において作用電極に印加されたテスト・シーケンスを示す。サンプル検出の後のおよそ１秒、そこで、電位は、大きさにおいておよそ４５０ｍＶ、期間においておよそ１３０ミリ秒の励起電位パルスと、大きさにおいておよそ０ｍＶ、期間においておよそ２８０ミリ秒の閉回路回復電位パルスとの間で作用電極が傾斜しているＤＣパルス・シーケンス１６２０が印加された。図１２は、さらに、電流デルタ１６３０−１６３５を示す。これらは、およそ４．４のμｍ、および、５．５μｍの試薬膜厚に対する励起電位パルスの最後の１００ミリ秒の間に測定された平均的電流の間の違いを示す。ここでおよそ２％の電流応答デルタがサンプル検出の後およそ３．７秒に達成された。
【０１２１】
図１２に関連して使用されたものと同様の前処理パルスを含んでいる更なる実験が、後続する励起パルスと同じ極性によるパルスは、試薬の厚さにおける変化に対する電流測定デルタを減少させるために効果的だったことを明らかにした。この実験は、また、そのような電流デルタの減少は、前処理パルスの大きさが増加するとともに、増加したことを明らかにした。
【０１２２】
図１３は、そこで、２サイクル三角前処理波形１７１が、−４５０ｍＶの電位と＋４５０ｍＶとの間で交流し、期間のおよそ１８００ミリ秒であり、サンプル検出について作用電極に印加されたテスト・シーケンスを示す。サンプル検出の後およそ２００ミリ秒に開始して、ＤＣパルス・シーケンス１７２は、印加され、そこで、作用電極電位は、大きさにおいておよそ＋４５０ｍＶ、期間においておよそ１３０ミリ秒の励起電位パルスと、大きさにおいておよそ０ｍＶ、期間においておよそ２８０ミリ秒の閉回路回復電位パルスと、の間で傾斜している。
【０１２３】
図１４は、図１３のテスト・シーケンスに対応する電流応答および電流応答デルタのグラフを示す。電流応答１７１０−１７１５は、およそ４．４μｍの試薬膜厚を有するテスト要素に印加された励起電位パルスの最後の１００ミリ秒の間に測定された平均的電流を表す。電流応答１７２０−１７２５は、およそ５．５μｍの試薬膜厚を有するテスト要素に印加された励起電位パルスの最後の１００ミリ秒の間に測定された平均的電流を表す。電流デルタ１７３０−１７３５は、乾いた膜厚のための電流デルタは、図１０−図１１のものより初期には低く、そして、サンプル検出の後およそ０．８％およそ３．７秒に減少することを図示する。
【０１２４】
特許、特許出願、特許出願の出版物のすべて、および、他のここに引用した出版物は、ここに、参照により、まるで完全に述べられたように組み込まれる。本願発明は、現在、最も実際的であると考えられること、および、好適な実施形態と関連して記述された。しかしながら、本願発明は、説明するために提示されたものであり、開示された実施形態に限定することを意図するものではない。したがって、当業者は、本願発明は、すべての修正と代替的構成を、添付の請求項に記載したように本願発明の要旨および範囲の中に包含すること意図するものであることを理解する。番号づけされた実施形態が、以下に記述される。
１．  流体サンプルにおける分析物を電気化学的に測定する方法であって、
該方法は、電気的テスト・シーケンスを電気化学的バイオセンサに印加するステップであって、該バイオセンサは、電極システムと、該電極システムとの電気通信における試薬と、前記試薬とコンタクトする流体における前記流体サンプルが前記バイオセンサに提供される前記流体サンプルにコンタクトするように構成されるレセプタクルと、を備え、前記テスト・シーケンスは、少なくとも２つのブロックであって、各々のブロックが、テスト・シーケンスに対する応答情報を生成するように構成され、１つのブロックは、交流（ＡＣ）ブロックであり、別のブロックは、直流（ＤＣ）ブロックであり、前記ＤＣブロックが少なくとも１つの回復電位を含む、ブロックを備え、前記電極システムの閉回路状態が、ＤＣブロックの間維持される、ステップと、
前記テスト・シーケンスへの前記応答から前記情報を測定するステップであって、該情報は前記少なくとも１つの回復電位からの情報を含む、ステップと、
前記情報を使用して前記流体サンプルの分析物濃度を決定するステップであって、該決定するステップは、少なくとも部分的には、前記少なくとも１つの回復電位からの前記情報に基づいている、ステップと、
のステップを含む、方法。
２．  前記ＡＣブロックは、前記ＤＣブロックの前に、前記ＤＣブロックの後に、または、前記ＤＣブロックの中で散らばって印加される、実施形態１の方法。
３．  前記ＡＣブロックは、前記ＤＣブロックの前に、印加される実施形態１の方法。
４．  前記ＡＣブロックは、少なくとも２つの異なる周波数の多重周波数励起波形かを含む、実施形態１の方法。
５．  前記ＡＣブロックの周波数は、およそ１０ｋＨｚ、およそ２０ｋＨｚ、およそ１０ｋＨｚ、およそ２ｋＨｚ、および、およそ１ｋＨｚであり、各々の周波数は、およそ０．５秒から、およそ１．５秒の間、印加される、実施形態４の方法。
６．  ＤＣブロックは、励起電圧と、前記少なくとも１つの回復電位との間で交替するパルス・シーケンスを備え、
前記決定するステップは、前記励起電流レスポンスおよび前記回復電流レスポンスの前記情報に基づいて実効電流を決定することと、前記実効電流に基づいて前記分析物濃度を決定すること、とを含む、
実施形態１の方法。
７．  前記パルス・シーケンスは、少なくとも１つのパルスからおよそ１０のパルスを含み、前記励起パルスは、およそ＋４５０ｍＶにあり、前記回復パルスは、およそ０ｍＶにあり、各々のパルスは、およそ５０ミリ秒からおよそ５００ミリ秒間、印加される、実施形態６の方法。
８．  およそ＋４５０ｍＶにおける各々の励起パルスは、およそ２５０ミリ秒印加され、およそ０ｍＶにおける各々の回復パルスは、印加されるおよそ５００ミリ秒間、実施形態７の方法。
９．  励起パルスと回復パルスとの間の傾斜率は、所定の範囲の中にあるようにコントロールされ、前記傾斜率は、およそ１０ｍＶ／ミリ秒からおよそ５０ｍＶ／ミリ秒である、実施形態６ないし８のいずれか１つに記載の方法。
１０．  前記テスト・シーケンスへの前記応答の前記情報は、電流レスポンス、期間、形状、および、大きさからなるグループから選択される、実施形態１の方法。
１１．  前記回復電位から得られる前記情報から、少なくとも１つの交絡変数によって、前記分析物濃度の上への影響を補正するステップを更に含む実施形態１の方法。
１２．  前記その少なくとも１つの交絡変数は、ヘマトクリット、温度、および、試薬の厚みにおける変化からなるグループから選択される、実施形態１１の方法。
１３．  前記テスト・シーケンスは、前記ＤＣブロックの前に印加される前処理電位を更に備える、実施形態１の方法。
１４．  前記前処理電位は、正のＤＣパルスを備える、実施形態１３の方法。
１５．  前記前処理電位は、三角波形を備える、実施形態１３の方法。
１６．  前記分析物濃度は、ブドウ糖濃度である、実施形態１の方法。
１７．  前記テスト・シーケンスは、第２のＤＣブロックであって、該第２のＤＣブロックは前記第１のＤＣブロックの波形とは別個の波形を有する、第２のＤＣブロックを更に備える実施形態１の方法。
１８．  前記第２のＤＣ波形は、三角形励起、サイン波励起、および、台形励起からなるグループから選択されている、実施形態１７の方法。
１９．  流体サンプルにおける分析物を電気化学的に測定する方法であって、該方法は、
電気的テスト・シーケンスを電気化学的バイオセンサに印加するステップであって、該バイオセンサは、電極システムと、該電極システムとの電気通信における試薬と、前記試薬とコンタクトする流体における前記流体サンプルが前記バイオセンサに提供される前記流体サンプルにコンタクトするように構成されるレセプタクルと、を備え、前記テスト・シーケンスは、前記テスト・シーケンスに対する応答情報を生成するように構成された少なくとも１つの直流（ＤＣ）を備え、前記ＤＣブロックが、少なくとも１つの回復電位を含み、ここで、前記電極システムの閉回路状態が、ＤＣブロックの間維持される、ステップと、
前記少なくとも１つの回復電位からの情報を含む、前記テスト・シーケンスへの前記応答からの情報を測定するステップと、
前記情報を使用して前記流体サンプルの分析物濃度を決定するステップであって、該決定するステップは、少なくとも部分的には、前記少なくとも１つの回復電位からの前記情報に基づいている、ステップと、
のステップを含む、方法。
２０．  前記ＤＣブロックは、およそ１つのパルスからおよそ１０パルスのパルス・シーケンスを備え、励起パルスは、およそ＋４５０ｍＶにあり、および、前記少なくとも１つの回復パルスは、およそ０ｍＶにあり、各々のパルスは、およそ５０ミリ秒からおよそ５００ミリ秒間、印加される、実施形態１９の方法。
２１．  およそ＋４５０ｍＶにおける各々の励起パルスが、およそ２５０ミリ秒間印加され、およそ０ｍＶにおける各々の回復パルスが、およそ５００ミリ秒間印加され、前記励起パルスと回復パルスとの間の傾斜率が、所定の範囲の中にあるようにコントロールされ、前記傾斜率は、およそ１０ｍＶ／ミリ秒からおよそ５０ｍＶ／ミリ秒である、実施形態２０の方法。
２２．  実施形態１ないし２１のいずれか１つに記載の方法を実行するように構成された分析物濃度測定デバイス。
２３．  前記デバイスは、血糖値メーターである、実施形態２２のデバイス。
２４．  実施形態１ないし２１のいずれか１つに記載の方法を実行するように構成された、分析物濃度決定システム。
２５．  前記システムは、自己モニタリング血糖（ＳＭＢＧ）システムである、実施形態２４のデバイス。
【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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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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