(57)【要約】電気化学的試験片を製造するために単一化できる電気化学的試験片カードを提供する。この電気化学的試験用のカードは２個以上の電気化学的試験片の前駆体により形成されており、各前駆体は対向している各電極により境界が定められている乾燥試薬収容型の反応チャンバーの存在により特徴付けられている。一体型の乾燥剤がこのカードの各反応チャンバーに対してガスを介して連絡している。さらに、本発明の電気化学的試験片カードを使用する方法、並びに当該試験片カードを含むキットも提供する。本発明の試験片およびカードはグルコースを含む多数の異なる分析物の検出／濃度決定において有用であることが分かっている。
2004516481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学的試験片カードにおいて、
少なくとも２個の電気化学的試験片の前駆体を備えており、当該前駆体がそれぞれ、
（ａ）対向している各電極により境界を定められていて試薬組成物を含む反応チャンバーと、
（ｂ）一体化されている乾燥剤を有しており、
前記カードの単一化の前に、各反応チャンバーが当該カードにおける乾燥剤に対してガスを介して連絡している電気化学的試験片カード。
【請求項２】
前記電気化学的試験片の前駆体がそれぞれさらに乾燥剤材料を収容する乾燥剤チャンバーを有している請求項１に記載の電気化学的試験片カード。
【請求項３】
前記乾燥剤チャンバーが同一の前駆体における反応チャンバーに対してガスを介して連絡している請求項２に記載の電気化学的試験片カード。
【請求項４】
前記乾燥剤チャンバーが隣接している前駆体の反応チャンバーに対してガスを介して連絡している請求項２に記載の電気化学的試験片カード。
【請求項５】
前記乾燥剤が１回の試験当たりに少なくとも約０．５ｍｇの吸収量を有している請求項１に記載の電気化学的試験片カード。
【請求項６】
前記乾燥剤が指示薬を含有している請求項１に記載の電気化学的試験片カード。
【請求項７】
前記カードが当該カードからの前駆体の単一化により単一化される電気化学的試験片における前記反応チャンバーに対する流体の入口および出口の各チャンネルを有している単一化された電気化学的試験片を形成するように構成されている請求項１に記載の電気化学的試験片カード。
【請求項８】
前記単一化した電気化学的試験片が乾燥剤チャンバーに対してガスを介して連絡している反応チャンバーを有している請求項７に記載の電気化学的試験片カード。
【請求項９】
前記単一化した電気化学的試験片が乾燥剤チャンバーに対してガスを介して連絡していない反応チャンバーを有している請求項７に記載の電気化学的試験片カード。
【請求項１０】
前記試験片カードが流体バリヤー材料の中においてシールされている請求項１に記載の電気化学的試験片カード。
【請求項１１】
前記試薬組成物が酵素および媒介物質を含むレドックス試薬システムを含有している請求項１に記載の電気化学的試験片カード。
【請求項１２】
電気化学的試験片において、
（ａ）対向している各電極により境界を定められていて試薬組成物を含む反応チャンバーと、
（ｂ）前記電気化学的試験片の中に一体化されている乾燥剤を備えている電気化学的試験片。
【請求項１３】
前記電気化学的試験片がさらに前記乾燥剤を収容する乾燥剤チャンバーを備えている請求項１２に記載の電気化学的試験片。
【請求項１４】
前記乾燥剤チャンバーが前記反応チャンバーに対してガスを介して連絡している請求項１３に記載の電気化学的試験片。
【請求項１５】
前記乾燥剤チャンバーが前記反応チャンバーに対してガスを介して連絡していない請求項１３に記載の電気化学的試験片。
【請求項１６】
前記乾燥剤が１回の試験当たりに少なくとも約０．５ｍｇの吸収量を有している請求項１２に記載の電気化学的試験片。
【請求項１７】
前記乾燥剤が指示薬を含有している請求項１２に記載の電気化学的試験片。
【請求項１８】
前記試薬組成物が酵素および媒介物質を含むレドックス試薬システムを含有している請求項１２に記載の電気化学的試験片。
【請求項１９】
生理学的サンプル中の分析物の濃度を決定するための方法において、
（ａ）前記生理学的サンプルを電気化学的試験片の中に導入する工程を含み、当該電気化学的試験片が、
（ｉ）対向している各電極により境界を定められていて試薬組成物を含む反応チャンバーと、
（ｉｉ）前記電気化学的試験片の中に一体化されている乾燥剤を備えており、さらに、
（ｂ）前記各電極により前記反応領域内における一定の電気的信号を検出する工程と、
（ｃ）前記検出した電気的信号を前記サンプル中の分析物の量に関連付ける工程を含む方法。
【請求項２０】
前記生理学的サンプルが全血またはその誘導物である請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記分析物がグルコースである請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記試薬組成物が酵素および媒介物質を含むレドックス試薬システムを含有している請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記方法がさらに前記導入工程（ａ）の前に前記電気化学的試験片を製造するために試験片カードを単一化する工程を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
生理学的サンプル中の分析物の濃度を決定するための方法において、
（ａ）電気化学的試験片を製造するために電気化学的試験片カードを単一化する工程を含み、当該カードが少なくとも２個の試験片前駆体を有しており、当該試験片前駆体がそれぞれ、
（ｉ）対向している各電極により境界を定められていて試薬組成物を含む反応チャンバーと、
（ｉｉ）一体化されている乾燥剤を備えており、
前記カードの単一化の前に、各反応チャンバーが当該カードにおける乾燥剤に対してガスを介して連絡しており、さらに、
（ｂ）前記電気化学的試験片の中に前記生理学的サンプルを導入する工程と、
（ｃ）前記各電極により前記反応領域内における一定の電気的信号を検出する工程と、
（ｄ）前記検出した電気的信号を前記サンプル中の分析物の量に関連付ける工程を含む方法。
【請求項２５】
生理学的サンプル中の分析物の濃度決定において使用するためのキットにおいて、
（ａ）少なくとも２個の電気化学的試験片前駆体を含む電気化学的試験片カードを備えており、当該前駆体がそれぞれ、
（ｉ）対向している各電極により境界を定められていて試薬組成物を含む反応チャンバーと、
（ｉｉ）一体化されている乾燥剤を有しており、
前記カードの単一化の前に、各反応チャンバーが当該カードにおける乾燥剤に対してガスを介して連絡しており、さらに、
（ｂ）（ｉ）前記生理学的サンプルを入手するための手段、および
（ｉｉ）一定の分析物標準物、の少なくとも一方を備えているキット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明の分野は分析物決定であり、特に、電気化学的な分析物決定、とりわけ、血液分析物の電気化学的決定である。
【０００２】
背景
生理学的流体、例えば、血液または血液から誘導した生成物における分析物の検出は今日の社会に対してその重要性を常に高めつつある。分析物検出アッセイは臨床的な実験室的試験、家庭用試験等を含む種々の用途において有用であることが知られており、このような試験の各結果は種々の病状における診断および管理において傑出した役割を果たしている。関連の分析物は糖尿病の管理におけるグルコース、コレステロール等を含む。このような高まりつつある分析物検出の重要性に呼応して、臨床用および家庭用の両方の用途における種々の分析物検出用のプロトコルおよび装置がこれまでに開発されている。
【０００３】
分析物検出に用いられている方法の類の一例は電気化学的方法である。この方法においては、水性の液体サンプルが２個の電極、すなわち、基準電極および作用電極を備えている電気化学的セルの中の反応領域内に入れられ、これらの電極はこれらを電流測定に適応させる一定のインピーダンスを有している。分析される成分は一定の電極に対して直接的に反応するか、レドックス試薬に対して間接的に反応して、当該分析される成分、すなわち、分析物の濃度に対応する量で酸化可能な（または還元可能な）物質を形成することができる。その後、存在している酸化可能な（または還元可能な）物質の量が電気化学的に推定されて初期的なサンプルの中に存在している分析物の量に関連付けられる。
【０００４】
この種の電気化学的試験片の製造者および使用者が直面している不都合点は水に対する曝露による試薬の劣化である。例えば、このような試験片の試薬組成物が通常の環境湿度に曝されると、その試験片の応答が急激に変化して、この試験片により得られる各結果により混乱が生じる可能性がある。
【０００５】
従って、環境湿度に対する接触から試験片の試薬組成物を保護する新規な電気化学的試験片の構成の認識に関心が寄せられ続けている。特に重要な事は複数の試験片を単一化することが可能であるカードの開発であると考えられ、この場合の各カードにおける試薬組成物は水を媒介とする劣化に対して保護されている。
【０００６】
関連文献
関連の特許文書は米国特許第５，７０８，２４７号、同第５，９４２，１０２号、同第５，９５１，８３６号、同第５，９７２，１９９号、同第５，９８９，９１７号、同第５，９９７，８１７号、同第６，１５１，１１０号、同第６，１２５，２９２号、ＰＣＴ国際公開第ＷＯ  ９７／１８４６５号、同第ＷＯ  ９７／２７４８３号、および欧州特許ＥＰ８７１０３３号を含む。
【０００７】
発明の概要
電気化学的試験片を製造するために単一化できる電気化学的試験片カードが提供される。この電気化学的試験用のカードは２個以上の電気化学的試験片の前駆体により形成されており、各前駆体は対向している各電極により境界が定められている乾燥試薬収容型の反応チャンバーの存在により特徴付けられている。一体型の乾燥剤がこのカードの各反応チャンバーに対してガスを介して連絡している。さらに、本発明の電気化学的試験片カードを使用する方法、並びに当該試験片カードを備えているキットも提供される。本発明の試験片およびカードはグルコースを含む多数の異なる分析物の検出／濃度決定において有用であることが分かっている。
【０００８】
特定の各実施形態の説明
電気化学的試験片を製造するために単一化できる電気化学的試験片カードが提供される。この電気化学的試験用のカードは２個以上の電気化学的試験片の前駆体により形成されており、各前駆体は対向している各電極により境界が定められている乾燥試薬収容反応チャンバーの存在により特徴付けられている。一体型の乾燥剤がこのカードの各反応チャンバーに対してガスを介して連絡している。さらに、本発明の電気化学的試験片カードを使用する方法、並びに当該試験片カードを備えているキットも提供される。本発明の試験片およびカードはグルコースを含む多数の異なる分析物の検出／濃度決定において有用であることが分かっている。
【０００９】
本発明をさらに説明する前に、本発明が以下に説明する本発明の特定の各実施形態に限定されないこと、およびこれら特定の実施形態の変更が本明細書において記載されている特許請求の範囲内において可能であり当該範囲内にさらに含まれることが理解されるべきである。さらに、本明細書において使用している各用語が特定の各実施形態を説明することを目的としていて、限定することを目的としていないことも理解されるべきである。その代わりに、本発明の範囲は本明細書において記載されている特許請求の範囲により確立されている。
【００１０】
本明細書および本明細書において記載されている特許請求の範囲において、特別に明示しない限り、単数の表現が複数の表現を含むこともある。また、特別に定めない限り、本明細書において使用されている全ての技術的および科学的な用語は本発明が属している技術分野における通常の熟練者において一般的に理解されている意味と同一の意味を有する。
【００１１】
電気化学的試験用カード
上記において概説したように、本発明は電気化学的試験片に単一化できる電気化学的試験片カードを提供する。特に、この電気化学的試験片カードは２個以上の、すなわち、複数の電気化学的試験片に切断できる。一般にこのカードは約２個乃至１００個、通常的に約５個乃至５０個、さらに通常的に約１０個乃至３０個の別個の試験片に単一化または切断できる。
【００１２】
従って、上記試験片カードはこれらが複数の隣接している試験片前駆体を備えていることに特徴付けられており、この場合の複数とは、少なくとも２個を意味し、任意のカード内の前駆体の数は一般に約２個乃至１００個、通常的に約５個乃至５０個、さらに通常的に約１０個乃至３０個の範囲である。また、本発明のカードの各寸法は変更可能であるが、一般にこれらのカードは約２ｃｍ乃至５０ｃｍ、通常的に約３ｃｍ乃至３０ｃｍ、さらに通常的に約６ｃｍ乃至２０ｃｍの範囲の長さ、および約０．５ｃｍ乃至１０ｃｍ、通常的に約１ｃｍ乃至８ｃｍ、さらに通常的に約２ｃｍ乃至５ｃｍの範囲の幅を有している。従って、これらのカードから切り出すことのできる試験片は一般に約０．５ｃｍ乃至１０ｃｍ、通常的に約１ｃｍ乃至８ｃｍ、さらに通常的に約２ｃｍ乃至５ｃｍの範囲の長さ、および約０．１ｃｍ乃至２．５ｃｍ、通常的に約０．２ｃｍ乃至１．５ｃｍ、さらに通常的に約０．５ｃｍ乃至１ｃｍの範囲の幅を有している。
【００１３】
上記カードにおける各前駆体は少なくとも１個の反応チャンバーを備えていることに特徴付けられており、この反応チャンバーは対向している各電極により境界が定められていて、乾燥した試薬組成物を収容している。本発明の各前駆体におけるこれらの特徴を上記本発明のカードから製造できる各試験片に関して以下に詳細に説明する。
【００１４】
本発明の特徴は各反応チャンバーに対応する一体型の乾燥剤が本発明のカードの中に存在していることである。この一体型とは、上記乾燥剤が上記カードにおける部品または一体の特徴部分であり、例えば、この乾燥剤が上記カードの中に組み込まれている部品であること、当該カードを形成している各要素の１個以上において存在している部品であり、例えば、ラミネート化されている被覆材料等であることを意味する。上記カードが各反応チャンバーに対応する乾燥剤を収容している場合に、一般的にこれらは複数の乾燥剤の材料を備えていて、個々の乾燥剤の材料が各反応チャンバーに対応して存在している。従って、これらのカードの中に存在している個々の乾燥剤の材料の数は約２乃至１００、通常的に約５乃至１０、さらに通常的に約１０乃至３０であり、１個の材料が上記カードにおいて存在している各反応チャンバーに対応している。
【００１５】
種々の異なる乾燥剤の材料が使用可能であり、この場合の代表的な乾燥剤の材料は固形材料、例えば、乾燥剤材料のビーズおよび部材片またはブロック等を含む。各乾燥剤材料は試験当たりに少なくとも約０．５ｍｇの水、通常的に試験当たりに少なくとも約１ｍｇの水、さらに通常的に試験当たりに少なくとも約１．５ｍｇの水の吸収量を有している必要がある。本発明のカードにおいて用いられる上記乾燥剤材料の吸収量は一般的に試験当たりに０．５ｍｇの水乃至試験当たりに１０ｍｇの水、通常的に試験当たりに約０．７５ｍｇの水乃至試験当たりに５ｍｇの水、さらに通常的に試験当たりに約１．０ｍｇの水乃至試験当たりに３ｍｇの水の範囲である。上記乾燥剤として採用できる代表的な材料はモレキュラー・シーブ（ｍｏｌ ｓｉｅｖｅ）、シリカ・ゲル、ＣａＳＯ４ 、ＣａＯ等を含むがこれらに限らない。さらに、この乾燥剤材料に一定の指示薬を混合することができ、この指示薬は検出可能な単一の、例えば、色変化を示し、この色変化が上記乾燥剤の残りの吸収量を決定するために、例えば、隔離できる水の量に関してその吸収量に乾燥剤が既に到達しているか否かを決定するために、使用できる。関連の指示薬化合物はＣｏＣｌ２ 等を含むがこれに限らない。
【００１６】
さらに、上記カードは個々の試験片への単一化の前に各前駆体における各反応チャンバーが当該カードにおいて存在している乾燥剤材料に対してガスを介して連絡していることに特徴付けられている。このガスを介する連絡とは、少なくとも上記反応チャンバー内に存在している水蒸気が上記乾燥剤に対して自由に移動できてこれにより隔離されることを意味する。
【００１７】
多くの実施形態において、上記乾燥剤材料は一般に上記カードの一部である乾燥剤チャンバーの中に存在して、収容されており、多くの実施形態において、各試験片の中に組み込まれている。この乾燥剤チャンバーは乾燥剤材料を収容するために十分な容積である必要があり、この乾燥剤チャンバーの容積は一般に約０．００１５ｃｃ乃至０．１５ｃｃ、通常的に約０．０１０乃至０．１０ｃｃ、さらに通常的に約０．０１５乃至０．０８ｃｃの範囲である。このチャンバーの形態は相応に変更可能であり、当該乾燥剤チャンバーの中に収容される材料の大きさに応じて決まる。
【００１８】
一般に、チャンネルまたはチューブが各前駆体の反応チャンバーを乾燥剤チャンバーに接続していて、乾燥剤と反応チャンバーとの間における所要のガスを介する連絡が確立されている。このチューブまたはチャンネルは多くの場合に約０．００２ｃｍ乃至０．０５ｃｍ、通常において約０．００５ｃｍ乃至０．０５ｃｍの範囲の最小の寸法を有しており、約０ｃｍ乃至３ｃｍ、通常的に約０．０２ｃｍ乃至１．５ｃｍ、さらに通常的に約０．１５ｃｍ乃至５ｃｍの範囲の長さを有することができる。
【００１９】
各乾燥剤チャンバーがガスを介して連絡する各反応チャンバーに対する当該乾燥剤チャンバーの形態は変更可能である。特定の実施形態において、この乾燥剤チャンバーは同一の前駆体において存在している反応チャンバーにガスを介して連絡していて、上記カードを単一化する際に、結果として得られる試験片が乾燥剤チャンバーの中の乾燥剤材料に対してガスを介して依然として連絡している反応チャンバーを有する。また、別の実施形態において、上記乾燥剤チャンバーは隣接している前駆体、例えば、当該チャンバーに対して右側または左側の前駆体において存在している反応チャンバーに対してガスを介して連絡していて、上記カードを単一化する際に、結果として得られる試験片が乾燥剤材料に対してガスを介して連絡しなくなった反応チャンバーを有する。
【００２０】
特定の実施形態において、上記カードは単一化により電気化学的試験片の製造が行なわれるように構成されており、この試験片は上記反応チャンバーに出入りする流体の各入口チャンネルおよび出口チャンネルを有しており、これらのチャンネルは上記反応チャンバーと試験片の外部環境との間における流体を介する連絡を行い、この連絡は単一化の前において全く存在しない。換言すれば、試験片をカードの端部から切断する際に、この切断または単一化のプロセスにより上記反応チャンバーと試験片の外部環境との間における流体の入口および出口の各チャンネルが製造されるように上記カードが構成されていて、流体サンプルが反応チャンバーの中に導入されて、ガスがその反応チャンバーが排出できるようになっている。
【００２１】
本発明の試験片カードは一般的に水蒸気バリヤー材料の中に存在しており、この材料は当該カードと外部環境との間に水蒸気に対して不透過性のバリヤーを形成する。このバリヤー材料は上記カード上にラミネート化されて気密シールを形成することができる。任意の好都合な水蒸気不透過性の材料が使用可能であり、代表的な材料はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン・テレフタレート、ゴム、弗素化および／または塩素化したエチレン・モノマーの高分子、弗素化および／または塩素化したエチレン・モノマーのコポリマー、ポリメチルメタクリレート、酸化ケイ素をコーティングしたフィルム等を含むがこれらに限らない。特定の実施形態において、上記カードは較正情報、認識情報等を備えており、これらは走査可能なバー・コード、またはその他の情報記憶手段の形態でカード上に存在できる。
【００２２】
上記カードの設計は当該カードから最終的に単一化される各試験片における多数の異なる電気的な接触形態に対応するように変更可能である。代表的な接触形態が以下に詳述する図１乃至図３において示されている。
【００２３】
次に、代表的な試験片カードの各形態を図面に基づいてさらに説明する。図４ａは本発明の実施形態の一例による試験片カードの分解図を示しており、図４ｂは図４ａにおいて示されているカードから切り出された試験片の分解図を示している。図４ａにおいて、試験片４０は上部層４１ａおよび下部層４１ｂ（例えば、０．００２８インチ（約０．００７１ｃｍ）のＡｌ薄片および０．００１８インチ（約０．００４６ｃｍ）のアクリルＰＳＡ）、上部電極層４２ａおよび下部電極層４２ｂ（例えば、それぞれ、０．００５インチ（約０．０１３ｃｍ）の透明ＰＥＴ、Ａｕコーティング（下面部）および０．００５インチの透明ＰＥＴ、Ｐｄコーティング（上面部））、および中間のスペーサー層４３（例えば、０．００３インチ（約０．００８ｃｍ）のＰＥＴ、０．００１インチ（約０．００３ｃｍ）のアクリルＰＳＡ（両面））により形成されている多層型構造である。スペーサー層４３は反応チャンバー４４、乾燥剤チャンバー４５、流体入口チャンネル４６、反応チャンバーおよび乾燥剤チャンバーを接続しているチャンネル４７、および乾燥剤チャンバーに接続している出口チャンネル４８を備えている一定のパタンを有している。乾燥剤４７ａ（例えば、２．５ｍｇの４Ａモレキュラー・シーブ（ｍｏｌ ｓｉｅｖｅ）ビーズ）は上記乾燥剤チャンバーの中に配置されている。さらに、切取部分４９ａおよび４９ｂが各電極層の中に存在していて、カードの組立て時における各部材４２ａ，４２ｂおよび４３を組み合わせた厚さよりも厚い乾燥剤材料の空隙部分を可能にしている。これらの切取部分はさらに乾燥剤チャンバーのエッジ部分において停止連結部分を形成していて、一定量の流体のみが上記反応チャンバーおよび各チャンネルに流入できるようになっている。このカードの形態において、当該カードを個々の試験片に単一化することにより上記流体入口チャンネルが開口して、その試験片における反応チャンバーと外部環境および上記乾燥剤チャンバーの両方との間に流体の連絡が確立される。加えて、このカードはその単一化により上記乾燥剤チャンバーおよび最終的に上記各流体チャンネルおよび反応チャンバーが外部環境に対して連通している試験片を形成するように構成されているので、空気圧の蓄積により妨げられることなく流体の流入が進行できる。図４ａの試験片カードは予備切断部分４０ａを有しており、この切断部分４０ａは当該カードを各試験片に単一化するために用いられる最終切断部分４０ｂに対して案内を行なう。図６ａは図４ａのカードの変更例の分解図を示しており、この場合に、乾燥剤のブロックまたはテープ６１（例えば、６０％の４Ａモレキュラー・シーブ、１％乃至３％のＰＥＴＧにおけるグリコール、約０．２×０．１５×０．０２５インチ（約０．５１×０．３８×０．０６４ｃｍ））が乾燥剤チャンバー４５の中に存在している。さらに、例示的な単一化切断部分６０ａが示されている。図６ｂは単一化した試験片の各詳細部分を示している図である。これらの図６ａおよび図６ｂにおいて流体の入口チャンネル４６および出口４８は実施例ＩＩにおいて説明されている実験の目的のために短小化されている。さらに、図８ａは図６ａにおいて示されている試験片の変更例の分解図を示している。この図８ａにおいては、上部電極層および下部電極層がそれぞれ単一の層８１および８２に組み合わされており、各単一層８１および８２は乾燥剤ブロック６１に適合するためのスタンプ処理領域８３および８４を有している。さらに、図９ａは図４ａの試験片の変更例の分解図を示しており、この場合のチャンネル４６および出口４８は実施例ＩＩＩに従って短小化されている。本発明のカードのさらに別の実施形態を図３において見ることができる。この図３においては、各前駆体における反応チャンバー３１が当該チャンバーに隣接している前駆体において存在している乾燥剤チャンバー３３に対してガスを介して連絡するように、図４ａにおいて示されている設計が変更されている。この図面から分かるように、このような形態においては、カードの個々の試験片への単一化により、当該試験片の反応チャンバーと外部環境との間に流体の連絡が確立されるように流体の入口および出口が開口される。加えて、このカードはその単一化により反応チャンバーが乾燥剤チャンバーに対してガスを介して連絡しなくなる試験片が結果として得られるように構成されている。
【００２４】
電気化学的試験片
上記において示したように、本発明の電気化学的試験片カードは個々の電気化学的試験片に単一化または切断できる。これら本発明の電気化学的試験片は薄いスペーサー層により分離されている２個の対向している金属電極を備えており、これらの構成要素は一定の反応チャンバー、すなわち、一定の反応領域または反応区域を定めており、この反応チャンバーの中にレドックス試薬システムが存在している。
【００２５】
また、上記において示したように、上記作用電極および基準電極は一般に細長い部材片の形態でそれぞれ構成されている。一般的に、これらの電極の長さは約１．９ｃｍ乃至４．５ｃｍ、通常的に約２．０ｃｍ乃至２．８ｃｍの範囲である。また、これらの電極の幅は約０．３８ｃｍ乃至０．７６ｃｍ、通常的に約０．５１ｃｍ乃至０．６７ｃｍの範囲である。さらに、これら基準電極および作用電極は約１０ｎｍ乃至１００ｎｍ、通常的に約１０ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲の厚さを有している。
【００２６】
上記作用電極および基準電極はさらに少なくとも上記試験片内の反応領域に面しているこれら電極の表面部分が金属であることに特徴付けられており、この場合における関連の金属はパラジウム、金、プラチナ、銀、イリジウム、炭素、ドーピングした酸化錫、ステンレス・スチール等を含む。多くの実施形態において、この金属は金またはパラジウムである。原理的に上記電極の全体を金属により作成できるが、各電極は一般に不活性な支持材料により形成されており、この支持材料の表面上に各電極の薄い金属成分の層が存在している。これらのさらに一般的な実施形態において、上記不活性な支持材料の厚さは一般的に約５１μｍ乃至３５６μｍ、通常的に約１０２μｍ乃至１５３μｍの範囲であるが、上記金属層の厚さは一般的に約１０ｎｍ乃至１００ｎｍ、通常的に約１０ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲の、例えば、スパッターリングした金属層である。任意の好都合な不活性の支持材料が本発明の各電極において使用可能であるが、一般的に、この場合の材料は上記各電極、さらに、全体としての上記電気化学的試験片に対して構造的な支持を行なうことのできる剛性材料である。このような支持体として使用できる適当な材料は、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、ガラス等のプラスチックを含む。
【００２７】
本発明のカードにより製造される電気化学的試験片の特徴は上記の作用電極および基準電極が互い対向していて僅かな距離だけ分離しており、当該電気化学的試験片の上記反応領域内におけるこの作用電極と基準電極との間の距離が極めて小さいことである。この作用電極と基準電極との間の最小の間隔は当該作用電極と基準電極との間に配置または挟まれている薄いスペーサー層の存在により形成されている。このスペーサー層の厚さは一般に５００μｍよりも薄いかこれに等しくする必要があり、通常的に約１０２μｍ乃至１５３μｍの範囲である。このスペーサー層は反応領域内に少なくとも１個の入口ポート、および一般に当該反応領域から出る出口ポート、すなわち、上記の入口チャンネルおよび出口チャンネルを備えている一定の反応領域または反応区域を形成するように切断されている。また、このスペーサー層は側方の入口および出口の各穴または各ポートを有する円形の反応領域、あるいは、例えば、正方形、三角形、長方形、または不規則な形状の別の形態の反応領域等を有することができる。さらに、このスペーサー層は任意の好都合な材料により製造可能であり、この場合の代表的な適当な材料はＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ポリイミド、ポリカーボネート等を含み、このスペーサー層の各表面部分をそれぞれの電極に対して接着性を示すように処理することにより上記電気化学的試験片の構造が維持できる。特に重要な事は上記スペーサー層としての打抜式両面接着片の使用である。
【００２８】
本発明のカードから製造される電気化学的試験片は既に説明した作用電極、基準電極およびスペーサー層により定められる反応チャンバー、すなわち、反応領域または反応区域を備えている。特に、これら作用電極および基準電極はこの反応領域の上部および下部を定めており、スペーサー層は当該反応領域の各壁部を定めている。また、この反応領域の容積は少なくとも約０．１μＬ、通常的に少なくとも約１μＬ、さらに通常的に少なくとも約１．５μＬであり、この容積は１０μＬ程度以上になる場合もある。上述したように、上記反応領域は一般に少なくとも１個の入口ポートを有しており、さらに多くの実施形態において、出口ポートも有している。これらの入口ポートおよび出口ポートの断面積は、上記反応領域に対する流体の有効な出入を行なうために十分に大きい限りにおいて、変更可能であるが、一般に約９×１０−４ｃｍ２ 乃至５×１０−３ｃｍ２ 、通常的に１．３×１０−３ｃｍ２ 乃至２．５×１０−３ｃｍ２ の範囲である。
【００２９】
上記反応領域にはレドックス試薬システムが存在しており、この試薬システムは電極により測定されて生理学的サンプル中の分析物の濃度を導き出すために用いられる種類の物質を生じる。この反応領域中に存在しているレドックス試薬システムは一般的に少なくとも１種類以上の酵素および媒介物質を備えている。多くの実施形態において、このレドックス試薬システムにおける少なくとも１種類の酵素は一定の酵素または関連の分析物を協調して酸化するために作用する複数の酵素である。換言すれば、このレドックス試薬システムにおける酵素成分は単一の分析物酸化酵素または関連の分析物を協調して酸化する２種類以上の酵素の集合物により構成されている。関連の酵素はオキシダーゼ、デヒドロゲナーゼ、リパーゼ、キナーゼ、ジホラーゼ（ｄｉｐｈｏｒａｓｅ）、キノンタンパク質等を含む。
【００３０】
上記反応領域中に存在している特定の酵素は上記電気化学的試験片が検出するために設計されている特定の分析物により決まり、代表的な酵素はグルコース・オキシダーゼ、グルコース・デヒドロゲナーゼ、コレステロール・エステラーゼ、コレステロール・オキシダーゼ、リポタンパク質リパーゼ、グリセロール・キナーゼ、グリセロール−３−ホスフェート・オキシダーゼ、ラクテート・オキシダーゼ、ラクテート・デヒドロゲナーゼ、ピルベート・オキシダーゼ、アルコール・オキシダーゼ、ビリルビン・オキシダーゼ、ウリカーゼ等を含む。関連の分析物がグルコースである多くの好ましい実施形態において、上記レドックス試薬システムにおける酵素成分はグルコース酸化酵素、例えば、グルコース・オキシダーゼまたはグルコース・デヒドロゲナーゼである。
【００３１】
上記レドックス試薬システムにおける第２の成分は媒介物質成分であり、この成分は１種類以上の媒介物質により構成されている。種々の異なる媒介物質が当業界において知られており、フェリシアニド（フェリシアン化物）、フェナジン・エトサルフェート、フェナジン・メトサルフェート、フェニレンジアミン、１−メトキシ−フェナジン・メトサルフェート、２，６−ジメチル−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジクロロ−１，４−ベンゾキノン、フェロセン誘導体、オスミウム−ビピリジル錯体、ルテニウム錯体等を含む。関連の分析物がグルコースであり、グルコース・オキシダーゼまたはグルコース・デヒドロゲナーゼが上記酵素成分である実施形態において、特定の関連の媒介物質はフェリシアニド等である。
【００３２】
上記反応領域中に存在可能な別の試薬は、例えば、シトラコン酸塩、クエン酸塩、リンゴ酸（塩）、マレイン酸（塩）、リン酸塩、「Ｇｏｏｄ」緩衝液等の緩衝剤を含む。さらに、存在可能な別の物質は塩化カルシウムおよび塩化マグネシウム等の二価のカチオン、ピロロキノリン・キノン、Ｔｒｉｔｏｎ、Ｍａｃｏｌ、Ｔｅｔｒｏｎｉｃ、Ｓｉｌｗｅｔ、Ｚｏｎｙｌ、およびＰｌｕｒｏｎｉｃ等の界面活性剤の類、およびアルブミン、スクロース、トレハロース、マンニトール、およびラクトース等の安定化剤を含む。
【００３３】
上記レドックス試薬システムは一般に乾燥した形態で存在している。
【００３４】
カードおよび試験片の製造
本発明の電気化学的試験片カードは任意の好都合な方法により製造できる。多くの実施形態において、異なる材料の種々の層、例えば、電極層、スペーサー層等は単一のカードの形式に一体化され、その後にバリヤー材料の中にラミネート化されて最終製品が製造される。各図面に基づいて本発明による異なる種類のカードを製造するための代表的なプロトコルを次に説明する。しかしながら、以下の代表的なカード製造の各プロトコルの説明は単に例示的であり、制限と考えるべきでなく、これらのカードは上述したように任意の好都合なプロトコルにより製造できる。
【００３５】
図１は本発明の実施形態の一例に従う試験片の製造の概略図を示している。図１において示されている方法においては、初めの開始材料が上部電極層１ａ、下部電極層１ｂおよび中間スペーサー層１ｃである。この実施例において、上部電極層１ａは下面部にスパッターリング処理した金の層を伴うＰＥＴ支持体であり、下部電極層１ｂは上面部にスパッターリング処理したパラジウム層を伴うＰＥＴ支持体である。各試薬（１ｄ）はこの下部層の上にコーティングされている。スペーサー層はＰＳＡ／ＰＥＴ／ＰＳＡ（ＰＳＡ＝感圧接着剤、ＰＥＴ＝ポリエステル・テレフタレート）から成る３層の積層体であり、この層は上記前駆体の流体通路および存在している反応チャンバーを有している。これら３個の層は一体にラミネート化されて構造体２が形成され、穴３がこの複合的なラミネート構造体を貫通してパンチ孔あけ処理されることにより乾燥剤チャンバーが形成される。この乾燥剤チャンバーのパンチ孔あけ処理は上記反応チャンバーから下流側における流体停止連結部分も形成し、この停止連結部分は、以下に説明するように、使用時において試験片に流入する流体サンプルの量を正確に制限するために作用する。例えば、ブロック、ビーズ等の乾燥剤材料（４）が上記パンチ孔あけにより形成された乾燥剤チャンバーの中に配置されて、結果として得られる構造体が例えば、ＰＳＡ面付きのアルミニウム・フィルムから成る上部および下部の各バリヤー層５ａおよび５ｂの間にラミネート化またはシールされて最終的なカード６が形成される。これらの層５ａおよび５ｂが十分に柔軟である場合に、上記フィルムはラミネート化の間に変形して乾燥剤の厚さに追随する。これらの材料が型押し可能である場合には、これらをラミネート化の前に型押しして上記乾燥剤材料を受け入れるポケットを形成することができる。カード６の端部において、例えば、バーコード、送信機等の情報記憶手段が存在しており、この手段が上記カードと共に用いられる計器に対して較正情報等の情報を供給する。図から分かるように、上記種々の電極層の構成は各カードから単一化される最終的な各試験片において電気的な接触を行なう。
【００３６】
さらに図１において、各試験片の内側に面している各電極フィルムの金属化した表面部分に上記計器の各接触部分が接触することを可能にするために上記種々の層の中に切り出されている各特徴部分も示されている。加えて、上記各電極層における金属化した層を貫通しているが支持材料は貫通していない各線を示している各標識（１ｅ）が示されており、これらの線は各電極表面において電気的に絶縁されている各領域を形成している。これらの絶縁性の各特徴部分は二つの目的、すなわち、（１）電極が上記流動チャンネルの端部に形成されていて、このことにより装置における流体の完全な充填の検出が可能になること、および（２）各電極として実際に使用されている各チャンネルの領域がこれらの特徴部分により定められる各領域に潜在的に制限されること、のために作用する。
【００３７】
同一の方法により製造できる別のカード形式が図２において示されている。図２において、上記の初期的な上部および下部の各電極層の構成が変更されていて、カードから単一化される各電気化学的試験片において別の電気的な接触機構が形成されている。図１において示されている製造プロセスと同様に、図２のプロセスにおける最初の工程は上部電極層２１ａ、下部電極層２１ｂおよび中間スペーサー層２１ｃを供給することである。加えて、各標識（２１ｅ）が図示されていて、各電極層の金属化層を貫通して切断されているが、支持材料は貫通していない各線を示しており、これらの線は各電極表面上に電気的に絶縁されている各領域を形成している。試薬材料２１ｄが下部電極２１ｂの表面に存在している。前駆体２１ａ乃至２１ｃはラミネート化されて構造体２２が形成され、穴が当該構造体２２にパンチ孔あけ処理により設けられて乾燥剤チャンバー２３が形成される。その後、例えば、ブロック、ビーズ等の乾燥剤材料（２４）がパンチ孔あけ処理した乾燥剤チャンバーの中に配置されて、結果として得られる構造体が、例えば、ＰＳＡ面付きのアルミニウム・フィルムから成る上部および下部の各バリヤー層２５ａおよび２５ｂの間にラミネート化またはシールされて最終的なカード２６が製造される。さらに、図３は本発明のカードを製造するために使用できる第２のプロトコルの概略図を示している。図３において示されているプロセスにおいては、初期的な下部層３０ｂおよびスペーサー層３０ａがそれぞれ用いられている。この下部層３０ｂは試薬片（３０ｃ）を上部に印刷した金属の上方面部を有している。この下部電極層は各絶縁切断部分３０ｄにより定められている各電極領域を有している。中間スペーサー層３０ａは乾燥剤チャンバーを含む流動経路を有していることにより特徴付けられており、この場合の乾燥剤チャンバー３３は隣接している試験片前駆体内の反応チャンバーと連絡している。上記の下部層および中間層が最初に一体にラミネート化されて構造体３２が形成され、乾燥剤材料３７が乾燥剤チャンバー３３の中に配置される。その後、構造体３２が上部電極層３４ａ（各電極絶縁切断部分３４ｂを有している）に対してラミネート化されて最終的なカード３５が製造される。図３において示されている実施形態においては、電極フィルムが二つの機能、すなわち、（ａ）上記金属層の支持体および（ｂ）主な水分バリヤー、として作用している。この実施形態において、上記フィルムはＡｌｌｉｅｄ Ｓｉｇｎａｌ社から入手可能なＡｃｌａｒ材料等の低い水蒸気透過度を有する材料により構成されている。上記乾燥剤材料を受容するためにポケットが、例えば、型押または熱成形等により、このフィルム内に予め形成されている。このフィルムの外側バリヤーは上記スペーサー層に対して直接的に隣接しているので、停止連結部分が乾燥剤チャンバーにより形成できない。それゆえ、各乾燥剤チャンバーは隣接している試験片上に配置されていて、停止連結部分がカードを各試験片に単一化する際に形成されるようになっている。
【００３８】
カードから各電気化学的試験片を製造するために、各カードはこれらの試験片に単一化または切断される。スリッティング、剪断、パンチ処理、レーザー単一化等を含む任意の好都合な切断または分離のプロトコルが採用できる。特定の実施形態において、この単一化は各試験片と共に用いられる計器により行なわれる。
【００３９】
使用方法
本発明のカードから製造される各電気化学的試験片を使用する場合に、一定量の関連の生理学的サンプルが各試験片の反応チャンバーにおける電気化学的セルの中に導入される。この生理学的サンプルは変更可能であるが、多くの実施形態において、一般に全血またはその誘導物質またはフラクションであり、この場合に全血が多くの実施形態において特に関連している。また、上記試験片の反応領域の中に導入される、例えば、血液等の生理学的サンプルの量も変化するが、一般に約０．１μＬ乃至１０μＬ、通常的に約０．９μＬ乃至１．６μＬの範囲である。このサンプルは任意の好都合なプロトコルにより上記反応領域の中に導入されるが、このサンプルは当該反応領域の中に注入することができ、適宜に、当該反応領域等の中に保持できる。
【００４０】
上記サンプルの反応領域への供給に続いて、電気化学的測定が上記基準電極および作用電極により行なわれる。このようにして行なわれる電気化学的測定はアッセイの特別な性質および電気化学的試験片と共に用いられる装置に応じて、例えば、そのアッセイが電量測定式、電流測定式、または電位測定式のいずれであるかに応じて、変更可能である。一般に、この電気化学的測定は、通常的にサンプルの反応領域内への導入後の一定時間にわたり、電荷（電量測定式）、電流（電流測定式）または電位（電位測定式）を測定する。上記の電気化学的測定を行なうための方法が米国特許第４，２２４，１２５号、同第４，５４５，３８２号、および同第５，２６６，１７９号、並びにＰＣＴ国際公開第ＷＯ  ９７／１８４６５号および同第ＷＯ  ９９／４９３０７号においてさらに説明されており、これらの各開示は本明細書に参考文献として含まれる。
【００４１】
上記のような反応領域内において発生する電気化学的信号の検出に続いて、当該反応領域内に導入されたサンプル中に存在している分析物の量がその電気化学的信号を当該サンプル中の分析物の量に関連付けることにより決定される。この導出を行なう場合に、上記測定した電気化学的信号は一般的に既に得られている一連の対照または基準の値から生じる信号に対して比較されて、この比較により決定される。多くの実施形態において、上記の電気化学的信号測定の各工程および分析物濃度導出の各工程は各試験片に供給されるサンプル中の分析物濃度の値を生じるために当該試験片と共に作用するように設計されている装置により自動的に行なわれる。使用者が単にサンプルを上記反応領域に供給した後に装置からの最終的な分析物濃度を読み取るだけのような、これらの工程を自動的に実行するための代表的な読取装置が「電気化学的アッセイのタイミングを開始するためのサンプル検出（Ｓａｍｐｌｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｉｎｉｔｉａｔｅ Ｔｉｍｉｎｇ ｏｆ ａｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｓｓａｙ）」を発明の名称とする同時係属の米国特許出願第０９／３３３，７９３号（代理人生理番号：ＬＦＳ−７７）においてさらに説明されており、この開示は本明細書に参考文献として含まれる。
【００４２】
上記各方法は種々の異なる分析物の濃度を決定するために使用可能であり、この場合の代表的な分析物はグルコース、コレステロール、ラクテート、アルコール等を含む。多くの好ましい実施形態において、本発明の方法は生理学的サンプル中のグルコース濃度を決定するために用いられている。原理的に本発明の方法は、尿、涙、唾液等の種々の異なる生理学的サンプルにおける分析物の濃度を決定するために使用できるが、これらの方法は、特に、血液または血液フラクション、例えば、血液から誘導される各サンプル等、とりわけ、全血における分析物の濃度決定における使用に適している。
【００４３】
キット
さらに、本発明の実施において使用するためのキットも本発明により提供される。この本発明のキットは少なくとも、上記のような、電気化学的試験片を備えている。さらに、この本発明のキットは生理学的サンプルを入手するための手段を備えている。例えば、生理学的サンプルが血液である場合に、本発明のキットはさらに、指を突き刺すためのランス、ランス作動手段等の、血液サンプルを得るための手段を備えることができる。加えて、本発明のキットは、例えば、一定の標準化された濃度のグルコースを含有しているグルコース対照溶液等の、対象溶液または標準物を備えることができる。さらに、これらのキットは生理学的サンプル中の分析物濃度の決定において本発明の試薬試験片カードを使用するための説明または指示を備えている。これらの説明はパッケージ、ラベル・インサート、各キット内に存在している各容器等の１個以上において存在することができる。あるいは、例えば、インターネット・サイトにおいて、これらの説明に遠隔的にアクセスするための手段を備えることが可能であり、このような手段は、例えば、パッケージ・インサート、パッケージ等の、キット内に存在している支持体上に印刷したＵＲＬの形態を採ることができる。
【００４４】
以下の実施例は例示のために提供されており、制限を目的としていない。
【００４５】
実験
実施例Ｉ
パラジウムおよび金をコーティングした各ポリエステル・フィルムをメルカプト−エタン・スルホン酸（ＭＥＳＡ）の０．６Ｍ溶液中に浸漬することにより当該ＭＥＳＡによる処理を行なった後に、空気乾燥により処理した。このパラジウムの金属薄片を図４ａにおいて示されているチャンネル形状を有するスペーサー層にラミネート化した。ピロロキノリン−キノン（ＰＱＱ）−グルコース・デヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）試薬を以下のように配合した。
溶液Ａ
１．１ｇＣａＣｌ２ ＋１００ｍｌ脱イオン水
溶液Ｂ
９９．５ｍＬ（０．１Ｍシトラコン酸、ｐＨ６．５、０．０２％Ｓｉｌｗｅｔ ７６００）＋０．５ｍＬ溶液Ａ
溶液Ｃ
１ｍｇＰＱＱ＋２７．５ｍＬ溶液Ｂ
溶液Ｄ
１．１２ｇＫ４ Ｆｅ（ＣＮ）６ ＋５ｍＬ溶液Ｂ
溶液Ｅ
３．２１ｍｇＧＤＨ（５０２Ｕ／ｍｇ）＋３００μＬ溶液Ｃ
暗所において室温（ＲＴ）で３０分間にわたりインキュベーションする。
１００μＬ溶液Ｄを添加する。
【００４６】
１．５μＬの上記試薬をピペットにより上記反応領域（図１における１ｆ）に供給して、５０℃のホット・プレート上において空気乾燥した。その後、上記金コーティングしたフィルムを上記スペーサー層の上部に供給して、図１において示されているようにパンチ孔あけ処理した乾燥剤チャンバーを形成した。この時点において、３個の４Ａモレキュラー・シーブ・ビーズ（それぞれ約２ｍｇ）を挿入してアルミニウム薄片（３Ｍ４２５）により被覆するか、０．００５インチ（約０．０１３ｃｍ）の金コーティングしたポリエステル・フィルムの別の層をラミネートすることにより上記パンチ孔あけ処理した穴を被覆して各カードを仕上げた。上記３個のモレキュラー・シーブ・ビーズは合計で約１．２ｍｇの水の吸収量を有していた。
【００４７】
上記の各カードを７５％の相対湿度（ＲＨ）で室温のチャンバーの中、または５℃の乾燥状態（４Ａモレキュラー・シーブ）の中のいずれかにおいて３２日間にわたり保管した。調査中の各間隔において、各カードを取り出して、試験片を単一化した後に、約０，４０および４５０ｍｇ／ｄｌのグルコースに調節した４２％ヘマトクリット値の血液により展開した。各時点において異なるドナーの血液を用いたが、冷蔵した対照物もあらゆるドナー関連の作用（実際の各グルコース・レベルにおける差異）における比較のために含めた。６個乃至９個の試験片をそれぞれの場合において展開した。
【００４８】
サンプル供給を検出するために各試験片を読み取る装置が＋５０ｍＶの電位を上記各電極の間に印加した。一定の電流の増加によりサンプル供給が報知される場合に、上記の電位が−３００ｍＶに変更されて５秒間にわたり維持される。５秒後に、この電位を＋３００ｍＶに変更して９秒間にわたりこの値に維持した。この＋３００ｍＶの段階において、その減衰電流対時間の曲線を無限遠まで数学的に射影し、この無限遠の電流値をｉｓｓにより示した。このｉｓｓはグルコース濃度に概ね比例している。図５ａ，５ｂおよび５ｃは上記２種類の場合および冷蔵した対照物の場合のそれぞれの平均化したｉｓｓ値を示している。ゼロ（ｍｇ／ｄｌ）のグルコースにおいて、小さい（約１０マイクロボルト）のバックグラウンド電流が全ての場合において初期的に見られる。この電流は高い湿度に曝されている例外のＰＥＴの場合を除いて全ての場合において実質的に変化せずに維持されており、この例外の場合においては、電流は調査の進行と共に急激に増加していて、フェロシアニドの蓄積を示している。４０ｍｇ／ｄｌのグルコースにおいては、上記の作用は実質的に同一であった。さらに、４５０ｍｇ／ｄｌのグルコースにおいては、このグルコースに関連している電流がはるかに大きくなっており、曝露時におけるフェロシアニド生成による電流の増加は酵素分解によるｉｓｓ値における減少の程度ほどには識別できなかった。この場合においても、この分解作用はＰＥＴの高湿度の場合においてのみ生じていた。明らかに、上記の金属薄片面を備えている内部的に乾燥処理されている各試験片は３２日間までにわたる高湿度環境に曝された場合に比較的にはるかに安定であった。
【００４９】
実施例ＩＩ
この実施例において、１個の例外（図６ａおよび図６ｂを参照されたい）を除いて、上記実施例Ｉにおけるアルミニウム薄片面を備えているカードに類似しているカードを調製した。サンプル流入および出口の各チャンネルは短小化されているので、各試験片が単一化される時に、このチャンネルシステムは試験片の内部に完全にシールされた状態に維持されており、これらサンプル流入および出口の各チャンネルにおける先端部分は試験片のエッジ部分から０．０３０インチ（約０．０７６ｃｍ）の所まで延在している（このことは単に各チャンネルを０．０６０インチ（約０．１５２ｃｍ）だけ短小化することに関する）。この構成は上記において概説したような単一化のために必要とされる力を最小にするために製造時において各試験片の間に切断部分を設けているカード構成を模擬的に示すことを目的としている。サンプルは、切断されない完全なカードとして、また単一化された試験片として調製される。各構成をその乾燥チャンバー内に乾燥剤が存在している状態および存在していない状態で調製した。
【００５０】
水分の進入についての各切断部分の作用を調べるため、およびパッケージ内における水分に対する既に観察したカードの安定性に相関付けるために、水分取り込み調査を以下のように行なった。それぞれ単一化した試験片の例について４０個の個別の試験片を調製し、カードの各例について２２０個の試験片カードを調製した。これら４種類の全ての例を７５％ＲＨの室温のチャンバー内に入れた。その後の６３日間にわたり、各例における全ての材料を秤量して水分の取り込みを評価した。試験片またはカード・パッケージを通過した水分の量を計算するために、無乾燥剤の例における重量増加分をこれに対応している乾燥剤収容型の構成から差し引いた。上記試験片１個当たりの３個のビーズがそれぞれ約２ｍｇの重さであり、その重量の約２０％の水分を吸収できるという観察に基づいて、その乾燥剤の消費率を各時点において計算した。図７はこれらの結果を示している。
【００５１】
上記の完全な状態のカードの構成は６３日目以内に４０％よりも僅かに高い乾燥剤の消費率を有していた。実施例Ｉにおいて、完全な状態のカードにより３２日目までに見られた良好な試薬安定性は、この時点において考えてみると、約１８％の乾燥剤の消費率に相当する。モレキュラー・シーブは有意差のある消費の程度においても極めて低い相対湿度を維持するので、４０％の消費の程度まで良好な試薬安定性を見ることができると考えられる。
【００５２】
一方、上記単一化した試験片の構成は約５日目以内に５０％の消費率に到達しており、上記完全な状態のカードよりも有意差をもって速い。すなわち、上記単一化用の切断部分は水分の進入を速める経路を開いている。従って、上記金属薄片の面を備えている構成においては、上記計器は各試験片の間に完全な切断部分を作成することが必要になると考えられる。また、端部の試験片（およびおそらくその次の試験片等）の寿命が内部の各試験片より短くなることも考えられる。
【００５３】
実施例ＩＩＩ
次に、図８ａおよび図８ｂを参照されたい。この実施例において、カードを実施例ＩＩの場合と同様に作成したが、（１）中心のスペーサー層の中に長方形状の乾燥剤チャンバーを切断して形成したこと、（２）金属化ＰＥＴおよび金属薄片の各層を０．００５インチ（約０．０１３ｃｍ）のＡｃｌａｒ ２２Ｃの単一層に換えたこと、（３）上記乾燥剤チャンバーの形状に一致するように０．０２８インチ（約０．０７１ｃｍ）のポケットをＡｃｌａｒの一方の層に（常温型押により）形成したこと、および（４）約６０％のモレキュラー・シーブおよびＰＥＴＧ中における１％乃至３％のグリコール（Ｃａｐｉｔａｌ ｖｉａｌ）から成る１３ｍｇの０．０２５インチ（約０．０６４ｃｍ）の乾燥剤テープ片を乾燥剤として使用したことが異なる。この乾燥剤は試験片１個当たりに約２．６ｍｇの水の合計の吸収量、すなわち上記各実施例ＩおよびＩＩにおける３個のモレキュラー・シーブ・ビーズの吸収量の約２．３倍の吸収量を有していた。比較のために、金属薄片面を備えているカードを実施例Ｉおよび実施例ＩＩと同様に作成したが、これらのモレキュラー・シーブ・ビーズを上記Ａｃｌａｒカードと同一量の乾燥剤テープに換えた（図９ａおよび図９ｂを参照されたい）。さらに、パッケージの外側からの水分吸収についての対照物として乾燥剤を備えていないこれら両方の種類のカードも作成して、これら全ての構成をカードおよび切断した試験片として７５％ＲＨの環境に曝露した。それぞれの事例において４０個の試験片を試験した。
【００５４】
図１０ａおよび図１０ｂはそれぞれの結果を示している。上記実施例における金属薄片付きの単一化した各試験片は実施例ＩＩにおける場合よりもはるかに良好な水分抵抗性を示し、５０％の消費レベルに５日以内ではなく約１２日目に到達しており、このことは増加した乾燥剤の吸収量から凡そに予想できることである。
【００５５】
Ａｃｌａｒ ２２Ｃのデータは０日目と１日目との間において異常な消費量の減少を示しており、このデータは疑いなく０日目における秤量の間違いである。このずれを考慮に入れると（全ての消費量の値が必然的に約５％乃至１０％高くなるとすると）、２８日目において、切断した各試験片が３５％よりも高く乾燥剤を消費するのに十分な水分をまだ吸収していないこと、および乾燥剤が確実に３０日目において５０％よりも低く消費されていることが明らかである。従って、材料および乾燥剤の量における変化は共に各試験片の間に予備切断部分を作成する場合においてもその設計の達成に寄与しており、各試験片は少なくとも１ヶ月にわたり継続するのに十分なほどに乾燥状態を維持し、端部における各試験片も中央の各試験片と同様に良好な状態に維持される。
【００５６】
この実施例において使用したＡｃｌａｒ片は目的とする装置と同様のパッケージを通過する水蒸気の透過率についての一つのモデルと考えている。
【００５７】
上記の各結果および説明により、電気化学的試験片における改善が本発明により提供されることが分かる。特に、本発明はエンド・ユーザーにより必要とされる場合に単一化できる保管用の安定な多数個試験片型のカードまたはテープを提供し、種々の利点の中でも、とりわけ、パッケージ化材料の使用を減少して、高効率でコスト面において効果的な各製造プロトコルを提供する。したがって、本発明はこの分野に対して顕著に貢献している。
【００５８】
本明細書において引用した各公告および特許は、それぞれの公告または特許が特別に且つ個別に本明細書に参考文献として含まれることが示されているように、本明細書に参考文献として含まれる。これらのあらゆる公告の引用はその出願日よりも前におけるそれぞれの開示について引用されているのみであり、（この引用を）本発明が先の発明の効力により当該公告よりも先行する権利がないという承認として解釈すべきでない。
【００５９】
以上において、本発明をその理解の明瞭化のために図示および実施例により幾分詳細に説明したが、当該技術分野における通常の熟練者においては、本発明のこれらの教示に鑑みて、特定の変形および変更が本明細書に記載されている特許請求の範囲または趣旨から逸脱することなく行なえることが容易に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の試験片カードの第１の実施形態の組立体についての概略図を示している。
【図２】
本発明の試験片カードの第２の実施形態の組立体についての概略図を示している。
【図３】
本発明の試験片カードの第３の実施形態の組立体についての概略図を示している。
【図４ａ】
本発明による試験片カードの分解図を示している。
【図４ｂ】
図４ａにおいて示されているカードから単一化した試験片の分解図を示している。
【図５ａ】
実施例Ｉにおいて報告されている各実験により得られたデータの図示的な結果を示している。
【図５ｂ】
実施例Ｉにおいて報告されている各実験により得られたデータの図示的な結果を示している。
【図５ｃ】
実施例Ｉにおいて報告されている各実験により得られたデータの図示的な結果を示している。
【図６ａ】
本発明による試験片カードの分解図を示している。
【図６ｂ】
図６ａにおいて示されているカードから単一化した試験片の分解図を示している。
【図７】
実施例ＩＩにおいて報告されている各実験により得られたデータの図示的な結果を示している。
【図８ａ】
本発明による試験片カードの分解図を示している。
【図８ｂ】
図８ａにおいて示されているカードから単一化した試験片の分解図を示している。
【図９ａ】
本発明による試験片カードの分解図を示している。
【図９ｂ】
図９ａにおいて示されているカードから単一化した試験片の分解図を示している。
【図１０ａ】
実施例ＩＩＩにおいて報告されている各実験により得られたデータの図示的な結果を示している。
【図１０ｂ】
実施例ＩＩＩにおいて報告されている各実験により得られたデータの図示的な結果を示している。
【符号の説明】
１ａ  上部電極層
１ｂ  下部電極層
１ｃ  スペーサー層
１ｄ  試薬
１ｅ  標識
１ｆ  反応領域
２  構造体
３  穴
４  乾燥剤材料
５ａ  上部バリヤー層
５ｂ  下部バリヤー層
６  最終のカード
４０  試験片
４１ａ  上部層
４１ｂ  下部層
４２ａ  上部電極層
４２ｂ  下部電極層
４３  スペーサー層
４４  反応チャンバー
４５  乾燥剤チャンバー
４６  流体入口チャンネル
４７  チャンネル
４７ａ  乾燥剤
４８  出口チャンネル
４９ａ，４９ｂ  切取部分
【図１】
2004516481.tif 000003
【図２】
2004516481.tif 000004
【図３】
2004516481.tif 000005
【図４ａ】
2004516481.tif 000006
【図４ｂ】
2004516481.tif 000007
【図５ａ】
2004516481.tif 000008
【図５ｂ】
2004516481.tif 000009
【図５ｃ】
2004516481.tif 000010
【図６ａ】
2004516481.tif 000011
【図６ｂ】
2004516481.tif 000012
【図７】
2004516481.tif 000013
【図８ａ】
2004516481.tif 000014
【図８ｂ】
2004516481.tif 000015
【図９ａ】
2004516481.tif 000016
【図９ｂ】
2004516481.tif 000017
【図１０ａ】
2004516481.tif 000018
【図１０ｂ】
2004516481.tif 000019
【国際公開パンフレット】
2004516481.tif 000020
2004516481.tif 000021
2004516481.tif 000022
2004516481.tif 000023
2004516481.tif 000024
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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