(57)【要約】  分析用検査ストリップの有用性を判定するためのシステムは、流体試料を受容するための試料チャンバと、水分変動インピーダンスを有する試料チャンバ内の試薬と、試薬に接触する２つの検出電極と、を含む。試験計測器は、検出電極を介して試薬にわたってＡＣ波形を印加し、その間、試薬のインピーダンスを測定する。プロセッサは、測定された試薬のインピーダンスが乾燥基準を満たすかどうかを自動的に判定する。計測器は、ハウジングと、ストリップポートコネクタと、インピーダンス測定回路と、プロセッサと、を含む。手持ち式計測器に挿入されたストリップの有用性を判定するための方法は、ストリップの試薬にわたってＡＣ波形を印加し、第１の電気信号を測定することと、ストリップが第１の電気信号に基づいて乾燥基準を満たすかどうかを判定することと、を含む。検査ストリップ及び検体判定方法も説明される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析用検査ストリップの有用性を判定するためのシステムであって、前記システムが、
ａ）流体試料を受容するように適合された試料チャンバと、前記試料チャンバ内に少なくとも部分的に配置された試薬と、前記試薬と接触している２つの離間した検出電極と、を有する、前記分析用検査ストリップであって、前記試薬が含水量で変動するインピーダンスを有する、前記分析用検査ストリップと、
ｂ）前記分析用検査ストリップを受容するように適合された試験計測器であって、前記試験計測器が、前記検出電極を介して前記試薬にわたって交流電流波形を印加し、かつ同時に前記試薬のインピーダンスを測定するように構成されたインピーダンス測定回路を有し、前記試薬の測定されたインピーダンスが選択された乾燥基準を満たすかどうかを自動的に判定するように構成されたプロセッサを有する、試験計測器と、
を備える、システム。
【請求項２】
前記試験計測器が、ユーザインターフェースを更に含み、前記プロセッサが、前記測定されたインピーダンスが前記選択された乾燥基準を満たさない場合、前記ユーザインターフェースを介してエラー表示を示すように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記分析用検査ストリップが、前記試料チャンバ内に少なくとも部分的に配置された試料電極を更に含み、前記試験計測器が、前記試料電極と前記離間した検出電極のうちの少なくとも１つとに電気接続された検体測定回路を更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサが、前記試薬の前記測定されたインピーダンスが前記乾燥基準を満たす場合、前記受容した分析用検査ストリップの前記試料チャンバ内の前記流体試料の存在を検出し、かつ、前記検出に基づいて、前記検体測定回路を、前記流体試料にわたって検査波形を印加し、結果として生じる電気化学応答を測定するように動作させるように更に構成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記試薬が、前記電気化学応答が前記流体試料中のグルコースレベルを表すように、前記試料チャンバ内に構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記検査波形が、交流電流波形を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記検出電極が、互いに横方向に隣接しており、前記試料電極から前記試料チャンバの反対側に配置される、請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記インピーダンス測定回路が、前記交流電流波形を印加するように構成された電圧供給と、前記交流電流波形が印加されている間、前記試薬を流れる電流を検出するように構成されたトランスインピーダンス増幅器と、を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記試験計測器が、前記受容された分析用検査ストリップの前記検出電極のうちの選択された１つと電気的に接触するように構成された２つの存在検出接点と、前記２つの存在検出接点の間の電気的連続性を検出するように構成された存在検出回路と、を含み、前記プロセッサが、前記電気的連続性の検出に続いて前記交流電流波形の印加を自動的にもたらすように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記試験計測器が、開状態のとき、前記受容された分析用検査ストリップから前記２つの存在検出接点のうちの少なくとも１つを選択的に電気的に分離するためのスイッチを更に含み、前記プロセッサが、前記試薬の前記インピーダンスが測定された後に前記スイッチの開放を自動的にもたらすように更に構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記選択された乾燥基準が、約０Ω〜約１ＭΩのインピーダンスであり、前記インピーダンス測定回路が、約１０ｋＨｚの周波数で前記交流電流波形を印加するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
分析用検査ストリップと共に使用するための手持ち式試験計測器であって、前記試験計測器が、
ａ）ハウジングと、
ｂ）前記分析用検査ストリップを受容し、かつ前記受容した分析用検査ストリップの２つの離間した検出電極に電気接続するように構成されたストリップポートコネクタと、
ｃ）前記ハウジング内に配置され、前記ストリップポートコネクタを介して前記受容した分析用検査ストリップの試料チャンバ内の試薬にわたって交流電流波形を印加し、かつ同時に前記試薬のインピーダンスを測定するように構成された、インピーダンス測定回路と、
ｄ）前記試薬の測定されたインピーダンスが選択された乾燥基準を満たすかどうかを自動的に判定するように構成されたプロセッサと、
を備える、試験計測器。
【請求項１３】
前記ストリップポートコネクタが、前記受容した分析用検査ストリップの試料電極に電気接続するように更に構成され、前記計測器が、前記試料電極と前記離間した検出電極のうちの少なくとも１つとに電気接続された検体測定回路を更に含む、請求項１２に記載の計測器。
【請求項１４】
前記プロセッサが、前記試薬の前記測定されたインピーダンスが前記乾燥基準を満たす場合、前記受容した分析用検査ストリップの前記試料チャンバ内の流体試料の存在を検出し、かつ、前記検出に基づいて、前記検体測定回路を、前記流体試料にわたって検査波形を印加し、前記検査波形に対する電気化学応答を測定するように動作させるように更に構成される、請求項１３に記載の計測器。
【請求項１５】
前記試薬が、前記電気化学応答が前記流体試料中のグルコースレベルを表すように、構成される、請求項１４に記載の計測器。
【請求項１６】
ユーザインターフェースを更に含み、前記プロセッサが、前記測定されたインピーダンスが前記選択された乾燥基準を満たさない場合、前記ユーザインターフェースを介してエラー表示を示すように構成される、請求項１２に記載の計測器。
【請求項１７】
手持ち式試験計測器に挿入された分析用検査ストリップの有用性を判定するための方法であって、前記方法が、プロセッサと前記試験計測器の少なくとも１つの電気回路とを用いて以下の、
挿入された分析用検査ストリップの試薬にわたって交流電流波形を印加し、第１の電気信号を測定する工程と、
前記第１の電気信号に基づいて、前記挿入された分析用検査ストリップが選択された乾燥基準を満たすかどうかを判定する工程と、
を行うことを含む、方法。
【請求項１８】
前記挿入された分析用検査ストリップが、前記選択された乾燥基準を満たす場合、
前記挿入された分析用検査ストリップの試料チャンバ内の流体試料を検出することと、
前記試料チャンバ内の前記検出された流体試料にわたって電圧信号を印加し、前記試薬により媒介される第２の電気信号を測定することと、
前記第２の電気信号を用いて前記流体試料の生理学的特性を判定することと、を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記試薬が、前記第２の電気信号が前記流体試料中の血液グルコースレベルを表すように構成される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記測定されたインピーダンスが前記選択された乾燥基準を満たさない場合、ユーザインターフェースを介してエラー表示を自動的に示すことを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
電気化学式分析用検査ストリップであって、
ａ）電気絶縁底層と、
ｂ）前記電気絶縁底層上に配設された、第１のパターン化部分及び第２のパターン化部分を含むパターン化された電気伝導層と、
ｃ）酵素試薬層であって、前記酵素試薬層が前記第１のパターン化部分及び前記第２のパターン化部分を架橋するように、前記第１のパターン化部分、前記第２のパターン化部分、及び前記電気絶縁底層上に配設された、酵素試薬層と、
ｄ）パターン化されたスペーサ層と、
ｅ）頂部電気伝導層と、
ｆ）電気絶縁頂部層と、
を備える、電気化学式分析用検査ストリップ。
【請求項２２】
体液試料中の検体の判定のための方法であって、前記方法が、
電気化学式分析用検査ストリップの酵素試薬層が所定の湿度レベルに暴露されたかどうかを、前記酵素試薬層の電気的特徴を測定することにより、確認することであって、前記電気化学式分析用検査ストリップが、
電気絶縁底層と、
前記電気絶縁底層上に配設され、第１のパターン化部分及び第２のパターン化部分を含む、パターン化された電気伝導層と、
前記酵素試薬層が前記第１のパターン化部分及び前記第２のパターン化部分を架橋するように、前記第１のパターン化部分、前記第２のパターン化部分、及び前記電気絶縁底層上に配設された、酵素試薬層と、
パターン化されたスペーサ層と、
頂部電気伝導層と、
電気絶縁頂部層と、を有する、確認することと、
前記体液試料を前記電気化学式分析用検査ストリップに塗布することと、
前記電気化学式分析用検査ストリップの電気化学応答に基づいて、前記検体を判定することと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権）
この国際特許出願は、パリ条約及び米国特許法第１１９条の下に、先に出願された２０１３年１２月２３日出願の米国特許出願第１４／１３９，７４７号に対する優先権の利益を主張し、当該先の出願は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、一般的に、検体測定の分野に、具体的には、特定の基準に基づいて分析用検査ストリップのエラー条件を検出するための試験計測器及び関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
流体試料における検体の判定（例えば、検出又は濃度測定）は、医療分野において特に関心が寄せられている。例えば、尿、血液、血漿、又は間質液などの体液試料中のグルコース、ケトン体、コレステロール、リポタンパク質、トリグリセリド、アセトアミノフェン、又はＨｂＡ１ｃ濃度を判定することが所望され得る。そのような判定は、手持ち式試験計測器を分析用検査ストリップ（例えば、電気化学式分析用検査ストリップ）と組み合わせて使用して達成することができる。分析用検査ストリップは概ね、液体の検体、例えば、全血を２つ又は３つ以上の電極と接触させ続けるための（本明細書において「検体用チャンバ」とも称される）試料チャンバを含む。その後、検体は、電極によって搬送される信号を使用して電気化学的に判定することができる。
【０００４】
試験計測器は、病状に関する治療の決定を行うために使用されるので、これらの装置はできるだけ正確かつ精密に測定することが望ましい。しかしながら、分析用検査ストリップについて使用される従来の試薬は、環境条件により影響を受ける場合がある。例えば、分析用検査ストリップの周囲の大気の相対湿度と相関する試薬の含水量によって、測定が影響を受ける場合がある。それゆえ、検体計測を得る前に、湿度の影響を測定して、かかる不正確さが存在し得るかどうかをユーザに通知することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明の多様な新規の特徴は、添付の特許請求の範囲において具体的に記載されている。本発明の特徴及び利点は、本発明の原理が利用される例示的な実施形態を記載する以下の「発明を実施するための形態」及び同様の数表示が同様の要素を示す添付の図面を参照することによって、より良く理解されるであろう。
【図１】本発明の一実施形態によるシステムの概略図である。
【図２】例示的な検査ストリップ１５０及び関連する構成要素の概略の分解図である。
【図３】手持ち式試験計測器に挿入された分析用検査ストリップの有用性を判定するための例示的な方法における段階を描写する、フローチャートである。
【図４Ａ】試薬で検査された分析用検査ストリップの実験データを示す。
【図４Ｂ】試薬で検査された分析用検査ストリップの実験データを示す。
【図５】体液試料中の検体の判定のための例示的な方法における段階を描写するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下の詳細な説明は、図面を参照しながら読まれるべきもので、異なる図面中、同様の要素は同様の番号にて示してある。図面は、必ずしも一定の縮尺ではなく、説明目的のみのために例示的な実施形態を図示するものであり、本発明の範囲を制限することは意図されない。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。この説明により、当業者による本発明の実施及び使用を明確に可能にし、本発明を実施する最良の形態であると現時点において考えられるものを含む、本発明のいくつかの実施形態、適用例、変形例、代替例、及び使用を説明する。
【０００７】
本明細書で使用する、任意の数値又は数値の範囲についての「約」又は「およそ」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、好適な寸法の許容誤差を示すものである。加えて、別途記載のない限り、用語「〜の中に」は、本説明を通して使用される際、１つの構成要素又は構造が完全に他の中に含有されることを必ずしも要しない。
【０００８】
一般的に、本発明の実施形態に従う、体液試料（すなわち、全血試料）中の検体（例えばグルコース）の判定における分析用検査ストリップとの使用のための、手持ち式試験計測器などの携帯用試験計測器は、検査ストリップの試料チャンバにわたってＡＣ波形を印加し、かつ波形印加中のストリップに配設された試薬のインピーダンスを測定するように構成された、回路とプロセッサとを含む。これにより、試薬水分が、この試薬を用いて取られる電気化学的測定に影響する可能性が高いかどうかを正確に判定することができる。
【０００９】
本発明の実施形態による手持ち式試験計測器は、検査ストリップ有用性の定性的判定を提供するという点で有益である。例えば、異常に低い抵抗の検出は、試薬が水分を含むことを示し得る。水分は、結果の正確さを低減させる場合があるので、かかる検査ストリップの使用を避けることが望ましい。
【００１０】
様々な実施形態により解決される問題は、試薬の含水量を判定することである。本明細書において検討される様々な実施形態は、十分な技術を有する技術者によって手持ち式試験計測器に容易に組み込むことができる。好適に構成することができる試験計測器の一例は、ＬｉｆｅＳｃａｎ  Ｉｎｃ．（Ｍｉｌｐｉｔａｓ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）製の市販のＯｎｅ  Ｔｏｕｃｈ（登録商標）Ｕｌｔｒａ（登録商標）２血糖計測器である。同様に改変可能な手持ち式試験計測器の更なる例は、米国特許出願公開第２００７／００８４７３４号（２００７年４月１９日公開）及び同第２００７／００８７３９７号（２００７年４月１９日公開）、並びに国際公開第２０１０／０４９６６９号（２０１０年５月６日公開）に記載され、これらは参照によりその全体が援用されている。
【００１１】
検査ストリップの含水量の影響を調査するために、実験を行った。対照検査ストリップを、バイアル中で室温にて保存した。実験検査ストリップを、環境検査室で３０℃及び９０％相対湿度（ＲＨ）にて約１．５時間保存した。検査ストリップの各群において対照溶液を用いて、グルコースアッセイを行った。従来の手持ち式血液グルコース試験計測器を用いて、アッセイを行った。実験検査ストリップは、環境検査室からの除去直後に検査した。結果は表１に示すとおりである。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
確認できるとおり、実験検査ストリップは、対照検査ストリップより有意に高い値を示す。
【００１４】
図１は、分析用検査ストリップ１５０の有用性を判定するための例示的なシステム１０を示す。システム１０は、検査ストリップ１５０が、水分を吸収した試薬１７１を含むかどうかを判定することができる。システム１０は、試料チャンバ１４０と直列に接続されている２つの離間した検出電極１５１、１５２を有する分析用検査ストリップ１５０を含む。試料チャンバ１４０は、流体試料を受容するように適合されている。試薬１７１は、少なくとも部分的に試料チャンバ１４０内に配置され、検出電極１５１、１５２は、試薬１７１と接触している。試薬１７１は、含水量により変動するインピーダンスを有する。試料チャンバ１４０の例は、図２を参照して以下に説明されるように、電気化学試料セルである。試料チャンバ１４０の容量は、例えば、約０．１マイクロリットル〜約５マイクロリットル、又は約０．２マイクロリットル〜約３マイクロリットル、又は約０．３マイクロリットル〜約１マイクロリットルの範囲とすることができる。
【００１５】
本明細書に記載されるシステム１０はまた、分析用検査ストリップ１５０を受容するように適合された試験計測器１００を含む。試験計測器１００は、検出電極１５１、１５２を介して試薬１７１にわたって交流電流（ＡＣ）波形を印加し、かつ同時に試薬１７１のインピーダンスを測定するように構成された、インピーダンス測定回路１９０を有する。また、試験計測器１００は、測定された試薬１７１のインピーダンスが選択された乾燥基準を満たすかどうかを自動的に判定するように構成された、プロセッサ１８６を含む。選択された乾燥基準は、例えばメモリブロック１１８に記憶することができる。
【００１６】
少なくとも１つの実施例では、選択された乾燥基準は、約０Ω〜約１ＭΩのインピーダンスであり、インピーダンス測定回路１９０は、約１０ｋＨｚの周波数で又は約１ｋＨｚ〜約１００ｋＨｚの範囲内の周波数で、ＡＣ波形を印加するように構成される。ＡＣ波形は、約５０ｍＶｒｍｓ〜約５００ｍＶｒｍｓの振幅を有してよい。
【００１７】
少なくとも１つの例示的な実施形態では、試験計測器１００は、例えば、ディスプレイ１８１及び１つ又は２つ以上のユーザインターフェースボタン１８０を含む、ユーザインターフェース１８９を更に含む。この例示的な実施形態では、測定されたインピーダンスが選択された乾燥基準を満たさない場合、プロセッサ１８６がユーザインターフェース１８９を介してエラー表示を示すように構成される。エラー表示は、例えばユーザに新規検査ストリップ１５０を挿入することを要請してもよく、又はユーザに検査ストリップのパッケージを照合して、それが有効期限切れでないか若しくは破壊されていないかを確認することを要請してもよく、あるいはユーザに測定が試薬１７１中の高水分レベルのために正確さが低下している恐れがあることを知らせてもよい。
【００１８】
ディスプレイ１８１は、例えば、スクリーン画像を示すように構成された液晶ディスプレイ又は双安定型ディスプレイであってもよい。図１に示す例示的なスクリーン画像は、グルコース濃度（「１２０」）及び日時（「３／１４／１５  ８：３０ａｍ」）の表示、並びに単位の表示（「ｍｇ／ｄＬ」）を提供する。ディスプレイ１８１はまた、エラーメッセージを示すか、又は検査（検体判定）をいかに実施するかに関する指示をユーザに提示してもよい。
【００１９】
様々な実施形態では、インピーダンス測定回路１９０は、交流電流波形を印加するように構成された、電圧供給、例えばＡＣ電圧源１９１を含む。電圧供給は、プロセッサ１８６により制御することができる。１つのバージョンでは、ＡＣ電圧源１９１は、プロセッサ１８６から方形波を受容する低域フィルタを含み、フィルタリングの結果としてシヌソイドにより近いフィルタリングされた電圧を提供する。この目的のための例示的な低域フィルタとしては、４次フィルタ、複数のフィードバック低域フィルタ、及びセイレンキー（Sallen-Key）低域フィルタが挙げられ得る。
【００２０】
インピーダンス測定回路１９０は、交流電流波形が印加されている間、試薬を通る電流を検出するように構成された、トランスインピーダンス増幅器を更に含んでもよい。示される実施例では、ＡＣ電圧源１９１は、検出電極１５１に接続される。インピーダンス測定回路１９０におけるトランスインピーダンス増幅器は、検出電極１５２とＡＣ電圧源１９１との間で直列の抵抗器１９２を含む。抵抗器１９２の両端電圧は、ＡＣ電圧源１９１及び検出電極１５１、１５２を流れる電流に正比例する。増幅器１９３は、抵抗器１９２の両端電圧を増幅して、検出電極１５１、１５２を流れる電流を表す電圧信号をプロセッサ１８６へ提供する。
【００２１】
記載のように、試験計測器１００は、体液試料中の少なくとも１つの検体を判定する際、分析用検査ストリップ１５０と使用するための手持ち式試験計測器であってもよい。引き続き図１を参照すると、例示的な試験計測器１００は、ハウジング１０４と、ハウジング１０４のポートに挿入される、分析用検査ストリップ１５０を受容するように構成されたストリップポートコネクタ（ＳＰＣ）１０６と、を含んでよい。ＳＰＣ  １０６は、検査ストリップ１５０がＳＰＣ  １０６内に摺動されて、受容された分析用検査ストリップ１５０の離間した検出電極１５１、１５２をインピーダンス測定回路１９０又は試験計測器１００の他の構成要素と電気接続し得るように配置された、バネ接点を含んでよい。ＳＰＣ  １０６はまた、又はあるいは、ポゴピン、はんだバンプ、ピン若しくは他のレセプタクル、ジャッキ、又は選択的にかつ取り外し可能に電気接続を行うための他のデバイスを含んでもよい。このようにして、インピーダンス測定回路１９０は、ＳＰＣ  １０６を介して交流電流波形を印加することができる。
【００２２】
試験計測器１００はまた、分析用検査ストリップ１５０に対して検査電圧又は他の電気信号を印加するため、及び電気化学応答（例えば、複数の検査電流値）を測定し、電気化学応答に基づいて検体を判定するための、他の電子的構成要素（図示せず）を含んでもよい。目下の説明を簡素化するために、図は、全てのかかる電子回路を図示するわけではない。電気化学応答を測定するための例示的な回路は、図２を参照しながら本明細書の後の部分にてより詳細に考察する。
【００２３】
この例示的な実施形態によると、プロセッサ１８６は、ハウジング１０４内に配設されている。プロセッサ１８６は、試料チャンバ１４０における流体試料を検出し、その後、インピーダンス測定回路１９０に励磁電圧信号を印加させるように適合されてもよい。本明細書に記載される目的のために、プロセッサ１８６は、当業者に既知の任意の好適なマイクロコントローラ又はマイクロプロセッサを含んでもよい。１つの例示的なマイクロコントローラは、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｄａｌｌａｓ，ＴＸ  ＵＳＡ）から市販されているＭＳＰ４３０Ｆ５１３８マイクロコントローラである。プロセッサ１８６としては、例えば、ＡＬＴＥＲＡ  ＣＹＣＬＯＮＥ  ＦＰＧＡなどのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＴＭＳ３２０Ｃ６７４７  ＤＳＰなどのデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、又は本明細書に記載のような多様なアルゴリズム（複数可）、例えば図３及び５に示されるフローチャート若しくはブロックを実行するように適合された別の好適な処理装置が挙げられ得る。プロセッサ１８６は、信号生成機能及び信号−測定機能、例えば、Ｄ／Ａ変換器、パルス列発生器、又はＡ／Ｄ変換器を含んでもよい。
【００２４】
手持ち式試験計測器１００のメモリブロック１１８として、１つ又は２つ以上の記憶装置（複数可）、例えば：例えばプログラムのファームウェア若しくはソフトフェアを記憶するための（ランダムアクセスメモリ、ＲＡＭ、又はＦｌａｓｈメモリなどの）コードメモリ；データメモリ（例えば、ＲＡＭ又はファストキャシュ）；又は（ハードドライブなどの）ディスクが挙げられる。好適なアルゴリズム（複数可）を実行するためのコンピュータプログラムの命令（例えば図３及び５に示されるもの）は、これらのデバイス（複数可）のうちの１つに記憶される。メモリブロック１１８は加えて、又は代替としてプロセッサ１８６に組み込まれてもよい。メモリブロック１１８におけるＦｌａｓｈ又は他の不揮発性メモリはまた、例えば、ディスプレイ１８１上に表示されるグラフィック、ユーザに対して表示されるテキストメッセージ、校正データ、ユーザ設定、又はアルゴリズムパラメータを含有してもよい。
【００２５】
本説明を通して、いくつかの実施形態は、ソフトウェアプログラムとして通常実装される観点から説明されている。当業者であれば、かかるソフトウェアの均等物がまた、ハードウェア（ハードワイヤード又はプログラマブル）、ファームウェア、又はマイクロコードにおいて構築され得ることを容易に認識するであろう。本明細書に記載されるシステム及び方法を考慮すると、本明細書において具体的に図示、示唆、又は記載されていない、任意の実施形態を実装するのに有用なソフトウェア又はファームウェアは、従来のものであり、かかる技術分野における通常技術の範囲内である。
【００２６】
図２は、例示的な検査ストリップ１５０及び関連する構成要素の概略の分解図である。多様な例示的な検査ストリップ及び測定方法の更なる詳細は、米国特許出願公開第２００７／００７４９７７号及び米国特許第８，１６３，１６２号に記載され、それらの各々はその全体が参照により本明細書に援用されている。示される実施例では、例示的な検査ストリップ１５０は、少なくとも部分的に試料チャンバ１４０内に配置された試料電極２５３と、検出電極１５１、１５２とを含む。例示的な試料電極２５３は、例えば、試料電極２５３と検出電極１５１、１５２との間に配置された電気絶縁スペーサ２３５により、検出電極１５１、１５２から電気的に分離されている。試料チャンバ１４０は、スペーサ２３５の一部を除去することにより、又は第１電極１５１と第２電極１５２との間にスペーサ２３５の２つの別々の部分を配設することにより、形成してもよい。多様な実施形態において、電極１５１、１５２、２５３は、対面若しくは対向するように面した配置で、又は他の同一平面上の若しくは非同一平面上の構成で、離間して配置されてもよい。示される実施例では、検出電極１５１、１５２は、互いに横方向に隣接しており、試料電極２５３から試料チャンバ１４０の反対側に配置されている。
【００２７】
様々な態様では、電極１５１、１５２、２５３は、金、パラジウム、カーボン、銀、プラチナ、酸化スズ、イリジウム、インジウム、及びこれらの組み合わせ（例えば、インジウムドープ酸化スズ、又は「ＩＴＯ」）などの材料から形成される導電性薄層フィルムを含む。電極は、電気絶縁層２２５、２１５上にスパッタリングプロセス、無電解めっきプロセス、加熱蒸散プロセス、又はスクリーン印刷プロセスにより導電材料を配設することによって形成することができる。電気絶縁層２１５、２２５又はスペーサ２３５において用いられ得る好適な材料として、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、又はポリスチレン）、シリコン、セラミック、ガラス、及びこれらの組み合わせが挙げられる。一例において、試料電極２５３は、電気絶縁層２１５上に配設されたスパッタ金電極であり、検出電極１５１、１５２は、電気絶縁層２２５上に配設されたスパッタパラジウム電極である。検出電極１５１、１５２は、別々に堆積させてもよく、又は例えば絶縁チャネル２２６をスクライビング若しくはエッチングして、堆積させたフィルムを別々の電極１５１、１５２に分離することにより形成してもよい。絶縁チャネル２２６は、金層、パラジウム層、又は別の導電体にスクライビングしてもよい。
【００２８】
分析用検査ストリップ１５０は、様々な様式で患者又はヘルスケアプロバイダが使用することができる。例えば、分析用検査ストリップ１５０が手持ち式試験計測器１００と結合すると（図１）、又は結合する前に、流体試料（例えば、全血試料又は対照溶液試料）が、分析用検査ストリップ１５０の試料チャンバ１４０内へ導入され得る。分析用検査ストリップ１５０は、流体試料中の検体を別の所定の化学形態に選択的かつ定量的に変換する酵素試薬１７１を含んでもよい。例えば、分析用検査ストリップ１５０は、全血試料におけるグルコースを判定するために構成された電気化学式分析用検査ストリップであってもよい。かかる検査ストリップ１５０は、電気化学応答が流体試料中のグルコースレベルを表すように試料チャンバ中に構成された、酵素試薬１７１を含んでよい。例えば、試薬１７１は、グルコースを酸化型に物理的に変換させることができるように、フェリシアン化物及びグルコースオキシダーゼを含んでよい。この酸化中の電荷の移動及び関連する反応は、流体試料中に存在するグルコースの量を判定するために測定され得る電流を提供する。
【００２９】
したがって、様々な態様では、試験計測器１００は、検体測定回路２９０を含む。プロセッサ１８６は、測定された試薬のインピーダンスが乾燥基準を満たす場合、受容した分析用検査ストリップ１５０の試料チャンバ１４０内の流体試料の存在を検出するように更に構成される。プロセッサ１８６は、検出に基づいて（例えば応答して）、検体測定回路を動作させて流体試料にわたって検査波形を印加し、得られた電気化学応答を測定するように更に構成されてよい。
【００３０】
様々な実施形態では、検体測定回路２９０は、例えばＳＰＣ１０６（図１）を介して、試料電極と離間した検出電極のうちの少なくとも１つとに電気接続される。様々な実施形態では、検体測定回路２９０は、インピーダンス測定回路１９０（図１）を含むか、又はインピーダンス測定回路１９０の構成要素、例えばＡＣ電圧源１９１及び増幅器１９３（共に図１）を使用する。例えば、ＡＣ電圧源１９１又は２９１を、短絡又は架橋させて、検体測定中の試料電極２５３と基準電位、例えばアースとの間の導電路を提供してもよい。検体測定回路２９０は、ＡＣ波形、ＤＣレベル、又はＡＣ及びＤＣ波形（複数可）を組み合わせる波形を含む検査波形を提供するように構成されてよい。
【００３１】
示される実施例では、電圧源２９１は、例えばストリップポートコネクタ１０６（図１）の接点２６３を介して、試料電極２５３にＡＣ波形を供給する。トランスインピーダンス増幅器２９３は、検出電極１５１、１５２のうちの一方又は両方に、例えばストリップポートコネクタ１０６の各対応する接点２６１、２６２を介して接続される。あるいは、電圧源２９１は、検出電極（複数可）１５１、１５２に接続してよく、トランスインピーダンス増幅器２９３は、試料電極２５３に接続してよい。スイッチ２９４は、接点２６１、２６２を選択的に短絡させるために提供することができる。スイッチ２９４を閉鎖すると、トランスインピーダンス増幅器２９３への単一入力が、検出電極１５１、１５２の両方を通って移動する電流を測定するために使用される。
【００３２】
プロセッサ１８６は、電圧源２９１を動作させ、トランスインピーダンス増幅器２９３からデータを受信することができる。プロセッサ１８６は、分析用検査ストリップの電気化学応答に基づいて、検体を判定する際、例えば、血糖濃度を判定する際、メモリブロック１１８（図１）に記憶された情報を使用してもよい。例えば、メモリブロック１１８は、検査ストリップ１５０に対する寄生電気を調整するための較正表を記憶してもよい。
【００３３】
少なくとも１つの例示的な実施形態では、試験計測器１００は、受容された分析用検査ストリップ１５０の検出電極１５１、１５２のうちの選択された１つと電気的に接触するように構成された、２つの存在検出接点２６５、２６６を含む。試験計測器１００、又はその構成要素（例えばインピーダンス測定回路１９０）は、２つの存在検出接点の間の電気的連続性を検出するように構成された、存在検出回路２８５を含む。この例示的な実施形態のプロセッサ１８６は、電気的連続性の検出に続いて、交流電流波形の印加を自動的にもたらすように更に構成される。電気的連続性は、存在検出接点２６５、２６６の間のＤＣ抵抗が選択された閾値、例えば１００Ω未満まで低下したとき、検出することができる。閾値は、電極１５１、１５２のうちの一方又は両方の固有抵抗に基づいて選択することができる。この特定の実施例は、検出電極１５２を通して電気接続された存在検出接点２６５、２６６を示すが、電気接続は加えて、又は代替として検出電極１５１、試料電極２５３、又は検査ストリップ１５０の別の電極若しくは導電性領域を通して行うことができる。
【００３４】
一実施例では、患者が試験計測器１００を使用していないとき、プロセッサ１８６は休止状態になるか、ないしは別の方法で低電力引込状態に入るようにプログラム化される。存在検出回路１８５は、プロセッサ１８６の割込み又はウェイクアップ（「ＩＮＴ」）ピンに接続されて、連続性が検出されたとき、プロセッサ１８６をウェイクアップさせることができる。プロセッサ１８６が再び動作を始めたとき、それは試薬のインピーダンスを検査するか、流体試料を検出するか、又は検査ストリップ１５０に関連して本明細書で説明する他のプロセスを行うことができる。
【００３５】
示される例示的な実施形態では、存在検出回路２８５は、プルアップ抵抗器２８７（例えば一端を電圧供給にワイヤ接続した抵抗器）及び電流シンク２８８（例えばアース、又はプルアップ抵抗器２８７の電圧供給の電圧より低い電圧を有する電圧供給）を含む。電圧源若しくは電流源、又は選択された範囲内のノードの電圧を維持するための他の回路を、プルアップ抵抗器２８７の代わりに使用することができる。あるいは、プルダウン抵抗器又は回路及び電圧源を使用してもよい。存在検出接点２６５、２６６の間に電気的連続性が存在しない場合、電極２８９は、プルアップ抵抗器２８７により比較的高い電圧で保持される。電気的連続性が存在する場合、電極２８９は、存在検出接点２６５、電極１５２、及び存在検出接点２６６を通して電流シンク２８８により、比較的低い電圧で保持される。
【００３６】
様々な態様では、存在検出回路２８５は、開状態のとき、受容された分析用検査ストリップ１５０から２つの存在検出接点２６５、２６６のうちの少なくとも１つを選択的に電気的に分離するための、スイッチ２８４（ここでは、二極性単投スイッチ）を更に含み、プロセッサ１８６は試薬１７１のインピーダンスが測定された後にスイッチ２８４の開放を自動的にもたらすように更に構成される。このことは、このようにしなければ例えばプルアップ抵抗器２８７により導入され得る検体測定の際のノイズを有利に低減する。
【００３７】
流体試料を検出するための例示的な態様では、検査ストリップ１５０が試験計測器１００に電気接続されていると判定されると、試験計測器１００は、検査電位又は電流、例えば、定電流を試料電極２５３と検出電極１５１、１５２のうちの一方又は両方との間に印加することができる。一実施例において、ＤＣ定電流は、試料チャンバ１４０に印加されてもよく、試料チャンバ１４０にわたる電圧は、監視されてもよい。試料チャンバ１４０が流体試料で満たされると、この試料チャンバ１４０にわたる電圧は、選択された閾値未満に降下することとなる。本明細書で説明するように、ＡＣ信号は、試料チャンバ１４０が流体で満たされる前、又は試料チャンバ１４０が流体で満たされた後に、測定することができる。
【００３８】
試薬１７１は、スロットコーティング、チューブの端からの液体分注によるコーティング、インク噴射、及びスクリーン印刷などのプロセスを使用して、試料チャンバ１４０内に配設することができる。かかるプロセスは、例えば米国特許第６，６７６，９９５号、同第６，６８９，４１１号、同第６，７４９，８８７号、同第６，８３０，９３４号、及び同第７，２９１，２５６号で、米国特許出願公開第２００４／０１２０８４８号で、並びに国際公開第１９９７／０１８４６５号及び米国特許第６，４４４，１１５号で説明され、これらの各々は参照により関連する部分において本明細書に援用される。試薬１７１における試薬層の好適なメディエーターとして、フェリシアン化物、フェロセン、フェロセン誘導体、オスミウムピピリジル（pipyridyl）錯体、及びキノン誘導体が挙げられる。試薬１７１における好適な酵素として、グルコースオキシダーゼ、ピロロキノリンキノン（ＰＱＱ）補因子依存性グルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤ）補因子依存性ＧＤＨ、及びＦＡＤ依存性ＧＤＨ（ＥＣ  １．１．９９．１０）が挙げられる。
【００３９】
少なくとも１つの実施例では、電気化学式分析用検査ストリップ１５０は、電気絶縁底層２２５を含む。パターン化された電気伝導層（例えば検出電極１５１、１５２を含む）が、電気絶縁底層２２５上に配設される。パターン化された電気伝導層は、第１のパターン化部分（例えば検出電極１５１）及び第２のパターン化部分（例えば検出電極１５２）を含む。酵素試薬層が、第１のパターン化部分（例えば検出電極１５１）及び第２のパターン化部分（例えば検出電極１５２）を架橋するように、酵素試薬層（例えば試薬１７１）は、第１のパターン化部分（例えば検出電極１５１）、第２のパターン化部分（例えば検出電極１５２）、及び電気絶縁底層２２５上に配設される。パターン化されたスペーサ層（例えばスペーサ２３５）が、パターン化された電気伝導層上に配置される。頂部電気伝導層（例えば試料電極２５３）が、スペーサ２３５上に配置される。電気絶縁頂部層２１５が、頂部電気伝導層（例えば試料電極２５３）上に配置される。「頂部」及び「底部（底）」という用語は、製造中又は使用中の検査ストリップ１５０の配向を制約しないが、説明を明確にするために使用する。
【００４０】
図３は、手持ち式試験計測器に挿入された分析用検査ストリップの有用性を判定するための方法における段階を描写する、フローチャートである。この工程は、特に別の方法で指定された場合、又は初期の工程でのデータが後の工程で使用される場合以外は、任意の順序で実行することができる。少なくとも１つの実施例では、処理過程は工程３１０で開始する。説明を明瞭にするため、例示的な方法（複数可）の工程を実行するか、又はそれに関係することがある図１及び２に示す様々な構成要素について、本明細書では言及する。しかしながら、他の構成要素を使用してよいことに留意されたい。つまり、図２で示される例示的な方法（複数可）は、特定の構成要素により行われるようには限定されない。例示的な方法は、プロセッサ１８６及び試験計測器の少なくとも１つの電気回路、例えばインピーダンス測定回路１９０を用いて、以下に説明する工程を行うことを含む。
【００４１】
工程３１０では、挿入された分析用検査ストリップ１５０の試薬１７１にわたり、交流電流波形が印加され、第１の電気信号が測定される。これは、図１及び２を参照して上記に説明されるように、命令し、インピーダンス測定回路１９０からデータを受信するプロセッサ１８６により行うことができる。
【００４２】
判定工程３２０では、プロセッサ１８６は、挿入された分析用検査ストリップ１５０が第１の電気信号に基づいて選択された乾燥基準を満たすかどうかを判定する。これは上述されるとおりであってもよい。満たす場合、工程３３０に続く。満たさない場合、工程３６０に続く。
【００４３】
工程３３０では、挿入された分析用検査ストリップ１５０が、選択された乾燥基準を満たす。流体試料が、挿入された分析用検査ストリップの試料チャンバ内で検出される。これは、例えば、上記に説明するように試料チャンバ１４０にわたって定電流を印加することにより、又は他の方法で、行うことができる。工程３４０に続く。
【００４４】
工程３４０では、試料チャンバ中の検出された流体試料にわたって、電圧信号が印加され、第２の電気信号が測定される。第２の電気信号は、試薬により媒介される。グルコースの酸化に関する実施例を上記に示す。工程３５０に続く。
【００４５】
工程３５０では、第２の電気信号を用いて、流体試料の生理学的特性、例えば血液グルコースレベル又はヘマトクリットを判定する。生理学的特性は、例えば電圧信号から第２の電気信号への位相又は大きさにおける変化を用いて、判定することができる。上記に説明するように、様々な態様では、試薬は、第２の電気信号が流体試料中の血液グルコースレベルを表すように構成される。
【００４６】
測定されたインピーダンスが選択された乾燥基準を満たさない場合、判定工程３２０に工程３６０が続く。工程３６０では、プロセッサ１８６は、ユーザインターフェース１８９を介してエラー表示を自動的に示す。工程３６０は、エラー表示の視覚的表現を自動的に算定又は提示すること、及びディスプレイ１８１上にこの視覚的表現を表示することを含んでよい（図１）。
【００４７】
図４Ａ及び４Ｂは、試薬１７１で検査された分析用検査ストリップ１５０の実験データを示す。図４Ａは、Ｈｚでの測定周波数の関数としての、抵抗測定をｋΩで示す。図４Ｂは、測定周波数（Ｈｚ）の関数としての、静電容量測定をｐＦで示す。例示された結果を生成した検査は、温熱チャンバ内で３０℃及び９０％  ＲＨで行われた。ＤＣでは、抵抗（図４Ａで図示せず）は１０ＭΩであった。測定周波数が増大するにつれて、水分を含んだ検査ストリップ１５０は、抵抗の低減（図４Ａ）及び静電容量の低減（図４Ｂ）を示した。この実施例では、抵抗及び静電容量の両方は、１００Ｈｚと比較して１０ｋＨｚで有意に低減した値を有する。９０％  ＲＨ条件外の、次の測定は、ストリップが乾燥するにつれて、ＡＣインピーダンスが上昇することを示した。
【００４８】
比較のために、検査をより低いＲＨレベルで行った。試薬を含まない対照検査ストリップについても検査を行った。８０％のＲＨでは、両方の検査ストリップ１５０（試薬を含むもの及び含まないもの）は、１０ｋＨｚで約６ＭΩの抵抗を示した。８０％未満のＲＨでは、実験検査ストリップ１５０は、抵抗計の限界を超える抵抗及び約１５６ｐＦの静電容量を示した。この静電容量を、この検査設定の結果として判定した。
【００４９】
検査ストリップ１５０の選択された設計についての乾燥基準及び交流電流波形周波数を判定するために、図４Ａ及び４Ｂで示されるものに類似する特徴付け測定を収集及び処理又は分析することができる。閾値は、検出電極１５１、１５２の固有抵抗に従って選択することができる。一実施例では、閾値は、スパッタＰｄ導電体を含む検出電極１５１、１５２についてより、炭素導電体を含む検出電極１５１、１５２について高い場合がある。いくつかの態様では、試料チャンバ１４０の形状及び試薬１７１は、実施される検体測定により制約される。閾値は、形状についてのそれらの制約に一致する検査ストリップ１５０について選択することができる。様々な態様では、検査ストリップ１５０の形状は、所望の閾値を提供するように選択することができる。例えば、絶縁チャネル２２６の幅は、ＡＣインピーダンスを増大させるようにより広く選択してもよく、又はＡＣインピーダンスを低減させるようにより狭く選択してもよい。
【００５０】
図５は、体液試料中の検体の判定のための例示的な方法における段階を描写するフローチャートである。工程は、上記に示されるものを除いては、任意の順序で行ってよい。少なくとも１つの実施例では、処理過程は工程５１０で開始する。上記に説明するように、例示的な方法の実行において、様々な構成要素を使用することができる。プロセッサ１８６及び試験計測器の少なくとも１つの電気回路、例えばインピーダンス測定回路１９０を用いて、以下に説明する工程を行うことができる。
【００５１】
工程５１０では、酵素試薬層の電気的特徴を測定することにより、電気化学式分析用検査ストリップの酵素試薬層が所定の湿度レベルに暴露されたかどうかを確認する。上記に説明するように、少なくとも１つの実施例では、電気化学式分析用検査ストリップは、電気絶縁底層と、電気絶縁底層上に配設され、第１のパターン化部分及び第２のパターン化部分を含むパターン化された電気伝導層と、酵素試薬層が第１のパターン化部分及び第２のパターン化部分を架橋するように、第１のパターン化部分、第２のパターン化部分、及び電気絶縁底層上に配設された酵素試薬層と、パターン化されたスペーサ層と、頂部電気伝導層と、電気絶縁頂部層と、を有する。
【００５２】
工程５２０では、電気化学式分析用検査ストリップに、体液試料を塗布する。例えば、試料チャンバ１４０は、体液試料で満たしてよい。
【００５３】
工程５３０では、検体（例えば血液グルコースレベル、又は別の生理学的特性）は、電気化学式分析用検査ストリップの電気化学応答に基づいて判定される。電気化学応答は、試薬１７１により媒介することができる。例えば、検体が試薬１７１と反応するとき、試料電極２５３及び検出電極１５１、１５２のうちの一方又は両方を流れる電流を測定することにより、検体を判定することができる。検体を判定する他の方法は、例えば上記に引用される特許文献で説明されている。検体判定は、例えばＡＣ、ＤＣ、又は組み合わされた波形を用いて；電圧又は電流を印加することにより；及び電流、電圧、又はインピーダンス（これらのいずれも実数又は複素数であってよい）を測定することにより、行うことができる。例えば、ＡＣ励起波形は、試料チャンバ１４０にわたって印加してよく、ＡＣ測定はＡＣ励起波形に関する１つ又は２つ以上の信号相（複数可）で取ってよい。
【００５４】
様々な方法を用いて、本明細書で説明する装置又はシステムは、分析用検査ストリップ１５０上の試薬１７１の含水量を判定することを有利に可能にする（図１）。様々な態様により、試薬１７１の含水量のために不正確であり得る検査ストリップを用いて測定が取られる前に、ユーザに通知することが可能である。含水量を電気信号に変換すること、流体試料中の検体を別の所定の化学形態に定量的に変換すること、電気化学反応を行って流体試料中の検体の測定を可能にすること、及び検査ストリップ１５０が水分を含有しすぎていることをユーザに知らせる視覚的表現を算定及び表示することを含む、様々な態様の技術的効果。
【００５５】
【表２】
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【００５６】
本発明の好ましい実施形態が本明細書に図示及び記載されたが、かかる実施形態は、単なる例としてこの説明において提供されていることが当業者には明白であろう。当業者であれば、この目的のために、本発明から逸脱することなく、多くの変形例、変更例、及び代替例が容易に明らかとなるだろう。更に、本発明の実施に際して、本明細書に記載される本発明の実施形態の多様な代替例が用いられ得る点を理解されたい。「特定の実施形態」（又は「態様」）などの言及は、本発明の少なくとも１つの実施形態に存在する特徴について言及している。しかしながら、「実施形態」（又は「態様」）又は「特定の実施形態」などの別々の言及は、必ずしも同一の実施形態（単数又は複数）について言及するわけではない。しかしながら、具体的に示されない限り、又は当業者にとって容易に明らかでない限り、かかる実施形態は相互に排他的ではない。「又は」という語は、特に断らない限り、本開示において非排他的な意味で使用されている。以下の「特許請求の範囲」は、本発明の範囲を定義するとともに、特許請求の範囲に含まれる装置及び方法、並びにそれらの均等物をこれによって網羅することを目的としたものである。
【図１】
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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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【国際調査報告】
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