CZ20022135A3 - Zkušební zařízení a způsoby jeho použití - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález je z oblasti lékařských diagnostických přístrojů pro stanovení koncentrace chemických a biochemických složek (analytů) ve vodných tekutinách. Zejména se vynález vztahuje na měření koncentrace analytu nebo jeho vlastnosti v biologické tekutině jako je krev a zejména se vztahuje na stanovení glukosy v krvi.

Dosavadní stav techniky

Kvantifikace nebo stanovení chemických a/nebo biologických složek v biologických tekutinách jako je krev, moč a sliny a ve frakcích biologických tekutin nebo jejich derivátech jako je krevní sérum nebo krevní plasma má stále větší význam v lékařské diagnostice a léčení, stejně tak jako kvantifikace velikosti expozice léčivům, nebezpečným chemikáliím a podobně. Jednou z takových obvyklých aplikací je stanovení koncentrace glukosy v krvi u diabetiků.

Všeobecně uznávaná stanovení zahrnují měření změny fyzikální veličiny hodnocené tekutiny nebo složky této tekutiny při expozici určitým druhem energie. Uvedené fyzikální veličiny obvykle zahrnují elektrickou, magnetickou, vlastnost týkající se fluidity nebo optickou vlastnost tekutiny nebo její složky. Například v kolorimetrickém stanovení se sleduje optická vlastnost, kde změna světelné absorpce tekutiny se může dávat do souvislosti s koncentrací analytu v tekutině nebo vlastností tekutiny.

Při realizaci uvedených stanovení se používají detekční • fc fc* ···· proužky pro jedno použití, vrstvy nebo podobně ve spojení s měřícím zařízením. Opatří se vzorek biologické tekutiny. Pokud je biologickou tekutinou krev, vzorek s obvykle získá odběrem píchnutím do prstu. Pak se vzorek tekutiny vnese do určené měřící oblasti detekčního proužku která obsahuje reagencie zvolené pro konkrétní stanovení které má být provedené. Pak se detekční proužek nebo alespoň jeho část vsune do prostoru pro detekční proužek nebo do držáku detekčního proužku v měřícím přístroji. Uvedený měřící přístroj umožňuje přijmout signál vznikající v měřící oblasti detekčního proužku a prokázat přítomnost a/nebo koncentraci složky nebo analytu který je stanovován. Příklady analytických systému používajících uvedené druhy detekčních proužků pro jedno použití a měřících přístrojů jsou popsané v U.S. patentových přihláškách č.09/333765 podané 15.června 1999; č.09/356248, podané 16.července 1999; a v U.S.patentech č.4,935,346; 5,049,487, 5,304,468 a 5,563,042, které jsou včleněné do tohoto popisu odkazem.

Často bývá měřící plocha detekčního proužku vymezená malým otvorem na povrchu detekčního proužku. Otvor na jedné straně detekčního proužku je překrytý hydrofilním materiálem jako je například membrána, matrice, vrstva nebo podobně, obsahující reagenční činidlo (činidla) vhodné pro zkoušku totožnosti a/nebo stanovení koncentrace konkrétního stanovovaného analytu. Tekutý vzorek se vnese do otvoru na opačné straně detekčního proužku čímž dojede k absorpci tekutiny do hydrofilní matrice. Takového uspořádání detekčního proužku je použité například v kolorimetrickém analytickém systému: viz např.U.S.patent č.5,563,042. V těchto systémech se používají měřící přístroje jako je difusní reflexní spektrometr s programovým vybavením, který umožňuje automatickou generaci světla dané vlnové délky a odečet světla • * ·· ···· odraženého na zkoušeném vzorku v určitých časových intervalech, a s použitím kalibrace pak umožňuje stanovit koncentraci analytu ve vzorku tekutiny.

K tomu aby bylo možné vzorek tekutiny umístěný v otvoru proužku přesně změřit, je nutné detekční proužek v měřícím přístroji správně umístit v příslušném držáku proužku a vyrovnat osu otvoru detekčního proužku s osou světelného zdroje kterým je obvykle dioda vyzařující světlo o vysoké intenzitě (LED). K nesprávnému umístění detekčního proužku může dojít například následkem odskoku detekčního proužku od koncové hrany, kdy při vkládání se distální nebo vkládací konec proužku dostane do styku s hranou držáku proužku. Rovněž po vložení detekčního proužku do měřícího přístroje může dojít k jeho určitému posunu nebo odchýlení.

K usnadnění zavedení detekčního proužku do správné polohy v držáku detekčního proužku se okraj detekčního proužku opatřuje drážkou nebo výřezem do kterého má zapadnout odpovídající nebo vodící čep umístěný na vnitřní hraně držáku detekčního proužku. Tento způsob není zcela spolehlivý, protože proužek se může v určitém stupni pohybovat ze strany na stranu pokud není úplně zasunutý. Uvedený posun nebo pohyb polohy detekčního proužku zvyšuje pravděpodobnost, že detekční proužek bude nesprávně nebo neúplně zasunut nebo vychýleně zasunut do měřícího přístroje. Výsledek uvedeného chybného vsunutí má za následek že střed otvoru detekčního proužku neodpovídá středu zdroje světla což pak může vést k nesprávnému měření.

Aby se kompenzovala pravděpodobnost že dojde k odchýlenému vsunutí proužku a tím k nesprávnému měření, používá se detekční proužek obsahující větší otvor a tím • · • 9 9999 *

99 poskytující větší měřící oblast, který však vyžaduje větší objem biologické tekutiny například krve určené k hodnocení. Nevýhodou použití většího objemu tekutiny použité ke stanovení, zejména krve, potřebné k nasycení plochy tvořené exponovanou hydrofilní matricí je, že pacientovi je nutné odebrat větší objem vzorku krve. Potřebný větší objem tekutiny potřebné k analýze vyžaduje odběr většího vzorku krve než je obvyklé při odběru z prstu a vyžaduje tak použití většího průměru jehly a/nebo hlubšího vpichu kůží. Uvedené faktory mohou zvyšovat problémy pociťované pacientem a bolestivost provedení, a způsob může být obtížný u jednotlivců s nedostatečnou expresí kapilární krve. Protože odběr vzorků se často opakuje i během jednoho dne, pro mnoho diabetiků se zvýšení bolesti stává méně přijatelné nebo vůbec nepřijatelné.

Přetrvává tedy potřeba zkušebního zařízení vhodného pro stanovení koncentrace analytu, kde uvedené zařízení se snadno vsune do měřícího přístroje ve kterém je samostavitelné, je vysoce rezistentní vůči odskoku a posunu jakmile je již umístěné v měřícím přístroji, a ke stanovení je k zajištění přesného měření potřebný co nejmenší objem vzorku biologické tekutiny.

Relevantní literatura

Patenty a publikace související s uvedenou problematikou zahrnují: U.S.patenty č.4,935,346, 5,049,487, 5,304,468 a 5,563,042.

Podstata vynálezu

Vynález zahrnuje zařízení pro vzorkování tekutiny a stanovení obsaženého analytu, instrumentální vybavení a • · • to toto·· • to ·· systémy a kity, a rovněž způsoby pro použití uvedeného zařízení, kde uvedené zařízení je vůči dosud používaným zařízením zlepšené. Zejména vynález poskytuje detekční proužky pro vzorky tekutiny k měření měřícím přístrojem nebo s ve spojení připojeným držákem detekčního proužku. Detekční proužky podle vynálezu mohou být ve spojení s měřícím zařízením, tj. s přístrojem pro stanovení analytů, systémem pro stanovení analytů, křtem pro stanovení analytů a/nebo se souvisejícím příslušenstvím.

Detekční zařízení podle vynálezu jsou uspořádána pro vložení do měřícího zařízení nebo do držáku detekčního proužku umístěného v měřícím zařízení. Ve více provedeních jsou detekční proužky podle vynálezu ve formě tenkého, plochého proužku s definovanou podélnou osou, mající distální okraj v podstatě kolmý k podélné ose a obsahující vodící výřez vytvořený v distálním okraji který je určený pro sestavení s vodícím členem nebo čepem vytvořeným v držáku proužku obsaženém v měřícím přístroji nebo v samotném měřícím přístroji. Vodící zářez má protilehlé konce uspořádané tak, že alespoň část těchto konců je v podstatě rovnoběžná s podélnou osou detekčního proužku. Zkušební zařízení dále obsahuje otvor pro zavedení určitého objemu tekutého vzorku, kde uvedený objem je menší než je objem potřebný v zařízeních dosud známých.

Zkušební zařízení podle vynálezu mohou obsahovat nosný člen a člen pro absorpci vzorku. Výše uvedený výřez a otvor zkušebních zařízení jsou příznačnou součástí nosného členu. Na spodní povrch nosného členu je připojený vzorek-absorbující člen, který je ve formě vrstvy překrývající otvor. Uvedená vrstva je z hydrofilního materiálu absorbujícího tekutý vzorek vnesený do otvoru. Vrstva může obsahovat reagenční prostředek • 9 9 · · · · · ·

9* 9999 9· 9999 «9 9· umožňující stanovení cíleného analytu.

Uvedené a další rysy vynálezu budou pracovníkům v oboru zřejmé z následujícího podrobného popisu vynálezu popsaného níže.

Popis obrázků na připojených výkresech

Na obr.lA je schematicky znázorněný půdorys detekčního proužku dosud známého v oboru v pracovním spojení s vodícím čepem držáku detekčního proužku v měřícím přístroji (neznázorněno);

na obr.lB je znázorněný perspektivní pohled na detekční proužek podle obr.lA;

na obr.2A je schematicky znázorněný půdorys detekčního proužku podle vynálezu v pracovním spojení s vodícím čepem držáku detekčního proužku v měřícím přístroji (neznázorněno); a obr.2B znázorňuje zvětšený pohled na konec detekčního proužku podle obr.2A který je určený pro vložení do přístroje, znázorňující podrobnosti optimalizované konfigurace výřezu a optimalizovaného otvoru pro aplikaci vzorku.

Podrobný popis vynálezu

V dalším podrobném popisu vynálezu je nutné si uvědomit, že vynález není omezený na jednotlivá popsaná provedení, která je možné samozřejmě měnit. Také je nutné upozornit na to, že použitá terminologie je použitá pouze za účelem popisu jednotlivých provedení, ale vynález nijak neomezuje, protože « · ·· ···· • · ·· ······· rozsah vynálezu je omezený pouze připojenými patentovými nároky.

Pokud je uvedené rozmezí hodnot, je to třeba chápat tak, že vynález zahrnuje, pokud není zřetelně uvedené jinak, každou hodnotu v rozmezí horního a dolního limitu v hodnotě na desetinu jednotky spodního limitu, nebo další uvedenou hodnotu nebo mezihodnotu v rámci daného rozmezí. Horní a dolní limity těchto menších rozmezí mohou být nezávisle zahrnuté v menších rozmezích rovněž ve vynálezu zahrnutých, které tvoří specificky vymezený limit v daném rozmezí. Jestliže uvedené rozmezí zahrnuje jednu nebo obě z výše uvedených limitních hodnot, rozmezí vymezující každou z obou hodnot vynález rovněž zahrnuje.

Pokud není uvedeno jinak, všechny technické a odborné termíny mají význam obvykle v oboru používaný a známý pracovníkům v oboru. Níže jsou popsaná výhodná provedení vynálezu a výhodná použití podle vynálezu, i když v praxi nebo při testování je možné použít každou strukturu nebo způsob podobný nebo ekvivalentní struktuře nebo způsobu uvedeným níže. Všechny publikace uvedené v tomto popisu jsou včleněné do tohoto popisu odkazem s cílem popsat struktury a/nebo způsoby kvůli kterým jsou citované.

Je třeba upozornit, že v tomto popisu a v připojených patentových nárocích singulární formy uváděné neurčitým členem, a a určitým členem zahrnují pokud ze souvislosti zcela jasně nevyplývá singulární forma i plurál. Například tedy citace detekční proužek zahrnuje více takových detekčních proužků a výraz měřící přístroj zahrnuje jeden nebo více měřících přístrojů a jejich ekvivalentů známých pracovníkům v oboru atd.

«··· Φ ϊ · • · · · * ♦ φ · · φ φ · · · · · · ·

ΦΦΦΦΦΦ φφ φφφφ ΦΦ Μ

Publikace popisované nebo citované v tomto popisu jsou ζφε uvedené výhradně pro jejich význaky před datem podání této přihlášky. Uvedené publikace neobsahují žádné údaje vedoucí k námitce že vynález nemůže předjímat takou publikaci následkem předchozímu vynálezu. Dále, uvedená data publikování se mohou od skutečných dat publikování lišit, a může být nutné je nezávisle potvrdit.

Přehled

Jak je souhrnně uvedené výše, vynález poskytuje zlepšený detekční proužek pro použití ve spojení s měřícím zařízením, např. přístrojem pro stanovení analytu, ke stanovení přítomnosti a/nebo koncentrace analytu obsaženého v tekutém vzorku. Uvedený detekční proužek je zvláště vhodný pro použití s fotometrem nebo spektrometrem pro stanovení koncentrace glukosy v vzorku plné krve.

Výhody předloženého vynálezu budou jasnější na základě níže uvedeného srovnaní příkladu detekčního proužku vyrobeného podle dosavadního stavu v oboru znázorněného na obr.lA a obr.lB s příkladem provedení detekčního proužku podle vynálezu znázorněného na obr.2A a obr.2B.

Detekční proužek (proužky) dosavadní konstrukce

Na obr.lA je znázorněný schematický půdorys jednoho provedení detekčního proužku 10 zkonstruovaného podle dosavadního stavu v oboru, kde uvedený proužek jev pracovním spojení s vodícím čepem 20, který je obvykle na vnitřním distálním konci držáku detekčního pásku (neznázorněno) nebo uvnitř distálního konce komory pro vložení detekčního pásku • ·«· · · · ♦ • · · · · * · · « · ta · · · · · · · ·«· »·» ·« ···· ·* ·♦ uvnitř měřícího přístroje (neznázorněno) kde uvedené uspořádání má usnadnit, správného zavedení detekčního proužku 10 do měřícího přístroje (neznázorněno) při stanovení sledovaného analytu. Uvedený detekční proužek je popsaný například v U.S.patentu č.5,563,042.

Jak je zřetelněji znázorněné na obr.lB, detekční pásek 10 obsahuje nosný člen 12, obvykle vyrobený z plastu nebo z podobného materiálu, který tvoří nosnou část pásku 10. Nosný člen 12 má takové rozměry délky a šířky, které jsou vhodné pro držák detekčního pásku který má být použitý. Délka tohoto členu je obvykle v rozmezí asi 15 až 60 mm, a šířka je v rozmezí asi 5 až 20 mm. Buď na horní nebo na spodní stranu nosného členu 12 je připevněný reagenční člen 11, který je ve formě membrány, vrstvy nebo podobně, kde matricová vrstva 11 je obvykle připravená z hydrofilní porézní matrice a do pórů matrice je impregnací vnesen jeden nebo více reagenčních prostředků. Tento jeden nebo více reagenčních prostředků se zvolí na základě cíleného stanovovaného analytu, kde v případě fotometrického stanovení uvedený reagenční prostředek reaguje s cíleným analytem za vzniku sloučeniny která vykazuje charakteristickou absorpci světla při vlnové délce jiné než je vlnová délka při které dochází k významnější absorpci světla médiem použitým ke stanovení. Reagenční člen 11 je přímo a pevně připojený k nosnému členu 12 pomocí nereaktivního adheziva 13. Délkový rozměr reagenčního členu 11 je v rozmezí asi 5 až 20 mm a jeho šířka je v rozmezí asi 5 až 10 mm.

Nosný člen 12 obsahuje v části ke které je připojený reagenční člen 11 otvor 14 . Otvor 14 má tvar kruhu jehož průměr je obvykle v rozmezí asi 4,5 až 5 mm. Z toho vyplývá, že povrchová plocha kruhového otvoru 14 je v rozmezí asi 15,5 až 20 mm².

• 4 • 4 4 4

44 • *

4 4 • 4

444···· • · 4 • 4 · • · · ·44·

Nosný člen 10 dále obsahuje vodící výřez 15 který je ve tvaru “V na distálním konci 17 přibližně v ose y nebo vertikální středové linie 18 (viz obr.lA) nosného členu 12. Podrobněji, výřez 15 tvoří dva přímé segmenty 15a, 15b (jeden na každé straně vertikální středové linie 18), kde každý segment svírá úhel asi 45° s vertikální středovou linií 18 a kde proximální konce segmentů 15a a 15b se protínají na vertikální středové linie 18 kde tvoří vrchol 15c výřezu 15. Distální konce ramen 15a a 15b jsou ukončené v příslušných bodech vzdálených od středové vertikální linie proužku 18 asi 2 až 4 mm.

Způsob stanovení s použitím výše uvedeného detekčního proužku 10 zahrnuje použití měřícího zařízení nebo přístroje (není znázorněný) jako je difusní reflexní spektrometr s vhodným programovým vybavením do kterého se při stanovení detekční proužek vsune. Vhodný spektrometr obecně obsahuje zdroj světla jako je jedna nebo více diod vyzařujících světlo (LED) a odpovídající detektor odraženého světla které je možné nastavit na emisi nebo respektive detekci světla konkrétní vlnové délky. Pracovníkům v analytické chemii jsou takové měřící přístroje obecně známé.

Při pracovním vsunutí proužku do držáku detekčního proužku ve vhodném měřícím přístroji nebo do samotného přístroje neopatřeného držákem se detekční proužek 10 vsunuje dopředu nebo distálně až výřez 15 zapadne do vodícího čepu 20. Stanovení začíná odběrem vzorku obsahujícího stanovovaný analyt a vnesení vzorku do otvoru 14 detekčního proužku 10. Vnesení vzorku do otvoru 14 se může provést buď před vsunutím detekčního proužku 10 do držáku detekčního proužku nebo po jeho vsunutí. Nosný člen 12 nese reagenční vrstvu 11 tak, že • 9 · · * * • · · · · » • · · · · · · · · ··· ·*«· ·· ···· ·· ·· vzorek je možné vnést do otvoru 14 na horním povrchu nosného členu 12 zatímco odraz světla se měří ze spodního povrchu nosného členu 12, tj. ze strany reagenční vrstvy 11 ležící proti otvoru 14. Obvyklý objem vzorku který se aplikuje je v rozmezí asi 5 až 50 μΐ, a obvykleji v rozmezí asi 12 až 30 μΐ. Pak se na reagenční vrstvu 11 nechá dopadat svazek paprsků generovaný spektrometrem a v daných časových intervalech se automaticky měří odraz světla úměrný reakcí mezi reagenčním prostředkem a cíleným analytem obsaženým ve vzorku. Ξ pomocí programové vybavení se pak automaticky počítá rychlost změny reflektance mezi jednotlivými měřeními a s použitím kalibračních konstant se vypočte koncentrace analytu ve vzorku.

Účelem spojení vodící výřezu a vodícího čepu je usnadnit správné uspořádání detekčního proužku IQ s držákem detekčního proužku tak aby otvor 14 byl přesně nad zdrojem světla měřícího přístroje. Detekční proužek 10 se může poněkud pohybovat okolo čepu 20 ve výřezu 15 tak aby boční strany 16 detekčního proužku 10 mohly být správně usazené ve stěnách držáku detekčního proužku (není znázorněný). To má zajistit souosost otvoru 14 a světelného zdroje umístěného pod ním v měřícím přístroji; nicméně tento posun nebo laterální pohyb, tj. posun detekčního proužku 10 ze strany na stranu často zaviní nesprávné zavedení detekčního proužku.

Kromě toho, uspořádání výřezu ve tvaru V nemá možnost specificky zabránit lineárnímu nebo podélnému pohybu podél osy y 18 detekčního proužku 10 jakmile je již zavedený do držáku detekčního proužku. Ke kompenzaci uvedeného posunu mívá detekční proužek 10 větší otvor 14, vyžadující větší objem hodnoceného vzorku. Nicméně, při odskoku proužku může dojít k tak velkému posunu otvoru 14, že v ose se světelným zdrojem • « 4 · 4 4 4 * • 4 · · 4 I 4 4 4 4

4 · 4 4444

44· 44*4 ·· *4·4 44 44 není žádná nebo pouze nedostatečně velká vnitřní povrchová plocha otvoru a tím rovněž množství tekutého vzorku což vede k nepřesnému měření.

Detekční proužek (proužky) podle vynálezu

Na obr.2A je schématicky znázorněný půdorys provedení zkušebního zařízení 30 podle vynálezu. V tomto provedení zkušební zařízení 30 má plochý, tenký obdélníkový tvar, tj. detekční proužek který má podélnou osu 38., nicméně pracovníkům v oboru bude zjevné, že vynález zahrnuje i další tvary a/nebo konfigurace. Na výše uvedeném obr.2A je proužek zkušebního zařízení znázorněný v pracovním spojení s vodícím čepem 40 držáku detekčního proužku (není znázorněný). Detekční proužek 30 má stejné nebo podobné hlavní funkce a konstrukci jako detekční proužek 10 podle obr.lA a obr.lB, a je kompatibilní s typy měřících přístrojů popsaných pro použití s výše uvedeným proužkem.

Detekční proužek 30 obsahuje nosný člen 32 který je adhezivem připojený svojí spodní stranou s členem absorbujícím vzorek 31. Nosný člen 32 je zde znázorněný jako obdélník a člen absorbující vzorek 31 je ve formě obdélníkové vrstvy umístěné tak, že její podélná osa je kolmá k podélné ose nosného členu 32. Ačkoliv znázorněné konfigurace uvedených členů jsou pravoúhlého tvaru, detekční proužek 30 může mít každou konfiguraci kompatibilní s daným měřícím přístrojem. Ve více provedeních je nosný člen 32 vyrobený z plastického materiálu jako je, ale bez omezení pouze na uvedené druhy, polystyren, polyester a polyethylen. Nosný člen 32 může být rovněž vyrobený z dalších vhodných materiálů zahrnujících lamináty, papír a kompozita jako je jako jsou recyklované plastické hmoty. Ve více provedeních člen absorbující vzorek • · • · ···· je vyrobený z hydrofilní matrice, obvykle porézní, nebo z další vhodné matrice pro stanovení cíleného analytu (analytu). Matrice často obsahuje nejméně ječen reagenční prostředek zvolený podle cíleného stanovovaného analytu (analytů). Nosný člen 32 a reagenční vrstva 31 detekčního proužku 30 mohou mít délku, šířku a tloušťku stejné nebo podobné jako má nosný člen 12 a reagenční vrstva 11 detekčního proužku 10 podle obr.lA a obr.lB. V některých provedeních má nosný Člen 32 délku v rozmezí asi 15 až 60 mm, šířku v rozmezí asi 5 až 20 mm, a tloušťku v rozmezí asi 0,1 až 2,5 mm. Ve více provedeních má reagenční vrstva 31 délku v rozmezí asi 5 až 20 mm, šířku v rozmezí asi 5 až 10 mm a tloušťku v rozmezí asi 0,05 až 1 mm.

Geometrické uspořádání a rozměry otvoru 34 a výřezu 35 jsou takové, že výhodně optimalizují použití detekčního proužku 30,- Podrobněji, otvor 34 detekčního proužku 30 má tvar jiný než je kruh a má menší povrchovou plochu než otvor 14 použitý v proužku 10 známé konstrukce. Ve více provedeních má otvor 34 tvar nebo konfiguraci v podstatě obkruhovou, zahrnující dva postranní půlkruhy oddělené rovnou střední sekcí. Další možné konfigurace otvoru 34 zahrnují, ale bez omezení jen na uvedené konfigurace, konfiguraci oválnou, eliptickou nebo podlouhlou, jejichž hlavní axiální podélná osa je koaxiální s osou y nebo s vertikální střední osou 38 detekčního proužku .30. Geometrie obkruhového otvoru 34 je specifičtěji definovaná horním a dolním polokruhem nebo oblouky 34a a 34b a střední sekcí 36. Každý z oblouků 34a a 34b je definovaný šířkou tvořenou základnou která je v rozmezí asi 3 až 6 mm, obvykleji v rozmezí asi 3,5 až 4 mm a výškou oblouku, která je v rozmezí asi 1,5 až 3 mm, obvykleji v rozmezí asi 1,75 až 2 mm. Střední sekce 36 má stejnou šířku jako je šířka základny oblouků 34a a 34b a výšku (podélně v ·

«· ·* • · ·« ··♦· ose y 38.) v rozmezí asi 0,1 až 0,2 mm, a obvykleji asi 0,15 mm. Celkový rozměr otvoru 34 ve směru osy y od tečny k tečně je rovný dvojnásobku průměru oblouku plus délka střední sekce 36, a je v rozmezí asi 3,1 až 6,2 mm, obvykleji v rozmezí asi

3,5 až 4,5 mm. Z toho vyplývá, že povrchová plocha vymezená n

otvorem 34 je v rozmezí asi 7 až 30 mm a obvykleji v rozmezí asi 10 až 13,5 mm². V některých provedeních výhodně nemají detekční proužky podle vynálezu povrchovou plochu otvoru větší než asi 15 mm².

Objem tekutého vzorku nutný k zajištění přesného měření s použitím detekčního proužku 30 podle vynálezu je menší než je potřebný objem při použití proužků dosud v oboru známých. Při použití obkruhového uspořádání otvoru 34 je velikost vzorku menší než asi 35 μΐ a obvykleji menší než asi 10 μΐ a v určitých provedeních je pro přesné provedení měření potřebné množství vzorku menší než asi 5 μΐ. Objem tekutého vzorku, například krve, který je nutné odebrat pacientovi je proto menší než bylo dosud obvyklé. Z toho vyplývá při odběru tekutého vzorku pacientovi nebo uživateli zařízení je možné použít poměrně malé jehly, lancety nebo přístroje pro odběr ze žíly, a tím minimalizovat bolest a potíže pociťované pacientem během odběru vzorku a minimalizovat stupeň nekompliance pacientů.

Jak je uvedeno výše, detekční proužek může mít sklon k odpružení nebo k odskoku v proximálním směru při dosažení kontaktu s distálním koncem držáku detekčního proužku při vsunutí proužku do měřícího přístroje. Uvedený posun detekčního proužku v proximálním směru a tím i otvoru pro měření je takový, že expozice otvoru a tím i expozice obsaženého vzorku tekutiny světelným svazkem ze světelného zdroje generovaného spektrometrem je nedostatečná k přesnému • · vyhodnocení vzorku obsaženého v otvoru. Nicméně při použití obkruhového uspořádání otvoru 34, kratší vzdálenost mezi vrcholem 35c a vrcholem 40 otvoru 34, proximální posun detekčního proužku 30 při nominální nebo obvyklé velikosti posunu neomezuje plochu otvoru 34 vystavenou emitovanému světelnému svazku. Toto uspořádání rovněž poskytuje zvýšenou vsunutou plochu poskytující při měření dostatečnou povrchovou plochu otvoru 34 pro expozici světelným zdrojem, a to i v případech kdy proužek 30 není zcela vsunut do držáku detekčního proužku nebo do měřícího přístroje. Na druhé straně tato vlastnost umožňuje přesnější měření vzorku a v časovém průběhu maximalizuje opakovatelnost přesného měření.

Vodící výřez 35 má rovněž tvar a uspořádání odlišné od uspořádání odpovídajícího výřezu 15 v proužku známé konstrukce 10. Typický příklad výřezu 35 je znázorněný na obr.2B. Výřez 35 má dva proti sobě umístěné okraje každý na jedné straně od středové linie 38. Výhodně jsou uvedené protilehlé okraje stejné, tj. vzájemně tvoří zrcadlový obraz, nebo jsou v zásadě podobné. Alespoň část uvedených protilehlých okrajů výřezu 35 je v podstatě vzájemně rovnoběžná a rovnoběžná se střední osou linií 38. Výřez 35 může rovněž obsahovat jeden nebo více segmentových dvojic s angulární konfigurací vůči střední ose 38.

V příkladu provedení znázorněném na obr.2A a obr.2B, znázorněný výřez 35 má tři páry segmentů s protilehlými hranami 35a a 35b, 35a' a 35b', a 35a a 35b. Nicméně výřez 35 může mít více nebo méně párů segmentů s podmínkou, že celková konfigurace výřezu 35 poskytuje při vsunutí detekčního pásku do měřícího přístroje jeho stabilitu a v podstatě minimalizuje jakýkoli jeho posun nebo pohyb.

• · ·· ftft * · • · ftftftft

Výřez 35 obsahuje první pár koncových segmentů 35a a 35b, po jednom segmentu na každé straně od střední osy 38., kde každý z uvedených segmentů svírá se střední osou 38 úhel a. Úhel a je výhodně v rozmezí asi 30° až 60° a obvykle svírá se střední osou 38 úhel asi 45°. Délka segmentů 35a a 35b je v rozmezí asi 0,5 až 2,0 mm, a obvykleji v rozmezí asi 0,7 až 1,25 mm. Odpovídající distální konce koncových segmentů 35a a 35b jsou každý laterálně umístěný od střední osy 38 ve vzdálenosti výhodně v rozmezí asi 2,0 až 3,0 mm, a obvykleji v rozmezí asi 2,4 až 2,6 mm. Odpovídající proximální konce koncových segmentů 35a a 35b jsou každý směřující dovnitř od příslušných distálních konců a jsou laterálně umístěné od střední osy 38 ve vzdálenosti výhodně v rozmezí asi 1,0 až 2,0 mm, a obvykleji v rozmezí asi 1,5 až 1,7 mm.

Druhý pár koncových segmentů 35a' a 35b^f směřuje dolů od proximálních konců segmentů 35a a 35b, a jednotlivé segmenty jsou v podstatě rovnoběžné se střední osou 38. Segmenty 35a' a 35b' mají výhodně délku v rozmezí asi 0,5 až 2 mm a obvykleji v rozmezí asi 0,9 až 1,1 mm.

Třetí pár segmentů 35a a 35b směřuje dovnitř od proximálních konců segmentů 35a' a 35b', kde každý z uvedených segmentů svírá se střední osou 38 úhel β. Úhel β je výhodně v rozmezí asi 30° až 60° a obvykleji je asi 45°. Proximální konce segmentů 35a a 35b se protínají ve střední ose 38.

K usnadnění výroby je možné každý segmentový spoj zaoblit s radiem v rozmezí asi 0,2 až 0,4 mm.

S použitím konfigurace vodícího výřezu 35 je možné překonat mnohé nevýhody které vykazovaly předchozí konstrukce výřezů. Zejména druhý pár segmentů 35a' a 35b' výřezu 35, tj .

• 9999 a 9 9 9 a 9 a *9*9 99 99*9 99 99 segmenty v podstatě rovnoběžné se střední osou 38 působí jako vodič pro detekční proužek 30 v přímém zaváděcím směru do držáku detekčního proužku nebo do měřícího přístroje při zavádění vedoucímu k dosažení pracovního spojení mezi výřezem 35 a vodícím čepem 40. Dále uvedená konfigurace výřezu 35 působí minimalizaci pravděpodobnosti bočního posunu detekčního proužku při vkládání do držáku detekčního proužku nebo do měřícího přístroje. Navíc koncové segmenty 35a a 35b udržují detekční proužek 30 v přímé a v optimálně souosé poloze vůči držáku detekčního proužku nebo měřícímu přístroji po vložení proužku a během měření omezením jakéhokoliv laterálního pohybu detekčního proužku 30.

Systém (systémy) podle vynálezu

Vynález rovněž zahrnuje systémy pro stanovení koncentrace nejméně jednoho cíleného analytu v biologickém tekutém vzorku. Uvedené systémy zahrnují nejméně jeden detekční proužek podle vynálezu a měřící přístroj. Jako měřící přístroj je možné použít každý přístroj přizpůsobený a vhodný pro měření cíleného analytu v tekutém vzorku jako je fyziologická nebo biologická tekutina jako je intersticiální tekutina, krev, frakce krve a podobně. Detekční proužky podle vynálezu jsou zvláště vhodné pro použití ve spojení s optickým nebo fotometrickým přístrojem (např. spektrometrem) ale proužky podle vynálezu mohou obsahovat složky vhodné k použití ve spojení s elektrochemickým měřícím přístrojem aniž by došlo k odchýlení od rozsahu vynálezu.

Měřící přístroj obvykle obsahuje držák detekčního proužku do kterého se detekční proužek přímo vloží, ale uvedený přístroj nemusí tento držák obsahovat. V každém případě má měřící přístroj vodící čep, buď v držáku detekčního proužku • · nebo v oblasti přístroje určené pro vsunutí detekčního proužku. Vodící výřez detekčních proužků podle vynálezu má konfiguraci vhodnou pro spojení s vodícím čepem aby se zajistilo správné uložení detekčního proužku při vložení.

Kromě toho výše uvedené uspořádání výřez-čep udržuje detekční proužek v podstatě znehybněném stavu s ohledem na vodící čep při pracovním spojení detekčního proužku s držákem detekčního proužku nebo s měřícím přístrojem jak je popsané výše.

Způsoby použití detekčního proužku (proužků) podle vynálezu

Příklad způsobu podle vynálezu zahrnuje použití nejméně jednoho zkušebního zařízení podle vynálezu ve spojení s měřícím zařízením určeným ke stanovení koncentrace nejméně jedné složky v tekutém vzorku. Vynález rovněž poskytuje způsoby použití uvedených zkušebních zařízení, tj. detekčních pásků, ke stanovení přítomnosti a koncentrace chemických a biologických složek (analytů) ve vodných tekutinách.

S použitím detekčních proužků podle vynálezu je možné detegovat a stanovit koncentraci více různých složek, např. analytů, kde typické složky zahrnují glukosu, cholesterol, laktát, alkohol a podobně. Ve více provedeních jsou uvedené způsoby vhodné ke stanovení koncentrace glukosy ve vodné tekutině například v biologické tekutině. I když v zásadě je možné uvedené způsoby použít ke stanovení koncentrace složky obsažené v různých typech biologických vzorků jako je moč, slzy, sliny a podobně, uvedené způsoby jsou zvláště vhodné pro detekci a stanovení koncentrace složek obsažených v krvi nebo v krevních frakcích a zejména v plné krvi.

Při praktickém provedení způsobů podle vynálezu musí být nejprve k dispozici zkušební zařízení například detekční * 4 • 4 ·· 4 4 4 » ·4·4 «4 ··· 44 44 proužek nebo podobně který má definovanou podélnou osu a má distální konec v podstatě kolmý na uvedenou podélnou osu, otvor pro vnesení tekutého vzorku jak je popsané výše, a vodící výřez vyrobený v distálním konci který je určený pro spojení s vodícím prvkem měřícího zařízení jako je například čep v držáku detekčního proužku nebo čep v oblasti měřícího přístroje určené pro vsunutí proužku, kde uvedený vodící výřez má protilehlé strany a kde alespoň část těchto protilehlých hran je v podstatě rovnoběžná s podélnou osou.

Bud' před vložením detekčního proužku podle vynálezu do vhodného měřícího přístroje nebo po vložení proužku se pak na proužek aplikuje nebo vnese vhodné množství biologického vzorku, tj. vzorek se vnese do otvoru v detekčním proužku. Množství biologického vzorku, např. krve které se nanáší na proužek může být různé, ale obecně je menší než asi 5 μΐ. Vzorek je možné na detekční proužek nanést obvyklými způsoby, kdy vzorek se nanáší nástřikem, vsáknutím a podobně. Ve více provedeních, například v kolorimetrických stanoveních, se vzorek nechá reagovat s reagenčním prostředkem (prostředky) obsaženým v detekčním proužku kdy reakcí vzniká detegovatelný produkt jak je popsané výše.

V oboru jsou obecně známé automatické měřící přístroje vhodné pro stanovení nejméně jedné složky obsažené v biologickém vzorku naneseném na detekční proužek určený k použití v kolorimetrickém stanovení, popsané například v U.S.patentu č.5,059,395, který je včleněný do tohoto popisu odkazem. Uvedený měřící přístroj obsahuje vodící čep konfigurovaný pro spojení s vodícím výřezem v detekčním proužku. Jak je uvedené výše, měřící přístroj může obsahovat držák detekčního proužku do kterého je možné detekční proužek přímo vsunout, ale uvedený měřící přístroj nemusí takový držák •999 9·9 obsahovat. V každém případě měřící přístroj obsahuje vodící čep, buď v držáku detekčního pásku nebo ve vlastním měřícím přístroji, například v oblasti přístroje určené pro vložení detekčního pásku. Podle výše uvedeného se vložením detekčního pásku do měřícího přístroje detekční pásek, specifičtěji vodící výřez detekčního pásku, dostane do pracovního spojení s vodícím Čepem měřícího přístroje. Specificky, vodící čep měřícího přístroje je v pracovním provedení spojený s protilehlými paralelním konci detekčního proužku. Ve více provedeních je detekční proužek v pracovním spojení s vodícím čepem v podstatě znehybněný. Jinak řečeno, nežádoucí, necílený nebo nechtěný pohyb nebo posun detekčního proužku, zejména jeho laterální posun je při spojení detekčního proužku s vodícím čepem v podstatě znemožněný, minimalizovaný nebo je jakémukoliv takovému pohybu díky spojení výřezu a čepu preventivně zabráněno.

V některých provedeních způsoby podle vynálezu dále zahrnují minimalizaci vlivu každého proximálního posunu detekčního proužku pokud takový případ proximálního posunu nastane. V těchto případech ve více provedeních je ve vliv proximálního posunu minimalizován zvětšením vkládací zóny nebo plochy detekčního proužku popsaného výše. V některých provedeních je zóna pro vložení proužku zvýšená protažením nebo prodloužením hloubky vodícího výřezu jak je popsané výše s ohledem na obr.2A (tj. vzdálenost mezi vrcholem vodícího výřezu a distálními konci detekčního proužku je větší než je vzdálenost v dosud známých provedeních) takže otvor zkušebního zařízení je umístěný blíže k distálnímu okraji měřícího přístroje nebo držáku detekčního pásku. Výsledkem je větší pravděpodobnost, že otvor zůstane v měřící oblasti, tj . v oblasti do které směřuje svazek ze zdroje světla měřícího zařízení, jestliže dojde k odskoku nebo proximálnímu posunu φ φ ·

Φ· · · * « ·· ··· · zkušebního zařízení(v rámci nominálního nebo obvyklého rozmezí). V dalších provedeních je zóna pro vložení zvětšená prostřednictvím zmenšení štěrbiny pro vkládání jak je popsané výše. Bez ohledu na způsob kterým je zóna pro vložení zvětšená, výsledkem tohoto zvětšení je minimalizace každého případného proximálního posunu detekčního pásku.

Po vložení pásku a vzniku pracovního spojení detekčního pásku s měřícím zařízením se provedou měření. Podrobněji, v měřícím přístroji se deteguje detegovatelný produkt vzniklý interakcí biologického vzorku a nejméně jednoho reagenčního prostředku obsaženého detekčním proužku a zjistí se odpovídající souvislost s množstvím stanovované složky tj. analytu ve vzorku.

Kromě toho, způsoby podle vynálezu dále zahrnují možnost opakování výše uvedeného způsobu pro ve více měřeních jednoho nebo více vzorků tekutiny, přičemž výsledky měření jsou ve srovnání s dosud užívanými způsoby přesnější a mají lepší reprodukovatelnost.

Kity

Vynález rovněž poskytuje kity vhodné pro pro praktickou aplikaci způsobu podle vynálezu. Kity podle vynálezu obsahují nejméně jedno zkušební zařízení podle vynálezu nebo detekční proužek podle vynálezu. Kity mohou rovněž obsahovat přístrojové vybavení vhodné k použití se zkušebním zařízením podle vynálezu určené pro opakované nebo jednorázové použití. Některé kity mohou obsahovat různá zkušební zařízení nebo různé detekční proužky mající různé velikosti a/nebo obsahující stejné nebo různé reagenční prostředky. Kromě toho mohou kity obsahovat různé příslušenství jako jsou prostředky • · fc· fcfc • · • fc fcfcfcfc pro odběr vzorků tekutin určených pro analýzu. Uvedené prostředky mohou zahrnovat, ale bez omezení jen na ně, jehlu, lancetu nebo prostředek pro odběr ze žíly, určené pro odběr méně než asi 5 μΐ do až asi 10 μΐ krve od pacienta. Výhodně mohou kity obsahovat instrukce pro použití zařízení podle vynálezu a instrumentálního vybavení při stanovení koncentrace analytu v tekutém vzorku. Uvedené instrukce mohou zahrnovat například pokyn instruující uživatele kitu aplikovat do zkušebního zařízení méně než asi 35 μΐ, méně než asi 10 μΐ, nebo méně než asi 5 μΐ vzorku tekutiny. Uvedené instrukce mohou být uvedené na jednom nebo na více obalech, na vloženém letáku nebo na nádobkách obsažených v kitu a podobně.

Z výše uvedeného popisu vyplývá, že vlastnosti popsaného detekčního proužku podle vynálezu umožňují překonat mnohé nevýhody vyskytující se při používáním dosud známých detekčních proužků které zahrnují, ale nejsou omezené jen na ně, minimalizaci volného pohybu detekčního proužku během vkládání do držáku proužku nebo po vložení detekčního proužku, minimalizaci nežádoucího vlivu odskoku proužku a neúplného vložení detekčního proužku pokud k uvedeným jevům dojde, a snížení objemu vzorku tekutiny potřebného pro přesné měření. Další výhody detekčního proužku podle vynálezu zahrnují snížení bolesti pociťované pacientem díky potřebě menšího množství vzorku a zajištění větší reprodukovatelnosti procesu stanovení. Vynález těmito svými vlastnostmi představuje významný přínos pro danou oblast.

Vynález je ve výše uvedeném popisu znázorněný a popsaný pomocí nejpoužitelnějších a výhodných provedení. Nicméně je tento popis nutné chápat tak, že uvedená provedení je možné různě modifikovat, kde uvedené modifikace jsou v rámci rozsahu vynálezu, a kde uvedené možné modifikace budou pracovníkům • ti • ti titi ti* «··« v oboru po prostudování výše uvedeného popisu zřejmé.

Ačkoliv předložený vynález je vhodný pro více aplikací, vzorkování různých tekutin a detekci více druhů složek, vynález je popsaný především ve spojení s detekcí analytů v biologické tekutině a zvláště vhodný je pro detekci glukosy v krvi. Specifická zařízení a způsoby uvedené v tomto popisu a aplikace, biologické tekutiny a složky uvedené v tomto popisu je třeba pokládat za názorné příklady ale vynález neomezující. Předpokládá se, že případné modifikace v rámci významů a rámce provedení ekvivalentních popsaným provedením které budou zjevné pracovníkům zkušeným v oboru budou v rámci připojených patentových nároků.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zkušební zařízení určené k vložení do měřícího přístroje majícího vodící člen pro spojení s uvedeným zkušebním zařízením vyznačující se tím, že uvedené zkušební zařízení obsahuje:

   a) podélnou osu;

   b) distální konec v podstatě kolmý k uvedené podélné ose mající konfiguraci vhodnou pro vložení do uvedeného měřícího přístroje; a

   c) vodící výřez umístěný v uvedeném distálním konci určený ke spojení s uvedeným vodícím členem, kde uvedený výřez je tvořený protilehlými okraji přičemž nejméně část uvedených protilehlých okrajů je v podstatě rovnoběžná s uvedenou podélnou osou.
2. 2. Zkušební zařízení podle nároku lvyznačující se tím, že dále obsahuje otvor pro vnesení určitého objemu tekutého vzorku, kde uvedený objem je menší než asi 5 μί.
3. 3. Zkušební zařízení podle nároku 2vyznačující se tím, že uvedený otvor má jiný tvar než kruh.
4. 4. Zkušební zařízení podle nároku 2vyznačující se tím, že dále obsahuje nosný člen a člen pro absorpci vzorku, kde uvedená podélná osa, uvedený distální konec, uvedený výřez a uvedený otvor jsou vlastnostmi uvedeného nosného členu, a kde uvedený nosný člen má dále horní povrch a • · « · · · « · • · · · 9 » · · · · • t « · · · · · · ·· ·«·· «· ·«·· »· ·« dolní povrch a uvedený otvor vede z uvedeného horního povrchu do uvedeného dolního povrchu, a kde uvedený člen pro absorpci vzorku je připevněný k hornímu nebo dolnímu povrchu nosného Členu a uvedený otvor překrývá.
5. 5. Detekční proužek určený k použití ve spojení s měřícím přístrojem obsahujícím vodící člen a určený pro stanovení koncentrace nejméně jednoho analytu obsaženého ve vzorku biologické tekutiny vyznačující se tím, že uvedený detekční proužek obsahuje:

   a) nosný člen mající definovanou podélnou osu a obsahující:

   i) distální konec v podstatě kolmý k uvedené podélné ose a mající vhodnou konfiguraci pro vložení do uvedeného měřícího přístroje;

   ii) vodící výřez vytvořený v uvedeném distálním konci určený pro spojení s uvedeným vodícím prvkem, který má protilehlé okraje přičemž nejméně část uvedených protilehlých okrajů je v podstatě rovnoběžná s uvedenou podélnou osou; a iii) otvor pro vnesení vzorku biologické tekutiny; a

   b) reagenční vrstvu připevněnou na uvedený nosný člen překrývající uvedený otvor, kde uvedená reagenční vrstva obsahuje nejméně jeden reagenční prostředek zvolený pro reakci s nejméně jedním analytem.
6. 6. Detekční proužek podle nároku Svyznačující se tím, že přinejmenším část uvedených protilehlých okrajů má angulární polohu vůči podélné ose.

   φ φ

   ΦΦΦ φφφφ φ φ •Φ φφφφ
7. 7. Systém pro měření koncentrace nejméně jednoho cíleného analytu ve vzorku biologické tekutiny vyznačuj ící se t í m , že uvedený systém obsahuje:

   a) nejméně jeden detekční proužek mající horní a dolní povrch, který obsahuje:

   i) otvor v podstatě obkruhového tvaru pro vnesení objemu vzorku biologické tekutiny v množství od méně než asi 5 pl do asi 10 μΐ;

   ii) hydrofilní vrstvu která je připevněná na povrch jedné strany, horní nebo dolní, a která překrývá uvedený v podstatě obkruhový otvor; a iii) vodící výřez mající protilehlé rovnoběžné okraje; a

   b) měřící přístroj obsahující vodící čep mající konfiguraci vhodnou pro spojení s uvedeným vodícím výřezem, kde při pracovním spojení uvedeného detekčního proužku s uvedeným držákem detekčního proužku je uvedený detekční proužek vzhledem k uvedenému vodícímu čepu v podstatě v nehybné poloze.
8. 8. Způsob stanovení koncentrace nejméně jedné složky v tekutém vzorku vyznačující se tím, že zahrnuje následující stupně:

   a) použití zkušebního zařízení s definovanou podélnou osou a obsahujícího:

   • · • · · 4··· • «

   4« 4···

   i) distální konec v podstatě kolmý na uvedenou podélnou osu;

   ii) vodící výřez vytvořený v uvedeném distálním konci a určený pro spojení s vodícím Čepem v měřícím přístroji přizpůsobeném pro měření koncentrace nejméně jedné složky uvedeného tekutého vzorku, kde uvedený vodící výřez má protilehlé okraje přičemž nejméně část uvedených protilehlých okrajů je v podstatě rovnoběžná s uvedenou podélnou osou; a iii) otvor určený pro vnesení uvedeného tekutého vzorku;

   b) vložení uvedeného zkušebního zařízení do uvedeného měřícího přístroje; a

   c) vytvoření pracovního spojení uvedeného vodícího výřezu s uvedeným vodícím čepem.
9. 9. Způsob podle nároku 8vyznačující se tím, že dále zahrnuje stupeň umožňující zachování detekčního proužku v podstatě v nehybné poloze při jeho pracovním spojení s uvedeným vodícím čepem.
10. 10. Způsob podle nároku 8vyznačující se tím, že dále zahrnuje stupeň minimalizující vliv jakéhokoliv proximálního posunu detekčního proužku ke kterému dochází při jeho vsunutí do uvedeného měřícího přístroje.