JP2001516038A - 等しい電極面積をもつ電気化学センサー - Google Patents
等しい電極面積をもつ電気化学センサーInfo
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- JP2001516038A JP2001516038A JP2000510884A JP2000510884A JP2001516038A JP 2001516038 A JP2001516038 A JP 2001516038A JP 2000510884 A JP2000510884 A JP 2000510884A JP 2000510884 A JP2000510884 A JP 2000510884A JP 2001516038 A JP2001516038 A JP 2001516038A
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/001—Enzyme electrodes
- C12Q1/004—Enzyme electrodes mediator-assisted
Abstract
(57)【要約】
改良電気化学センサーストリップを開示する。多重電極センサーストリップでは、電極非作用面積及び作用面積を等しくすると、センサーストリップを使用して実施する測定の総精度及び正確度が増す。面積を等しくする有益な効果は比較的低いグルコース濃度で最も顕著である。本発明では、電極と電極露出域を規定する誘電コーティングが重ならないようにすることにより、電極面積等化の正確度と再現性を改良する。
Description
【０００１】 技術分野 本発明は電気化学センサー、生物医学試験及び血液分析に関する。
【０００２】 発明の背景 複雑な液体混合物中の酵素又はその基質の濃度を測定するために電気化学アッ
セイが開発されている。例えば、血中グルコース値を検出するために電気化学セ
ンサーストリップが開発されている。電気化学センサーストリップは一般に作用
電極と参照電極を備える電気化学セルを含む。作用電極の電位は一般に参照電位
に対して一定値に維持される。
セイが開発されている。例えば、血中グルコース値を検出するために電気化学セ
ンサーストリップが開発されている。電気化学センサーストリップは一般に作用
電極と参照電極を備える電気化学セルを含む。作用電極の電位は一般に参照電位
に対して一定値に維持される。
【０００３】 電気化学センサーストリップは化学産業及び食品産業で複雑な混合物を分析す
るためにも使用されている。電気化学センサーは生物医学試験で有用であり、侵
襲性プローブとして利用することや、体外試験（即ち注射器やランセットにより
得た血液の試験）に利用することができる。
るためにも使用されている。電気化学センサーは生物医学試験で有用であり、侵
襲性プローブとして利用することや、体外試験（即ち注射器やランセットにより
得た血液の試験）に利用することができる。
【０００４】 一般的な血液分析用電気化学センサーは、酵素とレドックスメディエーターを
含む層で被覆した作用電極と参照電極を使用することにより血液試料中の分析物
を定量する。電極が酵素の触媒活性対象種を含む液体試料と接触すると、レドッ
クスメディエーターは触媒下の反応で電子を伝達する。電極間に電圧をかけると
、電極でレドックスメディエーターが還元又は酸化する結果、応答電流が発生す
る。応答電流は基質の濃度に比例する。センサーによっては、レドックスメディ
エーターを含み且つ酵素を含まない層で被覆したダミー電極を加えたものもある
。ダミー電極の応答電流は試料に接触している電極のバックグラウンド応答に相
当する。作用電極の応答からダミー電極の応答を控除することにより補正応答が
得られる。このダミー控除法はバックグラウンド干渉を実質的に除去し、電極シ
ステムの信号対雑音比を改善する。
含む層で被覆した作用電極と参照電極を使用することにより血液試料中の分析物
を定量する。電極が酵素の触媒活性対象種を含む液体試料と接触すると、レドッ
クスメディエーターは触媒下の反応で電子を伝達する。電極間に電圧をかけると
、電極でレドックスメディエーターが還元又は酸化する結果、応答電流が発生す
る。応答電流は基質の濃度に比例する。センサーによっては、レドックスメディ
エーターを含み且つ酵素を含まない層で被覆したダミー電極を加えたものもある
。ダミー電極の応答電流は試料に接触している電極のバックグラウンド応答に相
当する。作用電極の応答からダミー電極の応答を控除することにより補正応答が
得られる。このダミー控除法はバックグラウンド干渉を実質的に除去し、電極シ
ステムの信号対雑音比を改善する。
【０００５】 発明の要約 触媒電流を発生するための電気化学反応成分をもたない電極領域の露出面積を
等しくすると、分析物濃度測定の正確度と精度が増すことが発見された。この結
果は予想外であった。慣用電気化学理論によると、このような領域からの電流の
大きさは電極の作用域で発生する電流に比較して僅かであるとみなされていた。
等しくすると、分析物濃度測定の正確度と精度が増すことが発見された。この結
果は予想外であった。慣用電気化学理論によると、このような領域からの電流の
大きさは電極の作用域で発生する電流に比較して僅かであるとみなされていた。
【０００６】 この発見に基づき、本発明は試料中の分析物を測定するための電気化学センサ
ーで使用する改良電極ストリップを提供する。電極ストリップは第１の支持体縁
部と第２の支持体縁部を含む電極支持体と、支持体に載置した電極装置を含む。
電極装置は作用電極とダミー電極と参照電極を含む。作用電極は酵素とレドック
スメディエーターを含むアッセイ反応成分を収容する作用域を含む。作用電極は
更に、酵素とレドックスメディエーターを実質的に含まない延長部と、外縁部を
含む。ダミー電極は酵素以外のアッセイ反応成分を収容する作用域を含む。ダミ
ー電極は更に、アッセイ反応成分を実質的に含まない延長部と、外縁部を含む。
参照電極は作用域に対向する側と延長部に対向する側を含む。作用域延長部は参
照電極と第１の支持体縁部の間に配置されている。ダミー電極延長部は参照電極
と前記第２の支持体縁部の間に配置されている。電極ストリップは支持体の一部
を被覆する誘電コーティングを含む。支持体の被覆部分は作用電極延長部と前記
第１の支持体縁部の間に配置された領域と、ダミー電極延長部と前記第２の支持
体縁部の間に配置された領域を含み、誘電コーティングは作用電極の外縁部又は
ダミー電極の外縁部を被覆していない。
ーで使用する改良電極ストリップを提供する。電極ストリップは第１の支持体縁
部と第２の支持体縁部を含む電極支持体と、支持体に載置した電極装置を含む。
電極装置は作用電極とダミー電極と参照電極を含む。作用電極は酵素とレドック
スメディエーターを含むアッセイ反応成分を収容する作用域を含む。作用電極は
更に、酵素とレドックスメディエーターを実質的に含まない延長部と、外縁部を
含む。ダミー電極は酵素以外のアッセイ反応成分を収容する作用域を含む。ダミ
ー電極は更に、アッセイ反応成分を実質的に含まない延長部と、外縁部を含む。
参照電極は作用域に対向する側と延長部に対向する側を含む。作用域延長部は参
照電極と第１の支持体縁部の間に配置されている。ダミー電極延長部は参照電極
と前記第２の支持体縁部の間に配置されている。電極ストリップは支持体の一部
を被覆する誘電コーティングを含む。支持体の被覆部分は作用電極延長部と前記
第１の支持体縁部の間に配置された領域と、ダミー電極延長部と前記第２の支持
体縁部の間に配置された領域を含み、誘電コーティングは作用電極の外縁部又は
ダミー電極の外縁部を被覆していない。
【０００７】 誘電コーティングは作用電極とダミー電極が等しい面積をもつように電極装置
を包囲することが好ましい。各電極は印刷電極であることが好ましい。酵素はグ
ルコースと反応する酵素、例えばグルコースオキシダーゼ又はグルコースデヒド
ロゲナーゼであることが好ましい。レドックスメディエーターは電子を受容又は
酵素に供与する電気化学的に活性な任意化合物とすることができる。レドックス
メディエーターとしては、フェロセン、フェロセン誘導体、フェリシアニド及び
オスミウム錯体が挙げられる。
を包囲することが好ましい。各電極は印刷電極であることが好ましい。酵素はグ
ルコースと反応する酵素、例えばグルコースオキシダーゼ又はグルコースデヒド
ロゲナーゼであることが好ましい。レドックスメディエーターは電子を受容又は
酵素に供与する電気化学的に活性な任意化合物とすることができる。レドックス
メディエーターとしては、フェロセン、フェロセン誘導体、フェリシアニド及び
オスミウム錯体が挙げられる。
【０００８】 特に指定しない限り、本明細書で使用する全科学技術用語は本発明が属する技
術分野の当業者に一般に理解されていると同一の意味をもつ。矛盾する場合には
、定義を含めて本明細書の記載を採用する。本明細書に引用する全刊行物、特許
出願、特許及び他の文献は参考資料として本明細書の一部とする。
術分野の当業者に一般に理解されていると同一の意味をもつ。矛盾する場合には
、定義を含めて本明細書の記載を採用する。本明細書に引用する全刊行物、特許
出願、特許及び他の文献は参考資料として本明細書の一部とする。
【０００９】 本発明の実施又は試験には本明細書に記載すると同等又は等価の方法及び材料
を使用してもよいが、好ましい方法と材料は下記の通りである。材料、方法及び
実施例は例示に過ぎず、非限定的である。
を使用してもよいが、好ましい方法と材料は下記の通りである。材料、方法及び
実施例は例示に過ぎず、非限定的である。
【００１０】 本発明の他の特徴及び利点は詳細な説明と特許請求の範囲から自明である。
【００１１】 好適態様の説明 多重電極センサーストリップでは、電極非作用面積及び作用面積を等しくする
と、センサーストリップを使用して実施する測定の総精度及び正確度が増す。面
積を等しくする有益な効果は比較的低いグルコース濃度で最も顕著である。本発
明では、電極と電極露出域を規定する誘電コーティングが重ならないようにする
ことにより電極面積等化の正確度と再現性を改良する。
と、センサーストリップを使用して実施する測定の総精度及び正確度が増す。面
積を等しくする有益な効果は比較的低いグルコース濃度で最も顕著である。本発
明では、電極と電極露出域を規定する誘電コーティングが重ならないようにする
ことにより電極面積等化の正確度と再現性を改良する。
【００１２】 夫々従来技術電極ストリップと本発明の電極ストリップを示す図１及び２を比
較することにより本発明を説明する。図１中、電極ストリップ１０は３本の導電
性カーボンインクの印刷トラック１１ａ，１１ｂ，１１ｃをもつ。誘電コーティ
ング１２は電極ストリップ１０を部分的に被覆しており、電極装置１９と試料添
加域２０を含む開口域１３を規定している。導電性カーボンインクの各印刷トラ
ック１１ａ，１１ｂ，１１ｃは開口域１３で終端して電極を構成している。第１
のトラック１１ａの終端は作用電極１４を構成している。第２のトラック１１ｂ
の終端はダミー電極１４ａを構成している。第３のトラックの終端は参照電極１
６を構成している。
較することにより本発明を説明する。図１中、電極ストリップ１０は３本の導電
性カーボンインクの印刷トラック１１ａ，１１ｂ，１１ｃをもつ。誘電コーティ
ング１２は電極ストリップ１０を部分的に被覆しており、電極装置１９と試料添
加域２０を含む開口域１３を規定している。導電性カーボンインクの各印刷トラ
ック１１ａ，１１ｂ，１１ｃは開口域１３で終端して電極を構成している。第１
のトラック１１ａの終端は作用電極１４を構成している。第２のトラック１１ｂ
の終端はダミー電極１４ａを構成している。第３のトラックの終端は参照電極１
６を構成している。
【００１３】 作用電極１４はグルコースオキシダーゼとフェロセンレドックスメディエータ
ーを含む分析物アッセイ反応成分を収容する作用域１７を含む。作用電極は非作
用域である（即ちアッセイ反応成分を収容していない）延長部１８も含む。
ーを含む分析物アッセイ反応成分を収容する作用域１７を含む。作用電極は非作
用域である（即ちアッセイ反応成分を収容していない）延長部１８も含む。
【００１４】 ダミー電極１４ａは酵素グルコースオキシダーゼ以外のアッセイ反応成分を収
容する作用域１７ａを含む。ダミー電極は非作用域である（即ちアッセイ反応成
分を収容していない）延長部１８ａも含む。ダミー電極１４ａの形状は作用電極
１４の鏡像を形成する。
容する作用域１７ａを含む。ダミー電極は非作用域である（即ちアッセイ反応成
分を収容していない）延長部１８ａも含む。ダミー電極１４ａの形状は作用電極
１４の鏡像を形成する。
【００１５】 参照電極１６は１面が作用域１７，１７ａに対向し、１面が作用電極延長部１
８に対向し、１面がダミー電極延長部１８ａに対向するように配置されている。
８に対向し、１面がダミー電極延長部１８ａに対向するように配置されている。
【００１６】 図１に示す従来技術電極では、誘電コーティング１２は作用電極１４とダミー
電極１４ａの一部を覆い、１対の小さいオーバーラップ領域２１，２１ａを形成
している。
電極１４ａの一部を覆い、１対の小さいオーバーラップ領域２１，２１ａを形成
している。
【００１７】 図２中、電極ストリップ１０は３本の導電性カーボンインクの印刷トラック１
１ａ，１１ｂ，１１ｃをもつ。誘電コーティング１２は電極ストリップ１０を部
分的に被覆しており、電極装置１９と試料添加域２０を含む開口域１３を規定し
ている。導電性カーボンインクの各印刷トラック１１ａ，１１ｂ，１１ｃは開口
域１３で終端して電極を構成している。第１のトラック１１ａの終端は作用電極
１４を構成している。第２のトラック１１ｂの終端はダミー電極１５を構成して
いる。第３のトラックの終端は参照電極１６を構成している。
１ａ，１１ｂ，１１ｃをもつ。誘電コーティング１２は電極ストリップ１０を部
分的に被覆しており、電極装置１９と試料添加域２０を含む開口域１３を規定し
ている。導電性カーボンインクの各印刷トラック１１ａ，１１ｂ，１１ｃは開口
域１３で終端して電極を構成している。第１のトラック１１ａの終端は作用電極
１４を構成している。第２のトラック１１ｂの終端はダミー電極１５を構成して
いる。第３のトラックの終端は参照電極１６を構成している。
【００１８】 作用電極１４はグルコースオキシダーゼとフェロセンレドックスメディエータ
ーを含む分析物アッセイ反応成分を収容する作用域１７を含む。作用電極は非作
用域である（即ちアッセイ反応成分を収容していない）延長部１８も含む。
ーを含む分析物アッセイ反応成分を収容する作用域１７を含む。作用電極は非作
用域である（即ちアッセイ反応成分を収容していない）延長部１８も含む。
【００１９】 ダミー電極１４ａは酵素グルコースオキシダーゼ以外のアッセイ反応成分を収
容する作用域１７ａを含む。ダミー電極は非作用域である（即ちアッセイ反応成
分を収容していない）延長部１８ａも含む。ダミー電極１４ａの形状は作用電極
１４の鏡像を形成する。
容する作用域１７ａを含む。ダミー電極は非作用域である（即ちアッセイ反応成
分を収容していない）延長部１８ａも含む。ダミー電極１４ａの形状は作用電極
１４の鏡像を形成する。
【００２０】 参照電極１６は１面が作用域１７，１７ａに対向し、１面が作用電極延長部１
８に対向し、１面がダミー電極延長部１８ａに対向するように配置されている。
８に対向し、１面がダミー電極延長部１８ａに対向するように配置されている。
【００２１】 図２に示す電極では、誘電コーティング１２は電極支持体縁部２２，２２ａに
沿って延びている。しかし、開口域１３の幅は電極装置１９の幅よりも大きい。
このため、作用電極及びダミー電極の外縁部と周囲の誘電コーティング１２の間
にギャップが形成される。従って、誘電コーティング１２は作用電極１４の外縁
部又はダミー電極１４ａの外縁部を被覆していない。図１に示す従来技術電極ス
トリップ１０に存在するオーバーラップ領域２１，２１ａは図２に示す電極スト
リップ１０には存在しない。
沿って延びている。しかし、開口域１３の幅は電極装置１９の幅よりも大きい。
このため、作用電極及びダミー電極の外縁部と周囲の誘電コーティング１２の間
にギャップが形成される。従って、誘電コーティング１２は作用電極１４の外縁
部又はダミー電極１４ａの外縁部を被覆していない。図１に示す従来技術電極ス
トリップ１０に存在するオーバーラップ領域２１，２１ａは図２に示す電極スト
リップ１０には存在しない。
【００２２】 電極の幅を狭くするか又は開口域の幅を広くするか又はその両方により電極の
外縁部と周囲の誘電コーティングの間にギャップを形成することができる。電極
の幅をどの程度まで狭くできるかは、電極システムの総抵抗と印刷公差によりあ
る程度まで制限される。
外縁部と周囲の誘電コーティングの間にギャップを形成することができる。電極
の幅をどの程度まで狭くできるかは、電極システムの総抵抗と印刷公差によりあ
る程度まで制限される。
【００２３】 電極装置１９の幅と開口域１３の幅を近くするにつれ、電極ストリップ層の位
置合わせ不備により誘電コーティング１２が誤って作用電極１４又はダミー電極
１４ａの外縁部２３，２３ａに重なる恐れがある。電極装置１９の幅と開口域１
３の幅の差は、誘電コーティング１２が電極縁部に重ならずに製造工程で層位置
合わせ公差を許容するに十分大きくすることが好ましい。
置合わせ不備により誘電コーティング１２が誤って作用電極１４又はダミー電極
１４ａの外縁部２３，２３ａに重なる恐れがある。電極装置１９の幅と開口域１
３の幅の差は、誘電コーティング１２が電極縁部に重ならずに製造工程で層位置
合わせ公差を許容するに十分大きくすることが好ましい。
【００２４】 誘電コーティングは電極支持体、メッシュ層及び電極ストリップカバー層（例
えばポリエステルテープ）に固着することが好ましい。誘電コーティングは疎水
性であることが好ましい。この結果、誘電コーティングが水性試料を電極域に閉
じ込める能力が強化する。誘電コーティングとして使用するのに好ましい材料は
ＰＯＬＹＰＬＡＳＴ（登録商標）とＳＥＲＩＣＡＲＤ（登録商標）（Ｓｅｒｉｃ
ｏｌ Ｌｔｄ．，Ｂｒｏａｄｓｔａｉｒｓ，Ｋｅｎｔ，英国）であり、ＳＥＲＩ
ＣＡＲＤ（登録商標）（Ｓｅｒｉｃｏｌ）がより好ましい。
えばポリエステルテープ）に固着することが好ましい。誘電コーティングは疎水
性であることが好ましい。この結果、誘電コーティングが水性試料を電極域に閉
じ込める能力が強化する。誘電コーティングとして使用するのに好ましい材料は
ＰＯＬＹＰＬＡＳＴ（登録商標）とＳＥＲＩＣＡＲＤ（登録商標）（Ｓｅｒｉｃ
ｏｌ Ｌｔｄ．，Ｂｒｏａｄｓｔａｉｒｓ，Ｋｅｎｔ，英国）であり、ＳＥＲＩ
ＣＡＲＤ（登録商標）（Ｓｅｒｉｃｏｌ）がより好ましい。
【００２５】 作用電極作用域１７は酵素とレドックスメディエーターと充填剤を含むインク
から形成される。ダミー電極作用域１７ａはレドックスメディエーターと充填剤
の混合物を含むインクから形成され、酵素は含まない。夫々のインクを印刷によ
りカーボントラック１１ａ，１１ｂに添加すると、別個作用域１７，１７ａを形
成することができる。測定しようとする分析物が血中グルコースである場合には
、酵素はグルコースオキシダーゼが好ましく、レドックスメディエーターはフェ
ロセン誘導体である。
から形成される。ダミー電極作用域１７ａはレドックスメディエーターと充填剤
の混合物を含むインクから形成され、酵素は含まない。夫々のインクを印刷によ
りカーボントラック１１ａ，１１ｂに添加すると、別個作用域１７，１７ａを形
成することができる。測定しようとする分析物が血中グルコースである場合には
、酵素はグルコースオキシダーゼが好ましく、レドックスメディエーターはフェ
ロセン誘導体である。
【００２６】 図３中、電極ストリップを構成する各層は電極支持体３６に積層されている。
電極支持体は一般にＰＶＣ、ポリカーボネート又はポリエステル等のプラスチッ
ク材料である。支持体３６に３本の導電性カーボンインクの印刷トラック１１ａ
，１１ｂ，１１ｃを形成する。次に、カーボンインクトラック１１ａ，１１ｂ，
１１ｃに銀／塩化銀粒子トラック３５ａ，３５ｂ，３６ｃを積層する。
電極支持体は一般にＰＶＣ、ポリカーボネート又はポリエステル等のプラスチッ
ク材料である。支持体３６に３本の導電性カーボンインクの印刷トラック１１ａ
，１１ｂ，１１ｃを形成する。次に、カーボンインクトラック１１ａ，１１ｂ，
１１ｃに銀／塩化銀粒子トラック３５ａ，３５ｂ，３６ｃを積層する。
【００２７】 図３に示すように、界面活性剤を塗布した２個のメッシュ層３０，３１を電極
装置１９の上に配置する。メッシュ層は印刷コンポーネントを物理的損傷から保
護する。更に、電極を水性試料で湿潤し易くする。メッシュ層は試料添加域２０
と電極装置１９を含めたその間の試料通路全体を覆うことが好ましい。メッシュ
層には細目ナイロン織物材料を利用できる。この他、任意織布又は不織布材料を
使用することができる。メッシュ層の詳細については、参考資料として本明細書
の一部とするＣａｒｔｅｒらの米国特許第５，６２８，８９０号を参照されたい
。
装置１９の上に配置する。メッシュ層は印刷コンポーネントを物理的損傷から保
護する。更に、電極を水性試料で湿潤し易くする。メッシュ層は試料添加域２０
と電極装置１９を含めたその間の試料通路全体を覆うことが好ましい。メッシュ
層には細目ナイロン織物材料を利用できる。この他、任意織布又は不織布材料を
使用することができる。メッシュ層の詳細については、参考資料として本明細書
の一部とするＣａｒｔｅｒらの米国特許第５，６２８，８９０号を参照されたい
。
【００２８】 メッシュ材料が疎水性（例えばナイロン又はポリエステル）である場合には界
面活性剤を塗布する。親水性メッシュを使用する場合には、界面活性剤を塗布す
る必要はない。親水性メッシュを使用すると、試料をメッシュ層に沿って電極ま
で吸引することができる。メッシュの吸引性はメッシュ材料に塗布する界面活性
剤の種類又は量を変えることにより調節することができる。種々の界面活性剤を
メッシュ材料に塗布することができる。好適界面活性剤の１例はＦＣ １７０Ｃ
ＦＬＵＯＲＡＤ（登録商標）蛍光化学界面活性剤（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍ
Ｎ）である。ＦＬＵＯＲＡＤ（登録商標）はフルオロ脂肪族オキシエチレン付加
物、低級ポリエチレングリコール、１，４−ジオキサン及び水の溶液である。
面活性剤を塗布する。親水性メッシュを使用する場合には、界面活性剤を塗布す
る必要はない。親水性メッシュを使用すると、試料をメッシュ層に沿って電極ま
で吸引することができる。メッシュの吸引性はメッシュ材料に塗布する界面活性
剤の種類又は量を変えることにより調節することができる。種々の界面活性剤を
メッシュ材料に塗布することができる。好適界面活性剤の１例はＦＣ １７０Ｃ
ＦＬＵＯＲＡＤ（登録商標）蛍光化学界面活性剤（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍ
Ｎ）である。ＦＬＵＯＲＡＤ（登録商標）はフルオロ脂肪族オキシエチレン付加
物、低級ポリエチレングリコール、１，４−ジオキサン及び水の溶液である。
【００２９】 界面活性剤の好適添加量は使用するメッシュ及び界面活性剤の種類と分析しよ
うとする試料によって異なる。添加量は界面活性剤濃度を変えながらメッシュを
通る試料の流れを観察することにより実験的に決定することができる。２個のメ
ッシュ層を使用する場合には、第２の（上位）メッシュ層は親水性であるが、第
１の（下位）メッシュ層よりも親水性にしないことが好ましい。従って、第２の
メッシュ層よりも多量の界面活性剤を第１のメッシュ層に添加することができる
。第１のメッシュ層については、大半の用途に利用可能な界面活性剤添加量は約
１５〜２０μｇ／ｍｇメッシュ（即ち約１．０％ｗ／ｖ）である。第２のメッシ
ュ層については、大半の用途に利用可能な界面活性剤添加量は約１〜１０μｇ／
ｍｇメッシュである。
うとする試料によって異なる。添加量は界面活性剤濃度を変えながらメッシュを
通る試料の流れを観察することにより実験的に決定することができる。２個のメ
ッシュ層を使用する場合には、第２の（上位）メッシュ層は親水性であるが、第
１の（下位）メッシュ層よりも親水性にしないことが好ましい。従って、第２の
メッシュ層よりも多量の界面活性剤を第１のメッシュ層に添加することができる
。第１のメッシュ層については、大半の用途に利用可能な界面活性剤添加量は約
１５〜２０μｇ／ｍｇメッシュ（即ち約１．０％ｗ／ｖ）である。第２のメッシ
ュ層については、大半の用途に利用可能な界面活性剤添加量は約１〜１０μｇ／
ｍｇメッシュである。
【００３０】 メッシュ層３０，３１はメッシュ層３０，３１の周辺に含浸する誘電コーティ
ング１２により固定される。誘電コーティング１２はスクリーン印刷により形成
することができる。誘電コーティング１２は電極装置１９を被覆しない。誘電コ
ーティングは試料を効率的に閉じ込めるように疎水性であることが好ましい。好
適疎水性誘電コーティングの１例はＰＯＬＹＰＬＡＳＴ（登録商標）（Ｓｅｒｉ
ｃｏｌ Ｌｔｄ．，Ｂｒｏａｄｓｔａｉｒｓ，Ｋｅｎｔ，英国）である。ＳＥＲ
ＩＣＡＲＤ（登録商標）（Ｓｅｒｉｃｏｌ）がより好ましい。
ング１２により固定される。誘電コーティング１２はスクリーン印刷により形成
することができる。誘電コーティング１２は電極装置１９を被覆しない。誘電コ
ーティングは試料を効率的に閉じ込めるように疎水性であることが好ましい。好
適疎水性誘電コーティングの１例はＰＯＬＹＰＬＡＳＴ（登録商標）（Ｓｅｒｉ
ｃｏｌ Ｌｔｄ．，Ｂｒｏａｄｓｔａｉｒｓ，Ｋｅｎｔ，英国）である。ＳＥＲ
ＩＣＡＲＤ（登録商標）（Ｓｅｒｉｃｏｌ）がより好ましい。
【００３１】 電極ストリップの最上層はカバー層３２である。カバー層は実質的に不浸透性
であることが好ましい。カバー層３２の形成に利用可能な材料の１例は軟質ポリ
エステルテープである。
であることが好ましい。カバー層３２の形成に利用可能な材料の１例は軟質ポリ
エステルテープである。
【００３２】 カバー層３２は電気化学セル容積の上端を規定し、従って、カバー層３２は水
性試料の最大深さを決定する。カバー層３２はメッシュ層３０，３１の厚さに応
じて所定の高さにセル容積の上端を決定する。セル高さ、従って最大試料深さは
適度に高い耐溶液性を確保するように選択される。
性試料の最大深さを決定する。カバー層３２はメッシュ層３０，３１の厚さに応
じて所定の高さにセル容積の上端を決定する。セル高さ、従って最大試料深さは
適度に高い耐溶液性を確保するように選択される。
【００３３】 カバー層３２は試料を下位メッシュ層３０，３１に到達させるためのアパーチ
ャー３３をもつ。アパーチャー３３は作用電極１４とダミー電極１４ａの上端に
隣接する試料添加域２０の上に配置する。アパーチャー３３は十分な容量の試料
がメッシュ層３０，３１を通過できるように十分大きい任意の適当な寸法にする
ことができる。電極装置１９が露出するほど大きくすべきではない。アパーチャ
ー３３は任意の適当な方法（例えば打抜き）によりカバー層３２に形成すること
ができる。
ャー３３をもつ。アパーチャー３３は作用電極１４とダミー電極１４ａの上端に
隣接する試料添加域２０の上に配置する。アパーチャー３３は十分な容量の試料
がメッシュ層３０，３１を通過できるように十分大きい任意の適当な寸法にする
ことができる。電極装置１９が露出するほど大きくすべきではない。アパーチャ
ー３３は任意の適当な方法（例えば打抜き）によりカバー層３２に形成すること
ができる。
【００３４】 カバー層３２は適当な接着剤によりストリップの周囲に付着する。カバー層３
２は電極装置１９、試料添加域２０の領域又はその間の領域には付着しない。カ
バー層３２はホットメルト接着剤により付着することが好ましい。ホットメルト
接着剤の塗布量は一般に１０〜５０ｇ／ｍ２、好ましくは２０〜３０ｇ／ｍ２で
ある。感圧接着剤又は他の適当な接着剤も利用できる。例えばＳＥＲＩＣＡＲＤ
（登録商標）等の感熱誘電コーティング１２を使用する場合には、誘電コーティ
ング１２を損傷しないようにカバー層３２の熱溶接を実施すべきである。
２は電極装置１９、試料添加域２０の領域又はその間の領域には付着しない。カ
バー層３２はホットメルト接着剤により付着することが好ましい。ホットメルト
接着剤の塗布量は一般に１０〜５０ｇ／ｍ２、好ましくは２０〜３０ｇ／ｍ２で
ある。感圧接着剤又は他の適当な接着剤も利用できる。例えばＳＥＲＩＣＡＲＤ
（登録商標）等の感熱誘電コーティング１２を使用する場合には、誘電コーティ
ング１２を損傷しないようにカバー層３２の熱溶接を実施すべきである。
【００３５】 場合により、カバー層３２の上面にシリコーン又は他の疎水性コーティングの
層を塗布してもよい。こうすると、添加した試料を試料添加域２０の親水性メッ
シュ層３０，３１に導き易くなり、少量を添加し易くなる。
層を塗布してもよい。こうすると、添加した試料を試料添加域２０の親水性メッ
シュ層３０，３１に導き易くなり、少量を添加し易くなる。
【００３６】 図４に示すように、試料をアパーチャー３３に添加後に電極接点３４を介して
本発明のセンサーストリップ１０を適合可能な計器（図示せず）に接続する。
本発明のセンサーストリップ１０を適合可能な計器（図示せず）に接続する。
【００３７】 以下、実施例により本発明を非限定的に説明する。
【００３８】 実施例１−スパイク付き静脈血試験 ほぼ図２に示すような１１個の電極ストリップバッチを作製した。更に、図１
に示すような従来技術対照ストリップのバッチも作製した。
に示すような従来技術対照ストリップのバッチも作製した。
【００３９】 ４回の試験で静脈血試料を採取し、種々の濃度のグルコースでスパイクした。
少容量の各試料を試験及び対照ストリップのターゲット領域に添加し、作用電極
と参照電極に行き渡らせた。定常状態応答に達した後に、適当な計器を使用して
血中グルコース濃度に対するストリップの応答を測定した。
少容量の各試料を試験及び対照ストリップのターゲット領域に添加し、作用電極
と参照電極に行き渡らせた。定常状態応答に達した後に、適当な計器を使用して
血中グルコース濃度に対するストリップの応答を測定した。
【００４０】 １１個のバッチの平均校正結果を計算し、表１に示す。データは結果の標準偏
差（「Ｓ．Ｄ．」）と変動係数（「ＣＶ」）も示す。
差（「Ｓ．Ｄ．」）と変動係数（「ＣＶ」）も示す。
【００４１】 表１ グルコース値 平均（ｍＭ） プールＳ．Ｄ．（ｍＭ） ＣＶ（％） １ ２．６ ０．１６ ６．１ ２ ５．１ ０．２７ ５．３ ３ ９．９ ０．４４ ４．４ ４ １４．３ ０．６４ ４．５。
【００４２】 比較のために、対照バッチの平均精度結果を表２に示す。標準偏差と変動係数
は常に対照ストリップのほうが高かった。
は常に対照ストリップのほうが高かった。
【００４３】 表２ グルコース値 平均（ｍＭ） プールＳ．Ｄ．（ｍＭ） ＣＶ（％） １ ２．７ ０．２８ １０．２ ２ ５．１ ０．３４ ６．７ ３ １０．１ ０．５２ ５．１ ４ １５．１ ０．７１ ４．７。
【００４４】 実施例２−対照溶液試験 グルコース濃度２．０ｍＭの水溶液の９６回反復測定を使用する標準精度試験
を本発明の１１個の電極バッチで実施した。結果を対照（従来技術）電極バッチ
で実施した対応試験からの結果と比較した。結果を表３に示す。
を本発明の１１個の電極バッチで実施した。結果を対照（従来技術）電極バッチ
で実施した対応試験からの結果と比較した。結果を表３に示す。
【００４５】 表３ 平均応答（ｍＭ） ＳＤ ％ＣＶ 試験バッチ ２．４ ０．１４ ５．８ 対照バッチ ２．３ ０．２５ １０．８７。
【００４６】 他の態様も請求の範囲に含まれる。
【図１】 従来技術の電極センサーストリップの電極領域の上面図である。
【図２】 本発明による電極ストリップの好適態様の上面図である。
【図３】 本発明の１態様による電極ストリップの分解図である。
【図４】 図３に示したストリップの組立後の斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 チエンバーズ，ジヨフリー・アール イギリス国、ミドルセツクス・エイチ・エ イ・６・３・キユー・エス、ノースウツ ド、エルグツド・アベニユー・32 Ｆターム(参考） 4B063 QA01 QA19 QQ03 QQ68 QR03 QR41 QR51 QR84 QX04
Claims (4)
- 【請求項１】 水性試料中の分析物を測定するための電気化学センサーで使
用する電極ストリップであって、 （ａ）第１の支持体縁部と第２の支持体縁部を含む電極支持体と、 （ｂ）前記支持体に載置されており、作用電極とダミー電極と参照電極を含む
電極装置であって、 （１）前記作用電極が （ｉ）外縁部と、 （ｉｉ）酵素とレドックスメディエーターを含む作用域と、 （ｉｉｉ）前記酵素と前記レドックスメディエーターを実質的に含まない延長
部を含み、 （２）前記ダミー電極が （ｉ）外縁部と、 （ｉｉ）レドックスメディエーターを含み且つ前記酵素を実質的に含まない作
用域と、 （ｉｉｉ）前記酵素と前記レドックスメディエーターを実質的に含まない延長
部を含み、 （３）前記参照電極が作用域に対向する側と延長部に対向する側を含み、 （４）前記作用電極延長部が前記参照電極と前記第１の支持体縁部の間に配置
されており、前記ダミー電極延長部が前記参照電極と前記第２の支持体縁部の間
に配置されており、 （５）前記作用電極延長部の面積と前記ダミー電極延長部の面積が等しい前記
電極装置と、 （ｃ）前記作用電極延長部と前記第１の支持体縁部の間に配置された前記支持
体の一部と、前記ダミー電極延長部と前記第２の支持体縁部の間に配置された前
記支持体の一部を被覆しており、前記作用電極の前記外縁部又は前記ダミー電極
の前記外縁部を被覆していない誘電コーティングを含む前記電極ストリップ。 - 【請求項２】 前記誘電コーティングが前記電極装置を包囲している請求項
１に記載の電極ストリップ。 - 【請求項３】 各電極が印刷電極である請求項１に記載の電極ストリップ。
- 【請求項４】 前記酵素がグルコースオキシダーゼであり、前記レドックス
メディエーターがフェロセンである請求項１に記載の電極ストリップ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US92426697A | 1997-09-05 | 1997-09-05 | |
| US08/924,266 | 1997-09-05 | ||
| PCT/US1998/018216 WO1999013099A1 (en) | 1997-09-05 | 1998-09-02 | Electrochemical sensor having equalized electrode areas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001516038A true JP2001516038A (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=25449981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000510884A Withdrawn JP2001516038A (ja) | 1997-09-05 | 1998-09-02 | 等しい電極面積をもつ電気化学センサー |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1009851A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001516038A (ja) |
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| WO2009057791A1 (ja) | 2007-10-31 | 2009-05-07 | Arkray, Inc. | 分析用具およびその製造方法 |
| JP2016511056A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-04-14 | アメリカン ステリライザー カンパニー | 酸化的滅菌剤のための生物学的インジケータ |
| JP2016515807A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-06-02 | アメリカン ステリライザー カンパニー | 生物学的インジケータの電子的モニタリングのための非酵素ベースの方法 |
| JP2016515806A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-06-02 | アメリカン ステリライザー カンパニー | 生物学的インジケータの電子的モニタリングのための共役酵素ベースの方法 |
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| KR100426638B1 (ko) | 2001-07-07 | 2004-04-08 | 주식회사 인포피아 | 혈당 측정용 센서 및 그 센서를 이용한 혈당 측정방법 |
| KR20040075901A (ko) | 2001-12-21 | 2004-08-30 | 아이소티스 오르토바이올로직스, 인크. | 말단-캡핑된 폴리알킬렌 글리콜 및 이들 화합물을함유하는 조성물 |
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| WO1991009139A1 (en) * | 1989-12-15 | 1991-06-27 | Boehringer Mannheim Corporation | Redox mediator reagent and biosensor |
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- 1998-09-02 CA CA002302447A patent/CA2302447A1/en not_active Abandoned
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