JP2002048751A - 再現性が改良された電気化学センサー - Google Patents
再現性が改良された電気化学センサーInfo
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- JP2002048751A JP2002048751A JP2001170796A JP2001170796A JP2002048751A JP 2002048751 A JP2002048751 A JP 2002048751A JP 2001170796 A JP2001170796 A JP 2001170796A JP 2001170796 A JP2001170796 A JP 2001170796A JP 2002048751 A JP2002048751 A JP 2002048751A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
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- G01N27/3272—Test elements therefor, i.e. disposable laminated substrates with electrodes, reagent and channels
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成分の濃度を測定するための特定の反応体に
よって均一且つ再現可能に、作用電極の表面を覆うこと
ができる電気化学センサーを提供する。 【解決手段】 舌状の形状の基材（１）の方向に長い輪
郭の測定窓（９ａ）を有することを特徴とする電気化学
センサーとする。
よって均一且つ再現可能に、作用電極の表面を覆うこと
ができる電気化学センサーを提供する。 【解決手段】 舌状の形状の基材（１）の方向に長い輪
郭の測定窓（９ａ）を有することを特徴とする電気化学
センサーとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１のセンサーと他
のセンサーとの間での再現性がある様式で、天然又は生
物由来の試料溶液又は液体の成分の濃度を測定すること
を意図した舌状の形状の電気化学センサーに関する、こ
こでは、作用電極上に予め堆積させた反応体を使用す
る。
のセンサーとの間での再現性がある様式で、天然又は生
物由来の試料溶液又は液体の成分の濃度を測定すること
を意図した舌状の形状の電気化学センサーに関する、こ
こでは、作用電極上に予め堆積させた反応体を使用す
る。
【０００２】本発明は特に、生体流体中の成分の医療的
な患者要求頻度測定のために使用して、糖尿病の患者の
ための血中グルコースレベルのような参照値に関して処
置を行うタイプのセンサーである。
な患者要求頻度測定のために使用して、糖尿病の患者の
ための血中グルコースレベルのような参照値に関して処
置を行うタイプのセンサーである。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】過去１
０年間、一般に生理学的な測定のための使い捨て式生化
学センサーが、感度、信頼性、反応速度、又は使用者に
よる使用の容易性を目的としてかなり開発されてきた。
一般に、これらのセンサーは、小さい大きさの支持体を
絶縁し、少なくとも２つの導電性ストリップを電気的に
分離し一方の端部で電気的測定デバイスに接続できるよ
うにして支持し、前記導電性ストリップをフィルムでお
おって、ここに２つの窓をつくってストリップの一部が
露出するようにして、この露出部のそれぞれが参照電極
と作用電極を作るようにし、ここに、濃度を測定する成
分の所定量の特定の反応体を固定することによって作
る。解析する試料、例えば一滴の血を測定領域に配置し
た後で、前記特定の反応体と前記成分との間の相互作用
によってもたらされる電気信号を利用することによっ
て、関接的に測定を行う。
０年間、一般に生理学的な測定のための使い捨て式生化
学センサーが、感度、信頼性、反応速度、又は使用者に
よる使用の容易性を目的としてかなり開発されてきた。
一般に、これらのセンサーは、小さい大きさの支持体を
絶縁し、少なくとも２つの導電性ストリップを電気的に
分離し一方の端部で電気的測定デバイスに接続できるよ
うにして支持し、前記導電性ストリップをフィルムでお
おって、ここに２つの窓をつくってストリップの一部が
露出するようにして、この露出部のそれぞれが参照電極
と作用電極を作るようにし、ここに、濃度を測定する成
分の所定量の特定の反応体を固定することによって作
る。解析する試料、例えば一滴の血を測定領域に配置し
た後で、前記特定の反応体と前記成分との間の相互作用
によってもたらされる電気信号を利用することによっ
て、関接的に測定を行う。
【０００４】この電気信号の測定は一般に、導電性、電
圧、電流、電量、又はポーラログラフに関して行う。こ
れは、電気的な測定デバイスがこの信号を解釈して、所
定の様式（mg／dl，mmol／ｌ）で直接に、成分の濃度を
スクリーンに示すことを可能にする。所定の濃度に関し
て表示される値が常に同じになるようにするために、セ
ンサーによって供給される電気的な信号が、使用するセ
ンサーに依存して変化してはならない。すなわち、これ
らのセンサーは、高い程度の再現性を保証する方法によ
って製造できなければならないにもかかわらず、使い捨
ての使用ができるように安価に製造できなければならな
い。これに関して作用することがあるパラメーターは特
に、特定の反応体の組成物中に含まれる様々な化合物の
含有精度、作用電極に配置された反応体の量的な精度、
及び電極の有効表面の精度、特に特定の反応体によって
実際におおわれている作用電極の有効表面の精度であ
る。反応体の組成の精度及び作用電極に配置される反応
体の量の精度を高レベルにすることは比較的容易であ
る。ヨーロッパ特許第０７８７９８４号明細書の教示に
よれば、基材のいずれの場所も表われないようにして窓
を通る導電性ストリップによって、電極の有効表面に関
して高い精度を得ることが可能である。しかしながら、
特定の反応体を滴下によって現在の形状の窓部分に適用
する場合、すなわち、方形の窓又は半月形の窓、つまり
するどい角を有する形状に、特定の反応体を滴下によっ
て適用する場合、この特定の反応体によって作用電極の
有効表面を完全に再現可能なように覆うのは比較的困難
であることを見い出した。
圧、電流、電量、又はポーラログラフに関して行う。こ
れは、電気的な測定デバイスがこの信号を解釈して、所
定の様式（mg／dl，mmol／ｌ）で直接に、成分の濃度を
スクリーンに示すことを可能にする。所定の濃度に関し
て表示される値が常に同じになるようにするために、セ
ンサーによって供給される電気的な信号が、使用するセ
ンサーに依存して変化してはならない。すなわち、これ
らのセンサーは、高い程度の再現性を保証する方法によ
って製造できなければならないにもかかわらず、使い捨
ての使用ができるように安価に製造できなければならな
い。これに関して作用することがあるパラメーターは特
に、特定の反応体の組成物中に含まれる様々な化合物の
含有精度、作用電極に配置された反応体の量的な精度、
及び電極の有効表面の精度、特に特定の反応体によって
実際におおわれている作用電極の有効表面の精度であ
る。反応体の組成の精度及び作用電極に配置される反応
体の量の精度を高レベルにすることは比較的容易であ
る。ヨーロッパ特許第０７８７９８４号明細書の教示に
よれば、基材のいずれの場所も表われないようにして窓
を通る導電性ストリップによって、電極の有効表面に関
して高い精度を得ることが可能である。しかしながら、
特定の反応体を滴下によって現在の形状の窓部分に適用
する場合、すなわち、方形の窓又は半月形の窓、つまり
するどい角を有する形状に、特定の反応体を滴下によっ
て適用する場合、この特定の反応体によって作用電極の
有効表面を完全に再現可能なように覆うのは比較的困難
であることを見い出した。
【０００５】窓が作られる材料は一般に、疎水性の材
料、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であ
る。この疎水性の現象は、特定の反応体の毛管性能と競
合し、それによって所望の量の特定の反応体を窓の中心
に滴下したときに、この反応体は作用電極の有効表面全
体にわたって均一に分散しない。特に、するどい角にお
いては不規則に覆われていることが観察される。
料、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であ
る。この疎水性の現象は、特定の反応体の毛管性能と競
合し、それによって所望の量の特定の反応体を窓の中心
に滴下したときに、この反応体は作用電極の有効表面全
体にわたって均一に分散しない。特に、するどい角にお
いては不規則に覆われていることが観察される。
【０００６】これを克服するために、窓の輪郭にできる
かぎり沿って流して滴下を行うこと及び／又はある程度
の傾斜をつけて滴下を行うことができる。そのような方
法は、個々に切り離す前にプレート又はストリップ状の
基材上においてバッチ式でセンサーを製造する一連の生
産方法には適用できないことが容易に理解される。
かぎり沿って流して滴下を行うこと及び／又はある程度
の傾斜をつけて滴下を行うことができる。そのような方
法は、個々に切り離す前にプレート又はストリップ状の
基材上においてバッチ式でセンサーを製造する一連の生
産方法には適用できないことが容易に理解される。
【０００７】窓の輪郭を親水性にするために、アルコー
ルによる予備処理も行なわれた。実際に、比較的良好な
窓の濡れ性が得られたが、特定の反応体はＰＥＴの覆い
シート上にも広がるようになった。この親水性処理は、
覆いシートの垂直な端の周面にのみ行うことは困難であ
り、また不可能でさえある。
ルによる予備処理も行なわれた。実際に、比較的良好な
窓の濡れ性が得られたが、特定の反応体はＰＥＴの覆い
シート上にも広がるようになった。この親水性処理は、
覆いシートの垂直な端の周面にのみ行うことは困難であ
り、また不可能でさえある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】従って本発明の目的は、
天然又は生体由来の液体又は溶液中に存在する成分の特
定の反応体を有する作用電極の有効な表面を定める窓を
少なくとも有し且つ舌状体の方向に長い形状によって、
特定の反応体で作用電極の有効な表面を均一且つ再現可
能に覆う電気化学センサーを提供して、従来技術の欠点
を克服することである。
天然又は生体由来の液体又は溶液中に存在する成分の特
定の反応体を有する作用電極の有効な表面を定める窓を
少なくとも有し且つ舌状体の方向に長い形状によって、
特定の反応体で作用電極の有効な表面を均一且つ再現可
能に覆う電気化学センサーを提供して、従来技術の欠点
を克服することである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の他の特徴及び利点は、添
付の図面を参照して、血中グルコースレベルを測定する
電気化学センサーの限定をしない例示的な様式に関する
以下の詳細な説明を読むことによって、より明確にな
る。
付の図面を参照して、血中グルコースレベルを測定する
電気化学センサーの限定をしない例示的な様式に関する
以下の詳細な説明を読むことによって、より明確にな
る。
【００１０】図１及び図２は、血中グルコースレベルを
測定する電気化学センサー、すなわち測定電極が以下で
説明する組成の特定の反応体でコーティングされたセン
サーを示している。このセンサーは、小さい寸法の薄い
舌状の形状であり、全厚は０．４０〜０．８０mm、好ま
しくは約０．６０mm、幅は６〜１２mm、好ましくは８m
m、且つ長さは４０mm程度である。
測定する電気化学センサー、すなわち測定電極が以下で
説明する組成の特定の反応体でコーティングされたセン
サーを示している。このセンサーは、小さい寸法の薄い
舌状の形状であり、全厚は０．４０〜０．８０mm、好ま
しくは約０．６０mm、幅は６〜１２mm、好ましくは８m
m、且つ長さは４０mm程度である。
【００１１】センサーは、薄い絶縁基材１を含んでお
り、これは例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥ
Ｔ）のシート又はストリップから得られる。この基材は
２つの導電性ストリップ４及び５を保持しており、これ
は基材１の狭いストリップ３によって電気的に絶縁され
ている。絶縁性ストリップ４，５の性質、及びこれらを
基材１に適用する方法は、当業者に知られている。本発
明の好ましい方法は、作用電極９ａを作る導電性ストリ
ップ４及び参照電極９ｂを作る導電性ストリップ５のた
めの金属化表面を有する２つの絶縁フィルムを熱間プレ
スすることからなる。これら２つの金属化フィルムは、
同一であっても、異なる金属コーティングを有していて
もよい。例えば、既知のＰｔ又はＰｄ−Ａｇ／ＡｇＣｌ
の対を使用することができる。アセンブリは、絶縁性カ
バー２によって覆われており、この絶縁性カバー２に
は、導電性ストリップ４，５の一部を露出させることが
できる２つの領域８，９が作られている。センサーの一
方の端部に存在する第１の領域８は、前記導電性ストリ
ップ４，５を、電子測定機器に接続することを可能にす
る。第２の領域９は、測定領域を構成しており、ここに
解析する血液を配置する。これは、基材１が全く表れな
いようにして、ストリップ４，５の上の位置にそれぞれ
配置された２つの窓を有する。ここで、第１の窓９ａは
作用電極を作っており、第２の窓９ｂは参照電極を作っ
ている。これら２つの窓９ａ及び９ｂは、絶縁カバー２
のストリップ１１により分離されている。
り、これは例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥ
Ｔ）のシート又はストリップから得られる。この基材は
２つの導電性ストリップ４及び５を保持しており、これ
は基材１の狭いストリップ３によって電気的に絶縁され
ている。絶縁性ストリップ４，５の性質、及びこれらを
基材１に適用する方法は、当業者に知られている。本発
明の好ましい方法は、作用電極９ａを作る導電性ストリ
ップ４及び参照電極９ｂを作る導電性ストリップ５のた
めの金属化表面を有する２つの絶縁フィルムを熱間プレ
スすることからなる。これら２つの金属化フィルムは、
同一であっても、異なる金属コーティングを有していて
もよい。例えば、既知のＰｔ又はＰｄ−Ａｇ／ＡｇＣｌ
の対を使用することができる。アセンブリは、絶縁性カ
バー２によって覆われており、この絶縁性カバー２に
は、導電性ストリップ４，５の一部を露出させることが
できる２つの領域８，９が作られている。センサーの一
方の端部に存在する第１の領域８は、前記導電性ストリ
ップ４，５を、電子測定機器に接続することを可能にす
る。第２の領域９は、測定領域を構成しており、ここに
解析する血液を配置する。これは、基材１が全く表れな
いようにして、ストリップ４，５の上の位置にそれぞれ
配置された２つの窓を有する。ここで、第１の窓９ａは
作用電極を作っており、第２の窓９ｂは参照電極を作っ
ている。これら２つの窓９ａ及び９ｂは、絶縁カバー２
のストリップ１１により分離されている。
【００１２】２つの窓９ａ及び９ｂは、舌状体の方向に
長い形状であることを特徴とする。図２に示される好ま
しい態様では、９ａ及び９ｂが「コーヒー豆形」の形
状、すなわち円形の形状であり、それによってこの領域
に配置された血液が、両側の端が近いことによって、こ
の領域を完全に覆い且つイオン性接合が促進される。従
ってこの形状は、所定量の特定の反応体１０を滴下によ
って、測定窓９ａの実質的に中央部に配置して、前記窓
を超えて流れる又はあふれることなく、作用電極の有効
表面全体を完全に覆うことを可能にする。グルコースレ
ベルの測定に関して選択された例では、特定の反応体は
特に、グルコースオキターゼ（ＧＯＤ）及び電子を移送
することが可能な媒体（ｍｅｄｉａｔｏｒ）を含む。こ
の媒体は例えば米国特許第５，３７８，６２８号明細書
で説明されているもの、すなわち、モノ、ビス又はトリ
ス２−２’ルテニウム、オスミウム、又はバナジウムビ
ピリジン錯体であり、ここではビピリジン配位子の少な
くとも１つが、少なくとも電子供与性群によって置換さ
れている。
長い形状であることを特徴とする。図２に示される好ま
しい態様では、９ａ及び９ｂが「コーヒー豆形」の形
状、すなわち円形の形状であり、それによってこの領域
に配置された血液が、両側の端が近いことによって、こ
の領域を完全に覆い且つイオン性接合が促進される。従
ってこの形状は、所定量の特定の反応体１０を滴下によ
って、測定窓９ａの実質的に中央部に配置して、前記窓
を超えて流れる又はあふれることなく、作用電極の有効
表面全体を完全に覆うことを可能にする。グルコースレ
ベルの測定に関して選択された例では、特定の反応体は
特に、グルコースオキターゼ（ＧＯＤ）及び電子を移送
することが可能な媒体（ｍｅｄｉａｔｏｒ）を含む。こ
の媒体は例えば米国特許第５，３７８，６２８号明細書
で説明されているもの、すなわち、モノ、ビス又はトリ
ス２−２’ルテニウム、オスミウム、又はバナジウムビ
ピリジン錯体であり、ここではビピリジン配位子の少な
くとも１つが、少なくとも電子供与性群によって置換さ
れている。
【００１３】好ましい態様である打ち抜き（スタンピン
グ）によって窓を作る場合、しばしば「角の毛」すなわ
ち、非常に細い繊維がするどい角でもたらされることが
ある。これは、この領域において特定の反応体１０の良
好な分配を防げることもある。本発明の曲線の輪郭で
は、この欠点は完全に克服されている。
グ）によって窓を作る場合、しばしば「角の毛」すなわ
ち、非常に細い繊維がするどい角でもたらされることが
ある。これは、この領域において特定の反応体１０の良
好な分配を防げることもある。本発明の曲線の輪郭で
は、この欠点は完全に克服されている。
【００１４】上述の説明は、グルコースレベルを測定す
る電気化学センサーを参照して行ってきたが、当業者
は、本発明の範囲内で、他の化学種又は生体パラメータ
ーを測定又は決定する任意の他のタイプの電気化学セン
サーのための必要な調節を行うことができる。
る電気化学センサーを参照して行ってきたが、当業者
は、本発明の範囲内で、他の化学種又は生体パラメータ
ーを測定又は決定する任意の他のタイプの電気化学セン
サーのための必要な調節を行うことができる。
【図１】図１は、本発明のセンサーの斜視図である。
【図２】図２は、図１のセンサーの測定領域の拡大上面
図である。
図である。
【符号の説明】 １…絶縁基材 ２…絶縁カバー ４，５…導電性ストリップ ９ａ…作用電極 ９ｂ…参照電極 １０…特定の反応体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 33/66 Ｃ１２Ｑ 1/54 // Ｃ１２Ｑ 1/00 Ｇ０１Ｎ 27/30 ３５３Ａ 1/54 ３５３Ｂ ３５３Ｐ 27/46 ３８６Ｇ ３３８
Claims (7)
- 【請求項１】 薄いプラスチック基材（１）の狭い絶線
ストリップ（３）によって分離されている少なくとも２
つの導電性ストリップ（４，５）を支持している薄いプ
ラスチック基材（１）を含む小さい寸法の舌状体によっ
て作られていて、天然又は生体由来の液体又は溶液中に
存在する成分の濃度を測定する電気化学センサーであっ
て、前記基材（１）及び前記ストリップ（４，５）が、
プラスチックカバー（２）で覆われており、このプラス
チックカバー（２）の一方の端部には、電子機器に接続
するために前記ストリップ（４，５）の一部が表れるよ
うにする開口部（８）があり、またこのプラスチックカ
バーの他方の端部の近くには、このカバー（２）のスト
リップ（１１）によって分離されている２つの窓（９
ａ，９ｂ）があり、前記窓（９ａ，９ｂ）は、前記スト
リップ（４，５）上で、第１の窓（９ｂ）の下の参照電
極有効表面、及び濃度を測定する成分の特定の反応体
（１０）でコーティングすることを意図した第２の窓
（９ａ）の下の測定電極有効表面を与え、ここで、少な
くとも前記測定電極のための窓（９ａ）が前記舌状体の
方向に長い輪郭を有する、天然又は生体由来の液体又は
溶液中に存在する成分の濃度を測定する電気化学センサ
ー。 - 【請求項２】 前記参照電極のための窓（９ｂ）も前記
舌状体の方向に長い輪郭を有することを特徴とする、請
求項１に記載の電気化学センサー。 - 【請求項３】 前記測定電極のための窓（９ａ）及び前
記参照電極のための窓（９ｂ）が、前記導電性ストリッ
プ（４，５）を分離している前記狭い絶縁ストリップ
（３）に関して対称的であることを特徴とする、請求項
２に記載の電気化学センサー。 - 【請求項４】 前記測定電極のための窓（９ａ）及び前
記参照電極のための窓（９ｂ）がコーヒ豆形の形状であ
ることを特徴とする、請求項３に記載の電気化学センサ
ー。 - 【請求項５】 前記特定の反応体が少なくともグルコー
スオキシターゼ及び電子の移動を可能にする化学媒体を
含んでいることを特徴とする、血中グルコースレベルを
測定するための請求項１に記載の電気化学センサー。 - 【請求項６】 前記化学媒体が、ビピリジン配位子の少
なくとも１つが少なくとも１つの電子供与性基によって
置換されている、モノ、ビス又はトリス２−２’ルテニ
ウム、オスミウム又はバナジウムビピリジン錯体から選
択されることを特徴とする、請求項５に記載の電気化学
センサー。 - 【請求項７】 特定の反応体を滴下によって前記測定窓
に配置することを特徴とする、請求項１に記載の電気化
学センサー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00202008A EP1162453A1 (fr) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | Capteur électrochimique à reproductibilité accrue |
| EP00202008:9 | 2000-06-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002048751A true JP2002048751A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=8171609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001170796A Pending JP2002048751A (ja) | 2000-06-07 | 2001-06-06 | 再現性が改良された電気化学センサー |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6821400B2 (ja) |
| EP (1) | EP1162453A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002048751A (ja) |
| CN (1) | CN1328258A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008525810A (ja) * | 2004-12-29 | 2008-07-17 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ガス測定センサ |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1227753B1 (en) | 1999-11-08 | 2011-07-06 | University of Florida Research Foundation, Inc. | Marker detection apparatus to monitor drug compliance |
| US20050054942A1 (en) * | 2002-01-22 | 2005-03-10 | Melker Richard J. | System and method for therapeutic drug monitoring |
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| US6576102B1 (en) | 2001-03-23 | 2003-06-10 | Virotek, L.L.C. | Electrochemical sensor and method thereof |
| US6572745B2 (en) | 2001-03-23 | 2003-06-03 | Virotek, L.L.C. | Electrochemical sensor and method thereof |
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| US6866758B2 (en) * | 2002-03-21 | 2005-03-15 | Roche Diagnostics Corporation | Biosensor |
| KR101258714B1 (ko) * | 2004-10-12 | 2013-04-26 | 바이엘 헬스케어 엘엘씨 | 샘플 내 분석물의 농도를 측정하기 위한 전기화학 시스템 및 전기화학 센서 스트립 및 이를 이용하는 방법 |
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