JP2002506969A - Heated electrochemical cell - Google Patents

Heated electrochemical cell

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JP2002506969A
JP2002506969A JP2000535917A JP2000535917A JP2002506969A JP 2002506969 A JP2002506969 A JP 2002506969A JP 2000535917 A JP2000535917 A JP 2000535917A JP 2000535917 A JP2000535917 A JP 2000535917A JP 2002506969 A JP2002506969 A JP 2002506969A
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JP
Japan
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sample
cell
concentration
analyte
electrode
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Withdrawn
Application number
JP2000535917A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
アラステア・マッキンドー・ホッジズ
トーマス・ウィリアム・ベック
Original Assignee
ユーエスエフ・フィルトレイション・アンド・セパレイションズ・グループ・インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ユーエスエフ・フィルトレイション・アンド・セパレイションズ・グループ・インコーポレイテッド filed Critical ユーエスエフ・フィルトレイション・アンド・セパレイションズ・グループ・インコーポレイテッド
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3274Corrective measures, e.g. error detection, compensation for temperature or hematocrit, calibration

Abstract

(57)【要約】 本発明は、試料中の被検体の濃度を測定する方法であって、使い捨ての試験セル中で試料を加熱する工程;および試験セル中の試料の温度とは実質的に独立な手段によって、反応プロフィールの予め決めた時点で試料中の被検体の濃度またはそれらに代わる種の濃度を測定する工程を含む方法に関する。また、本発明は、セル壁を画定する開口部によって穴をあけられたスペーサー(3)、その開口部の一方の側に広がったスペーサーの一方の面上にある第1金属電極(2)、第1電極の反対側の開口部の側に広がったスペーサーの他方の面上にある第2金属電極(4)、電極とセル壁で画定されたセル室に試料を入れる手段、およびセル(10)中に含有する試料を加熱する手段を含む、該方法で使用するための電気化学的セルを提供する。 (57) Abstract: The present invention is a method for measuring the concentration of an analyte in a sample, comprising heating the sample in a disposable test cell; and substantially controlling the temperature of the sample in the test cell. Measuring the concentration of an analyte, or an alternative species, in a sample at a predetermined point in the reaction profile by an independent means. The present invention also provides a spacer (3) pierced by an opening defining a cell wall, a first metal electrode (2) on one surface of the spacer extending to one side of the opening, A second metal electrode (4) on the other side of the spacer extending to the side of the opening opposite the first electrode, means for placing the sample in a cell chamber defined by the electrode and the cell wall, and a cell (10). A) providing an electrochemical cell for use in the method, comprising means for heating the sample contained therein.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

(技術分野) (Technical field)

【0001】 本発明は、溶液中の被検体の濃度を測定する方法および装置に関する。The present invention relates to a method and an apparatus for measuring the concentration of an analyte in a solution.

【0002】 本発明は特に血中グルコース濃度の測定について記載するが、その用途に限定
されるものではなく、グルコース以外の被検体の測定に対する一般的な適用、お
よび血液以外の溶液の測定に対する一般的な適用に関する。
[0002] The invention is particularly described for the measurement of blood glucose concentration, but is not limited to its use, but has general application to the measurement of analytes other than glucose and general application to the measurement of solutions other than blood. Application.

【0003】 (背景技術) 糖尿病を患っているヒトは、日常その血中グルコース濃度を調べており、そう
いった日常の検査を容易にする、簡便で信頼性のある安価な手段についての要求
が存在する。
BACKGROUND OF THE INVENTION [0003] Humans suffering from diabetes routinely examine their blood glucose levels, and there is a need for simple, reliable and inexpensive means to facilitate such routine tests. .

【0004】 試験を行なうための一般的な方法では、血液試料を酵素(例えば、グルコース
デヒドロゲナーゼ(「GDH」)と組み合わせる。該GDHはグルコースを酸化
し、そのプロセスにおいて還元される。酸化メディエーター(例えば、フェリシ
アン化物)は還元型GDHと反応して、該GDHを初期形態に戻し、そのプロセ
スにおいてフェロシアン化物を生成する。次いで、得られたフェロシアン化物の
濃度を、例えば電気化学的にまたは分光学的に検知して信号を得、これは試料中
のグルコース濃度の見積りを与えると解釈することができる。
[0004] A common method for conducting tests is to combine a blood sample with an enzyme, such as glucose dehydrogenase ("GDH"), which oxidizes glucose and is reduced in the process. , Ferricyanide) reacts with the reduced form of GDH to return the GDH to its initial form, producing ferrocyanide in the process, and then obtaining the resulting ferrocyanide concentration, for example, electrochemically or The signal is detected spectroscopically to obtain a signal, which can be interpreted as giving an estimate of the glucose concentration in the sample.

【0005】 我々の同時係属出願PCT/AU96/00723号およびPCT/AU96
/00724号(これらは本明細書の一部を構成する)では、電気化学的測定に
よって血中グルコース濃度を電気化学的に測定するのに適当な方法および装置に
ついて記載している。
[0005] Our co-pending applications PCT / AU96 / 00723 and PCT / AU96
No./00724, which forms a part of this specification, describes a method and apparatus suitable for electrochemically measuring blood glucose concentration by electrochemical measurements.

【0006】 被検体の濃度を精密に測定する好ましい方法は、試料中に存在する全ての被検
体を試薬と反応させて検知できる種を得ることである。これには、被検体の反応
が完結することを要する。
[0006] A preferred method of accurately measuring the concentration of an analyte is to react all analytes present in the sample with a reagent to obtain a detectable species. This requires that the reaction of the subject be completed.

【0007】 GDHとグルコースとの反応が実質的に完結するには、典型的には数分を要す
る。これは、グルコースを血液のグルコース含有細胞から拡散させるのに要する
時間であると考えられる。この時間の長さは市場で許容されない程長いので、よ
り短い時間(例えば、20〜30秒)でグルコース濃度を測定して精密さの劣る
応答を許容するか、または例えば同時係属出願PCT/AU96/00723号
に概説した速度論的外そうによってグルコース濃度を見積もるためにあるファク
ターを適用するのがより一般的である。この手段は試験時間を短縮するが、結果
の精度の低下に至り得る。
[0007] The reaction between GDH and glucose typically takes several minutes to be substantially complete. This is believed to be the time required for glucose to diffuse from the glucose-containing cells of the blood. Since this length of time is unacceptably long on the market, glucose concentrations can be measured in a shorter time (eg, 20-30 seconds) to allow less precise response, or as described in co-pending application PCT / AU96, for example. It is more common to apply certain factors to estimate glucose concentration by the kinetic extrapolation outlined in US / 00723. Although this measure reduces test time, it can lead to less accurate results.

【0008】 本発明の目的は、上記の先行技術の欠点を避けるかまたは改善する方法、およ
び装置を提供することである。
[0008] It is an object of the present invention to provide a method and apparatus that avoids or ameliorates the above-mentioned disadvantages of the prior art.

【0009】 (詳細な説明) 1態様によると、本発明は試料中の被検体の濃度を測定する方法であって、そ
の方法は使い捨ての試験セル中で試料を加熱する工程;および温度とは実質的に
独立な手段によって、反応プロフィールの予め決めた時点で試料中での被検体の
濃度または被検体に代わる種の濃度を測定する工程を含む。
DETAILED DESCRIPTION According to one aspect, the present invention is a method for measuring the concentration of an analyte in a sample, the method comprising heating the sample in a disposable test cell; Determining, by substantially independent means, the concentration of the analyte in the sample or the concentration of a species that substitutes for the analyte at a predetermined point in the reaction profile.

【0010】 当業者は、本明細書で使用する用語「反応プロフィール」を、反応変数間の関
係を意味すると理解するであろう。例えば、反応プロフィールは時間についての
ある種の濃度の変化を示すことが多い。そういったプロフィールは、当業者に、
質的および量的な情報(反応系が定常状態に達したかどうかについての情報を含
む)を提供することができる。
Those skilled in the art will understand that the term “reaction profile” as used herein means a relationship between reaction variables. For example, reaction profiles often show certain concentration changes over time. Such a profile, to those skilled in the art,
Both qualitative and quantitative information can be provided, including information about whether the reaction system has reached a steady state.

【0011】 好ましくは反応プロフィールの予め決めた時点は定常状態であり、被検体の濃
度に代わる種はメディエーター(例えば酵素メディエーター)であることが好ま
しい。
[0011] Preferably, the predetermined point in the reaction profile is in a steady state, and the species that substitutes for the analyte concentration is preferably a mediator (eg, an enzyme mediator).

【0012】 本発明の1態様において、適当な1または複数の試薬との試薬の接触によって
生じる発熱反応によって、その試料を加熱する。
In one embodiment of the invention, the sample is heated by an exothermic reaction caused by contact of the reagent with one or more suitable reagents.

【0013】 本発明の第2の態様において、電気的に、例えば測定手段と結合させた抵抗素
子に電流を流すという手段によって試料を加熱する。
In a second aspect of the invention, the sample is heated electrically, for example by means of passing a current through a resistive element coupled to the measuring means.

【0014】 非常に好ましい態様において、測定手段は同時係属出願PCT/AU96/0
0723号およびPCT/AU96/00724号に記載した種類の電気化学的
セルであり、試料はセンサーの電極間に交流電圧信号を印加することによって加
熱する。
In a very preferred embodiment, the measuring means comprises co-pending application PCT / AU96 / 0
No. 0723 and PCT / AU96 / 00724, of an electrochemical cell type, wherein the sample is heated by applying an alternating voltage signal between the electrodes of the sensor.

【0015】 第2の態様によると、本発明は、セル壁を画定する開口部によって穴をあけら
れたスペーサー、その開口部の一方の側に広がったスペーサーの一方の面上にあ
る第1金属電極、第1電極の反対側の開口部の側に広がったスペーサーの他方の
面上にある第2金属電極、電極とセル壁(cell wall)で画定されたセ
ル室(cell volume)に試料を入れる手段、およびセル中に含有され
る試料を加熱する手段を含む電気化学的セルよりなる。
According to a second aspect, the invention relates to a spacer perforated by an opening defining a cell wall, a first metal on one surface of the spacer extending to one side of the opening. The sample is placed in a cell volume defined by the electrode, a second metal electrode on the other side of the spacer extending to the side of the opening opposite to the first electrode, the electrode and the cell wall. And an electrochemical cell comprising means for heating the sample contained in the cell.

【0016】 (発明実施の最良の形態) 本発明の方法の好ましい態様では、PCT/AU96/00723号およびP
CT/AU96/00724号(我々の同時係属出願)に記載した種類の電気化
学的セルを用いて、グルコース濃度を測定する。これらの出願に記載した測定方
法は、レドックスメディエーターの拡散係数値を計算することができ、そして還
元型メディエーターの濃度を試料の温度と実質的に独立の方法で測定することが
できるアルゴリズムを用いている。本明細書に記載の方法は、電圧を印可した後
に、決めた時間にコットレル(Cottrell)電流を測定する先行技術の方
法とは異なる。本発明は試料を加熱する点で異なる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a preferred embodiment of the method of the present invention, PCT / AU96 / 00723 and P
Glucose concentrations are measured using an electrochemical cell of the type described in CT / AU96 / 00724 (our co-pending application). The measurement methods described in these applications use an algorithm that can calculate the diffusion coefficient value of the redox mediator and measure the concentration of the reduced mediator in a manner that is substantially independent of the temperature of the sample. I have. The method described herein differs from the prior art method of measuring the Cottrell current at a defined time after applying a voltage. The present invention differs in that the sample is heated.

【0017】 本発明の第1の態様において、血液試料は電気化学測定を行なう前および/ま
たはその間に、発熱反応の手段によって加熱する。第1の態様では、血液と接触
すると熱を放出する試薬をセンサーセル中に入れる。それら試薬の例としては、
溶解すると熱を出す塩(例えば、塩化アルミニウム、ハロゲン化リチウム塩、硫
酸リチウム、ハロゲン化マグネシウム塩および硫酸マグネシウム)が挙げられる
。適当であろう別の種類の試薬は、混合すると熱を放出する2個の成分を有する
試薬である。これら2個の成分は、組み立て中、例えば反対側の内部セル壁上を
コーティングする間は、センサーの別々の位置に置き、そして試料をセンサー中
に導入する時に少なくとも1つの成分が溶解し、次いで第2の成分と接触するよ
うに配置する。接触により2個の成分は反応し、熱を放出する。熱を発生させる
のに使用する試薬は、センサー中での他の活性な素子の機能に有害な影響を及ぼ
してはいけない。例えば、それらは電極を腐食したり、存在するならば酵素を変
性したり、または場合により存在するいずれかのメディエーターと有害な相互作
用を持ってはいけない。血液試料をセンサー中に導入すると、熱が放出され、血
液試料の温度は上昇する。このことはグルコースとGDHとの反応を促進し、そ
してフェロシアン化物の濃度は温度に独立であるので、グルコース濃度の正確な
評価は他の場合よりもずっと短期間に行なうことができる。
In a first aspect of the invention, the blood sample is heated by means of an exothermic reaction before and / or during the electrochemical measurement. In a first embodiment, a reagent that releases heat when in contact with blood is placed in a sensor cell. Examples of such reagents include:
Salts that generate heat when dissolved (eg, aluminum chloride, lithium halide salts, lithium sulfate, magnesium halide salts, and magnesium sulfate). Another type of reagent that may be suitable is a reagent having two components that release heat when mixed. These two components are placed in separate locations on the sensor during assembly, for example while coating on the opposite internal cell wall, and at least one component dissolves when the sample is introduced into the sensor, and then It is arranged to be in contact with the second component. Upon contact, the two components react and release heat. The reagent used to generate heat must not deleteriously affect the function of other active elements in the sensor. For example, they must not corrode the electrodes, denature enzymes if present, or have any deleterious interaction with any mediators that may be present. When a blood sample is introduced into the sensor, heat is released and the temperature of the blood sample increases. This facilitates the reaction between glucose and GDH, and since the concentration of ferrocyanide is independent of temperature, an accurate assessment of glucose concentration can be made much shorter than otherwise.

【0018】 試料をセルに入れた後に、熱を発生する試薬を加えることができるが、あまり
好ましくない。
After the sample has been placed in the cell, a reagent that generates heat can be added, but is less preferred.

【0019】 試料の温度は5〜15℃上昇するのが好ましく、例えば2〜10秒以内に20
℃から30℃または35℃まで上昇するのが好ましい。温度のピークは2〜5秒
で達するのが望ましい。
The temperature of the sample is preferably increased by 5 to 15 ° C., for example, 20 to 10 seconds.
Preferably, the temperature is raised from 30 ° C to 30 ° C or 35 ° C. It is desirable that the temperature peak reach in 2-5 seconds.

【0020】 本発明の第2の態様は、電気的に抵抗な素子を含有するセルを使用する。次い
で、その抵抗素子に電流を通すことによって、試料を電気的に加熱することがで
きる。例えば、図1では、第1電極2を有するプラスチック支持体1(例えば、
スパッタした金の層)、円筒の一方の面で第1電極2が結合したセル室10を画
定するパンチアウトされた円形の開口部を有する、セパレーター層3を含む電気
化学的センサーを示す。円筒形セル10の反対側の表面は、第2電極層4(例え
ば、スパッタコーティングしたパラジウム)で覆い、この場合、これはゴムまた
はプラスチック層5で支持する。金属箔層6は、そのゴムまたはプラスチック層
5中に形成された抵抗ブリッジ9への電気的接触を供する。断熱層7(例えば、
プラスチックの)は、金属箔を通して熱の損失の断熱を供する。層7中の開口部
8は、金属箔層6との電気的接触を供する。抵抗ブリッジ9は、例えば金属箔6
と電極層4との間で適当な電気抵抗を与えるような配合および形状寸法のゴムま
たはプラスチック層5中に注入した炭素粒子から形成させる。この方法は隣接す
るセルに熱効果を集約する利点を有する。加熱用抵抗素子は他の手段によって形
成可能であり、例えば、望むならば、例えば特定の化学薬品および光に曝露させ
ることにより特定の領域で部分的に伝導可能にされる電気的絶縁層を用いて、電
気的に伝導性の支持体をコーティングすることによって形成可能である。第2の
態様に従ってセルを使用する場合は、試料をセルに入れ、電圧を抵抗素子に印可
し、必要量の熱が発生した後、抵抗素子を横切る電圧を遮断し、任意の待ち時間
後、第1電極と第2電極間に電圧を印可し、被検体の電気化学的アッセイを行な
う。
A second aspect of the invention uses a cell containing an electrically resistive element. Then, the sample can be electrically heated by passing a current through the resistance element. For example, in FIG. 1, the plastic support 1 having the first electrode 2 (for example,
2 shows an electrochemical sensor comprising a separator layer 3 having a punched-out circular opening defining a cell chamber 10 to which the first electrode 2 is bonded on one side of the cylinder (sputtered gold layer). The opposite surface of the cylindrical cell 10 is covered with a second electrode layer 4 (for example, sputter-coated palladium), which is supported by a rubber or plastic layer 5. The metal foil layer 6 provides an electrical contact to a resistor bridge 9 formed in the rubber or plastic layer 5. Insulation layer 7 (for example,
Plastic) provides heat loss insulation through the metal foil. Openings 8 in layer 7 provide electrical contact with metal foil layer 6. The resistance bridge 9 is, for example, a metal foil 6.
It is formed from carbon particles injected into a rubber or plastic layer 5 having a composition and dimensions so as to provide an appropriate electric resistance between the electrode and the electrode layer 4. This method has the advantage of concentrating thermal effects on adjacent cells. The heating resistive element can be formed by other means, for example, if desired, using an electrically insulating layer that is made partially conductive in certain areas, for example, by exposure to certain chemicals and light. Can be formed by coating an electrically conductive support. When using a cell according to the second aspect, the sample is placed in the cell, a voltage is applied to the resistive element, after the required amount of heat has been generated, the voltage across the resistive element is cut off, after any waiting time, A voltage is applied between the first electrode and the second electrode, and an electrochemical assay of the subject is performed.

【0021】 別法として、抵抗素子の電圧を被検体のアッセイの間、初期のレベルに維持す
るか、または試料の温度を所望レベルに実質的に維持するのに十分なより低レベ
ルに維持することができる。
[0021] Alternatively, the voltage of the resistive element is maintained at an initial level during the assay of the analyte, or the temperature of the sample is maintained at a lower level sufficient to substantially maintain the temperature of the sample at a desired level. be able to.

【0022】 別の態様では、抵抗素子に電圧を印可する手段は、抵抗素子に流れる電流をモ
ニターし、必要な出力を維持するように電圧を自動調節するものである。これは
、抵抗素子の抵抗がセンサー間で変わっても、再現性のある形で試料を加熱する
。その上、必要なパワーレベルは別のセンサーによって測定した周囲温度に基づ
いて調節することができる。このことは、センサーを使用している周囲温度より
高くまで達するようなより高い再現性の試料の温度をもたらす。
In another aspect, the means for applying a voltage to the resistive element monitors the current flowing through the resistive element and automatically adjusts the voltage to maintain the required output. This heats the sample in a reproducible manner, even if the resistance of the resistive element changes between sensors. Moreover, the required power level can be adjusted based on the ambient temperature measured by another sensor. This results in a more reproducible sample temperature that reaches higher than the ambient temperature using the sensor.

【0023】 本発明の第3の態様では、例えば我々の同時係属出願に記載した種類の、セン
サーの作用電極および対電極の間に交流電圧信号を印加することによって、試料
を簡単に加熱することができる。この交流電圧信号が正確な周波数および振幅を
有するならば、試料を加熱する一方で、更にそのセンサーによって被検体の精密
測定を連続して行なうことが可能となるであろう。電圧信号は交互であるので、
半分の電圧周期の間に起こるいずれの反応もその残り半分の周期の間に逆となり
、正味変化なしとなるが、エネルギーは消失し、試料の熱として現われる。この
ことは、上記の我々の同時係属出願に開示した種類のセンサーに具体的に適用さ
れ、それらの出願では交流電圧の遮断後、セルが初期の状態に戻るにつれて、セ
ル中で起こり得るいかなる小さな変化も急速に消失する。
In a third aspect of the invention, a simple heating of a sample is achieved by applying an alternating voltage signal between the working and counter electrodes of the sensor, for example of the kind described in our co-pending application. Can be. If this AC voltage signal had the correct frequency and amplitude, it would be possible to heat the sample while still making precise measurements of the subject with the sensor. Since the voltage signals are alternating,
Any reaction that occurs during the half voltage cycle is reversed during the other half of the cycle, with no net change, but the energy is lost and appears as heat in the sample. This applies specifically to sensors of the type disclosed in our co-pending application above, in which any small potential that may occur in the cell as the cell returns to its initial state after the interruption of the AC voltage. Changes also disappear quickly.

【0024】 我々の同時係属出願に開示するようなセルを使用する場合、試料の大きさは非
常に小さく、そのため加熱は低いエネルギー出力で達成できる。
When using a cell as disclosed in our co-pending application, the sample size is very small, so that heating can be achieved with low energy output.

【0025】 加熱型ストリップ実験の実施例実施例1 金属バーを入れ、50℃まで加熱し、ストリップ中の試料を受ける領域と接触
させることによって、PCT/AU96/00724号に記載した種類の使い捨
て試験ストリップを加熱した。そのストリップ中の試料を受ける領域に全血液試
料を導入し、試料中に存在するグルコースをセンサー試薬と13秒反応させた。
次いで、電流(current)を10秒間集め、PCT/AU96/0072
3号に記載の方法に従って分析した。血液試料のヘマトクリット値が67.5% 、49.5%および20%であり、およびグルコース濃度が2.5mM〜30mM
の間である場合のこれら試験結果については、図2に示す。
Example of a Heated Strip Experiment Example 1 A disposable test of the type described in PCT / AU96 / 00724 by placing a metal bar, heating to 50 ° C., and contacting the sample receiving area in the strip. The strip was heated. A whole blood sample was introduced into the area of the strip that received the sample, and the glucose present in the sample was allowed to react with the sensor reagent for 13 seconds.
The current was then collected for 10 seconds and PCT / AU96 / 0072.
Analysis was performed according to the method described in No. 3. The hematocrit of the blood sample is 67.5%, 49.5% and 20%, and the glucose concentration is between 2.5 mM and 30 mM.
FIG. 2 shows the results of these tests in the case of the above.

【0026】実施例2 試料を受ける領域の下にあるストリップのベースに加熱素子を接着することに
よって、PCT/AU96/00724号に記載した種類の使い捨て試験ストリ
ップを改良した。その加熱素子は、2つの平行な低抵抗金属トラックをポリエス
テル支持体上にスパッタし、次いで薄い抵抗金属トラックをその低抵抗金属トラ
ックに対して右方向にスッパタし、その結果、その抵抗金属トラックをその平行
な低抵抗トラックの両方と接触させた。次いで、接着剤を用いて、このヒーター
を使い捨て試験ストリップのベースに接着させ、その抵抗トラックをそのストリ
ップ上の試料を受ける領域の真下およびそれに面する位置とした。その平行な低
抵抗トラックはそのストリップの末端から突き出しており、ヒーターに動力を供
給するパワーのため電気的接触を与えた。ヒーターに対するパワー供給はバッテ
リーおよび加熱速度を調節可能な可変抵抗器からなっていた。全血液試料をスト
リップの試料を受ける領域中に導入し、試料中に存在するグルコースをセンサー
試薬と20秒接触させた。次いで、電流を10秒間集め、PCT/AU96/0
0723号に記載の方法に従って分析した。血液試料のヘマトクリット値が65
%、46%および20%であり、およびグルコース濃度が2.8mM〜32.5m
Mの間である場合のこれら試験結果については、図3に示す。
Example 2 A disposable test strip of the type described in PCT / AU96 / 00724 was modified by bonding a heating element to the base of the strip beneath the sample receiving area. The heating element sputters two parallel low resistance metal tracks onto a polyester support and then sputters a thin resistance metal track to the right with respect to the low resistance metal track so that the resistance metal track is Contact was made with both of its parallel low resistance tracks. The heater was then adhered to the base of the disposable test strip using an adhesive, with the resistance track immediately below and facing the area for receiving the sample on the strip. The parallel low resistance tracks protruded from the end of the strip and provided electrical contact for power to power the heater. The power supply to the heater consisted of a battery and a variable resistor with adjustable heating rate. A whole blood sample was introduced into the sample receiving area of the strip and glucose present in the sample was contacted with the sensor reagent for 20 seconds. The current was then collected for 10 seconds and the PCT / AU96 / 0
The analysis was performed according to the method described in No. 0723. Hematocrit value of blood sample is 65
%, 46% and 20% and the glucose concentration is between 2.8 mM and 32.5 m.
The results of these tests when they are between M are shown in FIG.

【0027】 本発明を、グルコース血中濃度を測定するための電気化学的方法に関して記載
したが、該方法を適当な分光学的または他の測定方法、および血液以外の試料に
、およびグルコース以外の被検体に適用することも可能であることが理解される
であろう。
Although the present invention has been described in terms of an electrochemical method for measuring glucose blood levels, the method can be applied to any suitable spectroscopic or other measurement method, and to non-blood samples, and to non-glucose samples. It will be appreciated that application to a subject is also possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に記載のセンサーストリップの、センサーストリップの中
央線に沿った縦断面図の略図を示す。
FIG. 1 shows a schematic illustration of a longitudinal section of a sensor strip according to the invention, taken along the center line of the sensor strip.

【図2】 本発明の1態様に従って、ヘマトクリットおよびグルコース濃度
を変えた血液試料について行なった試験結果を示す。
FIG. 2 shows the results of tests performed on blood samples with varying hematocrit and glucose concentrations, according to one embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の別の態様に従って、ヘマトクリットおよびグルコース濃
度を変えた血液試料について行なった試験結果を示す。
FIG. 3 shows the results of tests performed on blood samples with varying hematocrit and glucose concentrations, according to another embodiment of the present invention.

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成12年2月10日(2000.2.10)[Submission date] February 10, 2000 (2000.2.10)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】 (詳細な説明) 1態様によると、本発明は試料中の被検体の濃度を測定する方法であって、そ
の方法は使い捨ての試験セル中で試料を加熱する工程;および試験セル中の試料 温度とは実質的に独立な手段によって、反応プロフィールの予め決めた時点で
試料中での被検体の濃度または被検体に代わる種の濃度を測定する工程を含む。
[0009] According to DETAILED DESCRIPTION one aspect, the present invention is directed to a method of measuring the concentration of an analyte in a sample, the method step of heating the sample in a disposable test cell; and in the test cell Measuring the concentration of the analyte in the sample or the concentration of a species that substitutes for the analyte at a predetermined point in the reaction profile by means substantially independent of the temperature of the sample .

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成12年6月15日(2000.6.15)[Submission date] June 15, 2000 (2000.6.15)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── 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,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z W (72)発明者 トーマス・ウィリアム・ベック オーストラリア2754ニュー・サウス・ウェ ールズ州ノース・リッチモンド、ケダ・サ ーキット121番──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR , BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS , JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZW (72) Inventor Thomas William Beck Australia 2754 New No. 121 Kedah Circuit, North Richmond, South Wales

Claims (36)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料中の被検体の濃度を測定する方法であって、 使い捨ての試験セル中で試料を加熱する工程;および 温度とは実質的に独立な手段によって、反応プロフィールの予め決めた時点で
試料中の被検体の濃度またはそれらに代わる種の濃度を測定する工程 を含む方法。
1. A method for determining the concentration of an analyte in a sample, the method comprising: heating the sample in a disposable test cell; and determining the reaction profile by means substantially independent of temperature. Measuring the concentration of the analyte in the sample at that time or the concentration of the species in place of it.
【請求項2】 反応プロフィールの予め決めた時点が定常状態である、請求
項1に記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the predetermined point in the reaction profile is in a steady state.
【請求項3】 被検体の濃度に代わる種はメディエーターである、請求項1
または2に記載の方法。
3. The method of claim 1, wherein the alternative to the analyte concentration is a mediator.
Or the method of 2.
【請求項4】 メディエーターは酵素メディエーターである、請求項3に記
載の方法。
4. The method according to claim 3, wherein the mediator is an enzyme mediator.
【請求項5】 試料を少なくとも1つの適当な試薬と接触させると生じる発
熱反応によってその試料を加熱する、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the sample is heated by an exothermic reaction that occurs when the sample is brought into contact with at least one suitable reagent.
【請求項6】 少なくとも1つの適当な試薬は、溶解すると熱を放出する塩
である、請求項5に記載の方法。
6. The method of claim 5, wherein the at least one suitable reagent is a salt that releases heat when dissolved.
【請求項7】 塩は塩化アルミニウム、ハロゲン化リチウム、硫酸リチウム
、ハロゲン化マグネシウムおよび硫酸マグネシウムからなる群から選ばれる、請
求項6に記載の方法。
7. The method of claim 6, wherein the salt is selected from the group consisting of aluminum chloride, lithium halide, lithium sulfate, magnesium halide and magnesium sulfate.
【請求項8】 少なくとも1つの適当な試薬は、混合すると熱を放出する2
成分系である、請求項5に記載の方法。
8. The method of claim 1, wherein the at least one suitable reagent releases heat when mixed.
The method of claim 5, which is a component system.
【請求項9】 2成分のそれぞれを組み立て中、センサーの別の位置に置く
、請求項8に記載の方法。
9. The method of claim 8, wherein each of the two components is placed at a different location on the sensor during assembly.
【請求項10】 2つの成分をセンサーの向かい合った内部セル壁上の被覆
物として置く、請求項9に記載の方法。
10. The method of claim 9, wherein the two components are placed as coatings on opposing internal cell walls of the sensor.
【請求項11】 試料を電気的に加熱する、請求項1に記載の方法。11. The method according to claim 1, wherein the sample is electrically heated. 【請求項12】 測定手段と結合させた抵抗素子に電流を流す手段によって
試料を加熱する、請求項11に記載の方法。
12. The method of claim 11, wherein the sample is heated by means for passing a current through a resistive element coupled to the measuring means.
【請求項13】 被検体の濃度は電気化学的測定法によって測定する、請求
項1〜12のいずれかに記載の方法。
13. The method according to claim 1, wherein the concentration of the analyte is measured by an electrochemical measurement method.
【請求項14】 電気化学的測定の実施前および/またはその実施の間に試
料を加熱する、請求項13に記載の方法。
14. The method according to claim 13, wherein the sample is heated before and / or during the performance of the electrochemical measurement.
【請求項15】 試料の温度は5℃〜15℃上昇する、請求項1〜14のい
ずれかに記載の方法。
15. The method according to claim 1, wherein the temperature of the sample increases by 5 ° C. to 15 ° C.
【請求項16】 試料の温度は2〜10秒間上昇する、請求項1〜15のい
ずれかに記載の方法。
16. The method according to claim 1, wherein the temperature of the sample increases for 2 to 10 seconds.
【請求項17】 最高温度に2〜5秒以内で達する、請求項1〜16のいず
れかに記載の方法。
17. The method according to claim 1, wherein the maximum temperature is reached within 2-5 seconds.
【請求項18】 被検体はグルコースである、請求項1〜17のいずれかに
記載の方法。
18. The method according to claim 1, wherein the analyte is glucose.
【請求項19】 試料は血液である、請求項1〜18のいずれかに記載の方
法。
19. The method according to claim 1, wherein the sample is blood.
【請求項20】 血液試料を酵素と組み合わせる、請求項19に記載の方法
20. The method of claim 19, wherein the blood sample is combined with an enzyme.
【請求項21】 酵素はグルコースを酸化して、還元型GDHに変換される
グルコースデヒドロゲナーゼである、請求項20に記載の方法。
21. The method according to claim 20, wherein the enzyme is glucose dehydrogenase which oxidizes glucose and converts it to reduced GDH.
【請求項22】 酸化メディエーターが存在する、請求項21に記載の方法
22. The method of claim 21, wherein an oxidized mediator is present.
【請求項23】 酸化メディエーターがフェリシアン化物である、請求項2
2に記載の方法。
23. The oxidized mediator is ferricyanide.
3. The method according to 2.
【請求項24】 フェリシアン化物を生成したGDHと反応させて、フェロ
シアン化物を生成させる、請求項23に記載の方法。
24. The method of claim 23, wherein the ferricyanide is reacted with the formed GDH to form a ferrocyanide.
【請求項25】 試料中のグルコース濃度に代わる信号を得るために、生成
したフェロシアン化物を検知する、請求項24に記載の方法。
25. The method of claim 24, wherein the generated ferrocyanide is detected to obtain a signal that is indicative of the glucose concentration in the sample.
【請求項26】 検知は電気化学的手段によって行なう、請求項25に記載
の方法。
26. The method according to claim 25, wherein the sensing is performed by electrochemical means.
【請求項27】 検知は分光学的手段によって行なう、請求項25に記載の
方法。
27. The method according to claim 25, wherein the sensing is performed by spectroscopic means.
【請求項28】 セル壁を画定する開口部によって穴をあけられたスペーサ
ー、その開口部の一方の側に広がったスペーサーの一方の面上にある第1金属電
極、第1電極の反対側の開口部の側に広がったスペーサーの他方の面上にある第
2金属電極、電極とセル壁で画定されたセル室に試料を入れる手段、およびセル
中に含有される試料を加熱する手段を含む電気化学的セル。
28. A spacer perforated by an opening defining a cell wall, a first metal electrode on one side of the spacer extending to one side of the opening, and an opposite side of the first electrode. Including a second metal electrode on the other side of the spacer extending to the side of the opening, means for placing the sample in the cell chamber defined by the electrode and the cell wall, and means for heating the sample contained in the cell Electrochemical cell.
【請求項29】 試料を加熱する手段は電気的抵抗素子である、請求項28
に記載の電気化学的セル。
29. The means for heating a sample is an electrical resistance element.
An electrochemical cell according to claim 1.
【請求項30】 必要量の熱を再生するように抵抗素子に電圧を印可する工
程、抵抗素子を横切る電圧を遮断する工程、および被検体の電気化学的アッセイ
を行なうために第1電極と第2電極間に電圧を印可する工程を含む、請求項28
に記載の電気化的セルを加熱する方法。
30. Applying a voltage to the resistive element to regenerate the required amount of heat, cutting off the voltage across the resistive element, and using the first electrode and the first electrode to perform an electrochemical assay on the subject. 29. A method comprising applying a voltage between two electrodes.
A method for heating an electric cell according to claim 1.
【請求項31】 抵抗素子の電圧を被検体のアッセイの間、初期レベルに維
持するか、または望むレベルの試料の温度を実質的に維持するのに十分なより低
レベルに維持する、請求項30に記載の方法。
31. The voltage of the resistive element is maintained at an initial level during the assay of the analyte, or at a lower level sufficient to substantially maintain a desired level of sample temperature. 30. The method according to 30.
【請求項32】 抵抗素子に電圧を印可する手段は、抵抗素子に流れる電流
をモニターし、必要な出力を維持するように電圧を自動調節するものである、請
求項30または31のいずれかに記載の方法。
32. The method according to claim 30, wherein the means for applying a voltage to the resistance element monitors a current flowing through the resistance element and automatically adjusts the voltage so as to maintain a required output. The described method.
【請求項33】 出力を別のセンサーによって測定する周囲温度に基づいて
調節することができる、請求項32に記載の方法。
33. The method of claim 32, wherein the power can be adjusted based on ambient temperature measured by another sensor.
【請求項34】 いずれか1つの実施例について実質的に本明細書に記載の
、試料中の被検体の濃度を測定する方法。
34. A method for determining a concentration of an analyte in a sample, substantially as herein described for any one of the embodiments.
【請求項35】 図1またはいずれか1つの実施例について実質的に本明細
書に記載の、電気化学的セル。
35. An electrochemical cell substantially as herein described with reference to FIG. 1 or any one of the embodiments.
【請求項36】 いずれか1つの実施例について実質的に本明細書に記載の
、電気化学的セルを加熱する方法。
36. A method of heating an electrochemical cell substantially as described herein for any one of the embodiments.
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