JP2002529717A - 少量をテストするための電極ストリップ - Google Patents

少量をテストするための電極ストリップ

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JP2002529717A
JP2002529717A JP2000581234A JP2000581234A JP2002529717A JP 2002529717 A JP2002529717 A JP 2002529717A JP 2000581234 A JP2000581234 A JP 2000581234A JP 2000581234 A JP2000581234 A JP 2000581234A JP 2002529717 A JP2002529717 A JP 2002529717A
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マッカン,ジェームズ
ブレア,ニール
ジーン コックス,ローナ
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Abstract

(57)【要約】 活性電極及び対電極を有する支持体と、テストすべき少量の液体を中に分散させることができ、かつ前記電極間の接触を供する材料の層と、を含み、被検体特異的試薬が前記材料にコーティングされているテストストリップ。その材料の層は、便利には、断片を切断し、連続して用いることができるテープの形態で供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の分野 本発明は、少量物、例えば少量の全血をテストするための電極ストリップに関
する。
【0002】 発明の背景 糖尿病は、最も一般的な内分泌病状の1つである。患者は、彼らの血中グルコ
ースレベルを頻繁にモニターしなければならない。これは通常、血中グルコース
を検出する小さなテストストリップの使用により行われる。 これらのテストストリップの使用者が一般に経験する問題は、テストストリッ
プ上の血液の量の不適切さ及びテストストリップ上の血液の配置の悪さである。
いくつかの装置は、毛管作用により満たされるサンプルチャンバーを用いること
によりこの問題に注目している、そのサンプルは、サンプル中の特定の被検体の
測定を容易にする電極にすぐ近くに保持される。EP−A−0170375及び
US−A−5141868を参照のこと。
【0003】 このような知られた装置は、問題の被検体に特異的な試薬システムでコーティ
ングされ、毛管作用により例えば2.5〜3μL容器のサンプルの導入を許容す
るのに十分に径が小さい空洞内に収容された非伝導性基体上に置かれた電極を含
む。これらの装置を小型化することができる範囲は、製造許容差、及びそれらの
化学で達成することができるシグナル対ノイズ比の両方により制限される。
【0004】 US−5820551は、作用電極及び対電極を有する支持体、並びにその活
性電極上にコーティングされた酵素及びメディエーターを含むテストストリップ
を開示する。全血の液滴は、電極間の伝導経路を供し得、そしてその血液中のグ
ルコースの濃度を決定することができる。活性電極は、介在膜又は他の全血フィ
ルターなしに全血サンプルに露出される。
【0005】 WO−A−98/55856(本願の優先権後に公開)は、伝導層上にコーテ
ィングされた被検体特異的試薬、並びにその試薬及び参照電極上に置かれたモノ
フィラメントメッシュを開示する。サンプル適用領域はそのメッシュの一端に供
される。 発明の概要 本発明の一態様によれば、テストストリップは、活性電極及び対電極を有する
支持体、並びにテストすべき少量の液体を分散させることができ、電極間の接触
を供する材料の層を含み、ここで被検体特異的試薬、例えば酸化還元反応の一成
分、例えば酵素、補因子又はメディエーターがその材料上にコーティングされて
いる。特に、本発明は、サンプル要求量が極めて少く、新規様式での試薬の適用
により効率的な反応速度が達成される血中グルコースのためのテストストリップ
を供する。
【0006】 試薬がコートされた材料は、それ自体、テープの形態であってよい。本発明の
第2の態様によれば、フレキシブルテープは液体を分散させることができ、別個
の領域に酸化還元反応の少くとも一成分がコーティングされている材料のもので
ある。 発明の記載 本発明によれば、酸化還元反応の成分のいずれか1又は複数、例えば酵素、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、補因子及びメデ
ィエーターをその装置上に置かれたメッシュ又は膜に適用することができる。詳
述の目的のためだけに、本発明は酵素がコーティングされたメッシュを引用して
記述することができる。一又は複数の成分を用いるにせよ、サンプルを加える場
合、それらは迅速に可溶化され、そして有効な反応媒体を形成し、それはテスト
ストリップの別個の電極間の接触を供する。この様式において、反応は迅速にか
つ拡散障壁をし進行するであろう。この反応コンフィグレーションは、サンプル
容量が低く、サンプルが粘性(例えば全血)で、そして迅速な反応が要求される
場合に特に望ましい。
【0007】 本発明の典型的な実施形態において、センサーテストストリップは2つの電極
からなり、その一方は作用電極として機能し、他方は対の参照電極として機能す
る。サンプルに露出された作用電極の端はそれと親密に接触したメディエーター
を有する。テストストリップは、これら2つの電極により規定されるチャンバ−
、並びに酸化還元酵素及びその酵素のためのいずれかの必要を補因子で予めコー
ティングされている。電極に積み重なる付加的シートを有効に供する。その反応
チャンバーは、材料のシートおよび/又は湿潤剤、例えば界面活性剤、又は(重
なったシートのいずれか一方におくことができる)細胞溶解性材料も含み得る。
この様式において、活性酵素は、作用電極を形成する伝導体上にはコーティング
されないが、かわりに反応チャンバーの溶液相を有効に形成するそれ上の別個の
層に供される。側面の流れと組み合せた場合、撹拌された反応チャンバー内での
効率的な混合に近づく条件が形成される。
【0008】 本発明の一例において、塩化銀/銀参照/対電極が炭素電極に隣接して位置す
る。典型的には、この目的のため、一対のプリントした炭素電極が非伝導基体上
にプリントされ、そして次に銀/塩化銀が参照/対電極として機能するよう炭素
電極の1つにプリントされる。メーターへの挿入のための接触パッドとして各々
の電極の一部分を、及びサンプルを受容させるセンシング領域として接触パッド
から離れて各々の電極上の別の部分を規定するため、非伝導性インクが炭素電極
及び基体上にプリントされる。
【0009】 次に、酵素補因子NADHのためのメディエーターが調製され、ピペッティン
グにより水溶液から電極に折出される。次にNADを含む更なる層が作用電極に
析出される。 モノフィラメントメッシュ材料に、界面活性剤が、次にピペッティング、イン
クジェットコーティング又は浸し塗りによりグルコースデヒドロゲナーゼを含む
溶液がコーティングされ、そして2つの電極上におかれて反応チャンバーを形成
する。この反応チャンバーは、更なるプリンティングにより、又はエッジフィル
キャビティーを形成するために頂上の層の使用により更に規定され得る。例えば
、第2の非伝導性インクがメッシュ材料の頂上部にプリントされ、そして次にカ
バーテープが、サンプル適用のために露出されたメッシュの伸長した領域を残す
ようにメッシュの頂上部に適用される。
【0010】 その装置は、少量のサンプル(典型的には1μL又はそれ未満)のメッシュ伸
長部への適用を許容する。この後に、装置のセンシング領域にサンプルが流され
、それを測定電極と親密に接触させる。 エッジフィルを有する装置はWO−A−98/558561に記載される。そ
れらは、本発明に従って、簡単に適用することができる。特に、WO−A−98
/55856の図1を引用することができ、本発明の構成物は支持体(1)、電
極(2/3)、メッシュ材料(6)及びテープ(7)であり、更に、メッシュ材
料上には試薬が供される。このような装置は、その端でのサンプルへの適用によ
り作用し得る。これは、サンプルを抽出することが困難である場合に特に価値が
ある。他のコンフィグレーションは当業者に明らかであり、重層メッシュ又はメ
ンプランシート上にコーティングされる補因子、メディエーター又は酵素の1又
は複数の組合せを含む。組合せの選択は、種々の構成物の反応速度に作用し得る
【0011】 本装置の別の実施形態において、酵素又はメディエーターがシート上にコーテ
ィングされ、補因子、及びメディエーター又は酵素の他のものが作用電極に直接
、コーティングされ、そしてそのシートは、活性電極が全血細胞を有効に含まな
いサンプルに出会うように全血をろ過することができる。この場合、その結果の
ヘマトクリット依存性は実質的に減少される。この様式において、選択された膜
の細胞ろ過機能は、その膜内の反応の活性要素(酵素、メディエーター及び補因
子)のいくつか又は全てを有する迅速な速度と組み合わせて高度に有効な装置を
作ることができる。
【0012】 要約すると、本発明によれば、装置は、微細格子材料又は膜上の単又は多重層
として被検体の定量のために必要とされる1又は複数の試薬を析出させることに
よって作製され、その折出した領域は、極めて少いサンプル容量で湿るのに十分
に小さい寸法のものである。そのメッシュ又は膜は、比色測定及び電気化学装置
の両方に用いることができる。
【0013】 本発明の特徴は、試薬と織布、例えばポリエステルもしくはナイロン又は他の
多孔質膜上の標的領域に正規に適用することである。使用によって、これは、サ
ンプルの存在下での試薬の迅速な可溶化を供する。1又は複数の試薬を、正確な
位置で十分に規定されたフットプリント内に周知の容量を析出するいくつかの異
なる方法に適用することができる。これらは、ピストンポンプ、シリンジポンプ
又はオン・ディマンドインクジェットプリンターのような分配装置の使用を含む
【0014】 更なる実施形態において、1又は複数の試薬を含むフレキシブルテープを、一
連の電極がプリントされた別のフレキシブルテープに重層することができる。個
々のセンサーを切り出すかわりに、(一列又は一連のセンサ−を含む)積層物を
、例えば好適なディスペンサーから分配されることに基づき、連続的に用いるこ
とができる。この目的のため、積層物であるか否かにかかわらず、本発明のテー
プをロールとして供し、乾燥剤も含み得る密閉されたカセットに保存することが
できる。使用においてそのカセットを自動ディスペンサーに挿入することができ
、それから、別個のセンサーを連続的に示すためのインデキシングメカニズムに
よりテープは自動的に曲がる。それゆえ、この装置の機能はカメラ内のフィルム
の機能に類似する。この実施形態において、テープは、全血サンプル内のヘマト
クリット及びヘモグロビンの効果を減少させるために、サポニンのような赤血球
溶解試薬も含み得る。そのテープは、更に、テープがカセットから分配される時
に自動的にはなれる可剥性フィルム(例えばアルミニウムのもの)で包むことに
より水分から保護することができる。サンプルをセンサーに適用する場合、サン
プル中の問題の被検体の量は電気化学的に決定することができる。このような測
定は、周知の方法により行うことができる。
【0015】 以下の例は本発明を詳述する。 実施例 伝導性インク材料と、スクリーン印刷法により非伝導性ポリエステルシート材
料にプリントする。その伝導性インク材料は、有機溶媒中のグラフマイト及び炭
素粒子並びにポリマーバインダーの混合物からなる。伝導性インクの析出の後、
溶媒を強制空気オーブン内で除去する。銀/塩化銀参照/対電極は、各々の対の
プリントされた炭素電極の一方にプリントされ、次に接触パッド及びセンサー領
域を規定するための非伝導インク層がプリントされる。
【0016】 メディエーター、例えばMeldola Blue,Nile Blue又は他の好適な染料及び酵素
補因子ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)を炭素電極に析出させ
る。あるいは、NADは水性インクからメディエーターを介して別個に適用され
る。 酵素グルコースデメドロゲナーゼは、モノフィラメントポリエステルメッシュ
テープ上に均一のスポットとして析出される。これは以下の通り達成される。
【0017】 (a)メッシュのすぐ近くにディスペンサーチップに形成された液滴を、その
液滴をメッシュ表面にタッチ・オフすることによりメッシュに移すことを許容す
るコンタクトモード、又は (b)インクジェットプリンターヘッド又はメッシュ上の他のオリフィスによ
って形成された液滴を、それをメッシュに浸透させない条件下の距離からメッシ
ュに滴下する非コンタクトモード 乾燥により、スポットは、部分的にメッシュウィーブの特徴により、及び部分
的に適用条件により規定される領域を覆うように広がる。典型的には500nL
でカバーされる領域は1.3×1.2mmである。メッシュテープは室温で乾燥さ
せられる。
【0018】 次に、酵素含有メッシュテープは装置の改変シート上に積層され、更に非伝導
性のプリントにより保護される。最後に、カバーテープはメッシュの頂上部に重
層される。装置のシートは個々の装置にディスクカットされる。別の装置の型に
おいて、積層されたシートは曲げられ、カセットテープユニット内に含まれ、単
一の装置がカメラのフィルムが曲がるシステムと似たワインド・オン・メカニズ
ムにより用いられることを許容する。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年10月18日(2000.10.18)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── 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 G01N 27/30 353U 27/46 338 (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,TZ,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,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 マッカン,ジェームズ イギリス国,ケンブリッジ シービー4 1エックスティー,ダウンハムズ レー ン,ダウンハムズ ハウス,ケンブリッジ センサーズ リミティド (72)発明者 ブレア,ニール イギリス国,ケンブリッジ シービー3 7エックスユー,ハードウィック,ライム ズ ロード 122 (72)発明者 コックス,ローナ ジーン イギリス国,ケンブリッジ シービー4 1エックスティー,ダウンハムズ レー ン,ダウンハムズ ハウス,ケンブリッジ センサーズ リミティド Fターム(参考) 2G045 AA01 DA31 FB01 FB05 4B029 AA07 BB16 CC03 CC08 CC11 FA12 4B063 QA01 QA19 QQ03 QR03 QR04 QR82 QR84 QS26 QS36 QS39 QX05

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性電極及び対電極を有する支持体と、テストすべき少量の
    液体を中に分散させることができ、かつ前記電極間の接触を供する材料の層とを
    含み、被検体特異的試薬が前記材料にコーティングされているテストストリップ
  2. 【請求項2】 前記試薬が、酸化還元反応の少くとも1の成分、例えば1又
    は複数の酵素、メディエーター及び/又は該酵素のための補因子である請求項1
    に記載のテストストリップ。
  3. 【請求項3】 前記少くとも1の成分が酵素を含む請求項2に記載のテスト
    ストリップ。
  4. 【請求項4】 前記酵素がグルコースオキシダーゼ又はグルコースデヒドロ
    ゲナーゼである請求項2又は3に記載のテストストリップ。
  5. 【請求項5】 前記材料がモノフィラメントメッシュ又はメンブランである
    先の請求項のいずれかに記載のテストストリップ。
  6. 【請求項6】 中に液体と分散させることができ、酸化還元反応の少くとも
    1の成分が別個の領域にコーティングされている材料のフレキシブルテープ。
  7. 【請求項7】 前記材料がモノフィラメントメッシュ又はメンブランである
    請求項6に記載のフレキシブルテープ。
  8. 【請求項8】 請求項6又は7に記載の巻線型テープを含む容器。
  9. 【請求項9】 自動分配手段も含む請求項8に記載の容器。
  10. 【請求項10】 被検体の存在について液体をテストするための方法であっ
    て、該液体に、請求項1〜5のいずれかに記載のテストストリップを接触させ、
    そしてその電流を検出することを含む方法。
  11. 【請求項11】 前記液体が血液であり、前記被検体がグルコースである請
    求項10に記載の方法。
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