JP2003337114A - 再閉鎖可能なバイオセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サンプル位置を保護するために最初に開放し
たのちに閉鎖し得る再閉鎖可能なバイオセンサを提供す
ること。 【解決手段】 サンプル位置を含むように形成された基
板、および第１および第２の端部と、該第１および第２
の端部の間の中間部とを含むカバーからなる再閉鎖可能
なバイオセンサであって、前記カバーの第１の端部が前
記基板に結合され、前記中間部がサンプル位置の上を延
び、前記基板に取り外し可能かつ再閉鎖可能に結合され
てなることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は試料中の検体の濃度
を決定する際に用いられるバイオセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】電気
化学的なバイオセンサは公知である。かかる公知のバイ
オセンサは生物学的なサンプル、より詳しくは血液から
種々の検体の濃度を決定するために用いられている。そ
のようなバイオセンサは、米国特許第５，２８８，６３
６号明細書、米国特許第５，４１３，６９０号明細書、
米国特許第５，７６２，７７０号明細書、米国特許第
５，７９８，６７５号明細書、および米国特許第５，９
９７，８１７号明細書に記載されている。これら米国特
許のそれぞれの開示は参考のために本明細書に盛り込ん
だ。テストストリップのための容器も、たとえば米国特
許第５，７８８，０６４号明細書および米国特許第５，
９８５，６７５号明細書から公知である。バイオセンサ
の化学的および生化学的な成分は、使用前に環境の影響
（とくに湿気）から保護しなければならない。これは、
化学的および生化学的成分の劣化が発生していないこ
と、および信頼し得る測定が可能であることを確実にす
るということである。それゆえ、通常、センサは耐湿性
の容器（さらに乾燥剤を含んでもよい）内に貯蔵されな
ければならないという問題がある。

【０００３】しかしながら、サンプル位置を保護するた
めに最初に開放したのちに閉鎖し得る再閉鎖可能なバイ
オセンサは先行技術文献に開示されていない。

【０００４】本発明はかかる従来技術の問題点を解消し
た再閉鎖可能なバイオセンサを提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、サンプ
ル位置を含むように形成された基板、該基板上に設けら
れた導電性トラック、および第１および第２の端部と、
該第１および第２の端部の間の中間部とを含むカバーか
らなる再閉鎖可能なバイオセンサであって、前記カバー
の第１の端部が前記基板に結合され、前記中間部がサン
プル位置の上を延び、前記基板に取り外し可能かつ再閉
鎖可能に結合されてなることを特徴とするバイオセンサ
が提供される。

【０００６】さらに、本発明によれば、サンプル位置を
含むように形成された基板と、該基板上に設けられた導
電性トラックと、該サンプル位置に位置づけられた試薬
と、該試薬を横切るように延び、前記基板に取り外し可
能かつ再閉鎖可能に結合されたカバーとからなる再閉鎖
可能なバイオセンサが提供される。

【０００７】そのうえさらに、本発明によれば、基板、
該基板上に設けられた導電性トラック、該基板上に位置
づけられた試薬、および前記基板に結合された固定端
と、該固定端に対向する自由端と、前記試薬を横切り、
前記固定端と自由端との間に延びる中間部とを含む開放
自在かつ再閉鎖可能なカバーとからなる再閉鎖可能なバ
イオセンサであって、前記カバーが、前記試薬に対して
部分的に接近を阻止するように操作されてなることを特
徴とするバイオセンサが提供される。

【０００８】本発明のさらなる特徴は、当業者が、本発
明を現在理解されるとおりに実施するための最良の形態
を例示している以下の好ましい実施の形態の詳細な説明
を考慮したときに明らかになるであろう。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、サンプル位置を保護す
るために最初に開放したのちに閉鎖し得る再閉鎖可能な
バイオセンサに関するものである。したがって、使用に
先立ち、または捨てる前にバイオセンサのために貯蔵容
器を設けることが回避される。そのようなものとして、
バイオセンサに再閉鎖可能なカバーを設けると市場性が
促進されることが認識される。本発明の種々の側面が図
１〜１１に示されており、同一の縮尺ではないが、いく
つかの図において同じような構成要素は同様に番号をつ
けた。

【００１０】図１〜７は、第１の絶縁基板１２、第２の
絶縁基板１４、該基板１２および１４のあいだに位置づ
けられた導電性トラック１６、１８、テスト試薬２０、
上敷きメッシュ２２、該試薬２０およびメッシュ２２の
上に位置づけられたカバー２４を有するバイオセンサ１
０の形をとった本発明の一側面を示している。バイオセ
ンサ１０は、ロール材から製造される。したがって、バ
イオセンサ１０の構成のための材料の選択は、ロール処
理のために充分に可撓性を有する材料の使用を必要とす
るが、加工されたバイオセンサ１０に対して役立つ強さ
を与えるために充分な剛性を有している。

【００１１】バイオセンサ１０の第１の基板１２は、導
電性トラック１６、１８を支持する第１の表面３０と、
対向する第２の表面とを含んでいる。第１の基板１２
は、多種多様な絶縁材料から構成され得る。絶縁材料に
は、たとえば、ビニルポリマー、ポリイミド、スチレン
系樹脂が含まれる。しかし、所望の電気的かつ構造的特
性を与えるものでありさえすれば、特定の材料に限定さ
れることはない。第１の基板１２は、厚さ７ミル（０．
１７５ｍｍ）のＭＥＬＩＮＥＸ１２（商品名）が好まし
く、これはアメリカ合衆国、デラウェア州、ウィルミン
トンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムー（E.I. DuP
ont de Nemour）から入手できる。

【００１２】図１〜５に示されるように、導電性トラッ
ク１６、１８は、第１の基板１２の第１の表面３０に設
けられる。トラック１６、１８は、バイオセンサ１０の
電極として機能する。よって、トラック１６は作用電極
であってもよく、トラック１８は補助電極であってもよ
い。トラック１６とトラック１８との間の距離は、約
１．２ｍｍである。しかし、トラック１６と、トラック
１８との間の距離は、この開示にしたがって変化させて
もよいことは認識されるべきである。

【００１３】トラック１６、１８は導電性材料から構成
される。導電性材料には、たとえば、アルミニウム、炭
素（グラファイト）、コバルト、銅、ガリウム、金、イ
ンディウム、鉄、鉛、マグネシウム、水銀、アマルガ
ム、ニッケル、ニオブ、オスミウム、パラジウム、白
金、レニウム、ロジウム、セレン、シリコン（高い濃度
でドープされた多結晶シリコン）、銀、タンタル、タン
グステン、ウラン、バナジウム、亜鉛、ジルコニウム、
またはこれらの混合物、金属酸化物、および金属化合物
が含まれる。しかし導電性材料は、特定の材料に限定さ
れない。トラック１６、１８は、金、白金、パラジウ
ム、インジウム、またはこれらの合金を含むことが好ま
しい。なぜなら、かかる貴金属およびこれらの合金は、
生物学的システムにおいて非反応性であるからである。
トラック１６が白金製の作用電極であり、かつトラック
１８も白金製の補助電極であり、該作用電極と実質的に
同一の大きさであることがもっとも好ましい。トラック
１６、１８は、ポリイミドまたはポリエステルなどの絶
縁性の担体（backing）上に成膜される。絶縁体の一例
として、日本国の宇部興産株式会社製のポリイミドＵＰ
ＩＬＥＸ（商品名）を挙げることができるが、アメリカ
合衆国、コネチカット州のテクニ−メット インコーポ
レイテッド（Techni-Met Inc.）製の、金、パラジウム
または白金で予めコーティングされたものも使用でき
る。

【００１４】３つの電極構成も可能であり、その場合の
バイオセンサ１０は、さらなる導電性トラック（図示さ
れていない）を含む。３つの電極構成の場合、トラック
１６は作用電極であり、トラック１８は対向電極であ
り、第３の電極は参照電極である。本明細書の開示にし
たがって、トラック１６および１８が作用電極であり、
補助または参照電極として第３の電極が設けられた３つ
の電極構成も可能であることは認識されるべきである。

【００１５】バイオセンサ１０の第２の基板１４はトラ
ック１６、１８に重ねられる。第２の基板１４は、第１
の表面３４と、導電性トラック１６、１８と対向する第
２の表面３６を有している。図１に示されるように、第
２の基板１４は、第１の開口３８および第２の開口４０
を含むように形成される。第１の開口３８は、計測器
（図示されていない）との電気的接続のためにトラック
１６、１８の一部を露出する。該計測器は、サンプル１
３３がバイオセンサ１０の試薬２０に加えられたのち、
液体サンプル１３３（図５参照）の電気的特性を測定す
る。第２の開口４０は、サンプル位置６６の周囲を規定
するエッジ４１を含んでいる。サンプル位置６６はさま
ざまな形をとることができ、この明細書の開示にしたが
って液体サンプル１３３をどこに置くのかを特定する際
にユーザを助ける寸法をとることができる。第２の基板
１４は、ホットメルト接着剤（hot melt glue）などの
接着剤によって第１の基板１２およびトラック１６と結
合される。かかる接着剤として、たとえば、アメリカ合
衆国、０８８７３ ニュージャージー州、サマーセッ
ト、ピーオーボックス ６８２１、ダビッドソン スト
リート ２２０のハルズ・アメリカ インコーポレイテ
ッド製のＤＹＮＡＰＯＬ（商品名）Ｓ−１３５８の接着
剤が挙げられる。しかし、特定の接着剤に限定されな
い。第１および第２の基板１２、１４は、本明細書の開
示にしたがって、市場で入手できる種々の接着剤または
融着（熱または超音波）を用いて互いに結合され得るこ
とは認識されるべきである。

【００１６】第２の基板１４の第２の開口４０は、トラ
ック１６、１８の露出面への試薬の適用のためにトラッ
ク１６、１８の一部を露出するために設けられる（図
１、２参照）。開口４０の長さおよび幅はサンプル位置
の長さおよび幅を規定し、第２の基板１４の厚さはテス
トチャンバの高さを規定する。サンプル位置６６は、一
方の辺が約４．０ｍｍ、他方の辺が約４．２ｍｍの矩形
として形成される。トラック１６、１８が露出される程
度が各電極の表面積を決定する。作用および補助電極１
６、１８は、実質的に同一の表面積（約６平方ミリメー
トル）を有している。しかし、トラック１６、１８の露
出の程度は、本明細書の開示にしたがって変化させても
よい。

【００１７】試薬２０は、特定の検体のための電気化学
的プローブを与え、試薬２０が作用電極１６を被覆する
ようにテストチャンバ６６に設けられる。試薬２０はテ
ストチャンバ６６内の第１の表面３０上の実質的に一様
な厚さの膜として置かれる。したがって、試薬２０はテ
ストチャンバ６６の内部に親水性の面として存在する。

【００１８】乾燥ののち、界面活性剤がしみ込まされた
試薬メッシュ２２は、開口４０の上に置かれる。メッシ
ュ２２は、アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ニューヨ
ーク、ブライアークリフ メイナー、ハイランド アヴ
ェニュー ３３３Ｓのセファー アメリカ インコーポ
レイテッド製のポリエステル モノフィラメント メッ
シュであることが好ましい。メッシュ２２は、メタノー
ルと水との５０：５０（体積：体積）の溶液中にジオク
チルナトリウム スルフォスクシネート（ＤＯＮＳ）
０．８％（重量：体積）の溶液に浸され、しかるのちに
乾燥されることが好ましい。バイオセンサ１０が、本明
細書の開示にしたがって、市場で入手できる種々のメッ
シュを用いて構成されてもよいこと、またはメッシュな
しで構成されてもよいことは認識されるべきである。

【００１９】特定の試薬２０の選択は、特定の検体また
は測定されるべき検体に依存するものであり、当業者に
は周知である。本発明のバイオセンサ１０に用いられ得
る試薬の一例は、全血液サンプルからグルコースを測定
するための試薬である。ヒトの血液サンプル中のグルコ
ース測定用の試薬は、ポリエチレンオキシド（１００〜
９００キロダルトンの平均分子量）６２．２ｍｇ、ＮＡ
ＴＲＯＳＯＬ２５０Ｍ（商品名）３．３ｍｇ、ＡＶＩＣ
ＥＬ ＲＣ−５９１Ｆ（商品名）４１．５ｍｇ、一塩基
性のリン酸カリウム８９．４ｍｇ、二塩基性のリン酸カ
リウム１５７．９ｍｇ、フェリシアン化カリウム４３
７．３ｍｇ、コハク酸ナトリウム４６．０ｍｇ、トレハ
ロース１４８．０ｍｇ、界面活性剤ＴＲＩＴＯＮ Ｘ−
１００（商品名）２．６ｍｇ、および試薬１グラムあた
り酵素２０００〜９０００単位を含んでいる。酵素は、
補酵素ＰＱＱ１２．５ｍｇおよびキノンタンパク質 グ
ルコースデヒドロゲナーゼのアポ酵素１．２１×１０⁶
単位からの酵素溶液として調製される。この試薬はさら
に米国特許第５，９９７，８１７号明細書に記載されて
おり、本明細書にも参考として盛り込んだ。

【００２０】ヘマトクリットが決定されるとき、試薬は
可逆性電子的活性化合物の酸化型および還元型（それぞ
れのヘシサシアノ鉄（III）酸カリウム（フェリシアン
化物）およびヘシサシアノ鉄（II）酸カリウム（フェロ
シアン化物））、電解質（リン酸カリウム緩衝液）およ
び微結晶材料（Ａｖｉｃｅｌ ＲＣ−５９１Ｆ（商品
名）−微結晶セルロース８８％とカルボキシメチルセル
ロースナトリウム１２％との混合（エフエムシー コー
ポレーション製））を含む。乾燥前の試薬中の構成成分
の濃度はつぎのとおりである。すなわち、フェリシアン
化合物４００ｍＭ、フェロシアン化合物５５ｍＭ、リン
酸カリウム４００ｍＭ、およびＡｖｉｃｅｌ（商品名）
２．０％（重量：体積）である。ヘマトクリット検定の
ための試薬のさらなる記載は米国特許第５，３８５，８
４６号明細書に見られる。その記載は本明細書に参考と
して盛り込んだ。本発明のセンサ１０における特定の検
体を測定する際に用いられ得る酵素およびメディエイタ
の一例を表１に挙げた。しかし、あくまでも一例であっ
て、これらに限定されない。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１に示された例のいくつかにおいて、少
なくとも１つのさらなる酵素が反応の触媒として用いら
れる。また、表１に示された例のいくつかは追加のメデ
ィエイタを利用してもよく、これがメディエイタの酸化
した形態への電子伝達(electron transfer)を促進す
る。追加のメディエイタはメディエイタの酸化した形態
より試薬に与えられる量が少なくてもよい。上記検定に
ついて述べたが、電流、電荷、インピーダンス、コンダ
クタンス、電位、または他の電気化学的に表示されるサ
ンプル１３３の特性は、本明細書の開示にしたがってバ
イオセンサ１０によりサンプル１３３中の検体の濃度と
正確に関連づけられ得ることが意図される。

【００２３】図１〜７に示されたように、カバー２４
は、第２の基板１４の一部およびサンプル位置６６の上
に重ねられて、使用に先立ち周囲の環境から試薬２０を
保護する。使用に続いて、カバー２４はサンプル６６の
上に重ねられ、試薬／サンプルの混合物の周囲の環境へ
の露出を防止する。図４〜５に言及すると、カバー２４
は、上面側２６と、第２の基板１４の第１の表面３４と
係合する下面側２８を含んでいる。カバー２４は、さら
に、第２の基板１４の第１の表面３４に結合された固定
端４２と、両端４２、４４の間をサンプル位置６６およ
び試薬２０を横切って延びる中間部４６を含んでいる。

【００２４】カバー２４は、約２ミル（０．０５ｍｍ）
〜約６ミル（０．１５ｍｍ）の厚さを有するメタライズ
されたポリエステル箔などの比較的高い耐磨耗性をもつ
材料から構成される。しかしカバー２４は、本明細書の
開示にしたがって光の透過を低減するのに適し、湿気お
よびガスに対して比較的通気性がない市場で入手し得る
種々の可撓性ポリマーから構成されてもよいことは認識
されるべきである。カバー２４として使用するために適
した材料には、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ（ビ
ニルクロライド）、ポリプロピレンが含まれるが、これ
らに限定されない。さらに図示されていないが、カバー
２４の頂部側２６は、本発明の開示にしたがって、たと
えば製品のラベルまたはインストラクションが印刷され
てもよいことは認識されるべきである。

【００２５】図６〜７に示されるように、接着剤５０
は、カバー２４の固定端４２と第２の基板１４とを永久
的に接着し、接着剤５２は、サンプル位置６６のまわり
で着脱可能（すなわち、粘着）を生成する。とくに注記
しない限り、本明細書において「永久的に」とは本質的
な変化または著しい変化なしに継続または持続すること
を意味する。そのうえさらに、接着剤５４は、カバー２
４の中間部４６を第２の基板１４に取り外し自在に保持
する。カバー２４の固定端４２を第２の基板１４に結合
する接着剤５０は、ホットメルト接着剤であることが好
ましい。接着剤５０は、第２の基板１４の第１の表面３
４および／または隣接する固定端４２の下面側２８の上
に分布されている。カバー２４が第１の表面３４に設け
られたのち、接着剤５０は固定端４２と第２の基板１４
とを接着し、その結果、バイオセンサ１０の通常の使用
において、固定端４２は第２の基板１４に接着されたま
まである。より詳しくは、固定端４２と第１の表面３４
との間の接着剤は、決して破壊されないことが意図され
ている。適切なホットメルト接着剤の一例として、ＨＬ
−７２７６、エチルビニルアセテート接着剤およびＨＬ
−０７０５−Ｓ、オレフィン系接着剤を挙げることがで
きるが、これらの材料に限られない。また、これらはい
ずれも、アメリカ合衆国、ミネソタ州、セントポールの
エイチ・ビー・フラー・カンパニーから入手することが
できる。ケースおよびカートンと融着（熱または超音
波）とのために設計された種々のホットメルト接着剤が
第２の基板１４に固定端４２を結合するために用いられ
てもよいことは認識されるべきである。

【００２６】カバー２４の中間部４６は、第１および第
２の接着剤５２、５４によって第２の基板１４に結合さ
れる。第１の接着剤５２は接着剤５０から離間された第
２の基板１４の第１の表面３４および／または隣接する
中間部４６の下面側２８の上に分布される。カバー２４
が第１の表面３４に設けられたのち、第１の接着剤５２
は中間部４６と第２の基板１４とを接着し、その結果、
バイオセンサ１０の通常の使用において、中間部４６と
第１の表面３４との間の接着剤は、使用に先立ち一度破
壊する。よって、バイオセンサ１０の保管中に、試薬２
０のまわりのカバー２４と第２の基板１４とのあいだで
封止が確立する。図５に示されるように、封止が一度破
壊されると、フィルム５５は第１の基板３４および／ま
たはカバー２４上に残され、接着剤５２はカバー２４お
よび第２の基板１４を再度封止しない。接着剤５２に適
用される適切なホットメルト接着剤の一例として、ＨＬ
−７２７６、エチルビニルアセテート接着剤およびＨＬ
−０７０５−Ｓ、オレフィン系接着剤を挙げることがで
きるが、これらに限定されることはない。また、これら
の材料は、いずれも、アメリカ合衆国、ミネソタ州、セ
ントポールのエイチ・ビー・フラー・カンパニーから入
手することができる。ケースおよびカートンと融着（熱
または超音波）とのために設計された種々のホットメル
ト接着剤が第２の基板１４に固定端４２を結合するため
に用いられてもよいことは認識されるべきである。

【００２７】またカバー２４の中間部４６は、第２の接
着剤５４によって第２の基板１４に結合される。第２の
接着剤５４は、感圧性を有し、取り外し可能（すなわ
ち、粘着剤）であり、再度封止可能な接着剤であり、第
２の基板１４に対してカバー２４の中間部４６を保持す
るために機能する。

【００２８】接着剤５４は第２の基板１４およびカバー
２４のどちらか一方には粘着し、他方には永久的に設け
られていてもよい。図示されているように、接着剤５４
は、第２の基板１４に永久的に設けられ、その結果、第
２の接着剤５４とカバー２４との間の封止は、カバー２
４の自由端４４が第２の基板１４から離れるように持ち
上げられたときに破壊される。バイオセンサ１０と共に
使用するために適切な感圧性の接着剤はカバー２４に対
して再度封止されることができ、その結果、カバー２４
はサンプル位置６６を横切って延びる。第２の接着剤５
４は、カバー２４の自由端４４から延びるタブ４８と実
質的に一列になった基板１４の端部から離間されている
ことが好ましい。タブ４８は、図３〜５および７に示さ
れるように、ユーザが第２の基板１４から離れるように
カバー２４の中間部４６を選択的に持ち上げることがで
きるように、ユーザによって容易に把持される。

【００２９】適切な感圧性接着剤の一例として、アメリ
カ合衆国、ミネソタ州、セントポールのエイチ・ビー・
フラー・カンパニーから入手することができるＨＬ−２
２６８を挙げることができる。しかし、この材料に限ら
れない。種々の感圧性接着剤のみならずフックおよびル
ープ型ファスナ、舌および溝ファスナなども、第２の基
板１４上に中間部４６を固定するために用いられてもよ
いことは認識されるべきである。

【００３０】本発明の試薬２０を組み込んだバイオセン
サ１０は、バイオセンサ自体より広いロール材を用いて
製造されることが好ましい。詳しくは、第１の基板１
２、トラック１６、１８、および第２の基板１４は、参
考として本明細書に盛り込まれた米国特許第５，７６
２，７７０号明細書に記載されているように組み立てら
れ、ロール６８に設けられる。ロール６８が解かれ、ホ
ットメルト接着剤５０、５２および感圧性接着剤５４
が、コンピュータ制御されたホットメルト分配ユニット
１０１を用いて第２の基板１４の第１の表面３４に塗布
される。本明細書の開示にしたがって、第２の基板１４
への接着剤５０、５２、５４を塗布するために、市場で
入手できる多くの分配ユニットが用いられてもよいこい
とは認識されるべきである。また当業者であれば、第１
の基板１２、トラック１６、１８および第２の基板１４
が公知の種々の技術を用いて組み立てられてよいことを
認識するであろうことも認識されるべきである。

【００３１】図８に示されるように、カバー２４もカバ
ー自体より広いロール７０に設けられる。ロール７０が
解かれ、切断ユニット１０２のスリット部１０２ａに供
給される。スリット部１０２ａにおいて、ロール７０の
カバー材が、各バイオセンサ１０に対して適切な幅に切
られる。さらに、ロール７０のカバー材は、切断ユニッ
ト１０２の切断／穿孔および配置ユニット１０２ｂに供
給される。ユニット１０２ｂにおいて、タブ４８および
カバー２４の輪郭は、ロール７０のカバー材から穿孔が
設けられ、カバーが接着剤５０、５２、５４に設けられ
て、一連の付着バイオセンサを形成する。これら付着バ
イオセンサは、切断されて個々のバイオセンサ１０を形
成する。市場で入手できる多くの分配ユニット、切断ユ
ニット、およびセンサパンチユニットが、本明細書の開
示にしたがってバイオセンサ１０を形成するために用い
られてもよいことは認識されるべきである。

【００３２】典型的には、複数のバイオセンサが、通常
薬ビンを封止するために形成された蓋と共に薬ビン内に
パッケージ化される。しかし、バイオセンサは個々にパ
ッケージ化されてもよいこと、またはバイオセンサが互
いに折り畳まれ、コイル上にロールされ、カセット容器
内に設けられ、ブリスタ・パッケージ内に収納されても
よいことは認識されるべきである。

【００３３】本発明のバイオセンサ１０は、つぎのもの
と共に用いられる。 １．作用電極および補助電極との電気的接続における電
源であって、作用電極と補助電極とのあいだに還元され
た形態のメデイエイタを拡散律速に基づいて電気−酸化
するために充分な電気的ポテンシャルを該作用電極と補
助電極とのあいだに供給し得る電源、および ２．作用電極および補助電極と電気的に接続した計測器
であって、叙上の電位差が印加された還元された形態の
メディエイタの酸化によって生成された拡散律速に基づ
く電流を測定するための計測器。

【００３４】該計測器は、通常、アルゴリズムを電流測
定に適用するのに適しており、これによって検体の濃度
が与えられ、視覚的に表示される。かかる電源、計測
器、およびバイオセンサシステムにおける改良が、米国
特許第４，９３６，８１４号（１９９０年１０月１６日
発行）、米国特許第４，９９９，６３２号（１９９１年
３月１２日発行）、米国特許第４，９９９，５８２号
（１９９１年３月１２日発行）、米国特許第５，２４
３，５１６号（１９９３年９月７日発行）、米国特許第
５，３５２，３５１号（１９９４年１０月４日発行）、
米国特許第５，３６６，６０９号（１９９４年１１月２
２日発行）、米国特許第５，４０５，５１１号（１９９
５年４月１１日発行）、および米国特許第５，４３８，
２７１号（１９９５年８月１日発行）に共通している主
題である。

【００３５】多くの液体サンプルが分析され得る。たと
えば、当業者であれば容易に明らかになる全血、血漿、
血清、リンパ液、胆汁、尿、精液、脳脊髄液、脊髄液、
涙液および便の検体のみならず他の生物学的液体は測定
されてもよい。組織の液体調製も、食物、発酵生成物お
よび環境汚染物質を含む環境物質と共に検定し得る。全
血は本発明によって検定されることが好ましい。

【００３６】使用の際、ユーザはタブ４８を持ち上げ、
第２の基板１４からカバー２４の中間部４６を分離し、
サンプル位置６６を開放して見えるようにする（図３〜
５参照）。ついで、液体サンプル１３３がサンプル位置
６６に置かれる。叙上のように、試薬２０がグルコース
を測定するための試薬である場合、検体を含むサンプル
１３３は、開口４０において試薬２０を分解して、検体
を酸化し、メディエイタの酸化した形態を還元する。検
体と試薬との間の反応は、反応の完結へと進むことを許
す。ここで反応の完結とは、検体、酵素、メディエイタ
（酸化された形態）を含む、検体濃度と、作用電極の表
面でメディエイタの還元された形態の酸化によって発生
した拡散が限定された電流とを相互に関連づけるために
充分な反応と定義される。

【００３７】反応が完結したのち、電源（たとえば、電
池）が電極間に電位差を加える。電位差が加えられる
と、補助電極におけるメディエイタの酸化された形態の
量と電位差とが、作用電極の表面においてメディエイタ
の還元された形態の律速の電気−酸化を惹起するのに充
分でなければならない。電流測定計（図示されていな
い）によって、作用電極の表面におけるメディエイタの
還元された形態の酸化によって発生した律速の電流が測
定される。つぎの要件が満足されるとき、測定された電
流はサンプル１３３中の濃度と正確に関連づけられ得
る。

【００３８】１．メディエイタの還元された形態の酸化
の速度は、作用電極の表面へのメディエイタの還元され
た形態の拡散速度によって左右される。 ２．生成された電流は、作用電極の表面におけるメディ
エイタの還元された形態の酸化によって制限される。

【００３９】検体の濃度が決定されると、ユーザはサン
プル位置６６上のカバー２４の中間部４６を押圧して、
第２の基板１４上をカバー２４によって閉鎖する。そう
すると、バイオセンサ１０の使用およびつぎの検定の完
結に先立ってサンプル１３３を封止する前に、再閉鎖可
能なカバー２４が貯蔵中のサンプル位置６６のために保
護カバーを与える。

【００４０】本発明の他の実施の形態にかかわるバイオ
センサ１１０が提供され、図９〜１１に示される。バイ
オセンサ１１０は、第１の基板１２上に設けられた絶縁
基板１１４、基板１２、１１４間に設けられたトラック
１６、１８、テスト試薬１２０、第２の基板１１４の一
部の上に設けられた試薬１２０上に位置づけられた第３
の基板１２２、および第３の基板１２２を超えて延びる
カバー１２４を含む。本実施の形態のバイオセンサ１１
０は、前述のバイオセンサ１０に類似してロール材から
製造される。

【００４１】つぎに図１１に言及すると、チャネル１４
０を含むように第２の基板１１４が形成される。当該チ
ャネル１４０は試薬１２０を受け取れる大きさであり、
サンプル位置１６６を規定している。本実施の形態の試
薬１２０は、その形状を除いて、前述の試薬２０に類似
して形成される。試薬１２０およびサンプル位置１６６
は、本明細書の開示にしたがって、さまざまな形状をと
ることができる。第２の基板１１４は、たとえばホット
メルト接着剤などの接着剤によって第１の基板１２、ト
ラック１６、１８および第３の基板１２２に結合され
る。かかるホットメルト接着剤としては、たとえばアメ
リカ合衆国、０８８７３ ニュージャージー州、サマー
セット、ピーオーボックス ６８２１、ダビッドソン
ストリート２２０のハルズ・アメリカ インコーポレイ
テッドから入手できるＤＹＮＡＰＯＬ Ｓ−１３５８
（商品名）を一例として挙げることができる。第１およ
び第２の基板１２、１１４が、本明細書の開示にしたが
って、市場で入手できる種々の接着剤または融着（熱ま
たは超音波）を用いて互いに結合されてもよいことは認
識されるべきである。

【００４２】チャネル１４０は、トラック１６、１８を
横切る液体サンプルの毛管流(capillary flow)を促進す
るような大きさとされる。チャネル１４０の長さおよび
幅はサンプル位置１６６の長さおよび幅を規定し、基板
１１４の厚さはテストチャンバの高さを規定する。サン
プル位置１６６は、約４ｍｍ〜約８ｍｍの長さと約４ｍ
ｍ〜５ｍｍの幅とを有するように形成される。約６ｍｍ
の長さと約４．５ｍｍの幅とを有するようにサンプル位
置が形成されることが好ましい。トラック１６、１８が
露出される程度が各電極の表面領域を決定する。この露
出の程度は、バイオセンサ１０に言及し前述の実施の形
態の如く変化してもよい。

【００４３】バイオセンサ１１０の第３の基板１２２
は、第２の基板１１４の一部の上に重ねられる。第３の
基板１２２は、第１の表面１７２と、第２の基板１１４
と対向する第３の表面１７４とを有している。

【００４４】図１０〜１１に示されるように、第３の基
板１２２が、サンプル口１６８とチャネル１４０と１列
に並ぶように位置決めされた空気口１７０とを含むよう
に形成される。サンプル口１６８は実質的に円形である
が、本明細書の開示にしたがって種々の形状を取りうる
ことは認識されるべきである。

【００４５】図９〜１１に示されるように、シンクパッ
ド１６０を受けとめる大きさの上昇された部位１５６を
含んでいることを除いてカバー２４に類似してカバー１
２４が形成される。図１０に示されるように、シンクパ
ッド１６０は、一般的に口部１６８と一列に並ぶ。シン
クパッド１６０は、カバー１２４がサンプル口１６８を
横切って延びるときに液体を吸収するように形成され
る。シンクパッド１６０は、アメリカ合衆国、ニューヨ
ーク州、ポート ワシントンのポール スペシャルティ
ー マテリアルズによって製造されたセルロース吸収性
の紙である。その代りとして、コンジュゲート・パッド
（conjugate pad）も「シンクパッド」として使用でき
る。該コンジュゲート・パッドは、アメリカ合衆国、ニ
ューヨーク州、ポート ワシントンのポール スペシャ
ルティー マテリアルズから入手できる。シンクパッド
をカバー１２４上の所定の場所に保持するために接着剤
５４が用いられる。

【００４６】選択的に、カバー１２４または第３の基板
１２２のいずれかに乾燥材が永久的に塗布されてもよ
い。カバー１２４が閉鎖位置において第３の基板１２２
に対して封止されているとき、適切な乾燥剤は試薬１２
０から湿気を除去する。乾燥剤の一例としては、アルミ
ナゲル、シリカゲル、分子ふるいタイプ(molecular sie
ve type)３Ａまたは３Ｂ、または硫酸カルシウムが含ま
れるが、これらに限定されない。乾燥剤は、アメリカ合
衆国、ニューヨーク州、バッファローのマルチソーブ
テクノロジーズ インコーポレイテッドから入手できる
ＤｅｓｉＭａｘ（商品名）ＳＬＦ乾燥剤であることが好
ましい。

【００４７】カバー１２４は、取り外し可能かつ再閉鎖
可能に第３の基板１２２に結合される。図１０に示され
るように、カバー１２４の固定端４２が第３の基板１２
２に固定され、接着剤１５２がカバー１２４の中間部４
６を第３の基板１２２に取り外し自在に固着する。接着
剤１５２は、サンプル位置１６６付近のカバー１２４と
第３の基板１２２とのあいだで初期封止を生成する。上
昇された部位１５６および空気口１７０へ接着剤が塗布
されることを除いて、接着剤１５２は接着剤５２と類似
して形成される。

【００４８】接着剤１５２は、第２の基板１４の第１の
表面３４および／または隣接する接着剤５０から離間し
た中間部４６の底部側２８の上を分散する。中間部４６
と第３の基板１２２との間の接着剤は使用に先立ち一度
破壊する。こうして、バイオセンサ１０の貯蔵中に試薬
１２０付近のカバー１２４と第３の基板１２２とのあい
だで封止が確立される。図１１に示されるように、封止
が破壊されると、接着剤１５２がカバー１２４および第
３の基板１２２を再び封止しないように、フィルム１５
７が第３の基板１２２および／またはカバー１２４の上
に実質的に残る。

【００４９】バイオセンサ１１０は、シンクパッドがロ
ールに位置づけられることを除いて前述の実施の形態に
かかわるバイオセンサ１０に類似して製造される。シン
クパッドのロールは、孔があけられ、接着剤で被覆さ
れ、カバー１２４の上昇された部位に置かれ、その結
果、シンクパッド１６０は第３の基板１２２と対向す
る。

【００５０】使用の際、ユーザは、カバー１２４のプル
タブ４８を上昇させて、第２および第３の基板１１４、
１２２からカバー１２４の中間部を分離し、サンプル口
１６８を開放して見えるようにする。ついで、液体サン
プル１３３がサンプル口１６８内に設けられる。サンプ
ル１３３が移動して、試薬１２０およびトラック１６、
１８を横切り、チャネルを通って広がる。検体と試薬２
０との反応は、叙上の実施の形態と同じである。検体の
濃度が決定されると、ユーザは接着剤５４を第３の基板
１２２に押圧すると、その結果、カバー１２４はサンプ
ル口１６８を超えて延びる。そうすると、際閉鎖可能な
カバー１２４は、使用前の貯蔵中、または使用後に衛生
的な条件を維持するためにバイオセンサ１１０に液体サ
ンプル１３３を封止するために、つぎの検定の完結に先
立ちサンプル口１６８のための保護カバーを与える。シ
ンクパッドは、バイオセンサ１１０の使用に伴ってカバ
ー１２４に接触して残っているサンプル１３３を吸収す
る。

【００５１】好ましい実施の形態を参照して本発明を説
明したが、添付の特許請求の範囲記載され、定義された
とおりの本発明の範囲および精神の範囲内で変形および
修正が存在する。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、サンプル位置を保護す
るために最初に開放したのちに閉鎖し得る再閉鎖可能な
バイオセンサを提供することができる。

【００５３】また、本発明のバイオセンサによれば、従
来技術において、使用前に湿気等の環境による化学的お
よび生化学的成分の劣化を起こさないようにするために
必要であった容器の使用が回避される。さらに、従来の
バイオセンサは、使用後、血液などの体液が衛生学上危
険となり得るか、産業廃棄物の問題を引き起こすのであ
るが、本発明のバイオセンサによれば、再閉鎖し得るの
で、かかる問題も有効に回避し得るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかわるバイオセンサ
の一例を示す分解斜視図である。

【図２】図１のバイオセンサの一部破断斜視図である。

【図３】基板から離れるカバーの動きを示した図２のバ
イオセンサの斜視図である。

【図４】基板から離れるカバーのさらなる動きを示した
図３のバイオセンサの斜視図である。

【図５】開放された位置へのカバーのさらなる動きを示
す図４に類似した図である。

【図６】図２のVII−VII線断面図である。

【図７】基板から離れるカバーの動きを示す図６に類似
した図である。

【図８】図１〜７のバイオセンサの組み立てを示す説明
図である。

【図９】基板上に設けられたカバーが封止位置にある状
態を示す本発明のさらなる側面にかかわるバイオセンサ
の斜視図である。

【図１０】基板から開放された位置に離れるカバーの動
きを示す図９に類似した図である。

【図１１】図９のバイオセンサの分解斜視図である。

【符号の説明】

１０ バイオセンサ １２、１４ 絶縁基板 １６、１８ トラック ２０ 試薬 ２２ メッシュ ２４ カバー ３０ 第１の表面 ３４ 第１の表面 ３２ 第２の表面 ３８ 第１の開口 ４０ 第２の開口 ４６ 中間部 ６６ サンプル位置 １１０ バイオセンサ １１２ 第１の基板 １１４ 第２の基板 １２０ 試薬 １２２ 第３の基板 １２４ カバー １６６ サンプル位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス ポール ウォーリング アメリカ合衆国、46256 インディアナ州、 インディアナポリス、シーブリーズ ウェ イ 10216 (72)発明者 ブライアン エス ヒル アメリカ合衆国、46268 インディアナ州、 インディアナポリス、サン フェルナンド ドライブ 4710、アパートメント・ シ ー（番地なし)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サンプル位置を含むように形成された基
   板、該基板上に設けられた導電性トラック、および第１
   および第２の端部と、該第１および第２の端部の間の中
   間部とを含むカバーからなる再閉鎖可能なバイオセンサ
   であって、前記カバーの第１の端部が前記基板に結合さ
   れ、前記中間部がサンプル位置の上を延び、前記基板に
   取り外し可能かつ再閉鎖可能に結合されてなることを特
   徴とするバイオセンサ。
2. 【請求項２】 サンプル位置を含むように形成された基
   板と、該基板上に設けられた導電性トラックと、該サン
   プル位置に位置づけられた試薬と、該試薬を横切るよう
   に延び、前記基板に取り外し可能かつ再閉鎖可能に結合
   されたカバーとからなる再閉鎖可能なバイオセンサ。
3. 【請求項３】 基板、該基板上に設けられた導電性トラ
   ック、該基板上に位置づけられた試薬、および前記基板
   に結合された固定端と、該固定端に対向する自由端と、
   前記試薬を横切り、前記固定端と自由端との間に延びる
   中間部とを含む開放自在かつ再閉鎖可能なカバーとから
   なる再閉鎖可能なバイオセンサであって、前記カバー
   が、前記試薬に対して部分的に接近を阻止するように操
   作されてなることを特徴とするバイオセンサ。