JP2004138619A - 試験線条体の過少配量の検出および補償方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、分析テストエレメントの過少配量の検出および必要な場合は過少配量の補償のための方法と、過少配量の検出に好適である分析装置およびテストエレメントを提供することである。
【解決手段】検査波長領域内の分析テストエレメントの照射により、テストエレメントの過少配量が確実に検出され、必要な場合は算出することができる。そのためにテストエレメントが、供給された試料量との接触に依存して検査波長領域内の放射線と相互作用をする検査物質を含有する。
【選択図】図１

Description

　本発明は、分析テストエレメントの過少配量の検出および必要な場合は過少配量の補償のための方法に関する。さらに本発明は、過少配量の検出に好適である分析装置ならびにテストエレメントに関する。

　今日の分析方法では、分析テストエレメントの測光評価が試料内の被分析体の濃度をすばやく同定する慣用の方法の一つである（たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６および特許文献７参照）。一般に測光評価は、分析、環境分析の分野および特に医療診断の分野で使用される。特に毛細管血からの血糖診断の分野で測光評価されるテストエレメントが非常に重要である。

　分析試験の実施時の一般的な傾向は試料量を低減することである。これは、しばしば試料量が極く少量しかないことで理由づけられている。たとえば血糖同定の分野では糖尿病患者自身から血液滴が指頭腹面から採取される。試験に必要な血液量の減少は、血液試料採取が被験者にとり痛みを少なくすることに寄与できる。これは特に、少量の必要試料体積によって、必要試料体積が多い場合よりも採血の穿刺を多少低く選択できるためである。

　被分析体と試料の本来の反応が進行するテストエレメントと特に検定区域の縮小が試料量の低減に結びついている。しかしながら信頼できる被分析体濃度同定のために測光検査面積の大きさが重要な役割を果たすので、測光評価テストエレメントのために検定区域の任意の縮小は実用的でないことが判明している。さらに、検定区域の測光検査面積は可能な限り完全かつ可能な限り均質に試料によって湿潤されることが重要である。しかしながら、これはまさに少量の試料体積ではしばしば最初から保証されていない。そのため各測定時に実際に充分に試料材が存在するか、および／または試料材が検定区域の平面均質染色をもたらすかを識別することが重要である。

　一般的に、現在市場で入手できる反射測光計と、それに適合する血糖テストエレメント（「試験線条体」）とからなる、いわゆる「ホームモニタリング」（“Home-Monitoring”）用に考案された測光血糖試験装置において、生じうる試験線条体の検定区域の過少配量の検出は、利用者により視覚的（たとえば、ライフスキャン・インコーポレーテッド社の“Glucotouch”（登録商標）、ロッシュ・ディアグノスティクス・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング社の“Accutrend”（登録商標）がこの場合である）または拡散反射値の測定によって２つまたはそれ以上の密に隣接するまたは部分的に重なる検定区域（「光点」）の区域の測定によって得られる拡散反射値の比較のいずれかで生じうる試験線条体の検定区域の過少配量の検出が行われる（これに関しては、たとえば特許文献１およびロシュ・ディアグノスティックス・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング社の製品“Glucotrend”（登録商標）参照）。

　目視検査法の場合は、検定区域の充分な湿潤の判定基準が満たされるか否かを決定する必要がある。特に視覚障害者の場合、事情によっては過少配量の試験線条体で測定誤りを引き起こしうる。必要体積が小さく、それにより面積も小さいときは、配量された試料量の目視検査が視覚健常者でもその限界にぶつかる。

　２つまたはそれ以上の隣接するまたは部分的に重なる光点の比較方法によって、非常に信頼できる過少配量の検出を実現することができる。しかし検出された過少配量は、常に過少配量のテストエレメントで測定装置から測定結果が出力されないことを生ぜしめる。さらに２つまたはそれ以上の隣接する光点は、光点に比べ強制的に試料液で覆う必要のある面積の拡大と共に必要試料体積の拡大を引き起こす。

　特許文献６には、テストエレメントの検定区域の湿潤率の検出および検査、試料液による湿潤に起因する透明性の増加および検定区域の拡散反射の減少を同定することが提案されている。そのためにまず乾燥した非湿潤検定区域が照明され、拡散反射が装置により検出される。テストエレメントの湿潤によって拡散反射値が完全な湿潤時にプラトー値に達するまで拡散反射もしくは測定した拡散反射値の減少が行われる。拡散反射のプラトーが検査装置によって記録されると、テストエレメントへの試料供給が中断される。試料量の検出後、同じ光学系を利用して、被分析体依存性の色素形成によって生じるテストエレメントの拡散反射値が測定される。色素形成試薬と被分析体の反応が終了すると、被分析体依存性の拡散反射変化が同様にプラトー値に達する。

　被分析体濃度は、被分析体依存性の拡散反射値（プラトー値）を用いて算出され、テストエレメントの完全湿潤時に測定されるプラトー値が併せて考慮される。したがって被分析体濃度の計算は、供給した試料体積を考慮して行われる。湿潤が完全に行われないときは、検定素子の過少配量を検出し、実際に存在する試料量を同定する拡散反射の減少の範囲を可能にする。

　テストエレメントの検定区域の湿潤によって引き起こされる拡散反射変化の測定ならびに被分析体依存性の拡散反射変化の測定のために各々の測定に同じ放射源、放射経路および検出器を提供する光学構造が使用される。これは結果的に、被分析体の濃度同定が多数の連続する測定によってのみ可能であり、それによって各プラトー値の同定を可能にする。

　さらにこれは、たとえば第１プラトー値の到達時の試料供給の中断を保証できるように装置が構成されることを前提とする。

　したがって測定方法ならびに装置の構造は費用がかかり、かつ複雑であることが証明されている。

　さらに特許文献７から、水性試料液を用いる分析テストエレメントの充分な湿潤の検出方法が公知である。この方法は、生じうる過少配量の検出のほかに、同様に実際にテストエレメントに供給される試料体積の評価を行うことに利用できる。この方法は、特に赤外スペクトル領域内で試料液中の水分の光学吸収性質を利用し、それによって水性試料液での使用に制限される。さらに、水分の吸収帯に基づき、その構造がしばしば高額であることが証明されているＩＲ光学系が必要である。

欧州特許出願公開第０８１９９４３号明細書 米国特許第６０３６９１９号明細書 独国特許第３１３０７４９号明細書 米国特許第５８４６８３７号明細書 国際公開第０１／４８４６１号パンフレット 米国特許第ＵＳ５１１４３５０号明細書 国際公開第８３／００９３１号パンフレット

　本発明の課題は、先行技術の欠点を取り除くことである。特に本発明は、そのために高額の光学系または方法を必要とすることなく、配量誤りを高い精度で検出する方法ならびに装置を提供する課題を基礎においている。

　この課題は、発明の目的を独立の特許請求の範囲で特徴づけているように本発明の目的によって解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載する。

　本発明の目的は、テストエレメントの評価領域内で試料量を算出する分析装置である。この分析装置は、検査物質が試料基質との接触に依存して照射と相互作用をする検査波長領域内で放射線が放出される照明ユニットを含む。さらにこの装置は、検査物質と相互作用をし、それによって検出値が発生される放射線を検出する検出器を含む。

　評価装置を利用して試料量を試験領域の評価領域内で同定することができる。そのために検出した放射線が評価領域内の公知の試料量で検査物質の既知の検出値と比較され、試料量の算出のために考慮される。

　さらに試料量を検出するテストエレメントが本発明の目的である。テストエレメントは、試料の被分析体と相互作用をし、それによって検出波長領域内での試験領域の照射時に分析特異的な試薬が被分析体濃度に依存して放射線と相互作用をする試薬を含む試験領域を含む。テストエレメントに供給された試料量を検出するために、テストエレメントは、さらに試料の試料基質と相互作用をし、それによって試験領域の照射時に検査波長領域内で検査物質が試験領域に供給される試料量に依存して放射線と相互作用をする試験領域内の検査物質を含む。

　本発明による装置または方法を利用して、確実にテストエレメント上の配量誤りを検出することが可能である。この場合、実際に供給された試料量もしくはテストエレメント上の覆い率が好ましく算出され、それによって配量誤り時に修正計算を行うことができ、利用者が新たな血液供給を強制されない。しかし覆い率が所定の閾値を下回るとき、修正計算にもかかわらず測定値の精度を保証できないので、別の有利な実施形態において測定値評価が中断される。

　本発明によれば、試験領域への試料の照射後に発光の放出の時間的推移が知られたときは、測定条件をそれに対応して事前に決定することができ、それによって発光強度から供給した試料量を推論することができる。たとえば測定時点が常に検査物質の励起後４秒で行われることによって、これを実現することができる。公知の試料量で測定した発光強度から、そこで測定した発光強度で試料量を推論することができる。

　検査物質の好適な選択によって検査波長領域を自由に選択可能であり、たとえばＩＲ領域内で測定する必要がない。それによって装置光学系の構造をコスト的に有利に維持することができる。さらにＩＲ領域内で妨害する水帯の重畳を回避できる。

　用語「検査物質」は試料基質との接触時に該試料基質と相互作用をする物質を含む。試料基質と検査物質の接触は、ここで検査波長領域内での検査物質の照射時に試料量に依存して変化する検出値が検出される仕方で行われる。たとえば検出値の変化は、試料基質との接触時に検査物質の物理的および／または化学的性質の変化によって惹起される。

　検出値とは、ここでテストエレメントの照射後に、たとえばテストエレメントから反射、透過または放出された放射線によって発生される値と解される。

　放射線がテストエレメントから反射または透過されるとき、検出値の変化は、たとえば検査物質の吸収挙動の変化によって理由づけることができる。この場合、たとえば検査物質が試料基質との接触時に検査波長領域内で吸収する色素を形成することが考えられる。検出値は、その場合に形成された色素に依存するテストエレメントから反射または透過した放射線によって発生される。さらに検査物質が、たとえば発光物質を含有し、それによって試料基質と検査物質の接触時に検査波長領域内の照射によって発光体が励起され、この発光体の強度を供給した試料量によって同定することも考えられる。

　用語「試料基質との接触もしくは相互作用」とは、本発明の意味において試料基質と検査物質の相互作用のあらゆる可能な形態と解される。検査物質が発色剤であるときは、たとえば色素は化学反応またはファンデルワールス相互作用に基づいて形成することができる。形成された色素の吸収が次に試験領域の評価領域内で測定され、これが供給された試料量の基準とみなされる。検査物質が発光物質であるときは、同様に発光体を妨げるおよび／または可能にする試料基質とのあらゆる可能な相互作用が考えられる。この場合たとえば発光物質を検査物質として使用し、その発光挙動を試料基質との接触時に（たとえば発光体の急冷によって）変化させることが可能である。同様にまず試料基質との接触時に発光する能力をもつ物質を使用してもよい。上述のように用語「試料基質との接触」は、それによって特に発光体の強度が単に検査物質の分子と試料基質分子の衝突によって妨害されることを含む。したがって検査波長領域内の放射線と検査物質の相互作用は、直接的（たとえば色素または発光物質の形成による）または間接的（たとえば急冷工程による発光体の強度変化）で試料基質との接触による依存性をもたせることができる。

　基本的にこの方法は、試料基質との接触によって検査物質の相互作用の測定可能の変化が放射線によって惹起され、この測定可能の変化が供給された試料量への逆推論を可能にする限り、試料基質と検査物質の特定の相互作用に制限されず、さらに試料量に依存して電磁放射線と検査物質の相互作用に影響する過程にも制限されない。

　用語「試料量」は、本発明の意味において、たとえば供給した試料の絶対体積または量表示と解することができる。しかしながら、しばしば絶対試料量が同定されず、好ましくは充分な試料供給を推論させる試験領域の覆い率で同定される。一般的に試料量の基準として、被分析体特異試薬と相互作用をする試料量を推論させる多数の可能性が考えられる。先行技術では、たとえば試験領域の覆い率に基づき被分析体特異試薬と接触する試料量を推論する被分析体同定方法が記載されている。たとえば、このような方法および装置は特許文献１に開示されている。

　テストエレメント上の試料量の精密な同定に基づき、本発明による方法もしくは装置は、好ましくは被分析体濃度の同定に使用される。この場合、本発明は特に最新の分析法の枠内で、特にホームモニタリング分野で好適であることが証明されている。この適用分野では、特に装置的に高額の条件を指定されることなく、試料量の低減にもかかわらず精密に被分析体濃度を同定することが重要な努力目標であるので、分析装置に特別の要求が課されている。しかし疑う余地なく特別のホームモニタリング装置は、しばしば不慣れなかつ高齢の利用者によって操作され、その際しばしばテストエレメントへの試料の配量誤りを生じる。本発明による装置は簡単な機器構造を可能にし、それによって分析装置に要する生産コストが低くなり、患者にとってもホームモニタリング装置として支払う余裕がある。本発明による装置／方法によって、分析に必要な試料量の低減を図ることができるので、患者に負担がかかる採血が省かれることになる。その場合まさに少量の試料からの濃度同定において、すでに結果的に試料量の僅かな変動が濃度検査で相当大きな誤りを生じることになるので、配量誤りが重大になることが考慮される。

　この種の配量誤りは、本発明による装置の好ましい実施形態により、上述のように、評価領域内で公知の試料量の検査物質の既知の検出値と検出した放射線の比較によって検出される。この場合、既知の検出値との比較は、試料量の詳細な定量化を行うことなく、単に既知の吸収値の超過または低下を記録することによって有利に行うことができる。

　しかしながら本発明による解決策において、好ましくはテストエレメントの評価領域の過少配量を確実に検出できるだけでなく、（好ましくは一定の閾値まで）補償することもできる。したがって利用者には、配量誤りの場合の新たな採血が省かれる。

　本発明の意味における過少配量は、テストエレメントの表面の被験区域（評価領域）が完全に試料液で覆われない場合に生じる。したがって、たとえば拡散反射測光で評価される面積が全面的に被分析体検定反応に提供されず、その一部のみが提供される。被分析体検定反応の吸収は、その場合誤った多すぎる試料量に関係し、それによって低すぎる濃度が測定値として出力される。本発明による装置は、実際に出力された試料量を考慮して測定値を修正する。

　用語「評価領域」は、この場合照明ユニットによって照射される試験領域の領域を含み、たとえば試験領域と等しくてよく、試験領域の完全な照射が行われる。

　実際の過少配量の検出および補償のほかに、さらに検定素子内の試料分布で少なすぎる試料液に還元されない不均質性も考慮される。検定素子内のこの種の不均質性は、たとえば製造に制約されている。

　本発明の枠内で用語「試料」とは、特に血液、唾液、尿のような体液または血清、血漿、希釈した血液−、唾液−または尿試料のような体液から派生した液体と解される。

　試料からの被分析体の同定は先行技術で充分に、たとえば血液からのグルコース同定に関しては特許文献２または血漿からの酵素同定に関しては特許文献３から公知であるような、たとえばテストエレメントを用いて行われる。被分析体は、この場合有利にはテストエレメント中に存在する試薬と反応し、被分析体濃度に依存して色素を形成する。被分析体濃度は、測定した色素の吸収に基づき算出される。吸収の測定は、たとえば反射測光式に行われるが、透過または蛍光の測定も可能である。一般的に本発明による装置／方法は、拡散反射測定に制限されず、別の変形体も併せて包含している。

　好ましい実施形態において、被分析体の測定に提供される拡散反射移送は可能な限り大きく選ばれる。これは拡散反射移送が反射測光測定の精度に大きく影響するので、最小および最大の被分析体濃度の拡散反射値の間隔が最大になることを意味する。拡散反射移送は、この場合検定素子の試料液で覆われた面積に比例する。検査物質として発色剤を使用するときは、特に選択した波長（検査波長領域）で検査した評価領域の完全湿潤時に可能な限り少ない拡散反射、好ましくは零の拡散反射が観察されるように、覆い率に依存して形成した発色団の色を選ぶことが好ましいことが判明しており、それによって拡散反射値の大きい差とともに実際に湿潤された検定素子の面積の精密な同定が達成される。特に有利には、そこで試料の非存在下に可能な限り高い拡散反射が得られるべきである。

　実際上、試料液で覆われた検定素子の面積の下限閾値を確定することが望ましい。好ましい実施形態において、算出した試料量の値がこのような事前に記憶された閾値と比較される。この閾値までは測定の精度が測定系の品質要求に相当するため、この閾値の下方の値に対する測定値の出力は抑制されるべきである。

　見出された拡散反射と実際に湿潤した面積とのあいだの関係は、自体公知の方法で測定装置に記憶し、または測定装置に使用するテストエレメントの他の装荷特異的なデータとともに、たとえばバーコード、ＲＯＭキーを利用してまたは入力キーボードを介して引き渡すことができる。

　検査物質として、本発明の意味において、たとえばフルオレセインを使用することができる。

　試料基質との接触時、フルオレセインは試料基質中に含有される水分によって加水分解される。それに続きフルオレセインが発光のために励起され、試験領域の湿潤に依存する増加した発光強度が現れる。

　さらに、本発明の意味における検査物質として、容易に観察可能の色変化によってテストエレメント内の試料の存在を示す発色剤を使用してよい。試料の存在に基づきその色を変化させる物質は多数公知である。この場合本発明にとっては、試料がどのような仕方で色変化の能力をもつ物質と相互作用をするかは二義的な重要性をもつにすぎない。この場合、色変化の規模が評価領域の試料量もしくは覆い率と相関関係にあることが重要である。そこで好ましくは検査物質と接触する試料量から試薬と相互作用をする試料量を推論することができる。

　試料が試験領域に供給されなかったとき、好ましくは検査波長領域内の検査物質は放射線と相互作用をしない。試料供給後、検査物質はさらに好ましくは検出波長領域内で相互作用をしない。検査物質として発色団が使用されるとき、検査波長領域は、好ましくは５００および６００ｎｍのあいだ、有利には５７２ｎｍにある。

　本発明の意味における試料基質とは、被分析体と呼ばれず、充分な量で試料中に存在する全ての試料成分と解される。たとえば用語「生物学的液体用の試料基質」は水分を含有してよく、それによって試料基質中に含有される水分が発色剤を含む試験領域内で色素を形成する。

　色変化とは、ここでは化学結合が試料液の存在下にその色を変化（色変化）させ、無色から有色状態へ移行（色の発生）し、または逆に有色から無色状態へ変化（色の消滅）すると解されるべきである。

　好ましくは、化学結合が試料液の存在下に有色から無色状態へ移行する。理想的な場合は、ここでこのように発生した発色団の波長で測定した拡散反射が実際に試料液によって湿潤された試験線条体の検定素子の面積と逆比例する。

　この場合、たとえば２層から形成されるテストエレメントが使用される。この層化構造によって、検出した試料量もしくは試験領域の覆い率が被分析体特異試薬と接触する試料量への逆推論を可能にすることが保証される。たとえば多層テストエレメントは、特許文献２および特許文献４に記載されている。被分析体特異試薬は、たとえば２−リン−１８−モリブデン酸（Ｐ₂Ｍｏ₁₈Ｏ_x）であり、グルコース濃度の同定に用いられる。

　試料中に存在するグルコースは、色素の形成下に試薬と反応する。分析装置を利用して、初めに被分析体依存性の色素の吸収が２−リン−１８−モリブデン酸の実施例において第１波長領域６６０ｎｍで測定され、それによってグルコース濃度を同定できる。それに続きまたは被分析体依存性の色素の検出前に、検査波長領域内で測定が行われ、たとえば被分析体依存性の色素の吸収が検出される。試料量の同定用のテストエレメントの有利な実施形態において、試験領域が被分析体依存性の発色剤としてクロロフェノールレッドを含有する。試験領域に試料、たとえば血液の塗布後、全血中に含有される水分によってクロロフェノールレッドのスルホン酸基が開環し、吸収最大値５７２ｎｍをもつ色素が形成される。

　５７２ｎｍでのクロロフェノールレッドの吸収の検出後、測定した吸収値が所定の公知の試料量でクロロフェノールレッドの吸収値と比較される。クロロフェノールレッド相互の吸収値の比較によって血液試料の試料量を推論できる。計算した試料量は、それに続きグルコース同定で併せて考慮され、それによって算出したグルコース濃度が塗布した試料量を考慮して正確に算出される。したがってそのために好ましい分析装置は、少なくとも２種類の波長領域内で放射線を放出できる照明ユニットを含む。

　したがって試料量を同定する測定は、好ましくは分析同定と異なる波長領域で行われる。これは特に試料量に対しても分析同定に対しても最大の拡散反射移送を可能にし、その結果この方法の精度が最適化される。

　さらに、テストエレメントの評価領域内の試料量の算出方法が本発明の目的である。

　この方法は、テストエレメントの試験領域への試料の照射を含む。ここでは検査波長領域内で試験領域の少なくとも１つの評価領域が放射線によって検出される仕方で試験領域が照射される。テストエレメントの試験領域は、検査物質が試料基質との接触に依存して検査波長領域の電磁放射線と相互作用をする仕方で試料の試料基質と相互作用をする検査物質を含有する。検査物質と相互作用した放射線の検出が行われ、それによって検出値が発生される。評価領域内の公知の試料量で検査物質の既知の検出値と検出した放射線の比較によって、評価領域内の試料量が算出される。

　この方法の好ましい実施形態は上記のように生じる。装置とテストエレメントの有利な実施形態は、この方法の実施に好適である。

　本発明は、図および以下の例によってより詳しく説明する。

　以下、簡略性と明晰性のために、検査物質として発色剤を使用する場合、評価領域内の試料液の存在の指標および基準として利用する化学結合が試料接触なしの無色状態から試料接触による有色状態へ移行する常に有利な場合を記載する。もちろん本発明は前記場合に制限されていない。類似の考察によって、本発明は問題なく「色変化」および「色の消滅」の場合に転用することができる。これらの場合が明確に併せて包含されるべきである。

　図１に示した分析装置１は、テストエレメント２および評価装置３を含む。テストエレメント２は、試験線条体４として伸長した合成樹脂から製造する支持箔５と、この支持箔５の上部平坦側６に固定した試験領域７とによって形成される。

　テストエレメント２は、開口部１０を通して評価装置３のハウジング１１の中へテストエレメント保持具（図示せず）に挿入され、測定位置に位置決めされる。評価装置３は、回路基板１４と集積回路１５とによって実現される測定および評価電子機器１３を含む。測定および評価電子機器１３に接続されて好ましくは発光ダイオード（ＬＥＤ）として実現した光送信機と、好ましくは光学測定装置の構成要素（図示せず）であるフォトダイオードとして実現した検出器である。

　図２は詳細に、たとえば特許文献５に記載された光導性テストエレメントを備えた分析装置での本発明による方法の応用を示す。この場合、この種の装置で過少配量を検出する先行技術の常法はしばしば適用できないので、本発明による方法および装置の適用は特に好ましいことが判明している。

　分析の実施のために、試料液２１の液滴が支持箔５から離間した試験領域７の側（上側）に塗布される。試料の塗布は、測定位置で位置決めしたテストエレメント２の第１部分区間２２だけがハウジング１１の中にあり、他方、試験領域７を含む第２部分区間２３がハウジング１１から突出し、そのため簡単に近接できることによって容易になる。液体は、試験領域７の中に含有される試薬の溶解下に浸透する。

　試薬系と試料中に含有される被分析体の反応は、光学的に測定可能の変化、特に色変化を惹起する。測光評価のために、試験領域７の評価領域２４の照射時に、第１波長の一次光によって拡散反射した二次光の強さが測定される。これは図示した光導性テストエレメントで試験線条体２と、それと共に作用する光学測定装置１８の部分の特殊形成によって行われる。

　支持箔５は少なくとも１つの光学系光導層２６を含む。その光輸送が総反射に基づく光導素子に関する詳細な情報は、関連文献から読み取ることができる。

　図示した例において、試験線条体２はグルコース濃度の同定に使用され、そのために試験領域に試薬２−リン−１８−モリブデン酸を含有する。この試薬はグルコースと反応し、約６６０ｎｍで吸収する有色錯体を形成する。グルコース濃度の検定のために試験担体に使用される試薬は、先行技術で充分に公知であり、特に特許文献２に記載されている。基本的に、好ましくは検出波長が検査波長領域から区別される試薬系のあらゆる別の形態が当然考えられる。さらに検出波長領域が事前に試薬と相互作用することなく、直接その検出波長領域内で同定する被分析体を検出する可能性もある。

　テストエレメント２は、さらに同様に試験領域７に存在する発色剤を含有する。試料中に存在する水分によって発色剤が試料供給２１後に色素クロロフェノールレッドと反応する。

　試験線条体２がここで分析装置１によって評価されるときは、初めに放射線が検出波長領域６６０ｎｍで放出され、試験領域７から反射した放射線が試料中に存在するグルコース濃度に依存して検出される。検出した信号強度は、まず測定した試料中に存在する絶対グルコース量に相当する。それに続き試験領域が検査波長領域約５７２ｎｍで照射される。この波長領域内でクロロフェノールレッドが水分の存在下に吸収され、試験領域７が完全に試料２１で覆われると、直ちに殆んど全く拡散反射が検出されなくなる。

　上記例では試料２１が血液滴であるため、試料中に充分に水分が存在し、発色剤が試料に接触すると、直ちにこの発色剤の完全置換が行われることを前提にしてよい。基本的に、発色剤と相互作用し、色素を形成する試料基質の多様な内容物質を考えることができる。この場合は単に、試料基質の相互作用物質が充分な量で存在し、それによって試験領域が試料に接触すると、直ちに試料量に依存する所定の色素の吸収が生ずることに注意するだけである。

　たとえば水分が直接検出される先行技術と異なり、本発明による検査物質の使用によって、検査波長領域を自由に選択可能であり、不連続の吸収帯を提供する。それによって、たとえば重なりが生じうる純水の妨害的な吸収帯を、波長領域の好適な選択によって回避できる。

　検査波長領域内の色素の検出信号が記録され、たとえば試料による試験領域の完全な覆い時の色素の吸収値（検量値）と比較される。検量値と測定した吸収値の比較によって、試料の体積を計算し、これを直接算出することが可能である。それに続き事前に算出したグルコース量が試料量に関係し、それによってグルコース濃度の正確な同定が生じる。これは利用者にディスプレイ２０を介して通知される。測定品質がそれ以上保証できない範囲で試料の過少配量が行われると、供給した試料量が記憶された閾値を下回る。閾値の下回りが装置によって確定されると、測定結果の出力が拒絶され、利用者はディスプレイで無効の測定を知らされ、測定を繰返すことが要求される。

　図３は、様々な大きさの試料体積の測定時に試験領域内で検出されるクロロフェノールレッドの様々な吸収帯３０および３４である。図３の図示で、ここで波長領域ｎｍが１００％拡散反射から始まる拡散反射に対して、テストエレメントによる吸収が行われず、試料がテストエレメントに供給されないときに記録される。

　クロロフェノールレッドの吸収最大値３１は、上述のように５７２ｎｍである。充分に試料がテストエレメントに供給され、試験領域が完全に覆われるときは、色素が光を吸収し、光の拡散反射最小値が９〜１３％の範囲で検出器によって記録される。拡散反射が前記範囲で測定され、ほぼ完全な光の吸収が行われるときは、充分に試料がテストエレメントに供給されている。しかし光強度が所定の拡散反射値（たとえば１５％）を上回るときは、充分に試料が試験線条体に供給されず、試験線条体が過少配量されている。しかし分析装置に依存して、その値からテストエレメントが過少配量とみなされる拡散反射値を変化させることができる。好ましくは、たとえばテストエレメントの過少配量がすでに３％拡散反射で記録される。測定した拡散反射に基づき、初めにグルコース濃度を計算しうる前に供給した試料量もしくは試験領域の覆い率を推論しなければならない。試験領域の完全な覆いが記録される検出値によって、測定した拡散反射値で試験領域の覆い率を推論することができる。

　ここで測定した拡散反射と、試験領域もしくは供給した試料量の覆い率とのあいだに線形的な関係が現れる。

　領域（３２）６５０ｎｍおよび９００ｎｍによる第２測定において、ここで被分析体特異試薬の吸収が測定される。試料中に含有されるグルコースの絶対量に依存して、光は様々な強度で吸収される。図３は、絶対グルコース量の減少時の拡散反射の上昇を具体的に示す。絶対グルコース量の減少は、図示した例において試料量の減少によって、したがって試験領域の不充分な覆いによって、各試料内の同一のグルコース濃度で達成される。

　たとえばグルコース濃度の同定のために７５０ｎｍで拡散反射が測定されるとき、７５％の拡散反射値の充分な試料量でグルコース濃度が推論される。しかし過少配量した試験領域での同一の試料の測定は、拡散反射が８５％および９０％拡散反射のあいだで生じるため、誤って低すぎるグルコース濃度を推論させることになろう。したがってグルコース濃度は、測定した絶対グルコース量と試験領域の算出した覆い率とを考慮して同定されなければならない。

　しかし光強度が検査波長領域内で閾値３５を超えるときは、グルコース測定値の修正にもかかわらず算出した覆い率分だけグルコース濃度の同定に信頼性がなく、充分な正確さのないことが証明されることになろう。このような過少配量は、たとえば試験領域の１／３未満が覆われる場合に生じる。利用者には対応する拡散反射値の超過時にグルコース濃度がそれ以上示されず、その代わりに利用者が繰返し試料供給を要求される。

　図４は、類比的に発光の検出に基づき実施される過少配量の検出の本発明による方法を具体的に示す。有利な実施形態は上述のように生じ、この場合も閾値の超過／低下時に測定値の修正を行わなければならず、もしくは測定値の出力が拒絶される閾値を同定することができる。たとえば発光測定に基づくこの種の方法は、血液中のグルコースの同定に使用される。

　図示した例で、フルオロスホル（Fluorosphor）、フルオレセインを含むテストエレメントの試験領域が検査物質として調製される。グルコースの検定用の被分析体特異試薬として、試験領域は物質ＮＡＤ⁺を含有する。試験領域への血液試料の供給によって、発光団は試料中に含有された水分と反応し、フルオレセインが検査物質として加水分解される。

　図４は、試験領域への血液試料の塗布後および励起波長による試験領域の照射後の発光強度の時間的推移を示す。試料基質との接触後、加水分解に基づくフルオレセインの発光強度が変化する。試験領域が４８５ｎｍで照射されると、専ら加水分解されたフルオレセインの励起が行われ、それによって試験領域から約１秒後に範囲＞５７０ｎｍで発光放射線が放出される。好ましくは、発光強度は試験領域の照射後約４秒で測定される。試料基質と接触する検査物質の一部だけが励起されるので、発光放射線の強度は供給された試料量に依存することが明らかである。少なすぎる試料が試験領域に供給されたときは、フルオレセインが完全に加水分解されず、低減した発光強度を生じる。試料による試験領域の湿潤と発光強度とのあいだに線形的な推移がある。供給された試料量が、図４の曲線推移１および２に示したように、あまり区別されないときは、それに対応して発光強度の僅かな差が生じる。さらに供給された試料量が減少されるときは（曲線推移３および４参照）、これは対応して発光強度の低減を引き起こす。

テストエレメントを含む分析装置である。 光導性テストエレメントを含む分析装置である。 波長領域５５０ｎｍから９５０ｎｍまでのクロロフェノールレッドの吸収帯を示すグラフである。 フルオレセイン４２０ｎｍによる発光測定結果を示すグラフである。

符号の説明

　　　　１　分析装置
　　　　２　テストエレメント
　　　　３　評価装置
　　　　４　試験線条体
　　　　５　支持箔
　　　　６　上部平坦側
　　　　７　試験領域
　　　１０　開口部
　　　１１　ハウジング
　　　１３　評価電子機器
　　　１４　回路基板
　　　１５　集積回路
　　　１８　光学測定装置
　　　２０　ディスプレイ
　　　２１　試料液
　　　２２　第１部分区間
　　　２３　第２部分区間
　　　２４　評価領域
　　　２６　光学系光導層
３０、３４　吸収帯
　　　３１　吸収最大値

Claims (18)

1. テストエレメントの評価領域内の試料量の算出方法であって、
   試料がテストエレメントの試験領域に供給され、試験領域の少なくとも１つの評価領域が放射線によって検出される検査波長領域内の前記試料の照射と、
   前記照射において検査物質が試料基質との接触に依存して検査波長領域内の電磁放射線と相互作用をする仕方で、試験領域が試料の試料基質と相互作用をする検査物質を含み、
   放射線が検査物質と相互作用をし、それによって検出値が発生される前記放射線の検出と、
   評価領域内の公知の試料量で検査物質の既知の検出値と検出した放射線の比較による評価領域内での試験量の算出とを含む方法。
2. 評価領域内にある試料量が閾値を下回るかまたは上回るかの検査を実施するために、閾値と検出した放射線の比較によって試料量の算出が行われる請求項１記載の方法。
3. 試料が評価領域を覆わないとき、検査物質が検査波長領域内で本質的に放射線と相互作用をしない請求項１記載の方法。
4. 試料内の被分析体の分析に利用され、被分析体特異試薬が試験領域内でこの方法により被分析体と相互作用をし、それによって検出波長領域内で被分析体濃度に依存して検出値が検出される請求項１記載の方法。
5. 検査物質と接触する試料量から試薬と相互作用をする試料量が推論される請求項４記載の方法。
6. 検出した試料量を考慮して被分析体の濃度が算出される請求項４記載の方法。
7. 検査物質が検出波長領域内で本質的に放射線と相互作用をしない請求項４記載の方法。
8. テストエレメントの評価領域内で試料量を算出する分析装置であって、
   検査物質が試料基質との接触に依存して放射線と相互作用をする検査波長領域内で放射線を放出する照明ユニットと、
   放射線が検査物質と相互作用をし、それによって検出値が発生される前記放射線の検出用の検出器と、
   評価領域内の公知の試料量で検査物質の既知の検出値と検出した放射線の比較による試験領域の評価領域内の試料量の算出用の評価ユニットとを含む分析装置。
9. 少なくとも２種類の波長領域内で放射線を放出する照明ユニットを含む請求項８記載の分析装置。
10. 波長領域が５００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲または３６０ｎｍから５００ｎｍまでの範囲にある請求項８記載の分析装置。
11. グルコース濃度の同定に使用される請求項８記載の分析装置。
12. 試料量の検出用のテストエレメントであって、
    被分析体特異試薬が試料の被分析体と相互作用をし、それによって検出波長領域内の試験領域の照射時に前記試薬が被分析体濃度に依存して放射線と相互作用をする、被分析体特異試薬を含む試験領域を含有し、
    検査物質が試料の試料基質と相互作用をし、それによって試験領域の照射時に検査波長領域内で検査物質が試験領域に供給される試料量に依存して放射線と相互作用をする試験領域内の前記検査物質を含むテストエレメント。
13. テストエレメント内の検査物質が発光物質である請求項１２記載のテストエレメント。
14. 検査物質が発色剤である請求項１２記載のテストエレメント。
15. 試料基質との接触により、試料が本質的に完全に評価領域を覆うと、直ちに検査波長領域内で本質的に完全に吸収する色素が形成される請求項１４記載のテストエレメント。
16. 検査物質が試料基質中に含有される水分に反応する請求項１２記載のテストエレメント。
17. 請求項１２、１３、１４、１５または１６記載のテストエレメントを含む請求項１１記載の分析装置。
18. 請求項８、９、１０、１１または１７記載の分析装置を用いて実施される請求項１記載の方法。

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