JP2009544031A - 磁性粒子移動の電気化学的検出 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一実施例は、流体中の粒子の外部場に対する移動度を電気化学的に監視する方法で、電気化学セル内の流体の電気特性を監視し、流体は外部から印加される場の影響によって移動し得る粒子を含み、外部場により誘発された粒子の動きに起因する電気特性の変化を観察し、観察する電気特性の大きさの変化から流体の物理的状態の変化を推測する方法である。
【選択図】図1
Description
本発明の一実施例は、少量のサンプルを使って血液の凝固時間を測定する装置の構成に用いることができる。このような装置はワルファリン療法におけるポイントオブケアまたは家庭での監視に好適である。サンプルの凝固点は反応混合液中の粒子の動きの欠如により検出する。粒子は一般に磁性体または常磁性体で、磁界によって動かされる。粒子の動きは電流制限電極(作用電極)の電流制限電気活性種の凝縮を一時的に増加させ、反応混合液中を流れる電気化学電流の上昇を引き起こすことができる。反応混合液が凝固すると、粒子が動けなくなり、一時的な電流の上昇が発生しなくなる。この粒子の移動が止まる転移点を凝固時間として定義することができる。
実施例の一例によれば、電極は略並行に対向していなくてもよく、別の実施例では代わりに、例えば、隣接して並んでいる。このような同一平面上の電極は、一般に、ゼロ値と区別できない程度の定常電流になるまでの時間が長く掛かる。これは陽極上の電気活性種が還元された状態から酸化された状態に変換されるためで、陰極も逆に同様である。始めは、それぞれの電極近傍の溶液は、一方の種が枯渇し他方の種が豊富な状態にある。電極からより離れた溶液は影響が少ない。拡散により電極で枯渇した種が補充される。しかし、やがてそれぞれの電極上の電気活性種は実質的に完全に還元または酸化された状態になる。普通は一方の電極上から他方の電極上への横方向への溶液の流れは無視できる程度なので、この濃縮の差が維持され、電流が流れなくなる。この状態になるまでの時間は、とりわけ、印加する電圧に依存し得る。十分に低い電圧が印加されると、定常電流状態になるまでの時間、分析試料は導通状態となる。電極上から電極面への磁性粒子の動きは、枯渇した電気活性種の拡散を促進し電流に一過性のピークを発生させることができる。ピークの休止は粒子の固定化を示すことになる。しかし、一度電流がゼロになると、磁性粒子の動きは検出できなくなる。
Claims (21)
- 流体中の粒子の外部場に対する移動度を電気化学的に監視する方法で、
電気化学セル内の該流体の電気特性を監視し、該流体は外部から印加される場の影響によって移動し得る粒子を含み、
外部場により誘発された粒子の動きに起因する電気特性の変化を観察し、
観察する該電気特性の大きさの変化から該流体の物理的状態の変化を推測する方法。 - 前記流体は前記電気化学セルの電極において酸化または還元が可能な少なくとも1つの可溶性の電気活性種をさらに含む請求項1に記載の方法。
- 測定する前記電気特性は電流測定による電気化学電流である請求項2に記載の方法。
- 前記電気活性種はフェリシアナイド(ferricyanide、ヘキサシアノ鉄(FeIII)酸塩)およびフェロシアナイド(ferrocyanide、ヘキサシアノ鉄(FeII)酸塩)である請求項2に記載の方法。
- 前記粒子は外部磁界の変化に応じて動く磁性体である請求項2に記載の方法。
- 前記流体は全血または血漿であって、該全血または血漿の物理的状態の変化は凝固によるものである請求項2に記載の方法。
- 前記粒子は磁性体であって外部磁界の変化に応じて移動し、前記電気特性は電気化学電流であり、アルゴリズムは磁性粒子の動きに起因する電気化学電流のピークを識別して血液または血漿の凝固時間を判断するように適合されている請求項6に記載の方法。
- 前記アルゴリズムは各データ点付近のnパーセンタイルのデータが所定の閾値を下回るときに基づいて前記凝固時間を規定し、該nパーセンタイルは50から100パーセンタイルの範囲である請求項7に記載の方法。
- 前記nパーセンタイルは約80パーセンタイルである請求項8に記載の方法。
- 前記アルゴリズムは電流のピークの高さを算出し、該ピークの高さが所定の閾値を下回ったときに基づいて前記凝固時間を規定する請求項7に記載の方法。
- 前記アルゴリズムは、任意の時点の電流測定値をitとし、その1つ前の点の電流測定値をit−1、その2つ前の点の電流測定値をit−2、その1つ後の点の電流測定値をit+1、その2つ後の点の電流測定値をit+2としたとき、(it−it−2)+(it−it−1)+(it−it+2)+(it−it+1)または(it−it−1)+(it−it+1)の計算によって電流のピークの識別を簡単にする請求項7に記載の方法。
- 前記アルゴリズムは磁界を変更後の所定時間内に電流のピークが発生したかを判断し、該ピークが所定の閾値を下回るかに基づいて前記凝固時間を規定する請求項7に記載の方法。
- 前記電気化学セルは2つの電極を備えるストリップを含む請求項2に記載の方法。
- 前記2つの電極は互いに平行であって、その間隔は0.05から0.5ミリメートル、好ましくは0.075から0.15ミリメートル、最も好ましくは0.09から0.13ミリメートルである請求項13に記載の方法。
- 前記2つの電極またはそれ以上の電極を有し、該電極は同一平面上にある請求項13に記載の方法。
- 前記2つの電極は電気絶縁層により分離され、該電気絶縁層は切り込んで形成された検体液を受け入れる空洞部とともに、該空洞部に該検体液を導入する入口と、空気を排出する出口とを有する請求項13に記載の方法。
- 前記ストリップはサンプルに欠如する凝固因子に代わる1つまたはそれ以上の凝固因子をさらに含む請求項13に記載の方法。
- メータを使用して流体中の粒子の外部場に対する移動度を電気化学的に監視する装置で、
該装置は2つの電極と流体受入領域とメータ接続領域とを備えるストリップを備え、
該ストリップは該メータ接続領域を介して該メータと接続される装置。 - 前記装置は前記ストリップの前記メータ接続領域において前記電極と電気的に接続するための接続端子を備える前記メータと、前記電極と接する前記流体の電気特性を監視するための回路とをさらに備える請求項18に記載の装置。
- 流体中の粒子の外部場に対する移動度を該流体と接するストリップを使用して電気化学的に監視する装置で、
該ストリップは複数の電極を有し、
該装置は該ストリップのメータ接続領域において該電極と電気的に接続するための接続端子を備えるメータと、前記電極と接する前記流体の電気特性を監視するための回路とを備える装置。 - 前記装置は前記複数の電極と流体受入領域と前記メータ接続領域とを備えるストリップをさらに備える請求項20に記載の装置。
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