JP2014507008A - 酸化還元電位を測定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

液体試料の酸化還元電位を測定する方法およびシステムが提供される。このシステムは、液体試料を受け入れるように適合された試料室を備える検査ストリップを含む。この試料室をフィルタ膜に関連づけることができる。この検査ストリップはさらに参照セルを含む。試料室内に配置された液体試料の酸化還元電位は、試料室に電気的に接触した検査リード、および参照セルに電気的に接触した参照リードに対して相互接続された読出装置によって読み取られうる。試料室内に配置された液体試料と参照セルとの間の電気的な接触は、橋によって確立されうる。橋は、例えば液体試料によって湿らされた濾紙片、電解ゲルなどのフィルタ要素からなることができる。酸化還元電位は、検査ストリップの検査リードと参照リードの間との電位として読み取られうる。

Description

本発明は、液体試料の酸化還元電位を測定する方法および装置に関する。

全血および、血漿や血清などの血液産物は、酸化還元電位（ＯＲＰ：ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）を有する。臨床上、血液、血漿および血清のＯＲＰは、動物の酸化状態の診断的検定を提供する。より具体的には、研究者は、血液、血漿および血清のＯＲＰが健康や病気に関係していることを既に確認している。

酸化還元系またはレドックス系は、下式に従って還元体から酸化体へ電子が移動することを含み、
酸化体＋ｎｅ⁻←→還元体 （１）
上式で、ｎｅ⁻は移動する電子の数である。平衡状態にあるとき、レドックス電位（Ｅ）および酸化還元電位（ＯＲＰ）は、ネルンスト−ピータースの式（Ｎｅｒｎｓｔ−Ｐｅｔｅｒｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ）
Ｅ（ＯＲＰ）＝Ｅ_０−ＲＴ／ｎＦ ｌｎ［還元体］／［酸化体］ （２）
に従って計算され、上式で、Ｒ（気体定数）、Ｔ（ケルビンで表した温度）およびＦ（ファラデー定数）は定数である。Ｅ_０は、水素電極に関して測定されたレドックス系の標準電位であり、Ｅ_０には任意に０ボルトが割り当てられる。ｎは、移動する電子の数である。したがって、ＯＲＰは、還元体および酸化体の全濃度に依存し、ＯＲＰは、特定の系の全酸化体と全還元体との間の平衡の統合された尺度である。そのため、ＯＲＰは、患者の体液または組織の全体的な酸化状態の尺度を提供する。

健常者の測定値よりも大幅に高いＯＲＰ測定値は酸化ストレスの存在を示す。酸化ストレスは多くの病気に関係づけられており、全てのタイプの危険な疾患で存在することが分かっている。したがって、健常者のレベルよりも大幅に高いＯＲＰレベルは、病気、おそらくは危険な疾患の存在を示す。健常者の測定値と同じかまたはそれよりも低いＯＲＰ測定値は、酸化ストレスが存在しないことおよび病気または危険な疾患が存在しないことを示す。したがって、医師または獣医は、患者のＯＲＰレベルを、病気、特に深刻な疾患の存在を診断しまたは否定する一助として使用することができる。ＯＲＰを経時的に連続測定すると、病気の進行および治療効果の有無を監視することができる。治療後も患者のＯＲＰが低下しない場合、特に、治療したにもかかわらず患者のＯＲＰが上昇した場合には、そのことが、予後が良くないこと、ならびにより強力なおよび／または追加のおよび／または異なる治療が必要であることを示している可能性がある。心筋梗塞の症状を呈している患者などの患者が実施した測定の場合には、そのＯＲＰレベルは、患者が医師の診察を受ける必要があることまたは救急治療室へ急行する必要があることを示している可能性がある。

酸化ストレスは、反応性酸素種および反応性窒素種の生成速度の上昇または内因性の保護的抗酸化能の低下が原因で生じる。酸化ストレスはさまざまな病気および老化に関係づけられており、全てのタイプの危険な疾患で起こることが分かっている。例えば非特許文献１および２、特許文献１および２を参照されたい。いくつかの研究が、重篤な患者の酸化状態と患者の予後との間には緊密な関連があることを示している。非特許文献２を参照されたい。

米国特許第５，２９０，５１９号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１４２６１３号明細書

ベグリアら（Ｖｅｇｌｉａ ｅｔ ａｌ．）、Ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ、１１（６）：５６２〜５７３（２００６） ロスら（Ｒｏｔｈ ｅｔ ａｌ．）、Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｏｐｉｎｉｏｎ ｉｎ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｅｔａｂｏｌｉｃ Ｃａｒｅ、７：１６１〜１６８（２００４）

患者の酸化ストレスは、さまざまな個々のマーカを測定することによって評価されている。例えば非特許文献１および２、特許文献１および２を参照されたい。しかしながら、そのような測定はしばしば信頼できず、患者の酸化状態について矛盾する不定な測定値を提供する。非特許文献１および２を参照されたい。単一のマーカの測定値を使用する問題を解決するため、患者の全体的な酸化状態の評点または他の評価を提供するために使用する多数のマーカの測定が開発された。非特許文献１および２を参照されたい。このような方法は、単一のマーカの測定よりも信頼性および感度の点では優るが、複雑で時間がかかる。したがって、患者の全体的な酸化状態を高い信頼性で測定できるより単純でより短時間で済む方法が求められている。

酸化／還元電位は電気化学的に測定することができる。血液および血液産物のＯＲＰを測定する電気化学装置は通常、大量の試料（すなわち１０ないし数百ミリリットル）および長い平衡期間を必要とする。さらに、そのような電気化学装置は、試料の測定と測定との間に洗浄が必要な大きなかさばる電極を有する。そのような電気化学装置は日常的な臨床診断検査にはあまり適さない。生物汚損を防ぐための処理を施した電極を使用することが提案されている。しかしながら、そのような装置は必然的に複雑な製造技法を含む。さらに、従来の電気化学装置は、臨床環境で使用するのに都合のよい形式を提供しない。

ヒトの血漿およびその血液成分（低密度リポタンパク質、血清アルブミン、アミノ酸など）の酸化特性および遊離基特性は、光化学発光（ｐｈｏｔｏ ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）によって決定することもできる。この光化学発光には、遊離基の発生を熱によって開始させるものとそうしないものとがある。光化学発光システムは一般に、遊離基発生器と、抗酸化剤の存在下で化学発光測定上の変化を測定する検出器とを含む。より具体的には、ある量の抗酸化剤を含む血漿試料（またはその１つの成分）を既知量の遊離基と接触させ、反応させる。血漿試料と接触させた後に残った遊離基を化学発光測定法によって決定する。このタイプの測定／検出システムは、臨床環境での血漿試料の大規模な高速測定には適さない。

本発明の実施形態は、先行技術のこれらの課題および欠点ならびにその他の課題および欠点を解決することを対象とし、日常的な高速臨床診断検査に適した酸化還元電位（ＯＲＰ）測定システムおよび方法を提供する。このシステムは一般に、検査ストリップ（ｓｔｒｉｐ）および読出装置を含む。より具体的には、本発明のシステムの実施形態は、血液、血漿および血清を含む患者の体液のＯＲＰ、または限定はされないが細胞外液体、細胞内液体などのｉｎ ｖｉｔｒｏ源からの液体（例えば房水、硝子体液、母乳、脳脊髄液、耳垢、内リンパ、外リンパ、胃液、粘液、腹膜液、胸膜液、唾液、皮脂、精液、汗、涙、膣分泌物、吐物、尿など）のＯＲＰを決定することができる。

この検査ストリップは一般に、基板、１つまたは複数の検査リード（ｌｅａｄ）、参照リード、参照セルおよび橋（ｂｒｉｄｇｅ）を含む。好ましい１実施形態では、前記１つまたは複数の検査リード、参照リード、参照セルおよび橋が、オーバーレイ（ｏｖｅｒｌａｙ）と基板との間に位置する。試料室は一般に、少なくとも橋の一部分および前記１つまたは複数のそれぞれの検査リードの一部分を包含する。前記１つまたは複数の検査リードは作用電極および対電極を構成することができる。１実施形態では、試料室を構成する試料領域が、オーバーレイに含まれる開口によって画定される。あるいはまたはそれに加えて、試料室が、基板内の凹みもしくはウェル（ｗｅｌｌ）または中間層内の開口もしくはウェルを含む。試料室は一般に、血液および／または血液産物などの液体試料を収容するように構成される。液体試料の体積は一般に約１ｍｌ未満である。液体試料の体積は、血液約１滴分（例えば０．０５ｍｌ）かまたはそれよりも少ないことが好ましい。本発明の実施形態によれば、橋および試料室の少なくとも部分を参照セルと電気的に接触させるために、液体試料によって橋が湿らされる。

基板は誘電材料からなることができ、実質的に平らな表面を有することができる。本発明の実施形態によれば、オーバーレイは誘電材料からなることができる。オーバーレイは基板に接合または積層することができる。

リードは一般に、実質的に連続しかつ／または実質的に均一な組成を有する導電材料からなる。より具体的には、リードは、貴金属または他の導電材料からなることができる。一例として、リードは、印刷工程で基板の表面に堆積させた導電インクからなることができる。前記１つまたは複数の検査リードは一般に試料室から読出領域まで延び、参照リードは一般に参照セルから読出領域まで延びる。読出領域は、リードに関連づけられた電気接点を含み、一般に、読出装置に動作可能に相互接続し、読出装置と少なくとも１つの検査リードおよび参照リードとの間に電気的な接触を形成するように適合される。

参照セルは一般に既知の電圧電位を提供する。限定はされないが、参照セルは、銀／塩化銀半電池、銅／硫酸銅半電池、水銀／塩化水銀（Ｉ）半電池および標準水素半電池のうちの１つの半電池からなることができる。

橋は、試料室内の液体試料と参照セルとの間に電気的な接触を確立するために提供される。橋は、電解液、イオン性ゲル、フィルタ、または紙などの水をウィッキング（ｗｉｃｋｉｎｇ）するもしくは水を輸送する材料（以後、水輸送材料）を含むことができる。橋は一般に、試料室と参照セルとの間に配置される。

実際には、試料室内に適当な液体試料を配置したときにリード間に電気的な接触が確立され、橋は、液体試料と参照セルとを互いに電気的に接触させるように機能する。例えば、橋が水輸送材料からなる場合、橋は、参照セルと液体試料との電気的な接触を確立するのに十分な程度に湿らされたときに、液体試料と参照セルとの間に電気的な接触を確立するように機能する。さらに、試料室１２０内に液体試料が配置され、２つ以上のリードが読出装置に動作可能に相互接続されたときに、電気回路が確立される。

読出装置は一般に、検査ストリップの作用電極、対電極および／または参照リードに電気的に相互接続することによって、液体試料のＯＲＰを構成しまたは液体試料のＯＲＰを表す電位差を読み取ることができる、電圧計、ガルバノスタット、ポテンショスタットまたは他の装置からなる。適当な読出装置の例には、限定はされないが、アナログ電圧計、デジタル電圧計、アナログ・ゼロバランス（ｎｕｌｌ−ｂａｌａｎｃｅ）電圧計、ガルバノスタット、ポテンショスタットなどがある。いくつかの実施形態では、読出装置が、記憶装置を含みかつ／または記憶装置に関連づけられた処理装置であって、読出装置の１つまたは複数の任意選択の態様を制御する処理装置を有する。限定はされないが、この処理
装置は、記憶装置に記憶された命令を実行することができ、測定された電圧に従って処理を実現することができ、かつ／または時間間隔に従って処理を実現することができる。読出装置はさらに、ユーザ入力およびユーザ出力の一方または両方を含むことができる。ユーザ出力の例は、限定はされないが、酸化／還元電位値を表示するデジタル出力、表示ランプ（１つまたは複数）、機械が生成する音声および可聴音列のうちの１つまたは複数を含む。ユーザ入力の例には、限定はされないが、ユーザから入力を受け取るためのボタン、スイッチ、キーパッド、キーボードおよび／またはタッチスクリーン・インタフェースが含まれる。ユーザ入力は、読出装置をオンもしくはオフにするための入力、読出装置の適正な動作に関する診断を実行するための入力、さまざまな動作パラメータに関する入力を受け取るための入力、またはその他の動作もしくは機能を制御するための入力のうちの１つまたは複数の入力を制御するための入力を受け取ることができる。

本発明の他の態様は、このシステムを使用して試料のＯＲＰを決定する方法である。この方法は一般に以下の工程を含む：ａ）液体試料を取得する工程、ｂ）検査ストリップの試料室内に液体試料を配置する工程、ｃ）橋を使用して、試料室と参照セルとの間に電気的な接触を実質的に確立する工程、ｄ）検査ストリップの検査電極および参照電極を読出装置に相互接続する工程、ｅ）選択した時間間隔の後にＯＲＰを決定する工程。１構成では、工程ｂ）がさらに、全血液体試料から血漿成分を分離することを含み、その血漿は試料室内に集められる。他の構成では、工程ｄ）がさらに、対電極を読出装置に相互接続し、作用電極と対電極との間に電流を流し、参照電極と作用電極の間の電圧電位を読み取ることを含む。

本発明の実施形態に係り、液体の酸化還元電位を測定するシステムを示す図。 本発明の実施形態に係る検査ストリップの構成要素を示す図。 本発明の実施形態に係る検査ストリップ・オーバーレイ構成要素を示す図。 本発明の実施形態に係り、組み立てられた検査ストリップの構成要素間の関係を示す図。 本発明の他の実施形態に係る検査ストリップの平面図。 切断線Ａ−Ａに沿って切った図５に示した検査ストリップの断面図。 詳細エリアＢを示す、図６に示した検査ストリップの部分断面図。 図５に示した検査ストリップの分解図。 本発明の実施形態に係る図５に示した検査ストリップの基板の上面図。 本発明の実施形態に係る図５に示した検査ストリップ基板の下面図。 本発明の実施形態に係る図５に示した検査ストリップ基板の立面図。 本発明の他の実施形態に係る検査ストリップの分解図。 本発明の実施形態に係る読出装置の構成要素を示すブロック図。 液体試料の酸化還元電位を測定する本発明の実施形態に係る方法の諸態様を示す流れ図。 本発明の他の実施形態に係る検査ストリップの分解立面図。 図１５に係る検査ストリップの上面図。 本発明の他の実施形態に係る検査ストリップの上面図。 本発明の実施形態に係る読出電子回路１３０４および相互接続された検査ストリップ１０４の構成要素を示す図。 液体試料の酸化還元電位を測定する本発明の他の実施形態に係る方法の諸態様を示す流れ図。 本発明の実施形態に係る検査ストリップおよび読出装置を使用して読み取った正常な血漿の例示的なＯＲＰ値を示すグラフ。 本発明の実施形態に係る検査ストリップおよび読出装置を使用して読み取った外傷血漿の例示的なＯＲＰ値を示すグラフ。

図１は、液体試料の酸化還元電位を測定する本発明の実施形態に係るシステム１００を示す。システム１００は一般に、検査ストリップ１０４と読出装置１０８とを含む。システム１００の一部として、液体試料１１６を供給する液体試料源１１２も示されている。

検査ストリップ１０４は一般に試料室１２０を含む。試料室１２０は、検査ストリップ・オーバーレイ１２８に形成された検査ストリップ・オーバーレイ開口１２４に対応することができる。検査ストリップ・オーバーレイ１２８は検査ストリップ基板１３２に相互接続することができる。いくつかの電気接点１３６を読出領域１４０に配置することができる。後により詳細に説明するように、電気接点１３６は、検査ストリップ１０４のさまざまなリードおよび他の構成要素に関連づけることができる。

読出装置１０８は、１組の読出装置接点１４４を含むことができる。読出装置接点１４４は一般に、読出装置１０８と検査ストリップ１０４の電気接点１３６との間に電気接続を確立するように構成される。システム例１００に示されているように、検査ストリップ１０４が読出装置１０８に接続されるときに検査ストリップ１０４の読出領域１４０を受け入れる読出開口１４８に、読出装置接点１４４を、検査ストリップ１０４の電気接点１３６からの電気信号を読出装置１０８が読み取ることができるような態様で関連づけることができる。あるいは、読出装置接点１４４が、検査ストリップ１０４の電気接点１３６と接触させることができる２本以上の柔軟なワイヤまたはリードからなってもよい。

読出装置１０８は一般に電圧計を備える。より具体的には、読出装置１０８は、２つの読出接点間の電圧を読み取るように動作する。したがって、読出装置接点１４４は、検査ストリップ１０４の任意の２つの電気接点１３６間の電位または電圧を読み取るように動作する。他の実施形態によれば、後により詳細に説明するように、読出装置１０８がガルバノスタット測定を実行する。あるいは、本発明の実施形態によれば、３つの電気接点１３６を配置するのではなく、検査ストリップ１０４が２つの電気接点１３６を含むことができる。同様に、読出装置１０８は２つの読出装置接点１４４を含むことができる。また、異なる検査ストリップ１０４の異なる配置の電気接点１３６および読出領域１４０に適合させるため、読出装置接点１４４および／または読出開口１４８の具体的な配置は変更することができる。

読出装置１０８はさらにユーザ出力１５２を含むことができる。ユーザ出力１５２は例えば、液体試料１１６に関する酸化還元電位情報を医師に提供する視覚的な表示装置からなることができる。あるいはまたはそれに加えて、ユーザ出力１５２は、スピーカまたは他の可聴出力源を備えることができる。さらに、読出装置１０８の動作の諸態様を医師が制御することを可能にするためにユーザ入力１５６を配置することもできる。

本発明の実施形態によれば、液体試料１１６は血液または血液産物からなることができる。液体試料１１６は例えばヒトの全血または血漿を含むことができる。液体試料源１１２は、検査ストリップ１０４の試料室１２０内に適当な体積の試料液体１１６を配置するのに適した任意の容器または装置からなることができる。したがって、試料液体装置１１２の例には、注射器、ランセット、ピペット、バイアルなどの容器または装置が含まれる。

図２は、検査ストリップ・オーバーレイ１２８が取り外された検査ストリップ１０４の構成要素を示す。基板１３２は一般に、検査ストリップ読出接点１３６まで延びるいくつかの導電リード２０４を担持し、かつ／または検査ストリップ読出接点１３６で終了する
いくつかの導電リード２０４をその表面に形成する。基板１３２はそれ自身誘電材料からなることができる。基板１３２はさらに、実質的に平らな表面を含むことができ、この表面において、検査ストリップ１０４のさまざまな構成要素を相互接続しまたは形成することができる。他の実施形態によれば、検査ストリップ１０４の基板１３２が、検査ストリップ１０４の試料室１２０に対応するエリアに凹みまたはウェル２０６を含むことができる。

少なくとも１つのリード２０４は、第１の検査リードまたは作用電極２０８であって、これは、検査ストリップ１０４の試料室１２０に対応しまたは該試料室１２０内に位置する第１のエリア２１２と、作用電極２０８の読出接点１３６に対応する第２のエリア２１６との間に延びる。本発明の実施形態によれば、少なくとも作用電極２０８の第１のエリア２１２が、実質的に連続しかつ／または実質的に均一な組成を有する導電材料から形成される。本明細書で使用するとき、「実質的に連続しかつ／または実質的に均一な組成」は、作用電極２０８の一部分のある断面内の任意の点と作用電極２０８のその断面内の別の任意の点とで、作用電極２０８を構成する材料の化学成分および／または分子構造が同じであることを意味することを理解すべきである。より具体的には、作用電極２０８の導電材料は、試料液体１１６と化学的に相互作用するように選択された物質で覆われていないかまたは実質的に覆われていないことが好ましい。

特許請求の範囲に限定を加えるものではないが、例として、作用電極２０８は、印刷操作で基板１３２の表面に堆積させた導電インクからなることができる。他の例示的な実施形態によれば、作用電極２０８が、基板１３２に積層された導電層または他の方法で基板１３２に接合された導電層からなることができる。

本発明の実施形態に係る検査ストリップ１０４はさらに、参照リードまたは参照電極２２０を構成するリード２０４を含む。参照リード２２０は一般に、参照セル２２４と参照リードの読出領域２２８との間に延びる。本発明の例示的な実施形態によれば、参照リード２２０は、作用電極と同じ工程または類似の工程を使用して形成される。

参照セル２２４は、既知の電圧電位を提供するように選択される。参照セル２２４は例えば、銀／塩化銀、銅／硫酸銅、水銀／塩化水銀（Ｉ）、標準水素電極または他の参照電気化学半電池からなることができる。

参照セル２２４と試料室１２０との間には、橋２３２が延びる。本発明の実施形態によれば、橋２３２はフィルタからなることができる。橋２３２は例えば濾紙から形成されることができる。本開示を検討した当業者には理解されることだが、試料室１２０内に液体試料１１６が配置されると、濾紙が湿り、試料室１２０内の液体試料１１６と参照セル２２４との間に導電性の橋２３２が確立される。

本発明の実施形態に係る検査ストリップ１０４はさらに、第２の検査リードまたは対電極２３６を含むことができる。対電極２３６は一般に作用電極２０８と鏡像関係にある。したがって、対電極２３６は、試料室１２０に一致する第１のエリア２４０から対電極２３６の読出部分１３６に対応する第２のエリア２４４まで延びる実質的に連続しまたは実質的に均一な導電物質からなることができる。

次に図３を参照すると、本発明の実施形態に係る検査ストリップ１０４のオーバーレイ１２８の平面図が示されている。検査ストリップ１０４のオーバーレイ１２８は、組み立てられた検査ストリップ１０４の試料室１２０に対応する検査ストリップ開口１２４を含む。本発明の実施形態によれば、検査ストリップ・オーバーレイ１２８は、基板１３２とオーバーレイ１２８との間にリード２０４、参照セル２２４および橋２３２が保持される
ような態様で基板１３２に接合されまたは積層された平らな誘電材料片からなることができる。本発明の他の実施形態によれば、フィルタまたはフィルタ要素３０４が、検査ストリップ開口１２４を横切って広がりうる。フィルタ３０４は、全血からなる液体試料１１６中の血漿が検査ストリップ開口を通って試料室１２０に入ることを許すように機能する膜からなることができる。本発明の少なくともいくつかの実施形態によれば、フィルタ３０４が濾紙からなる。さらに、本発明の他の実施形態によれば、フィルタ３０４は、少なくともフィルタ３０４が湿っているときに橋２３２を形成すべく、試料室１２０と参照セル２２４との間に延びることができる。

図４は、本発明の実施形態に係る組み立てられた検査ストリップ１０４の平面図を示す。さらに、組み立てられた検査ストリップ１０４において検査ストリップ・オーバーレイ１２８の下にある検査ストリップ１０４のさまざまな特徴物が、それらの相対位置を示すために点線によって示されている。本開示を検討した当業者には理解されることだが、試料室１２０内に適当な液体試料１１６が存在しないとき、さまざまなリード２０４は互いに電気的に接触していない。具体的には、試料室１２０内に適当な液体試料１１６が配置され、橋２３２が十分に湿り、参照リード２２０が、液体試料１１６を介して作用電極２０８および／または対電極２３６と電気的に接触するまでは、リード２０４間の電気的な接触は確立されない。さらに、検査ストリップが読出装置１０８に動作可能に相互接続されるまで、どの２つのリード２０４を含む電気回路も完成しない。

図５は、本発明の他の実施形態に係る検査ストリップ１０４の平面図を示す。検査ストリップ１０４は一般に基板１３２を含み、基板１３２の少なくとも一部分を検査ストリップ・オーバーレイ１２８が覆っている。検査ストリップ・オーバーレイ１２８は、試料室１２０に対応するエリアに検査ストリップ開口１２４を含む。示されているように、試料室１２０内へ、検査リード２０８の第１のエリア２１２が延びている。検査ストリップ１０４の読出領域１４０に対応する、検査ストリップ・オーバーレイ１２８によって覆われていない基板１３２の部分には、読出接点１３６に対応する検査リード２０８の第２のエリア２１６がある。

図６は、切断線Ａ−Ａに沿って切った図５に示した検査ストリップ１０４の断面図である。この実施形態では、参照セル２２４がゲルボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）６０４内にある。ゲルボリューム６０４は、基板１３２に形成された開口６０８によって画定される。ゲルボリューム６０４の底面は、参照セル担持板６１２によって境界が画定されている。ゲルボリューム６０４の上面は、検査ストリップ・オーバーレイ１２８によって部分的に閉じられている。

図７は、図６に示された検査ストリップ１０４の部分断面図であり、詳細エリアＢ内に由来する。図７に示すように、基板１３２に形成された開口６０８の切欠き部分７０４は、検査ストリップ・オーバーレイ１２８に形成された検査ストリップ開口１２４と少なくとも部分的に重なり合う。したがって、ゲルボリューム６０４は試料室１２０に連通している。その結果、試料室１２０内に配置された液体試料１１６の少なくとも一部分は、液体試料１１６がゲル７０８と接触するような態様でゲルボリューム６０４に入ることができる。より具体的には、ゲル７０８は、ゲルボリューム６０４を少なくとも部分的に満たしている。本発明の実施形態によれば、ゲル７０８は、イオン性溶液または電解液からなることができる。したがって、ゲル７０８は、液体試料を参照セル２２４と電気的に接触させるように機能する。

図５を再び参照すると、基板１３２に形成された開口６０８の切欠き部分７０４と検査ストリップ・オーバーレイ１２８に形成された検査ストリップ開口１２４とが協力して、試料室１２０をゲルボリューム６０４に連通させていることが分かる。

図７には、試料室１２０を覆うフィルタ３０４も示されている。フィルタ３０４は、試料室１２０内または試料室１２０の上に配置された全血から血漿を分離して、その血漿が、検査リード２０８の第１のエリア２１２およびゲルボリューム６０４内のゲル７０８と接触するようにする膜とすることができる。この例示的な実施形態では、参照リード２２０が、基板１３２の検査リード２０８を担持した側とは反対の側にある。参照リード２２０は、導電性の担持板６１２と電気的に接触することによって、参照セル２２４と電気的に接触することができる。

図８は、図５に示した検査ストリップ１０４の分解図である。この分解図から、作用電極２０８が基板１３２の表面に形成されており、第１のエリア２１２から第２のエリア２１６まで延びていることが分かる。さらに、この実施形態では、参照セル２２４が、導電性の参照セル担持板６１２の中央にある。

図９は、図５に示した検査ストリップ１０４の基板１３２の上面図、図１０は、その検査ストリップ基板１３２の下面図、図１１は、その検査ストリップ基板１３２の立面図である。図９に示すように、基板１３２の開口６０８は円形とすることができ、円の周縁部には切欠き部分７０４が形成されている。図１０は、基板１３２の作用リード２０８を担持した側とは反対の側に形成された参照リード２２０を示す。具体的には、参照リード２２０は、ゲルボリューム６０４の外側のエリアを取り囲む円形の部分を含むことができる。さらに、検査リード２０８および参照リード２２０は、互いに基板１３２の反対側に形成されることができる（図１１参照）。

次に図１２を参照すると、本発明の他の実施形態に係る検査ストリップ１０４の分解図が示されている。具体的には、この実施形態は、イオン性ゲルまたは他の電解液が入ったカプセル１２０４を含む。カプセル１２０４の下にはウィッキング部材１２０８が配置されている。ウィッキング部材１２０８は、試料室１２０に通じたタブ１２１２を含む。使用時には、カプセル１２０４が破壊され、それによってウィッキング部材１２０８が湿り、それによって参照セル２２４と試料室１２０内の試料液体１１６との間に塩橋が確立される。組み立てられた検査ストリップ１０４では、ゲル・カプセル１２０４およびウィッキング部材１２０８が、基板１３２に形成された開口６０８内に、検査ストリップ・オーバーレイ１２８と参照セル担持板６１２との間に挟まれて保持されている。

図１３は、本発明の実施形態に係る読出装置１０８の構成要素を示すブロック図である。読出装置１０８は一般に複数の読出装置接点１４４を含む。読出装置接点１４４は、読出装置１０８を検査ストリップ１０４に機械的に相互接続するための図１に示した開口１４８などの受け入れ構造に関連付けられることができ、これにより、少なくとも２つの読出装置接点１４４と、検査ストリップ１０４の少なくとも２つの電気接点１３６との間の電気的な相互接続が容易にされる。あるいはまたはそれに加えて、読出装置接点１４４は、検査ストリップ１０４の電気接点１３６と選択的に接触させることができる導電リードまたは導電プローブを含むこともできる。

読出装置１０８はさらに、電圧計もしくは読出電子回路部分１３０４を含みまたは備える。当業者には理解されることだが、読出電子回路１３０４はさまざまな方法で実現されることができる。例えば、読出電子回路１３０４はガルバノスタットからなることができる。他の例として、この終点電子回路はポテンショスタットからなることもできる。他の例として、読出電子回路１３０４は、積分変換器を含むデジタル電圧計からなることもできる。他の実施形態によれば、読出電子回路１３０４は、アナログ電圧計またはデジタルもしくはアナログ・ゼロバランス電圧計からなることもできる。

読出装置１０８の動作のさまざまな態様を制御するために、記憶装置１３１２を含みかつ／または記憶装置１３１２に関連づけられた処理装置１３０８を含めることができる。例えば記憶装置１３１２に記憶された命令を実行する処理装置１３０８は、作用電極２０８（あるいは対電極２３６）と参照電極２２０との間の電圧を読出電子回路１３０４によって経時的に監視するための処理を実現することができる。さらに、この電圧は、少なくとも対電極２３６と作用電極２０８との間に読出電子回路１３０４が電流を流している間に、監視されることができる。処理装置１３０８はさらに、読出電子回路１３０４が読み取った電圧から、試料室１２０内に保持された液体試料１１６の酸化還元電位を計算し、その酸化還元電位を示す情報を表示させるように動作することができる。

試料室１２０内の液体試料１１６の決定された酸化還元電位に関する情報をユーザに提供するためにユーザ出力１５２が提供される。例示的な実施形態では、ユーザ出力１５２は、酸化還元電位値を表示するデジタル出力からなる。あるいはまたはそれに加えて、ユーザ出力１５２は、表示ランプ、アナログ出力または視覚的に識別可能な他の出力を含むこともできる。他の実施形態によれば、ユーザ出力１５２は、選択された音または音列、機械が生成する音声などの可聴出力を含む。

ユーザ入力１５６は、ユーザから制御情報を受け取るために含められることができる。ユーザ入力１５６は例えば、読出装置１０８をオンもしくはオフにするための入力、読出装置１０８の適正な動作に関する診断を実行するための入力、さまざまな動作パラメータに関する入力を受け取るための入力、または他のユーザ入力を受け取ることができる。例として、ユーザ入力１５６は、ボタン、スイッチ、キーパッド、および／またはユーザ出力１５２に含めることができる表示装置などの視覚的な表示装置と統合されたタッチスクリーン・インタフェースを含むことができる。

読出装置１０８はさらに通信インタフェース１３１６を含むことができる。通信インタフェース１３１６が含まれる場合、通信インタフェース１３１６は、読出装置１０８と他のシステムまたは装置との間の相互接続をサポートすることができる。例えば、通信インタフェース１３１６は、読出装置１０８をパーソナル・コンピュータまたはコンピュータ・ネットワークに相互接続する有線もしくは無線イーサネット（登録商標）接続、ユニバーサル・シリアル・バス・ポートまたはＩＥＥＥ１３９４ポートからなることができる。

加えて、他の装置に相互接続されてもまたはされなくてもよい独立型の専用装置を構成する例示的な読出装置１０８を説明してきたが、本発明の実施形態はそのような装置だけに限定されない。例えば、本発明の実施形態に係る読出装置１０８を標準電圧計として実現することもことができる。他の実施形態によれば、読出装置１０８が、単独でまたはパーソナル・コンピュータと組み合わされて動作する、ユーザが設定可能なポテンショスタットおよび／またはガルバノスタットなどの電気的な検査または診断システムからなる。他の実施形態によれば、読出装置１０８が、適当なプログラミングを実行するパーソナル・コンピュータであって、検査ストリップ１０４の作用電極２０８と参照電極２２０との間の電圧を感知することができるインタフェースを提供するパーソナル・コンピュータとして実現される。

図１４は、本発明の実施形態に係り、液体試料１１６の酸化還元電位を決定する一方法の態様を示す。最初に、工程１４０４で、被検者または患者から液体試料１１６を取得する。本発明の実施形態によれば、液体試料１１６は、全血、または血漿などの血液産物からなる。当業者には理解されることだが、全血、または血液産物からなる液体試料１１６は、例えば注射器および針またはランセットを使用して被検者から得ることができる。他の実施形態によれば、液体試料は、生きている被検者からの任意の液体を含むことができる。さらに、被検者は、ヒトまたは他の哺乳動物もしくは動物を含むことができる。

工程１４０８で、検査ストリップ１０４の試料室１２０内に液体試料１１６を配置する。液体試料１１６が血漿からなる場合には、別工程で全血から血漿を分離してもよい。あるいは、試料液体１１６が全血からなる場合には、試料室１２０の上のフィルタ３０４が、血漿成分から全血の他の成分を濾過する働きをすることができる。液体試料１１６の血漿成分は次いで、試料室１２０または試料室１２０の一部分に集まる。

工程１４１２で、参照セル２２４と試料室１２０との間に導電性の橋２３２を確立する。本発明の少なくともいくつかの実施形態によれば、これは、細長い濾紙片を含むフィルタ３０４の少なくとも一部分を使用して形成された橋２３２を湿らし、それによって試料室１２０と参照セル２２４との間に塩橋接続を確立することによって達成される。他の実施形態によれば、これは、液体試料１１６を、参照セル２２４に接触した電解ゲルに対し、直接にまたはフィルタ３０４および／もしくは橋２３２を介して接触させることによって達成される。工程１４１６で、検査リード２０８および参照リード２２０を読出装置１０８の電気接点１４４に相互接続する。工程１４２０で、作用電極または検査リード２０８と、参照電極２２０との間の電圧または電位を決定する。続いて、選択した時間間隔が経過した後、作用電極または検査リード２０８と、参照セル電極２２０との間の後続の電圧を読み取る（工程１４２４）。工程１４２８で、この２つの読み取り値の間の変化度合が、システムが平衡に達することにより信頼性の高い読み取り値が得られたことを示しているか否かを判定する。システムがまだ平衡に達していないと判定された場合、システムは工程１４２４へ戻り、作用電極２０８と参照セル電極２２０との間の後続の電圧をさらに読み取る。工程１４２８でシステムが安定したと判定された場合、試料室１２０内の液体試料１１６の酸化還元電位の測定値を出力する（工程１４３２）。例えば、液体試料１１６の酸化還元電位の指示を、ユーザ出力１５２を通して出力し、かつ／または通信インタフェース１３１６を介して他の装置へ出力することができる。

他の実施形態によれば、試料１１６の酸化還元電位を決定するために、カーブフィッティング手順が実行される。例えば、作用電極２０８と参照セル電極２２０との間の電圧を異なる時点で少なくとも３回測定し、そのようにして得たデータを、カーブフィッティングアルゴリズムに入力して、酸化還元電位の読み取り値を得ることができる。カーブフィッティングアルゴリズムは、拡散方程式、多項式型のカーブフィッティングアルゴリズム、または他の任意のカーブフィッティングアルゴリズムからなることができる。

本発明の実施形態によれば、リード２０４および他の構成要素を機械的に支持することができる任意の誘電材料からなる基板１３２を使用して、検査ストリップ１０４を形成することができる。したがって、基板１３２は、プラスチック、セラミック、ガラスなどの材料からなることができる。さらに、基板１３２は平らな材料シートからなることができる。リード２０４は、さまざまな手段によって形成されることができる。例えば、リード２０４は、導電インクとして基板１３２の表面に堆積させられうる。適当な導電インクの例には、黒鉛インクおよび金、白金、イリジウムなどの貴金属などがある。リード２０４は、他のさまざまな堆積工程および／またはエッチング工程によって形成されることもできる。また、参照セル２２４および橋２３２は、基板１３２の表面に適当な材料を配置することによって付着されることができる。

検査ストリップ・オーバーレイ１２８は、基板１３２と同じ材料または類似の材料からなることができる。さらに、検査ストリップ・オーバーレイ１２８は、試料室１２０に対応する検査ストリップ開口１２４を含むことができる。検査ストリップ・オーバーレイ１２８は、基板１３２の実質的に平らな上面と検査ストリップ・オーバーレイ１２８の実質的に平らな下面との間に、リード２０４、参照セル２２４、橋２３２などの他の構成要素の一部または全部が少なくとも部分的に保持されるような態様で、基板１３２に接合する
ことができる。

参照セル２２４は、既知の参照電圧（基準電圧）を提供することができる任意の化学半電池または電極からなることができる。したがって、参照セル２２４は、標準水素電極、銀／塩化銀電極、カロメル電極、硫酸水銀（Ｉ）電極、酸化水銀（ＩＩ）電極または銅／硫酸銅電極からなることができる。ゲル７０８を含む検査ストリップ１０４の実施形態では、そのゲル７０８が、任意のイオン性液体、電解液またはイオン性ゲルからなることができる。適当なゲル７０８の例には、カチオン・ポリマー、イオン性液体、ゲル化された電解液などがある。

次に、図１５および１６を参照して本発明の他の実施形態を説明する。図１５は、本発明の実施形態に係る検査ストリップ１０４の分解図を示す。図１６は、図１５の検査ストリップ１０４の上面図を示す。検査ストリップ１０４は基板１３２を含む。より具体的には、この例示的な実施形態の基板１３２は、構造支持層１５０４およびバリア層１５０８を含む。バリア層１５０８は、液体を通さない層からなることができる。バリア層１５０８は例えば延伸ポリエステル・フィルム、例えば、限定はされないが、マイラー（Ｍｙｌａｒ）（商標）などの２軸延伸ポリエチレンテレフタレート・フィルムからなることができる。構造支持層１５０４は、続く層を機械的に支持するのに十分な剛性を有する繊維層またはポリマー層、例えば、限定はされないが、ポリエステル材料からなることができる。

導電リード２０４は、バリア層１５０８によって支持される。一例として、導電リード２０４は、限定はされないが、スパッタリング、印刷、エッチング、ステンシル印刷またはめっき工程によってバリア層１５０８の表面に堆積させられうる。導電リード２０４は任意の導電材料から形成されることができる。適当な導電材料の例には白金、金、ドープされた炭素などがある。さまざまなパターンの導電リード２０４を形成することができる。導電リード２０４は一般に、作用電極２０８、参照電極２２０、および対電極２３６を含む。

参照セル２２４は、バリア層１５０８の表面に堆積したゲル７０８内に配置され得る。さらに、ゲル７０８の少なくとも一部は、参照リードもしくは参照電極２２０の一部分の上に配置され、または参照リードもしくは参照電極２２０の一部分と接触している。誘電層１５１２は、バリア層１５０８の部分の上に配置され、またはバリア層１５０８の部分の上に形成されうる。例えば、誘電層１５１２は、さまざまな導電リード２０４の部分を覆うことができ、導電リード２０４の読出領域１４０に対応する導電リード２０４の部分を覆わないでおくことができる。さらに、誘電層１５１２は、第１の開口１５１６を含むことができる。第１の開口１５１６は、作用電極２０８の第１のエリア２１２、および対電極２３６の第１のエリア２４０を覆わず、それらのエリアを、試料室１２０に対応するボリューム（空間）に対して暴露する。誘電層１５１２はさらに第２の開口１５２０を含むことができる。第２の開口１５２０は、参照セル２２４および／またはゲル７０８に対応することができる。一例として、誘電層１５１２は、誘電フィルムまたは堆積した（例えば印刷した）誘電材料から形成することができる。

フィルタ３０４は、誘電層１５１２の第１および第２の開口１５１６，１５２０の少なくとも一部を包含するあるエリアから延びて提供される。本明細書に記載した他の実施形態と同様に、フィルタ３０４は、湿らされたときに、試料室１２０内の試料１１６の一部分を直接にまたはゲル７０８を介して参照セル２２４に電気的に接続する橋２３２として機能することができる。

スペーサ層１５２４は、誘電層１５１２に相互接続される。スペーサ層１５２４はスペ
ーサ層開口１５２８を含む。スペーサ層開口１５２８は、フィルタ３０４の面積と同じかまたはフィルタ３０４の面積よりも大きな面積を有することができる。したがって、スペーサ層開口１５２８は、フィルタ３０４が完全にまたは実質的に占有するボリュームの周囲を画定することができる。

次に、検査ストリップ・オーバーレイ１２８は、スペーサ層１５２４に相互接続されることができる。検査ストリップ・オーバーレイ１２８は一般にオーバーレイ開口１２４を含む。オーバーレイ開口１２４は一般に、スペーサ層１５２４の開口１５２８と協力して、試料室１２０の部分を画定する。

本開示の実施形態によれば、構造支持層１５０４およびバリア層１５０８は、同じ長さおよび幅、または実質的に同様の長さおよび幅を有し、互いに接着または接合されて積層された基板１３２を形成する。誘電層１５１２、スペーサ層１５２４および検査ストリップ・オーバーレイ層１２８は互いに同じかまたは同様の長さおよび幅を有し、積層された基板１３２の長さよりも短い長さを有する。したがって、誘電層１５１２、スペーサ層１５２４および検査ストリップ・オーバーレイ層１２８は、検査ストリップ１０４の導電リード２０４の読出領域１４０を覆わない。

本発明の実施形態に係る検査ストリップ１０４はさらに、保護層１５３２を含むことができる。検査ストリップ１０４の上面（すなわち検査ストリップ１０４の基板１３２とは反対側の表面）を完全に覆うため、保護層１５３２は、基板１３２の長さおよび幅と同じかまたは同様の長さおよび幅を有することができる。したがって、使用前に、保護層１５３２は検査ストリップ１０４から除去される。保護層１５３２は、ポリマー材料などのシール・フィルムからなることができる。

少なくとも１つのリード２０４は、作用電極または第１のリード２０８であって、試料室１２０に対応するかまたは該試料室１２０内に位置する第１のエリア２１２と、作用電極２０８の読出接点１３６に対応する第２のエリア２１６との間に延びる。別のリード２０４が参照リード２２０を構成する。参照リード２２０は、参照セル２２４と参照リードの読出領域２２８との間に延びる。さらに、本発明の実施形態によれば、検査ストリップ１０４は、任意選択で、第２のリードまたは対電極２３６を含むことができる。対電極２３６は一般に作用電極２０８と鏡像関係にある。

本発明の実施形態によれば、大部分または全てのリード２０４、そうでない場合でも少なくとも一部のリード２０４が、導電材料を印刷することによって形成される。導電材料の非限定的な例は、炭素（例えばカーボン・ブラック、カーボン・ナノチューブ、グラフェン・シート、黒鉛、バッキー・ボール（ｂｕｃｋｙ ｂａｌｌ）など）、金属材料（例えば銅、銀、金および他の知られている導電金属材料の粉末形態など）および導電ポリマーである。さらに、この導電材料は、前述のとおり、実質的に連続しかつ／または実質的に均一な組成物の形態で印刷される。他の実施形態によれば、リード２０４が、金、白金または他の何らかの金属のスパッタリングによって形成される。

図１５に示した検査ストリップ１０４の上面図を図１６に示す。この図では、検査ストリップ１０４のさまざまな構成要素の相対位置が分かるように、シール・フィルム１５３２、検査ストリップ・オーバーレイ１２８、スペーサ１５２４、フィルタ３０４、および誘電層１５１２が透明であるとして示されている。

検査ストリップ１０４は電気化学検査セルを形成する。具体的には、例えば検査ストリップ・オーバーレイ層１２８の開口１２４を通して試料セル１２０内に血液試料が配置されたとき、この電気化学検査セルは、分離された血漿を含む。この血漿は、試料室１２０
内に含まれ、フィルタ３０４、ゲル７０８、および参照セル２２４を湿らす。次いで、作用電極２０８および対電極２３６のうちの少なくとも一方の電極および参照リード２２０を読出装置１０８に相互接続することによって、検査セルの電位が読み取られうる。

図１７は、本発明の他の実施形態に係る検査ストリップ１０４の一例の上面図を示す。この例では、検査ストリップ１０４のさまざまな構成要素の相対位置が分かるように、シール・フィルム１５３２、検査ストリップ・オーバーレイ１２８、スペーサ１５２４、フィルタ３０４、および誘電層１５７２が透明なものとして示されている。フィルタ３０４は、試料室１２０から、ゲル７０８を含むエリアまで延びている。この実施形態の参照セル２２４は、ヒドロキシエチルセルロース・ゲル７０８によって取り囲まれたＡｇ／ＡｇＣｌ半電池からなる。さらに、参照セル２２４の少なくとも一部分は、参照リード２２０に直接接触することができる。導電リード２０４は、スパッタリングされた金および／またはスパッタリングされた白金からなることができる。スパッタリングされた金属を使用することによって、導電インクよりも均一な表面を得ることができる。あるいは、導電リード２０４は、導電インクから形成されることもできる。一例として、導電リード２０４を、厚さ約５，０００オングストロームの層に堆積させることができる。

本発明の実施形態によれば、より安定した結果を得るために、参照セル２２４に対してゲル７０８を施す手順が制御されうる。例えば、微小な亀裂または他の不連続部の形成が制限されまたは低減する条件下で、ゲル７０８を乾燥することができる。したがって、ゲル７０８の乾燥は、室温および大気圧において、熱を加えながら、真空で、などの条件で実行されることができる。乾燥させたゲル７０８を使用する代わりに、ゲル７０８をカプセルに封入することもできる。このカプセルは、検査ストリップ１０４を使用する直前に破壊される。あるいはまたはそれに加えて、異なる組成のゲル７０８を使用することもできる。例えば、ヒドロキシエチルセルロース材料からなるゲルをポリマーと混合して、完成した検査ストリップ１０４内のゲル７０８の統一性（コンシステンシー）を向上させることができる。

図１８は、本発明の実施形態に係り、検査ストリップ１０４に動作可能に相互接続された読出装置１０８の構成要素を示す。より具体的には、液体試料１１６を含む検査ストリップ１０４に相互接続された読出装置１０８の電圧計または読出電子回路部分１３０４の特徴が示されている。本開示を検討した当業者には理解されることだが、液体試料１１６を含む検査ストリップ１０４は電気化学セル１８２８を含む。電気化学セル１８２８は、液体試料１１６、電解ゲル７０８（使用する場合）、および参照セル２２４を含む。さらに、液体試料１１６は、例えば橋２３２および／またはフィルタ３０４を湿らすことによって、作用電極２０８、参照電極２２０、および対電極２３６の部分を互いに電気的に接触させる。

読出電子回路１３０４は一般にパワー増幅器１８０４を含む。パワー増幅器１８０４からの出力１８０８は電流からなり、この電流は、パワー増幅器１８０４に入力として印加される電圧Ｖ_ｓｅｔ１８１２によって決定される設定点を有する。パワー増幅器１８０４からの出力電流１８０８は、電流−電位（ＩＥ）変換器１８１６に流れる。パワー増幅器１８０４からの電流１８０８は、抵抗器１８２０を介してＩＥ変換器１８１６の負入力に供給されることができる。ＩＥ変換器１８１６は、対電極２３６に送られる出力電流１８２４を供給する。ＩＥ変換器１８１６の負入力はさらに作用電極２０８に接続される。本開示を検討した当業者には理解されることだが、対電極２３６と作用電極２０８との間の抵抗は、検査ストリップ１０４内に配置された液体試料２１６の組成および特性に応じて変化しうる。しかしながら、パワー増幅器１８０４およびＩＥ変換器１８１６は、協力して、対電極２３６に供給されるとともに電気化学セル１８２８を流れる電流について、一定の電流を提供する。

この電流が対電極２３６と作用電極２０８との間を流れている間、作用電極２０８と参照電極２２０との間の電圧電位は、差動増幅器または差動電位計１８３２によって監視される。より具体的には、差動増幅器１８３２は、試料室１２０内に配置された試料１１６の酸化還元電位を示す電圧出力１８３６を提供する。この電圧出力１８３６は、例えば関連づけられた読出装置１０８の出力１５２によってユーザに提示されうる。

次に図１９を参照すると、試料液体１１６の酸化還元電位（ＯＲＰ）を測定する方法の態様が示されている。一般に、この方法は、液体試料１１６を取得する工程（工程１９０４）、検査ストリップ１０４の試料室１２０内に液体試料１１６を配置する工程（工程１９０８）、および例えば試料液体１１６でフィルタ３０４を湿らすことによって、検査ストリップ１０４の参照セル２２４と試料室１２０との間に導電性の橋２３２を確立する工程（工程１９１２）を含む。したがって、工程１９０４から１９１２は、図１４に関連して上で説明した工程１４０４から１４１２と同じ工程または類似の工程である。

工程１９１６で、作用電極２０８、参照電極２２０、および対電極２３６が、読出装置接点１４４に相互接続される。例えば、対電極２３６は、読出電子回路１３０４の電流出力１８２４に相互接続されることができ、作用電極２０８は、ＩＥ変換器１８１６の負入力および読出電子回路１３０４の差動電位計１８３６に接続されることができ、参照電極２２０は、差動増幅器１８３２の入力に相互接続されることができる。次いで、読出電子回路１３０４が稼働されて、対電極２３６と作用電極２０８との間に参照セル１８２８を横切る電流を流す（工程１９２０）。例として、限定はされないが、読出電子回路１３０４によって対電極２３６と作用電極２０８との間に流される電流の量は、約１０^−１２アンペアから約１０^−９アンペアとすることができる。他の実施形態によれば、電気化学セル１８２８に流される電流の大きさは、約１０^−１４アンペアから約１０^−６アンペアである。別の例として、印加される電流を時間の経過とともに変化させることができる。例えば、ある階段関数に従って、印加される電流を、ある時刻の後に第１の値（例えば１０^−９アンペア）から第２の値（例えば１０^−１１アンペア）に変化させることができる。対電極２３６と作用電極２０８との間に電流が印加されている間、作用電極２０８と参照電極２２０との間の電位差が、差動増幅器１８３２の出力１８３６として提供される（工程１９２４）。

差動増幅器１８３２からの出力１８３６を経時的に監視することができる（工程１９２８）。工程１９３２で、平衡に達したかどうかに関する判定を実施することができる。この平衡に達したかどうかの判定は、差動増幅器１８３２の出力信号１８３６の変化度合が所定のレベルに低下するまで監視することを含むことができる。あるいは、出力電圧１８３６を異なる時点で測定し、電圧出力１８３６の変化を表す直線または曲線を使用して、酸化還元電位の読み取り値を得ることもできる。平衡に達した場合には、決定された酸化還元電位値を読出装置１０８のユーザに提示する（工程１９３６）。例えば、決定された酸化還元電位値を、測定された電圧として提示することができる。平衡に達していない場合、この方法は工程１９２０に戻ることができる。ＯＲＰ値が出力された後、この方法を終了することができる。

図２０Ａは、本発明の実施形態に係るいくつかの試料検査ストリップを使用して読み取った正常な血漿の例示的なＯＲＰ値を示すグラフである。図２０Ｂは、異なるいくつかの試料検査ストリップを使用して読み取った外傷血漿の例示的なＯＲＰ値を示すグラフである。これらのＯＲＰ値を得るために使用された検査ストリップ１０４は、図１７に示した例示的な検査ストリップ１０４と同じように構成されている。さらに、各検査ストリップ１０４は、１０μＬの４％アガロース／３Ｍ ＫＣｌゲル７０８、小さな塩橋２３２、参照セル２２４を備える中心スポット、およびスパッタリングされた白金の導電リード２０
４を含んでいた。これらのＯＲＰ値は、ガルバノスタットを含む、図１８に概略的に示した読出電子回路１３０２を使用して読み取られた。読出電子回路１３０２によって印加された読み出し電流は１×１０^−９アンペアであった。これらの図に示されているように、時間の経過（グラフの水平軸）とともに電位（縦軸）は低下する。さらに、図２０Ａと２０Ｂとを比較すると、測定された電位によって表されるように、外傷血漿（すなわち外傷を負った動物から採取した血漿）に対するＯＲＰ値（ミリボルト）は、正常な患者から採取した血漿に対する測定されたＯＲＰ値と比較してより高いことが明らかである。より具体的には、３分後、外傷血漿の測定されたＯＲＰは平均で２１８．３ｍＶ±６．４であったのに対して、正常な血漿の平均ＯＲＰは１７１．６ｍＶ±３．６であった。本発明の実施形態によれば、診断目的に使用されるＯＲＰ値は、測定されたＯＲＰ値の変化度合がある選択量よりも小さくなる態様でＯＲＰが安定するために十分な時間が経過した後に達する値である。あるいはまたはそれに加えて、カーブフィッティング手順を使用して、測定されたＯＲＰ値または導き出されたＯＲＰ値として臨床医または他のユーザに報告されるＯＲＰ値を外挿法によって得ることもできる。

本発明の以上の議論は、例示目的および説明目的で示したものである。また、以上の説明が、本発明を、本明細書に開示された形態だけに限定することは意図されていない。したがって、関連技術の技能または知識の範囲に含まれる、上記の教示と同等の変形および変更は、本発明の範囲に含まれる。以上に記載した実施形態は、現時点で知られている本発明を実施するための最良の形態を説明すること、および当業者が、そのような実施形態またはその他の実施形態において、本発明の特定の用途または使用が必要とするさまざまな変更を加えて、本発明を利用することを可能にすることが意図されている。添付の特許請求の範囲は、先行技術が許す範囲内の代替実施形態を含むものと解釈されることが意図されている。

Claims (20)

1. 酸化還元電位検査装置であって、
   基板と、
   試料室と、
   第１の検査リードであって、前記基板によって支持され、
   前記試料室内へ延びる第１のエリア、および
   前記試料室から延びる第２のエリア
   を含む前記第１の検査リードと、
   参照セルと、
   参照リードであって、
   前記参照セルと電気的に接触した第１のエリア、および
   前記参照セルから延びる第２のエリア
   を含む前記参照リードと、
   橋と
   を備え、前記橋によって、前記試料室内の液体試料が前記参照セルと電気的に接触する、装置。
2. オーバーレイをさらに備え、
   前記第１の検査リードの少なくとも一部分、前記参照セル、前記参照リードの少なくとも一部分、および前記橋は、前記オーバーレイが前記基板に相互接続されているときに、前記基板と前記オーバーレイとの間に保持される、請求項１に記載の装置。
3. 前記オーバーレイが開口を含み、前記オーバーレイが前記基板に相互接続されているときに、前記開口は、前記試料室の少なくとも一部分に対応する、請求項２に記載の装置。
4. フィルタ要素をさらに備え、
   前記フィルタ要素は、前記試料室の上に広がるとともに、前記試料室内に含まれている、請求項３に記載の装置。
5. ゲルボリュームをさらに備え、
   前記橋が、前記ゲルボリューム内に収容される電解ゲルからなり、該電解ゲルが前記参照セルと接触している、請求項１に記載の装置。
6. 前記ゲルボリュームが前記試料室に連通している、請求項５に記載の装置。
7. 前記参照セルが銀／塩化銀参照セルを含む、請求項１に記載の装置。
8. 前記橋に追加される第１の物質は湿潤剤を含み、
   前記橋および前記湿潤剤が、前記第１の検査リードの前記第１のエリアを前記参照セルに対して電気的に相互接続する塩橋を形成する、請求項１に記載の装置。
9. 前記第１の検査リードは、一定な組成を有する導電材料から形成されている、請求項１に記載の装置。
10. 第１の検査リードは読出部分を含み、
    第１の参照リードは読出部分を含み、
    前記検査リードの前記読出部分、および前記参照リードの前記読出部分は、前記オーバーレイが前記基板に相互接続されているときに検査装置にアクセス可能である、請求項２に記載の装置。
11. 液体試料の酸化還元電位を決定する方法であって、
    試料室、参照セル、第１の検査リード、および参照リードを備える検査ストリップを提供する工程と、
    試料室内に液体試料を配置する工程であって、前記試料室内の前記液体試料と、前記試料室および該前記参照セルの間の塩橋とを介して、前記第１の検査リードおよび前記参照リードが互いに電気的に相互接続される工程と、
    前記第１の検査リードおよび前記参照リードを介して、前記試料室から電圧を読み取る工程であって、前記参照セルおよび前記橋によって前記参照リードが前記試料室に対して相互接続される工程と、
    を含む方法。
12. 前記試料室と前記参照セルとの間に延びる第１のフィルタ要素を提供する工程をさらに含み、
    前記橋が、前記液体試料の成分によって前記フィルタ要素が湿らされることによって形成される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記試料室を覆う第２のフィルタ要素を提供する工程をさらに含み、
    前記試料室内に前記液体試料を配置する工程が、前記第２のフィルタ要素を使用して前記液体を濾過する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１のフィルタ要素は前記試料室を覆うものであり、
    前記試料室内に前記液体試料を配置する工程が、前記第１のフィルタ要素を使用して前記液体を濾過する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
15. 前記試料室に連通したゲルボリュームを提供する工程をさらに含み、
    前記ゲルボリューム内のゲルが、前記液体試料、または前記液体試料の成分を前記参照セルに対して電気的に相互接続する、請求項１１に記載の方法。
16. 試料室、参照セル、第１の検査リード、および参照セルを備える検査ストリップを提供する工程が、
    基板を提供する工程と、
    オーバーレイを提供する工程と、
    第１の検査リードを提供する工程であって、該第１の検査リードが、試料部分、伝達部分、および読出部分を有し、実質的に均一な導電材料である、工程と、
    橋材料を提供する工程と、
    前記参照セルを提供する工程と、
    前記参照セルに電気的に相互接続された参照セル接触部分と、読出部分とを有する前記参照リードを提供する工程と、
    前記オーバーレイを前記基板に相互接続する工程と、
    をさらに含み、
    前記検査リード、前記橋材料、および前記参照セルが全て、前記オーバーレイと前記基板との間に少なくとも部分的に保持され、前記基板および前記オーバーレイの一方が、試料室を画定する試料室開口を含み、前記検査リードの前記試料部分が前記試料室内へ延び、前記検査リードの前記読出部分、および前記参照リードの前記読出部分が読出装置にアクセス可能である、
    請求項１１に記載の方法。
17. 前記液体試料が全血である、請求項１１に記載の方法。
18. 血液産物の酸化還元電位を決定するシステムであって、
    前記システムは、検査ストリップ、血液産物、および電圧計を備え、
    前記検査ストリップは、
    基板、オーバーレイ、作用電極、参照セル、橋構成要素、および参照リードを含み、
    前記基板は、該基板の第１の表面が第１の平面を画定し、
    前記オーバーレイは、試料室を少なくとも部分的に画定する試料室開口が形成されており、該オーバーレイの第１の表面が第２の平面を画定し、前記第１の平面と前記第２の平面とが互いに平行であり、
    前記作用電極は、試料室部分および読出部分を含み、前記基板の前記第１の表面によって画定される前記第１の平面と、前記オーバーレイの前記第１の表面によって画定される前記第２の平面との間に位置し、
    前記参照セルは、既知の電位を有する材料を含み、
    前記橋構成要素は、前記試料室に通じているとともに前記参照セルに電気的に相互接続されており、
    前記参照リードは、前記参照セルに電気的に接触した第１の部分、および読出部分を含み、
    前記血液産物は、
    該血液産物が前記試料室内に配置されたときに、前記参照セルが第１の検査リードに電気的に相互接続され、
    前記電圧計は、前記作用電極および対電極の少なくとも一方の電極と前記参照リードとの間の電位を読み取る、システム。
19. 前記作用電極および前記対電極が、一定な組成を有する材料からなる、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記作用電極および前記対電極が、酸化還元電位および抗生物汚損剤の少なくとも一方を含まない、請求項１８に記載のシステム。