JP2015520394A - 物理的バリア島によって分離された毛細管試料収容チャンバを伴う分析検査ストリップ - Google Patents
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Abstract
体液試料(例えば全血試料)中の検体(例えばグルコース及び/又はヘマトクリット)を判定するための分析検査ストリップは、第1の毛細管試料収容チャンバ、第2の毛細管試料収容チャンバ、並びに第1及び第2の毛細管試料収容チャンバ間に配置された物理的バリア島を備えている。また物理的バリア島の配置は、分析検査ストリップの使用中に第1の毛細管試料収容チャンバと第2の毛細管試料収容チャンバとの間に体液試料フローが生じることがないようになされている。【選択図】図1
Description
本発明は広くは医療装置に関し、具体的には分析検査ストリップ及び関連方法に関する。
流体試料中の検体を判定(例えば、検出及び/又は濃度測定)すること及び/又は流体試料の特徴(例えばヘマトクリット)を判定することは、医療分野において特に関心のある事柄である。例えば、尿、血液、血漿、又は間質液などの体液試料中のグルコース、ケトン体、コレステロール、リポタンパク質、トリグリセリド、アセトアミノフェン、及び/又はHbA1cの濃度を測定することが望ましい場合がある。こうした判定は、例えば、視覚的、測光的又は電気化学的な方法に基づいた分析検査ストリップを使用することで行うことが可能である。従来の電気化学系分析試験ストリップは、例えば、それぞれ全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,708,247号及び同第6,284,125号に記載されている。
本明細書に含まれ、本明細書の一部をなす添付の図面は、本願の出願時における本発明の好ましい実施形態を示すものであり、前述した一般的な説明及び後述する詳細な説明とともに、発明の特徴を説明する役割を果たすものである。
本発明の一実施形態による電気化学的分析検査ストリップの簡略分解図である。
図1の電気化学式分析検査ストリップの複数の層の一続きの簡略平面図である。
図1の電気化学式分析検査ストリップの基材層及びスペーサ層の簡略平面図表示である。
図1の電気化学式分析検査ストリップの一部の簡略側面図であって、明確にするために、その試薬層、パターン付き絶縁層、及びパターン付き導体層を省いた図である。
図1の電気化学式分析検査ストリップの簡略平面図であって、そのいろいろな構成部品を示す図である。
本発明の一実施形態による体液試料中の検体を判定するための方法における段階を示す流れ図である。
以下の詳細な説明は、図面を参照しつつ読まれるべきもので、異なる図面中、同様の要素は同様の参照符号にて示してある。図面は、必ずしも一定の比率ではないが、単に説明の目的で例示的な実施形態を表しており、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。詳細な説明は、本発明の原理を限定としてではなく、例として説明するものである。この説明は、当業者による本発明の作製及び使用を明確に可能とし、本発明を実施する最良のモードであると目下考えられるものを含む、本発明の数個の実施形態、適合物、変更物、代替物及び使用を説明する。
本明細書で任意の数値や数値の範囲について用いる「約」又は「およそ」という用語は、構成要素の部分又は構成要素の集合が、本明細書で述べるその所望の目的に沿って機能することを可能とするような適当な寸法の許容誤差を示すものである。
一般的に、本発明の実施形態による体液試料(例えば、全血)中の検体(例えばグルコース及び/又はヘマトクリット)を判定するための分析検査ストリップ(例えば、電気化学式分析検査ストリップ)は、第1の毛細管試料収容チャンバ、第2の毛細管試料収容チャンバ、並びに第1及び第2の毛細管試料収容チャンバ間に配置された物理的バリア島を備える。また物理的バリア島の配置は、分析検査ストリップの使用中に第1の毛細管試料収容チャンバと第2の毛細管試料収容チャンバとの間に体液試料フローが生じることがないようになされる。
本発明の実施形態による分析検査ストリップが有用な点は、例えば、物理的バリア島が、第1及び第2の毛細管試料収容チャンバの流体完全性を維持する働きをする一方で、製造が容易でもあるということである。このような流体完全性によって、第1及び第2の毛細管試料収容チャンバ間で試薬と反応副生成物との混合が生じることがないため有益である。混合すると、検体又は体液試料特徴を判定する際に不正確が生じる可能性がある。また、物理的バリア島を比較的小さくすることができるため、第1及び第2の毛細管試料適用チャンバ用の試料適用開口部を互いに近くに並列して(例えば、約250ミクロンの距離だけ離し、この距離は、約1マイクロリットルの全血試料によって動作可能に埋めることができる)、体液試料の1回の適用によって試料適用開口部を両方とも埋めて第1及び第2の毛細管試料収容チャンバを両方とも充填するようにすることができる。更に、物理的バリア島は、従来の製造技法を用いて比較的単純で安価な方法で製造することができる。
図1は、本発明の一実施形態に基づく電気化学式分析検査ストリップ100の簡略分解図である。図2は、電気化学式分析検査ストリップ100の複数の層の一続きの簡略平面図である。図3は、電気化学式分析検査ストリップ100の基材層及びスペーサ層(その一部は物理的バリア島として構成されている)の簡略平面図表示である。図4は、電気化学式分析検査ストリップ100の一部の簡略側面図であって、明確にするために、その試薬層、パターン付き絶縁層、及びパターン付き導体層を省いた図である。図5は、電気化学式分析検査ストリップの簡略平面図100であって、その複数の構成部品(電極を含む)を示す図である。
図1〜5を参照して、体液試料(例えば、全血試料)中の検体(例えばグルコース)を判定するための電気化学式分析検査ストリップ100は、電気絶縁基材層120、パターン付き導体層140、パターン付き絶縁層160(電極露出窓180を内部に含む)、酵素試薬層200、パターン付きスペーサ層220(物理的バリア島220aを含む)、親水性層240、及び最上層260を備えている。
電気化学式分析検査ストリップ100の電気絶縁基材層120、パターン付き導体層140(種々の電極140a、特に図5を参照)、パターン付き絶縁層160、酵素試薬層200、パターン付きスペーサ層220(及びその物理的バリア島220a)、親水性層240、及び最上層260の配置及び位置合わせは、電気化学式分析検査ストリップ100の第1の毛細管試料収容チャンバ262と第2の毛細管試料収容チャンバ264とが画定されるようになされている。
物理的バリア島220aを第1の毛細管試料収容チャンバ262と第2の毛細管試料収容チャンバ264との間に配置して、電気化学式分析検査ストリップ100の使用中にそれらの間に流体の流れが生じることがないようになされている。
なお、図1〜5に示す実施形態では、物理的バリア島は、第1及び第2の毛細管試料収容チャンバを充填している体液の主流方向と本質的に平行となるように配置されている。その結果、物理的バリア島は、体液が第1及び第2の毛細管試料収容チャンバを充填することがないようにするのではなく、むしろ毛細管試料収容チャンバのいずれかに入った体液が他方の毛細管試料収容チャンバに入ることがないようにしている。
図4の透視図では、第1及び第2の毛細管試料収容チャンバ262及び264は、高さが約100μm、幅が約1.45mm〜1.65mmの範囲、及びピッチが約2.55mmである。隔壁接続を形成する垂直寸法の急激な変化は、約100μmの追加高さである。
電気化学式分析検査ストリップ100のパターン付き導体層140(電極140aを含む)は、任意の好適な伝導性材料で形成することができる、例えば、金、パラジウム、白金、インジウム、チタンパラジウム合金、及び電気伝導性の炭素系材料(カーボンインクを含む)である。特に図5を参照して、パターン付き絶縁層160の電極露出窓180は、図の下方における3つの電極140a(例えば、カウンタ/基準電極並びに第1及び第2の作用電極)を露出している。これらは、体液試料(全血)中の検体(グルコース)の電気化学的判定用に構成されている。電極露出窓180はまた、全血中のヘマトクリットの判定用に構成された2つの電極(図の上方)を露出している。ヘマトクリットの判定を分析検査ストリップの電極を用いて行なうことについて、それぞれ本明細書において参照により全体が取り入れられている、例えば、米国特許出願第61/581,100号、第61/581,097号、第61/581,089号、第61/530,795号、及び第61/530,808号に説明されている。
使用時、体液試料が、電気化学式分析検査ストリップ100に適用されて、第1及び第2の毛細管試料収容チャンバの両方を毛細管現象によって充填し、その結果、第1及び第2の毛細管試料収容チャンバ内に配置される電極に動作可能に接触する。特に図3を参照して、第1の毛細管試料収容チャンバ262は少なくとも1つの試料適用開口部(すなわち2つの開口部270a及び270b)を有し、第2の毛細管試料収容チャンバ264は少なくとも1つの試料適用開口部(すなわち、2つの試料適用開口部272a及び272b)を有している。第1及び第2の毛細管試料収容チャンバはそれぞれ、試料を適用することができるように、また試料が両方の毛細管試料収容チャンバを分析検査ストリップの左側から(試料適用開口部270a及び272aを用いて)又は右側から(試料適用開口部270b及び272bを用いて)充填することができるように構成されている。いずれの状況でも、第1の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部と第2の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部とは並列して、単一の体液試料をそこに同時に適用することができるようになっている。
図1〜5の実施形態では、物理的バリア島220aの幅は電気化学式分析検査ストリップの幅よりも小さい(特に図3を参照のこと。この文脈における「幅」は、図3の透視図における水平方向の寸法を指す)。言い換えれば、物理的バリア島220aは第1及び第2の毛細管試料収容チャンバに沿って長手方向に配置されているが、物理的バリア島は電気化学式分析検査ストリップの横方向の縁部までは延びてはいない。
前述した幅の小さい物理的バリア島220aを配置することは、第1の毛細管試料収容チャンバ262の第1の試料適用開口部270aと第2の毛細管試料収容チャンバ264の第1の試料適用開口部272aとにおける第1の共有試料入力チャンバ274と、第1の毛細管試料収容チャンバ262の第2の試料適用開口部270bと第2の毛細管試料収容チャンバ264の第2の試料適用開口部272bとにおける第2の共有試料入力チャンバ276とを画定する働きをする。明確にするために、図3では、第1及び第2の共有試料入力チャンバ274及び276の領域を、クロスハッチングを用いて示している。
第1の共有試料入力チャンバ274と第2の共有試料入力チャンバ276とが有用な点は、例えば、適用された体液試料がより容易に表面張力に打ち勝って、このような単一の共有試料入力チャンバを充填することができる(そしてその後に第1及び第2の毛細管試料収容チャンバを充填する)ことであり、これは2つの別個の試料入力チャンバの表面張力に打ち勝つこととは対照的である。加えて、第1及び第2の共有試料入力チャンバのどちらか一方の幅(この文脈では図3の垂直方向)は、第1又は第2の試料適用開口部のどちらか一方の幅よりも大きく、また第1の試料適用開口部の両方が有する幅の合計又は第2の試料適用開口部の両方が有する幅の合計よりも大きい。その結果、ユーザは、毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部の幅と比べてこのように比較的大きな幅に体液試料をより容易に適用することができる。
電気絶縁基材層120は、例えばナイロン基材、ポリカーボネート基材、ポリイミド基材、ポリ塩化ビニル基材、ポリエチレン基材、ポリプロピレン基材、グリコール変性ポリエステル(PETG)基材、又はポリエステル基材など、当業者に既知の任意の好適な電気絶縁基材であってよい。電気絶縁基材層は、例えば約5mmの幅寸法、約27mmの長さ寸法、及び約0.35mmの厚さ寸法などの任意の好適な寸法を有することができる。
電気絶縁基材層120は、取扱い易い構造をストリップに与えるとともに、後に形成される層(例えばパターン導電体層)を適用(例えば印刷又は成膜)するための基板としても機能する。本発明の実施形態に基づく分析検査ストリップに用いられるパターン導電体層は、任意の適当な形状をとることができ、例えば、金属材料及び導電性炭素材料などの任意の適当な材料で形成することができる点に留意されたい。
パターン絶縁層160は、例えば、スクリーン印刷可能な絶縁インクで形成することができる。このようなスクリーン印刷可能な絶縁インクは、Ercon(Wareham,Massachusetts U.S.A.)から「Insulayer」の商品名で市販されている。
パターン付きスペーサ層220は、例えば、スクリーン印刷可能な感圧接着剤(Apollo Adhesives、Tamworth、Staffordshireから市販)、又は他の好適な材料(例えば、ポリエステル、及びポリプロピレンなど)から形成することができる。パターン付きスペーサ層220の厚さは、例えば75μmとすることができる。図1〜5の実施形態では、パターン付きスペーサ層220によって、第1及び第2の毛細管試料収容チャンバ280の外壁が画定される。
親水性層240は、例えば、流体試料(例えば全血試料)による電気化学的分析検査ストリップ100の湿潤及び充填を促進するような親水性を備えた透明フィルムであることができる。このような透明フィルムは、例えば、3M(Minneapolis、Minnesota U.S.A)及びCoveme(San Lazzaro di Savena、Italy)から市販されている。親水性層240は、例えば、ポリエステルフィルムに10度未満の親水性接触角が得られる界面活性剤をコーティングしたものとすることができる。親水性層240はまた、ポリプロピレンフィルムに界面活性剤をコーティングするか又は他の表面処理(例えば、MESAコーティング)を施したものとすることができる。親水性層240は厚さを、例えば約100μmとすることができる。
酵素試薬層200は、任意の好適な酵素試薬を含んでよく、判定されるべき検体に応じた酵素試薬が選択される。例えば、血液試料中のグルコースを判定する場合、酵素試薬層200は、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を、機能的作用に必要とされる他の成分とともに含み得る。酵素試薬層200は、例えばグルコースオキシダーゼ、クエン酸三ナトリウム、クエン酸、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、フェロシアン化カリウム、消泡剤、カボシル、PVPVA、及び水などを含み得る。酵素試薬層及び電気化学的分析検査ストリップ全般に関する更なる詳細は、米国特許第6,241,862号及び同第6,733,655号にあり、これらの内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる。
最上層260は、任意の好適な材料、例えば、ポリエステル材料、ポリプロピレン材料、及び他のプラスチック材料から形成することができる。最上層260は厚さを、例えば約50μmとすることができる。
電気化学的分析検査ストリップ100は、例えば、電気絶縁基材層120の上にパターン導電体層140、パターン絶縁層160、酵素試薬層200、パターンスペーサ層220、親水性層240、及び上層260を順次位置合わせして形成することによって、製造することができる。例えば、スクリーン印刷、フォトリソグラフィ、グラビア印刷、化学蒸着及びテープ積層法を含む、当業者に既知の任意の好適な技術を使用して、このような順次整列の形成を達成することができる。
図6は、本発明の実施形態による体液試料(例えば、全血試料)中の検体(例えばグルコース)及び/又は体液試料の特徴(例えば、ヘマトクリット)を判定するための方法600における段階を示す流れ図である。方法600に含まれるのは(図6のステップ610を参照)、体液試料を分析検査ストリップに適用することを、適用された体液試料が分析検査ストリップの第1の毛細管試料収容チャンバと第2の毛細管試料収容チャンバとを充填するように、また適用された体液試料が第1の毛細管試料収容チャンバと第2の毛細管試料収容チャンバとの間を流れることが分析検査ストリップの物理的バリア島によって防がれるように、行なうことである。
方法600にはまた、分析検査ストリップの第1の応答(例えば、第1の毛細管試料収容チャンバ内の電極からの電気化学応答)を測定することと、体液試料中の検体を第1の測定された電気化学応答に基づいて判定することとが含まれる(図6のステップ620及び630を参照のこと)。
方法600のステップ640及び650にはまた、分析検査ストリップの第2の応答(例えば、第2の毛細管試料収容チャンバ内の電極からの電気応答)を測定することと、体液試料の特徴を第2の測定された応答に基づいて判定することと、が含まれる。前述した測定及び判定ステップを、必要に応じて、好適な関連する計器を用いて行なうことができ、測定ステップ620及び630を任意の好適な手順で又は重なるように行なうことができる。
本発明の実施形態による、本明細書に記載された分析試験ストリップの技術、利益、及び特徴のいずれをも取り入れるように方法600が容易に改変されうることは、本開示の知見を得れば当業者によって認識されるところであろう。
本明細書に、好ましい本発明の実施形態が示され、記載されてきたが、このような実施形態は、単なる例として提供されていることが、当業者に明らかであろう。当業者は、目下、本発明から逸脱することなく多数の変更、変化、及び置換を思いつくであろう。本明細書に記載した本発明の実施形態の様々な代替物は、本発明の実施にて使用できることを理解するべきである。以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲を定義するとともに、特許請求の範囲に含まれる装置及び方法、並びにそれらの均等物をこれによって網羅することを目的としたものである。
Claims (20)
- 体液試料中の検体を判定するための分析検査ストリップであって、前記分析検査ストリップが、
第1の毛細管試料収容チャンバと、
第2の毛細管試料収容チャンバと、
前記第1の毛細管試料収容チャンバと前記第2の毛細管試料収容チャンバとの間に配置された物理的バリア島と、を備え、
前記物理的バリア島が、前記分析検査ストリップの使用中に前記第1の毛細管試料収容チャンバと前記第2の毛細管試料収容チャンバとの間に体液試料フローが生じることがないように配置される、分析検査ストリップ。 - 前記第1の毛細管試料収容チャンバは少なくとも1つの試料適用開口部を有し、前記第2の毛細管試料収容チャンバは少なくとも1つの試料適用開口部を有し、
前記第1の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部及び前記第2の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部は並列して、単一の体液試料を前記第1の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部及び前記第2の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部に同時に適用することができる、請求項1に記載の分析検査ストリップ。 - 前記第1の毛細管試料収容チャンバは第1の試料適用開口部と第2の試料適用開口部とを有し、前記第2の毛細管試料収容チャンバは第1の試料適用開口部と第2の試料適用開口部とを有する、請求項2に記載の分析検査ストリップ。
- 前記物理的バリア島は、前記第1の毛細管試料収容チャンバと前記第2の毛細管試料収容チャンバとに沿って長手方向に延びる、請求項3に記載の分析検査ストリップ。
- 前記物理的バリア島は、
第1の共有試料入力チャンバが、前記第1の毛細管試料収容チャンバの第1の試料適用開口部と前記第2の毛細管試料収容チャンバの第1の試料適用開口部において画定され、
第2の共有試料入力チャンバが、前記第1の毛細管試料収容チャンバの第2の試料適用開口部と前記第2の毛細管試料収容チャンバの第2の試料適用開口部において画定されるように配置される、請求項4に記載の分析検査ストリップ。 - 前記第1の共有試料入力チャンバの幅は、前記第1の毛細管試料収容チャンバの第1の試料適用開口部及び前記第2の毛細管試料収容チャンバの第1の試料適用開口部の幅の合計よりも大きく、
前記第2の共有試料入力チャンバの幅は、前記第1の毛細管試料収容チャンバの第2の試料適用開口部及び前記第2の毛細管試料収容チャンバの第2の試料適用開口部の幅の合計よりも大きい、請求項5に記載の分析検査ストリップ。 - 電気絶縁基材層と、
前記電気絶縁基材層上に配置されたパターン付き導体層であって、複数の電極を含むパターン付き導体層と、
第1の電極露出窓と第2の電極露出窓とを伴うパターン付き絶縁層と、
前記第1の電極露出窓と前記第2の電極露出窓のうちの少なくとも一方の上に配置された酵素試薬層と、
パターン付きスペーサ層と、
親水性層と、
最上層と、を更に備え、
少なくとも、前記電気絶縁基材層、パターン付き絶縁層、パターン付きスペーサ層、親水性層、及び最上層によって、前記第1の毛細管試料収容チャンバ、及び前記第2の毛細管試料収容チャンバが画定され、
前記物理的バリア島はパターン付きスペーサ層の一部である、請求項1に記載の分析検査ストリップ。 - 前記分析検査ストリップは電気化学式分析検査ストリップとして構成されている、請求項1に記載の分析検査ストリップ。
- 前記体液試料が全血試料である、請求項1に記載の分析検査ストリップ。
- 前記検体がグルコースである、請求項1に記載の分析検査ストリップ。
- 前記検体はグルコースであり、前記分析検査ストリップは、前記第1の毛細管試料収容チャンバに導入された体液試料中の検体と、前記第2の毛細管試料収容チャンバ内に導入された体液試料のヘマトクリットと、を判定するように構成されている、請求項1に記載の分析検査ストリップ。
- 体液試料中の検体を判定するための方法であって、前記方法は、
体液試料を分析検査ストリップに適用するステップであって、前記適用された体液試料が分析検査ストリップの第1の毛細管試料収容チャンバと第2の毛細管試料収容チャンバとを充填し、前記適用された体液試料が前記第1の毛細管試料収容チャンバと前記第2の毛細管試料収容チャンバとの間を流れることが、物理的バリア島によって防がれるように、体液試料を分析検査ストリップに適用するステップと、
少なくとも前記分析検査ストリップの第1の応答を測定するステップと、
前記検体を第1の測定された電気化学応答に基づいて判定するステップと、
を含む方法。 - 前記第2の毛細管試料収容チャンバ内の体液試料に依存する前記分析検査ストリップの第2の応答を測定するステップと、
前記体液試料の特徴を第2の測定された応答に基づいて判定するステップと、
を更に含む、請求項12に記載の方法。 - 前記体液試料が全血である、請求項12に記載の方法。
- 前記検体がグルコースである、請求項12に記載の方法。
- 前記適用するステップが、単一の体液試料を前記第1の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部と前記第2の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部とに適用することを含み、
前記第1の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部と前記第2の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部とが並列して、単一の体液試料を前記第1の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部と前記第2の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部に同時に適用することができる、請求項12に記載の方法。 - 前記物理的バリア島は、前記第1の毛細管試料収容チャンバと前記第2の毛細管試料収容チャンバとに沿って、前記第1の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部と、前記第2の毛細管試料収容チャンバの試料適用開口部とから長手方向に延びる、請求項16に記載の方法。
- 前記物理的バリア島の配置は、
第1の共有試料入力チャンバが、前記第1の毛細管試料収容チャンバの第1の試料適用開口部と、前記第2の毛細管試料収容チャンバの第1の試料適用開口部とにおいて画定され、
第2の共有試料入力チャンバが、前記第1の毛細管試料収容チャンバの第2の試料適用開口部と、前記第2の毛細管試料収容チャンバの第2の試料適用開口部とにおいて画定されるようになされる、請求項17に記載の方法。 - 前記第1の共有試料入力チャンバの幅は、前記第1の毛細管試料収容チャンバの第1の試料適用開口部及び前記第2の毛細管試料収容チャンバの第1の試料適用開口部の幅の合計よりも大きく、
前記第2の共有試料入力チャンバの幅は、前記第1の毛細管試料収容チャンバの第2の試料適用開口部及び前記第2の毛細管試料収容チャンバの第2の試料適用開口部の幅の合計よりも大きい、請求項18に記載の方法。 - 前記分析検査ストリップは電気化学式分析検査ストリップとして構成されている、請求項12に記載の方法。
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