JP2015527594A - 裸干渉物質電極を有する電気化学式分析検査ストリップ - Google Patents

Abstract

体液試料中の検体を判定するための電気化学式分析検査ストリップ（「ＴＳ」）は、電気絶縁基板と、この電気絶縁基板上に配置され、検体作用電極（「ＷＥ」）、裸干渉物質電極（「ＩＥ」）、及び共有対電極／参照電極（「ＣＥ」）を有するパターン導電体層と、を含む。ＴＳは、ＷＥ、ＩＥ、及びＣＥを露出するように構成される電極露出スロットを有するパターン絶縁層（「ＰＩＬ」）と、ＷＥ及びＣＥ上に配置される酵素試薬層と、パターンスペーサ層（「ＰＳＬ」）も含む。ＰＩＬ及びＰＳＬは、試料受容開口部を有する試料受容チャンバを画定する。ＩＥ及びＣＥは、干渉物質の電気化学応答を測定するために構成される第１電極対を形成し、ＷＥ及びＣＥは、検体の電気化学応答を測定するために構成される第２電極対を形成する。ＷＥ及びＩＥは、互いから電気的に絶縁されている。【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。

液体試料中の検体の判定（例えば、検出及び／又は濃度測定）は医療分野において特に関心が寄せられている。例えば、尿、血液、血漿、若しく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、リポタンパク質類、トリグリセリド類、及び／又はＨｂＡ１ｃ凝縮類を判定することが望まれ得る。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。従来の電気化学式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。

本発明の第１の態様では、体液試料中の検体を判定するための電気化学式分析検査ストリップが提供され、電気化学式分析検査ストリップは、電気絶縁基板と；電気絶縁基板上に配置される少なくとも１つのパターン導電体層であって、少なくとも１つの検体作用電極、少なくとも１つの裸干渉物質電極、及び共有対電極／参照電極を含む、パターン導電体層と；少なくとも１つの検体作用電極及び共有対電極／参照電極上に配置される酵素試薬層と；パターンスペーサ層とを含み、パターンスペーサ層は、試料受容開口部を有する試料受容チャンバを画定し、少なくとも１つの裸干渉物質電極及び共有対電極／参照電極は、干渉物質の電気化学応答を測定するために構成される第１電極対を形成し、少なくとも１つの検体作用電極及び共有対電極／参照電極は、検体の電気化学応答を測定するために構成される第２電極対を形成し、少なくとも１つの検体作用電極及び少なくとも１つの裸干渉物質電極は、互いから電気的に絶縁されている。

少なくとも１つの裸干渉物質電極は、第１裸干渉物質電極及び第２裸干渉物質電極を含み得る。

少なくとも１つの検体作用電極は、第１検体作用電極及び第２検体作用電極を含み得る。

裸干渉物質電極の面積に対する検体作用電極の面積の比は、約２．４であり得る。

検体はグルコースであってもよく、体液試料は血液であってもよい。

第１電極対は、体液試料中の尿酸によって少なくとも一部が生じる干渉物質の電気化学応答を測定するために構成され得る。

第１電極対は、体液試料中のアセトアミノフェンによって少なくとも一部が生じる干渉物質の電気化学応答を測定するために構成され得る。

電気化学式分析検査ストリップは、少なくとも１つの検体作用電極、裸干渉物質電極、及び共有対電極／参照電極が平面配置にあるように電気絶縁基板上に配置される単一のパターン導電体層を含み得る。

少なくとも１つの検体作用電極及び共有対電極／参照電極は、対面配置にあってもよい。

裸干渉物質電極は、表面活性を向上させるために改質された表面を有し得る。

本発明の第２の態様では、体液試料中の検体を判定するための方法が提供され、方法は、少なくとも１つの干渉物質を含む体液試料を、酵素試薬層で覆われた少なくとも１つの検体作用電極及び少なくとも１つの裸干渉物質電極を有する電気化学式分析検査ストリップに適用する工程であって、少なくとも１つの検体作用電極及び少なくとも１つの裸干渉物質電極が互いから電気的に絶縁されている工程と；裸干渉物質電極の電気化学応答と検体作用電極の未補正電気化学応答とを測定する工程と；検体作用電極の測定した未補正電気化学応答を裸干渉物質電極の電気化学応答に基づいてアルゴリズムを使用して補正し、検体作用電極の補正電気化学応答を得る工程と；補正電気化学応答に基づいて検体を判定する工程とを含む。

体液試料は、全血であってもよい。

少なくとも１つの干渉物質は、尿酸であってもよく、補正工程は、体液試料中の尿酸の存在に対する未補正電気化学応答を補正してもよい。

少なくとも１つの干渉物質は、アセトアミノフェンであってもよく、補正工程は、体液試料中のアセトアミノフェンの存在に対する未補正電気化学応答を補正してもよい。

アルゴリズムは、Ｉ＝Ｉ_ＧＥ−（α・Ｉ_ＩＥ）の式を有してもよく、
式中、
Ｉは、グルコース電極の補正電流であり、
Ｉ_ＧＥは、グルコース電極の測定電流であり、
Ｉ_ＩＥは、干渉電極の測定電流であり、αは、補正率である。

補正率は、０を超える正の値を有し得る。

補正率は、約２．４であってもよい。

裸干渉物質電極の電気化学応答は電流であってもよく、検体作用電極の未補正電気化学応答は電流であってもよい。

電気化学式分析検査ストリップは、共有対電極／参照電極を更に含んでもよく、少なくとも１つの検体作用電極、共有対電極／参照電極、及び少なくとも１つの裸干渉物質電極は平面配置にある。

電気化学式分析検査ストリップは、共有対電極／参照電極を更に含んでもよく、少なくとも１つの検体作用電極及び共有対電極／参照電極は対向配置にある。

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基づく電気化学式分析検査ストリップの簡略分解図であり、破線はそれらの異なる層のアラインメントを示している。 図１の電気化学式分析検査ストリップの簡略斜視図である。 図１の電気化学式分析検査ストリップのパターン導電体層の簡略平面図である。 図３のパターン導電体層の一部の簡略平面図であるが、示した寸法は限定するものではない。 本発明による電気化学式分析検査ストリップで測定された過渡電流（即ち、電気化学応答）のグラフである。 体液試料のグルコース及び尿酸濃度に対する、本発明による電気化学式分析検査ストリップの裸干渉物質電極の電気化学応答（即ち、５秒間の検査時間における電極電流）のグラフである。 体液試料のグルコース及び尿酸濃度に対する、本発明による電気化学式分析検査ストリップの裸干渉物質電極の電気化学応答（即ち、５秒間の検査時間における電極電流）のグラフである。 体液試料のグルコース及び尿酸濃度に対する、本発明による電気化学式分析検査ストリップの裸干渉物質電極の電気化学応答（即ち、５秒間の検査時間における電極電流）のグラフである。 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）の判定のための電気化学式分析検査ストリップは、電気絶縁基板と、電気絶縁基板上に配置される少なくとも１つのパターン導電体層とを含み、パターン導電体層は、検体作用電極、裸干渉物質電極、及び共有対電極／参照電極を有する。電気化学式分析検査ストリップは、検体作用電極及び共有対電極／参照電極上に配置される（ただし、裸干渉物質電極上には配置されない）酵素試薬層と、パターンスペーサ層も含む。更に、パターンスペーサ層は、試料受容開口部を有する試料受容チャンバを画定する。また、裸干渉物質電極及び共有対電極／参照電極は、干渉物質の電気化学応答を測定するために構成される第１電極対を形成し、検体作用電極及び共有対電極／参照電極は、検体の電気化学応答を測定するために構成される第２電極対を形成する。更に、作用電極及び裸干渉物質電極は、互いから電気的に絶縁されている（即ち、電気絶縁基板上で物理的に分離されている）。

裸干渉物質電極、検体作用電極、及び共有対電極／参照電極は、好適な平面配置又は好適な対面（即ち、対向）配置で構成され得る。限定するものではないが一般的な平面配置では、電気絶縁基板上に配置される単一のパターン導電体層は、前述の電極を全て含む。このような平面配置では、検体作用電極、裸干渉物質電極、及び共有対電極／参照電極は、電気絶縁基板の表面上の単一平面に存在する。限定するものではないが一般的な対面配置では、検体作用電極及び共有対電極／参照電極は、対向する関係にあり、例えば、検体作用電極は、電気絶縁基板層上に配置され、共有対電極／参照電極は、電気絶縁基板層の上にある層の下面に配置される。

用語「裸干渉物質電極」は、その表面上に、又は干渉物質電極に作用する近辺に、任意の電気化学的に活性な存在物（即ち、例えば酵素又はメディエータなどの、電気化学反応を受けて干渉物質電極で応答を生じ得る化学物質）がない干渉物質電極を指す点に留意されたい。ただし、裸干渉物質電極は、必要に応じて、裸干渉物質電極の表面活性を向上させるために、例えば好適なプラズマ処理により改質された表面を有してもよい。用語「電極対」は、所望の電気化学応答の直線性、感度、及び範囲を与えるように構成された２つの電極を指す点にも留意されたい。これに関して、第２電極対における共有対電極／参照電極及び検体作用電極の面積は、第２電極対の電気化学応答が共有対電極／参照電極の面積によって制限されないように予め決定される。また、第１電極対における共有対電極／参照電極及び裸干渉物質電極の面積も、第１電極対の電気化学応答が共有対電極／参照電極の面積によって制限されないように予め決定される必要がある。

電気化学式分析検査ストリップの判定精度は、干渉物質（即ち、作用電極に「干渉」電気化学応答（例えば、干渉電流）を生じるために判定を混乱させる体液試料中の物質）により損なわれることがある。「干渉」電気信号は、標的の検体（例えば、グルコース）を伴う酵素反応からは生じないため、検査結果は一般に誤った高い検体濃度の読取値をもたらす。尿酸、アスコルビン酸、及びアセトアミノフェンは、体液試料中のグルコースの電気化学式判定における一般的な干渉物質である。本発明による種々の実施形態では、干渉物質の影響は、少なくとも１つの裸干渉物質電極を使用して干渉電気化学応答を測定した後、アルゴリズムを使用して、検体作用電極で測定された電気化学応答に対する干渉物質の寄与率を補償することにより、検体作用電極の測定電気化学応答を補正することで軽減される。これに関して、用語「裸」は、電極の表面上にいずれのメディエータ又は酵素も存在しないことを指す。

本発明の実施形態による電気化学式分析検査ストリップは、例えば、（ｉ）裸干渉物質電極が標的の個々の干渉物質だけでなく多くの関連干渉物質に対して直接電気化学応答を生じる点、（ｉｉ）干渉物質電極が検体作用電極及び共有対電極／参照電極の形成に使用される同じ導電層から形成されるため、製造プロセスを簡略化してコストを削減できる点、及び（ｉｉｉ）裸干渉物質電極が検体作用電極から物理的に分離しているため、裸干渉物質電極が検体作用電極の性能（例えば、感度、直線性、安定性、精度など）にいずれの有害リスクも与えない点において有益である。

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の簡略分解図であり、破線はそれらの異なる層のアラインメントを示している。図２は、電気化学式分析検査ストリップ１００の簡略斜視図である。図３は、図１の電気化学式分析検査ストリップ１００のパターン導電体層の簡略平面図である。図４は、図３のパターン導電体層の一部の簡略平面図である。

図１〜４を参照すると、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、電気絶縁基板１１０、パターン導電体層１２０、パターン絶縁層１３０（電極露出スロット１３２を内部に含む）、酵素試薬層１４０、パターンスペーサ層１５０、パターン親水性層１６０、及び最上層１７０を備えている。

電気化学式分析検査ストリップ１００の電気絶縁基板１１０、パターン導電体層１２０（これには第１裸干渉物質電極１２０ａ、第２裸干渉物質電極１２０ｂ、共有対電極／参照電極１２０ｃ、第１検体作用電極１２０ｄ、及び第２検体作用電極１２０ｅが含まれるが、詳細は図３及び４を参照されたい）、パターン絶縁層１３０、酵素試薬層１４０、パターンスペーサ層１５０、パターン親水性層１６０、及び最上層１７０は、電気化学式分析検査ストリップ１００の内部に試料受容チャンバが形成されるように配列され位置合わせされる。前述の電極に加えて、パターン導電体層１２０は、複数の電気トラック１２２ａ〜１２２ｅ及び電気接続パッド１２４ａ〜１２４ｅも含み、電気接続パッドは、関連検査計と動作可能に電気接続するために構成される（詳細は図３を参照）。

電気化学式分析検査ストリップ１００は、２つの裸干渉物質電極及び２つの検体作用電極を含むように図示されているが、本発明の実施形態を含む電気化学式分析検査ストリップの実施形態は、任意の好適な数の裸干渉物質電極及び検体作用電極を含み得る。ただし、２つの裸干渉物質電極を含むことにより、裸干渉物質電極が本質的に欠陥がなく、電気化学応答が電気化学式分析検査ストリップの適切な使用の結果であることを検証するために、これらの裸干渉物質電極のそれぞれの電気化学応答を有益に比較することができる。例えば、２つの裸干渉物質電極の電気化学応答間の絶対バイアス又は２つの電気化学応答の比を検証用の既定の閾値と比較することができる。

第１裸干渉物質電極１２０ａ、第２裸干渉物質電極１２０ｂ、共有対電極／参照電極１２０ｃ、第１検体作用電極１２０ｄ、及び第２検体作用電極１２０ｅ、並びにパターン導電体層１２０の残りの部分は、任意の好適な材料、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、及び導電性炭素系材料（導電性黒鉛材料など）から形成され得る。限定するものではないが代表的なパターン導電体層１２０の材料は、ＤｕＰｏｎｔ ７２４０ Ｓｃｒｅｅｎ Ｐｒｉｎｔａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒとして市販されているスクリーン印刷可能な導電性インクである。

図４を参照すると、電気化学式分析検査ストリップ１００の種々の電極及びそれらの間の間隔の代表的な非限定的寸法は、Ｌ＝４．８２ｍｍ、ＤＥ１及びＤＥ２＝０．２０ｍｍ、ＲＥ＝０．９６ｍｍ、ＷＥ１及びＷＥ２＝０．４８ｍｍ、Ｓ１＝１．５ｍｍ、Ｓ２＝０．６０ｍｍ、Ｓ３及びＳ４＝０．２０ｍｍである。

本発明による電気化学式分析検査ストリップでは、裸干渉物質電極と共有対電極／参照電極との間隔（図４の寸法Ｓ２など）は、酵素試薬層中の電気化学的に活性な存在物が、電気化学式分析検査ストリップの動作可能な使用時に拡散又は体液試料の流動などによって裸干渉物質電極の表面に移動できないように、予め決定される。したがって、この間隔は、種々の要因、例えば、酵素試薬層及びその中の電気化学的に活性な存在物の水和、溶解、及び拡散特性、検査時間、並びに体液試料の特性（粘度及び温度など）によって異なるであろう。

使用時に、体液試料は、電気化学式分析検査ストリップ１００に適用され、その試料受容チャンバに移送されることにより、第１裸干渉物質電極１２０ａ、第２裸干渉物質電極１２０ｂ、共有対電極／参照電極１２０ｃ、第１検体作用電極１２０ｄ、及び第２検体作用電極１２０ｅと機能的に接触する。

電気絶縁基板１１０は、例えば、ガラス基板、セラミック基板、ナイロン基板、ポリカーボネート基板、ポリイミド基板、ポリ塩化ビニル基板、ポリエチレン基板、ポリプロピレン基板、グリコール変性ポリエステル（ＰＥＴＧ）基板、又はポリエステル基板などの、当業者に既知の任意の好適な電気絶縁基板であってよい。限定するものではないが代表的な電気絶縁基板材料の例は、ＤｕＰｏｎｔからＭｅｌｉｎｅｘ ＳＴ３２８として市販されているポリエステルシート材料である。電気絶縁基板は、例えば、約５ｍｍの幅、約２７ｍｍの長さ、約０．５ｍｍの厚みといったように、任意の好適な寸法を有し得る。

電気絶縁基板１１０は、容易に扱える構造をストリップに与えると同時に、後に形成される層（例えば、パターン導電体層）を塗布する（例えば、印刷又は成膜する）ための基礎としても機能する。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１３０の電極露出スロット１３２は、パターン導電体層１２０の電極を露出させるように構成される。絶縁層は、例えばスクリーン印刷可能なポリマー系絶縁インクなどの、任意の誘電材料から形成され得る。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Ｅｒｃｏｎ Ｅ６１１０−１１６ Ｊｅｔ Ｂｌａｃｋ Ｉｎｓｕｌａｙｅｒインクとして市販されている。

パターンスペーサ層１５０は、高さが１１０マイクロメートル〜１５０マイクロメートルの範囲、幅が１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲の試料受容チャンバを画定する。パターンスペーサ層１５０は、パターン導電体層１２０の電極を露出させるように構成され、（ｉ）予備形成された両面接着テープ（例えば、Ｔａｐｅ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｉｅｓ Ｌｔｄから市販されているＥＴＴ Ｖｉｔａ Ｔｏｐ Ｔａｐｅ）から、（ｉｉ）接着層を直接成膜（例えば、スクリーン印刷）することにより（例えば、Ｔａｐｅ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｉｅｓ Ｌｔｄ．から市販されているＡ６４３５ Ｓｃｒｅｅｎ Ｐｒｉｎｔａｂｌｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅなどの接着インクをスクリーン印刷することにより）、又はＡｐｏｌｌｏ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ（Ｔａｍｗｏｒｔｈ，Ｓｔａｆｆｏｒｄｓｈｉｒｅ，ＵＫ）から市販されているスクリーン印刷可能な感圧接着剤から、作製され得る。図１の実施形態では、パターンスペーサ層１５０は、試料受容チャンバの外壁を画定する。

図１〜４の実施形態では、パターン親水性層１６０は、電気化学式分析検査ストリップ１００の使用時に通気孔として働く１．０ｍｍ幅の間隙１６２を有する。パターン親水性層は、必要に応じて、検査時に試料受容チャンバ内の体液試料の流れを見られるように透明であってもよい。親水性層１６０は、液体試料（例えば、全血試料）による電気化学式分析検査ストリップ１００の濡れ及び充填を促す親水性を有する透明フィルムとすることができる。このような透明フィルムは、例えば、３Ｍ（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｕ．Ｓ．Ａ．）から市販されている。

非導電性の最上層は、スペーサの外面に（例えば、接着により）取り付けられ、スペーサと共に通気孔を形成する。最上層は、プラスチックシート／フィルムなどの、任意の電気絶縁材料から形成され得る。理想的には、最上層は、試料受容チャンバ内の流体試料の動きを見られるように透明である。最上層の例は、Ｕｌｔｒａ Ｐｌｕｓ Ｔｏｐ Ｔａｐｅ（Ｔａｐｅ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｉｅｓ Ｌｔｄから入手可能）である。

必要に応じて、パターンスペーサ層１５０、パターン親水性層１６０、及び最上層１７０は、電気化学式分析検査ストリップ１００の組み立て前に単一の構成要素に一体化され得る。このような一体化された構成要素は、Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｔｏｐ Ｔａｐｅ（ＥＴＴ）とも呼ばれる。

酵素試薬層１４０は、判定する検体に応じて選択される任意の適当な酵素試薬を含み得る。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１４０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１４０は、例えば、グルコースオキシダーゼ、クエン酸ナトリウム、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、フェリシアン化カリウム、消泡剤、シリカ、ＰＶＰＶＡ、及び水などを含み得る。酵素試薬層及び電気化学式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５，７０８，２４７号、同第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。酵素試薬層１４０は、検体作用電極及び共有対電極／参照電極を完全に覆うが、裸干渉物質電極上には配置されない。

電気化学式分析検査ストリップ１００は、例えば、電気絶縁基板１１０上にパターン導電体層１２０、パターン絶縁層１３０、酵素試薬層１４０、パターンスペーサ層１５０、親水性層１６０、及び最上層１７０を順次位置合わせして形成することによって製造され得る。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５は、本発明による電気化学式分析検査ストリップで測定された過渡電流（即ち、電気化学応答）のグラフである。図６Ａ〜６Ｃは、体液試料のグルコース及び尿酸濃度に対する、本発明による電気化学式分析検査ストリップの干渉物質電極の電気化学応答（即ち、５秒間の検査時間における電極電流）のグラフである。本発明の実施形態による裸干渉物質電極を有する電気化学式分析検査ストリップの有益な特性及び用途は、後述され、かつ図５及び６Ａ〜６Ｃに示される検査結果により、明らかであり、説明される。

図５を参照すると、実験用に、単一の裸干渉物質電極（干渉電極とも呼ばれる）と１つのグルコース検体作用電極とを基本的に図１に示されるように電気化学式分析検査ストリップの共有対電極／参照電極と別々に対にして、それぞれ干渉物質測定用及びグルコース測定用の２つの電極対を形成した。検査機器を使用して５秒間にわたって０．４Ｖの電位を印加し、２つの電極対の測定電流を記録した（即ち、ポイズ遅延（ｐｏｉｓｅ ｄｅｌａｙ）は用いなかった）。

追加実験用に、１バッチの本発明による電気化学式分析ストリップ及び２人のドナーのヒト血液試料を使用した。ドナー１及びドナー２の血液試料は、Ｈｃｔ値がそれぞれ４１．３％及び４１．８％であった。試料操作（即ち、尿酸及びグルコース添加）前のドナー１及びドナー２の血液試料の尿酸濃度は、それぞれ５．９７及び５．４２ｍｇ／ｄＬであった。

図５は、電気化学式分析検査ストリップ上の２種類の電極対の一般的な測定過渡電流を示す。記録された裸干渉電極の電流信号は、５秒間の測定にわたってグルコース検体作用電極の電流信号より低く、これは、それらの血液に曝される表面積の差（詳細は図４を参照）及びそれらの異なる表面特性（即ち、裸の干渉物質電極と酵素試薬層に覆われた検体作用電極）によるものである。

ドナー１の血液試料を使用した検査について、図６Ａ、６Ｂ、及び６Ｃは、それぞれ３つの異なるグルコース濃度範囲において、尿酸濃度及びＹＳＩ血漿グルコース濃度に対する干渉物質電極の５秒間の電流の３つのプロット対を示す（各プロット対は、同じ電流データ一式を使用することで調製されるが、２つの異なる血液成分の濃度に対してプロットされる）。図中のＹＳＩグルコース濃度値は、Ｙｅｌｌｏｗ Ｓｐｒｉｎｇｓ（Ｏｈｉｏ，ＵＳＡ）から市販されているＹＳＩ ２３００ ＳＴＡＴ Ｐｌｕｓ Ｇｌｕｃｏｓｅ Ａｎａｌｙｚｅｒを使用して得られた血液試料から調製された血漿の４つのグルコース読取値の平均である。

図６Ａ〜６Ｃは、裸干渉物質電極の電流電気化学応答と尿酸濃度との良好な線形相関を示すが、その電流はグルコース濃度の上昇に伴って上昇しない。これらの結果は、裸干渉物質電極の電気化学応答の上昇は、干渉物質（尿酸）の濃度上昇に主に起因すると考えられ、グルコースの寄与はごくわずかであることを示す。

更なる実験は、本発明による電気化学式分析検査ストリップの使用に加えて、測定した５秒間の電流電気化学応答に以下のアルゴリズムを適用することにより、干渉物質である尿酸及びアセトアミノフェンの存在下でのグルコース判定の精度が著しく改善されることを示している。
Ｉ＝Ｉ_ＧＥ−（α・Ｉ_ＩＥ） （１）
式中、
Ｉは、グルコース電極の補正電流であり、
Ｉ_ＧＥは、グルコース電極の測定電流であり、
Ｉ_ＩＥは、干渉物質電極の測定電流であり、
αは、０でない正の補正率であり、ストリップの設計（例えば、２つの電極の寸法、グルコース電極の試薬層など）及び測定の設定（例えば、２つの電極の印加電位、２つの電極の測定時間など）によって異なる。

これらの実験用に、２．４のα値（即ち、裸干渉電極に対するグルコース検体作用電極の表面積比）を使用した。

式（１）は、干渉電極及びグルコース電極の測定電流を使用することにより補正され得る干渉量を求める非限定的な例である。本開示の知見を得れば、当業者は測定精度向上のために他のアルゴリズムを開発できるであろう。

図７は、本発明の一実施形態による体液試料中の検体（例えば、グルコース）を判定するための方法７００における段階を示す流れ図である。方法７００の工程７１０では、少なくとも１つの干渉物質（例えば、尿酸及び／又はアセトアミノフェン及び／又はアスコルビン酸）を含む体液試料を、酵素試薬層に覆われた少なくとも１つの検体作用電極及び少なくとも１つの裸干渉物質電極を有する電気化学式分析検査ストリップに適用する。更に、少なくとも１つの検体作用電極及び少なくとも１つの裸干渉物質電極は、互いから電気的に絶縁されている。

工程７２０では、裸干渉物質電極の電気化学応答（例えば、電気化学応答電流）及び検体作用電極の未補正電気化学応答（例えば、未補正電気化学応答電流）を測定する。裸干渉物質電極の電気化学応答は、検体作用電極の未補正電気化学応答の測定と順番に、同時に、又は重複して行われてもよい。裸干渉物質電極の電気化学応答を測定するための印加電位は、検体作用電極の未補正電気化学応答を測定するための印加電位（例えば、０．４Ｖ）と同じであっても、又は異なっていてもよい。本発明の実施形態による体液試料中のグルコースの判定では、裸干渉物質電極の電気化学応答（例えば、電流）は、主に体液試料（例えば、全血試料）中の干渉物質（例えば、尿酸、アスコルビン酸など）の直接酸化から生じるが、検体（グルコース）作用電極の未補正電気化学応答の測定電流は、主にグルコース及び干渉物質の両方を伴う酸化還元反応から生じる点に留意されたい。

次に、検体作用電極の測定した未補正電気化学応答を、裸干渉物質電極の測定した電気化学応答に基づいてアルゴリズム（例えば、下記の式（１））を使用して補正し、検体作用電極の補正電気化学応答を得る（図７の工程７３０参照）。

検体作用電極の未補正電気化学応答及び裸干渉物質電極の電気化学応答が共に電流である場合、補正電気化学応答（同様に電流）は、本発明による方法では以下のアルゴリズムを使用して計算され得る。
Ｉ＝Ｉ_ＧＥ−（α・Ｉ_ＩＥ）
式中、
Ｉは、グルコース電極の補正電流であり、
Ｉ_ＧＥは、グルコース電極の測定した未補正電流であり、
Ｉ_ＩＥは、干渉電極の測定電流であり、
αは、０でない正の補正率であり、ストリップの設計（例えば、２つの電極の寸法、グルコース電極の試薬層など）によって決まるが、必要に応じて、臨床データに基づいて経験的又は半経験的に決定されてもよい。

工程７４０では、補正電気化学応答に基づいて検体を判定する。

測定、補正、及び判定工程（即ち、工程７２０、７３０、及び７４０）は、必要に応じて、電気化学式分析検査ストリップと有効に電気接続するように構成された好適な関連検査計を使用して実施され得る。

本開示の知見を得れば、本明細書に説明する本発明の実施形態による電気化学式分析検査ストリップの任意の技術、利益、及び特徴を組み込むように方法７００を容易に改変できることは、当業者であれば認識されるであろう。

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)

1. 電気絶縁基板と、
   該電気絶縁基板上に配置される少なくとも１つのパターン導電体層であって、
   少なくとも１つの検体作用電極と、
   少なくとも１つの裸干渉物質電極と、
   共有対電極／参照電極と、
   を含む、パターン導電体層と、
   前記少なくとも１つの検体作用電極及び前記共有対電極／参照電極上に配置される酵素試薬層と、
   パターンスペーサ層と、
   を含む、体液試料中の検体を判定するための電気化学式分析検査ストリップであって、
   前記パターンスペーサ層が、試料受容開口部を有する試料受容チャンバを画定し、
   前記少なくとも１つの裸干渉物質電極及び前記共有対電極／参照電極が、干渉物質の電気化学応答を測定するために構成される第１電極対を形成し、
   前記少なくとも１つの検体作用電極及び前記共有対電極／参照電極が、検体の電気化学応答を測定するために構成される第２電極対を形成し、
   前記少なくとも１つの検体作用電極及び前記少なくとも１つの裸干渉物質電極が、互いから電気的に絶縁されている、電気化学式分析検査ストリップ。
2. 前記少なくとも１つの裸干渉物質電極が、第１裸干渉物質電極及び第２裸干渉物質電極を含む、請求項１に記載の電気化学式分析検査ストリップ。
3. 前記少なくとも１つの検体作用電極が、第１検体作用電極及び第２検体作用電極を含む、請求項１又は２に記載の電気化学式分析検査ストリップ。
4. 前記裸干渉物質電極の面積に対する前記検体作用電極の面積の比が約２．４である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気化学式分析検査ストリップ。
5. 前記検体がグルコースであり、前記体液試料が血液である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気化学式分析検査ストリップ。
6. 前記第１電極対が、前記体液試料中の尿酸によって少なくとも一部が生じる干渉物質の電気化学応答を測定するために構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気化学式分析検査ストリップ。
7. 前記第１電極対が、前記体液試料中のアセトアミノフェンによって少なくとも一部が生じる干渉物質の電気化学応答を測定するために構成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気化学式分析検査ストリップ。
8. 前記少なくとも１つの検体作用電極、裸干渉物質電極、及び共有対電極／参照電極が平面配置にあるように前記電気絶縁基板上に配置される単一のパターン導電体層を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気化学式分析検査ストリップ。
9. 前記少なくとも１つの検体作用電極及び共有対電極／参照電極が対面配置にある、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気化学式分析検査ストリップ。
10. 前記裸干渉物質電極が、表面活性を向上させるために改質された表面を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気化学式分析検査ストリップ。
11. 体液試料中の検体を判定するための方法であって、
    少なくとも１つの干渉物質を含む体液試料を、酵素試薬層で覆われた少なくとも１つの検体作用電極及び少なくとも１つの裸干渉物質電極を有する電気化学式分析検査ストリップに適用する工程であって、前記少なくとも１つの検体作用電極及び少なくとも１つの裸干渉物質電極が互いから電気的に絶縁されている、工程と、
    前記裸干渉物質電極の電気化学応答と前記検体作用電極の未補正電気化学応答とを測定する工程と、
    前記検体作用電極の測定した未補正電気化学応答を、前記裸干渉物質電極の電気化学応答に基づいてアルゴリズムを使用して補正し、前記検体作用電極の補正電気化学応答を得る工程と、
    前記補正電気化学応答に基づいて前記検体を判定する工程と、を含む、方法。
12. 前記体液試料が全血である、請求項１１に記載の方法。
13. 前記少なくとも１つの干渉物質が尿酸であり、前記補正工程が前記体液試料中の尿酸の存在に対する前記未補正電気化学応答を補正する、請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 前記少なくとも１つの干渉物質がアセトアミノフェンであり、前記補正工程が前記体液試料中のアセトアミノフェンの存在に対する前記未補正電気化学応答を補正する、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記アルゴリズムが以下の式を有し、
    Ｉ＝Ｉ_ＧＥ−（α・Ｉ_ＩＥ）
    式中、
    Ｉは、グルコース電極の補正電流であり、
    Ｉ_ＧＥは、前記グルコース電極の測定電流であり、
    Ｉ_ＩＥは、干渉電極の測定電流であり、
    αは補正率である、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記補正率が０を超える正の値を有する、請求項１５に記載の方法。
17. 前記補正率が約２．４である、請求項１５に記載の方法。
18. 前記裸干渉物質電極の電気化学応答が電流であり、前記検体作用電極の未補正電気化学応答が電流である、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記電気化学式分析検査ストリップが共有対電極／参照電極を更に含み、前記少なくとも１つの検体作用電極、共有対電極／参照電極、及び少なくとも１つの裸干渉物質電極が平面配置にある、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記電気化学式分析検査ストリップが共有対電極／参照電極を更に含み、前記少なくとも１つの検体作用電極及び共有対電極／参照電極が対向配置にある、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の方法。

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