JP2016505153A - 可溶性酸性材料コーティングを備える電気化学式分析試験用ストリップ - Google Patents

Abstract

体液サンプル（例えば、全血サンプル）中の分析物（グルコース等）を測定するための電気化学式分析試験用ストリップ（ＥＢＡＴＳ）は、電気絶縁基層（１１０）と、電気絶縁基層上に配置されるパターン化導電性層（１２０）と、パターン化導電性層上に配置される酵素試薬層（１４０）と、パターン化スペーサー層（１５０）と、下面を有する最上層（１７０）と、最上層の下面上の可溶性酸性材料コーティング（１６０）とを含む。パターン化スペーサー層及び最上層は、ＥＢＡＴＳ内のサンプル受容チャンバを画定し、可溶性酸性材料コーティングは、サンプル受容チャンバ内の最上層の下面上に配置される。更に、ＥＢＡＴＳの使用中にサンプル受容チャンバ内の体液サンプルのｐＨが低下するように、可溶性酸性材料コーティングは、体液サンプルに操作可能に溶解することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、広くは医療装置に関し、具体的には分析試験用ストリップ及び関連する方法に関する。

流体サンプル中の分析物又は流体サンプルの特徴の測定（例えば、検出及び／又は濃度測定）は、医療分野で特に関心が高い。例えば、尿、血液、血漿、又は間質液等の体液のサンプル中のグルコース、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、ヘマトクリット、及び／又はＨｂＡ１ｃ濃度を測定することが望ましい場合がある。こうした測定は、例えば、視覚的、測光的又は電気化学的な技術に基づく分析試験用ストリップを使用することで行うことができる。従来の電気化学式分析試験用ストリップは、例えば、それぞれ全文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。

第１の態様では、電気化学式分析試験用ストリップであって、
電気絶縁基層と、
前記電気絶縁基層上に配置されるパターン化導電性層と、
前記パターン化導電性層の少なくとも一部上に配置される酵素試薬層と、
パターン化スペーサー層と、
下面を有する最上層と、
前記最上層の前記下面上の可溶性酸性材料コーティングと、を含み、
少なくとも前記パターン化スペーサー層及び前記最上層が、前記電気化学式分析試験用ストリップ内のサンプル受容チャンバを画定し、
前記可溶性酸性材料コーティングが、前記サンプル受容チャンバの少なくとも一部内の前記最上層の前記下面上に配置され、
前記電気化学式分析試験用ストリップの使用中に前記サンプル受容チャンバ内の前記体液サンプルのｐＨが低下するように、前記可溶性酸性材料コーティングが前記体液サンプルに操作可能に溶解できる、電気化学式分析試験用ストリップを提供する。

可溶性酸性材料コーティングは、界面活性剤を含んでよい。

酵素試薬層は、フェリシアン化物を含んでよく、体液サンプルは、尿酸を含有する全血サンプルであってよい。

電気化学式分析試験用ストリップの使用中にサンプル受容チャンバ内の体液サンプルのｐＨがｐＨ ４〜ｐＨ ６の範囲のｐＨに低下し得るように、可溶性酸性材料コーティングは、前記体液サンプルに操作可能に溶解し得る。

電気化学式分析試験用ストリップの使用中にサンプル受容チャンバ内の体液サンプルのｐＨが約４のｐＨに低下するように、可溶性酸性材料コーティングは、前記体液サンプルに操作可能に溶解し得る。

最上層、可溶性酸性材料層は、工業トップテープとして一体化していてもよい。

パターン化導電性層は、サンプル受容チャンバ内に配置される複数の電極を含んでよい。

分析物は、グルコースであってよく、体液サンプルは、全血サンプルであってよい。

可溶性酸性材料コーティングは、クエン酸を含んでよい。

可溶性酸性材料コーティングは、クエン酸及びクエン酸三ナトリウムを含んでよい。

クエン酸及びクエン酸三ナトリウムは、ｐＨ ４のバッファとして配合される。

可溶性酸性材料コーティング及びパターン化導電性層は、サンプル受容チャンバにおいて約１００マイクロメートルの垂直距離だけ離れている。

可溶性酸性材料コーティングの厚さは、５．８マイクロメートル〜１７．３マイクロメートルの範囲であってよい。

可溶性酸性材料コーティングは、酢酸、マレイン酸、ギ酸、及び乳酸のうちの少なくとも１つを含んでよい。

導電性層は、サンプル受容チャンバ内に配置される少なくとも１つの作用電極を含み、可溶性酸性材料コーティングは、前記サンプル受容チャンバ内の前記少なくとも１つの作用電極の上方に配置される。

第２の態様では、体液サンプル中の分析物を測定する方法であって、
電気化学式分析試験用ストリップのサンプル受容チャンバに体液サンプルを導入する工程であって、前記電気化学式分析試験用ストリップが、
下面を有する最上層、及び
前記サンプル受容チャンバの少なくとも一部内の前記下面上の可溶性酸性材料コーティングを含み、
前記可溶性酸性材料コーティングが、前記体液サンプルに操作可能に溶解し且つ前記サンプル受容チャンバ内の前記体液サンプルのｐＨを低下させるように、前記導入を行う工程と、
前記電気化学式分析試験用ストリップの電気化学的応答を検出する工程と、
検出された分析応答に基づいて前記体液サンプル中の分析物を測定する工程と、を含む方法を提供する。

電気化学式分析試験用ストリップは、
電気絶縁基層と、
前記電気絶縁基層上に配置されるパターン化導電性層と、
前記パターン化導電性層の少なくとも一部上に配置される酵素試薬層と、
パターン化スペーサー層と、を更に含んでよく、
少なくとも前記パターン化スペーサー層及び前記最上層が、前記電気化学式分析試験用ストリップ内のサンプル受容チャンバを画定する。

電気化学的応答の検出は、パターン化導電性層の複数の電極を使用することを含んでよい。

体液サンプルは、尿酸を含有する全血サンプルであってよい。

分析物は、グルコースであってよい。

可溶性酸性材料コーティングは、界面活性剤を含んでよい。

酵素試薬層は、フェリシアン化物を含み、体液サンプルは、尿酸を含有する全血サンプルであってよい。

可溶性酸性材料コーティングは、サンプル受容チャンバ内の体液サンプルのｐＨがｐＨ ４〜ｐＨ ６の範囲のｐＨに低下するように、前記体液サンプルに溶解し得る。

可溶性酸性材料コーティングは、クエン酸を含んでよい。

可溶性酸性材料コーティングは、クエン酸及びクエン酸三ナトリウムを含んでよい。

クエン酸及びクエン酸三ナトリウムは、ｐＨ ４のバッファとして配合され得る。

可溶性酸性材料コーティング及びパターン化導電性層は、サンプル受容チャンバにおいて約１００マイクロメートルの垂直距離だけ離れていてよい。

可溶性酸性材料コーティングの厚さは、５．８マイクロメートル〜１７．３マイクロメートルの範囲であってよい。

可溶性酸性材料コーティングは、酢酸、マレイン酸、ギ酸、及び乳酸のうちの少なくとも１つを含んでよい。

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。
本発明の実施形態に係る電気化学式分析試験用ストリップの略分解斜視図である。 図１の電気化学式分析試験用ストリップの略斜視図である。 図２の線Ａ−Ａに沿った、図１の電気化学式分析試験用ストリップの一部の略断面側面図である。 全血サンプルのｐＨに対するクエン酸添加の効果を示すグラフである。 それぞれ、適用された全血サンプル中のグルコース濃度に対する本発明の実施形態に係る電気化学式分析試験用ストリップの電気化学的応答のグラフと、レファレンス測定と比較した電気化学的応答のバイアスのヒストグラムである。 それぞれ、適用された全血サンプル中のグルコース濃度に対する本発明の実施形態に係る電気化学式分析試験用ストリップの電気化学的応答のグラフと、レファレンス測定と比較した電気化学的応答のバイアスのヒストグラムである。 それぞれ、適用された全血サンプル中のグルコース濃度に対する対照電気化学式分析試験用ストリップの電気化学的応答のグラフと、レファレンス測定と比較した電気化学的応答のバイアスのヒストグラムである。 それぞれ、適用された全血サンプル中のグルコース濃度に対する対照電気化学式分析試験用ストリップの電気化学的応答のグラフと、レファレンス測定と比較した電気化学的応答のバイアスのヒストグラムである。 尿酸濃度（即ち、０ｍｇ／ｄＬのレベル０；５．８８ｍｇ／ｄＬのレベル１；及び１１．７５ｍｇ／ｄＬのレベル２）に対する本発明に係る電気化学式分析試験用ストリップのバイアスのグラフである。 尿酸濃度（即ち、０ｍｇ／ｄＬのレベル０；５．８８ｍｇ／ｄＬのレベル１；及び１１．７５ｍｇ／ｄＬのレベル２）に対する本発明に係る電気化学式分析試験用ストリップのバイアスのグラフである。 本発明の実施形態に係る体液サンプル中の分析物を決定する方法における段階を示すフローチャートである。

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するものではなく、あくまでも例として説明するものである。この説明文は、当業者による発明の製造及び使用を明確に可能ならしめるものであり、出願時における発明を実施するための最良の形態と考えられるものを含む、発明の複数の実施形態、適応例、変形例、代替例及び使用例を述べるものである。

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範囲を示すものである。

一般に、本発明の実施形態に係る体液サンプル（例えば、全血サンプル）中の分析物（グルコース等）を測定するための電気化学式分析試験用ストリップは、電気絶縁基層と、該電気絶縁基層上に配置されるパターン化導電性層と、該パターン化導電性層上に配置される酵素試薬層と、パターン化スペーサー層と、下面を有する最上層と、該最上層の下面上の可溶性酸性材料コーティングとを含む。パターン化スペーサー層及び最上層は、電気化学式分析試験用ストリップ内のサンプル受容チャンバを画定し、可溶性酸性材料コーティングは、サンプル受容チャンバ内の最上層の下面上に配置される。更に、電気化学式分析試験用ストリップの使用中にサンプル受容チャンバ内の体液サンプルのｐＨが低下するように、可溶性酸性材料コーティングは、体液サンプルに操作可能に溶解することができる。

電気化学式分析試験用ストリップを用いる体液サンプル中の分析物の測定（例えば、全血サンプル中のグルコースの測定）は、血液サンプル中の内因性及び外因性物質（干渉化合物、又は単に「干渉物質」と呼ばれる）の存在に起因する測定の不正確さの影響を受けやすい場合がある。このような干渉化合物は、２つの機序を通して測定の不正確さを生じさせ得る。第１に、干渉化合物は、電極表面で直接酸化されて、直接干渉誤差電流を生じさせ得る。第２に、干渉化合物は、酵素試薬の媒介物質と反応して、間接干渉誤差電流を生じさせ得る。全血サンプル中の尿酸が、１つのこのような干渉物質であり、例えば、３ｍｇ／ｄＬ〜８ｍｇ／ｄＬの範囲の内因性レベルで存在し得る。

本発明の実施形態に係る電気化学式分析試験用ストリップは、例えば、体液サンプルのｐＨ低下が、測定において使用される分析試験用ストリップの電気化学的応答に対する干渉物質（例えば、全血サンプル中の尿酸）の有害な作用を低減する機能を有し得る点で有益である。更に、可溶性酸性材料コーティングは、サンプル受容チャンバの体積を増加させず、最上層の下面上に配置されるので、パターン化導電性層上に配置される酵素試薬層の化学的特性を直接乱すことはない。更に、可溶性酸性材料コーティングは最上層の下面上に配置されるので、（ｉ）可溶性酸性材料は酵素試薬層と接触せず、したがって、例えば、酵素変性等、酵素試薬層に対する任意の有害な影響を防ぎ、且つ（ｉｉ）使用中、酵素試薬層又はその溶解成分を過度の侵食環境に曝露することなく体液サンプルのｐＨを低下させる。

本発明の実施形態は、フェリシアン化物を含む酵素試薬層と組み合わせて、全血サンプル中の干渉物質である尿酸に関して特に有益であることが束縛されることなく仮定される。この状況では、ｐＨの低下により、電気化学的に活性であるモノアニオン形態に種分化している尿酸が減少し、また、尿酸とフェリシアン化物との間の間接干渉も減少する。干渉の機序が尿酸と類似している任意の干渉についても同様の効果が予測される。具体的には、生理学的ｐＨよりも電気化学的活性が低い及び／又は生理学的ｐＨよりも低いｐＨにおいて酵素試薬層の媒介物質に対する反応性が低いように低ｐＨで種分化している干渉物質についても、同様の効果が予測される。

図１は、本発明の実施形態に係る電気化学式分析試験用ストリップ１００の略分解斜視図である。図２は、電気化学式分析試験用ストリップ１００の略斜視図である。図３は、図２の線Ａ−Ａに沿った、電気化学式分析試験用ストリップ１００の一部の略断面側面図である。図４は、全血サンプルのｐＨに対するクエン酸添加の効果を示すグラフである。

図１〜４を参照すると、体液サンプル（例えば、全血サンプル）中の分析物（例えば、グルコース）を測定するための電気化学式分析試験用ストリップ１００は、電気絶縁基層１１０と、パターン化導電性層１２０と、任意のパターン化絶縁層１３０と、酵素試薬層１４０と、パターン化スペーサー層１５０と、可溶性酸性材料コーティング１６０と、親水性副層１７２及びトップテープ１７４からなる最上層１７０とを含む。最上層１７０の親水性副層１７２は、下面１７６を有する（具体的には、図３を参照）。

図１〜４の実施形態では、少なくともパターン化スペーサー層及び最上層が、電気化学式分析試験用ストリップ１００内のサンプル受容チャンバ１８０を画定する（具体的には、体液サンプル（即ち、血液）のサンプル受容チャンバ１８０への導入が矢印で描かれている図３を参照）。

電気絶縁基層１１０は、例えば、ナイロン基層、ポリカーボネート基層、ポリイミド基層、ポリ塩化ビニル基層、ポリエチレン基層、ポリプロピレン基層、グリコール化ポリエステル（ＰＥＴＧ）基層、又はポリエステル基層を含む当業者に公知の任意の好適な電気絶縁基層であってよい。電気絶縁基層は、例えば、約５ｍｍの幅寸法、約２７ｍｍの長さ寸法、及び約０．５ｍｍの厚さ寸法を含む任意の好適な寸法を有してよい。

電気絶縁基層１１０は、取扱いが容易な構造を電気化学式分析試験用ストリップ１００に与えるとともに、後に形成される層（例えば、パターン化導電性層）を適用（例えば、印刷又は蒸着）するための基板としても機能する。

パターン化導電性層１２０は、電気絶縁基層１１０上に配置され、第１の電極１２２と、第２の電極１２４と、第３の電極１２６とを含む。第１の電極１２２、第２の電極１２４、及び第３の電極１２６は、例えば、それぞれ、対／基準電極、作用電極、及び別の作用電極として構成されてよい。したがって、第２及び第３の電極を本明細書では作用電極１２４及び１２６とも称する。説明目的のためだけに、電気化学式分析試験用ストリップ１００を合計３個の電極を含むものとして示すが、本発明の実施形態を含む電気化学式分析試験用ストリップの実施形態は、任意の好適な数の電極を含んでよい。

電気化学式分析試験用ストリップ１００の第１の電極１２２、第２の電極１２４、及び第３の電極１２６を含むパターン化導電性層１２０は、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、及びカーボンインクを含む導電性炭素系材料を含む任意の好適な伝導性材料で形成してよい。本発明の実施形態に係る分析試験用ストリップにおいて用いられるパターン化導電性層は、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等の任意の適当な材料で形成することができる点に留意すべきである。

具体的には、図１〜３を参照すると、第１の電極１２２、第２の電極１２４、及び第３の電極１２６、並びに酵素試薬層１４０は、電気化学式分析試験用ストリップ１００が、サンプル受容チャンバ１８０に充填されている体液サンプル（干渉物質である尿酸を含有する全血サンプル等）中の分析物（グルコース等）の電気化学的測定用に構成されるように配置される。

酵素試薬層１４０は、パターン化導電性層１２０の少なくとも一部上に配置される。酵素試薬層１４０は、測定される分析物に応じて選択される任意の好適な酵素試薬を含み得る。例えば、血液サンプル中のグルコースを測定する場合、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、機能操作に必要な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、ヒドロキシルエチルセルロース、フェリシアン化カリウム、フェロシアン化カリウム、消泡剤、ヒュームドシリカ（疎水性表面改質有り又は無し）、ＰＶＰＶＡ、及び水を含んでよい。試薬層及び電気化学的分析試験用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。酵素試薬で使用される酸性材料（例えば、上述のクエン酸及びクエン酸三ナトリウム等）の量は、干渉作用を有利に低減するために必要なレベルに体液サンプルのｐＨを低下させるのに十分ではないことに留意すべきである。

パターン化スペーサー層１５０は、例えば、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性接着剤から形成することができる。図１〜３の実施形態では、パターンスペーサー層１５０が、サンプル受容チャンバ１８０の外壁を画定する。パターン化スペーサー層１５０は、例えば、約７５マイクロメートルの厚さを有し得、非導電性であり得、且つ上側及び底側にアクリル系感圧性接着剤を有するポリエステル材料で形成され得る。

可溶性酸性材料コーティング１６０は、可溶性酸性材料コーティング１６０が少なくとも作用電極１２４及び１２６の上方に配置されるように、サンプル受容チャンバ１８０の少なくとも一部内の最上層１７０の親水性副層１７２の下面１７６上に配置される。更に、電気化学式分析試験用ストリップの使用中にサンプル受容チャンバ内の体液サンプルのｐＨが低下するように、可溶性酸性材料コーティング１６０は、前記体液サンプルに操作可能に溶解することができる。

具体的には、図４を参照すると、十分なクエン酸がサンプル受容チャン内に存在する限り、全血サンプルのｐＨを約ｐＨ ３に低下させ得ることが見出された。図４は、ｐＨ ５のクエン酸バッファ（ＣＡ／ＴＳＣ＝０．４）、ｐＨ ４のクエン酸バッファ（ＣＡ／ＴＳＣ＝１．４）、ｐＨ ３のクエン酸バッファ（ＣＡ／ＴＳＣ ４．６）、及びクエン酸のみ（ＣＡ）について、血液のｐＨに対するクエン酸（ＣＡ）添加の効果を示す。約０．２５Ｍのクエン酸の添加により、血液サンプルのｐＨはｐＨ ４未満に低下する（図４を参照）。ｐＨ ４は、全血中の干渉物質である尿酸を実質的にプロトン化するのに十分であるので、尿酸を電気化学的に不活性にし、それによって、尿酸と酵素試薬層に一般的に存在するフェリシアン化物との間の任意の干渉反応を効果的に排除する。尿酸の電気化学的に不活性である形態は、電極表面で酸化しないことに留意する。更に、フェリシアン化物と尿酸との間の反応速度が低ｐＨでは著しく低下するので、このような反応によって生成される、電極表面で酸化されるフェロシアン化物の量も著しく減少する。したがって、このようなクエン酸の添加は、尿酸を含有する全血サンプル中のグルコースの測定に対する尿酸の干渉作用を著しく低減すると予測される。

ＧＯＤ（グルコースオキシダーゼ）の溶液安定性に関する研究により、ＧＯＤはｐＨ ３に至るまで合理的に安定であるが、ｐＨ ３のフェリシアン化物の存在下では速やかに不活化することが明らかになった。したがって、最上層にコーティングされる可溶性酸性材料の量は、有利なことに、例えば、体液サンプルのｐＨをｐＨ ４〜ｐＨ ６の範囲に低下させるのに十分であり得る。このｐＨ範囲では、尿酸の電気化学的に活性であるモノアニオンの濃度及びフェロシアン化物を形成するためのフェリシアン化カリウムと尿酸との反応速度の両方の低下に起因して、尿酸の干渉作用は、生理学的ｐＨと比べて著しく低減される。更に、可溶性酸性材料コーティング中の可溶性酸性材料の量は、酵素試薬層の領域における体液サンプルのｐＨが、低ｐＨ及びフェリシアン化物の存在の組み合わせによりグルコースオキシダーゼの有害な不活化が生じ得るｐＨ ３に低下しないような量であることが有益であり得る。

説明目的のために、可溶性酸性材料コーティング用の酸性材料としてクエン酸を選択した。しかし、体液サンプルに容易に溶解し、速やかに拡散し、且つ酵素試薬化学に任意の有害な影響を与えない限り、任意の好適な酸性材料を本発明の実施形態で使用してよい。例えば、分析物、体液サンプル、及び酵素試薬層の特徴に応じて、酢酸、マレイン酸、ギ酸、又は乳酸等の他の弱酸が好適であり得る。

ＣＯＭＳＯＬ（市販の有限要素モデルリングソフトウェアパッケージ）によるモデリングは、５．８マイクロメートル〜１７．３マイクロメートルの範囲の厚さを有するクエン酸系可溶性酸性材料コーティングの体液サンプルへの溶解及び拡散が、全血サンプルのｐＨを有利に低下させるのに有効であることを示す。１７．３μｍの厚さでは、体液サンプル導入から２秒間以内に、サンプルチャンバ全体のｐＨが、ｐＨ ６未満に低下した。５秒間以内に、サンプルチャンバ全体のｐＨは、尿酸の電気化学的に活性であるモノアニオンの濃度及びフェロシアン化物を形成するためのフェリシアン化カリウムと尿酸との反応速度の両方を低下させて尿酸の干渉作用を低減するのに十分な程度低い、ｐＨ ３．５〜ｐＨ ４．５の範囲になった。更に、電極表面の局所的ｐＨは、ｐＨ ４超であったので、酵素試薬層内の酵素の不活化はない又は最小限であると予測され、グルコース応答は損なわれないと予測される。したがって、ＣＯＭＳＯＬ拡散モデルに基づいて、１７．３μｍの厚さの可溶性酸性材料コーティングの溶解は、電気化学式分析試験用ストリップのグルコース感度が損なわれる程度にまで酵素が不活化されることなく、尿酸の干渉を低減させるのに十分な程度に、サンプルチャンバ全体のｐＨを低下させる。

最上層１７０は、例えば、流体サンプル（例えば、全血サンプル）による電気化学的分析試験用ストリップ１００の湿潤及び充填を促進する親水性を備える透明フィルムであってよい。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。最上層１７０は、例えば、＜１０度の親水性接触角をもたらす界面活性剤でコーティングされたポリエステルフィルムであってよい。また、最上層１７０は、界面活性剤でコーティングされているか又は他の表面処理が施されたポリプロピレンフィルムであってもよい。このような状況では、界面活性剤コーティングが、親水性副層１７２として機能する。更に、必要に応じて、可溶性酸性材料コーティングは、親水性コーティングとして配合してもよく、また、親水性副層としても機能する。最上層１７０は、例えば、約１００μｍの厚さを有し得る。

電気化学式分析試験用ストリップ１００は、例えば、電気絶縁基材層１１０上にパターン化導電性層１２０、酵素試薬層１４０、パターン化スペーサー層１５０、及び親水性サブ層１７２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、当業者に公知の任意の好適な技術を使用して、このように順次位置合わせして形成することができる。

図５Ａ及び５Ｂは、それぞれ、適用された全血サンプル中のグルコース濃度に対する本発明の実施形態に係る電気化学式分析試験用ストリップの電気化学的応答のグラフと、レファレンス測定と比較した電気化学的応答のバイアスのヒストグラムである。図６Ａ及び６Ｂは、それぞれ、適用された全血サンプル中のグルコース濃度に対する対照電気化学式分析試験用ストリップの電気化学的応答のグラフと、レファレンス測定と比較した電気化学的応答のバイアスのヒストグラムである。図５ｂ及び６Ｂでは、７５ｍｇ／ｄＬ未満のグルコースレベルについては絶対バイアスを使用し、７５ｍｇ／ｄＬ超のグルコースレベルについては百分率バイアスを使用する。図７は、尿酸濃度（即ち、０ｍｇ／ｄＬのレベル０；５．８８ｍｇ／ｄＬのレベル１；及び１１．７５ｍｇ／ｄＬのレベル２）に対する本発明に係る電気化学式分析試験用ストリップのバイアスのグラフである。図８は、尿酸濃度（即ち、０ｍｇ／ｄＬのレベル０；５．８８ｍｇ／ｄＬのレベル１；及び１１．７５ｍｇ／ｄＬのレベル２）に対する本発明に係る電気化学式分析試験用ストリップのバイアスのグラフである。

図５Ａ〜８を参照すると、ｐＨ ４の濃縮バッファ溶液を生成するために混合したクエン酸（７００ｇ／Ｌ）及びクエン酸三ナトリウム（４００ｇ／Ｌ）を用いて、本発明に係る電気化学式分析試験用ストリップを作製した。可溶性酸性材料コーティングの湿潤性を高め、それを確実に体液サンプルにほぼ即座に溶解させるために、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ ＮＰ７（界面活性剤）を添加（０．５％で）した。このようにほぼ即座に溶解し且つ均一に溶解することにより、界面活性剤を全く添加しない場合と比べて、界面活性剤を添加した配合の場合、精度が改善されることが見出された。更なる研究により、５％以下の界面活性剤濃度が、分析物の測定精度を高めるという点で有益であり得ることが明らかになった。

次いで、１．７マイクロリットル／平方センチメートルの分注速度で、Ｂｉｏｄｏｔ ＡＤ３０５０噴霧装置を用いて、最上層の下側に酸性溶液を噴霧コーティングした。１７．３μｍの厚さを有する乾燥可溶性酸性材料コーティングを得るために、クエン酸及びクエン酸三ナトリウムのバルク密度を用いて、分注速度等を計算した。次いで、このように調製した酸でコーティングされた最上層を用いて、標準的な手順を用いて電気化学式分析試験用ストリップを作製した。

２ロットの電気化学式分析試験用ストリップを作製した。一方は、上記の通り調製し、他方は、可溶性酸性材料コーティングを含まない対照として調製した。グルコース感度を特性評価するために、５００、１００、２００、３００、及び５００ｍｇ／ｄＬのグルコースを添加した血液を用いて両ロットを試験した。グルコース濃度に対する５秒間で得られる電流の較正プロット、及びこれら較正パラメータを用いて計算したＹＳＩレファレンスに対するバイアス（５０ｍｇ／ｄＬにおいては絶対バイアス、１００、２００、３００、及び５００ｍｇ／ｄＬにおいては百分率バイアス）のヒストグラムを図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、及び６Ｂに提示する。図６Ａ及び６Ｂのデータを比較すると、可溶性酸性材料コーティングを備える電気化学式分析試験用ストリップのバイアスの標準偏差は、分析試験用ストリップのセットを構築するために用いられる方法の実験誤差及び不正確さが得られる対照電気化学式分析試験用ストリップのバイアスの標準偏差と本質的に等しかった。

次いで、５０ｍｇ／ｄＬのグルコース、並びに５．８８ｍｇ／ｄＬ及び１１．７５ｍｇ／ｄＬの尿酸を添加した全血サンプルを用いて、２つのロットを試験した。ＹＳＩに対するバイアスを決定した。図７及び８では、これらバイアスを尿酸濃度に対してプロットする。尿酸を血液に添加した場合の平均バイアスの増加は、対照電気化学式分析試験用ストリップ（図８を参照）と比べて、本発明に係る電気化学式分析試験用ストリップ（図７を参照）の場合、遥かに低下した。

図９は、本発明の実施形態に係る体液サンプル（例えば、全血サンプル）中の分析物（グルコース等）を測定する方法９００における各段階を示すフローチャートである。方法９００は、工程９１０において、電気化学式分析試験用ストリップのサンプル受容チャンバに体液サンプルを導入することを含み、前記電気化学式分析試験用ストリップは、下面を有する最上層と、該サンプル受容チャンバの少なくとも一部内の下面上における可溶性酸性材料コーティングとを含む。工程９１０の導入は、可溶性酸性材料コーティングが体液サンプルに操作可能に溶解し、サンプル受容チャンバ内の体液サンプルのｐＨを低下させるように行われる。

方法９００の工程９２０では、電気化学式分析試験用ストリップの電気化学的応答を検出する。更に、図９の工程９３０では、検出された分析応答に基づいて、体液サンプル中の分析物を測定する。

本開示を知れば、本明細書に説明する本発明の実施形態に係る電気化学的分析試験用ストリップの技術、利益、特徴、及び特性のいずれかを組み込むように方法９００を容易に改変できることは、当業者であれば認識するであろう。

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、本発明から逸脱することなく多くの変形、変更、及び代替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 (29)

1. 体液サンプル中の分析物を測定するための電気化学式分析試験用ストリップであって、
   電気絶縁基層と、
   前記電気絶縁基層上に配置されるパターン化導電性層と、
   前記パターン化導電性層の少なくとも一部上に配置される酵素試薬層と、
   パターン化スペーサー層と、
   下面を有する最上層と、
   前記最上層の前記下面上の可溶性酸性材料コーティングと、を含み、
   少なくとも前記パターン化スペーサー層及び前記最上層が、前記電気化学式分析試験用ストリップ内のサンプル受容チャンバを画定し、
   前記可溶性酸性材料コーティングが、前記サンプル受容チャンバの少なくとも一部内の前記最上層の前記下面上に配置され、
   前記電気化学式分析試験用ストリップの使用中に前記サンプル受容チャンバ内の前記体液サンプルのｐＨが低下するように、前記可溶性酸性材料コーティングが前記体液サンプルに操作可能に溶解できる、電気化学式分析試験用ストリップ。
2. 前記可溶性酸性材料コーティングが、界面活性剤を含む、請求項１に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
3. 前記酵素試薬層が、フェリシアン化物を含み、前記体液サンプルが、尿酸を含有する全血サンプルである、請求項１又は２に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
4. 前記電気化学式分析試験用ストリップの使用中に前記サンプル受容チャンバ内の前記体液サンプルのｐＨがｐＨ ４〜ｐＨ ６の範囲のｐＨに低下するように、前記可溶性酸性材料コーティングが前記体液サンプルに操作可能に溶解できる、請求項３に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
5. 前記電気化学式分析試験用ストリップの使用中に前記サンプル受容チャンバ内の前記体液サンプルのｐＨが約４のｐＨに低下するように、前記可溶性酸性材料コーティングが前記体液サンプルに操作可能に溶解できる、請求項３に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
6. 前記最上層、可溶性酸性材料層が、工業トップテープとして一体化している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
7. 前記パターン化導電性層が、前記サンプル受容チャンバ内に配置される複数の電極を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
8. 前記分析物が、グルコースであり、前記体液サンプルが、全血サンプルである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
9. 前記可溶性酸性材料コーティングが、クエン酸を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
10. 前記可溶性酸性材料コーティングが、クエン酸及びクエン酸三ナトリウムを含む、請求項９に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
11. 前記クエン酸及びクエン酸三ナトリウムが、ｐＨ ４のバッファとして配合される、請求項１０に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
12. 前記可溶性酸性材料コーティング及び前記パターン化導電性層が、前記サンプル受容チャンバにおいて約１００マイクロメートルの垂直距離だけ離れている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
13. 前記可溶性酸性材料コーティングの厚さが、５．８マイクロメートル〜１７．３マイクロメートルの範囲である、請求項１２に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
14. 前記可溶性酸性材料コーティングが、酢酸、マレイン酸、ギ酸、及び乳酸のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
15. 前記導電性層が、前記サンプル受容チャンバ内に配置される少なくとも１つの作用電極を含み、前記可溶性酸性材料コーティングが、前記サンプル受容チャンバ内の前記少なくとも１つの作用電極の上方に配置される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電気化学式分析試験用ストリップ。
16. 体液サンプル中の分析物を測定する方法であって、
    電気化学式分析試験用ストリップのサンプル受容チャンバに体液サンプルを導入する工程であって、前記電気化学式分析試験用ストリップが、
    下面を有する最上層、及び
    前記サンプル受容チャンバの少なくとも一部内の前記下面上の可溶性酸性材料コーティングを含み、
    前記可溶性酸性材料コーティングが、前記体液サンプルに操作可能に溶解し且つ前記サンプル受容チャンバ内の前記体液サンプルのｐＨを低下させるように、前記導入を行う、工程と、
    前記電気化学式分析試験用ストリップの電気化学的応答を検出する工程と、
    前記検出された分析応答に基づいて前記体液サンプル中の分析物を測定する工程と、を含む方法。
17. 前記電気化学式分析試験用ストリップが、
    電気絶縁基層と、
    前記電気絶縁基層上に配置されるパターン化導電性層と、
    前記パターン化導電性層の少なくとも一部上に配置される酵素試薬層と、
    パターン化スペーサー層と、を更に含み、
    少なくとも前記パターン化スペーサー層及び前記最上層が、前記電気化学式分析試験用ストリップ内の前記サンプル受容チャンバを画定する、請求項１６に記載の方法。
18. 前記電気化学的応答の検出が、前記パターン化導電性層の複数の電極を使用することを含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記体液サンプルが、尿酸を含有する全血サンプルである、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記分析物が、グルコースである、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記可溶性酸性材料コーティングが、界面活性剤を含む、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 酵素試薬層が、フェリシアン化物を含み、前記体液サンプルが、尿酸を含有する全血サンプルである、請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記サンプル受容チャンバ内の前記体液サンプルのｐＨをｐＨ ４〜ｐＨ ６の範囲のｐＨに低下させるように、前記可溶性酸性材料コーティングが前記体液サンプルに溶解される、請求項１６〜２２のいずれか一項に記載の方法。
24. 前記可溶性酸性材料コーティングが、クエン酸を含む、請求項１６〜２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 前記可溶性酸性材料コーティングが、クエン酸及びクエン酸三ナトリウムを含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記クエン酸及びクエン酸三ナトリウムが、ｐＨ ４のバッファとして配合される、請求項２５に記載の方法。
27. 前記可溶性酸性材料コーティング及びパターン化導電性層が、前記サンプル受容チャンバにおいて約１００マイクロメートルの垂直距離だけ離れている、請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の方法。
28. 前記可溶性酸性材料コーティングの厚さが、５．８マイクロメートル〜１７．３マイクロメートルの範囲である、請求項２７に記載の方法。
29. 前記可溶性酸性材料コーティングが、酢酸、マレイン酸、ギ酸、及び乳酸のうちの少なくとも１つを含む、請求項１６〜２８のいずれか一項に記載の方法。

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