JP4727112B2 - 組み合わせ型ランセットおよび電気化学的分析物試験装置 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の分野
本特許出願は血液または間質液中の分析物、特にグルコースの検出用の電気化学的装置に関する。
【０００２】
発明の背景
グルコースのモニターは糖尿病患者の各個人にとって毎日の生活において実際に行なわれており、このようなモニターの精度は生死の間の差異を文字通りに意味することができる。通常の生活様式をグルコース・レベルの頻繁なモニターの必要性に適合させるために、各個人が少量の血液中におけるグルコース・レベルを試験することを可能にする多数のグルコース計器が今日において利用可能である。これらの計器の多くは、廃棄可能な単一回使用式の電極システムの一部として供給されるグルコース・オキシダーゼ等の酵素による血液グルコースの酸化を検出することにより、血液サンプル中のグルコースを電気化学的に検出する。この種の装置の例が本明細書に参考文献として含まれる欧州特許第０１２７９５８号、および米国特許第５，１４１，８６８号、同第５，２８６，３６２号、同第５，２８８，６３６号、および同第５，４３７，９９９号において開示されている。
【０００３】
上記の各計器を使用するために、使用者は指またはその他の身体部分を突き刺して血液または間質液の少量のサンプルを作成した後に、このサンプルが廃棄可能な電極システムに移される。この処理は一日当たりに幾つかの測定値を得る必要があるために問題を生じる可能性がある。日常的に少量の各血液サンプルを抜き取ることに対する最大の欠陥は現行において利用可能なランセットまたはフィンガー−スティッキング（指突刺し）装置により加えられる痛みである。サンプリングにおいて最も好まれる部位は指の先端部分の皮膚における豊富な毛細血管床であり、この部位は小さな切開部分から血液の液滴を容易に生じる。この指先は痛みの受容体においても富んでおり、その痛みは切開部分が過度に深い場合、またはそれ以前の切開部分に過度に近い場合、または十分に深くなくて付加的な切開部分を必要とする場合に増大する。また、この痛みは切断ブレードの侵入が遅い場合、またはその後退が遅い場合にも増大することが有り得る。さらに、使用者は測定片に移すために形成する血液の液滴を得るために必要な程度よりも大きな切開部分を作成することを余儀なくされる場合が有り得る。このような理由により、装置の使用を容易にしてその処置に伴う痛みを制限するために設計されているランス装置における異なる設計がこれまでに提案されている。これらのランス装置の例が米国特許第４，９２４，８７９号、同第５，２０１，３２４号、同第５，３１８，５８４号、同第５，８７９，３１１号、および同第５，８７９，３６７号において記載されており、これらは本明細書に参考文献として含まれる。
【０００４】
ＰＣＴ国際公開第ＷＯ ９５／１０２２３号は間質液の収集のための装置を記載している。この装置はサンプルが上部において収集および乾燥される膜を備えることができる。その後、この膜は分析用の外部装置に移される。
【０００５】
糖尿病患者によるグルコースの電気化学的なモニターのための上記各装置は２段階のプロセスを含み、これらの工程において、皮膚がサンプルを得るために先ず孔あけされ、このサンプルが分析用のセンサーに移される。このような処理は幾つかの欠陥を有している。第１に、使用者は血液を検出装置に移す必要があり、この処理はそのセンサーまたは計器におけるサンプル受容用の開口部に対して指における血液の液滴を位置合わせするための一定の測定技能を必要とする。第２に、上記のような移送の理由により、患者から抽出される血液または流体の量がセンサーに対して適当でない場合、すなわち、正確な測定を行なうために少なすぎるまたは多すぎる場合があり、このことはその処置に伴う痛みの量を増大させる可能性がある。
【０００６】
米国特許第４，６３７，４０３号は比色定量法による切開および血液グルコースの試験のための自己収容型装置を開示している。米国特許第５，０５４，４９９号は比色定量式の装置を開示しており、この装置においては、ランセットが吸収性の部材に孔あけし、この部材が皮膚の孔あけ処理の前にグルコースの比色定量式検出のための各試薬を含有している。また、米国特許第５，６８２，２３３号および同第５，８２３，９７３号はサンプリング装置を開示しており、この装置は当該装置がサンプルの光学的分析用の試験装置に対して整合できるように寸法付けられている。米国特許第５，７４６，２１７号はサンプルを捕捉するために毛細管が使用されているランセットを開示しており、このサンプルはその毛細管内において赤外分光分析により分析される。さらに、米国特許第５，８７９，３１０号はランセットが皮膚を孔あけして、得られる体液のサンプルが光学システムにおける分析のために移される装置を開示している。
【０００７】
また、米国特許第４，９５３，５５２号は電気化学的なグルコース検出のための装置を開示しており、この装置においては、電気化学的信号を発生するための各試薬がランセット上に直接的にコーティングされているために、使用者の付加的な介入を要さずにサンプルに対して接触できる。この装置においては、針を駆動するためのばね作用が無く、針は使用者により単純に押し込まれる。このことは孔あけの制御を困難にしている。さらに、この開示されている装置におけるランセットおよび試薬の交換は不便であり、各センサーの大量生産も困難になると考えられる。
【０００８】
従って、上記流体サンプルを収集して分析する様式における改善への対処の必要性が依然として存在している。
【０００９】
発明の概要
本発明は血液または間質液中のグルコース等の電気化学的に検出可能な分析物の検出および定量のための改善された装置を提供する。この装置は計器ユニット、ランセットおよび電気化学的センサーを備えている。これらの構成部品の内で、計器は再使用可能であることが好ましいが、ランセットおよび電気化学的センサーは単一回使用を目的としていることが好ましい。
【００１０】
上記計器ユニットはハウジング、当該ハウジング内に配置されていてランセットに係合して係合されたランセットを移動するための手段、上記ハウジング内に配置されていて分析物に対して特異的な電気化学的センサーに係合して当該分析物の量を示す一定の信号を伝達するためのコネクター、および当該コネクターに操作可能に付随していて上記分析物の量を使用者に対して表示するための表示装置を備えている。上記電気化学的センサーは特定の分析物の検出において適合している。加えて、この電気化学的センサーは血液または間質液のサンプルの取り込みのためのサンプル取込みまたは受容部材を有している。本発明の実施形態の一例において、ランセットを上記装置内に係合する際に、当該ランセットに係合してこれを移動するための上記手段はこのランセットを一定の初期的な位置から使用者の皮膚が孔あけされる一定の孔あけ位置まで移動し、随意的に一定の後退位置まで後退させ、この後退位置は上記初期的な位置と同一でもよく異なっていてもよい。上記電気化学的センサーは上記サンプル取込みまたは受容部材が上記ランセットにより孔あけされる時に使用者の孔あけした皮膚からサンプルを取り込むように配置される。また、別の実施形態においては、上記ランセットは中空のカニューレであり、このカニューレの中を通して血液または間質液が上記孔あけ部位から上記電気化学的センサーにおける吸収性の部分まで移送される。従って、これらのいずれの実施形態においても、本発明は単一工程式の動作を伴う装置を提供しており、この動作において、サンプルの取得および分析が上記ハウジングの移動を必要とせずに使用者の皮膚に対して上記装置を押し当てる単一動作の結果として行なわれる。本発明はさらにサンプルの取得および分析の両方を行なう単一工程式の処置を含む方法を提供する。
【００１１】
本発明の別の態様は本発明による計器内において使用するための廃棄可能なセンサー組立体に関する。このような廃棄可能なセンサー組立体は上記計器または上記センサーおよびランセットの両方に対する取り付けに適している支持体の中にセンサーのみを収容することができる。後者の場合において、この廃棄可能なセンサー組立体は１個のセンサーおよび１個以上のランセットを収容するか、複数のランセット／センサーの対を収容することができる。
【００１２】
詳細な説明
本発明の装置は一体型の切開および分析装置であり、この装置は孔あけ部位から分析用の試験片までのサンプルの移送のために分離した動作を必要としない。この装置は計器ユニットを備えており、当該ユニットの中にサンプルの分析用および結果の表示用の各電子部品が配置されており、さらに、切断部材（すなわち、ランセットまたは中空の針）および電気化学的センサーを備えている。この電気化学的センサーはサンプルの取り込みのための「サンプル取込みまたは受容部材（sample uptaking or accepting member）」を備えている。本明細書および当該明細書における特許請求の範囲の各請求項において用いられているように、上記用語の「サンプル取込みまたは受容部材」はサンプリング部位から上記電気化学的センサーまでの液体サンプルの直接的な移送を行なうための種々の方法を含み、液体を取り込む灯心、スポンジまたは吸収性パッド等の吸収性の材料、および内部を通して液体を移送するカニューレを含むがこれらに限らない。この液体の取り込みは上記吸収性の材料の構造または分析チャンバーまたはカニューレの寸法により得られる固有の毛細管作用または表面張力の結果として生じることができ、あるいは、吸引の適用により促される能動的な吸収とすることもできる。実際に、上記用語の「サンプル取込みまたは受容部材」はサンプリング部位からセンサーの電極までのサンプルの移送を可能にするあらゆる手段を含むものと理解されるべきである。例えば、上記サンプル取込みまたは受容部材は上記センサー自体の能動的部分とすることができる。このサンプル取込みまたは受容部材の寸法または容量的取込み能力は分析されるサンプルの容量により影響を受けると考えられ、この値は一般的に１００ｎｌ乃至１０μｌの程度と考えられる。
【００１３】
図１は本発明による装置の実施形態の外観図を示しているが、この装置の全体の形状が設計上の選択の問題であり、それゆえ、この場合において単に図示の目的のために提供されていることが理解されると考える。この図示の装置は片手による容易な把持を可能にしていると共に、その表示の良好な可視性を提供している。加えて、この装置は手のひら、腕または腹部等の別の部位からのサンプリング時における取り扱いも容易である。
【００１４】
図示のように、上記装置は片手で容易に保持される寸法のハウジング１を備えている。表示装置２は、ユーザからはハウジング１の外面上に見える。皮膚接触リング３がこの装置のサンプリング側の端部４において配置されていると共に、サンプリング／測定工程を活性化するためのボタン８が反対側の端部６において配置されている。突出スライド７はサンプリング側端部４に向かって移動する場合に使用済みのランセットおよび電気化学的センサーを放出し、装置を係止するためにも使用される。さらに、オプショナル・ボタン５はランセットの侵入深さを設定するために用いられる。
【００１５】
図２Ａ乃至図２Ｃは図１の装置の各断面図を示しており、ランセット２０に係合してこれを移動するための内部機構、およびセンサー（図２において示されていない）から表示装置２までの電気的信号の転送のための各電子部品２１を示している。電気的な接続部材２２がセンサーに対して電気的に接触するためにハウジング１の端部の近くに備えられていて、導電要素２３を介して各電子部品に接続されている。これら３個の図面は上記装置の動作を示している。
【００１６】
図２Ａにおいて、上記装置はサンプリングの前の静止位置において示されている。ばね２０において張力は全く加えられていない。プランジャー２４はランセット・ホルダー２９およびコック・ボタン２７に取り付けられている。上記ばねはランセットに取り付けられており、このランセットを支持して当該ランセットの後退位置からの押し出しおよびその孔あけ位置からの後退の両方を可能にする。
各気孔２８は空気が弁２６により定められている空間部分から移動して皮膚が皮膚接触リング３に対して押圧されることを可能にしている。この弁は逆止め弁であり、上記空間部分からの空気の流れを可能にするが、当該空間部分の中への流れを可能にしない。キャッチ部分２９は手動で放出されるまでコック・ボタン２７を保持する。装置を後退させるために、コック・ボタン２７がキャッチ部分２９まで押し上げられて、上記ランセット組立体および弁が上方に移動し、ばね２０を図２Ｂにおいて示されているように圧縮する。その後、この後退状態の装置は皮膚に押し当てられて、キャッチ部分２９が解除される。このことにより、上記ランセット組立体が下方に駆動して図２Ｃにおいて示されているように皮膚を孔あけする。この下方移動の間に、逆止め弁２６によりプランジャー２４と皮膚との間の領域内において圧力は増加しない。しかしながら、ばねがその平衡状態の位置を通過するので、皮膚の孔あけ後にランセット組立体が後方に移動し、この動作により、上記領域内の圧力が減少する。
【００１７】
純粋な一工程動作を可能にする本発明の装置の重要な特徴は装置の移動を伴わない「原位置の（in situ）」サンプリングを可能にする上記ランセットおよびセンサーの配列構成の使用である。図３Ａ乃至図３Ｃはこのような配列構成の一例の概略図を示している。図３Ａは待機状態における装置を示している図である。ランセット３１はハウジング１の中に配置されていて、当該ランセットを移動するための手段（図示せず）に係合している。センサー片３２はセンサー組立体３３の一部分であり、この組立体は皮膚接触リング３および当該組立体を上記ハウジング１に連結するためのカラー３４を含む。皮膚接触リング３は使用者の皮膚に押し当てられ、これにより当該皮膚接触リングにより囲まれている領域内の組織が突出する。上記装置を活性化すると、ランセット装置３１は下方に移動して、第１のセンサー３２を孔あけしてから図３Ｂにおいて示されているように皮膚を孔あけする。その後、ランセット３１が後退して、孔あけした皮膚からの血液または流体の流れがセンサー内に留まる（図３Ｃ）。このセンサーは上記ランセットが強度の低いスポット部分９８（図３Ｄを参照されたい）を通して当該センサーを孔あけするように設計できる。この強度の低いスポット部分は上記センサーにおける一体の部分であり、上記サンプル受容用の取込み手段とすることができる。
【００１８】
本発明の別の実施形態によれば、上記ランセット装置は最初に上記センサー組立体を孔あけすることなく皮膚を孔あけする。このセンサーはこの孔あけ処理により得られるサンプルに近接して配置されるように設計されているので、当該センサーへのサンプルの移送が上記ハウジングの移動を伴わずに単一工程の取得および分析プロセスの一部として行われる。このような実施形態においては、上記サンプル取込みまたは受容手段が、サンプルのセンサーへの移送を可能にするように、上記切断装置が皮膚を孔あけする結果として形成されるサンプルに対して近接または接触するように、上記センサーが上記切断装置に関連して、すなわち、そのサンプルの位置に関連して配置される。このサンプル取込みおよび受容部材は、例えば、図３Ｄにおいて示されているようなセンサーにおける一体の部分とするができ、あるいは、例えば、図３Ｅにおいて示されているような灯心９７のようなセンサーの外部部品とすることもできる。このセンサーのサンプルに対する角度は変更可能であり、効率的なサンプル移送を容易にする任意の角度にできる。
【００１９】
図３Ａ乃至図３Ｃにおいて示されているような本発明の実施形態において、上記ランセット３１およびセンサー組立体３３は分離している。この実施形態において使用されているランセットは当該ランセットを移動するための手段および上記ハウジングの寸法に対して相容性を有する従来的な設計にすることができる。種々の形態のランセットおよび当該ランセットを移動するための付随の手段が当業界において知られており、例えば、米国特許第４，９２４，８７９号、同第５，１９６，０２５号、同第５，３０４，１９３号および同第５，３１８，５８３号における物を含み、これらは本明細書に参考文献として含まれる。上記センサー組立体は本発明における使用に適合している新規な部品であり、それ自体が本発明の一つの態様を形成している。図４は分析物の電気化学的検出用の例示的なセンサー組立体の断面を詳細に示している図である。図示のように、このセンサー３２は皮膚接触リング３により定められている開口部４２の一方のエッジ部分に対して概ね整合して配置されている試薬パッド４１を有している。カラー３４はリップ部４３を有しており、このリップ部４３に対して上記計器のハウジング１が上記センサー組立体の当該計器への取り付け時に支持される。電気的な接触部材４４および４５がリップ部４３の中における開口部を通して接触可能になっている。絶縁パッドを備えることにより、液体サンプルの存在時に上記試薬パッドの近くにおいてのみ各コネクターの間に導通が生じるようにできる。上記計器のハウジング１をこのセンサー組立体の中に挿入すると、電気的な各接触部材４４および４５を介して電気的な接触が行なわれる。
【００２０】
図４のセンサー組立体において、センサー３２は上記皮膚接触リング３に近接して配置されていて、当該皮膚接触リングにより定められている開口した空間部分４２の一端部を跨いで延在している。このセンサーは試薬４１および分析物の存在に呼応して一定の電気化学的な信号を発生するための電極および上記リングの中央開口部の中に位置する流体を吸収してこの流体を上記各試薬に対して反応性の近接部位内に移送するための吸収性の材料、および当該センサーから電気化学的な信号を伝達するための電気的な接触部材を有している。上記各試薬は分析物の存在に呼応して一定の電気化学的な信号を供給するように選択される。グルコースの場合において、適当な各試薬はグルコースを酸化できる酵素（例えば、グルコース・オキシダーゼ）、およびグルコースの存在時に当該酵素から電極に電子を送り一定の測定可能な電流を生じる媒介物質化合物を含有する。代表的な媒介物質化合物はフェリシアニド（フェリシアン化物）、フェロセン等のメタロセン化合物、キノン、フェナジニウム塩、レドックス指示薬DCPIP、およびイミダゾール置換したオスミウム化合物を含む。作用電極は多数の方法においてこの種の材料により構成されている。例えば、導電性炭素、グルコース・オキシダーゼおよび媒介物質の混合物がペーストまたはインク状に配合されて、支持体に塗布されている。これについては、欧州特許第０１２７９５８号および米国特許第５，２８６，３６２号を参照されたく、これらは本明細書に参考文献として含まれる。
【００２１】
図５Ａ乃至図５Ｃは本発明によるセンサー組立体の中に組み込むためのセンサー３２の特定の実施形態の組立体を示している図である。各接触部材５３および各リード線５５は非導電性の支持体５１の上に形成されている。図５Ａにおいて示されている実施形態において、３組の接触部材および３組のリード線が形成されていて、試薬５２を伴う２個の作用電極および１個の基準電極が形成されている。これらの接触部材およびリード線は導電性のカーボン・インクにより適当に形成されているが、別の導電材料も使用可能である。これらの電極は印刷により形成できる。また、各センサーの各群をシート材上に適当に形成した後に使用のために切断する。
【００２２】
上記支持体５１は上記ランセットがこの支持体の材料を貫通して孔あけしない程度に十分に強度のある材料により適宜に形成できる。このことは間違ったランセットの位置合わせの場合に汚染の問題を回避できる。しかしながら、この場合において、支持体５１はランセットが通過できる開口部５４または強度の低いスポット部分を有している必要がある。この支持体として適当な材料はポリエステル片、高密度ポリエチレンおよびＡＢＳを含む。
【００２３】
上記各電極を形成した後に、灯心層５６を上記各試薬パッド５２を含む上記開口部５４および各電極の上に配置する（図５Ｂ）。この灯心はサンプルをセンサーの中に吸引してこれを各電極に案内するための吸収性の部材として作用する。適当な材料はナイロン・メッシュを含む。しかしながら、一部の場合において、上記支持体５１における穴５４が各電極の試薬パッド５２まで毛細管状の通路を形成している場合等に、分離していない灯心が必要である。高分子フィルムの層を灯心の代わりにまたは灯心と組み合わせて用いることにより各電極までサンプルを吸収するための毛細管状の通路を形成することもできる。
【００２４】
上記灯心（存在する場合において）および各電極の上に絶縁インク５７の印刷が施される。この絶縁インクは灯心を保持して、サンプルが移動可能な通路を形成する。従って、この絶縁インクは上記穴５４に整合している穴５７１を有する開口部および各電極における試薬パッド５２の上に延在している連続的な領域５７２を含む。各接触部材５３は上記計器との接触を行なうために絶縁インク５７の各エッジ部分から外側に露出している。随意的に、各反応物質を保護するために上部カバーを加えることができる。このような上部カバーはポリエステル等の高分子フィルムにより作成できる。
【００２５】
図５Ａ乃至図５Ｃのセンサーは図４において示されているような皮膚接触リングおよびカラーと組み合わせることができる。図５Ｄは別の構成を示している図である。センサー３２は皮膚接触リング３の上に支持されている。カラー５３４は皮膚接触リング３のエッジ部分に固定されていて、上記計器ユニットの先端部５３５を受容するように寸法付けられている。Ｏ−リング５３６は上記カラー５３４と計器ユニットの先端部５３５との間に気密シールを形成している。また、計器ユニット５３５の先端部における接触部材５２２は上記センサーにおける各接触部分（例えば、図５Ａにおける各接触部材５３）に対して直接的に接触する。
【００２６】
図６Ａおよび図６Ｂは本発明の別の実施形態の概略図を示している。この場合において、ランセット６１はセンサー６２に近接して配置されている中空のカニューレである。これらのランセット６１およびセンサー６２は使用においてハウジング１内に装填される単一ユニットとして製造できる。このハウジングは好ましくは皮膚接触リング３を有しており、このリング３はランセット６１により形成される穴から血液または間質液を移し出すために圧力を生じる。この装置の活性化時において、上記ランセットおよびセンサーは皮膚を孔あけするためのユニットとして下方に駆動する（図６Ｂ）。その後、サンプルがランセットの中を通してセンサーまで吸い上げられる。この孔あけ位置における滞留時間は十分なサンプルがセンサー内に引き込まれることを可能にする程度に十分に長い。あるいは、上記ランセットの移動を一方向のみにして、十分なサンプルが収集された時点で装置全体を移動することも可能である。以下においてさらに詳述するように、この後者の選択は十分なサンプルが収集された時点において可聴のまたはその他の信号を供給する装置の使用により実施できる。
【００２７】
図６Ｃは図６Ａおよび図６Ｂにおいて示されている種類のセンサー組立体を備えている本発明による装置を示している図である。この装置において、センサー６２は一体型のランセット６１を有していて、第１のハウジング部分６７の中に摺動自在に受容されている。この第１のハウジング部分６７の先端部３は使用者の皮膚に対して押し当てられて、ばね６６が圧縮してランセットが使用者の皮膚を孔あけするために露出する。装置を皮膚から除去する場合は、ばね６６は第１のハウジング部分６７を外側に移動して、ランセットの端部を内部に再び収納する。センサー６２は接触部材２２に対して電気的に接触しており、この接触部材２２はさらにコネクター２３を介して各電子部品２１に対して電気的に接続している。真空プランジャー２４が血液または流体を引き込むための吸引力を生じるためにハウジングの第２の部分６８の中に配置されている。
【００２８】
図７は図６において示されている本発明の実施形態において使用するためのセンサー組立体の実施形態の断面図を示している。この組立体はカラー部分７１および基部部分７２を含む。これらの部分は１個の連続している材料の部材片として作成することができ、あるいは、例えば、接着剤等により、一体に連結されている別々の部材片により作成することもできる。中空のランセット７３が基部部分７２の中を通過していて、このランセットの中空の内部７４がセンサー７５に接触している。このセンサーは、図示のように、上記カラー部分よりも大きな領域にわたり延在することができ、あるいは、このカラーの内部表面から延出しているリップ部をセンサー７５の保持のために利用することもできる。上記ハウジングの第２の部分６８はこのリップ部上に支持することができ、あるいは、図７において示されている実施形態において、カラー７１を囲む環状の表面部分７９の上に支持できる。電気的な接触は、例えば、接触部材７７，７８を介して、この環状の表面部分７９内の開口部を通して行なわれる。これらの接触部材７７，７８は上記カラー部分の内壁部の上に形成することもできる。センサー７５は図５において示されている構造と同一種の構造を有することができる。また、各試薬もランセット上に直接的に配置するか、ランセットの内孔の中に配置できる。
【００２９】
図８Ａ乃至図８Ｇは本発明のさらに別の実施形態を示している図である。この装置は手動により（自動的な時間調節の無い状態で）動作可能であり、あるいは、計器からの要求に応じて一定の試験手順を実行できる。後者の場合において、計器ハウジング８１は複数のランセット／センサーの対および所定の時間間隔においてこれらの対を自動的に使用するための時間調節機構を収容している。この所定の時間間隔の長さは上記ランセット／センサーの対の数および目的の分析物に対する試験が臨まれる頻度に関連している。例えば、血液グルコースに対して試験を行うための装置において、１２個のランセット／センサーの対を伴う場合に、この時間間隔は１時間乃至４時間であることが適当である。このことにより、例えば、１日に２回、１日に１回、または１日おきに１回のように、妥当な間隔で各ランセット／センサーを取り替えることが必要になる。また、上記時間調節は、例えば、毎分等のようにさらに短くすることも可能であり、あるいは、論理回路により選択することもできる。従って、例えば、急速に変化しているグルコース・レベルの場合に（２回の連続した測定値の間における差により決定される場合に）、上記計器内の論理回路はグルコース・レベルが安定する時間になるまで連続した測定値の間の間隔を短縮するように構成できる。また、この計器は各結果における変化の程度に基づいて適当な基準線の試験間隔を決定するために短い時間間隔において幾つかの初期的な読取値を取得するように構成することもできる。この基準線の試験間隔はその試験工程における全ての連続的な測定値に対して使用することができ、あるいは、グルコース・レベルにおける各変化に応じて上述したように短縮することも可能である。
【００３０】
上記ハウジングが複数のランセット／センサーの対を収容している本発明の実施形態に対して適当な形態は図８Ａおよび図８Ｂにおいて示されているような時計型の形態である。この装置はハウジング８１およびストラップ８２を備えている。このハウジングは下面部８３を有しており（図８Ａにおいて示されている）、この下面部を通して各ランセットと使用者の皮膚との間に接触が行なわれ、さらに、上面部８４１を有しており（図８Ｂにおいて示されている）、この上面部において各試験結果が表示される。上記装置は図８Ｂにおいて示されているように使用者の手首の周囲、または前腕または上腕の周囲に、時計のようにストラップにより装着することができる。装着されると、この装置は活性化されて、多数の試験を使用者による付加的な動作を伴わずに自動的に行なうことができ、その結果が、個別にまたは多数の試験（結果）の摘要として表示装置に表示される。あるいは、上記装置またはセンサー・ディスクは自己取付性（例えば、皮膚相容性の接着剤による）にすることができる。このことはあらゆる身体表面部分において有用性を提供し、ストラップの必要性を排除する。
【００３１】
図８Ｃ乃至８Ｆは上記本発明の実施形態による装置における各構成部品の分解図を示している。装置の下面部８３の最も近くにセンサー・ディスク８４が存在している。このセンサー・ディスク８４は支持体８１０を有しており、この支持体８１０の上に複数のセンサー８１２が形成されている。各センサーは一対の電極８１６，８１８に接触している試薬パッド８１４を有している。このセンサー・ディスク８４はトリガー機構（スピンドル／ランプ）を通過可能にするための中央開口部を有している。このセンサーは全体として接着剤、超音波溶接またはスナップ嵌めにより一体に結合している。
【００３２】
上記センサー・ディスク８４の上に同軸にスペーサー・リング８５（図８Ｄ）が配置されている。このスペーサー・リング８５は各センサー８１２を囲む一定の領域を提供しており、１個のセンサーに接触している各流体が隣接している各センサーに対して相互作用しないようになっている。あるいは、絶縁プリントまたは毛細管状のチャンネルがこのような絶縁または分離を行なうことができる。図示のように、センサー・リング８５はハブ８２０、リム８２２および複数のスポーク８２４を有している。このセパレーター・リング８５は１個のセンサー８１２が各隣接対のスポーク８２４の間の空間部分の中に配置されるようにセンサー・ディスク８４の上に配置される。上記リムは各センサー対における電極８１６，８１８から分析物の量を示す信号を伝達するための電気的な接触部材を含むことができる。
【００３３】
さらに、上記セパレーター・リング８５の上に同軸にカム・リング８６（図８Ｅ）が配置されている。このカム・リングはランプ部分８３０を有しており、当該カム・リング８６の回転により、一定の固定した位置において見た場合に、当該カム・リング８６の厚さが増大するようになっている。このカム・リング８６は中央開口部を有しており、当該開口部を通してねじまたは類似のファスナーが完成された装置を組み立てるために挿入される。しかしながら、この開口部は好ましくはファセット状のまたは歯付けしたエッジ部分を有していて、上記カム・リング８６を当該カム・リングを回転するための駆動機構に対して係合可能にしている。
【００３４】
さらに、上記カム・リング８６の上に同軸にランセット・リング８７が存在している。このランセット・リング８７はリム８４０および複数のランセット・スポーク８４２を有しており、各ランセット・スポーク８４２は遊離の中心端部を有している。このランセット・リング８７は各ランセット・スポーク８４２が上記セパレーター・リング８５の各スポーク８２４の間の空間部分に対して製造するように配置されている。各ランセット・スポーク８４２はばね鋼等の実質的な記憶を伴う柔軟な材料により作成されている。ランセット８４４はランセット・スポーク８４２の中心端部の近くにおいて各ランセット・スポーク８４２に取り付けられていて、当該ランセット８４４の尖端点が上記センサー・ディスク８４に向かうような一定の下向きの方向に配向されている。各ランセット・スポーク８４２は当該ランセット・スポークの下方に存在しているカム・リング８６に対して相互作用するような一定の長さを有している。上記装置を先ず組み合わせる場合に、上記ランセット・スポークの１個（任意に第１のランセット・スポークと言う）を上記ランプ部分８３０の最も高い部分に実質的に整合して、そのニュートラルまたは静止の位置から上向きに偏向する。カム・リング８６が部分的に回転すると、この第１のランセット・スポークがランプの端部から外れて下方にはね落ちて、下方のセンサー・ディスク８４および使用者の皮膚を孔あけする。同時に、「第２の（the second）」ランセット・スポークが上記ランプ部分８３０の最も高い部分に移動し、さらに、その他のランセット・スポークがそれぞれ増大した偏向の位置に移動する。このようにして、カム・リング８６のそれぞれの部分的な回転により１回ずつのサンプリングおよび測定の動作が生じる。
【００３５】
図８Ｇは図８Ａ乃至図８Ｆにおいて示されている種類のセンサー・システム組立体を内蔵している組み立てた状態の装置の断面を示している図である。スペーサー・リング８５はハウジング８０１の下部における開口部の中に受容されている。センサー・ディスク８４はハウジングの外部に配置されていて、スペーサー・リング８５よりも大きな直径を有しており、ハウジングの下部において配置されている各接触部材８０２に対して電気的に接触できるようになっている。ステッパー・モーター等のような小形モーター８０３がカム・リング８６をセンサー組立体に対して回転して各センサーに付随している各ランセットを連続的に活性化するために当該カム・リング８６に係合している。このモーター８０３は各電子部品８０４により制御され、これらは上記各接触部材８０２から信号を受信し、この信号を処理して表示装置８０５に適当な表示に対応する指示を伝達する。さらに、小形真空ポンプ８０６（例えば、膜ポンプまたはアクチュエーター・ポンプ）がサンプルを各センサー内に引き込む吸引力を生じるためにハウジング８０１の中に配置されている。このポンプは連続的に動作状態であってもよく、上記カム・リングを回転するためのモーターの活性化の一定時間に対応して上記電子部品により活性化することもできる。あるいは、上記真空ポンプを切開処理の前に活性化して、一定の十分な減圧状態をその切開工程を開始する信号として作用させることもできる。
【００３６】
上記センサー・ディスク８４は図５Ａ乃至図５Ｃにおいて示されているセンサーとほとんど同様に製造できる。この結果、図９Ａおよび図９Ｂにおいて示されているように、各接触部材９１が各電極の周辺に配置されており、各電極が各開口部（強度の低いスポット部分）９３から外側に半径方向に沿ってそれぞれ３個の組で配置されている。各組における電極の１個が基準電極であり、それ以外の２個が作用電極であって、これらの作用電極は目的の分析物の量を示す信号を発生することに適している各試薬を含有している。次に、メッシュ片９４が各開口部９３および各電極の組の上に供給される。このメッシュの上部の上に絶縁層９５が形成される。このようにセンサー・ディスクが形成されると、当該ディスクはその他の構成部品と共に組み合わされて完全な装置が形成される。
【００３７】
図９Ｃは上記装置の別の図を示しており、この装置はその下方の表面部分に皮膚接触リング９６を備えている。この皮膚接触リング９６は使用者の皮膚を孔あけするために各ランセット９８が通過する開口部９７を囲っている。この開口部９７はスピンドル９９の回転と共に移動して、各電極の組に対して連続的に整合するようになっている。図９Ｃにおいて示されている実施形態において、各ランセットは上記センサー組立体が一体に組み合わされる際に上記スピンドルにより予め張力が加えられる。このスピンドル９９の上部におけるスロット９９０はこれに整合したランセットをこのスピンドルを通して落下させて、下方の皮膚を孔あけすることを可能にする。この組立体における上方のケース９０１はＯ−リング９０３のシールにより基部部分９０２をシールする。電気的な接触が上記上方ケース９０１と各接触部材９１との間において接触端部９０４を介して行なわれる。このことにより、上記センサー・ディスクから離れていて、流体に対して曝される危険性の無い再使用を可能にする場所に各分析用の電子部品を配置することが可能になる。上記上方ケース９０１と基部部分９０２とのシールによる係合により、上記接触端部９０４も回転して１回に１個の電極の組に接触する。「永久的に（permanently）」皮膚に取り付けられる装置の場合には、センサーの数と同数の皮膚接触リングの存在が必要になる。しかしながら、上記スピンドルを移動するだけで、各時間に異なるサンプリング部位において新しいランセットおよび新しいセンサーによる試験が行なえる。
【００３８】
図１０は本発明による装置の中に組み込むことのできる各電子部品の概略図を示している。図示のように、各入力信号は各センサーおよび皮膚接触または十分なサンプリング検出装置の各システムに含まれる任意の手段から信号処理システムにそれぞれ供給される。これらの信号はアナログ回路を介してデータ分析を行なうプロセッサに送られる。さらに、このプロセッサは信号を（有線または無線の接続手段を介して）出力表示装置に接続しているディスプレー・ドライバーに供給する。さらに、上記プロセッサは有線または無線の接続手段を介して信号をアラーム発生器に供給することもできる。これらの表示装置およびアラーム発生器は一体になってこの装置における出力部分を構成している。さらに、上記データ分析プロセッサは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等の、メモリー装置に連絡しており、この装置内において、較正情報および以前の各結果を含む情報が保存できる。また、データ分析ソフトウェアにより活性化されるタイマーも備えられている。このタイマーは（センサー・ディスクまたはスピンドルを回転するための）ステッパー・モーターおよび真空発生器（存在する場合）を制御するための機能的出力信号を供給する。このタイマーからの各値もまた上記データ分析プロセッサにより利用されるために上記メモリーのＥＥＰＲＯＭ内に保存できる。
【００３９】
上記の本発明の種々の実施形態の説明はその各特徴の特定の組み合わせを示している。これらの説明および組み合わせは単に例示的であり、これら以外の実施例を排除しないと理解するべきである。例えば、上記ランセット・リング８７は当該リングの中心に向かう各ランセットの遊離端部を伴って示されているが、各遊離端部が外側に向かって尖っている星形の形状をランセット・リングが有している別の形状も使用可能であることが理解されると考える。同様に、上記ランセット・リングは予め張力を加えることができ、この場合に、上記カム・リングはこの張力を生じるのではなく解除するために作用することもできる。さらに別の例は各ランセットがアクチュエーター（作動部材）の位置を通過して回転する時に当該ランセットを１個ずつ、次々に、活性化するための単一の作動用のカムまたはハンマーの使用である。
【００４０】
本発明の装置は当該装置の各特徴をさらに向上してその使用を容易にする種々の付加的な特徴を組み込むことができる。例えば、この装置は使用者に測定値を得る時間を知らせる可聴のまたはその他の検出可能なアラームを備えることができる。図１において示されている装置の場合に、このアラームは新しいランセットおよびセンサーを挿入すること（既に行なわれていない場合に）および測定値を得ることが必要であることを使用者に示す。また、図８および図９において示されているような装置の場合には、上記アラームは、使用者がランセットにより驚くことのないように、さらに、使用者が結果を見るために表示装置を見ることを知るようにするために、サンプルの採取よりも実際に先行することができる。
【００４１】
上記の装置、特に図１において示されている種類の装置は十分なサンプルが既に収集されていること、および装置の取り外しが可能であることを使用者に知らせる可聴のまたはそれ以外の検出可能なアラームを付加的に備えることもできる。可聴のアラームは装置内のデテント（戻り止め）の解除により生じるカチッという音の形態にすることができ、あるいは、装置内において電気的に発生するビーという音にすることもできる。また、十分なサンプルの指示を行なうための方法の一例は所定の時間がそのサンプルを収集するために十分であると推定することである。この場合に、上記作用電極の１個と基準電極の間、または別々のサンプリング・モニター用の各電極対の間における最初の信号の出現がタイマーを開始して、上記十分なサンプルの指示がその後の所定時間（例えば、２秒）に与えられる。また、十分なサンプルは電気的な信号が十分なサンプルの存在時においてのみ各電極間において可能になるように一定の空間的配置および分離状態を有する電極対により決定することもできる。いずれの場合においても、上記収集される信号は導電率、電位差、または電流（電流測定法）に基づく各信号を含む任意の種類の電気的信号とすることができる。
【００４２】
図１において示されている実施形態は孔からの血液または流体の出現を保持するための手段として皮膚接触リングを備えているが、この皮膚接触リングは随意的であり、同一の機能を達成するための機械的または電気的なポンプにより発生する吸引力等の別の構成部品により置き換えることができる。種々の使用者により選択される真空の力が皮膚を確実に隆起させるために使用できる。フィードバック機構が使用者に皮膚がセンサーに対して接触したことを知らせる。皮膚により橋渡しされた２個の単純な接触部材がこのことを達成できる。使用者が上記の真空を形成している場合（例えば、プランジャーにおける吸引による場合）の装置において、装置が皮膚を検出すると、使用者は、例えば、可聴のまたは可視の信号により、真空をさらに形成する必要がないことを通知される。また、自動化した装置においては、上記ポンプ機構はこの信号に応じて停止できる。
【００４３】
上記装置は各分析物に対応して異常な読取値が得られる場合に使用に対してカウンセリングを行なうための能力も備えることができる。このようなカウンセリングは医者を呼ぶための即座の形態にすることもでき、適当な場合において、薬物を投与することを使用者に指示してもよい。上記可聴の信号は、特に多数回式試験の実施形態において、低血糖アラームとして機能できる。さらに、このような装置はグルコース・レベルを変化するために使用者またはその他の関係者（例えば、パートナー、両親または看護婦）に警告するための夜通しの監視においても使用できる。
【００４４】
本発明の装置はグルコース・レベル測定用の既存の装置に優る種々の利点を提供する。サンプリングおよび分析の各機能を単一の装置内に組み込むことによりこれらの利点が直接的に得られる。第１に、上記装置は比較的に少ない数の工程を使用者が行なうことを必要とする。第２に、使用者は計器内のスロットの中に小形の電極を操作することを必要とされない。このことは比較的に小形の電極の利用を可能にし、このような電極（本明細書に参考文献として含まれる米国特許出願第０９／２２８，８５５号において記載されているような電極）は製造が安価であり、グルコース測定を行なうことにおいて比較的に正確である。さらに、複数のランセット／センサーの対が存在している実施形態においては、そのサンプリング部位を１日の経過において自動的に変更できるので、同一の場所において反復して孔あけすることによる傷害を減少できる。また、本発明は極めて少量のサンプルの利用を可能にしており、このように少量でない場合のサンプルではセンサー片に移送することが困難になる。このことは痛みを低減しながら各測定値の収集を容易にするだけでなく、少量サンプルの各測定値に伴う有益性により比較的に正確な結果が提供できる。加えて、上記装置により最適に利用される少量のサンプルの採取はサンプル汚染した廃棄物についての廃棄の問題を減少または排除する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置の外観図を示している。
【図２Ａ】 本発明による装置の断面図を示している。
【図２Ｂ】 本発明による装置の断面図を示している。
【図２Ｃ】 本発明による装置の断面図を示している。
【図３Ａ】 本発明の実施形態の一例によるセンサーおよびランセットの配列構成の概略図を示している。
【図３Ｂ】 本発明の実施形態の一例によるセンサーおよびランセットの配列構成の概略図を示している。
【図３Ｃ】 本発明の実施形態の一例によるセンサーおよびランセットの配列構成の概略図を示している。
【図３Ｄ】 本発明の別の実施形態において使用するためのセンサーを示している図である。
【図３Ｅ】 本発明の別の実施形態において使用するためのセンサーを示している図である。
【図４】 分析物の電気化学的検出用の例示的なセンサー組立体を示している図である。
【図５Ａ】 本発明によるセンサー組立体の中に組み込むためのセンサー３２の特定の実施形態を示している図である。
【図５Ｂ】 本発明によるセンサー組立体の中に組み込むためのセンサー３２の特定の実施形態を示している図である。
【図５Ｃ】 本発明によるセンサー組立体の中に組み込むためのセンサー３２の特定の実施形態を示している図である。
【図５Ｄ】 本発明によるセンサー組立体のさらに別の実施形態を示している図である。
【図６Ａ】 本発明の別の実施形態の概略図を示している。
【図６Ｂ】 本発明の別の実施形態の概略図を示している。
【図６Ｃ】 本発明の別の実施形態の概略図を示している。
【図７】 図６において示されている本発明の実施形態において使用するためのセンサー組立体の実施形態の断面図を示している。
【図８Ａ】 本発明のさらに別の実施形態を示している図である。
【図８Ｂ】 本発明のさらに別の実施形態を示している図である。
【図８Ｃ】 本発明のさらに別の実施形態を示している図である。
【図８Ｄ】 本発明のさらに別の実施形態を示している図である。
【図８Ｅ】 本発明のさらに別の実施形態を示している図である。
【図８Ｆ】 本発明のさらに別の実施形態を示している図である。
【図８Ｇ】 本発明のさらに別の実施形態を示している図である。
【図９Ａ】 多数個の電極部位を伴うセンサーの調製方法を示している図である。
【図９Ｂ】 多数個の電極部位を伴うセンサーの調製方法を示している図である。
【図９Ｃ】 本発明による装置を示している図である。
【図１０】 本発明による装置の中に組み込むことのできる各電子部品の概略図を示している。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 表示装置
３ 皮膚接触リング
４ サンプリング（側）端部
５ オプショナル・ボタン
６ 反対側端部
７ 突出スライド
３１ ランセット
３２ センサー片
３３ センサー組立体

Claims (16)

1. 血液または間質液中の電気化学的に検出可能な分析物の検出および定量のための装置において、
   （ａ）ハウジング、当該ハウジング内に配置されていて、複数の切断部材の各々に係合して係合した切断部材を移動するための手段、前記ハウジング内に配置されていて、前記分析物に対して特異的な複数の電気化学的センサーの各々に係合して当該センサーから前記分析物の量を示す信号を伝送するためのコネクター、および当該コネクターに対して操作可能に付随していて、使用者に対して前記分析物の量を表示するための表示装置を有している計器ユニットと、
   （ｂ）前記複数の切断部材と、
   （ｃ）前記複数の電気化学的センサーを備えており、該複数の電気化学的センサーの各々が、血液または間質液のサンプルの取り込み用のサンプル取込または受容部材を有しており、前記複数の切断部材の各々に係合してこれを移動するための手段が初期的な位置から使用者の皮膚が孔あけされる孔あけ位置までのサイクルにおいて前記複数の切断部材の各々を移動し、前記複数の電気化学的センサーの各々が、前記複数の切断部材の各々により使用者の皮膚を孔あけする時に当該孔あけした使用者の皮膚から前記サンプル取込または受容部材がサンプルを取り込むように配置されており、
   前記複数の切断部材の各々は前記複数の電気化学的センサーの各々と対応しており、前記複数の切断部材および前記複数の電気化学的センサーにより、１つの切断部材および１つの電気化学的センサーからなる組が複数形成され、
   前記複数の切断部材の各々に係合してこれを移動するための手段が前記使用者の皮膚を孔あけする前に、移動する切断部材に対応する電気化学的センサーを孔あけさせるように、前記複数の電気化学的センサーおよび複数の切断部材が配置されており、
   前記複数の切断部材の内の１つの切断部材が他の切断部材に対して時間間隔をおいて移動することで、前記複数の組の切断部材および電気化学的センサーの内の１つの組の切断部材および電気化学的センサーが他の組の切断部材および電気化学的センサーに対して時間間隔をおいて使用される、装置。
2. 血液または間質液中の電気化学的に検出可能な分析物の検出および定量のための装置において、
   （ａ）ハウジング、当該ハウジング内に配置されていて、複数の切断部材の各々に係合して係合した切断部材を移動するための手段、前記ハウジング内に配置されていて、前記分析物に対して特異的な複数の電気化学的センサーの各々に係合して当該センサーから前記分析物の量を示す信号を伝送するためのコネクター、および当該コネクターに対して操作可能に付随していて、使用者に対して前記分析物の量を表示するための表示装置を有している計器ユニットと、
   （ｂ）前記複数の切断部材と、
   （ｃ）前記複数の電気化学的センサーを備えており、該複数の電気化学的センサーの各々が、血液または間質液のサンプルの取り込み用のサンプル取込または受容部材を有しており、前記複数の切断部材の各々に係合してこれを移動するための手段が初期的な位置から使用者の皮膚が孔あけされる孔あけ位置までのサイクルにおいて前記複数の切断部材の各々を移動し、前記複数の電気化学的センサーの各々が、前記複数の切断部材の各々により使用者の皮膚を孔あけする時に当該孔あけした使用者の皮膚から前記サンプル取込または受容部材がサンプルを取り込むように配置されており、
   前記複数の切断部材の各々は前記複数の電気化学的センサーの各々と対応しており、前記複数の切断部材および前記複数の電気化学的センサーにより、１つの切断部材および１つの電気化学的センサーからなる組が複数形成され、
   前記複数の切断部材の各々が基端部および先端部を有する中空のカニューレであり、当該中空のカニューレの先端部が使用者の皮膚を孔あけし、当該中空のカニューレの基端部の中空の内部が前記電気化学的センサーに接触していて、前記サンプル取込または受容部材により前記中空のカニューレの中を通過する流体の吸収を可能にし、
   前記複数の切断部材の内の１つの切断部材が他の切断部材に対して時間間隔をおいて移動することで、前記複数の組の切断部材および電気化学的センサーの内の１つの組の切断部材および電気化学的センサーが他の組の切断部材および電気化学的センサーに対して時間間隔をおいて使用される、装置。
3. 前記複数の切断部材の各々を移動するための手段が前記使用者の皮膚を孔あけした後に前記初期的な位置と同じであっても異なっていてもよい後退位置まで前記切断部材を後方に移動する請求項１または２のいずれかに記載の装置。
4. さらに、前記装置を前記使用者の皮膚に対して押し当てる時に当該皮膚の孔あけ部分を囲む領域に圧力を加えるために配置されている皮膚接触リングを備えている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の装置。
5. さらに、前記装置を前記使用者の皮膚に対して押し当てる時に孔あけ後のサンプルの抽出を加速するために前記ハウジング内に配置されている真空機構を備えている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の装置。
6. 前記複数の電気化学的センサーが１個のディスク上に備えられている請求項１に記載の装置。
7. 前記ハウジングが上部表面および下部表面を有する平坦化されたディスクであり、さらに、使用者の皮膚に対して前記ハウジングの下部表面を保持するための手段を備えており、前記電気化学的センサーが当該下部表面に近接して配置されており、前記切断部材が当該下部表面に近接している皮膚を孔あけするために移動する請求項６に記載の装置。
8. 前記ハウジングの下部表面を前記使用者の皮膚に対して保持するための手段がストラップである請求項７に記載の装置。
9. 前記下部表面が前記使用者の皮膚に対して保持されている時に前記表示装置が当該使用者に対して目で見える請求項７または請求項８に記載の装置。
10. 前記複数の電気化学的センサーが１個のディスク上に備えられている請求項２に記載の装置。
11. さらに、前記複数の切断部材に操作可能に接続していて、所定の時間間隔においてサンプルを自動的に採取して評価するためのタイマーを備えている請求項１、請求項２、請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記時間間隔が前記装置により決定される場合の分析物の量に応じて調節される請求項１１に記載の装置。
13. さらに、十分なサンプルが既に収集されていることを使用者に指示するためのサンプル・アラームを備えている請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の装置。
14. さらに、サンプルを採取する時間であることを使用者に指示するための試験アラームを備えている請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の装置。
15. さらに、予め設定した各閾値よりも高いまたは低い分析物の各測定レベルを指示するための結果アラームを備えている請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の装置。
16. 前記結果アラームが信号を遠隔の受信機に送信する請求項１５に記載の装置。

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