JP5587868B2 - 診断テープ、及び診断測定システム - Google Patents

Description

本発明は、診断テープに関する。具体的には、テープリールとしてスプールに巻かれる、又は巻くことができるテストテープを有する血糖検査のためのテープカセットに関する。テストテープは、移送テープと、移送テープに搭載される複数のテストエレメントとを有する。テストエレメントは、分析試薬層と、試薬層を支持するキャリア箔と、キャリア箔を移送テープに接続する１つの粘着テープとを有する。キャリア箔から見て外側に向く試薬層の正面側は、サンプル物質を塗布するように配置される。また本発明は、このようなテープユニットを使用する測定システムに関する。

このようなテープユニットは、市販されるテストトリップシステム（test strip systems）と比較して、ユーザフレンドリをさらに改善するように、血糖検査のために考えられた。したがって、扱いを簡単にするために、大部分のテストエレメントは、巻き取り可能な移送テープに小型化して格納され、さらにまたテープの移送によって、使用した後に処分される。有利には、このようなテープユニットは、カセットの形で消耗品としての携帯型装置に挿入されて、実質的に自動化された自己検査をユーザが実行できる。

従来のドライケミストリテストトリップによると、試薬フィールドは、相対的に薄い試薬キャリアに搭載される。光の反射の測定は、このような一層システムによって比較的簡易に実行できる。しかしながら、テープリールの形でスプールされる複数のテストを有するテストテープは、これでは実現できない。

これに基づき、本発明の目的は、公知のテープの概念をさらに発展させて、かつ上述のテープの大量生産された物品であるとともに、確実な測定のために考えられるテープユニットを特定するとともに、このテープユニットの測定システムを特定することである。

独立項に記載される特徴を組み合わせることにより、この目的を達成することを提案する。本発明の有利な実施形態、及びさらなる進展は、従属項から引き出される。

本発明は、手前側にサンプルを塗布し、一定の間隔を置いて配置されるテストフィールドを有するテストテープを備える背面側で測定することを可能にする着想に基づく。したがって、いずれの場合でも光を透過する移送テープと組み合わせたテストエレメントは、試薬層の反射光光度測定のための光多層システムを背面側に形成することが本発明に従って提案される。多層アセンブリによって、相対的に薄い既成のテストキャリアをテープリールに組み込むことを可能にし、均一な光多層合成物によって、取り扱い側とは無関係にテストテープの露出部における測定装置によって反射率を検出することが可能になる。

診断の塗布に要求される質を有する測定信号を取得するために、キャリア箔、１つの接着テープ、及び移送テープにより形成される多層システムの屈折率及び／又は透過率及び／又はヘイズ（haze）が、所定の許容値の中に互いに調整されるときは、特に有利である。これに関係して、移送テープ、キャリアテープ、及び１つの接着テープの屈折率がいずれの場合でも１．４と１．７の間であり、好適には１．５と１．６の間であるときは、特に有利である。

干渉の影響は、多層システムのそれぞれの層の屈折率の最大差異が０．２であり、好適には０．１であるという事実によって、さらに低減できる。

多層システムが全体で実現できるパラメータの最適化に関しては、全体の屈折率が約１．５のときに有利である。クリティカルではない範囲において反射の影響を維持するために、屈折率の偏差は、０．１よりも小さくすべきである。

可視波長範囲において、移送テープ、１つの接着テープ、及びキャリア箔のそれぞれが、８０％より大きく、好適には８５％から９２％の透過率を有するとき、及び可視波長範囲において、多層システムの全体の透過率が少なくとも８０％のときに、さらなる改良が達成できる。

測定を再現可能にするために、テストテープのテストエレメントの全体における透過許容値（transmission tolerance）は、５％よりも小さいこともまた重要である。

散乱損失（scattering losses）を十分に抑制するために、可視波長範囲において、キャリアテープ、及び１つの接着テープの光ヘイズが１０％よりも小さいとき、特に約８％のときに有利である。また可視波長範囲において、移送テープの光ヘイズが３％よりも小さいとき、特に約２．５％のときに有利であり、可視波長範囲において、多層システムの全体の光ヘイズが２０％より小さいとき、特に約１５％のときに有利である。

製造プロセスに起因する干渉の影響を考慮できるためには、多層システムのヘイズの低減は、所与の時間間隔に実行されるべきである。具体的には製造後約１〜２週間である。それ以降は、ヘイズは、比較的一定に保たれるべきである。

所与のテープユニット内部の変化を適切に制限するために、テストテープの多層システムの全体のヘイズの許容値は、５％よりも小さくすべきである。

有利には、接着層の双方の側面に提供される透過箔の基材を有する多層の１つの接着テープを使用する。

また所望の使用のために、移送テープ、及びキャリア箔がＰＥＴフィルムで構成されるときに有利である。概してポリマー箔は、有利に使用できる。ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）に加えて、有利な材料の他の例は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、テトラフルオロエチレン、及びエチレンの共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリカーボネート、及びプロピレン・カーボネートである。

また実務指向の実施のために、キャリア箔の厚さが、２０、及び２５μｍの間であり、移送テープの厚さが、１０、及び１５μｍの間であり、１つの接着テープの厚さが、３０、及び５０μｍの間であるときに有利である。

特定の構造から生じる干渉の影響を考慮するために、具体的には血液であり、具体的には体液であるサンプル基材に包含される検体は、相対反射率の測定により決定できるときに有利である。ここで、較正データは、測定した反射率の関数として検体の濃度が規定されるテストエレメントに割り当てられる。

本発明の他の態様は、具体的には本発明に従う診断テープ、及び測定位置に配置されるテストエレメントの試薬層の背面側に向き、光源と、多層システムを介して試薬層に光源が放射する測定光の直接反射経路の外側に配置される光検出器とを具備する反射光光度計の配置を有する血糖検査の診断測定システムに関する。

これに関係して、光源は、試薬層の粒子がディフューザとして機能する試薬層の背面側に１ｍｍ²よりも小さい光点を生成するときに、照明最適化に有利である。

さらに本発明は、図面に図示される実施形態の例に基づいて、以下に説明される。

カセットテープの形の診断テープユニットの部分透視図である。 テストエレメントの領域における一部の縦断面のテープカセットのテストテープを示す図である。 カセットテープに向かう反射率計量の測定配置を示す図である。

図１に示すテープカセット１０は、複数の血糖自己検査を実行する不図示の携帯装置の消耗品として使用できる。カセットは、テストテープ１２と、未使用のテストテープを解く供給スプールと、使用したテストテープを巻き取る巻き取りスプールとを有する。テストテープ１２は、回転可能な移送テープ１８と、移送テープ１８に一定の間隔を置いて搭載される複数のテストエレメント２０とを有する。

未使用のテストテープは、供給スプール１４にテープリールの形で保管され、環境の影響から保護される。テストテープ１２は、テストエレメント２０が塗布位置２２においてユーザが連続的に利用できるように、巻き取りスプールに嵌合する回転装置によって、巻くことができる。この位置において、少量の血液は、アクティブなテストエレメント２０のそれぞれの露出正面側２４に簡素な方法で塗布でき、背面側の反射光度計の測定は、カセット１０の測定チャンバ２６内に嵌合する器具の測定配置によって、実行される。テストテープの使用部分は、巻き取りスプール１６に処分される。この方法において、機器の干渉、又はユーザが難儀な動作ステップを要することなしに、おおよそ５０テストを処理することが可能である。

図２に示すように、移送テープ１８は、付着したテストエレメント２０とともに多層の混成構造を形成する。すなわち、これに関係して、本明細書に参照される欧州特許出願第１５９３４３４号に説明されるような簡素な製造処理に基づく多層システムを形成する。テストエレメント２０は、テストラベルとして、１つの両面接着テープ２８により移送テープ１８に接着される。このため、１つの接着テープ２８は、接着層３２、及び３２´により両面に供給される裏地箔（liner foil）を有する。検出反応は、乾燥物質としてキャリア箔３６に塗布され、１つの接着テープ２８によって保持される薄い試薬層３４で生じる。この場合、試薬の色変化の大きさは、測定検体（この場合、血ブドウ糖）の濃度に機能的に関係する。塗布された体液は、網目状の拡散層３８によって、試薬層の塗布側に２次元的に拡散させることができる。

一定の干渉要因を考慮するために、グルコース濃度は、相対反射率の値がテストエレメント２０の終了値と、開始値との割合として決定される反射率測定によって決定される。このため、テストエレメントの初期の反射率の値が、サンプルが塗布される前に測定するとともに、試薬層にサンプルを付加した後の一定期間の後に再び反射率を測定する。第１の測定、及びそれに続く測定は、必要な信号と関係なく測定信号に寄与する干渉要因を包含する。次いでサンプルの濃度は、機器に記憶される計算規則（機能曲線）により計算される。この機能曲線は、測定システムを較正することによって、決定できる。したがって、これによって、一定の干渉要因をシステムの較正に考慮することが可能になる。

しかしながら、信頼できる反射測定のために、光干渉の影響は、測定信号と比較して小さくしなければならない。従来のテストの場合、１層の試薬キャリアを介するのみでストリップを測定するのに対し、種々の箔、及び接着層を、図１に従う多層の混成構造に考慮しなければならない。なお、これに関係して、市販される全ての箔は、製造処理に起因する光学的な仕様に関して許容値を有する。したがって、光学的な光路は、それぞれの構成要素の透明度、吸収、反射率、及び散乱パラメータに影響されるとともに、仕様された構成要素の相互作用に影響される。

したがって、血糖測定に必要な精度を有する反射率測定を実行可能とするために、いずれの箔を使用するのではなく、上述の多層のテープ構造における特有の予防的測定を使用し、表１において以下に要約されるように、光特性に関して調整することが必要である。

箔の透明度、すなわち透過率が増加するとともに、必要な信号の大きさは、減少する。さらにまた、信号の質は、表面散乱、体積散乱に影響される。不透明性を測定することによって、双方はともに検出できる。該パラメータは、ＡＳＴＭ−Ｄ１００３−６１方法Ａ標準（透明なプラスティックのヘイズ、及び視感透過率の標準的なテスト方法）に従う標準的な測定手順によって、決定できる。この手順において、透過された光の進行方向での散乱は、「BYK Gardner Haze-Gard Plus」など商標で販売されるいわゆるヘイズメータ（haze meter）によって検出される。この機器の動作モードは、箔のサンプルを介して積分球（Ulbricht sphere）の入り口に、平行な光の束を中心に照射することによる。ここで、光のトラップは、球の入り口の直径方向の反対である球の出口で処理され、散乱は、直通するビームの軸の中心的な関係として９０℃の角度で検出される。これによって、散乱しない光と、進行方向で箔のヘイズによって散乱される光との間の分化が図れる。球の領域は、透過測定のために散乱の基準で覆われる。

驚くことに、進行方向でのヘイズの測定によって、逆行方向での反射率の測定に影響を与える変数もまた、取得することが可能になることが判明する。ここで、影響を与える変数は、標準化された機器を使用して測定できる。多層の構造において、診断測定システムで検出される反射率の空試験値（blank value）と、層の厚さの関数としてヘイズメータ（ヘイズＨ）で検出される材料パラメータとの間に線形関係があることが明らかになる。このように、実際の測定信号で許容可能である散乱における変動を、ヘイズ信号で規定される許容範囲に変えることが可能である。このため、使用する箔の制御の質が保証される。これに関して、ヘイズが増加すると、変動、及び許容差の範囲を制限しなければならないことを念頭に置かなければならない。

有利には、可とう性、かつ長さが長い移送テープ１８は、ＰＥＴで構成され、約１２μｍの厚さを有する。屈折率ｎは、１．６である。移送テープ１８は、実質的に光透過性、すなわち透明にすべきであり、４００、及び９００ｎｍの間の波長範囲における分光透過率Ｔは、８５％よりも大きくすべきである。好適には、ヘイズ（ヘイズＨ）は、約２．５％にすべきである。上述のように、許容差の範囲（許容差の幅）を遵守することは、許容される最大限度内での測定精度を大量生産において保証するためには、非常に重要である。透過許容差ΔＴは、必要な長さに切断された移送テープ１８において２％よりも小さくすべきであり、ヘイズは、０．５％よりも小さく変動すべきである。

多層システムの他の層は、表１に従って特に調整させるべきである。

移送テープ１８、１つの接着テープ２８、及びキャリア箔３６で構成される全体的なアセンブリのために一様に測定値は、表の最後の行に記載される。製造後の当初の１〜２週間の内にヘイズ値が減少するという測定値の安定性に関する具体的な問題は、全体のシステムで観察された。原則的には、その後、測定値は、経時的に安定を維持した。それぞれの構成要素は、アセンブリの前にはこのような作用は示さなかった。散乱の増加をもたらす初期のヘイズの増加は、全体的なシステムを形成するためにそれぞれの構成要素が組み立てられたときに、気泡が包含されたことに起因と、解釈される。次いで経時的な測定したヘイズ値の減少は、包含された空気が拡散によって漏れることによる。

図３において、挿入されたテープカセット１０を有する携帯型血糖測定装置診断測定システムを示す。背面側からの試薬層３４の測定は、光源（ＬＥＤ４２）、及び光検出器（フォトダイオード４４）を有する機器における反射光度計の配置による。放射された光ビーム４６は、光システム（集光レンズ４８）によって、試薬層４４の背面側の小さな光点に焦点を合わされる。ここで試薬層４４の粒状性は、散乱体としての役割を果たす。この場合、検出器４４は、本質的に散乱光のみを検出するように、直接反射する光の部分の反射角の外側である。

したがって、システムは、試薬層３４が形成するテストフィールドが高い強度で照らされるように配置される。これによって測定光は、試薬と相互作用し、吸収、及び透過に応じて散乱する。有用な散乱光５０は、検出の立体角にしたがって、検出器４４に衝突する。しかしながら、他の構成要素１８、２８、および３６により散乱、又は反射した干渉光５２もまた、検出器で検出される（図３において、光路は、象徴的に簡略化される）。したがって、測定信号の質は、干渉光に対する有用な光の割合から抽出される。照明波長の範囲の屈折率、透過率、吸収率、及び散乱特性に関して、光路に位置する要素の光学特性の上述の調整は、測定信号が必要な質に対応する影響を有する。

測定される反射率と、検体の濃度との機能的な関係は、較正曲線で説明できる。したがって、マイクロエレクトロニクスにより制御される測定機器は、決定されたいずれかの反射率に正しい濃度の値を割り当てて、これを表示器に表示する。補正曲線は、上述のテストフィールド配置の試薬と同一の試薬を使用して決定される。したがって、特定の構造から生じる散乱光の一部は、較正に考慮できる。プロセスに関連する種々の干渉要因の変動は、特定の許容値の内部で生じる。これらの干渉要因に許容される許容値は、関連する検体の濃度レベルに対する許容される所定の最大限度から抽出される。

Claims (17)

1. テープリールとしてスプールに巻かれる、又は巻くことができるテストテープ(１２)を有する血糖検査のための診断テープユニット（１０）であり、前記テストテープは、移送テープ（１８）と、前記移送テープに搭載される複数のテストエレメント（２０）とを有し、前記テストエレメント（２０）は、分析試薬層（３４）と、前記試薬層（３４）を支持するキャリア箔（３６）と、前記キャリア箔（３６）を前記移送テープ（１８）に接続する１つの粘着テープ（２８）とを有し、前記キャリア箔（３６）から見て外側に向く前記試薬層（３４）の正面側（２４）は、サンプル物質を塗布するように配置され、いずれの場合でも光を透過する前記移送テープ（１８）と組み合わせた前記テストエレメント（２０）は、前記試薬層（３４）の反射光光度測定のための光多層システムを背面側に形成する診断テープユニットであって、前記キャリア箔（３６）、前記１つの接着テープ（２８）、及び前記移送テープ（１８）により形成される前記多層システムの屈折率及び／又は透過率及び／又はヘイズが、所定の許容値の中に調整されることを特徴とする診断テープユニット。
2. いずれの場合でも前記移送テープ（１８）、前記キャリア箔（３６）、及び前記１つの接着テープ（２８）の屈折率は、１．４と１．７の間である請求項１に記載の診断テープユニット。
3. 前記多層システムのそれぞれの層の屈折率の最大差異は、０．２である請求項１、又は請求項２に記載の診断テープユニット。
4. 前記多層システムの全体の屈折率は、１．５である請求項１〜３のいずれか一項に記載の診断テープユニット。
5. 可視波長範囲において、前記移送テープ（１８）、前記１つの接着テープ（２８）、及び前記キャリア箔（３６）のそれぞれは、８０％より大きい透過率を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の診断テープユニット。
6. 可視波長範囲において、前記多層システムの全体の透過率は、少なくとも８０％である請求項１〜５のいずれか一項に記載の診断テープユニット。
7. 前記テストテープ（１２）の前記テストエレメント（２０）の全体における透過許容差は、５％よりも小さい請求項１〜６のいずれか一項に記載の診断テープユニット。
8. 可視波長範囲において、前記キャリア箔（３６）、及び前記１つの接着テープ（２８）の光ヘイズは、１０％よりも小さい請求項１〜７のいずれか一項に記載の診断テープユニット。
9. 可視波長範囲において、前記移送テープ（１８）の光ヘイズは、３％よりも小さい請求項１〜８のいずれか一項に記載の診断テープユニット。
10. 可視波長範囲において、前記多層システムの全体の光ヘイズは、２０％より小さい請求項１〜９のいずれか一項に記載の診断テープユニット。
11. 前記多層システムのヘイズは、具体的には製造後約１〜２週間である時間間隔に減少し、それ以降は、前記ヘイズは、比較的一定に保たれる請求項１〜１０のいずれか一項に記載の診断テープユニット。
12. 前記テストテープ（１２）の前記多層システムの全体のヘイズの許容値は、５％よりも小さい請求項１〜１１のいずれか一項に記載の診断テープユニット。
13. 前記多層の１つの接着テープ（２８）は、接着層（３２、３２´）の双方の側面に提供される透過箔の基材（３０）で構成される請求項１〜１２のいずれか一項に記載の診断テープユニット。
14. 前記移送テープ（１８）、及び前記キャリア箔（３６）は、ＰＥＴフィルムで構成される請求項１〜１３のいずれか一項に記載の診断テープユニット。
15. 具体的には血液であり、具体的には体液である前記サンプル基材に包含される検体は、相対反射率の測定により決定され、較正データは、測定した反射率の関数として前記検体の濃度が規定される前記テストエレメント（２０）に割り当てられる請求項１〜１４のいずれか一項に記載の診断テープユニット。
16. 診断測定システム、具体的には請求項１〜１５のいずれか一項に記載の診断テープユニット（１０）、及び測定位置に配置される前記テストエレメント（２０）の前記試薬層（３４）の背面側に向き、光源（４２）と、前記多層システムを介して前記試薬層（３４）に光源が放射する測定光の直接反射経路の外側に配置される光検出器（４４）とを具備する反射光光度計の配置（４０）を有する血糖検査の診断測定システム。
17. 前記光源（４２）は、前記試薬層（３４）の粒子が拡散体として機能する前記試薬層（３４）の背面側に１ｍｍ²よりも小さい光点を生成する請求項１６に記載の診断測定システム。

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