JP6138134B2 - テストテープカセットおよびテストテープカセット用の分析用テストテープ - Google Patents

Description

本発明は、リールに捲回可能な担体テープと、テープの長手方向において担体テープ上に配置され、体液を塗布する拡散織物および体液中の検体を検出する下層試薬層を有する複数のテストエレメントとを有し、拡散織物が、格子状に交差する織物糸により形成される、特にテストテープカセットにおいて使用するための分析用テストテープに関する。本発明は、さらに、テープリールを格納するカセット筐体と、テープリールによって送り出し可能な分析用テストテープと、テストテープ上に格納され、体液を塗布する拡散織物および体液中の検体を検出する下層試薬層を有する複数の分析用テストエレメントとを備え、カセット筐体が、テストエレメントを供給するために、テストテープを曲げるアプリケーションチップを有する、携帯装置に挿入するための、特に血糖テスト用のテストテープカセットに関する。

特許文献１により知られているこのタイプのテストテープカセットにおいては、テープガイドは、測定部位においてテストエレメントを平面状に張る平坦な支持フレームを測定ヘッド上に有している。この工程において、自由に張られた平坦な場所を得るために、テストテープは、偏向斜面から出発して、テープ方向に対して垂直に走る、フレームの側を越えて曲げられる。測定に使用されるラベル状のテストエレメントまたはテストフィールドは、中央に薬品担体を有し、薬品担体の側端は拡散織物により後ろで係合される。これによって、平坦な支持フレーム上で、テストテープ構造に広がる歪みのもと、図９の図面に示されるように、拡散ネットと薬品担体との間に空隙ができるという不利益が生じ得ることが判明した。この場合には、空隙の大きさは、中央において最大で、側に向かって減少し、異なる毛管力を生じさせ、究極的に、測定媒体の望ましくない分散（好ましい方向を含む）をもたらし得る。

特に、そのような空隙形成は、「液はじき（Entnetzung）」の傾向、すなわち濡れた織物の網目から血液試料が移動する傾向を増幅し、また、ユーザの皮膚上に存在する汚染物質（たとえばグルコース）に対する感度を増加させることが分かった。後者の効果は、皮膚穿刺によって収集される毛管血液が、皮膚と接触する境界領域に汚染物質が最初に集中する穿刺部位において、血液の滴を形成することによると考えられる。「本来の」血液は、拡散織物中の空隙形成により、最初に薬品担体の境界領域に配置されるが、後に流れる汚染された血液は、その後、測定性能を損なう可能性のある中央の測定スポットに到達する。

欧州特許出願公開第１８７８３７９号明細書

これに基づいて、本発明の目的は、先行技術において知られたテストテープシステムおよびそれに使用される使い捨て可能なテスト手段を最適化すること、ならびに測定のさらに改善された信頼性および確実性を保証することである。

独立請求項に記載された特徴の組み合わせは、この目的を達成するために提案される。本発明の有利な実施形態およびさらなる発展は、従属請求項により得られる。

本発明の好ましい態様によれば、特定部分におけるまたは局所的な、織物糸の性質の不規則な変化によって拡散織物の曲げ剛性が変更される分析用テストテープが、特にテストテープカセットで使用するために供給される。これにより、空隙形成を避けるために、アプリケーションチップの領域における方向依存歪みを適宜補填し、考慮することができる。これは、拡散織物と、体液塗布のために提供されるテストフィールドの試薬層との間の空隙を縮小するために、拡散織物の曲げ剛性を適合することにより最適化することができる。

そのような非等方的な、領域ごとの織物の変更のための有利な選択は、織物糸が、好ましくはレーザーアブレーション、エッチングまたは材料の機械的な除去によって、所々縮小した糸断面積を有することである。

選択的にまたは追加で、曲げ剛性を変更するために、異なる糸材料、糸サイズ、コーティングまたはフィラメント構造により、織物糸が不均一設計を有することも可能である。

曲げ剛性は、具体的には、たとえば個々の織物糸を取り外すことにより、拡散織物の織構造を局所的に変えることで、適合させることもできる。

さらに好ましい実施形態によれば、拡散織物は、試薬層よりも幅広く、その突出する側端の領域において、スペーサによってテストテープ上に平坦に支持される。これにより、織物の屈曲に関連する望ましくない空隙形成をさらに抑制することができる。

試料配布のために適当な最小厚さと捲回され使用されたテストテープの半径との良好な妥協点を見つけるために、拡散織物が、１５０μｍ未満、好ましくは１１０μｍ未満の厚さを有することが有利である。

本発明のさらなる態様は、拡散織物と薬品担体との間の空隙形成が操作状態で実質的に最小化されるように、テープ案内幾何構造およびテストフィールド構造を設計するというアイデアに基づいている。したがって、本発明のこの態様に従って、アプリケーションチップが、ねじれのないようにテストテープを支持するために、テストテープに対して長手方向に（または、テープ搬送の方向に）アーチ形状に延び、それに対して横方向には湾曲していない案内通路を有すること、および案内通路の頂部領域が、テストエレメント上の光学測定のための測定窓として、中央開口部を区切ることが提案される。案内通路または滑り面のアーチ形状の長手方向の湾曲により、テープの鋭い屈曲を避け、それによって空隙形成を避ける、均等に支持する機械的な下部構造によって、テストエレメントおよび特に拡散織物の曲げ剛性を考慮に入れることができる。多層構造における変位を避けるために、テープの湾曲は一次元のみであり、テープの横方向では湾曲されずに支持される。同時に、案内通路がアーチ形状を有することにより、非常に微量の試料でさえ標的試料を頂部において確実に採取することもでき、有効開口の形で配置された測定窓によって、要求されるテストフィールド領域を小さくすることもできる。

この点についての他の改良は、アーチ形状の案内通路が、好ましくは３〜５ｍｍの範囲にある固定された曲率半径を有すること、および案内通路が、テープ搬送方向において５〜８ｍｍの範囲にある長手方向の延びを有することによって達成することができる。これに関連して、案内通路の長手方向の延びが、好ましくは５〜１５ｍｍの範囲にあるテストエレメントの長さと同一、またはその長さより小さいことが有利である。

操作条件および特にテープを引っ張る力は、試薬層上に本質的に空隙がなく拡散織物が置かれるように、張力を受けるテストテープが案内通路上に平面状に支持されるように適合されるべきである。

拡散織物の接着していない中央領域の下での空隙形成を避けるために、テープの横方向で見た試薬層が、テストテープより狭く、測定窓より広いことが有利である。

後側からの測定値の光学検出を最適化するためには、案内通路を形成するアプリケーションチップの筐体壁が、後側で測定窓に向かって傾斜していることが有利である。

使用上および製造上の利点を得るために、アプリケーションチップが、好ましくはカセット筐体上に射出成形部品として一体成形され、必要な時に体液を塗布するために、操作状態において携帯装置から突出することが有利である。

本発明は、図面において模式的に示された実施例に基づいて、以下でさらに説明する。

消耗品として挿入されたテストテープカセットを備える、血糖テスト用の携帯装置の部分破断側面図である。 分析用テストエレメントを有する、テストテープカセットのテストテープの断面の斜視図である。 テストテープカセットの筐体部材の斜視図である。 テストテープカセットのアプリケーションチップを平面、縦断面および横断面で示す図である。 図４の５−５線断面図である。 図４の６−６線断面図である。 分析用テストエレメント用の、脆弱スポットを有する拡散織物の部分平面図である。 変更された拡散織物のさらなる実施形態を示す図である。 先行技術のアプリケーションチップ上のテストフィールドの切り欠き斜視図である。

図１に示される血糖測定システム１０によれば、特にインシュリン依存患者のために、皮膚穿刺により収集される血液試料において局所的にグルコース定量を行なうことができる。この目的のために、携帯装置１２は、移動実験室として、対象者の手の中で保持し、使用することができる。取り扱いを実質的に簡略化するために、テストテープカセット１４は、複数の個々のテストを格納する分析消耗品として、装置１２のカセットスロット１６に挿入することができる。それによって、（保護キャップが取り除かれた）操作状態において、血液の滴を上部側に押し当て、後側で光分析を行なうために、この位置でテストテープ２０を曲げることができるように、アプリケーションチップ１８が装置１２から自由に突出する。他の体液、たとえば組織液を分析することも可能である。

図２は、テストテープカセット１４の中で案内されるテストテープ２０の断面を示している。これは、捲回可能な可撓性を有する搬送テープ２２と、連続した使い捨てのためにその上に格納され、テープの長手方向で互いに分離した複数のテストエレメント２４とを備えている。たとえば、搬送テープ２２は、５ｍｍ幅で１２μｍ厚の箔により構成され、それぞれがほぼ２００μｍの全高さを有するテストエレメント２４がその上に備え付けられる。

矩形の輪郭を有し、ラベル状の平坦な構造である多層のテストエレメント２４は、搬送テープ２２の上に接着される両面接着ストリップ２６と、その上に備え付けられる薬品担体２８と、上から塗布された血液試料を二次元的に分散させるために、搬送テープ２２から外方に向く上部側で薬品担体２８に架かる拡散織物３０とを有している。スペーサ３２は、平坦で段差の無いように拡散織物３０の全体領域を支持するために、薬品担体２８に隣接する側に設けられる。

薬品担体２８は、光透過性担体箔３４と、その上に備え付けられ、下層ドライケミストリフィルムを有する上部色素層から公知の方法で形成される試薬層３６とを備えている。

スペーサ３２は、両面接着ストリップ２６の上部接着層３８に接着するベースストリップ４０と、拡散織物３０を横方向に固着するために、その上に位置する接着層４２とを備えている。

図２において正確な縮尺でない厚みで概略的にのみ示される拡散織物３０は、格子状に織り合わされた織物糸４４、４６により形成される。これらは、経糸４４および緯糸４６として平織りに互いに接続することができ、以下でより詳細に説明するように、不均一な構造を有し、曲げ剛性を局所的に変更することができる。ほぼ１００μｍの厚さを有する拡散織物３０は、自由上部側上への液体試料の迅速な取り込みと、その毛細管空間による下層試薬層３６上での二次元的な分散とを可能にする。

側面の接着層４２の接着剤による織物開口の一方側の閉鎖は、スペーサ３２上にテストエレメント２４の側端への血流を防止する一種のハニカム構造を形成する。したがって、試薬層３６上の織物３０の接着していない中央領域において、液体分散または液体拡散が標的化された様式で生じ、たとえば具体的に熱転写印刷によってワックスストリップとして適用される先行技術の疎水性のエッジストリップを不利益なしに省略することができる。

特に、試薬層３６の酵素に基づくドライケミストリフィルムは、テストテープ２０の後側から、透明箔合成物２２、２６、３４を通じて、反射光度検出を行なうことができるように、検体（グルコース）に色の変化で反応する。

図３は、筐体カバーを取り除いた、テストテープカセット１４のカセット筐体５０を示している。筐体５０は、未使用のテストテープ用の供給リール５４を密閉格納するための供給室５２を囲繞する。使用後のテストテープを捲回するために回転駆動される巻取リール５８は、筐体フランジ５６に備え付けられる。したがって、テストテープ２０は、カセット筐体５０によって形成された均一なテープガイドを越えて供給リール５４から引き出され、アプリケーションチップ１８上で曲げられ、巻取リール５８に収納されるが、供給室５２上の通路シール６０によって、テープ張力が確実に維持される。

それゆえに、テストフィールド２４は、標的化された様式で少量の試料を塗布するために、搬送テープ２２を送り出すことによってアプリケーションチップ１８上で連続的に使用することができる。この工程において行使される引張力の結果として、多層テープ構造は、特に狭い変曲点の領域において、方向依存伸長または方向依存収縮を受けることになる。

平坦な支持フレーム６２を有する既知のアプリケーションチップ１８’について図９に示される先行技術の場合には、テープの長手方向および横方向における拡散織物３０’の曲げ剛性は、薬品担体２８’上への持ち上がりまたはアーチ形成をもたらし得る。この効果は、一方では、狭い変曲点６４における屈曲と、薬品担体２８’の水準より低い横の織物結合によって生じる横方向でのテープ架橋とによるものである。これは、血液搬送の障害となり、それによって測定結果の障害となり得る、拡散織物３０’と薬品担体２８’との間の中央領域における空隙６６の形成をもたらす。

図４〜図６によれば、上述した空隙形成を避けるために、アプリケーションチップ１８には、テープの長手方向またはテープの搬送方向にアーチ形状に延びるテストテープ２０のための、外側に向けて凸状の案内通路６８が設けられる。案内通路６８の頂部領域は、テストエレメント２４の後側からの光学測定のための測定窓として、すべての面で中央開口部７０を区切っている。

テストテープ２０をアプリケーションチップ１８に送り込み、アプリケーションチップ１８から送り出すために、鋭角を囲む案内斜面７２が案内通路６８の端部に隣接する。テストテープ２０を横変位に対して固定する側境界７４もまた、案内通路６８がその側境界から遊離した状態で、この領域に設けられる。

図５に最良の形態が示されるように、アーチ形状の案内通路６８は、好ましくは３〜５ｍｍである所定の、定義された曲率半径を有している。それに応じて、案内通路６８は、テープ搬送方向において５〜８ｍｍの範囲で長手方向の延びを有し得る。これに関連して、テストエレメント２４が、案内通路６８の長手方向の延びに適合されることが好ましい。変曲点により生じる引張応力およびせん断応力を避けるために、可能な限り短い長さまでテストエレメント２４を短くすることが特に有利である。

図６で明確に見ることができるように、拡散織物３０がテープの長手方向において一次元でのみ湾曲し、そのように湾曲する中で本質的に空隙がなく試薬層３６上に置かれるように、案内通路６８は、テープの横方向で見たとき、曲線状ではない、または直線状である。試薬層３６は、いずれの場合にも試薬層３６上に測定スポットが位置するように、測定窓７０よりも広いことが有利である。案内通路６８として前側に形成されるアプリケーションチップ１８の筐体壁７６は、光度測定光学のビーム経路のために、その後側７８で測定窓７０に向かって傾斜している。

拡散織物３０の曲げ剛性は、拡散織物３０と試薬層３６との間の空隙形成を防止し、または抑制するためのさらなる措置として、いくつかの領域において、または局所的に適宜変更される。

一般的に、織物試料の曲げ剛性は、片持ち梁法により求めることができる。この方法では、織物試料が、自重に耐え切れず、設定された角度だけ下方に曲げられるときの曲げ長さを測定することにより、自重に耐え切れない曲げ挙動が求められる。

たとえば、テープの横方向における高い曲げ剛性は、拡散織物の求められる平坦性を確実にするために提供することができる。しかしながら、テープの長手方向における低い曲げ剛性もまた、望ましくない架橋や、テストエレメント構造全体の他の部分の積層剥離が生じることなく拡散織物を曲げることができるために必要であり得る。

均一な緯糸および経糸を有する等方性織物は、糸厚さおよび織物厚さに応じて、望ましいテストエレメント構造に関連して均一に高いまたは低い曲げ剛性を１つだけ有することができる。

高い曲げ剛性の領域と、同時に低い曲げ剛性の領域とを有する、テスト機能のための充分に厚い拡散織物を得るために、特定の領域においてまたは局所的に、曲げ剛性を変更する以下の方法がある：
−織物の適切な領域において異なる厚さを有する糸の使用
−特定領域において、個々の糸を取り外すこと
−特定領域における追加のコーティング
−１または２以上の糸の細線化または局所脆弱化
−異なる糸材の使用
−異なる糸質の使用（たとえば、マルチフィラメント糸）

図７は、糸システム４４、４６のうち１つだけ（たとえば、緯糸４６）が、特定位置において糸断面積を縮小した拡散織物３０の実施例を示している。これは、レーザーアブレーションにより既製織物３０の織物糸４６に脆弱スポット８０を設けることによって生成することができる。局所的な脆弱スポットを導入し、曲げ剛性を低減するために、エッチング法、またはたとえばウェハソー（Wafersage）による材料の機械的な除去もまた考えられる。

図８は、２つの糸システムの領域において異なる糸厚さにより拡散織物３０の曲げ剛性が変更されたさらなる実施例を示している。この場合では、経糸４４が、より厚い緯糸４６と比べて、小さい糸厚さと、その結果として低い曲げ剛性とを有している。たとえば個々の織物糸を取り外すことによって、拡散織物３０の織構造を局所的に変えることも可能である。

Claims (12)

1. 携帯装置（１２）に挿入するテストテープカセットであって、
   該テストテープカセットが、テープリール（５４、５８）を格納するカセット筐体（５０）と、前記テープリール（５４、５８）によって送り出し可能な分析用テストテープ（２０）と、前記テストテープ（２０）上に格納され、体液を塗布する拡散織物（３０）および前記体液中の検体を検出する下層試薬層（３６）を有する複数の分析用テストエレメント（２４）とを備え、
   前記カセット筐体（５０）が、前記テストエレメント（２４）を供給するために、前記テストテープ（２０）を曲げるアプリケーションチップ（１８）を有し、前記アプリケーションチップ（１８）が、ねじれのないように前記テストテープを支持するために、前記テストテープ（２０）に対して長手方向にアーチ形状に延び、それに対して垂直な方向では湾曲していない案内通路（６８）を有し、前記案内通路（６８）の頂部領域が、前記テストエレメント（２４）上の光学測定用の測定窓（７０）として、中央開口部を区切り、前記案内通路（６８）を形成する前記アプリケーションチップ（１８）の筐体壁（７６）が、後側で、前記テストテープ（２０）の幅方向において、前記測定窓（７０）に向かって傾斜していることを特徴とするテストテープカセット。
2. 前記案内通路（６８）を形成する前記アプリケーションチップ（１８）の筐体壁（７６）が、前記筐体壁（７６）の内面となる後側（７８）において、前記テストテープ（２０）の幅方向で互いに離間して設けられた一対の傾斜部を有し、前記筐体壁（７６）の一対の傾斜部は、前記テストテープ（２０）の幅方向において、前記測定窓（７０）から離れるにつれて互いの間隔が広くなるように、前記測定窓（７０）に向かって傾斜していることを特徴とする請求項１記載のテストテープカセット。
3. 前記テストテープカセットが、血糖テスト用であることを特徴とする請求項１または２記載のテストテープカセット。
4. アーチ形状の前記案内通路（６８）が、固定された曲率半径を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のテストテープカセット。
5. アーチ形状の前記案内通路（６８）が、３〜５ｍｍの範囲の固定された曲率半径を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のテストテープカセット。
6. 前記案内通路（６８）が、テープ搬送方向において、５〜８ｍｍの範囲の長手方向の延びを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のテストテープカセット。
7. 前記案内通路（６８）の長手方向の延びが、前記テストエレメント（２４）の長さと同じ、またはその長さより小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のテストテープカセット。
8. 前記案内通路（６８）の長手方向の延びが、５〜１５ｍｍの範囲である前記テストエレメント（２４）の長さと同じ、またはその長さより小さいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のテストテープカセット。
9. 張力を受ける前記テストテープ（２０）が、前記試薬層（３６）上に本質的に空隙がなく前記拡散織物（３０）が置かれるように、前記案内通路（６８）上に平面状に支持されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のテストテープカセット。
10. テープの横方向で見た前記試薬層（３６）が、前記テストテープ（２０）より狭く、前記測定窓（７０）より広いことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のテストテープカセット。
11. 前記アプリケーションチップ（１８）が、前記カセット筐体（５０）上に一体成形され、必要な時に体液を塗布するために、操作状態において前記携帯装置（１２）から突出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のテストテープカセット。
12. 前記アプリケーションチップ（１８）が、前記カセット筐体（５０）上に射出成形部品として一体成形され、必要な時に体液を塗布するために、操作状態において前記携帯装置（１２）から突出することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のテストテープカセット。

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