JP6539369B2 - 分析物濃度決定の正規化された較正 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照によってその全体が組み入れられる、２０１３年３月１４日に出願された「Calibration of Analyte Concentration Determinations」という表題の米国仮出願第６１／７８２，５２０号の恩典を主張するものである。

背景
バイオセンサーシステムは、血液、血清、血漿、尿、唾液、間質液又は細胞内液などの生物学的流体試料の分析を提供する。典型的には、システムは、試験センサー中に存在する試料を分析する測定装置を含む。試料は、通常、液体の形態であり、生物学的流体であることに加えて、抽出物、希釈物、濾過物又は再構成沈殿物などの生物学的流体の派生物でもあり得る。バイオセンサーシステムによって実施される分析は、生物学的流体中の、アルコール、グルコース、尿酸、ラクタート、コレステロール、ビリルビン、遊離脂肪酸、トリグリセリド、タンパク質、ケトン類、フェニルアラニン又は酵素類などの１つ以上の分析物の存在及び／又は濃度を決定する。例えば、糖尿病者は、食事及び／又は薬物治療の調整のために、バイオセンサーシステムを使用して血液中のＡ１ｃ又はグルコースレベルを決定し得る。

ヘモグロビン（Ｈｂ）を含む血液試料中で、総ヘモグロビン（ＴＨｂ）及び糖化ヘモグロビン（ＨｂＡ１ｃ）の存在及び／又は濃度が決定され得る。ＨｂＡ１ｃ（％−Ａ１ｃ）は、糖尿病患者における糖コントロールの状態を反映したものであり、試験前の３か月間の平均糖コントロールへの見解を提供する。糖尿病個体にとって、％−Ａ１ｃの正確な測定は、血糖レベルの即時測定によって提供されるよりも長期間にわたって、患者が食事及び／又は薬物治療で血糖レベルをコントロールしているかを決定するのに役立つ。即時の血糖測定としては、その測定がなされる場合以外は血糖コントロールを示さない。

バイオセンサーシステムは、１つ以上の分析物を分析するように設計され得、異なる容量の生物学的流体を使用し得る。いくつかのシステムは、一滴の血液、例えば、容量で０．２５〜１５マイクロリットル（μL）を分析し得る。バイオセンサーシステムは、卓上式、可搬式及び同様の測定装置を使用して実行され得る。可搬式の測定装置は、携帯式であり得、試料中の１つ以上の分析物の同定及び／又は定量化を可能にし得る。可搬式測定システムの例は、ニューヨーク州タリタウンのBayer HealthCareのContour（登録商標）メーターを含み、一方で卓上式測定システムの例は、テキサス州オースティンのCH Instrumentsから入手可能なElectrochemical Workstationを含む。

バイオセンサーシステムは、光学的及び／又は電気化学的方法を使用して生物学的流体を分析し得る。いくつかの光学システムでは、分析物濃度は、光で同定可能な種（分析物又は分析物と反応する化学指示薬から形成された反応物若しくは生成物など）と相互作用したか又はそれによって吸収された光を測定することによって決定される。他の光学システムでは、化学指示薬は、励起ビームによって照射された場合に、分析物に応答して蛍光を発するか又は発光する。光は、電流又は電位などの電気出力シグナルに変換され得、これが電気化学システムから出力シグナルへと同様に処理され得る。いずれの光学システムでも、システムは、光を測定してそれを試料の分析物濃度と相関させる。

光吸収光学システムでは、化学指示薬は、光を吸収する反応生成物を生成する。テトラゾリウムなどの化学指示薬がジアホラーゼなどの酵素と一緒に使用され得る。テトラゾリウムは、通常、分析物のレドックス反応に応答してホルマザン（発色原）を形成する。光源からの入射入力ビームは、試料に向けられる。光源は、レーザー、光発光ダイオードなどであり得る。入射ビームは、反応生成物による吸収に関して選択された波長を有し得る。入射ビームが試料を通過する際に、反応生成物が入射ビームの一部を吸収し、従って入射ビームの強度を減衰又は低減する。入射ビームは、試料から反射されるか又は試料を通って検出器へと伝達され得る。検出器は、減衰された入射ビーム（出力シグナル）を収集及び測定する。反応生成物によって減衰された光の量は、試料中の分析物濃度の指標である。

光生成光学システムでは、化学指示薬は、分析物のレドックス反応に応答して蛍光を発するか又は発光する。検出器は、生成された光（出力シグナル）を収集及び測定する。化学指示薬によって産生された光の量は、試料中の分析物濃度の指標であり、検出器からの電流又は電位として表される。

反射率を使用する光学システムの例は、血液中のＡ１ｃヘモグロビンの濃度を決定する％−Ａ１ｃ層流システムである。これらのシステムは、イムノアッセイ化学を使用し、血液がバイオセンサーシステムの試験センサーに導入されて、そこで試薬と反応し、次いで試薬膜に沿って流れる。血液と接触すると、Ａ１ｃ抗体でコートされたカラービーズが放出され、血液と一緒に検出ゾーン１へと移動する。血液試料中のＡ１ｃと検出ゾーン１中に存在するＡ１ｃペプチドとの間のカラービーズについての競合のために、Ａ１ｃ抗体に結合していないカラービーズは、ゾーン１に捕捉され、従って、反射率の変化からＡ１ｃシグナルとして検出される。血液試料中の総ヘモグロビン（ＴＨｂ）もまた、他の血液処理試薬と反応し、下流へと移動して検出ゾーン２に入り、そこで異なる波長で測定される。血液試料中のＡ１ｃの濃度を決定するために、反射率シグナルは、Ａ１ｃ分析物濃度（％−Ａ１ｃ）と比例するが、血液のＴＨｂ含量に影響される。しかしながら、ＴＨｂの測定では、ゾーン２における反射率は、血液試料のＴＨｂ（mg/mL）に反比例するが、血液のＡ１ｃ含量に明らかに影響されない。

電気化学システムでは、入力シグナルが試料に印加された場合に、分析物又は分析物濃度に応答する測定可能な種の酸化／還元又はレドックス反応によって生成された電気シグナルから、試料の分析物濃度が決定される。入力シグナルは、電位又は電流であり得、かつ一定、可変、又はＡＣシグナルがＤＣシグナルオフセットと共に印加される場合のようなそれらの組み合わせであり得る。入力シグナルは、単一パルスとして、又は多重パルス、シークエンス若しくはサイクルで印加され得る。酵素又は類似の種が試料に加えられ、レドックス反応の間の分析物からの電子移動が増大され得る。酵素又は類似の種は、単一の分析物と反応し得、従って生成された出力シグナルの一部に対する特異性を提供する。酵素の酸化状態を維持するためにかつ／又は分析物から電極への電子移動を援助するために、レドックスメディエーターが測定可能な種として使用され得る。従って、レドックス反応の間、酵素又は類似の種は、分析物とレドックスメディエーターとの間で電子を移動させ得、一方でレドックスメディエーターは、それ自体と試験センサーの電極との間で電子を移動させる。

電気化学バイオセンサーシステムは、通常、試験センサーの導電体と接続する電気接触を有する測定装置を含む。導電体は、例えば、固体金属、金属ペースト、導電性炭素、導電性炭素ペースト、導電性ポリマーなどの導電性材料から製造され得る。導電体は、作用電極及び対電極に接続しており、試験センサーの設計によっては、試料リザーバー中へと延伸している参照電極及び／又は他の電極にも接続し得る。また、１つ以上の導電体が試料リザーバー中へと延伸して、電極によって提供されない機能性を提供し得る。

多くのバイオセンサーシステムでは、試験センサーは、生体の外部、内部、又は部分的に内部での使用に適合され得る。生体の外部で使用される場合、生物学的流体の試料が試験センサー中の試料リザーバー内に導入され得る。試験センサーは、分析用試料の導入の前、後又は間に測定装置中に配置され得る。生体の内部又は部分的に内部である場合、試験センサーは試料中に継続的に浸漬され得るか、又は試料が試験センサーに断続的に導入され得る。試験センサーは、一定容量の試料を部分的に隔離するリザーバーを含み得るか又は試料に曝露され得る。曝露されている場合、試験センサーは、生物学的流体と接触して配置される繊維又は他の構造物の形態をとり得る。同様に、試料は、分析のために、例えば連続モニタリングのために試験センサーの中を連続的に流れるか、又は例えば断続モニタリングのために中断され得る。

電気化学バイオセンサーシステムの測定装置は、電気接触を介して入力シグナルを試験センサーの導電体に印加する。導電体は、電極を介して入力シグナルを試料リザーバー中に存在する試料に伝える。分析物のレドックス反応は、入力シグナルに応答して電気出力シグナルを生成させる。試験センサーからの電気出力シグナルは、電流（アンペロメトリー又はボルタンメトリーによって生成されるような）、電位（ポテンシオメトリー／ガルバノメトリーによって生成されるような）、又は蓄積電荷（クーロメトリーによって生成されるような）であり得る。測定装置は、出力シグナルを測定して試料中の１つ以上の分析物の存在及び／又は濃度と相関させる、処理能力を有し得る。

クーロメトリーでは、試料に電位を印加して、分析物を完全に酸化又は還元する。クーロメトリーを使用するバイオセンサーシステムは、米国特許第６，１２０，６７６号に記載されている。アンペロメトリーでは、定電位（電圧）の電気シグナルが試験センサーの導電体に印加される一方、測定される出力シグナルは電流である。アンペロメトリーを使用するバイオセンサーシステムは、米国特許第５，６２０，５７９号；第５，６５３，８６３号；第６，１５３，０６９号；及び第６，４１３，４１１号に記載されている。ボルタンメトリーでは、可変電位の電気シグナルが生物学的流体の試料に印加される一方、測定される出力は電流である。ゲートアンペロメトリー及びゲートボルタンメトリーでは、それぞれ国際公開公報第２００７／０１３９１５号及び国際公開公報第２００７／０４０９１３号に記載されているようにパルス入力が使用される。

一次出力シグナルは、試料の分析物濃度に応答し、分析入力シグナルから得られる。試料の分析物濃度に応答するシグナルとは実質的に無関係である出力シグナルは、温度に応答するシグナル及び干渉物質（例えば、分析物がグルコースである場合の、血液試料のヘマトクリット又はアセトアミノフェン含量など）に実質的に応答するシグナルを含む。分析物濃度に実質的に応答しない出力シグナルは、これらが、分析物若しくは分析物応答性指示薬による光の変化、分析物の電気化学レドックス反応、又は分析物応答性レドックスメディエーターの電気化学レドックス反応に応答する一次出力シグナルではないので、二次出力シグナルと称され得る。二次出力シグナルは、生物学的試料の物理的特性又は環境的特性に応答する。二次出力シグナルは、試料から又は他の供給源（試料の環境的特性の推定値を提供する熱電対など）から生じ得る。従って、二次出力シグナルは、分析入力シグナルから又は別の入力シグナルから決定され得る。

試料から生じる場合、二次出力シグナルは、試料の分析物濃度を決定するために使用される電極から又は追加の電極から決定され得る。追加の電極は、試料の分析物濃度を決定するために使用される電極と同じ試薬組成物、異なる試薬組成物を含むか、又は試薬組成物を含み得ない。例えば、試料の１つ以上の物理的特性（全血ヘマトクリットなど）を研究するために、干渉物質と反応する試薬組成物が使用され得るか又は試薬組成物を欠く電極が使用され得る。

試料の分析の間、測定装置によって分析された一次出力シグナルに影響を及ぼす２つ以上の刺激があり得る。これらの刺激は、試料の分析物濃度、試料の物理的特性、試料の環境側面、試験センサーのロット間の製造変動などを含む。分析の第一の目的が試料中の分析物の存在及び／又は濃度を決定することであるので、試料の分析物濃度は、一次刺激と称される。出力シグナルに影響を及ぼす全ての他の刺激は、外部刺激と称される。従って、一次出力シグナルは、一次刺激（試料の分析物濃度）からの主要効果を含むが、また、１つ以上の外部刺激からのいくつかの効果も含む。対照的に、二次出力シグナルは、１つ以上の外部刺激からの主要効果を含み、一次刺激からの主要効果を含んでも含まなくてもよい。

バイオセンサーシステムの測定性能は、正確度（accuracy）及び精度（precision）の観点から定義される。正確度は、系統誤差成分とランダム誤差成分の複合効果を反映する。系統誤差、又は忠実度は、バイオセンサーシステムから決定された平均値と生物学的流体の分析物濃度についての１つ以上の許容参照値との間の差である。忠実度は、平均バイアスの観点から表現され得、より大きい平均バイアス値はより低い忠実度を表し、それによって、より小さい正確度に寄与する。精度は、平均に関する複数の分析物読み取り値の中での一致の近接度である。分析中の１つ以上の誤差は、バイオセンサーシステムによって決定される分析物濃度のバイアス及び／又は不正確度に寄与する。それ故、バイオセンサーシステムの分析誤差の減少は、正確度及び／又は精度の増加、従って測定性能の改善へと導く。

バイアスは、「絶対バイアス」又は「バイアス率」の観点から表現され得る。絶対バイアスは、決定された濃度と参照濃度との間の差であり、mg/dLなどの測定単位で表現され得るが、一方でバイアス率は、参照濃度に対する絶対バイアス値の百分率として表現され得るか、又は試料のカットオフ濃度値若しくは参照濃度のいずれかに対する絶対バイアスの百分率として表現され得る。例えば、カットオフ濃度値が１００mg/dLであるならば、１００mg/dL未満のグルコース濃度については、バイアス率は、（１００mg/dLに対する絶対バイアス）^＊１００として定義され；１００mg/dL以上のグルコース濃度については、バイアス率は、分析物濃度の許容参照値に対する絶対バイアス^＊１００として定義される。

血液試料中の分析物グルコースについての許容参照値は、好ましくは、オハイオ州イエロースプリングスのYSI Inc.から入手可能なYSI 2300 STAT PLUS（商標）などの基準計器を用いて得られる。他の分析物には、バイアス率を決定する他の基準計器及び方法も使用され得る。％−Ａ１ｃ測定については、誤差は、４〜１２％の治療範囲について、％−Ａ１ｃ参照値に対する絶対バイアス又はバイアス率のいずれかとして表現され得る。血液試料中の％−Ａ１ｃについての許容参照値は、日本のTosoh Corpから入手可能なTosoh G7計器などの基準計器を用いて得られ得る。

ヘマトクリットバイアスは、基準計器を用いて得られた参照グルコース濃度と、異なるヘマトクリットレベルを含有する試料についてバイオセンサーシステムの測定装置及び試験センサーから得られた実験によるグルコース読み取り値との間の平均差（系統誤差）を指す。参照値とバイオセンサーシステムから得られた値との間のその差は、特定の血液試料間のヘマトクリットレベルの変化から生じ、一般に、以下のような百分率として表現され得る：％Ｈｃｔ−バイアス＝１００％×（Ｇ_ｍ−Ｇ_ｒｅｆ）／Ｇ_ｒｅｆ（式中、Ｇ_ｍは、特定のヘマトクリットレベルにおける決定されたグルコース濃度であり、そして、Ｇ_ｒｅｆは、試料ヘマトクリットレベルにおける参照グルコース濃度である）。％Ｈｃｔ−バイアスの絶対値が大きいほど、試料のヘマトクリットレベル（％Ｈｃｔ、赤血球体積／試料体積の百分率として表現される）は、バイオセンサーシステムから決定されたグルコース濃度の正確度をより低下させる。

例えば、同一のグルコース濃度を含有するが、２０、４０及び６０％のヘマトクリットレベルを有する、異なる血液試料が分析されるならば、３つの異なるグルコース濃度が１セットの較正定数（例として、４０％ヘマトクリット含有血液試料の傾斜及び切片）に基づいてバイオセンサーシステムによって報告されるだろう。従って、異なる血液試料のグルコース濃度が同じであっても、システムは、２０％ヘマトクリット試料が４０％ヘマトクリット試料よりも多くのグルコースを含有すること、及び６０％ヘマトクリット試料が４０％ヘマトクリット試料よりも少ないグルコースを含有することを報告するだろう。「ヘマトクリット感度」は、試料のヘマトクリットレベルの変化がバイオセンサーシステムを用いて実施される分析についてのバイアス値に影響を及ぼす程度を表すものある。ヘマトクリット感度は、ヘマトクリット率あたりのバイアス率の数値、従って％Ｈｃｔあたりのバイアス／％−バイアスとして定義され得る。

バイオセンサーシステムは、複数の誤差源からの誤差を含む、生物学的流体の分析の間に出力シグナルを提供し得る。これらの誤差源は総誤差に寄与し、これは、１つ以上の部分又は全体の出力シグナルが試料の分析物濃度に非応答であるか又は不適切に応答する場合のような異常な出力シグナルに反映され得る。

出力シグナル中の総誤差は、例えば、試料の物理的特性、試料の環境側面、システムの動作条件、試験センサーのロット間の製造変動などの、１つ以上の誤差寄与因子に由来し得る。試料の物理的特性は、ヘマトクリット（赤血球）濃度、脂質及びタンパク質などの干渉物質などを含む。グルコース分析に対する干渉物質はまた、アスコルビン酸、尿酸、アセトアミノフェンなども含み得る。試料の環境側面は、温度、大気の酸素含量などを含む。システムの動作条件は、試料サイズが十分に大きくない場合の過少充填条件、試料による試験センサーの充填遅延、試料と試験センサーの１つ以上の電極との間の断続的電気接触、試験センサーが製造された後の分析物と相互作用する試薬の分解などを含む。試験センサーのロット間の製造変動は、試薬の量及び／又は活性の変化、電極面積及び／又は間隔の変化、導電体及び電極の電気伝導度の変化などを含む。試験センサーのロットは、好ましくは、ロット間の製造変動が実質的に低下又は排除される単一の製造運転で製造される。分析中に誤差を引き起こす他の寄与因子又は誤差寄与因子の組み合わせがあり得る。

バイアス率、平均バイアス率、バイアス率標準偏差（ＳＤ）、変動係数率（％−ＣＶ）及びヘマトクリット感度は、バイオセンサーシステムの測定性能を表現するための独立した方法である。バイオセンサーシステムの測定性能を表現するために追加の方法も使用され得る。

バイアス率は、参照分析物濃度に関連したバイオセンサーシステムの正確度を表すものであり、一方でバイアス率標準偏差は、試料の物理的特性、試料の環境側面、システムの動作条件及び試験センサー間の製造変動から生じる誤差に関して、複数の分析の正確度を反映する。従って、バイアス率標準偏差の減少は、複数の分析にわたるバイオセンサーシステムの測定性能の増加を表す。変動係数率は、１００％^＊（１セットの試料のＳＤ）／（同じセットの試料から取得された複数の読み取り値の平均）として表現され得、複数の分析の精度を反映する。従って、バイアス率標準偏差の減少は、複数の分析にわたるバイオセンサーシステムの測定性能の増加を表す。

これら又は他の供給源からの誤差を減少させることによってバイオセンサーシステムの測定性能を増加させることは、バイオセンサーシステムによって決定された分析物濃度のより多くが、例えば、血糖がモニタリングされている場合の患者によって、正確な治療のために使用され得ることを意味する。加えて、患者が試験センサーを廃棄しかつ分析を繰り返す必要性もまた減少され得る。

バイオセンサーシステムは、電気化学システムの対電極及び作用電極などの、分析物のレドックス反応又は光ベース反応に応答する非補償出力シグナルの単一供給源を有し得る。バイオセンサーシステムはまた、１つ以上の熱電対又は他の手段を用いるなどの、温度を決定又は推定する任意の能力も有し得る。これらのシステムに加えて、バイオセンサーシステムはまた、分析物からの又は分析物に応答するメディエーターからの出力シグナルの外部の二次出力シグナルを生成する能力も有し得る。例えば、電気化学試験センサーでは、１つ以上の導電体がまた、試料リザーバー中へと延伸して、作用電極及び対電極によって提供されない機能性を提供し得る。そのような導電体は、作用電極試薬（メディエーターなど）の１つ以上を欠き得、従って、作用電極シグナルからのバックグラウンド干渉シグナルの減算を可能にする。

多くのバイオセンサーシステムは、分析に関連する誤差を補償し、従ってバイオセンサーシステムの測定性能を改善しようと試みる、１つ以上の方法を含む。補償法は、バイオセンサーシステムに分析中の誤差を補償する能力を提供すること、従ってシステムから得られた濃度値の正確度及び／又は精度を増加させることによって、バイオセンサーシステムの測定性能を増加させ得る。物理的及び環境的な誤差寄与因子についての従来の誤差補償法は、これらのタイプの誤差が制御された環境中で再現され得るため、実験室において伝統的に開発されている。

バイオセンサーシステムの測定装置がどのように実験室で較正されるかが、使用されているシステムの測定性能に影響を及ぼす。従って、測定装置を較正する状況において継続中の懸念は、使用中の測定装置の測定性能に影響し得る誤差パラメーターの全ての懸念であり、その誤差パラメーターは、測定装置が試料の分析物濃度を分析するために使用される前に実験室で較正されるべきである。

誤差パラメーターは変数であり、一次出力シグナルから、又は分析物応答性出力シグナルとは無関係の二次出力シグナル、例えば、熱電対、追加電極などからの中間シグナルなどのその値は、分析から決定される。誤差パラメーターは、出力シグナル中の１つ以上の誤差に応答する任意の変数であり得る。従って、それらの離散値を有するこれらの変数は、一次出力シグナルから、又は二次出力シグナル、例えば熱電対電流若しくは電圧、追加電極電流若しくは電圧などからの中間シグナルから測定される電流若しくは電位であり得る。これらの又は他の一次出力シグナル若しくは二次出力シグナルから他の誤差パラメーターも決定され得る。

収穫逓減の点（point of diminishing returns）又はさらに低い測定性能が、非常に多くの又は最適でない誤差パラメーターについて測定装置が較正される場合に生じ得る。さらに、較正において考慮されるパラメーターが多くなれば、分析の間に決定された誤差パラメーターからの後の分析の補償のための、測定装置中に記憶された較正情報の有用性がより低くなり得る。実施されている分析が分析物濃度応答性シグナル（一次出力シグナル）及び／又は非分析物応答性シグナル（二次出力シグナル）を含む複数の出力シグナルを含む場合に、これらの較正の課題はさらにより複雑になる。本発明は、従来の較正法を使用した測定装置の欠点の少なくともいくつかを回避又は向上させる。

概要
１つの態様において、本発明は、試料中の分析物濃度を決定するための方法であって、試料から少なくとも１つの出力シグナルを生成させること；少なくとも１つの出力シグナルから少なくとも１つの分析物応答性出力シグナル値を測定すること（ここで、少なくとも１つの分析物応答性出力シグナル値は、少なくとも１つの外部刺激によって影響される）；試料から少なくとも１つの外部刺激応答性出力シグナルを測定すること；少なくとも１つの外部刺激出力シグナルに応答する少なくとも１つの定量化された外部刺激値を決定すること；少なくとも１つの正規化関係から少なくとも１つの正規化値を決定すること；少なくとも１つの分析物応答性出力シグナル値及び少なくとも１つの正規化値に応答する少なくとも１つの正規化された分析物応答性出力シグナル値を決定すること；並びに少なくとも１つの正規化された参照相関及び少なくとも１つの正規化された分析物応答性出力シグナルに応答する試料中の少なくとも１つの分析物濃度を決定することを含む方法を提供する。

本発明の別の態様において、バイオセンサーシステムの測定装置を較正するための方法であって、試料から少なくとも２つの分析物応答性出力シグナルを測定すること（ここで、分析物応答性出力シグナルは、少なくとも１つの外部刺激によって影響される）；少なくとも１つの参照試料分析物濃度と少なくとも２つの分析物応答性出力シグナルとの間の参照相関を決定すること；試料から少なくとも１つの外部刺激応答性出力シグナルを測定すること；少なくとも１つの外部刺激応答性出力シグナルから少なくとも２つの定量化された外部刺激値を決定すること；少なくとも２つの分析物応答性出力シグナルと少なくとも２つの定量化された外部刺激値との間の正規化関係を決定すること；正規化関係及び少なくとも２つの定量化された外部刺激値から正規化値を決定すること；少なくとも２つの分析物応答性出力シグナル及び正規化値から少なくとも２つの正規化された分析物応答性出力シグナルを決定すること；並びに少なくとも２つの正規化された分析物応答性出力シグナルと少なくとも１つの参照試料分析物濃度との間の正規化された参照相関を決定することを含む方法がある。

本発明の別の態様において、センサーインターフェースに接続された電気回路を含む分析物測定装置であって、電気回路が、シグナル生成器及び記憶媒体に接続されたプロセッサーを含み；プロセッサーが、試料から少なくとも１つの分析物応答性出力シグナル値を測定することが可能であり（ここで、少なくとも１つの分析物応答性出力シグナル値は、少なくとも１つの外部刺激によって影響される）；プロセッサーが、試料から少なくとも１つの外部刺激応答性出力シグナルを測定することが可能であり；プロセッサーが、少なくとも１つの外部刺激出力シグナルに応答する少なくとも１つの定量化された外部刺激値を決定することが可能であり；プロセッサーが、少なくとも１つの正規化関係から少なくとも１つの正規化値を決定することが可能であり；プロセッサーが、少なくとも１つの分析物応答性出力シグナル値及び少なくとも１つの正規化値に応答する少なくとも１つの正規化された分析物応答性出力シグナル値を決定することが可能であり；そして、プロセッサーが、少なくとも１つの正規化された参照相関及び少なくとも１つの正規化された分析物応答性出力シグナルに応答する試料中の少なくとも１つの分析物濃度を決定することが可能である、測定装置がある。

本発明の別の態様において、基部によって形成されたリザーバーに隣接する試料インターフェースを有する試験センサー（ここで、試験センサーは、試料から少なくとも１つの出力シグナルを生成させることが可能である）；及びセンサーインターフェースに接続されたプロセッサーを有する測定装置（センサーインターフェースは、試料インターフェースとの電気通信を有し、そして、プロセッサーは、記憶媒体との電気通信を有する）を含む、試料中の分析物濃度を決定するためのバイオセンサーシステムであって；プロセッサーが、少なくとも１つの出力シグナルから少なくとも１つの分析物応答性出力シグナル値を測定することが可能であり（ここで、少なくとも１つの分析物応答性出力シグナル値は、少なくとも１つの外部刺激によって影響される）；プロセッサーが、試料から少なくとも１つの外部刺激応答性出力シグナルを測定することが可能であり；プロセッサーが、少なくとも１つの外部刺激出力シグナルに応答する少なくとも１つの定量化された外部刺激値を決定することが可能であり；プロセッサーが、少なくとも１つの正規化関係から少なくとも１つの正規化値を決定することが可能であり；プロセッサーが、少なくとも１つの分析物応答性出力シグナル値及び少なくとも１つの正規化値に応答する少なくとも１つの正規化された分析物応答性出力シグナル値を決定することが可能であり；そして、プロセッサーが、少なくとも１つの正規化された参照相関及び少なくとも１つの正規化された分析物応答性出力シグナルに応答する試料中の少なくとも１つの分析物濃度を決定することが可能である、バイオセンサーシステムがある。

本発明は、以下の図面及び説明を参照してより良く理解され得る。図中の構成要素は、必ずしも縮尺通りではなく、むしろ本発明の原理を例示することに重点が置かれる。
外部刺激効果が低下された測定装置に組み入れるための較正情報を決定する較正法を表す。 較正情報と共に第二の外部刺激も考慮した任意の較正法を表す。 正規化された参照相関を使用して、外部刺激効果が低下された試料の分析物濃度を決定する分析法を表す。 ４つのＴＨｂ（総ヘモグロビン）濃度（８５mg/mL、１２５mg/mL、１７５mg/mL及び２３０mg/mL）における測定装置のゾーン１検出器から記録されたＡ１ｃ反射率シグナル対参照試料分析物濃度（％−Ａ１ｃ）を示す。 測定装置のゾーン２検出器から決定されるような、ＴＨｂ参照試料濃度の４つのレベル（８５mg/mL、１２５mg/mL、１７５mg/mL及び２３０mg/mL）における比較的一定のＴＨｂ出力シグナルを示す。 血液試料中の４つの異なるＴＨｂ濃度について分離された、測定装置のゾーン１検出器から記録された個々のＡ１ｃ反射率シグナルを示す。 単一Ａ１ｃ濃度における合成された外部刺激応答性出力シグナルと試料ＴＨｂ濃度に応答する二次出力シグナルとの間の相関を確立する、正規化関係１４０を決定する例をまた提供する。 正規化値からの正規化された分析物応答性出力シグナルの決定の例を提供する。 図１Ｅの正規化された分析物応答性出力シグナル値を組み合わせることからの正規化された参照相関の決定の例を提供する。 図１Ｅの正規化された分析物応答性出力シグナル値からの正規化された参照相関の決定の別の例を提供する。 正規化された分析物応答性出力シグナル値を曲線上に重ね合わせることによって、正規化された分析物応答性出力シグナルを、図１Ｇからの正規化された較正曲線の形式の正規化された参照相関と比較する。 ２つの検出チャネルを有するＡ１ｃ測定装置の両方のチャネルについての正規化関係を表す。 Ａ１ｃ測定装置のＣｈ１及びＣｈ３についての個々の正規化された較正曲線を表す。 参照試料についての２つの個々のチャネル（Ｃｈ１＆Ｃｈ３）からの正規化されたＡ１ｃ反射率シグナルを示す。 測定装置のＣｈ１及びＣｈ３からのＡ１ｃ反射率出力シグナルを最初に平均化することによって決定された正規化関係を示す。 測定装置のＣｈ１及びＣｈ３からの平均化されたＡ１ｃ反射率シグナルについて決定された正規化された較正曲線の形式の正規化された参照相関を示す。 異なる温度及び４０％Ｈｃｔにおけるグルコースについて、測定装置から得られた電流対参照試料分析物濃度をプロットする。 これらの一次出力シグナル電流をこれらが記録された温度で分離する。 正規化関係を決定するための、１００及び５００mg/dLの２つの別々の単一グルコース濃度で得られた合成された外部刺激応答性出力シグナル対定量化された外部刺激（温度）との間の相関を示す。 １００mg/dLにおける正規化値からの正規化された分析物応答性出力シグナルの決定の例を提供する。 図３Ｄの正規化された分析物応答性出力シグナル値からの正規化された参照相関の決定の例を提供する。 正規化の前後の異なる温度（６．０℃、１０．９℃、１５．９℃、２２．０℃、３０．４℃、３５．１℃及び４０．０℃）に起因する％−バイアスをプロットする。 試験した温度（６．０℃、１０．９℃、１５．９℃、２２．０℃、３０．４℃、３５．１℃及び４０．０℃）及び試験したＨｃｔ参照試料濃度（０％、２０％、４０％、５５％、７０％）についての公知のグルコース濃度を含む参照試料についての測定装置からの出力シグナル電流を示す。 血液試料中の４０％Ｈｃｔ並びに１００及び５００mg/dLの２つの別々の単一グルコース濃度における温度正規化関係を表し、同じ温度刺激低下が実施されているように、図３Ｃにおいて先に表されたものと同じである。 図４からの温度正規化された分析物応答性出力シグナル値対この例で試験されたＨｃｔ参照試料濃度におけるグルコースについての参照試料分析物濃度をプロットする。 試料のヘマトクリット濃度に応答する二次出力シグナルから決定された合成されたシグナル対４０％ヘマトクリット濃度を含む参照試料についての温度をプロットする。 参照試料％Ｈｃｔ濃度が温度正規化されたＨｃｔ電極出力電流に対してプロットされた、Ｈｃｔについての温度正規化された参照相関を示す。 得られた温度正規化された分析物応答性出力シグナルと参照試料％−Ｈｃｔ値（第二の外部刺激）との間で決定された第二の正規化関係を表す。 １００mg/dLの選択されたグルコース濃度における温度及びＨｃｔ正規化された分析物応答性出力シグナル値の使用を介して提供された、図４Ｃに表されるようなヘマトクリットの外部刺激によって導入された誤差の低下を図で表す。 図４Ｇの温度及びヘマトクリット正規化された分析物応答性出力シグナル値を組み合わせることからの正規化された参照相関の決定の例を提供する。 は、従来の参照相関（％バイアス＿ｒａｗ）、温度正規化された参照相関（％バイアス＿Ｔ）、並びに温度及びＨｃｔ正規化された参照相関（％バイアス＿Ｔ／Ｈｃｔ）を使用して、測定装置によって決定された分析物濃度の％−バイアスを図で表す。 生物学的流体の試料中の分析物濃度を決定するバイオセンサーシステムの概略図を描写する。

詳細な説明
試料中の分析物の存在及び／又は濃度を決定するために使用されるバイオセンサーシステム中の測定装置は、試料の分析物濃度に応答して装置が生成する１つ以上の出力シグナルを先に決定された参照試料分析物濃度に関連付ける、正規化された較正情報を含む。測定装置は、この正規化された較正情報を使用して、試料の電気化学又は光学分析からの１つ以上の出力シグナルを試料中の１つ以上の分析物の存在及び／又は濃度に関連付ける。

本出願は、分析物濃度の試料分析において使用するための、工場、実験室又は類似の状況で正規化された較正情報を決定する方法、試料の分析の間に使用するためにバイオセンサーシステムの測定装置中に記憶される正規化された較正情報を使用して試料の分析物濃度を決定する方法、並びに正規化された較正情報を使用して試料中の分析物の存在及び／又は濃度を決定するバイオセンサーシステムを開示する。正規化された較正情報は、測定された出力シグナルから正規化された出力シグナルを決定するために使用される正規化関係、及び分析の間に決定された正規化された出力シグナルを参照試料分析物濃度に関連付ける正規化された参照相関を含む。正規化された較正情報は、分析物に応答する少なくとも１つの一次出力シグナルを生成するが少なくとも１つの外部刺激からの誤差を含むか又はそれに影響されるバイオセンサーシステム、及び少なくとも１つの外部刺激に応答する少なくとも１つの二次出力シグナルを生成するバイオセンサーシステムにおいて有用である。

試料の分析の間、一次刺激及び１つ以上の外部刺激は、測定装置によって分析された１つ以上の出力シグナルに影響を及ぼす。一次刺激は、試料の分析物濃度である。外部刺激は、例えば、試料の物理的特性、試料の環境側面、試験センサーのロット間の製造変動などの、出力シグナルに影響を及ぼす全ての他の刺激（分析物濃度を除く）を含む。測定装置によって分析された１つ以上の出力シグナルは、一次出力シグナル及び二次出力シグナルを含み得る。一次出力シグナルは、一次刺激（試料の分析物濃度）からの主要効果を含むが、また、１つ以上の外部刺激からのいくつかの効果も含む。対照的に、二次出力シグナルは、外部刺激からの主要効果を含み、一次刺激からの主要効果を含んでも含まなくてもよい。好ましくは、二次出力シグナルは、１つ以上の外部刺激に単に応答する。

血液試料中の％−Ａ１ｃ、従って血液試料の総ヘモグロビン（ＴＨｂ）含量中の糖化ヘモグロビンの濃度（％−Ａ１ｃ又はＡ１ｃ）の測定は、層流分析を使用したイムノアッセイ法によって達成され得る。従来、層流分析では、Ａ１ｃについての一次出力シグナル及びＴＨｂについての二次出力シグナルの２つの独立したシグナルが測定される。このタイプのＡ１ｃシステムでは、ゾーン１検出器は一次出力シグナルを提供するが、一方でゾーン２検出器は二次出力シグナルを提供する。ゾーン１検出器からの一次出力シグナルは試料のＡ１ｃ濃度に依存するが、また試料のＴＨｂ濃度にも依存する。ゾーン２検出器からの二次出力シグナルは試料のＴＨｂ濃度に依存するが、試料のＡ１ｃ濃度とは実質的に独立している。

これらのシステム中の従来の較正は、参照試料の公知の％−Ａ１ｃ値、これらの試料がバイオセンサーシステムによって分析される場合のＡ１ｃに応答する測定装置のゾーン１検出器から決定された反射率一次出力シグナル、そして、これらの試料がバイオセンサーシステムによって分析される場合の試料のＴＨｂ含量に応答する測定装置のゾーン２検出器から決定された二次出力反射率シグナルとの間の関係を確立することに焦点を当てている。従って、後で分析の間に使用するために測定装置中に記憶される、較正情報の決定において潜在的に考慮される３つの刺激（参照試料分析物濃度、測定装置からの一次出力シグナル及び測定装置からの二次出力シグナル）がある。

そのような従来法とは対照的に、Ａ１ｃバイオセンサーシステムにおける本明細書で開示される較正法の大きな利点は、刺激の２つ（参照試料分析物濃度（％−Ａ１ｃ、一次刺激）及び二次ＴＨｂ出力シグナル（外部刺激））が１つ（％−Ａ１ｃについての参照試料分析物濃度）に減少する場合に、実験室で決定された較正情報を後の補償技法において使用する能力から生じる。この刺激の減少を達成する１つの方法は、記載される正規化法を介する。

正規化法は、測定装置によって決定されたＡ１ｃ応答性反射率値から正規化された出力シグナルを生成することによって、ＴＨｂ試料濃度に対する測定装置からの一次出力Ａ１ｃシグナルの依存性を低下させる。次いで、正規化された参照相関は、生成された正規化された出力シグナルと参照試料分析物濃度との間で決定される。正規化された出力シグナルを決定するために使用される正規化関係及び正規化された参照相関は、測定装置中に記憶される。使用において、記載された正規化手順によって正規化されるような測定装置のゾーン１検出器から測定された一次出力シグナルは、Ａ１ｃに応答性のままであるが、試料の総ヘモグロビン含量（ＴＨｂ）に応答するゾーン２検出器から測定された二次出力シグナルとは実質的に独立することとなる。

グルコース分析システムでは、較正は、一般に、グルコースについての公知の参照試料分析物濃度、試料から決定された電気又は光学一次出力シグナル、そして、試料の温度及び／又はヘマトクリット（Ｈｃｔ）含量に応答する二次出力シグナルとの間の関係を確立することに焦点を当てている。これらの二次出力シグナルは、サーミスタ、専用のＨｃｔ電極などから、又は一次出力シグナルに由来するこれらの値の１つ以上の推定値から決定され得る。

これらのグルコース分析システムでは、試料のグルコース濃度に応答する電気又は光学一次出力シグナルはまた、試料の温度及び／又は試料のＨｃｔ含量にも依存する。測定装置の二次出力シグナルによって提供される温度及びＨｃｔ情報は、試料のグルコース濃度とは実質的に独立している。従って、参照試料分析物濃度に加えて、後で分析の間に使用するために測定装置中に記憶される、較正情報の決定のために考慮される少なくとも２つ（グルコース及び温度応答性シグナル）又は３つ（グルコース、温度及びＨｃｔ応答性シグナル）の刺激がある。

グルコースシステムにおけるこの較正に対応する従来法の例は、公知の温度及び／又はヘマトクリット濃度における、グルコースについての複数の参照試料分析物濃度と測定装置の対応する出力シグナルとの間の参照相関を表す直線又は曲線を生成することである。この参照相関は、後で分析の間に使用するために測定装置中に記憶される。光学検出器が光を電圧及び／又はアンペア数に変換するため、このプロセスは、光学又は電気化学バイオセンサーシステムと類似している。従って、参照相関は、例えば、２０℃及び４０％試料Ｈｃｔにおける公知の参照試料分析物濃度について決定され、測定装置中に記憶され得る。このプロセスは、例えば、選択された温度で複数のＨｃｔ試料濃度について繰り返され、これらの参照相関はまた測定装置中に記憶され得る。しかしながら、この従来技術では、分析の間に、測定装置は、特定の分析について使用する又はその間に挿入する複数の参照相関の中から選択しなければならない。従って、測定装置は、これらの中で最良の参照相関を選択しようとし、実際の分析−潜在的な課題を伴うプロセスに適合しなければならない。バイオセンサーシステムによる試料の後の分析の目的は、装置中に記憶された先に決定された１つ以上の参照相関を使用して、測定装置によって決定された出力シグナルを試料の分析物濃度に変換することである。

参照相関による出力シグナルの濃度への従来の直接変換とは対照的に、本明細書で開示される較正法の大きな利点は、これらの刺激の少なくとも２つ（グルコースについての参照試料分析物濃度及び二次温度出力シグナル）が１つ（グルコースについての参照試料分析物濃度）に減少する場合に、測定装置中に記憶された実験室で決定された較正情報を後の補償技法において使用する能力から生じる。例えば、温度に対する参照相関の温度依存性は、記載される正規化法を介して低下又は好ましくは除去され、単位のない参照相関が作製され得る。同様に、参照相関のＨｃｔ依存性もまた、記載される正規化法を介して低下又は好ましくは除去され得る。

正規化法は、測定装置によって決定されたグルコース応答性電流値から正規化された出力シグナルを生成することによって、温度又は温度及び試料％−Ｈｃｔに対する測定装置からの一次出力グルコースシグナルの依存性を低下させる。次いで、正規化された参照相関は、生成された正規化された出力シグナルと参照試料分析物濃度との間で決定される。正規化された出力シグナルを決定するために使用される正規化関係及び正規化された参照相関は、測定装置中に記憶される。使用において、記載された正規化手順によって正規化されるように測定装置によって測定されるようなグルコースに応答する一次出力シグナルは、グルコースに応答性のままであるが、温度又は温度及び試料％−Ｈｃｔに応答する二次出力シグナルとは実質的に独立することとなる。

いずれかの分析タイプについて、正規化法は、以下の式によって表され得る：正規化された出力シグナル＝（１つの一次刺激及び少なくとも１つの外部刺激の効果を含む分析物応答性シグナル）／（少なくとも１つの外部刺激シグナル）（式中、一次刺激の効果は、測定装置が検出及び／又は定量化しようとする効果である）。従って、２つ以上の要因が分析の成果に影響を及ぼす中で、１つ以上の要因が正規化されて、分析の成果に影響を及ぼす要因が１つに減少する。分析物応答性一次出力シグナルは、Ａ１ｃ分析システムのゾーン１検出器から出力された反射率であり得るか、又は例えば電気化学分析システムにおけるグルコース若しくはグルコース濃度応答性メディエーターの電気化学レドックス反応に応答する電流出力であり得る。他のタイプの分析からの一次出力シグナルもまた、正規化法と共に使用され得る。外部刺激は、例えば、Ａ１ｃ分析システムにおけるＴＨｂ、又は例えばグルコース分析システムにおける温度及び／若しくはヘマトクリットであり得る。従って、外部刺激は、分析の二次出力シグナルから生じる。

図Ａは、刺激効果が低下されたバイオセンサーシステムの測定装置に組み入れるための、正規化された較正情報を決定する較正法１００を表す。好ましくは、較正法１００は、測定装置の工場較正の間に実施される。較正法１００はまた、実験室又は類似の状況で実施され得る。較正法は、測定装置、コンピューターなどの１つ以上の分析装置、又は測定装置と分析装置の組み合わせによって実施され得る。

分析物応答性出力シグナル測定１１０では、分析物応答性出力シグナルが参照試料から測定され、ここで、分析物応答性出力シグナルは、分析物応答性出力シグナルに組み入れられる、物理的特性、環境状況及び／又は製造変動誤差から生じる少なくとも１つの外部刺激に影響される。少なくとも２つの分析物応答性出力シグナルが測定される。好ましくは、少なくとも４つ、より好ましくは少なくとも６つの分析物応答性出力シグナルが参照試料から測定される。光学及び／又は電気化学法が参照試料を分析するために使用され得る。図１Ａは、以下にさらに取り上げるように、Ａ１ｃ分析システムにおける分析物応答性出力シグナル測定１１０の例を提供する。図３Ａは、以下にさらに取り上げるように、グルコース分析システムにおける分析物応答性出力シグナル測定１１０の例を提供する。

参照相関の決定１２０では、参照相関１２２が、１つ以上の参照試料分析物濃度１２４と１つ以上の出力シグナルとの間で決定される。参照相関１２２は、参照試料分析物濃度１２４を測定装置１２６によって決定されるような出力シグナルに関連付ける。参照試料の参照試料分析物濃度は、基準計器を使用して、公知の試料分析物濃度を混合又は変更するなどして決定され得る。

外部刺激定量化１３０では、１つ以上の外部刺激応答性出力シグナルが参照試料から測定され、その外部刺激が定量化されて少なくとも２つの定量化された外部刺激値１３２が決定される。刺激応答性出力シグナルは、分析物応答性出力シグナルと同時に又は異なる時間で測定され得る。好ましくは、刺激応答性出力シグナルは、分析物応答性出力シグナルと同時に測定される。図１Ｂは、以下にさらに取り上げるように、Ａ１ｃ分析システムにおける外部刺激定量化１３０の例を提供する。グルコースシステムでは、例えば表３に表されるように、温度が外部刺激である場合、複数の分析がターゲット温度で実施され、各分析についての実際の温度が平均化される。

外部刺激シグナルは、光学検出器又は電極が特定の電圧及び／又はアンペア数を出力する場合などに、直接定量化され得る。外部刺激シグナルは、例えば、サーミスタがセルシウス温度として報告される特定の電圧及び／又はアンペア数を提供する場合などに、間接的に定量化され得る。外部刺激シグナルはまた、例えば、試料のＨｃｔ濃度がＨｃｔ電極から測定された特定の電圧及び／又はアンペア数から決定される場合などに、間接的に定量化され得る。外部刺激シグナルは、直接又は間接的に定量化された外部刺激値が濃度に変換される場合などに、直接又は間接的に定量化され、次いで、定量化された外部刺激値１３２を提供するように修飾され得る。定量化された外部刺激値１３２は、同じターゲット温度で記録された複数の温度読み取り値などの、複数の値を平均化することによって決定され得る。外部刺激は、他の技法を介しても定量化され得る。例えば、以下にさらに記載されるような分析法２００は、外部刺激定量化の例を提供する。

正規化関係の決定１４０では、正規化関係１４２は、選択された１つ以上の参照試料分析物濃度の分析物濃度についての、分析物応答性出力シグナルと定量化された外部刺激値１３２との間で決定される。好ましくは、分析物応答性出力シグナル及び定量化された外部刺激値１３２に回帰法が適用され、単一の選択された分析物濃度における正規化関係が決定される。図１Ｃは、以下にさらに取り上げるように、どのように単一の分析物濃度がＡ１ｃ分析システムにおいて選択され、これを使用して、ＴＨｂについての定量化された外部刺激シグナルに応答する合成された外部刺激応答性出力シグナルが決定されるかの例を提供する。図３Ｂは、以下にさらに取り上げるように、どのようにグルコース分析システムにおいて２つの分析物濃度の１つが選択され、これを使用して、温度についての定量化された外部刺激シグナルに応答する合成された外部刺激応答性出力シグナルが決定されるかの例を提供する。従って、合成された外部刺激応答性出力シグナルは、単一の選択された試料分析物濃度における一次出力シグナルから決定された。合成された外部刺激応答性出力シグナルは、測定装置からの組み合された一次出力シグナルから抽出された外部刺激応答性出力シグナルであると考えられ得、これは、一次及び外部刺激の両方を含む。同様に、正規化関係１４２は、外部刺激についての参照相関であると考えられ得る。

図１Ｄは、以下にさらに取り上げるように、合成された外部刺激応答性出力シグナル値を使用して、Ａ１ｃ分析システムにおいてどのように正規化関係の決定１４０が実行され得るかの例を提供する。Ａ１ｃ分析システムについて決定されるような例示的な正規化関係もまた図１Ｄに示される。図３Ｃは、以下にさらに取り上げるように、合成された外部刺激応答性一次出力シグナルを使用して、グルコース分析システムにおいてどのように正規化関係の決定１４０が実行され得るかの例を提供する。グルコース分析システムについて決定されるような例示的な正規化関係もまた図３Ｃに示される。

正規化関係１４２を決定するために、線形又は非線形（例えば、多項式）回帰法が使用され得る。線形又は非線形回帰法は、MINITAB（登録商標）バージョン１４又はバージョン１６統計パッケージ（MINTAB, INC., State College, PA）、Microsoft Excel、又は回帰法を提供する他の統計分析パッケージにおいて利用可能なものを含む。好ましくは、多項式回帰が正規化関係１４２を決定するために使用される。例えば、MS Excelバージョン２０１０では、Trendline Layout Chart Toolを介してアクセス可能なLinear Trendline Optionが線形回帰を実施するために選択され得、一方でPolynomial Trendline Optionが非線形多項式回帰を実施するために選択され得る。正規化関係１４２を決定するために他の回帰法も使用され得る。正規化関係１４２は、好ましくは、較正情報の一部として測定装置中に記憶される。

線形回帰が使用される場合、正規化関係１４２は、Ｙ＝ｍＸ＋ｂ（式中、ｍは、傾斜であり、そして、ｂは、回帰直線の切片である）の形式であるだろう。非線形回帰が使用される場合、正規化関係１４２は、Ｙ＝ｂ_２ ^＊Ｘ^２＋ｂ_１ ^＊Ｘ＋ｂ_０（式中、ｂ_２、ｂ_１及びｂ_０は、多項式の係数である）などの形式であるだろう。線形回帰方程式又は多項式回帰方程式の両方において、Ｙは、単一の選択された分析物濃度における一次出力シグナルの外部刺激部分に応答する算出された合成された外部刺激応答性出力シグナルであり、そして、Ｘは、定量化された外部刺激シグナル／値である。Ｘの値（定量化された外部刺激シグナル値）が関係（線形方程式又は多項式方程式）のいずれか１つに入れられる場合、正規化値（ＮＶ）を表す出力値Ｙは、正規化関係から生成される。

第二の外部刺激が、分析物応答性出力シグナルに悪影響を及ぼし、そして、較正情報によって対応されるならば、正規化関係の決定１４０は、第二の外部刺激について繰り返される。どのように第二の正規化関係が決定され、第二の外部刺激に対応し得るかの例は、以下にさらに取り上げるように、図４に関して見いだされる。

正規化値の決定１５０では、正規化値１５２が、正規化関係１４２から、定量化された外部刺激値１３２を正規化関係１４２に入力し、正規化値１５２を求めることによって、決定される。

正規化された出力シグナルの決定１６０では、１つ以上の正規化された分析物応答性出力シグナルが１つ以上の分析物応答性出力シグナル及び正規化値から決定される。好ましくは、分析物応答性出力シグナルは、正規化値１５２で割られ、正規化された分析物応答性出力シグナル１６２が提供される。これは、好ましくは、分析物応答性出力シグナルに対する外部刺激の効果を低下させる。図１Ｅは、以下にさらに取り上げるように、Ａ１ｃ分析システムにおける正規化された出力シグナルの決定１６０の例を提供する。図３Ｄは、以下にさらに取り上げるように、単一の選択された試料分析物濃度（１００mg/dL）でのグルコース分析システムにおける正規化された出力シグナルの決定１６０の例を提供する。

正規化された参照相関の決定１７０では、正規化された参照相関１７２は、正規化された分析物応答性出力シグナル１６２と参照試料分析物濃度１２４との間で決定される。好ましくは、正規化された分析物応答性出力シグナル１６２及び参照試料分析物濃度１２４に回帰法が適用され、正規化された参照相関１７２が決定される。MINITAB（登録商標）バージョン１４又はバージョン１６統計パッケージ（MINTAB, INC., State College, PA）、Microsoft Excel、又は回帰法を提供する別の統計分析パッケージにおいて利用可能なものなどの、線形又は非線形（例えば、多項式）回帰法が使用され得る。好ましくは、多項式回帰が正規化された参照相関１７２を決定するために使用される。

例えば、MS Excelバージョン２０１０では、Trendline Layout Chart Toolを介してアクセス可能なLinear Trendline Optionが線形分析を実施するために選択され得、一方でPolynomial Trendline Optionが非線形多項式分析を実施するために選択され得る。正規化された参照相関１７２を決定するために他の回帰法も使用される。図１Ｆは、以下にさらに取り上げるように、Ａ１ｃ分析システムにおける正規化された参照相関の決定１７０の例を提供する。図１Ｇは、正規化された較正曲線として表現される決定された正規化された参照相関１７２を表す。図３Ｅは、以下にさらに取り上げるように、グルコース分析システムにおける正規化された参照相関の決定１７０の例を提供する。

線形回帰が使用される場合、正規化された参照相関１７２は、Ｙ＝ｍＸ＋ｂ（式中、ｍは、傾斜であり、そして、ｂは、回帰直線の切片である）の形式であるだろう。多項式回帰などの非線形回帰が使用される場合、正規化された関係１７２は、Ｙ＝ｂ_２ ^＊Ｘ^２＋ｂ_１ ^＊Ｘ＋ｂ_０（式中、ｂ_２、ｂ_１及びｂ_０は、多項式の係数である）などの形式であるだろう。正規化された参照相関１７２は、好ましくは、後で試料の分析の間に使用するために較正情報の一部として測定装置中に記憶される。測定装置において、Ｙは、分析の間に決定された正規化された分析物応答性出力シグナル値であり、そして、Ｘは、正規化された参照相関１７２から決定されるような試料の分析物濃度である。以下にさらに考察されるように、線形の正規化された参照相関について、Ｘ値（試料分析物濃度）は、Ｙ値（正規化された出力シグナルの値）を方程式に入力する場合に求められ得る。二次多項式の形式の正規化された参照相関について、正規化された参照相関１７２は、Ｘ＝ｃ_２ ^＊Ｙ^２＋ｃ_１ ^＊Ｙ＋ｃ_０（式中、ｃ_２、ｃ_１及びｃ_０は、方程式についての係数である）として、正規化された較正曲線の形式で表され得る。この関係への正規化された出力シグナルの入力は、分析物濃度を生成するだろう。

図Ｂは、正規化された較正情報と共に第二の外部刺激を考慮する、任意の較正法１０２を表す。較正法１０２は、刺激効果が低下されたバイオセンサーシステムの測定装置に組み入れるための第二の外部刺激からの正規化された較正情報を提供する。好ましくは、較正法１０２はまた、測定装置の工場較正の間にも実施される。較正法１０２はまた、実験室又は類似の状況で実施され得る。較正法は、測定装置、コンピューターなどの１つ以上の分析装置、又は測定装置と分析装置の組み合わせによって実施され得る。較正法１０２は、較正法１００と組み合わされ、第一の外部刺激及び第二の外部刺激からの正規化された較正情報が提供される。従って、図Ａ及び図Ｂは、バイオセンサーシステムの測定装置についての較正情報を決定する場合に組み合され得る。

分析物応答性出力シグナルに悪影響を及ぼす第二の外部刺激（第一の外部刺激が温度である場合の試料のヘマトクリット濃度など）が考慮されるならば、少なくとも２つの第二の定量化された外部刺激値１３４が、外部刺激定量化１３０に従って決定され得る。図４Ｄ及び図４Ｅは、以下にさらに取り上げるように、グルコース分析システムにおける第二の定量化された外部刺激値１３４の決定の例を提供する。

次いで、第二の正規化関係１４７が正規化関係の決定１４０に従って決定され得るが、ここで、第二の正規化関係１４７は、単一の選択された試料分析物濃度における正規化された分析物応答性出力シグナル１６２と第二の定量化された外部刺激値１３４との間で決定される。第二の正規化関係１４７は、好ましくは、較正情報の一部として測定装置中に記憶される。図４Ｆは、以下にさらに取り上げるように、グルコース分析システムにおける第二の正規化関係１４７の決定の例を提供する。

第二の外部刺激の場合、第二の正規化値の決定１５５が実施される。第二の正規化値１５７は、第二の正規化関係１４７から、第二の定量化された外部刺激値１３４を第二の正規化関係１４７に入力し、第二の正規化値１５７を求めることによって決定される。

第二の外部刺激の場合、第二の正規化された出力シグナルの決定１６５が実施される。第二の正規化された分析物応答性出力シグナル１６７は、正規化された分析物応答性出力シグナル１６２を第二の正規化値１５７で割ることによって決定される。図４Ｇは、以下にさらに取り上げるように、グルコース分析システムにおける第二の正規化された分析物応答性出力シグナル１６７を決定する例を提供する。

第二の外部刺激の場合、第二の正規化された参照相関の決定１７５が実施される。第二の正規化された参照相関１７７は、先に記載したように、回帰法によって、第二の正規化された分析物応答性出力シグナル１６７と参照試料分析物濃度１２４との間で決定される。図４Ｈは、以下にさらに取り上げるように、グルコース分析システムにおける第二の正規化された参照相関１７７を決定する例を提供する。

第二の正規化された参照相関１７７は、好ましくは、較正情報の一部として測定装置中に記憶される。この場合、正規化された参照相関１７２は、測定装置中に記憶される必要なく、好ましくは分析の間に使用されない。同様に、３つ以上の外部刺激が較正情報によって考慮され得、ここで、各外部刺激は、個々の正規化関係によって表される組み合された外部刺激について作製された単一の正規化された参照相関に加えて、測定装置中に記憶された個々の正規化関係によっても表される。

図Ｃは、正規化された参照相関を使用して、外部刺激効果が低下された試料の分析物濃度を決定する分析法２００を表す。分析法２００は、好ましくは、ユーザーが血液などの試料を分析するためにバイオセンサーシステムの測定装置を作動させる場合に実施される。好ましくは、試料は、赤血球を含む血液である。試料を分析するために光学及び／又は電気化学法が使用され得る。

分析物応答性出力シグナルの測定２２０では、１つ以上の分析物応答性出力シグナル値２２２が試料から測定され、ここで、分析物応答性出力シグナル値は、分析物応答性出力シグナル値に組み入れられる誤差をもたらす、物理的特性、環境状況及び／又は製造変動などの１つ以上の外部刺激に影響される。分析物応答性出力シグナル値２２２は、例えばゲートアンペロメトリー、ゲートボルタンメトリーなどの、光学及び／又は電気化学法を使用して試料から生成された１つ以上の出力シグナルから測定される。

分析外部刺激定量化２３０では、１つ以上の外部刺激応答性出力シグナルが測定される。外部刺激応答性出力シグナルに応答する、１つ以上の定量化された外部刺激値が決定される。方法１００から、第一の外部刺激に応答する、単一の又は第一の定量化された外部刺激値２３２が決定され得る。方法１００及び１０２が組み合わされて、第一の外部刺激に応答する第一の定量化された外部刺激値２３２及び第二の外部刺激に応答する第二の定量化された外部刺激値２３４が決定され得る。他の定量化された外部刺激値も決定され得る。従って、定量化された外部刺激値は、較正情報によって対応される各外部刺激について決定される。定量化された外部刺激応答性出力シグナルは、例えばゲートアンペロメトリー、ゲートボルタンメトリーなどの、光学及び／又は電気化学法を使用して試料から生成された１つ以上の出力シグナルから測定される。

分析正規化値の決定２５０では、１つ以上の先に決定された正規化関係が１つ以上の正規化値を決定するために使用される。先に決定された正規化関係の例は、先に記載された正規化関係１４２及び先に記載された第二の正規化関係１４７である。例えば、分析物応答性出力シグナル値２２２及び定量化された外部刺激値２３２の１つ以上が正規化関係１４２に入力される。同様に、分析物応答性出力シグナル値２２２及び定量化された外部刺激値２３４の１つ以上が第二の正規化関係１４７に入力される。このように、外部刺激値２３２又は２３４が正規化関係１４２又は１４７に入力され、正規化値が決定され得る。従って、１つ以上の分析物応答性出力シグナル値及び１つ以上の定量化された外部刺激値が１つ以上の正規化関係に入力され、１つ以上の正規化値が決定される。

正規化された分析物応答性出力シグナルの決定２６０では、１つ以上の分析物応答性出力シグナル値及び１つ以上の正規化値に応答する、少なくとも１つの正規化された分析物応答性出力シグナル値が決定される。１つ以上の分析物応答性出力シグナル値２２２は、正規化値で割られ、１つ以上の正規化された分析物応答性出力シグナル値２６２（１つの外部刺激の場合）又は２６７（２つの外部刺激の場合）が決定される。好ましくは、１つの分析物応答性出力シグナル値が使用され、１つの正規化された分析物応答性出力シグナル値が決定される。

分析分析物濃度の決定２８０では、１つ以上の正規化された参照相関及び１つ以上の正規化された分析物応答性出力シグナルに応答する、試料中の１つ以上の分析物濃度が決定される。好ましくは、先に記載された正規化された参照相関１７２又は１７７などの、先に決定された正規化された参照相関は、１つ以上の正規化された分析物応答性出力シグナル値２６２又は２６７を試料の分析物濃度２８２に変換する。好ましくは、先に記載された正規化された参照相関１７２又は１７７は、１つの正規化された分析物応答性出力シグナル値を試料の分析物濃度に変換する。試料の２つ以上の分析物濃度が決定される場合、分析物濃度が平均化され、試料の平均分析物濃度が提供され得る。

２９０では、試料の分析物濃度２８２が、表示され、今後の参照のために記憶され、補償され、かつ／又は追加の算出のために使用され得る。

従って、分析法２００では、正規化された参照相関１７２又は１７７が測定装置に組み入れられ、従来の参照相関が一次出力シグナル値を決定された試料の分析物濃度に転換するために使用される方法と同様に使用される。分析法２００の場合を除き、一次出力シグナル値が参照相関１２２によって変換される代わりに、正規化された分析物応答性出力シグナル値２６２又は２６７が、それぞれ正規化された参照相関１７２又は１７７によって変換され、１つ以上の外部刺激からの効果が低下された試料の分析物濃度が提供される。

較正のためのこの正規化プロセスを使用して、測定装置に組み入れるための外部刺激効果が低下された較正情報を決定するための較正法１００の例が、Ａ１ｃ分析システムについて図１において示される。この例では、試料は、血液であり；試料分析物は、血液試料中のＡ１ｃであり、そして、試料分析物濃度は、試料％−Ａｌｃである。Ａ１ｃは、一次刺激であるが、一方でＴＨｂは、外部刺激である。図１を通して算出された数値は、異なる分析システム又はさらに異なるＡ１ｃ分析システムでも異なるだろう。この方法は、図１Ｂ〜図１Ｈにおいてプロットを用いて表される。

図１Ａは、４つのＴＨｂ濃度（８５mg/mL、１２５mg/mL、１７５mg/mL及び２３０mg/mL）における、測定装置のゾーン１検出器から記録されたＡ１ｃ反射率シグナル対参照試料分析物濃度（％−Ａ１ｃ）を示す。％−Ａ１ｃ測定は、公知の濃度のＡ１ｃを含む血液の各参照試料について２回繰り返された。測定装置のゾーン１検出器から測定されたＡ１ｃ反射率シグナルがＴＨｂ依存的であるので、Ａ１ｃ反射率シグナルは同じ％−Ａ１ｃ参照試料分析物濃度について拡散される。従って、実際のＡ１ｃ濃度が１セットの参照試料について同一であっても、その参照試料セットについてゾーン１検出器から測定された、測定されたＡ１ｃ反射率シグナルはＴＨｂ外部刺激に起因して異なっていた。図に示される方程式は、この分析についての従来の参照相関を表し、ここで、測定装置からの出力シグナルは、この方程式によって分析物濃度に直接転換される。決定された参照相関（Ｙ＝−０．０００６ｘ^２＋０．０２６３ｘ＋０．２２３９）と参照試料からの出力シグナルとの間の０．６２７２の比較的低いＲ^２相関に留意されたい。

図１Ｂは、測定装置のゾーン２検出器から決定されるような、４つのＴＨｂ参照試料濃度（８５mg/mL、１２５mg/mL、１７５mg/mL及び２３０mg/mL）における比較的一定のＴＨｂ出力シグナルを示す。従って、各ＴＨｂ濃度について、外部刺激ＴＨｂの平均シグナル値が決定された。例えば、図１Ｂから、８５mg/mLＴＨｂ試料濃度において、平均化することによって、約０．７６の定量化された外部刺激シグナル値が決定された。二次出力シグナルから外部刺激を定量化するために、平均化以外の方法も使用され得る。

図１Ｃは、血液試料中の４つの異なるＴＨｂ濃度について分離された、測定装置のゾーン１検出器から記録された個々のＡ１ｃ反射率シグナルを示す。これは、単一の試料分析物濃度が選択されることを可能にし、それから合成された外部刺激応答性出力シグナル値が一次出力シグナルから決定され得る。この例では、線形回帰線が、一般的な関係（Ｒ_Ａ１ｃ＝Slope^＊％−Ａ１ｃ＋Ｉｎｔ、式中、Ｒ_Ａ１ｃは、測定装置からの出力シグナルであり、Slope及びＩｎｔは、それぞれ、各ＴＨｂ試料濃度における線形回帰線の傾斜及び切片であり、そして、％−Ａ１ｃは、試料分析物濃度である）を使用して、４つのＴＨｂ試料濃度の各々で決定された。他の回帰法も使用され得る。

８５mg/mLＴＨｂ及び２３０mg/mLＴＨｂにおいて決定された回帰方程式が図に示されるが、１２７及び１７５mg/mLＴＨｂにおける回帰方程式も決定された。この例では、９％−Ａ１ｃの単一の選択された試料分析物濃度が選択され、一次出力シグナルから合成された外部刺激応答性出力シグナル値が決定された。従って、この例では、９％の参照試料分析物濃度は、８５mg/mLＴＨｂ回帰線から８５mg/mLＴＨｂ試料について、約０．３６のＡ１ｃの合成された外部刺激応答性出力シグナル値を、２３０mg/mLＴＨｂ回帰線から２３０mg/mLＴＨｂ試料について、約０．４４のＡ１ｃの合成された外部刺激応答性出力シグナル値を提供した。

合成された外部刺激応答性出力シグナル値は、回帰線を決定して、選択された参照試料分析物濃度から一次出力シグナル値を「逆決定する」以外の方法で決定され得る。例えば、合成された外部刺激応答性出力シグナル値は、４つのＴＨｂレベルの全てについての１つの参照試料％−Ａ１ｃ濃度における測定された一次出力シグナル値から選択され得る。同時に測定された単一のＴＨｂ反射率シグナルをＡ１ｃ反射率シグナルとペアにして、Ａ１ｃ及びＴＨｂデータの４つのペアを形成し、Ａ１ｃ反射率対ＴＨｂ反射率のプロットを構成して、これはまた、正規化関係へと導くだろう。

９％−Ａ１ｃの単一の選択された試料分析物濃度が図１Ｃにおいて選択されたが、好ましくは６〜１１％−Ａ１ｃの参照試料分析物濃度もまた選択され得る。従って、合成された外部刺激応答性出力シグナル値を決定するための単一の選択された試料分析物濃度は、分析システムに対して所望の測定性能を提供するために、好ましくは参照試料分析物濃度の範囲の中央に近いが、中央のいずれか一方にあってもよい。

以下の表Ａは、同じレベルのＴＨｂにおけるＴＨｂシグナルを平均化することから収集されたデータペア及び図１Ｃと同様に上の一般回帰関係（Ｒ_Ａ１ｃ＝Slope^＊％−Ａ１ｃ＋Ｉｎｔ）を介して単一の％−Ａ１ｃ濃度（この例では、９％Ａ１ｃ）で算出された対応する合成されたＴＨｂ応答性出力シグナルを示す。

＊試料は、検出器に適切なシグナルを得るために希釈された。

図１Ｄは、これらの４つのペアのデータの相関プロットであり、ここで、Ｙ軸中のＡ１ｃ出力シグナルから抽出された合成された外部刺激応答性出力シグナルは、外部刺激であるＸ軸中のＴＨｂシグナル（二次出力シグナル）に対してプロットされる。図１Ｄはまた、単一のＡ１ｃ濃度における合成された外部刺激応答性出力シグナルと試料ＴＨｂ濃度に応答する二次出力シグナルとの間の相関を確立する、正規化関係１４０を決定する例を提供する。

次いで、回帰法、この場合、多項式回帰法（ａ_２ ^＊ＴＨｂ^２＋ａ_１ ^＊ＴＨｂ＋ａ_０、式中、ａ_２、ａ_１及びａ_０は、曲線適合からの二次多項式正規化関数の係数であり、そして、ＴＨｂは、ＴＨｂについての定量化された外部刺激値である）が使用され、単一の選択された試料分析物濃度における合成された外部刺激応答性出力シグナルと定量化された外部刺激シグナルとの間の正規化関係１４２が決定された。この例からのＡ１ｃ分析データについての特定の正規化関係は、図１ＤにＹ＝−３．３４Ｘ^２＋３．８５Ｘ−０．６３として示され、従って、この例についての特定の二次多項式係数を示しており、式中、Ｙは、単一の選択された分析物濃度における外部刺激に応答する算出された合成された外部刺激応答性出力シグナルであり、そして、Ｘは、定量化された外部刺激シグナル／値である。異なる分析は、異なる回帰係数を有するだろう。Ｘの値（定量化された外部刺激シグナル値）が二次多項式に入れられる場合、正規化値（ＮＶ）であるＹの値は、この正規化関係を介して生成される。

図１Ｅは、正規化値を使用した、正規化された分析物応答性出力シグナル１６２の決定の例を提供する。従って、図１ＣからのＡ１ｃ反射率シグナルは、図１Ｄの正規化関係及び正規化値を使用して、正規化された一次出力シグナル値に変換される。正規化関係及び正規化値からの正規化された分析物応答性出力シグナルの決定は、関係ＮＲ_Ａ１ｃ＝Ｒ_Ａ１ｃ／ＮＶ_Ａ１ｃ（式中、ＮＲ_Ａ１ｃは、ＴＨｂ正規化された分析物応答性出力シグナルであり、Ｒ_Ａ１ｃは、測定装置からのＡ１ｃ反射率シグナルであり、そして、ＮＶ_Ａ１ｃは、正規化値である）によって表され得る。

好ましくは、正規化された分析物応答性出力シグナルの決定は、分析物応答性出力シグナルの全て又は大部分について実施され、較正情報が決定される。しかしながら、分析物応答性出力シグナルのサブセットも分析システムに依存して使用され得る。従って、図１Ｅでは、図１Ｃからの分析物応答性出力シグナル値は、図１Ｆからの正規化値を使用して、図１Ｄで決定された正規化関係を介して、対応する正規化値で割ることによって正規化され、図１Ｅに示される正規化された分析物応答性出力シグナル値が提供され、次いで、これが図１Ｆに組み合わされる。

図１Ｆは、図１Ｅの正規化された分析物応答性出力シグナルからの正規化された参照相関の決定の例を提供する。ＮＲ_Ａ１ｃは、参照試料分析物濃度（％−Ａ１ｃ）に対してプロットされ、回帰法によって曲線適合されて、正規化された参照相関が提供された。回帰法、この場合、二次多項式回帰法（ａ_２ ^＊％−Ａ１ｃ^２＋ａ_１ ^＊％−Ａ１ｃ＋ａ_０、式中、ａ_２、ａ_１及びａ_０は、多項式の係数であり、そして、％−Ａ１ｃは、参照試料の分析物濃度である）が使用され、正規化された参照相関が決定された。

この例からのＡ１ｃ分析データについての特定の正規化された参照相関は、図１Ｆにｙ＝−０．１１１９Ｘ^２＋０．０６９７Ｘ＋０．５３８として示され、従って、この例についての特定の二次多項式係数を示す。異なる分析は、異なる係数を有するだろう。また、Ｒ^２＝０．９６６３も図１Ｆに示されるが、これは、正規化された一次出力シグナルと％−Ａ１ｃについての参照試料分析物濃度との間の優れた一致を示す。この正規化された参照相関の決定では、正規化された一次出力シグナルは回帰に対して従属変数であったが、一方で％−Ａ１ｃについての参照試料分析物濃度は独立変数であった。従って、この正規化された参照相関は、％−Ａ１ｃについての参照試料分析物濃度からの正規化された分析物応答性出力シグナル値の出力と考えられ得る。

図１Ｇは、図１Ｅの正規化された分析物応答性出力シグナル値からの正規化された参照相関の決定の別の例を提供する。図１Ｇでは、正規化された分析物応答性出力シグナルは回帰に対して独立変数であったが、一方で％−Ａ１ｃについての参照試料分析物濃度は従属変数であった。従って、横ｘ軸対縦ｙ軸は反転される。この例では、決定された正規化された参照相関は、ｙ＝２８．２６Ｘ^２−２８．９９６Ｘ＋０．５２２であり、そして、Ｒ^２相関は０．９６２であり、これも正規化された分析物応答性出力シグナルと％−Ａ１ｃについての参照試料分析物濃度との間の優れた一致を示した。異なる分析は、異なる回帰係数を有するだろう。従って、この正規化された参照相関は、正規化された分析物応答性出力シグナル値からの％−Ａ１ｃについての参照試料分析物濃度の出力と考えられ得る。

このように表現された正規化された参照相関は、「正規化された較正曲線」と考慮され得る。試料分析物濃度を提供するそのような正規化された較正曲線は、バイオセンサーシステムが一次出力シグナルから分析物濃度を決定するので、分析２００の間に使用するために測定装置中に記憶されるのが好ましく、そして、図１Ｆの正規化された参照相関から得られるような反転はない。従って、Ｘの値（正規化された出力シグナル）が二次多項方程式に入れられる場合、Ｙの値（分析物濃度）が得られる。

図１Ｈは、正規化された分析物応答性出力シグナル値を曲線上に重ね合わせることによって、正規化された分析物応答性出力シグナルを、図１Ｇからの正規化された較正曲線の形式の正規化された参照相関と比較する。別の興味深い点は、従来の参照相関について図１Ａにおいて決定された０．６２７２のＲ^２相関値と正規化された参照相関について図１Ｆにおいて決定された０．９６６３のＲ^２相関値の比較である。正規化された参照相関のおよそ５４％（０．９６６３−０．６２７２／０．６２７２^＊１００）の改善は、従来の測定された出力シグナル値／参照相関と比較して、分析物試料濃度を決定する上での正規化された出力シグナル値／正規化された参照相関の優位性を確立する。

正規化関係及び正規化された参照相関を含む得られた較正情報は、ルックアップテーブル、１つ以上の方程式などの形態で測定装置中に記憶され得る。他の関係もまた測定装置中に記憶され得る。較正情報は、試料の分析の間に測定装置のプロセッサーによって使用され、試料の分析物濃度が決定される。

１つの一次出力シグナルを有する測定装置では、１つの一次出力シグナルについての較正情報を決定するために上の技法が使用され得る。しかしながら、２つ以上の一次出力シグナルを有する測定装置では、較正情報が各一次出力シグナルについて決定され、組み合された異なる較正情報から分析物濃度が決定され得る。例えば、一次刺激を決定するためのゾーン１についての２つ以上の検出器を有するＡ１ｃ測定装置では、較正情報が各検出器チャネルについて決定され、次いで、各検出器チャネルから決定された初期分析物濃度を平均化することによって最終分析物濃度が決定され得る。

代替的に、同じ一次刺激の２つ以上の一次出力シグナルを有する測定装置では、出力シグナルが最初に組み合わされて、組み合わされたシグナルについての較正情報が決定され得る。次いで、組み合わされた較正情報を使用して独立した出力シグナルが分析物濃度に変換され、初期分析物濃度が提供され、次いで、これが組み合わされて試料の分析物濃度が提供され得るか、又は組み合わされたシグナルについて決定された較正情報によって組み合わされた出力シグナルが変換され、試料の分析物濃度が提供され得る。例えば、ゾーン１についての２つ以上の検出器を有するＡ１ｃ測定装置では、両方の検出器からの出力シグナルが平均化され、両方の検出器からの平均化された出力シグナルについて較正情報が決定され得る。次いで、平均化された出力シグナルは、平均化された出力シグナルから決定された較正情報によって試料の分析物濃度に変換されるか、又は平均化された出力シグナルから決定された較正情報によって両方のチャネルからの出力シグナルが変換されて、２つの初期分析物濃度が提供され、次いで、これが平均化されて、試料の最終分析物濃度が提供され得る。

図２に関して記載された例は、測定装置の２つの個々の検出器チャネルの各々について独立した較正情報を決定する利点を示しており、ここで、２つの出力シグナルチャネルの各々は、Ａ１ｃ応答性情報とＴＨｂ応答性情報の両方を含む。図２を通して算出された数値は、異なる分析システム又はさらに異なるＡ１ｃ分析システムでも異なるだろう。

図２Ａは、２つの検出チャネルを有するＡ１ｃ測定装置の両方のチャネルについての正規化関係を表す。従って、この例については、図２Ａは、ゾーン１チャネル１検出器（Ｃｈ１）からの一次出力シグナル及びゾーン２チャネル２検出器（Ｃｈ２）からの二次出力シグナルについての；並びにゾーン１チャネル３検出器（Ｃｈ３）からの一次出力シグナル及びゾーン２チャネル４検出器（Ｃｈ４）からの二次出力シグナルについての２つの別々の正規化関係を示す。従って、Ｃｈ１及びＣｈ３は、Ａ１ｃ応答性出力シグナルを提供し、一方でＣｈ２及びＣｈ４は、ＴＨｂ応答性出力シグナルを提供する。

図２Ｂは、Ａ１ｃ測定装置のＣｈ１及びＣｈ３についての個々の正規化された較正曲線を表す。また、Ｃｈ１／Ｃｈ２から決定された正規化された出力シグナル、Ｃｈ３／Ｃｈ４から決定された正規化された出力シグナル、及びこれらの正規化された出力シグナルの平均も図上にプロットされる。先に記載したように、多項式回帰法が使用され、正規化された較正曲線の形態の正規化された参照相関が決定された。

図２Ｃは、参照試料についての２つの個々のチャネル（Ｃｈ１＆Ｃｈ３）からの正規化されたＡ１ｃ反射率シグナルを示す。平均化は、２つの初期％−Ａ１ｃ濃度について実施され、最終Ａ１ｃ濃度が提供され得る。以下の表１及び表２中の平均及びバイアス率標準偏差（ＳＤ）値は、それぞれ、別々の個々のチャネルの結果、並びに較正及び測定装置試料分析についての平均Ａ１ｃの結果を示す。参照試料を使用した較正、及び較正情報を使用して測定装置で実施された分析の両方について、平均化された決定された分析物濃度が個々のチャネルの結果よりも改善される。表２から、Ｃｈ１バイアス標準偏差は、平均に対して、ほぼ９パーセント（８．８％）（５．５８−５．０９／５．５８^＊１００）減少し、一方でＣｈ２バイアス標準偏差は、１８％超（１８．３％）（６．２３−５．０９／６．２３^＊１００）減少した。従って、バイアス標準偏差は、平均化された決定された分析物濃度に対して、平均で１０％超（１３．５％）（８．８＋１８．３／２）減少した。

各チャネルについての較正情報を決定し、次いで、各チャネルについて決定された中間試料濃度を組み合わせることに加えて、各チャネルからの出力シグナルが最初に組み合され、次いで、これを使用して組み合されたシグナルについての較正情報が決定され得る。図２Ｄは、測定装置のＣｈ１及びＣｈ３からのＡ１ｃ反射率出力シグナルを最初に平均化することによって決定された正規化関係を示す。従って、図２Ａに表される２つの正規化関係を決定するために使用される同じ出力シグナルが最初に平均化された。図２Ｅは、平均化された測定装置のＣｈ１及びＣｈ３からのＡ１ｃ反射率シグナルについて決定された正規化された較正曲線の形式の正規化された参照相関を示す。次いで、測定装置の各チャネルからの出力シグナルが、この較正情報を用いて初期分析物濃度に変換され、初期分析物濃度が平均化されて、最終試料分析物濃度が決定され得る。

電気化学グルコース分析システムからの一次出力シグナルに対する温度についての外部刺激効果が低下された較正情報を決定するための較正法１００の例が図３に示される。この例では、試料は、血液であり、そして、試料分析物は、グルコース（一次刺激）である。試料分析物濃度は、試料グルコース濃度であり、そして、外部刺激は、温度及びヘマトクリットである。

温度効果について、４０％Ｈｃｔ（出力電流と参照試料分析物濃度とを関連付ける従来の参照相関が決定された％−Ｈｃｔ）及び異なる温度における参照試料から測定装置によって測定された電流が正規化された。このタイプのグルコースシステムでは、作用電極及び対電極は一次出力シグナルを提供するが、一方で温度センサーは二次出力シグナルを提供する。このプロセスは、図３Ａ〜図３Ｆにおいてプロットで表される。図３を通して算出された数値は、異なる分析システム又はさらに異なるグルコース分析システムでも異なるだろう。

図３Ａは、異なる温度及び４０％Ｈｃｔにおけるグルコースについて、測定装置から得られた電流対参照試料分析物濃度をプロットする。より高い試料グルコース濃度における温度変化に起因して、電流はより広範囲に拡散するようになる。血液中約８０mg/dLのグルコースを含む参照試料から測定装置によって決定された電流は約７５ｎＡあたりに密接して集まったが、約３２０mg/dL及び約５８０mg/dLのグルコースを含む参照試料から測定装置によって決定された電流は広範囲に広がった。実際に、図３Ａに示すように、これらの電流から決定された線形回帰線は、わずか０．６のＲ^２相関を示した。この図は、図１Ｃで先に観察されたように、分析物応答性出力シグナルに対する外部刺激の効果を示すと考えられ得る。図１Ｃでは、外部刺激は試料ＴＨｂであったが、一方で図３Ａでは、それは温度であった。

図３Ｂは、これらの一次出力シグナル電流をこれらが記録された温度で分離する。従って、温度は、参照試料の分析物濃度が各温度において同一であっても、測定装置からの分析物応答性出力シグナル電流に悪影響を及ぼす外部刺激である。この例では、一般的な関係ｉ_Ｇ＝Slope^＊Ｇ_Ｒｅｆ＋Ｉｎｔ（式中、ｉ_Ｇは、測定装置からのグルコース応答性電流であり、そして、Ｇ_Ｒｅｆは、合成された外部刺激応答性出力シグナル値を決定するためのグルコースについての参照試料分析物濃度である）を使用して５つの温度の各々で線形回帰線が決定された。合成された外部刺激応答性出力シグナル値を決定するために、他の技法も使用され得る。

図３Ｂでは、１００及び５００mg/dLの２つの試料グルコース濃度が、それらの対応する温度における合成された外部刺激応答性出力シグナル値を決定するために選択された。従って、９％の単一の選択された試料分析物濃度が選択されたＡ１ｃシステムとは異なり、この例は、合成された外部刺激応答性出力シグナル値が、２つ以上の単一の選択された試料分析物濃度において決定され得ることを示す。１００及び５００mg/dL以外の単一の選択された試料分析物濃度も使用され得る。

以下の表３は、Ａ１ｃの例に関して先に記載されたもの（ｉ_Ｇ＝Slope^＊Ｇ_Ｒｅｆ＋Ｉｎｔ）と類似の回帰方程式を使用することによって、個々の回帰線から１００及び５００mg/dLグルコース試料分析物濃度における各温度について得られた合成された外部刺激応答性出力シグナル値を提供する。表中の温度値は、ターゲット温度において参照試料の分析を実施する場合の全ての測定された温度からの平均である。従って、表３は、１００又は５００mg/dLの選択された単一のグルコース濃度において２セットのペアを形成し、各セットは出力シグナル−温度データの７つのペアを含有する。

従って、図３Ｂは、測定装置からの出力電流を、図１Ｃにおいて記載されたようにＴＨｂ試料濃度ではなく温度によって分離する。プロットに集中することがないように、試験された７つの温度のうち５つについて、５つの相関線だけがプロットされた。

図３Ｃは、正規化関係を決定するための、１００及び５００mg/dLの２つの別々の単一グルコース濃度で得られた合成された外部刺激応答性出力シグナル対定量化された外部刺激（温度）との間の相関を示す。図３Ｃはまた、分析物応答性出力シグナルの正規化のために温度を考慮する、正規化関係１４０を決定する例を提供する。図３Ｃの縦Ｙ軸は、図３Ｂの回帰線から合成されかつ５つの温度について１００及び５００mg/dLグルコースの単一の選択された試料分析物濃度において決定されるような、外部刺激応答性値を示す。図３Ｃの横Ｘ軸は、外部刺激温度についての各ターゲット温度において決定された平均値を示す。

次いで、回帰法、この場合、多項式回帰法（ａ_２ ^＊Ｔ^２＋ａ_１ ^＊Ｔ＋ａ_０、式中、ａ_２、ａ_１及びａ_０は、曲線適合からの二次多項式正規化関数の係数であり、そして、Ｔは、温度について定量化された外部刺激値である）が使用され、単一の選択された試料分析物濃度における合成された外部刺激応答性出力シグナルと定量化された外部刺激シグナルとの間の正規化関係１４２が決定された。この例からの１００及び５００mg/dLグルコース分析データについての特定の正規化関係は、図３Ｃにｙ＝０．０１０４Ｘ^２＋３．０６４６ｘ＋２２．３６６（１００mg/dL）及びｙ＝０．０５２１４Ｘ^２＋１５．３２２８ｘ＋１１１．８３２（５００mg/dL）として示され、従って、この例についての特定の二次多項式係数を示しており、式中、Ｙは、単一の選択された分析物濃度における外部刺激シグナルに応答する、算出された合成された外部応答性出力シグナルであり、そして、Ｘは、定量化された外部刺激シグナル／値である。異なる分析は、異なる係数を有するだろう。Ｘの値（定量化された外部刺激シグナル値）が二次多項式に入れられる場合、正規化値（ＮＶ）であるＹの値は、この正規化関係を介して生成される。この図は、図１Ｄと同様であると考えられ得るが；しかしながら、この例では、正規化値は、２つの参照試料分析物濃度において決定され得る。

図３Ｄは、１００mg/dLにおける正規化値からの正規化された分析物応答性出力シグナル１６２の決定の例を提供する。従って、図３Ｂの縦ｙ軸からの分析物応答性出力シグナルは、分析物応答性出力シグナルを図３Ｃの正規化関係から得られたそれらの対応する正規化値で割ることによって、正規化された一次出力シグナル値に変換された。正規化関係及び正規化値からの正規化された分析物応答性出力シグナルの決定は、関係Ｎｉ_Ｇ＝ｉ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}／ＮＩＶ_Ｔｅｍｐ（式中、Ｎｉ_Ｇは、温度正規化された分析物応答性出力シグナルであり、ｉ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}は、測定装置からのグルコース応答性電流であり、そして、ＮＶ_Ｔｅｍｐは、温度正規化から決定された正規化値である）によって表され得る。従って、異なる温度についての図３Ｂの５つの個々の線は、図３Ｄに表されるような密に詰まった線の一群と化した。先に考察したように、好ましくは、正規化された分析物応答性出力シグナルの決定は、分析物応答性出力シグナルの全て又は大部分について実施され、較正情報が決定される。

図３Ｅは、図３Ｄの正規化された分析物応答性出力シグナル値からの正規化された参照相関の決定の例を提供する。Ｎｉ_Ｇは、参照試料分析物濃度に対してプロットされ、回帰法によって曲線適合されて、正規化された参照相関が提供された。回帰法、この場合、線形回帰法（Ｙ＝Slope^＊Ｘ＋Ｉｎｔ）が使用され、正規化された参照相関が決定されたが、ここで、分析２００の間、Ｙは、測定装置によって決定された正規化された一次出力シグナルであり、そして、Ｘは、試料の参照分析物濃度である。従って、Ｙ値（正規化された出力シグナル）が線形回帰方程式に入れられる場合、Ｘ値（分析物濃度）は方程式を解くことによって得られる。

この例からのグルコース分析データについての特定の正規化された参照相関は、図３ＥにＹ＝０．０１０３３Ｘ−０．１４０８２として示され、従って、この例についての特定の線形係数を示す。異なる分析は、異なる係数を有するだろう。また、図３ＥにおいてＲ^２＝０．９９４６が示されるが、これは、正規化された一次出力シグナルと参照試料分析物濃度との間の優れた一致を示している。従って、この正規化された参照相関は、正規化された分析物応答性出力シグナル値からのグルコースについての決定された試料分析物濃度を提供すると考えられ得る。

測定された温度（６．０℃、１０．９℃、１５．９℃、２２．０℃、３０．４℃、３５．１℃及び４０．０℃）について、１００mg/dLグルコース参照試料分析物濃度における、平均温度、従来の参照相関を使用して各温度において得られた回帰傾斜、及び正規化された参照相関を使用して各温度において得られた回帰傾斜が、以下の表４に集計される。

測定性能の改善は、平均応答傾斜及び正規化の前後の傾斜の％−ＣＶを見ることによって良好であることが認められ得る。測定装置からの一次出力シグナル及び従来の参照相関を用いて決定された応答傾斜の％−ＣＶは、４５．６％であった。対照的に、記載の正規化された一次出力シグナル及び正規化された参照相関を用いて決定された応答傾斜の％−ＣＶは、２．３％に低下し、およそ９５％の低下（４５．６−２．３／４５．６＊１００）であった。この低下は、正規化された出力シグナル電流が図３Ｅの正規化された参照相関を用いて試料分析物濃度に変換された場合を、測定装置からの基底電流が図３Ａの従来の参照相関によって変換された場合と比較して図で表される。

図３Ｆは、正規化の前後の異なる温度（６．０℃、１０．９℃、１５．９℃、２２．０℃、３０．４℃、３５．１℃及び４０．０℃）に起因する決定されたグルコース濃度の％−バイアスをプロットする。測定された電流は、従来の参照相関によって変換された場合におよそ±６０の％−バイアスの広がりを示したが、一方で正規化された電流は、およそ±２０の％−バイアスの広がりを示した。従って、温度刺激の正規化低下を欠く従来法によって提供された較正情報を含む測定装置を用いて決定された試料分析物濃度と比較して、本方法に従う較正情報を含む測定装置を含むバイオセンサーシステムを用いて決定された試料分析物濃度について、およそ３倍の％−バイアスの低下が期待されるだろう。

温度の効果が低下すると、２工程正規化プロセス、従って図Ａ及び図Ｂの組み合わせを使用して、試料ヘマトクリットなどの第二の外部刺激の効果もまた実質的に低下され得る。このタイプのグルコースシステムでは、作用電極及び対電極は、一次出力シグナルを提供するが、一方で温度センサーは、好ましくは二次出力シグナルを提供し、そして、ヘマトクリット電極は、好ましくは追加の二次出力シグナルを提供する。温度及びヘマトクリットに応答する二次出力シグナルは、先に考察したように他の方法でも生じ得る。温度、次いで、試料ヘマトクリットによる段階的正規化は、一般に、複数の温度（上で記載したような）における測定装置からの出力電流を正規化し、次いで、ヘマトクリット正規化関係を使用して、得られた温度正規化された出力シグナル電流を複数のＨｃｔ試料濃度について正規化することによって実施された。

電気化学グルコース分析システムからの一次出力シグナルに対するヘマトクリットについての二次外部刺激効果が低下された、較正情報を決定するための較正法１０２の例が図４に示される。この例では、試料分析物はグルコース（一次刺激）であり、そして、試料分析物濃度は血液の試料中のグルコース濃度である。血液試料中のヘマトクリット濃度は、第一の外部刺激である温度以外の第二の外部刺激である。この方法は、図４Ａ〜図４Ｉにおいてプロットで表される。図４を通して算出された数値は、異なる分析システム又はさらに異なるグルコース分析システムでも異なるだろう。

図４Ａは、試験した温度（６．０℃、１０．９℃、１５．９℃、２２．０℃、３０．４℃、３５．１℃及び４０．０℃）及び試験したＨｃｔ参照試料濃度（０％、２０％、４０％、５５％、７０％）についての公知のグルコース濃度を含む参照試料についての測定装置からの出力シグナル電流を示す。ヘマトクリット電極から得られた二次出力シグナルが使用され、公知のヘマトクリット濃度を有する参照試料からＨｃｔ応答性出力電流が得られた。期待されるように、約８０mg/dLグルコース分析物濃度を含む参照試料から測定装置によって決定された電流は約７５nAあたりに密接して集まったが、一方で約３２０mg/dL及び約５８０mg/dLグルコース分析物濃度を含む参照試料から測定装置によって決定された電流は広く広がった。

図４Ｂは、血液試料中の４０％Ｈｃｔ並びに１００及び５００mg/dLの２つの別々の単一グルコース濃度における温度正規化関係を表し、そして、同じ温度刺激低下が実施されているように、図３Ｃにおいて先に表されたものと同じである。温度正規化は、同じ温度刺激低下が実施されたように、温度からの外部刺激の効果を低下させるためのこの例で行われた第一工程であった。図４Ｂから、先に記載したように、温度刺激の効果の低下を伴う正規化された分析物応答性出力シグナルが決定された。

図４Ｃは、図４からの温度正規化された分析物応答性出力シグナル値対この例で試験されたＨｃｔ参照試料濃度におけるグルコースについての参照試料分析物濃度をプロットする。期待されるように、基底の試料分析物濃度が同じであっても、異なるＨｃｔ濃度でより高いグルコース濃度において、正規化された電流の有意な拡散が観察される。図４Ｃは図３Ｂと同様であると考えられ得るが、温度ではなくヘマトクリットの第二の外部刺激の効果を示している。

誤差パラメーター又は外部刺激としての温度は、好ましくは一次刺激と同時に測定され、その値は他の要因とは独立している。血液試料中のヘマトクリット濃度はグルコース濃度と一緒に提供されるが、ヘマトクリット応答性二次出力シグナルは温度依存性である。それ故、温度はまた、Ｈｃｔ応答性出力シグナルに対する外部刺激でもあり、温度の効果は、好ましくは正規化によって低減される。その含まれる手順は、最初に単一の選択されたＨｃｔ濃度における温度に対するＨｃｔ応答性電流プロットを構築することである。次いで、後で使用するための、温度正規化されたＨｃｔ出力シグナルから算出された％−Ｈｃｔ値を提供する、Ｈｃｔ正規化された較正曲線が決定される。

図１Ｃ及び図３Ｂに関して、それぞれＡ１ｃ及びグルコースについて先に記載したように、合成されたＨｃｔ出力シグナル値が同様に生成された。この決定では、図に示していないが、各参照試料ヘマトクリット濃度における参照試料についてのＨｃｔ電極から記録された電流が縦ｙ軸上にプロットされ、一方で公知の参照試料ヘマトクリット濃度が横ｘ軸上にプロットされた。回帰線が各温度（６．０℃、１０．９℃、１５．９℃、２２．０℃、３０．４℃、３５．１℃及び４０．０℃）についてプロットされ、各温度についての４０％試料ヘマトクリット濃度における合成されたＨｃｔ出力シグナル値が決定された。

図４Ｄは、試料のヘマトクリット濃度に応答する二次出力シグナルから決定された合成されたシグナル対４０％ヘマトクリット濃度を含む参照試料についての温度をプロットする。上の操作から、参照試料が分析された４０％の単一の選択されたＨｃｔ濃度からの合成されたＨｃｔ出力シグナル及び温度の７つのペアが得られ、プロットされた。次いで、回帰法、この場合、図に示されるような、しかし一般形式ＮＶ_Ｈｃｔ＝（ｂ_２ ^＊Ｔ^２＋ｂ_１ ^＊Ｔ＋ｂ_０、式中、ｂ_２、ｂ_１及びｂ_０は、曲線適合からの二次多項式正規化関数の係数であり、そして、Ｔは、温度である）を有する、多項式回帰法が使用され、Ｈｃｔについての特定の正規化関係が決定された。Ｈｃｔ正規化値が決定され、正規化されたＨｃｔ電極電流が一般的な関係Ｎｉ＿_Ｈｃｔ＝ｉ＿_Ｈｃｔ／ＮＶ_Ｈｃｔ（式中、Ｎｉ＿_Ｈｃｔは、温度正規化されたＨｃｔ電極電流であり、ｉ＿_Ｈｃｔは、Ｈｃｔ電極からのＨｃｔ応答性電流であり、そして、ＮＶ_Ｈｃｔは、Ｈｃｔ正規化値である）を用いて決定された。

図４Ｅは、参照試料％Ｈｃｔ濃度が温度正規化されたＨｃｔ電極出力電流に対してプロットされた、Ｈｃｔについての温度正規化された参照相関を示す。バイオセンサーシステムが他の干渉物質に応答する二次出力シグナルを提供するのであれば、他の干渉物質も同様に処理され得る。

図４Ｆは、得られた温度正規化された分析物応答性出力シグナルと参照試料％−Ｈｃｔ値（第二の外部刺激）との間で決定された第二の正規化関係を表す。図４Ｆは、温度正規化された出力シグナルと試料％−Ｈｃｔ濃度との間の相関を確立した。すなわち、１００又は５００mg/dLのいずれかの単一の選択されたグルコース濃度において、温度正規化された出力シグナルは、Ｈｃｔ濃度（第二の外部刺激）に実質的に応答性である。

次いで、回帰法、この場合、多項式回帰法（ｃ_２ ^＊Ｈｃｔ^２＋ｃ_１ ^＊Ｈｃｔ＋ｃ_０、式中、ｃ_２、ｃ_１及びｃ_０は、曲線適合からの二次多項式正規化関数の係数であり、そして、Ｈｃｔは、Ｈｃｔについての第二の定量化された外部刺激値である）が使用され、単一の選択された試料分析物濃度における合成された第二の外部刺激応答性出力シグナルと定量化された第二の外部刺激値（０％、２０％、４０％、５５％及び７０％の参照試料ヘマトクリット濃度）との間の正規化関係が決定された。この例からの１００及び５００mg/dLグルコース分析データについての特定の正規化関係は、図４Ｆにｙ＝−０．００００８Ｘ^２−０．００４５６Ｘ＋１．３１１５２（１００mg/dL）及びｙ＝−０．０００４Ｘ^２−０．０２２８Ｘ＋６．５５７７（５００mg/dL）として示され、従って、この例についての特定の二次多項式係数を示しており、式中、Ｙは、単一の選択された分析物濃度における、第二の外部刺激（Ｈｃｔ）に応答する算出された合成された第二の外部刺激応答性出力シグナルであり、そして、Ｘは、定量化された第二の外部刺激値である。異なる分析は、異なる係数を有するだろう。Ｘの値（定量化された第二の外部刺激シグナル値）が二次多項式に入れられる場合、正規化値（ＮＶ）であるＹの値は、この正規化関係を介して生成される。

次いで、１００mg/dLにおける正規化値から第二の正規化された分析物応答性出力シグナル１６７が決定された。従って、次いで、図４Ｃの縦Ｙ軸からの温度正規化された出力シグナルが、それらの対応する正規化値と共に図４Ｆの正規化関係を使用して、第二の正規化された一次シグナル値に変換された。正規化値からの正規化された分析物応答性シグナルの決定は、関係Ｎｉ_Ｇ＝ｉ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}／ＮＶ_{Ｔｅｍｐ−Ｈｃｔ}（式中、Ｎｉ_Ｇは、温度及びヘマトクリット正規化された分析物応答性シグナルであり、ｉ_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}は、測定装置からのグルコース応答性電流であり、そして、ＮＶ_{Ｔｅｍｐ−Ｈｃｔ}は、温度及びヘマトクリット正規化から決定された正規化値である）によって表され得る。

図４Ｇは、１００mg/dLの選択されたグルコース濃度における温度及びＨｃｔ正規化された分析物応答性出力シグナル値の使用を介して提供された、図４Ｃに表されるようなヘマトクリットの外部刺激によって導入された誤差の低下を図で表す。従って、この図は、図３Ｃと同様であると考えられ得るが；しかしながら、この例では、温度及びヘマトクリット正規化された電流の両方が使用される。回帰方程式が下限（０％）及び上限（７０％）Ｈｃｔ濃度について示される。図４Ｃと比較して、下限Ｈｃｔとより上限Ｈｃｔとの間の差は、約６００mg/dLにおいて、およそ４の正規化された出力シグナル単位（図４Ｃ）からおよそ０．２５の出力シグナル単位（図４Ｇ）へと低下しており、これは回帰線間の差でおよそ９３％の低下（４−０．２５／４^＊１００）である。

図４Ｈは、図４Ｇの温度及びヘマトクリット正規化された分析物応答性出力シグナル値を組み合わせることからの正規化された参照相関の決定の例を提供する。温度及びヘマトクリット正規化されたシグナルをグルコースについての参照試料分析物濃度に対して縦Ｙ軸上にプロットし、回帰法によって曲線適合させて、正規化された参照相関を提供した。回帰法、この場合、線形回帰法（Ｙ＝Slope^＊Ｘ＋Ｉｎｔ）が使用され、正規化された参照相関が決定されたが、ここで、分析２００の間、Ｙは、測定装置によって決定された正規化された一次出力シグナル値であり、そして、Ｘは、決定された試料の分析物濃度である。

この例からのグルコース分析データについての特定の正規化された参照相関は、図４ＨにＹ＝０．０１０４Ｘ−０．１３３９として示され、従って、この例についての特定の線形係数を示す。異なる分析は、異なる係数を有するだろう。また、Ｒ^２＝０．９８２８も図４Ｈに示されるが、これは、正規化された一次出力シグナルとグルコースについての参照試料分析物濃度との間の優れた一致を示す。従って、正規化された参照相関は、正規化された出力シグナルと試料分析物濃度を関連付ける。正規化された出力シグナルが正規化された参照相関に入力される場合、試料分析物濃度が生成される。図４Ｈは、温度とＨｃｔの正規化の両方を較正情報に組み入れること以外は、図３Ｅと同様であると考えられ得る。

血液試料から提供されたヘマトクリット濃度（０％、２０％、４０％、５５％及び７０％）について、温度及び温度／ヘマトクリット正規化を用いた参照相関の傾斜が表５に集計され、ここで、Slope／Ｔは、温度正規化された参照相関からの傾斜であり、そして、Slope／Ｔ／Ｈは、温度及びヘマトクリット正規化された参照相関からの傾斜である。

測定性能の改善は、平均応答傾斜並びに温度正規化単独及び温度とヘマトクリットの両方の正規化後についての傾斜の％−ＣＶを見ることによって良好であることが認められ得る。この例では、温度正規化された参照相関を用いて決定された応答傾斜の％−ＣＶは、３０．７％であった。対照的に、記載の温度及びヘマトクリット正規化された参照相関を用いて決定された応答傾斜の％−ＣＶは、２．３％まで低下し、およそ９２％の％−ＣＶの低下（３０．７−２．３／３０．７＊１００）であったが、これは、バイオセンサーシステムに対する測定性能の実質的な増加を提供する。

図４Ｉは、従来の参照相関（％バイアス＿ｒａｗ）、温度正規化された参照相関（％バイアス＿Ｔ）、並びに温度及びＨｃｔ正規化された参照相関（％バイアス＿Ｔ／Ｈｃｔ）を使用して、バイオセンサーシステムの測定装置によって決定された分析物（グルコース）濃度の％−バイアスを図で表す。図は、温度及びヘマトクリット刺激を組み合わせで含む出力電流が、従来の参照相関を用いて試料分析物濃度に直接変換された場合に、ほぼ±１００％の％−バイアスを示すことを確立する。較正情報からの温度刺激の除去は、測定装置がおよそ±５０％の％−バイアスで分析物濃度を決定することを可能にする一方で、Ｈｃｔ刺激のさらなる除去は％−バイアスをおよそ±３０％まで低下させる。従って、従来の較正情報と比較して、記載の正規化された較正情報を用いておよそ７０％の％−バイアスの低下が観察された。これは、バイオセンサーシステムの測定性能に関して、従来のシステムと比較して実質的改善であり、追加補償なしで較正情報から提供され得る。

図５は、生物学的流体の試料中の分析物濃度を決定する、バイオセンサーシステム５００の概略図を描写する。バイオセンサーシステム５００は、測定装置５０２及び試験センサー５０４を含む。測定装置５０２は、卓上式装置、可搬式又は携帯式装置などを含む分析機器で実行され得る。好ましくは、測定装置５０２は、携帯式装置で実行される。測定装置５０２及び試験センサー５０４は、電気化学センサーシステム、光学センサーシステム、それらの組み合わせなどを実行するように適合され得る。

バイオセンサーシステム５００は、先に記載された正規化法に従って作成されかつ測定装置５０２中に記憶された較正情報を使用して、試料の分析物濃度を決定する。較正法１００及び１０２の一方又は両方からの較正情報が、測定装置５０２中に記憶され得る。較正情報は、１つ以上の正規化関係及び１つ以上の正規化された参照相関を含む。較正法１００及び１０２の一方又は両方が測定装置５０２中に記憶され得るので、それで正規化された較正情報が測定装置５０２によって決定され得る。分析法２００は、バイオセンサーシステム５００による実行のために測定装置中に記憶され得る。測定装置較正の方法は、試料の分析物濃度の決定におけるバイオセンサーシステム５００の測定性能を改善し得る。バイオセンサーシステム５００は、グルコース、Ａ１ｃ、尿酸、ラクタート、コレステロール、ビリルビンなどの分析物濃度を含む、分析物濃度を決定するために利用され得る。特定の構成が示されるが、バイオセンサーシステム５００は、追加の成分を有する構成を含む、他の構成も有し得る。

試験センサー５０４は、リザーバー５０８及び開口部５１２を備えたチャネル５１０を形成する基部５０６を有する。リザーバー５０８及びチャネル５１０は、通気口を備えた蓋によって被覆され得る。リザーバー５０８は、部分的に密閉された容積を規定する。リザーバー５０８は、水膨潤性ポリマー又は多孔質ポリマーマトリックスなどの、液体試料の保持に役立つ組成物を含有し得る。試薬は、リザーバー５０８及び／又はチャネル５１０中に置かれ得る。試薬は、１つ以上の酵素、結合剤、メディエーター及び類似種を含み得る。試薬は、光学システム用の化学指示薬を含み得る。試験センサー５０４は、リザーバー５０８に隣接する試料インターフェース５１４を有する。試験センサー５０４は、他の構成も有し得る。

光学センサーシステムでは、試料インターフェース５１４は、試料を見るための光学ポータル又は間隙（aperture）を有する。光学ポータルは、本質的に透明な材料によって被覆され得る。試料インターフェース５１４は、リザーバー５０８の反対側に光学ポータルを有し得る。

電気化学システムでは、試料インターフェース５１４は、作用電極５３２及び対電極５３４に接続された導電体を有し、そこから分析出力シグナルが測定され得る。試料インターフェース５１４はまた、１つ以上の追加の電極５３６に接続された導電体を含み得、そこから二次出力シグナルが測定され得る。電極は、実質的に同じ面又は２つ以上の面にあり得る。電極は、リザーバー５０８を形成する基部５０６の表面上に配置され得る。電極は、リザーバー５０８中へ延伸又は突出し得る。誘電層が導電体及び／又は電極を部分的に被覆し得る。試料インターフェース５１４は、他の電極及び導電体も有し得る。

測定装置５０２は、センサーインターフェース５１８及び任意のディスプレイ５２０に接続された電気回路５１６を含む。電気回路５１６は、シグナル生成器５２４、任意の温度センサー５２６及び記憶媒体５２８に接続されたプロセッサー５２２を含む。

シグナル生成器５２４は、プロセッサー５２２に応答してセンサーインターフェース５１８に電気入力シグナルを提供することが可能である。光学システムでは、電気入力シグナルが、センサーインターフェース５１８中の検出器及び光源を作動又は制御するために使用され得る。電気化学システムでは、電気入力シグナルが、センサーインターフェース５１８によって試料インターフェース５１４へ伝達され、電気入力シグナルが生物学的流体の試料に印加され得る。電気入力シグナルは、電位又は電流であり得、かつ一定、可変、又はＡＣシグナルがＤＣシグナルオフセットと共に印加される場合のようなそれらの組み合わせであり得る、電気入力シグナルは、連側的に、又は複数の励起、シークエンス若しくはサイクルとして印加され得る。シグナル生成器５２４はまた、生成器−記録計としてセンサーインターフェースからの出力シグナルを記録することが可能であり得る。

任意の温度センサー５２６は、測定装置５０２の周囲温度を決定することが可能である。試料の温度は、測定装置５０２の周囲温度から推定されるか、出力シグナルから算出されるか、又は測定装置５０２の周囲温度と同じ若しくは類似すると推定され得る。温度は、サーミスタ、温度計又は他の温度感知装置を使用して測定され得る。試料温度を決定するために他の技術も使用され得る。

記憶媒体５２８は、磁気、光学、又は半導体メモリー、別の記憶装置などであり得る。記憶媒体５２８は、固定式メモリー装置、遠隔アクセスされる可動式メモリー装置、例えばメモリーカードなどであり得る。

プロセッサー５２２は、記憶媒体５２８中に記憶されたコンピューターで読み取り可能なソフトウェアコード及び較正情報を使用して、分析物分析法を実行することが可能である。プロセッサー５２２は、センサーインターフェース５１８における試験センサー５０４の存在に応答して、試験センサー５０４への試料の適用で、ユーザー入力に応答などして分析物分析を開始し得る。プロセッサー５２２は、センサーインターフェース５１８に電気入力シグナルを提供するようにシグナル生成器５２４に指示することが可能である。プロセッサー５２２は、温度センサー５２６から試料温度を受け取ることが可能である。プロセッサー５２２は、センサーインターフェース５１８から出力シグナルを受け取ることが可能である。

電気化学システムでは、試料中の分析物の反応に応答して、作用電極及び対電極５３２、５３４から分析物応答性一次出力シグナルが生成される。また、二次出力シグナルも追加の電極５３６から生成され得る。光学システムでは、センサーインターフェース５１８の１つ以上の検出器は、一次及び任意の二次出力シグナルを受け取る。出力シグナルは、光学システム、電気化学システムなどを使用して生成され得る。プロセッサー５２２は、記憶媒体５２８中に記憶された較正情報を使用して、出力シグナルから分析物濃度を決定することが可能である。分析物分析の結果は、ディスプレイ５２０、遠隔受信機（示さず）に出力され得、かつ／又は記憶媒体５２８中に記憶され得る。

参照試料分析物濃度と測定装置５０２からの出力シグナルとを関連付ける較正情報は、図表を用いて、数学的に、それらの組み合わせなどで表され得る。較正情報は、好ましくは、記憶媒体５２８中に記憶されるプログラム番号（ＰＮＡ）テーブル、別のルックアップテーブルなどによって表され得る、相関方程式として表される。

分析物分析の実行に関する指令はまた、記憶媒体５２８中に記憶されたコンピューターで読み取り可能なソフトウェアコードによって提供され得る。コードは、記載された機能性を記載又は制御する、オブジェクトコード又は任意の他のコードであり得る。分析物分析からのデータは、プロセッサー５２２中の減衰率、Ｋ定数、比率、関数などの決定を含む、１つ以上のデータ処理に供され得る。

電気化学システムでは、センサーインターフェース５１８は、試験センサー５０４の試料インターフェース５１４中の導電体と接続又は電気的に通信する接点を有する。センサーインターフェース５１８は、シグナル生成器５２４からの電気入力シグナルを、接点を通って、試料インターフェース５１４中のコネクターに伝えることが可能である。センサーインターフェース５１８はまた、試料からの出力シグナルを、接点を通って、プロセッサー５２２及び／又はシグナル生成器５２４に伝えることが可能である。

光吸収及び光生成光学システムでは、センサーインターフェース５１８は、光を収集及び測定する検出器を含む。検出器は、試料インターフェース５１４中の光学ポータルを通って試験センサー５０４から光を受け取る。光吸収光学システムでは、センサーインターフェース５１８はまた、レーザー、光発光ダイオードなどの光源を含む。入射ビームは、反応生成物による吸収に関して選択された波長を有し得る。センサーインターフェース５１８は、光源からの入射ビームが試料インターフェース５１４中の光学ポータルを通過するように指示する。検出器は、試料から反射された光を受け取るように、光学ポータルに対して４５°などの角度に位置付けられ得る。検出器は、試料を通って伝えられた光を受け取るように、光源から試料の反対側にある光学ポータルに隣接して位置付けられ得る。検出器は、反射及び／又は伝達された光を受け取るように、別の位置に位置付けられ得る。

任意のディスプレイ５２０は、アナログ又はデジタルであり得る。ディスプレイ５２０は、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）、又は数値読み取りを示すように適合された他のディスプレイを含み得る。他のディスプレイ技術も使用され得る。ディスプレイ５２０は、プロセッサー５２２と電気的に通信する。ディスプレイ５２０は、プロセッサー５２２と無線通信している場合などに、測定装置５０２から分離され得る。代替的に、ディスプレイ５２０は、測定装置５０２が遠隔計算装置、薬物投与ポンプなどと電気的に通信している場合などに、測定装置５０２から取り外され得る。

使用において、分析用の液体試料は、開口部５１２に液体を導入することによって、リザーバー５０８中に移される。液体試料は、チャネル５１０を通って流れ、先に含有されていた空気を追い出しながらリザーバー５０８を満たす。液体試料は、チャネル５１０及び／又はリザーバー５０８中に置かれた試薬と化学的に反応する。

試験センサー５０２は、試料インターフェース５１４がセンサーインターフェース５１８と電気及び／又は光学的に通信するように、測定装置５０２と関連して配置される。電気通信は、センサーインターフェース５１８中の接点と試料インターフェース５１４中の導電体との間の入力及び／又は出力シグナルの移動を含む。光学的通信は、試料インターフェース５１４中の光学ポータルとセンサーインターフェース５１８中の検出器との間の光の移動を含む。光学的通信はまた、試料インターフェース５１４中の光学ポータルとセンサーインターフェース５１８中の光源との間の光の移動を含む。

プロセッサー５２２は、入力シグナルを試験センサー５０４のセンサーインターフェース５１８に提供するようにシグナル生成器５２４に指示することが可能である。光学システムでは、センサーインターフェース５１８は、入力シグナルに応答して検出器及び光源を作動させることが可能である。電気化学システムでは、センサーインターフェース５１８は、試料インターフェース５１４を通して入力シグナルを試料に提供することが可能である。試験センサー５０４は、入力シグナルに応答して１つ以上の出力シグナルを生成させることが可能である。プロセッサー５２２は、先に考察したように、試料中の分析物のレドックス反応に応答して生成された出力シグナルを受け取ることが可能である。

プロセッサー５２２は、分析法及び記憶媒体５２８中に記憶された較正情報を使用して出力シグナルを変換して、試料の初期分析物濃度を決定することが可能である。次いで、プロセッサー５２２は、この初期分析物濃度を試料の最終分析物濃度として報告し得る。代替的に、プロセッサー５２２は、補償システムを使用して、この試料の初期分析物濃度をさらに処理し得る。また、２つ以上の補償及び／又は他の機能もプロセッサー５２２によって実行され得る。

本出願の明細書及び特許請求の範囲の明確かつより一貫した理解を提供するために、以下の定義が提供される。

「平均」又は「平均化された」又は「平均化する」は、平均の可変部を形成する２つ以上の可変部の組み合わせを含む。可変部は、数値、代数又は科学方程式などであり得る。例えば、平均化することは、可変部を加えて、その合計を可変部の数で割ることによって実施され得る；例えば、方程式ＡＶＧ＝（ａ＋ｂ＋ｃ）／３（式中、ＡＶＧは、平均の可変部であり、そして、ａ、ｂ及びｃは、可変部である）。別の例では、平均化することは、平均係数によって各可変部を修飾し、次いで、修飾された可変部を加えて、加重平均を形成することを含む；例えば、方程式Ｗ_ＡＶＧ＝０．２^＊ａ＋０．４^＊ｂ＋０．４^＊ｃ（式中、Ｗ_ＡＶＧは、加重平均であり、０．２、０．４及び０．４は、平均係数であり、そして、ａ、ｂ及びｃは、可変部である）。平均係数は、０〜１の間の数値であり；そして加える場合、１又は実質的に１の合計を提供するだろう。他の平均化法も使用され得る。

「測定可能な種」は、バイオセンサーシステムが試料中のその存在及び／又は濃度を決定するように設計された種に対応し、関心対象の分析物又は試料中のその濃度が関心対象の分析物の濃度に応答するメディエーターであり得る。

本発明の様々な実施態様が記載されているが、他の実施態様及び実行が本発明の範囲内で可能であることが当業者にとって明らかであろう。

Claims (15)

1. バイオセンサーシステムの測定装置を較正するための方法であって、
   前記方法が、：
   少なくとも２つの分析物応答性出力シグナルを測定し、前記分析物応答性出力シグナルが、
   参照試料からの参照試料分析物濃度の形態での一次刺激、及び、
   分析物応答性出力シグナルに組み入れられる、物理的特性、環境状況及び／又は製造変動誤差の一つ以上から生じる外部刺激、
   によって影響され；
   前記一次刺激を前記２つの分析物応答性出力シグナルと関係付けることにより参照相関を、前記測定装置を介して、決定すること；
   前記参照試料から、前記外部刺激の１つの外部刺激応答性出力シグナルを測定し、及び、少なくとも２つの定量化された外部刺激値を供給するために、前記外部刺激応答性出力シグナルを定量化すること；
   前記分析物応答性出力シグナルと前記２つの定量化された外部刺激値から正規化関係を決定し、前記正規化関係が、前記参照試料分析物濃度の１つの選択された試料分析物濃度を決定すること；
   定量化された外部刺激値を前記正規化関係に入力することにより、前記正規化関係から正規化値を決定すること；
   正規化された分析物応答性出力シグナルを供給するための前記正規化値により、前記分析物応答性出力シグナルを割ること；
   前記２つの分析物応答性出力シグナル及び正規化値から少なくとも２つの正規化された分析物応答性出力シグナルを決定すること；、及び、
   回帰法により、前記２つの正規化された分析物応答性出力シグナルと前記参照試料分析物濃度との間の正規化された参照相関を決定し、前記正規化された参照相関が、前記一次刺激及び前記外部刺激の間の変数のみが前記一次刺激となるような減少した刺激の効果を供給すること；
   を含む方法。
2. 前記少なくとも２つの分析物応答性出力シグナルを測定することが、少なくとも４つの分析物応答性出力シグナルを測定することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも２つの分析物応答性出力シグナルを測定することが、少なくとも６つの分析物応答性出力シグナルを測定することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記少なくとも２つの分析物応答性出力シグナルを測定することが、同時に、前記外部刺激応答性出力シグナルを測定することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記外部刺激応答性出力シグナルを定量化することが、直接的に定量化することである、請求項１に記載の方法。
6. 前記外部刺激応答性出力シグナルを定量化することが、間接的に定量化することである、請求項１に記載の方法。
7. 前記正規化された参照相関が、正規化された較正曲線を含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記測定装置中に前記正規化関係を記憶することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記試料が血液を含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記外部刺激が、温度、総ヘモグロビン及びヘマトクリットの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
11. 測定装置を較正するためのバイオセンサーシステムであって、前記システムが、：
    基部によって形成されたリザーバーに隣接する試料インターフェースを有する試験センサーであり、前記試験センサーは、試料から少なくとも１つの出力シグナルを生成させるように形成される；及び
    センサーインターフェースに接続されたプロセッサーを有する測定装置であり、前記センサーインターフェースは、前記試料インターフェースとの電気通信を有し、前記プロセッサーは、記憶媒体との電気通信を有する；
    を含み、
    前記プロセッサーが、
    少なくとも２つの分析物応答性出力シグナルを測定し、当該分析物応答性出力シグナルが、
    参照試料からの参照試料分析物濃度の形態での一次刺激、及び、
    分析物応答性出力シグナルに組み入れられる、物理的特性、環境状況及び／又は製造変動誤差の一つ以上から生じる外部刺激、
    によって影響され；
    前記一次刺激を前記２つの分析物応答性出力シグナルと関係付けることにより参照相関を決定し、；
    前記参照試料から、前記外部刺激の１つの外部刺激応答性出力シグナルを測定し、及び、少なくとも２つの定量化された外部刺激値を供給するために、前記外部刺激応答性出力シグナルを定量化し、；
    前記分析物応答性出力シグナルと前記２つの定量化された外部刺激値から正規化関係を決定し、前記正規化関係が、前記参照試料分析物濃度の１つの選択された試料分析物濃度を決定し、；
    定量化された外部刺激値を前記正規化関係に入力することにより、前記正規化関係から正規化値を決定し、；
    正規化された分析物応答性出力シグナルを供給するための前記正規化値により、前記分析物応答性出力シグナルを割り、；、及び、
    回帰法により、前記２つの正規化された分析物応答性出力シグナルと前記参照試料分析物濃度との間の正規化された参照相関を決定し、前記正規化された参照相関が、前記一次刺激及び前記外部刺激の間の変数のみが前記一次刺激となるような減少した刺激の効果を供給する、；
    システム。
12. 前記少なくとも２つの分析物応答性出力シグナルを測定することが、同時に、前記外部刺激応答性出力シグナルを測定することを含む、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記正規化された参照相関が、正規化された較正曲線を含む、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記正規化関係が、前記記憶媒体中に記憶される、請求項１１に記載のシステム。
15. 前記試料が血液を含む、請求項１１に記載のシステム。

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