JP7104029B2 - 試験要素支持体 - Google Patents

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Description

本発明は、試料の分析検査用の試験要素支持体および試験要素分析システムに関する。本発明は、さらに、少なくとも1つの試験要素支持体を製造する方法に関し、試験要素支持体は、試料の分析検査のために試験要素を加熱するように構成される少なくとも1つの加熱器および少なくとも1つの加熱要素を備える。本発明による装置および方法は、主に、体液試料などの試料中の少なくとも1つの分析物を定性的もしくは定量的に検出する分野で、かつ/または試料の少なくとも1つのパラメータを決定するために、使用することができる。他の適用分野でも実現可能である。
医療技術および診断の分野では、試料、具体的には体液などの流体試料の中の1つもしくは複数の分析物の存在および/もしくは濃度を決定する、かつ/または試料の少なくとも1つのパラメータを決定する、多数の装置および方法が知られている。本発明の範囲を限定するものではないが、下記では、凝固パラメータの決定について、または血液試料中の分析物の濃度、たとえばグルコース濃度の決定について、主に言及される。一例として、すべてRoche Diagnostics GmbH、Germanyによる、CoaguChek(登録商標)XS、CoaguChek(登録商標)XS Pro、CoaguChek(登録商標)Pro II、もしくはCoaguChek(登録商標)INRangeのシステム、Reflotronシステム、またはcobas h 232システムなどの、市販の装置およびシステムについて言及される場合がある。しかし、他のタイプの試料、または他のタイプの分析物もしくはパラメータが同様に使用されてもよいことに留意されたい。
速く簡便な測定を実施するために、いくつかのタイプの試験要素が知られており、試験要素は、主に、検出反応を起こして分析物を検出するかまたはパラメータを決定するように構成される1つまたは複数の試験化学品の使用、すなわち1つもしくは複数の化学物質、1つもしくは複数の化学化合物、または1つもしくは複数の化学混合物の使用に基づいている。試験化学品は、しばしば試験物質、試験試薬、試験化学成分、または検出器物質とも称される。本発明の中でも使用することができる、潜在的な試験化学品、およびこのような試験化学品を含む試験要素の詳細については、J.Hoenesら、The Technology Behind Glucose Meters:Test Strips、Diabetes Technology & Therapeutics、第10巻、補足1、2008、S-10~S-26が参照され得る。他のタイプの試験要素および/または試験物質も実現可能であり、本発明の中で使用され得る。
1つまたは複数の試験化学品を使用することによって検出反応が開始され得、検出反応の過程は、少なくとも1つの分析物の存在および/もしくは濃度、または決定されるパラメータに依存する。検出反応は、分析物に対して特異的であり得ることが好ましい。本発明の場合にも事実であり得るように、通常、試験化学品は、分析物が体液中に存在したときに少なくとも1つの検出反応を起こすように構成され、検出反応の長さおよび/または程度は、通常は分析物の濃度に依存する。一般に、試験化学品は、分析物の存在下で検出反応を起こすように構成され得、体液および試験化学品のうちの少なくとも1つの、少なくとも1つの検出可能特性は、検出反応によって変化する。少なくとも1つの検出可能特性は、一般に、物理的特性および化学的特性から選択され得る。潜在的な他の実施形態を限定するものではないが、下記では、少なくとも1つの電気的特性および少なくとも1つの光学的特性のうちの1つまたは複数などの1つまたは複数の物理的特性が検出反応によって変化する検出反応について、主に言及される。さらに、代替的な解決法を限定するものではないが、電気的に検出可能な少なくとも1つの化学的特性が変化する検出反応について、すなわち電気化学的試験要素について言及する。しかし、光学的試験要素などの他の試験要素も使用可能である。
化学分析論の技術分野では一般に知られているように、検出反応、したがって測定結果は、試験要素の温度に、具体的には試験要素および/または試料の反応ゾーンまたは測定ゾーンでの温度に強く依存する場合がある。したがって、測定の確度を向上させるために、試験要素の精密な温度制御、および/または試験要素の温度の精密な監視が望ましい。したがって、いくつかの知られている装置では、一般に、試験要素を加熱する加熱装置が提供されている。
しかし、そこでは、試験要素用の加熱要素のアクティブ区域にわたって高い程度の温度均一性を提供することに、技術的課題が存在する。技術的課題は、一般に、加熱要素のサイズと共に生じる。すなわち、ごく小さいアクティブ区域を有する大面積の加熱要素では、通常は、マウント部品、試験ストリップ用の押さえクランプなどを介した熱輸送経路など、多くの代替の熱経路が存在し得る。これらの構成では、均一な温度分布を実現することは一般にかなり困難である。さらに、加熱要素が大きくなるにつれて、所望の温度までシステムを加熱するために必要とされるエネルギーが多くなる。市販のバッテリの容量および耐用期間が限られているので、目標温度までシステムを加熱するために必要とされるエネルギー量は、一般に、具体的には手持ち式装置に関して課題を課す。追加的に、エネルギーの量だけでなく、加熱時間も増加する。これにより、こうした機器の使用者の待ち時間が長くなる。
したがって、本発明の一目的は、この種類の知られている装置および方法の上述の技術的課題に対処する試験要素支持体、試験要素分析システム、および試験要素支持体を製造する方法を提供することである。具体的には、少なくとも1つの加熱器と少なくとも1つの加熱要素とを備える試験要素支持体によって加熱される、アクティブ区域と試験要素との間の熱的接触を十分にして、アクティブ区域が確実に均一に加熱されることになる。
この問題は、独立請求項に記載の特徴を有する試験要素支持体、試験要素分析システム、および試験要素支持体の製造方法によって解決される。好ましい実施形態は、単独で実現されても任意の組合せで実現されてもよく、従属請求項に列挙される。
下記では、「有する」、「備える」、もしくは「含む」という用語、またはそれらの任意の文法的バリエーションは、非排他的に使用される。したがって、これらの用語は、この文脈で述べられた主体に、これらの用語によって導入された特徴以外の別の特徴が存在しない状況と、1つまたは複数の別の特徴が存在する状況の両方を指すことができる。一例として、「AはBを有する」、「AはBを備える」、および「AはBを含む」という表現は、AにはB以外の他の要素が存在しない状況(すなわちAが、もっぱらかつ排他的にBから構成される状況)と、B以外に、要素C、要素CおよびD、またはさらなる別の要素など、1つまたは複数の別の要素が主体Aに存在する状況の両方を指すことができる。
さらに、「少なくとも1つの」、「1つまたは複数の」という用語、またはある特徴もしくは要素が1回もしくは複数回存在し得ることを示す同様の表現は、通常は、各特徴または要素を導入するときに1度しか使用されないことに留意されたい。下記では、各特徴または各要素が1回または複数回存在する場合があったとしても、ほとんどの場合において、各特徴または各要素を指すとき、「少なくとも1つの」または「1つまたは複数の」という表現は繰り返されない。
さらに、下記では、「好ましくは」、「より好ましくは」、「詳細には」、「より詳細には」、「具体的には」、「より具体的には」という用語、または同様の用語は、代替の可能性を限定することなしに、任意選択の特徴と共に使用される。したがって、これらの用語によって導入される特徴は、任意選択の特徴であり、いかなる形でも特許請求の範囲に記載の範囲を限定することを意図するものではない。当業者には認識されるように、本発明は、代替の特徴を使用することによって実施されてもよい。同様に、「本発明の一実施形態では」によって、または同様の表現によって導入される特徴は、本発明の代替の実施形態に関するいかなる限定もせずに、本発明の範囲に関するいかなる限定もせずに、またこのように導入された特徴を本発明の他の任意選択の特徴または非任意選択の特徴と組み合わせる可能性に関するいかなる限定もせずに、任意選択の特徴であることを意図するものである。
本発明の第1の態様では、試験要素支持体が開示される。試験要素支持体は、試験要素を加熱する少なくとも1つの加熱要素を備え、試験要素は、試料の分析検査用に構成される。加熱要素は基体を備え、基体は、全体的または部分的に、少なくとも1つの基体材料で作られる。基体は、加熱されるように構成される少なくとも1つのアクティブ区域と、アクティブ区域の外側の少なくとも1つの非アクティブ区域とを備える。アクティブ区域と非アクティブ区域は、少なくとも1つの熱絶縁要素によって隔てられる。熱絶縁要素は、基体材料よりも小さい熱伝導率を有する。熱絶縁要素は、全体的または部分的に基体に埋め込まれる。さらに、試験要素支持体は、少なくとも1つの加熱器を備える。加熱器は、少なくとも1つの加熱器基体を備える。加熱器基体は、基体に取り付けられる。加熱器基体は、試験要素に接触する基体の前面に対向する、基体の後面に取り付けられる。
さらに、本明細書では、「試験要素支持体」という用語は、試験要素を載せるかまたは支えるように構成される任意の要素を指す。試験要素支持体は、具体的には、試験要素のための支持表面として機能する少なくとも1つの表面を備えることができる。具体的には、基体の前面が、試験要素のための支持表面を形成し得る。したがって、試験要素は、支持表面を介して試験要素支持体と直接接触した状態であり得る。試験要素支持体は、試験要素に機械的支持を提供することができる。このように、試験要素支持体は、所望の位置に試験要素を保持するように構成され得る。さらに、試験要素支持体は、試験要素が少なくとも1つの方向に動くのを防止するように構成され得る。試験要素支持体は、以下でさらにより詳細に概説されるように、試験要素分析システムの一部であり得る。試験要素分析システムは、試験要素が試験要素支持体の上に位置付けられたとき、試験要素が含む少なくとも1つの試験化学品を用いて試料の少なくとも1つの分析反応を検出するように構成され得る。以下でさらに概説されるように、試験要素は、例示的には試験ストリップでもよく、試験要素支持体は、「試験ストリップ支持体」とも称されることがある。
試験要素支持体は、具体的には、平坦な試験要素支持体でもよい。「平坦な試験要素支持体」という用語は、一般に、少なくとも1つの平坦な表面を備える任意の試験要素支持体を指すことができる。平坦な表面は、具体的には、試験要素を支えるように構成される試験要素支持体の支持表面に対応し得る。平坦な表面についてのさらなる詳細が、以下により詳細に提供される。
上に概説したように、試験要素支持体は、少なくとも1つの加熱要素を備える。本明細書において使用される「加熱要素」という用語は、別の要素または別の装置にある量の熱を提供するように構成される、任意の要素、装置、または装置の組合せを指す。以下により詳細に概説されるように、加熱要素は、具体的には、抵抗加熱器などの少なくとも1つの電気加熱器を有する電気加熱要素でもよい。試験要素を加熱する加熱要素として使用されるために、加熱要素は、具体的には、試験要素に直接的または間接的に接触するように構成される、少なくとも1つの加熱器表面を備えることができる。試験要素は、具体的には試験ストリップでもよく、したがって、加熱表面は、具体的には平坦な加熱表面でもよい。
「試験要素」という用語は、一般に、試料中の分析物を検出するかまたは試料のパラメータを決定することができる任意の装置を指すことができる。試験要素は、具体的には、ストリップ形状の試験要素でもよい。本明細書において使用される「ストリップ形状」という用語は、細長い形状および厚みを有する要素を指し、横方向寸法での要素の長さは、少なくとも2倍だけ、好ましくは少なくとも5倍だけ、より好ましくは少なくとも10倍だけ、最も好ましくは少なくとも20倍だけ、またはさらには少なくとも30倍だけなど、要素の厚みを上回る。したがって、試験要素は、試験ストリップとも称されることがある。
さらに、本明細書では、「試料」という用語は、分析、試験、または調査のために取られた任意の材料または材料の組合せを指すことができる。試料は、これは、より大きい量と同様であることを意図された、何かの限られた分量でもよく、より大きい量を代表することができる。しかし、試料はまた、標本全体を含んでもよい。試料は、固体試料でも、液体試料でも、気体試料でもよく、これらの組合せでもよい。具体的には、試料は、流体試料、すなわち全体的または部分的に液体状態および/または気体状態である試料でもよい。試料の分量は、その体積、質量、またはサイズによって記述可能であり得る。しかし、他の寸法も実現可能である。試料は、ただ1つの材料、またはただ1つの化合物を含んでもよい。別法として、試料は、いくつかの材料またはいくつかの化合物を含んでもよい。
試験要素は、具体的には、試料中の少なくとも1つの分析物を定性的または定量的に検出するように、かつ/または試料の少なくとも1つのパラメータを決定するように構成され得る。下記で使用され、またさらに詳細に論じられるように、「分析物」という用語は、一般に、試料中に存在する可能性があり、その存在および/または濃度が、使用者、患者、または医師などの医療スタッフの関心事であり得る任意の要素、成分または化合物を指す。詳細には、分析物は、少なくとも1つの代謝産物などの、使用者または患者の代謝に参加し得る任意の化学物質または化学化合物でもよく、それを含んでもよい。少なくとも1つの分析物の検出は、具体的には、分析物に対して特異的な検出でもよい。「パラメータ」という用語は、一般に、分析試験において得ることができる測定値、または分析試験によって得ることができる測定値などの、任意の値を指すことができる。例示的には、パラメータは、上述のように、試料の特性、および/または少なくとも1つの分析物の特性に対応し得る。具体的には、パラメータは、血液試料の凝固時間などの凝固パラメータでもよい。本明細書でさらに用いる「凝固パラメータ」という用語のさらなる詳細については、米国特許出願公開第2006/0035298号が参照され得る。
試料は、具体的には、体内流体とも称される少なくとも1つの体液でもよく、それを含んでもよい。本明細書において使用される「体液」という用語は、通常は使用者もしくは患者の身体もしくは身体組織の中に存在し、かつ/または使用者もしくは患者の身体によって生成され得る流体を指すことができる。身体組織の一例として、間質組織が挙げられ得る。したがって、体液は、一例として、血液および間質流体からなる群から選択され得る。しかし、追加的に、または別法として、唾液、涙液、尿、または他の体液などの、1つまたは複数の他のタイプの体液が使用されてもよい。
「分析検査」という用語は、一般に、少なくとも1つの分析物の存在および/もしくは分量および/もしくは濃度を決定するプロセス、または試料の特性に特有である試料のパラメータ、たとえば血液試料の凝固特性に特有な凝固パラメータを決定するプロセスを指すことができる。検出は、定性的検出であるかもしくは定性的検出を含んで、少なくとも1つの分析物の存在もしくは少なくとも1つの分析物の不在を単に決定してもよく、かつ/または定量的検出であるかもしくは定量的検出を含んで、少なくとも1つの分析物の分量および/もしくは濃度を決定してもよい。検出の結果、検出結果を特徴付ける、少なくとも1つの測定信号などの少なくとも1つの信号が生成され得る。少なくとも1つの測定信号は、具体的には、少なくとも1つの電圧および/または少なくとも1つの電流などの、少なくとも1つの電子信号でもよく、それを含んでもよい。少なくとも1つの信号は、少なくとも1つのアナログ信号でも、それを含んでもよく、かつ/または少なくとも1つのデジタル信号でも、それを含んでもよい。
本明細書において使用される「基体」という用語は、一般に、加熱要素にその形状および安定性を与える基本要素を指す。基体は、以下により詳細に概説されるように、1つまたは複数の別の要素を保持することができるキャリアプレートまたは基部プレートでもよく、それを備えてもよい。基体は、一体型で作られてもよく、複数の構成要素を備えてもよい。以下により詳細に概説されるように、基体は、具体的には、プレートもしくは円盤の形状を有してもよく、かつ/または1つもしくは複数の平面を有してもよい。しかし、他の形状も実現可能である。
さらに、本明細書では、「基体材料」という用語は、一般に、基体が全体的または部分的に構成される、材料、材料の混合物、または複数の材料を指す。以下により詳細に概説されるように、基体材料は、具体的には、少なくとも1つの剛性の材料でもよく、それを含んでもよい。具体的には、基体材料は、純金属または金属合金を含めた金属、プラスチック材料、セラミック材料、または積層材料などの材料組成物のうちの少なくとも1つでもよく、それを含んでもよい。しかし、他のオプションも実現可能である。
さらに、本明細書では、「アクティブ区域」という用語は、一般に、試験要素に接触し、試験要素に熱を伝達するように意図された区域を指す。アクティブ区域の温度は制御され得る。したがって、アクティブ区域は、その温度が所定かまたは決定可能な少なくとも1つの別個の温度値に調節され得、アクティブ区域の全体または一部に接触する試験要素へと伝達され得る、現実または仮想の領域、体積、または表面積であり得る。
したがって、「非アクティブ区域」という用語は、一般に、アクティブ区域の外側の区域を指す。したがって、やはり非アクティブ区域も、基体の現実区域または仮想区域であり得る。本明細書において使用される「仮想区域」という用語は、一般に、加熱されるかまたは加熱されないという、その機能によって定義される区域を指す。加熱される、または加熱されないというこの機能および構成とは別に、アクティブ区域は、非アクティブ区域から構造的に必ず区別されなければならない。
アクティブ区域および非アクティブ区域は、具体的には、試験要素の方に向く加熱表面などの、加熱要素の表面の区域でもよく、それを含んでもよい。加熱表面は、具体的には、平坦な加熱表面として、全体的または部分的に設計され得る。他の実施形態もやはり実現可能である。したがって、アクティブ区域および非アクティブ区域はまた、基体の部分体積であってもよい。後者の場合、アクティブ区域は、試験要素の方に向く少なくとも1つのアクティブな表面区域を備えることができ、非アクティブ区域も、任意選択で、少なくとも1つの非アクティブな表面区域を備えることができる。アクティブ区域および非アクティブ区域は、加熱要素と同一平面上に、具体的には試験要素支持体と同一平面上に位置付けられ得る。上に概説したように、アクティブ区域は、加熱されるように構成される。したがって、アクティブ区域は、試験要素に機械的支持を提供するだけではなく、試験要素に熱を伝達するように構成され得る。非アクティブ区域は、試験要素に追加の機械的支持を提供することができ、したがって試験要素用の支持区域を拡大することができる。
さらに、本明細書では、「隔てられる」という用語は、隔てられている2つの要素が、別個であり、2つの要素の間に隔離要素を有して互いから離して位置付けられていることを指す。したがって、熱絶縁要素は、少なくとも1つのアクティブ区域と少なくとも1つの非アクティブ区域の間に位置付けられる。複数のアクティブ区域および/または複数の非アクティブ区域が提供される場合、少なくとも1つの熱絶縁要素が、少なくとも1つのアクティブ区域と少なくとも1つの非アクティブ区域の間に位置付けられる。一例として、ちょうど1つの非アクティブ区域によって全体的または部分的に囲まれたちょうど1つのアクティブ区域が提供され、少なくとも1つの熱絶縁要素が、アクティブ区域と非アクティブ区域の間の少なくとも1つの仮想境界に位置付けられてもよい。別法として、少なくとも2つのアクティブ区域の間に少なくとも1つの非アクティブ区域が介挿され、非アクティブ区域と2つのアクティブ区域の間に熱絶縁要素が備えられてもよい。さらに、別法として、少なくとも2つの非アクティブ区域の間に少なくとも1つのアクティブ区域が介挿され、アクティブ区域と2つの非アクティブ区域の間に熱絶縁要素が備えられてもよい。別の例示的な実施形態が下記で与えられる。
さらに、本明細書では、「熱絶縁要素」という用語は、2つの要素が熱的または物理的に互いに直接接触している状況など、2つの要素の間に熱絶縁要素が与えられていない状況と比較して、熱絶縁要素によって隔てられた2つの要素の間の熱の流れを妨げるのに適している、任意の要素を指す。したがって、一例として、アクティブ区域が非アクティブ区域より高い温度まで加熱され、これらの区域の間に熱絶縁要素が提供される場合、各区域が熱的または物理的に互いに直接接触した状態など、これらの区域の間に熱絶縁要素が提供されない状況と比較して、2つの区域の温度が同じになる状態などの、2つの区域の間の熱平衡に到達するのは、より遅い時点になる。
さらに、本明細書では、「熱伝導率」という用語は、材料の、熱を伝導する能力を指す。熱伝導率は、異方性でもよく、好ましくは等方性でもよい。熱伝導率にしばしば使用される単位は、W/(m・K)である。熱伝導率の逆数の値は、しばしば熱抵抗率と称される。
さらに、本明細書では、「埋め込まれる」という用語は、ある要素が別の要素によって全体的または部分的に囲まれるかまたは取り囲まれている状況を指す。したがって、埋め込まれた要素は、埋め込む要素と直接接触した状態でもよく、また埋め込む要素によって全体的または部分的に囲まれてもよい。これらの要素は、1つの単一の主体を形成してもよい。
熱絶縁要素は、一般に、任意の物理的状態を有してもよい。したがって、熱要素は、全体的または部分的に、固体材料、気体材料、または液体材料のうちの1つまたは複数で作られてもよい。したがって、一例として、熱絶縁要素はまた、基体に空隙を備えてもよく、空隙も、空気などの気体または真空で全体的または部分的に充填されてもよい。しかし、熱絶縁要素は、具体的には、少なくとも1つの穴を基体に備えてもよく、穴は、具体的には、空気などの1つまたは複数の気体で充填されてもよい。好ましくは、穴は、丸い穴、多角形の穴、スロット、細長い穴からなる群から選択され得る。したがって、一例として、熱絶縁要素は、具体的には、丸い穴、および/または細長いスロットを基体に備えることができる。したがって、アクティブ区域と非アクティブ区域は、具体的には基体の1つまたは複数の穴によって隔てられてもよい。熱絶縁要素は、具体的には、少なくとも2つの穴、好ましくは少なくとも3つの穴を備えてもよく、穴は、具体的には、一列に並んで位置付けられ得る。基体の断面積が、絶縁要素によって、具体的には穴によって減じられ得る。具体的には、基体の断面積は、少なくとも15%だけ、好ましくは少なくとも25%だけ、より好ましくは少なくとも35%だけ、より好ましくは少なくとも50%だけ、より好ましくは少なくとも65%だけ、より好ましくは少なくとも75%だけ、より好ましくは少なくとも85%だけ、より好ましくは少なくとも90%だけ、また最も好ましくは少なくとも95%だけ減じられ得る。さらに、断面積は、絶縁要素によって100%減じられてもよい。これにより、絶縁材料が、例示的には基体の断面に沿って全体的に延在する穴の中に配置され得る。したがって、一例として、アクティブ区域の境界を通る基体の断面が取られてもよい。境界に沿って、1つまたは複数の熱絶縁要素が位置付けられ得、1つまたは複数の熱絶縁要素は、空気または別の熱絶縁材料で充填され得る1つまたは複数の穴を備えることができる。断面は、1つまたは複数の穴を通って取られ、穴を有する基体の断面積は、穴のない理論的状況と比較される。与えられた例示的な値を含め、上述の穴による断面積の減少は、この状況に当てはまり得る。穴は、具体的には、丸みの付いた縁部を備えることができる。したがって、挿入中の試験要素の傾きが避けられ得る。
基体は、試験要素の方に向く前面などの、少なくとも1つの本質的に平坦な前面と、少なくとも1つの本質的に平坦な後面とを備えることができ、空隙は、前面から後面へと延在してもよい。したがって、空隙は、具体的には、前面から後面へと延在する貫通穴でも、それを備えてもよく、穴は、上に列挙した形状のうちの1つを有することができる。
絶縁要素は、空気、プラスチック材料、セラミック材料、発泡材料などの複合材料からなる群から選択される少なくとも1つの材料で全体的または部分的に作られてもよい。しかし、他の材料も実現可能であることに留意されたい。以下により詳細に概説されるように、熱絶縁要素は、たとえば単に基体を通る貫通穴を生成し、貫通穴が空気で充填されることによって作られ得るので、空気の使用により、熱絶縁要素の生産が特に簡易化される。
アクティブ区域は、具体的には、仮想境界または非仮想境界によって全体的または部分的に囲まれてもよい。少なくとも1つの熱絶縁要素は、具体的には境界上に位置付けられ得る。複数の熱絶縁要素が提供される場合、熱絶縁要素は、具体的には、境界上で一列に並んで位置付けられ得る。境界は、円、長方形、多角形または楕円などの閉じた境界でもよく、直線的な境界、曲がった境界、または湾曲した境界などの開いた境界でもよい。境界が閉じた境界である場合、少なくとも1つの熱絶縁要素は、境界の一方の側、または境界の複数の側に提供され得る。
上に概説したように、試験要素支持体は、少なくとも1つの加熱器をさらに備える。加熱器は、具体的には、基体または基体材料と接触した状態でもよい。具体的には、以下により詳細に概説されるように、加熱器は、後面に位置付けられ得る。本明細書において使用される「加熱器」という用語は、たとえば熱以外の1つまたは複数のタイプのエネルギーを熱に変換することによって熱を生成するように設計または構成される任意の要素を指す。具体的には、加熱器は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換するように構成された要素でもよく、変換は、全体的な変換でも部分的な変換でもよい。したがって、加熱器は、具体的には、少なくとも1つの熱抵抗器、すなわち要素に電流が流れた場合に熱を生成するように構成される電気抵抗率を有する電気的要素でもよく、それを備えてもよい。
加熱器は、少なくとも1つの加熱器基体を備え、加熱器基体は、加熱要素の基体に取り付けられる。加熱器基体は、基体の後面に取り付けられ得、後面は、試験要素に接触する基体の前面に対向する。加熱器基体は、具体的には、フレキシブル回路板、回路板からなる群から選択される少なくとも1つの材料を備えることができる。
さらに、加熱器は、試験要素に対向する区域に位置付けられ得る。具体的には、加熱器は、基体のアクティブ区域に対向する区域に位置付けられ得る。これに関し、アクティブ区域は、試験要素と接触した状態、具体的には直接接触した状態であり得る。したがって、加熱器は、基体のアクティブゾーンを選択的に加熱するように構成され得る。
さらに、加熱器は、独立した加熱器基体なしで、加熱要素の基体に直接付けられるように構成されてもよい。例示的には、加熱構造体が、加熱器基体に直接プリントされるように構成されてもよい。加熱器は、具体的には、加熱器に電気的に接触する少なくとも1つの電気コネクタを備えてもよい。
加熱器は、具体的には、全体的または部分的に、プリント回路板として、好ましくはフレキシブルプリント回路板として具体化されてもよい。剛性のプリント回路板もやはり実現可能である。一例として、熱抵抗器がフレキシブルプリント回路板に位置付けられ得、フレキシブルプリント回路板は、基体の後面に、具体的には試験要素に接触するアクティブ区域に対向する区域に位置付けられ得る。
加熱要素、具体的には加熱器は、少なくとも1つの熱センサ素子を備えてもよい。本明細書において使用される「熱センサ素子」という用語は、一般に、温度を示す少なくとも1つの信号を提供するように構成される任意の要素を指す。熱センサ素子は、具体的には、全体的または部分的に加熱器に一体化されてもよい。しかし、追加的に、または別法として、熱センサ素子はまた、加熱要素の異なる部分に位置付けられてもよい。熱センサ素子は、一例として、加熱器も備えることができるフレキシブルプリント回路板などのプリント回路板に一体化されてもよい。上に概説したように、プリント回路板は、具体的には、基体の後面などで基体に取り付けられ得る。
基体および/または加熱器基体は、具体的には、本質的に平坦であり得る。したがって、一例として、基体および/または加熱器基体は、許容差が20°未満、好ましくは10°未満、より好ましくは5°未満であるなど、実質的に平行である2つの対向する表面を有する、円盤の形状を有してもよい。これらの平行な表面は、具体的には、全体的または部分的に平坦でもよく、また、溝または他の構造的要素が、これらの表面に提供されてもよい。これらの表面は、基体の、上述の前面および後面を形成することができる。基体の厚みは、前面および/または後面の平面での基体の通常の横方向の長さ、たとえば前面および/または後面の直径または相当直径よりも小さくてもよい。したがって、前面および/または後面に垂直な方向における基体の厚みは、一例として、前面および/または後面の相当直径のせいぜい2分の1、より好ましくはせいぜい5分の1、せいぜい10分の1、またはせいぜい20分の1でもよい。
具体的には、加熱要素の基体の前面は、本質的に平坦な表面を備えてもよい。「平坦な表面」という用語は、具体的には、少なくとも大半の部分において突出部および/または溝などの凹凸がない、一様な表面、または平らな表面を指すことができる。具体的には、表面の少なくとも90%、好ましくは表面の少なくとも95%、より好ましくは表面の少なくとも99%において凹凸がなくてもよい。具体的には、基体の前面は、本質的に突出部がなくてもよい。「突出部」という用語は、表面から出ている要素を指すことができる。具体的には、前面の少なくとも90%、好ましくは前面の少なくとも95%、またより好ましくは前面の少なくとも99%において突出部がなくてもよい。したがって、前面は、平滑な表面とも称されることがある。平坦な表面は、試験要素のための支持表面を形成することができる。したがって、平坦な表面は、試験要素を支えるように構成され得る。試験要素は、具体的には、加熱基体の前面に置かれるように構成される少なくとも1つの平坦な試験要素表面を有してもよい。試験要素、具体的には平坦な試験要素表面は、基体の平坦な表面に、具体的には加熱基体の前面の前面表面に直接接触した状態でもよい。試験要素表面と加熱基体の前面表面とは、許容差が20°未満、好ましくは10°未満、より好ましくは5°未満であるなど、互いに対して実質的に平行に配置構成され得る。
加熱要素の基体の前表面と試験要素表面の向きが平行であるので、以下により詳細にさらに記述する試験要素容器内での挿入中、試験要素の傾きが防止されるかまたは少なくともかなりの程度まで緩和され得る。したがって、スムーズな挿入が実現可能であり得、試験要素の損傷が避けられ得る。したがって、信頼性の高い測定を受けることが確実にされ得る。
さらに、加熱器基体は、本質的に平坦な加熱器基体表面を備えてもよい。平坦な加熱器基体表面は、基体の平坦な表面に、具体的には加熱基体の後面の後面表面に直接接触した状態でもよい。加熱器基体表面と加熱基体の後面表面とは、許容差が20°未満、好ましくは10°未満、より好ましくは5°未満であるなど、互いに対して実質的に平行に配置構成され得る。これにより、加熱器から加熱要素を越えて試験要素へと至る、効率的な熱伝達がもたらされ得る。
試験要素支持体は、具体的には、試験要素が基体の前面に載るように構成され得る。したがって、試験要素と加熱器とは、基体の、対向する箇所に位置付けられ得る。加熱器と試験要素とが加熱要素の基体の対向する面に配置構成されるので、平坦な表面が基体の前面に提供され得る。したがって、前面にはエッジおよび/または突出部がない場合がある。試験要素は、前面表面に、具体的には加熱要素のアクティブ区域に平坦に載ることができ、効率的な熱伝達が確実にされ得る。さらに、熱伝達が試験要素の下から実現され得るので、加熱要素および/または加熱器は、試験要素の上に載るのではなく、支持要素として機能する。したがって、加熱要素および/または加熱器が試験要素の上に配置構成される構造とは対照的に、構成要素の重量による試験要素への荷重、およびそれによる試験要素の潜在的な変形が避けられ得る。
少なくとも1つの熱絶縁要素は、具体的には、基体の少なくとも1つの表面、具体的には基体の前面および/または後面と、本質的に面一でもよい。
基体は、具体的には、プラスチック材料、金属、またはセラミック材料のうちの1つまたは複数で全体的または部分的に作られてもよい。上に概説したように、他の材料でも実現可能である。
加熱要素は、試験要素分析システムの少なくとも1つの部分に加熱要素をマウントするための、少なくとも1つのマウント要素をさらに備えてもよい。具体的には、少なくとも1つのマウント要素は、少なくとも1つのマウント穴でもよく、それを備えてもよい。少なくとも1つのマウント要素は、具体的には、基体の非アクティブ区域内に全体的または部分的に位置付けられ得る。一例として、1つかまたは2つ以上のマウント要素が提供されてもよい。具体的には、少なくとも2つ、好ましくは少なくとも4つのマウント要素が提供されてもよい。基体は、具体的には、本質的に長方形の形状を有する平坦な基体でもよく、少なくとも2つ、好ましくは少なくとも4つの突出部または耳が、長方形の形状から突出し、マウント要素は、全体的または部分的に、突出部または耳の中に位置付けられる。
加熱要素は、少なくとも1つの電気コネクタに加熱要素を電気的に接続する少なくとも1つのコネクタ領域をさらに備えてもよい。コネクタ領域は、具体的には、非アクティブ区域に位置付けられ得る。
上に概説したように、加熱要素は、具体的には、少なくとも1つの熱センサ素子を備えてもよい。熱センサ素子は、一例として、全体的もしくは部分的に加熱器の一部でもよく、かつ/または加熱要素の異なる部分に全体的もしくは部分的に一体化されてもよい。熱センサ素子は、具体的には、温度を測定するように構成される少なくとも1つの熱抵抗器、および/または少なくとも1つの他のタイプの電熱センサ素子を備えてもよい。加熱要素は、具体的には、少なくとも2つの熱センサ素子を備えてもよく、一例として、熱センサ素子のうちの少なくとも1つは、アクティブ区域の中に位置付けられてもよく、かつ/またはアクティブ区域の中の温度を測定するように構成されてもよく、熱センサ素子のうちの別の少なくとも1つの熱センサ素子は、非アクティブ区域の中に位置付けられてもよく、かつ/または非アクティブ区域の中の温度を測定するように構成されてもよい。
加熱要素のアクティブ区域は、試験要素支持体の一体型加熱表面を形成することができる。「一体型加熱表面」という用語は、別の表面と組み合わせられるかもしくはそれに埋め込まれる、またはその他の表面と共に1つのユニットを形成する、任意の加熱表面を指すことができる。具体的には、一体型加熱表面は、試験要素支持体の支持表面に埋め込まれてもよく、支持表面の一部であってもよい。支持表面は、前面表面などの、加熱要素の基体の少なくとも1つの表面を含んでもよい。熱絶縁要素は、試験要素支持体の加熱表面と本質的に面一でもよい。したがって、一体型加熱表面は、試験要素の機械的支持を提供することができ、同時に、試験ストリップの定められた加熱を可能にすることができる。加熱は、具体的には、加熱要素のアクティブ区域内でのみ行うことができ、非アクティブ区域内では緩和され得る。試験要素支持体は、同一平面上に位置付けられるアクティブ区域および非アクティブ区域を有してもよい。したがって、支持表面での試験要素のスムーズな挿入および正確な位置決めが実現可能になり得る。さらに、熱絶縁要素は、支持表面に対応し得る一体型加熱表面に埋め込まれてもよい。このように、効率的な熱絶縁が確実になり得る。
本発明の別の態様では、試料の分析検査用の試験要素分析システムが開示される。本明細書において使用される「システム」という用語は、一般に、全体または主体を形成する、相互作用する構成要素またはパーツの任意のセットを指す。具体的には、構成要素は、少なくとも1つの共通の機能を果たすために、互いに相互作用し得る。各構成要素は、個別に取り扱われてもよく、または互いに連結されるかもしくは接続可能であってもよい。したがって、一般に、「試験要素分析システム」という用語は、一般に、少なくとも1つの試験要素を使用することによって少なくとも1つの分析を実施するように構成されるシステムを指す。「分析」という用語の潜在的な定義については、上で与えた「分析検査」という用語が参照され得る。したがって、試験要素分析システムは、一般に、少なくとも1つの分析物の存在および/もしくは分量および/もしくは濃度を決定するように構成される、かつ/または試料の特性に特有な、その試料の少なくとも1つのパラメータを決定するように構成されるシステムを指すことができる。したがって、一例として、少なくとも1つの分析物の濃度は、分析システム、さらには試験要素を使用することによって決定され得、かつ/または凝固パラメータなどのパラメータが決定され得る。
試験要素分析システムは、少なくとも1つの試験要素容器を備える。本明細書において使用される「試験要素容器」という用語は、一般に、分析計器または測定装置とも称される試験要素分析システムの計器の中などの、試験要素分析システムの空間を指し、空間は、試料の分析検査を実施するために、全体的または部分的に試験要素を受けることができ、また全体的または部分的に試験要素を囲むことができる。したがって、一例として、試験要素容器は、計器のハウジングの間に、少なくとも1つのスロットおよび/または空間を備えることができ、試験要素は、計器の外側から、かつ/または計器内のマガジンから、その中に挿入され得る。スロットは、一例として、試験要素の一部は試料を適用するために計器から突出し、試験要素の別の部分はたとえば測定を実施するために計器の内側に受けられるような形で、試験要素を保持するように構成されてもよい。しかし、他の実施形態も実現可能である。
試験要素分析システムは、上に開示した実施形態のうちの1つもしくは複数、および/または以下により詳細に開示する実施形態のうちの1つもしくは複数によるものなどの、本発明による少なくとも1つの試験要素支持体をさらに備える。試験要素支持体は、試験要素容器に受けられる少なくとも1つの試験要素を加熱するように配置構成される加熱要素を備える。したがって、試験要素分析システムは、加熱器をさらに備える。加熱器は、少なくとも部分的に試験要素容器、たとえば試験要素を挿入するためのスロットを形成してもよく、加熱要素は、少なくとも1つの前面がスロットに向いた状態で、加熱器の内側に配置構成される。一例として、加熱要素、具体的には加熱要素の前面は、試験要素容器のスロットの少なくとも1つの側壁を形成することができ、その結果、スロットに挿入される試験要素は、前面と接触する。
試験要素分析システムは、試験要素が含む少なくとも1つの試験化学品を用いて試料の少なくとも1つの分析反応を検出する、少なくとも1つの検出器をさらに備えてもよい。したがって、検出器は、試験要素分析システムの計器の一部であり得る。検出器は、試験化学品および/または試験要素の特性に応じて、検出反応とも称される、特異的なタイプの分析反応に適合され得る。一例として、また上で詳細に概説したように、分析反応は、具体的には、光学的測定および/または電気的測定によって検出可能であり得る。一例として、試験要素は、電気化学的試験要素および/または光学的試験要素のうちの1つまたは複数でもよい。したがって、一例として、少なくとも1つの検出器は、光学検出器および/または電気的検出器のうちの少なくとも1つでもよく、それを備えてもよい。一例として、光学検出器は、少なくとも1つの試験化学品を含む少なくとも1つの試験フィールドなどの試験化学品を照らす少なくとも1つの光源、および/あるいは少なくとも1つのフォトダイオードまたはCCD装置もしくはCMOS装置のようなイメージングセンサなどの、試験化学品から検出器に向かって伝搬する光を検出する少なくとも1つの光学センサを備えることができる。追加的に、または別法として、検出器は、少なくとも1つの電流源および/または電圧源、ならびに電流測定装置および/または電圧測定装置のうちの少なくとも1つを備えてもよい。これらのタイプの検出器および/または測定は、当業者には一般に知られている。
上に概説したように、試験要素分析システムは、具体的には、少なくとも1つの計器を備えてもよく、計器は、具体的には、少なくとも1つの試験要素容器と、好ましくは少なくとも1つの検出器とを有する。試験要素分析システムは、少なくとも1つの計器に加えて、少なくとも1つの試験要素自体をさらに備えてもよい。少なくとも1つの試験要素は、具体的には、試料を用いて少なくとも1つの分析反応を起こすように構成され得る。試験要素は、具体的にはストリップ形状の試験要素、たとえば試験ストリップでもよく、試験ストリップは、少なくとも1つの試験化学品を含む少なくとも1つの試験フィールドを有する。しかし、一般に、テープおよび/または円盤の形状を有する試験要素などの、他のタイプの試験要素も使用可能であることに留意されたい。
試験要素容器は、具体的には、試験要素容器が受ける少なくとも1つの試験要素が、加熱要素の少なくとも1つのアクティブ区域と少なくとも1つの非アクティブ区域の両方に接触するように配置構成され得る。具体的には、試験要素分析システムは、少なくとも1つの試験フィールドに対向する試験要素の裏面は加熱要素の前面のアクティブ区域に接触し、一方、試験フィールドの外側の部分などの試験要素の少なくとも1つの他の部分は非アクティブ区域に接触するように構成され得る。本発明の実施形態では、アクティブ区域は、試験要素の試験フィールドの下の場所に加えて、またはその代わりに、反応ゾーンまたは培養ゾーンのような、試験要素の他の区域の下に位置付けられてもよい。これは、試験要素が、反応ゾーン、培養ゾーン、または検出ゾーンなどの、異なる温度値を必要とする、機能の異なる様々なゾーンを備える実施形態において有利である。このような試験要素は、例示的には、試験要素上でマルチステップの反応を起こすために使用されるように構成され得る。
上に概説したように、基体材料は、熱絶縁要素より大きい熱伝導率を有する。具体的には、基体材料の熱伝導率は、熱絶縁要素の熱伝導率の少なくとも5倍、より好ましくは少なくとも10倍、さらにより好ましくは少なくとも100倍でもよい。
基体材料は、少なくとも1W/(m・K)の熱伝導率、より好ましくは少なくとも15W/(m・K)の熱伝導率を有することができる。基体材料は、例示的にはセラミック材料を含んでもよく、少なくとも20W/(m・K)の熱伝導率、より好ましくは少なくとも25W/(m・K)の熱伝導率を有することができる。さらに、基体材料は、例示的には鋼を含んでもよく、30W/(m・K)~70W/(m・K)の熱伝導率、より好ましくは少なくとも20W/(m・K)~50W/(m・K)の熱伝導率を有することができる。熱絶縁要素は、1W/(m・K)未満、好ましくは0.5W/(m・K)未満、より好ましくは0.1W/(m・K)未満、またはさらには0.05W/(m・K)未満の熱伝導率を有することができる。熱絶縁要素は、例示的にはプラスチック材料を有してもよく、具体的には、1W/(m・K)未満、好ましくは0.5W/(m・K)未満、より好ましくは0.2W/(m・K)未満、より好ましくは0.1W/(m・K)未満、またはさらには0.05W/(m・K)未満の熱伝導率を有することができる。さらに、熱絶縁要素は、例示的には空気を有してもよく、具体的には、0.1W/(m・K)未満、好ましくは0.05W/(m・K)未満、より好ましくは0.03W/(m・K)未満の熱伝導率を有することができる。
本発明の別の態様では、少なくとも1つの試験要素支持体を製造する方法が開示され、試験要素支持体は、少なくとも1つの試験要素を加熱するように構成される加熱要素を備え、試験要素は、試料の分析検査用に構成される。方法は以下の方法ステップを含み、方法ステップは、所与の順序で実施されることが好ましい。しかし、異なる順序も一般に考えられることに留意されたい。さらに、方法ステップのうちの1つ、2つ以上、またはさらにはそのすべては、繰り返し実施されてもよい。さらに、2つかまたは3つ以上の方法ステップが、時間的に一部重なる形で、かつ/または並行して実施されてもよい。方法は、以下に与える方法ステップに加えて、1つまたは複数の追加のステップを含んでもよい。
方法ステップは、以下の通りである。
a)基体を提供するステップであって、基体が、少なくとも1つの基体材料で作られている、ステップと、
b)基体の中に少なくとも1つのアクティブ区域を提供するステップであって、アクティブ区域が、加熱されるように構成される、ステップと、
c)基体の中に少なくとも1つの非アクティブ区域を提供するステップであって、非アクティブ区域が、アクティブ区域の外側に位置付けられる、ステップと、
d)非アクティブ区域とアクティブ区域とを隔てる少なくとも1つの熱絶縁要素を提供するステップであって、熱絶縁要素が、基体材料より小さい熱伝導率を有し、熱絶縁要素が、全体的または部分的に基体に埋め込まれる、ステップと、
e)少なくとも1つの加熱器基体を有する少なくとも1つの加熱器を提供するステップと、
f)基体の後面に加熱器基体を取り付けるステップであって、後面が、試験要素に接触する基体の前面に対向する、ステップ。
方法の詳細および定義については、上に与えた、加熱要素および試験要素分析システムについての説明が参照され得る。具体的には、方法を使用して、上に与えた実施形態、および/または以下により詳細に与える実施形態のうちの1つまたは複数によるものなどの、本発明による加熱要素を製造することができる。
本発明による試験要素支持体、試験要素分析システム、および方法は、知られている装置および方法に勝る多数の利点を提供する。すなわち、一例として、1つまたは複数の熱絶縁要素が、加熱要素の1つまたは複数のアクティブ区域の周りに配置されてもよい。アクティブ区域は、物理的区域ではなく仮想区域または機能的区域として定義されてもよく、この論理区域では、たとえば加熱の均一性に関する要件は、かなり厳しい場合がある。本発明のアイデアを使用することにより、加熱要素のアクティブ区域の内側に熱を集束させることによって均一性要件が満たされ得る。非アクティブ区域は、アクティブ区域より大きくてもよい。したがって、一例として、非アクティブ区域は、試験要素のアクティブ区域よりも少なくとも1.5倍、またはさらには2.5倍など、試験要素のアクティブ区域よりも少なくとも1.2倍だけ大きい、加熱要素の前面の表面区域でもよい。非アクティブ区域では、加熱の均一性に関する要件は、一般に、アクティブ区域の場合ほど厳しくない。
1つまたは複数の熱絶縁要素は、具体的には、これらの1つまたは複数の要素を通る熱輸送が、これらの要素の周りの基体材料と比較して著しく減じられるということによって特徴付けられ得る。これらの熱絶縁要素の非常に簡便な実施形態は、穴である場合があり、穴は、かなり容易に生成され得る。
これらの1つまたは複数の熱絶縁要素を用いて、加熱要素の他の領域への熱輸送が防止されるかまたは少なくとも緩和され得、均一性が調節され得る。
本発明による設計の別の利点は、1つまたは複数の熱絶縁要素がない状況と比較して、加熱要素全体の熱容量が減じられ得るということにある。したがって、加熱要素のウォームアップ段階において、熱エネルギーが節減され得る。したがって、熱絶縁要素が提供されていない場合と比較して、所望の最終温度に到達するまでの総時間が短縮され得る。これにより、機器のウォームアップ段階が全体的に速くなり、それによって機器がより早く「使用準備完了」状態になり得、これは、非常に迅速な測定および試験結果が必要とされる重篤疾患分野でのポイントオブケア機器において特に有利である。
加熱要素に1つまたは複数の熱絶縁要素を一体化する別の利点は、たとえば1つまたは複数の熱絶縁要素が前面と面一である場合、試験ストリップなどの試験要素と接触し得る前面が、平坦な表面を提供することなどによって平坦に設計され得るということであり得る。
上に概説したように、基体材料は、複数の材料から選ばれ得る。しかし、一般に、基体材料は、所望の特性に調節される場合がある。したがって、一例として、セラミック加熱要素でのヒートトラップの実現は、かなり費用がかかる。したがって、この可能性も依然として存在するが、基体材料として、または少なくとも基体材料の一部として、ステンレス鋼を使用することが好ましい。基体材料としてステンレス鋼を使用する別の利益は、ステンレス鋼が、たとえばセラミック材料よりも衝撃荷重に対して頑強であるということにある。
前面、すなわち試験ストリップなどの試験要素との接触表面が電気的にも絶縁され得ることを確実にするために、ステンレス鋼が使用される場合は特に、加熱要素の前面は、1つまたは複数の電気絶縁層、たとえば電気絶縁する樹脂、ラッカー、またはたとえばセラミックコーティングであるコーティングなどの、1つまたは複数の電気絶縁材料で被覆されてもよい。したがって、基体および/または基体材料は、一般に、樹脂、ラッカー、またはセラミックのコーティングである1つまたは複数の電気絶縁層などの、1つまたは複数の電気絶縁層で全体的または部分的に被覆され得る。しかし、他の実施形態も実現可能である。
本発明の所見を要約すると、以下の実施形態が好ましい。
実施形態1:試料の分析検査のための試験要素を加熱する加熱要素であって、加熱要素が、基体を有し、基体が、少なくとも1つの基体材料から作られ、基体が、加熱されるように構成される少なくとも1つのアクティブ区域と、アクティブ区域の外側の少なくとも1つの非アクティブ区域とを備え、アクティブ区域と非アクティブ区域とが、少なくとも1つの熱絶縁要素によって隔てられ、熱絶縁要素が、基体材料より小さい熱伝導率を有し、熱絶縁要素が、全体的または部分的に基体に埋め込まれる、加熱要素。
実施形態2:アクティブ区域および非アクティブ区域が、加熱要素の同一平面上に、具体的には試験要素支持体の同一平面上に位置付けられる、実施形態1に記載の加熱要素。
実施形態3:熱絶縁要素が、基体に少なくとも1つの穴を備え、好ましくは丸い穴、多角形の穴、スロット、細長い穴からなる群から選択される穴を備える、実施形態1または2に記載の加熱要素。
実施形態4:熱絶縁要素が、一列に並んで位置付けられる少なくとも2つの穴、好ましくは少なくとも3つの穴を備える、実施形態3に記載の加熱要素。
実施形態5:基体が、少なくとも1つの本質的に平坦な前面と、少なくとも1つの本質的に平坦な後面とを備え、穴が、前面から後面へと延在する、実施形態3または4に記載の加熱要素。
実施形態6:穴が、丸みの付いた縁部を備える、実施形態3から5のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態7:基体の前面が、試験要素のための支持表面を形成する、実施形態6に記載の加熱要素。
実施形態8:基体の前面に本質的に突出部がない、実施形態1から7のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態9:熱絶縁要素が、基体に空隙を備える、実施形態1から8のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態10:熱絶縁要素が、空気、プラスチック材料、セラミック材料、発泡材料などの複合材料からなる群から選択される少なくとも1つの材料で全体的または部分的に作られる、実施形態1から9のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態11:アクティブ区域が、全体的または部分的に仮想境界または非仮想境界によって囲まれ、少なくとも1つの熱絶縁要素が、境界に位置付けられる、実施形態1から10のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態12:加熱要素が、少なくとも1つの加熱器をさらに備える、実施形態1から11のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態13:加熱器が、少なくとも1つの熱抵抗器を備える、実施形態12に記載の加熱要素。
実施形態14:加熱器が、少なくとも1つの加熱器基体を備え、加熱器基体が、基体に取り付けられる、実施形態12または13に記載の加熱要素。
実施形態15:加熱器基体が、フレキシブル回路板、回路板からなる群から選択される少なくとも1つの材料を備える、実施形態14に記載の加熱要素。
実施形態16:加熱器基体が、基体の後面に取り付けられ、後面が、試験要素に接触する基体の前面に対向する、実施形態14または15に記載の加熱要素。
実施形態17:加熱器が、加熱器に電気的に接触する少なくとも1つの電気コネクタを備える、実施形態12から16のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態18:加熱器が、プリント回路板、好ましくはフレキシブルプリント回路板として全体的または部分的に具体化される、実施形態12から17のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態19:加熱器が、少なくとも1つの熱センサ素子を備える、実施形態12から18のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態20:基体が、本質的に平坦である、実施形態1から19のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態21:少なくとも1つの熱絶縁要素が、基体の少なくとも1つの表面、具体的には基体の前面および/または後面と本質的に面一である、実施形態1から20のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態22:基体が、プラスチック材料、金属、またはセラミック材料のうちの1つまたは複数で全体的または部分的に作られる、実施形態1から21のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態23:加熱要素が、試験要素分析システムの少なくとも1つの部分に加熱要素をマウントするための少なくとも1つのマウント要素をさらに備える、実施形態1から22のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態24:少なくとも1つのマウント要素が、少なくとも1つのマウント穴を備える、実施形態23に記載の加熱要素。
実施形態25:少なくとも1つのマウント要素が、基体の非アクティブ区域内に位置付けられる、実施形態23または24に記載の加熱要素。
実施形態26:少なくとも2つ、好ましくは少なくとも4つのマウント要素が提供され、基体が、本質的に長方形の形状を有する平坦な基体であり、少なくとも2つ、好ましくは少なくとも4つの突出部または耳が、長方形の形状から突出し、マウント要素が、突出部または耳の中に位置付けられる、実施形態23から25のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態27:加熱要素が、少なくとも1つの電気コネクタに加熱要素を電気的に接続する少なくとも1つのコネクタ領域をさらに備える、実施形態1から26のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態28:コネクタ領域が、非アクティブ区域に位置付けられる、実施形態27に記載の加熱要素。
実施形態29:加熱要素が、少なくとも1つの熱センサ素子をさらに備える、実施形態1から28のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態30:加熱要素が、少なくとも2つの熱センサ素子を備え、熱センサ素子のうちの少なくとも1つが、アクティブ区域内に位置付けられ、熱センサ素子のうちの少なくとも1つが、非アクティブ区域内に位置付けられる、実施形態29に記載の加熱要素。
実施形態31:基体材料が、熱絶縁要素の熱伝導率の少なくとも5倍、より好ましくは少なくとも10倍、さらにより好ましくは少なくとも100倍の熱伝導率を有する、実施形態1から30のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態32:基体材料が、少なくとも1W/(m・K)の熱伝導率、より好ましくは少なくとも15W/(m・K)の熱伝導率を有する、実施形態1から31のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態33:熱絶縁要素が、1W/(m・K)未満、好ましくは0.5W/(m・K)未満、より好ましくは0.1W/(m・K)未満、またはさらには0.05W/(m・K)未満の熱伝導率を有する、実施形態1から32のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態34:加熱要素が、少なくとも2つのアクティブ区域を備え、各アクティブ区域が、少なくとも1つの熱絶縁要素によって隔てられる、実施形態1から33のいずれか1つに記載の加熱要素。
実施形態35:試験要素支持体であって、試験要素支持体が、実施形態1から34のいずれか1つに記載の少なくとも1つの加熱要素を備え、試験要素支持体が、少なくとも1つの加熱器をさらに備える、試験要素支持体。
実施形態36:加熱器が、基体のアクティブ区域に対向する区域に位置付けられる、実施形態35に記載の試験要素支持体。
実施形態37:加熱器が、基体の後面に位置付けられる、実施形態36に記載の試験要素支持体。
実施形態38:アクティブ区域が、試験要素に接触する、実施形態36または37に記載の試験要素支持体。
実施形態39:試験要素支持体が、試験ストリップ支持体である、実施形態38に記載の試験要素支持体。
実施形態40:加熱器が、少なくとも1つの加熱器基体を備え、加熱器基体が、基体に取り付けられる、実施形態38または39に記載の試験要素支持体。
実施形態41:加熱器基体が、基体の後面に取り付けられ、後面が、試験要素に接触する基体の前面に対向する、実施形態38から40のいずれか1つに記載の試験要素支持体。
実施形態42:加熱要素のアクティブ区域が、試験要素支持体の一体型加熱表面を形成する、実施形態38から41のいずれか1つに記載の試験要素支持体。
実施形態43:熱絶縁要素が、試験要素支持体の一体型加熱表面と本質的に面一である、実施形態42に記載の試験要素支持体。
実施形態44:試験要素支持体が、平坦な試験要素支持体である、実施形態38から43のいずれか1つに記載の試験要素支持体。
実施形態45:試験要素支持体が、試験要素に機械的支持を提供する、実施形態38から44のいずれか1つに記載の試験要素支持体。
実施形態46:試験要素支持体が、試験要素が基体の前面に平坦に載るように構成される、実施形態38から45のいずれか1つに記載の試験要素支持体。
実施形態47:試料の分析検査のための試験要素分析システムであって、試験要素分析システムが、少なくとも1つの試験要素容器を備え、試験要素分析システムが、実施形態1から34のいずれか1つに記載の少なくとも1つの加熱要素をさらに備え、加熱要素が、少なくとも部分的に試験要素容器に受けられる少なくとも1つの試験要素を加熱するように配置構成される、試験要素分析システム。
実施形態48:試験要素分析システムが、試験要素が含む少なくとも1つの試験化学品を用いて試料の少なくとも1つの分析反応を検出する少なくとも1つの検出器をさらに備える、実施形態47に記載の試験要素分析システム。
実施形態49:試験要素分析システムが、少なくとも1つの試験要素をさらに備える、試験要素分析システムに言及する実施形態47または48に記載の試験要素分析システム。
実施形態50:試験要素容器が受ける試験要素が加熱要素の少なくとも1つのアクティブ区域と少なくとも1つの非アクティブ区域の両方に接触するように、試験要素容器が配置構成される、試験要素分析システムに言及する実施形態47から49のいずれか1つに記載の試験要素分析システム。
実施形態51:試料の分析検査のために試験要素を加熱する少なくとも1つの加熱要素を製造する方法であって、
a)基体を提供するステップであって、基体が、少なくとも1つの基体材料で作られている、ステップと、
b)基体の中に少なくとも1つのアクティブ区域を提供するステップであって、アクティブ区域が、加熱されるように構成される、ステップと、
c)基体の中に少なくとも1つの非アクティブ区域を提供するステップであって、非アクティブ区域が、アクティブ区域の外側に位置付けられる、ステップと、
d)非アクティブ区域とアクティブ区域とを隔てる少なくとも1つの熱絶縁要素を提供するステップであって、熱絶縁要素が、基体材料より小さい熱伝導率を有し、熱絶縁要素が、全体的または部分的に基体に埋め込まれる、ステップとを含む、方法。
実施形態52:方法が、加熱要素に言及する実施形態1から34のいずれか1つに記載の加熱要素を製造する方法である、実施形態51に記載の方法。
本発明の別の任意選択の特徴および実施形態は、好ましくは従属請求項に関連して、好ましい実施形態についての後の説明でより詳細に開示される。そこでは、当業者は認識するように、任意選択の各特徴は、単独で、また任意の実現可能な組合せで実現され得る。本発明の範囲は、好ましい実施形態によって限定されるものではない。各実施形態は、概略的に図に示してある。各図では、これらの図での同一の参照番号は、同一の要素、または機能的に同等な要素を指す。
試験要素分析システムの例示的な実施形態を示す図である。 加熱要素の第1の例示的な実施形態の上面図である。 図3Aは、加熱要素の第2の例示的な実施形態の上面図(図3A)である。図3Bは、加熱要素の第2の例示的な実施形態の下面図(図3B)である。 加熱要素の第3の例示的な実施形態の上面図である。 図5Aは、加熱要素の2つの異なる温度プロファイルを示す図である。図5Bは、加熱要素の2つの異なる温度プロファイルを示す図である。
図1には、試料の分析検査用の試験要素分析システム110の、単純化した実施形態の断面図が示してある。試験要素分析システムは、表示装置116やボタンなどの1つまたは複数の制御要素118などのユーザインターフェース114を有するハウジング112を備える。試験要素分析システム110は、少なくとも1つの制御器120を備え、制御器120は、一例として、分析を評価する評価装置として全体的または部分的に構成され得る。制御器120は、ユーザインターフェース114に接続され得る。
試験要素分析システム110は、1つまたは複数の試験要素124を受ける少なくとも1つの試験要素容器122をさらに備える。試験要素分析システム110は、少なくとも1つの光学検出器126などの、少なくとも1つの検出器126をさらに備え、少なくとも1つの試験フィールド130に含有される少なくとも1つの試験化学品128などの、試験要素124が含む少なくとも1つの試験化学品128を用いて、試料の少なくとも1つの分析反応を検出することができる。
試験要素124は、具体的には、試験ストリップとして設計され得る。試験要素124の例示的な実施形態については、上述の従来技術が参照され得る。しかし、他の実施形態も実現可能である。具体的には、検出器126は、試験フィールド130での寛解測定を実施する、少なくとも1つの光源(図示せず)と少なくとも1つの光学センサとを有する検出器などの光学検出器でもよい。
試験要素分析システム110は、試験要素124を加熱する加熱要素132を備える少なくとも1つの試験要素支持体108をさらに備える。加熱要素132は、試験要素124のほうに向き試験要素124が載ることができる前面134と、対向する面である後面136とを備える。
前面134にはアクティブ区域138が画定され、アクティブ区域138は、試験要素124の、試験フィールド130を含む領域に向いている。以下でより詳細に説明するように、アクティブ区域138の外側には、非アクティブ区域140が画定される。アクティブ区域138は、以下でより詳細に説明する少なくとも1つの熱絶縁要素156によって非アクティブ区域140から隔てられる。
さらに、試験要素支持体108は、少なくとも1つの加熱器142を備える。図3Bに関して以下でより詳細に説明するように、加熱器142は後面136に位置付けられ得る。加熱器142は、少なくとも1つの加熱器基体143を備える。さらに、加熱要素132は、1つまたは複数の熱センサ素子144を備えて、加熱要素132の温度を検出する。図1に示すように、加熱器142と熱センサ素子144はどちらも、直接的または間接的に制御器120に接続され得る。
図2には、加熱要素132の第1の例示的な実施形態の前面134に向いた上面図が示してある。図2に示すように、加熱要素132は、全体的または部分的に少なくとも1つの基体材料148で作られる基体146を備えることができる。基体は、具体的には、平らな前面134と平らな後面136とを備える平坦な基体でもよい。基体146は、具体的には本質的に長方形の形状でもよく、一例として、長方形の各隅に、「耳」とも称される4つの突出部150を有してもよい。これらの突出部150には、試験要素分析システム110のハウジング112などの試験要素分析システム110の残りの部分に加熱要素132をマウントするための、1つまたは複数のマウント要素152が提供されてもよい。一例として、マウント要素152は、マウント穴を備えてもよい。
図1の文脈で上に論じたように、加熱要素132は、前面134に、少なくとも1つのアクティブ区域138を備える。加熱要素132のアクティブ区域138は、試験要素支持体108の一体型加熱表面170を形成してもよい。アクティブ区域138は、試験フィールド130の領域で試験要素124の一方の面に接触する区域である。アクティブ区域138は、少なくとも1つの仮想境界154で囲まれ、非アクティブ区域140からアクティブ区域138を隔てるために、この実施形態では複数の熱絶縁要素156が、少なくとも1つの仮想境界154に沿って提供される。熱絶縁要素156は、基体材料148より小さい熱伝導率を有する。これらの図の潜在的な実施形態については、上で与えた説明が参照され得る。
上に概説したように、加熱要素132は、少なくとも1つの非アクティブ区域140から少なくとも1つのアクティブ区域138を隔てる、少なくとも1つの熱絶縁要素156を備える。しかし、また、加熱要素132は、少なくとも1つの熱絶縁要素156によって互いから隔てられる少なくとも2つのアクティブ区域138を備えてもよい。2つのアクティブ区域138を隔てる熱絶縁要素156の潜在的な実施形態の詳細については、上記の説明、および以下にさらに詳細に示す実施形態が参照され得る。
基体材料148は、一例として、鉄、より好ましくはステンレス鋼などの、少なくとも1つの金属材料を含んでもよい。1つまたは複数の電気絶縁層が、前面134および/または後面136に提供されてもよい。
1つまたは複数の熱絶縁要素156は、全体的または部分的に基体146に埋め込まれる。これらの熱絶縁要素156を埋め込み、作成する、特に簡便で効果的な方法の1つは、これらの熱絶縁要素156を基体146の空隙158として設計することである。これらの空隙158は、一例として、丸い貫通穴160、および/または1つもしくは複数の細長い貫通穴162として設計され得る。図2に示すように、長方形の形状の境界154の短辺に丸い貫通穴160を配置し、境界154の長辺に細長い貫通穴162を配置することなど、これらのオプションの組合せが考えられる。しかし、他の形状の境界154も実現可能であり、さらに、他のタイプの空隙158も考えられることに留意されたい。さらに、この実施形態の熱絶縁要素156は空気で充填され、空気は、通常0.0262W/(m・K)の熱伝導率を有することに留意されたい。したがって、空気の熱伝導率は、通常は20W/(m・K)程度であるステンレス鋼の熱伝導率よりも小さい。しかし、他の熱絶縁材料が使用されてもよいことに留意されたい。すなわち、一例として、空隙158はまた、熱絶縁プラスチック材料および/または熱絶縁セラミック材料などの、他のタイプの熱絶縁材料で充填されてもよい。
図3Aおよび図3Bには、加熱要素132を備える試験要素支持体108の第2の実施形態が示してある。図3Aおよび図3Bにおいて、図3Aには前面134に向いた上面図が示され、図3Bには後面136に向いた下面図が示されている。詳細のほとんどについては、上で図2に示した実施形態の説明が参照され得る。やはり、アクティブ区域138は仮想境界154によって画定され得、この場合は丸い貫通穴160の列の形をとる複数の熱絶縁要素156が、境界154の一辺に提供される。したがって、図3Aおよび図3Bでは、事実上、丸い貫通穴160の列より上の区域はアクティブ区域138と定義することができ、一方、丸い貫通穴160のこの列より下の区域は非アクティブ区域140と定義することができる。
図3Bの背面図に見て取ることができるように、加熱要素132は、この例示的な実施形態では熱抵抗器164として設計される加熱器142を備える。一例として、加熱器142は、熱抵抗器164を備えかつ後面136のアクティブ区域138に対向する領域で基体146に取り付けられる、フレキシブルプリント回路板などのプリント回路板を備えてもよい。一例として、図3Bでは参照番号166で記号的に表記されているプリント回路板は、熱伝導性接着剤によって後面136に接着されてもよい。
上に概説したように、加熱要素132は、1つまたは複数の熱センサ素子144をさらに備えてもよい。図3Bの例示的な実施形態に示すように、1つまたは複数の熱センサ素子144も、プリント回路板166の一部であってもよい。このように、この例示的な実施形態では、熱センサ素子144の1つは、アクティブ区域138に対向する側で加熱器142の内側に位置付けられ、一方、熱センサ素子144のうちの第2の熱センサ素子144は、非アクティブ区域140に対向する側で加熱器142の外側に位置付けられる。熱センサ素子144は、プリント回路板166に一体化されてもよい。
加熱器142、具体的にはプリント回路板166は、加熱器142に電気的に接触する少なくとも1つの電気コネクタ168を備えることができる。電気コネクタ168を使用して、1つまたは複数の熱センサ素子144にも電気的に接触することができる。
図2、および図3A、図3Bに示す実施形態は、1つのアクティブ区域138を有するオプションを実証する。図4に図示する別の実施形態に示すように、複数のアクティブ区域138も提供され得る。やはり正面図が示されており、これは図3Aおよび図2と比較可能である。図4では、3つの異なるアクティブ区域138が一列に並んで提供されている。アクティブ区域138の間には、熱絶縁要素156が提供される。さらに、熱絶縁要素156は、周囲の非アクティブ区域140からアクティブ区域138を隔てるためにも使用される。
このように、図2~図4に示す実施形態は、少なくとも1つのアクティブ区域138の均一性を実現するために、熱絶縁要素の配置、数、および形状の設計が可能であることを明確に実証している。均一性をチェックするための熱プロファイルは、シミュレーション計算などによって計算されてもよく、実験的に決定されてもよい。
図5Aおよび図5Bには、加熱要素132の温度プロファイルが示されている。これに関し、加熱要素132は、たとえば図3Aおよび図3Bに図示する加熱要素132に対応してもよい。したがって、さらなる詳細については、上記の図3Aおよび図3Bの説明が参照され得る。温度プロファイルは、赤外線カメラVarioCAM(登録商標)HR head600(InfraTec GmbH、Dresden、Germany)で作られた、加熱要素132の熱画像(図示せず)に基づいて準備された。図5Aによる温度プロファイルを準備するために、図3Aに示す線A-A’に従って加熱要素132に沿う方向に対応する、熱画像の長手方向軸に沿った方向に、プロファイルが配置された。線A-A’に沿ったプロファイルは、熱画像の、図3Aに図示する熱絶縁要素156のうちの1つの中心に対応する区域を通って配置された。さらに、図5Bによる温度プロファイルを準備するために、図3Aに示す線B-B’に従って加熱要素132に沿う方向に対応する、熱画像の長手方向軸に沿った方向に、プロファイルが配置された。このプロファイルは、熱画像の、図3Aに図示する2つの熱絶縁要素156の間のブリッジ区域に対応する区域を通って配置された。図5Aおよび図5Bに示す温度プロファイルには、単位℃の温度T対ピクセルPが示されている。ピクセルは、線A-A’および線B-B’に沿って、等間隔で分布している。
これらの2つの温度プロファイル(図5Aおよび図5B)において、図3Aおよび図3Bでは絶縁要素(156)の位置に対応するピクセル22の領域における温度の下降が、明確に観察可能である。この著しい下降は、発明的な絶縁要素(156)によって生じる。
この温度下降区域を越えると、温度は、直線的にさらに低下することがある、または直線的に低下する。アクティブ区域(156)の内側での温度の均一性要件のため、アクティブ区域(138)の仮想境界(154)ちょうどで、著しい下降なしにこのように直線的に温度が低下することは、不利なはずである。
108 試験要素支持体
110 試験要素分析システム
112 ハウジング
114 使用者インタフェース
116 表示装置
118 制御要素
120 制御器
122 試験要素容器
124 試験要素
126 検出器
128 試験化学品
130 試験フィールド
132 加熱要素
134 前面
136 後面
138 アクティブ区域
140 非アクティブ区域
142 加熱器
143 加熱器基体
144 熱センサ素子
146 基体
148 基体材料
150 突出部
152 マウント要素
154 仮想境界
156 熱絶縁要素
158 空隙
160 丸い貫通穴
162 細長い貫通穴
164 熱抵抗器
166 プリント回路板
168 電気コネクタ
170 一体型加熱表面

Claims (14)

  1. 試験要素支持体(108)であって、前記試験要素支持体(108)が、試料の分析検査のための試験要素(124)を加熱する少なくとも1つの加熱要素(132)を備え、前記加熱要素(132)が、基体(146)を有し、前記基体(146)が、少なくとも1つの基体材料(148)から作られ、前記基体(146)が、加熱されるように構成される少なくとも1つのアクティブ区域(138)と、前記アクティブ区域(138)の外側の少なくとも1つの非アクティブ区域(140)とを備え、前記アクティブ区域(138)と前記非アクティブ区域(140)とが、少なくとも1つの熱絶縁要素(156)によって隔てられ、前記熱絶縁要素(156)が、前記基体材料(148)より小さい熱伝導率を有し、前記熱絶縁要素(156)が、全体的または部分的に前記基体(146)に埋め込まれ、前記試験要素支持体(108)が、少なくとも1つの加熱器(142)をさらに備え、前記加熱器(142)が、少なくとも1つの加熱器基体(143)を備え、前記加熱器基体(143)が、前記基体(146)の後面(136)に取り付けられ、前記後面(136)が、前記試験要素(124)に接触する前記基体(146)の前面(134)に対向し、前記加熱要素(132)の前記アクティブ区域(138)が、前記試験要素支持体(108)の一体型加熱表面(170)を形成する、試験要素支持体(108)。
  2. 前記熱絶縁要素(156)が、前記基体(146)に少なくとも1つの穴(160、162)を備える、請求項1に記載の試験要素支持体(108)。
  3. 前記基体(146)が、少なくとも1つの平坦な前面(134)と、少なくとも1つの平坦な後面(136)とを備え、前記穴(160、162)が、前記前面(134)から前記後面(136)へと延在する、請求項2に記載の試験要素支持体(108)。
  4. 前記熱絶縁要素(156)が、空気、プラスチック材料、セラミック材料、複合材料からなる群から選択される少なくとも1つの材料で全体的または部分的に作られる、請求項1から3のいずれか一項に記載の試験要素支持体(108)。
  5. 前記加熱器(142)が、プリント回路板として全体的または部分的に具体化される、請求項1から4のいずれか一項に記載の試験要素支持体(108)。
  6. 前記加熱器(142)が、前記基体(146)の前記アクティブ区域(138)に対向する区域に位置付けられる、請求項1から5のいずれか一項に記載の試験要素支持体(108)。
  7. 前記基体(143)の前記前面(134)に突出部がない、請求項1から6のいずれか一項に記載の試験要素支持体(108)。
  8. 前記加熱要素(132)が、試験要素分析システム(110)の少なくとも1つの部分に前記加熱要素(132)をマウントするための少なくとも1つのマウント要素(152)をさらに備える、請求項1から7のいずれか一項に記載の試験要素支持体(108)。
  9. 前記加熱要素(132)が、少なくとも1つの熱センサ素子(144)をさらに備える、請求項1から8のいずれか一項に記載の試験要素支持体(108)。
  10. 前記基体材料(148)が、前記熱絶縁要素(156)の熱伝導率の少なくとも5倍の熱伝導率を有する、請求項1から9のいずれか一項に記載の試験要素支持体(108)。
  11. 試料の分析検査用の試験要素分析システム(110)であって、前記試験要素分析システム(110)が、少なくとも1つの試験要素容器(122)を備え、前記試験要素分析システム(110)が、請求項1から10のいずれか一項に記載の少なくとも1つの試験要素支持体(108)をさらに備え、前記試験要素支持体(108)が、少なくとも部分的に前記試験要素容器(122)に受けられる少なくとも1つの試験要素(124)を加熱するように配置構成される、試験要素分析システム(110)。
  12. 前記試験要素分析システム(110)が、前記試験要素(124)が含む少なくとも1つの試験化学品(128)を用いて前記試料の少なくとも1つの分析反応を検出する少なくとも1つの検出器(126)をさらに備える、請求項11に記載の試験要素分析システム(110)。
  13. 前記試験要素分析システム(110)が、少なくとも1つの試験要素(124)をさらに備える、試験要素分析システム(110)に言及する請求項11または12に記載の試験要素分析システム(110)。
  14. 少なくとも1つの試験要素支持体(108)を製造する方法であって、
    試験要素支持体(108)は、試料の分析検査のための少なくとも1つの試験要素(124)を加熱する加熱要素(132)を備え、前記方法は、
    a)基体(146)を提供するステップであって、前記基体(146)が、少なくとも1つの基体材料(148)で作られている、ステップと、
    b)前記基体(146)の中に少なくとも1つのアクティブ区域(138)を提供するステップであって、前記アクティブ区域(138)が、加熱されるように構成される、ステップと、
    c)前記基体(146)の中に少なくとも1つの非アクティブ区域(140)を提供するステップであって、前記非アクティブ区域(140)が、前記アクティブ区域(138)の外側に位置付けられる、ステップと、
    d)前記非アクティブ区域(140)と前記アクティブ区域(138)とを隔てる少なくとも1つの熱絶縁要素(156)を提供するステップであって、前記熱絶縁要素(156)が、前記基体材料(148)より小さい熱伝導率を有し、前記熱絶縁要素(156)が、全体的または部分的に前記基体(146)に埋め込まれる、ステップと、
    e)少なくとも1つの加熱器基体(143)を有する少なくとも1つの加熱器(142)を提供するステップと、
    f)前記基体(146)の後面(136)に前記加熱器基体(143)を取り付けるステップであって、前記後面(136)が、前記試験要素(124)に接触する前記基体(146)の前面(134)に対向する、ステップとを含む、方法。
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