KR101669739B1 - 샘플에서 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한 분석 장치 - Google Patents

샘플에서 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한 분석 장치 Download PDF

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Abstract

샘플 (126) 에서 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한, 특히 혈당을 검출하기 위한 분석 장치 (130) 가 제안되고,
- 분석 장치 (130) 는 적어도 하나의 분석물 측정을 수행하도록 구비되고, 분석물 측정에서 분석물의 존재에 의해 변화가능한 테스트 엘리먼트 (110) 의 적어도 테스트 화학물질 (119) 의 적어도 하나의 성질, 특히 전기 및/또는 광학 성질이 기록되고,
- 분석 장치 (130) 는 또한 상기 테스트 화학물질 (119) 에 대한 적어도 하나의 품질 측정을 수행하도록 구비되고, 상기 품질 측정에서 상기 테스트 화학물질 (119) 의 적어도 고유 루미네센스가 기록되고 상기 고유 루미네센스로부터 상기 테스트 화학물질 (119) 의 품질, 특히 열화에 대해 결정된다.

Description

샘플에서 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한 분석 장치{ANALYTICAL APPARATUS FOR DETECTING AT LEAST ONE ANALYTE IN A SAMPLE}
본 발명은 샘플에서 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한 분석 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 열화된 테스트 화학물질을 함유하는 테스트 엘리먼트들을 사용한 분석물 측정들을 회피하기 위한 본 발명에 따른 분석 장치의 사용에 관한 것이다. 그러한 분석 장치, 방법, 및 사용들은 일반적으로, 하나 이상의 샘플들에서, 특히 액체 샘플들에서, 바람직하게는 체액에서 하나 이상의 분석물들을 검출하는데 채용된다. 하나의 응용 분야는, 의료 진단에서, 특히 생체 외 (in-vitro) 진단에서의 사용이지만, 본 발명은 그에 제한되지 않는다. 여기서, 인간 또는 동물 몸에 존재할 수 있는, 하나 이상의 분석물들은, 체액의 샘플, 예를 들면, 혈액, 조직액, 타액, 소변, 또는 대변 샘플에서 검출될 수 있다. 분석물로서, 몸의 대사 (metabolism) 에서 직간접으로 수반될 수 있는, 물질, 특히 포도당, 락테이트, 콜레스테롤 또는 다른 타입의 분석물 또는 분석물 조합들이 특히 고려된다. 본 발명은, 다른 가능한 실시형태들의 제한 없이, 이하에서, 특히, 체액에서 포도당의 검출에 관하여, 특히 혈당의 검출을 참조하여 설명된다. 또한, 다른 응용 영역들이 또한 가능하며, 의료 진단 밖에서, 예를 들면, 일반 분석 또는 화학 프로세스 기술에서의 응용 영역들 또한 실현 가능하다.
다수의 테스트 엘리먼트들 및 샘플에서 하나 이상의 분석물들을 검출하는 테스트 방법들이 종래에 알려져 있다. 이를 위해, 테스트 엘리먼트들은 보통, 특히, 테스트 엘리먼트들을 평가하는 분석 장치들과 특히 상호작용하여, 채용된다. 테스트 엘리먼트들은 일반적으로 적어도 하나의 테스트 화학물질을 갖고, 이들은 분석물의 정량적 및/또는 정성적 검출을 위한 적어도 하나의 검출 시약을 포함한다. 검출 시약은 일반적으로, 여기서는, 더 자세히 후술되는 바처럼, 적어도 하나의 분석물의 존재에서, 적어도 하나의 검출가능한 성질, 특히 물리적으로 및/또는 화학적으로 검출가능한 성질을 변화시키는, 화학 물질 또는 화학 물질 혼합물을 의미하는 것으로 이해된다. 바람직하게는 이러한 성질 변화는, 특이적으로 오로지 검출될 적어도 하나의 분석물의 존재에서 일어나지만, 다른 물질들의 존재에서는 일어나지 않는다. 하지만, 실제로, 비특이적 성질 변화는, 체액의 샘플에서 존재가 대체로 개연성이 낮거나 및/또는 매우 낮은 농도로만 존재하는 다른 화학 물질들의 존재시 어느 정도까지 허용될 수 있다.
적어도 하나의 성질 변화는, 예를 들어, 광학적으로 검출가능한 성질의 변화, 특히 색상 변화일 수 있다. 광학 검출 시약들을 함유하는 진단 테스트 엘리먼트들의 예들은, 종래 기술로부터 적당히 알려져 있다. 본 발명의 맥락에서 또한 채용될 수 있는 테스트 화학물질들은, 예를 들면, EP 0 821 234 B1, WO 2007/012494 A1, EP 2 093 284 A1 또는 WO 2010/094632 A1에 기술되어 있다. 게다가, 원칙적으로 본 발명의 맥락에서 또한 채용될 수 있는, 가능한 테스트 엘리먼트들의 구성은, 원칙적으로, 상기 문헌들에도 나타나 있다. 또한 마찬가지로 본 발명의 맥락에서 채용가능한 테스트 화학물질 및 대응하는 테스트 엘리먼트의 다른 가능한 실시형태들은 WO 2010/052306 A1, WO 2010/052307 A2 및 WO 2010/094426 A1, EP 1 780 288 A1, WO 2009/103540 A1, WO 2009/015870 A1, US 2007/0026476 A1 또는
Figure 112014045017534-pct00001
등의, Diabetes Technology and Therapeutics, Vol. 10, Supplement 1, 2008, p. 10 내지 p. 26 에서 발견된다. 거기에 보여진 테스트 화학물질 및 테스트 엘리먼트들은 또한 원칙적으로 본 발명의 맥락에서 채용가능하다. 하지만, 다른 테스트 화학물질 및/또는 테스트 엘리먼트들도 대안적으로 또는 추가적으로 사용가능하다.
많은 경우들에서, 예를 들면, 언급된 공개물들에 따른 테스트 화학물질은 적어도 하나의 효소 (enzyme) 를 포함하거나 및/또는 적어도 하나의 효소 검출 (enzymatic detection) 을 사용한다. 예를 들어, 그러한 효소 검출에서 전하 캐리어들이 생성될 수 있고, 이들은 예를 들면, 하나 이상의 지시약 염료 (indicator dye) 에 수송되거나 또는 전기화학적으로 직간접으로 검출될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 효소 검출 반응들이 알려져 있는데, 여기서 전하 캐리어들이 반응 당량 (reaction equivalent) 들에 전달되고, 이들은 예를 들면, 분석물의 반응에 대응하거나 당량의 양으로 검출 반응에서 일시적으로 형성될 수 있다. 이들 반응 당량들 및/또는 그들의 전하 캐리어들은, 예를 들면, 전기화학 검출 반응들에 의해서, 검출될 수 있거나 또는 차례로 대응하는 지시약, 예를 들면 염료로의 전하들의 수송이, 일어나서, 예를 들면, 색상 변화가 관찰될 수 있다. 테스트 화학물질에서 본 발명의 맥락에서 채용될 수도 있는, 효소 검출 반응들의 예들은,
Figure 112014045017534-pct00002
등의 Diabetes Technology and Therapeutics, Vol. 10, Supplement 1, 2008, p. 10 내지 p. 26 에 기재되어 있다.
분석물의 검출은, 예를 들면, 적어도 하나의 테스트 화학물질을 사용하여, 전기화학적으로 및/또는 광학적으로 일어날 수 있다. 예를 들면, 테스트 화학물질 또는 그의 일부로 검출될 분석물의 반응은 검출가능한 형광단 (detectable fluorophore) 의 양의 변화에 이를 수 있고, 여기서 형광단의 양은 분석물의 농도와 상관될 수 있다. 검출을 위해, 예를 들면, 형광단의 양에 대한 측정된 가변 특성이 기록될 수 있다. 그러한 검출 방법들은 또한 본 발명의 맥락에서 채용가능하다. 특히, 예를 들면, EP 1 780 288 A1 또는 WO 2009/015870 A1에 기재된 바와 같은 형광 분광 방법들이 여기서 채용될 수 있다.
알려진 테스트 엘리먼트들에 대한 큰 기술적 난관은 그들의 안정성이다. 따라서, 예를 들면, 산소 및 수분은, 테스트 화학물질 또는 그의 부분들의 품질에 손상을 줄 수 있다. 종래 기술로부터, 그러한 영향들에 대항하여 테스트 화학물질을 안정화하고 이런 식으로 예를 들어 테스트 엘리먼트들의 저장을 위한 요건들을 낮추고 장기 안정성을 증가시키기 위해 상당한 노력들이 알려져 있다. 예를 들면, 안정한 NAD/NADH 유도체들을 포함하는 테스트 화학물질은 이미 언급된 WO 2007/012494 A1에 기재되어 있다. 안정한 조효소 (coenzyme) 로 탈수소효소 (dehydrogenase) 의 안정화는 EP 2 093 284 A1에 기재되어 있다.
분석 엘리먼트들의 사용을 위한 적합성을 제어하는 방법은 EP 1 189 064 A1로부터 알려져 있다. 여기서, 제어 레퍼런스 값 (control reference value) 과 제 1 표준 레퍼런스 값 (standard reference value) 으로부터 형성된 제 1 표준 레퍼런스 비로부터, 제어 값과 제 1 표준 레퍼런스 값의 비의 편차 (deviation) 가 체크된다. 체크된 분석 엘리먼트는, 그 편차가 미리지정된 허용 범위 (prespecified tolerance range) 밖에 있는 경우, 거부된다. 그 중에서도, 테스트 필드의 소위 건조 블랭크 값 (dry blank value) 측정, 즉 샘플 액으로 아직 젖지 않는 테스트 필드의 광학 측정의 도움으로 분석 엘리먼트의 이용가능성 (usability) 을 체크하는 것이 여기서 제안된다. 제어 방법을 수행하기 위하여, 사용을 위한 그의 적합성의 제어 그리고 분석을 수행하는 기능을 하는 테스트 필드에 더하여, 분석 엘리먼트는 유리하게 통합 레퍼런스 제어 수단 (integrated reference control means) 을 포함하는 것이 제안되어 있다. 하지만, EP 1 189 064 A1에 제안된 방법은, 실제로 많은 난관들을 갖고 있다. 따라서, 테스트 필드의 반사도 (reflectance) 가 샘플로 젖기 전에 측정되는 건조 블랭크 값 측정에 의하여, 분석 엘리먼트의 노화 (aging) 의 대략적인 체크만이 인식할 수 있다. 예를 들면, 이런 식으로, 매우 대략적인 한계들 내에서, 예를 들어, 테스트 필드에 포함된 염료의 변색 (discoloration) 에 기인한 테스트 필드의 변색의 도움으로, 상당히 열화된 테스트 엘리먼트들의 제외가 수행될 수 있다. 게다가, 통합 레퍼런스 제어 수단의 제공은, 모든 경우에서 간단하고 저렴하게 실현가능하지 않은, 테스트 엘리먼트들의 설계에 대한 기술적 요구들을 둔다.
EP 2 221 608 A1로부터, 테스트 테이프에 의해 체액의 조사를 위한 테스트 방법이 또한 알려져 있다. 측정 신뢰성을 증가시키기 위하여, 측정 시간 인터벌의 지속시간에 대해 측정 신호들의 시간 및/또는 파장 의존적 변화로부터 제어 값이 결정되는 것이 제안되어 있다. 이 제어 값의 도움으로, 측정 신호들은, 측정 후에 유효로서 프로세싱되거나 잘못된 것으로서 버려진다. 그 중에서도, 또한, 여기서 아직 미사용 테스트 필드들의 블랭크 값 측정으로부터 테스트 필드 제어 값을 결정하고, 배치 제어 값 (batch control value) 과의 비교에 의해 테스트 필드의 이용가능성을 결정하여 테스트 재료에 대한 저장 시간의 영향을 파악하는 것이 제안되어 있다. 여기서, 예를 들면, 테스트 테이프에 지정된 저장 수단에 배치 제어 값을 저장하는 것이 제안되어 있다. 하지만, EP 2 221 608 A1에 제안된 이 방법도, 실제로, 몇몇 기술적 난관들을 갖고 있다. 따라서, 이 방법은, 예를 들어, 배치 제어 값이 결정되고 테스트 엘리먼트들에 첨부된다는 사실에 의해 구속된다. 게다가, 대체로 테스트 화학물질의 대략의 열화만이 또한 이 경우에 건조 블랭크 값의 반사도 측정 때문에 파악가능하고, 이는 특히 차례로 염료의 열화 및 그와 연결된 테스트 필드들의 색상 변화에 기인한다. 이런 식으로 파악가능하지 않고 예를 들면, 테스트 필드들의 색상 변화에 이르지 않는 열화들만이 이런식으로 비교적 어렵게 식별될 수 있고 제외될 수 있다.
WO 01/60248 A1에서, 조직내에서 분석물 농도 특히 포도당 농도의 비침습적 측정 방법 및 디바이스들이 기재되어 있다. 여기서, 환자의 조직내의 타겟이 광학적으로 시뮬레이트되는데, 이는 포도당 그 자체는 아니지만, 그의 형광이 포도당 농도와 상관된다. 그 중에서도, 여기서, PDCCL (pepsin digestible collagen cross links) 를 타겟으로서 사용하는 것이 제안되어 있다. 포도당 자체는 낮은 고유 형광을 갖지만, PDCCL의 형광은 환자의 포도당 레벨에 따라 변화한다. 게다가, 타겟의 형광은, 예를 들면, 연령, UV 노출, 피부 색상, 또는 다른 효과들과 같은 일정한 효과들에 의존할 수 있다는 것이 개시되어 있다. 따라서, 콜라겐 매트릭스의 상태를 평가하고 고려하기 위하여 UVA (ultraviolet spectral range) 에서 조사로 피부의 형광 신호들을 사용하는 것이 제안되어 있다.
DE 10 2008 056583 A1에서, 시약 품질의 결정을 위한 방법 및 디바이스가 기재되어 있다. 여기서, 캐리어 엘리먼트는 일정한 물체들과 동시에 테스트 재료로 처리 스테이션 (treatment station) 들을 통과한다. 여기서 유발된 테스트 재료의 변화들이 기록되고 레퍼런스 데이터와 비교된다. 그 중에서도, 형광에 의한 처리에 의해 유발된 테스트 재료의 특성 성질들을 기록하는 것이 제안되어 있다.
WO 03/023356 A2 에는, 체내 (in vivo) 분석물 농도의 비침습적 측정을 위한 디바이스 및 방법들이 기재되어 있다. 여기서, 광학 커플러가, 다수의 구역들을 포함하는 디바이스와 피부 표면을 연결하는데 사용된다. 이들 구역들은, 디바이스의 캘리브레이션, 피부 표면의 판독 및 디바이스를 위한 보호 기능을 포함한, 다수의 목적들을 위한 영역들을 포함한다.
테스트 스트립들에서 포도당 농도의 검출을 위한 형광단의 사용은 또한 종래 기술로부터 일반적으로 알려져 있다. 이와 관련하여, 예를 들면, EP 1 780 288 A1 또는 WO 2009/015870 A1이 참조될 수 있다. 단백질 및 다른 형광단의 형광에서의 포도당 유도 변화들은, 예를 들면, J. C. Pickup 등의, Biosensors and Bioelectronics 20 (2005) 2555 에서, 포도당 검출을 위해 사용된다. C. M. Moore, Biomacromolecules 5 (2004) 1241, page 1243 에서, 또한, 알코올 탈수소효소의 수명은 검출 반응에서 형성된 조효소 NADH의 측정에 의해 측정될 수 있다는 것이 기재되어 있다. V. Scognamiglio, Journal of Fluorescence, 14 (3) (2004) 491 및 G. Mendoza-Hernandez, Biochimica et Biophysica Acta 1478 (2000) 221에서, 예를 들면 요소에 의해 유도되는, 단백질의 형태 (conformation) 와 단백질의 고유 형광 성질들의 변화에 대한 참조들이 발견된다. M. V. Duffelen, Biophysical Journal 87 (2004) 1767 에서, 단백질의 고유 형광은 트립토판과 연관되고, 그의 여기 파장은 295 nm이고 그의 방출 스펙트럼은 305 내지 400 nm 의 인터벌에서 검출된다. S. R. Bhaumik, Physiological Chemistry in Physics and Medicine NMR 31 (1999) 85 에서, 단백질의 변성 (denaturation) 으로 340, 347 및 354 nm 에서의 형광 방출의 시프트에 대해 보고되어 있다. 또한, 상기 G. Mendoza-Hernandez, Biochim. Biophys. Acta 1478 (2000) 221 에서, 단백질에서 발견된 트립토판의 방출 특성의 변화에 대해 참조된다. 유사하게, W. Hilt, Biochim. Biophys, Acta 1076 (1991) 298 는 GlucDH-S 의 형광 방출의 변화를 기술하고, 여기서 흡수 스펙트럼들이 또한 기술된다. G. Mendoza-Hernandez, Biochim. Biophys. Acta 1478 (2000) 221 의 상기 공개물에서, 또한, 요소에 의한 GlucDH 의 변질은 가역적이라는 것이 적시되어 있다. GlucDH 의 해리 (dissociation) 및 변성의 가역성은 또한 H. E. Pauly, Biochemistry 16 (21) 1977, 4599 에 기재되어 있다. 또한 거기에는, 해리에 대한 흡수의 청색 시프트가 관찰가능하다는 것이 설명되어 있다. GlucDH 에 대한 흡수 측정들은 또한, T. Yamazaki 등의 Applied Biochemistry and Biotechnology 77 - 79 (1999) 325 에 기재되어 있다. 여기서, 흡수 피크는 409 nm에서 관찰된다. 효소의 온도 스트레스는 이 흡수 피크의 소멸 (disappearance) 에 이른다. 게다가, 온도 처리시 감소하고 미지의 보조 인자 (cofactor) 에 기인하는 형광이 관찰된다. K. Inose, Biochim. Biophys. Acta 1645 (2003) 133-138 에서, 고유 형광은 보조 인자 FAD에 의해 야기된다는 것이 보여져 있다.
알려진 방법, 디바이스들 및 테스트 화학물질들을 사용하여 달성되는 진보들에도 불구하고, 알려진 검출 방법으로는, 여전히 테스트 엘리먼트들의 가능한 노화 현상들에 대한 남아있는 불확실성이 있다. 이 문제는, 실제로, 예를 들면, 개개의 테스트 스트립들로서 또는 여러 테스트 화학물질 영역들을 갖는 테스트 엘리먼트들로서 시판되는 테스트 엘리먼트들이 만료 날짜 (expiry date) 를 갖는다는 점에서 해결된다. 대응하는 코딩에 의해, 분석 장치는 또한, 예를 들면, 이 만료 날짜가 초과되었는지를 인식하고 대응하여 이 타입의 노화된 테스트 엘리먼트들의 사용을 방지할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 명목 수명 (nominal lifespan) 의 만료 전에도, 결함있거나 또는 노화된 테스트 엘리먼트들이 측정에 사용될 수 있는 위험이 있다. 따라서, 예를 들어, 테스트 엘리먼트들은 용기들에 공급되고, 여기서 건조제가 포함되어, 저장을 위한 낮은 습기 분위기를 보장한다. 사용자는, 예를 들면, 테스트 스트립의 제거 직후에 다시 이 용기를 닫도록 프롬프트된다. 하지만, 특히, 치매 증상을 갖고 있는 사용자들의 경우에 또는 그렇지 않으면 어린이들의 경우에, 실제로 테스트 엘리먼트들의 그러한 올바른 처리가 또한 실제로 일어나는 것이 항상 보장될 수는 없어서, 열화된 테스트 엘리먼트들을 사용한 측정이 모든 상세들에서 제외될 수는 없다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 알려진 분석 장치 및 방법들의 단점들을 적어도 대체로 회피하는, 샘플에서 적어도 하나의 분석물을 검출하는 분석 장치 및 방법을 이용가능하게 하는 것이다. 특히, 열화된 테스트 엘리먼트들의 사용은, 그것이 저장 수명 초과에 의한 열화이든 또는 테스트 엘리먼트들의 잘못된 처리 또는 저장에 의한 열화이든, 가능한 한 회피되야 한다.
이 목적은 독립 특허 청구항들의 특징부들을 갖는 분석 장치 및 발명에 의해 달성된다. 개별적으로 또는 임의의 원하는 조합으로 실현될 수 있는 본 발명의 유리한 개선들은 종속 특허 청구항들에서 제시된다.
본 발명의 제 1 양태에서, 샘플에서 적어도 하나의 분석물을 검출하는 분석 장치가 제안된다. 분석 장치는 적어도 하나의 분석물 측정을 수행하도록 구비되고, 분석물 측정에서 분석물의 존재에 의해 변화가능한 테스트 엘리먼트의 적어도 하나의 테스트 화학물질의 적어도 하나의 성질, 특히 전기 및/또는 광학 성질이 기록된다.
분석물은 일반적으로, 정량적으로 또는 정성적으로 검출될 임의의 원하는 물질 또는 물질 조합을 의미하는 것으로서 본 발명의 맥락에서 이해된다. 전술된 바처럼, 바람직하게는 정확하게 하나의 분석물 또는 일정한 분석물들의 그룹이 특이적으로 검출되는, 이 적어도 하나의 분석물은, 특히, 적어도 하나의 물질일 수 있고, 이는 인간 또는 동물 몸의 대사에 직간접으로 수반된다. 특히, 그것은 적어도 하나의 대사물질일 수 있다. 개별적으로 또는 임의의 원하는 조합으로 검출될 수 있는 분석물들의 예들은, 포도당, 특히 혈당, 요산, 에탄올, 락테이트 및 콜레스테롤이다. 하지만, 다른 분석물들이 또한 원칙적으로 검출될 수 있다.
적어도 하나의 샘플은 특히 액체 샘플일 수 있다. 특히, 그것은 체액일 수 있다. 예를 들면, 액체 샘플은, 전혈, 혈장, 조직액, 타액 (saliva), 요소, 소변 또는 다른 타입들의 체액들로부터 선택될 수 있다. 하지만, 체액에 대해 대안적으로 또는 부가적으로, 액체 샘플은 또한, 적어도 하나의 다른 액체, 예를 들면, 적어도 하나의 제어 용액을 포함할 수 있다. 그러한 제어 용액들은, 예를 들면, 적어도 하나의 용매 또는 용매 혼합물에서 지정된 농도로 검출될 적어도 하나의 분석물, 예를 들면, 물과 같은 용매에서 지정된 농도의 포도당을 포함할 수 있다.
검출은 일반적으로, 샘플에서 분석물의 존재 또는 부존재 및/또는 샘플에서 분석물의 양 또는 농도에 대한 정량적 또는 정성적 결정을 허용할 수 있는 정보의 적어도 하나의 아이템이 생성되는 프로세스를 의미하는 것으로서 본 발명의 맥락에서 이해된다. 이 정보는, 예를 들면, 직접 사용자에게 전달될 수 있거나 및/또는 예를 들면, 데이터 저장부에서 및/또는 분석 장치로부터 분리된 장치로 전송에 의해 전자적인 형태로 존재할 수 있다.
분석물 측정은, 적어도 하나의 검출가능한 변수, 예를 들면 분석물의 검출 기능을 하는 적어도 하나의 측정가능한 변수가 기록되는 측정 프로세스를 의미하는 것으로 본 발명의 맥락에서 이해된다. 예를 들면, 기록된 변수는, 예를들어, 현색 (color appearance), 루미네센스 (luminescence), 루미네센스 수명, 및/또는 전기화학 변수, 예를 들면, 전압 및/또는 전류로부터 특히 선택되는, 광학 측정 변수와 같은 물리적 측정가능한 변수를 포함할 수 있다. 분석물 측정들의 가능한 실시형태들에 대하여, 예를 들면, 전술된 종래 기술이 참조될 수 있고 예를 들면, 일반적으로 분석물 측정을 위해 알려진 광학 및/또는 전기화학적 검출 방법들이 참조될 수 있다.
분석 장치는, 분석물 측정을 수행하기 위해 적어도 하나의 분석물 측정 디바이스를 포함할 수 있다. 이 분석물 측정 디바이스는, 예를 들면, 적어도 하나의 광학 및/또는 적어도 하나의 전기 측정 장치를 포함하여, 예를 들면, 광학 측정 및/또는 전기화학 측정을 수행할 수 있다. 그러한 분석물 측정 디바이스들의 예들은 아래에서 더욱 더 상세히 설명된다.
분석물 측정에서, 분석물의 존재에 의해 변화가능한 테스트 엘리먼트의 적어도 하나의 테스트 화학물질의 적어도 하나의 성질, 특히 전기 및/또는 광학 성질이 기록된다.
여기서 테스트 화학물질은 일반적으로, 분석물의 존재에서, 적어도 하나의 검출가능한 변화가능한 성질, 예를 들면, 물리적으로 검출가능한 성질을 변화시키기 위하여 구비되는 물질 또는 물질 혼합물을 의미하는 것으로 본 발명의 맥락에서 이해된다. 특히, 테스트 화학물질은, 분석물의 존재에서 분석물의 존재에 의존하는 적어도 하나의 성질을 변화시키기 위해 구비될 수 있다. 여기서, 여러 가능성들이 존재한다. 따라서, 예를 들면, 적어도 하나의 성질이 2개의 상태들간에 변화될 수 있고, 여기서 하나의 상태는, 분석물이 존재하는 경우에 일어나고, 다른 상태는 분석물이 부재하는 경우에 일어난다. 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 성질은 또한, 단계적으로 (stepwise) 또는 연속적으로 변화될 수 있고, 여기서 성질은 단계적으로 또는 연속적으로, 예를 들면, 분석물의 농도의 함수인 성질에 의해, 분석물의 농도에 따라 여러 상태들을 가질 수 있다. 다양한 실시형태들이 가능하다.
가능한 테스트 화학물질들에 대하여, 특히 종래 기술의 위의 설명이 참조될 수 있다. 더욱이, 테스트 화학물질의 바람직한 실시형태들이 아래에서 더욱 설명된다. 특히, 이 적어도 하나의 성질은 전기 및/또는 광학 성질일 수 있고, 이는 적절한 분석물 측정 디바이스를 사용하여 기록될 수 있다. 전기 성질의 검출을 위하여, 예를 들면, 전기 측정 디바이스, 예를 들면, 전압 측정 디바이스 및/또는 전류 측정 디바이스가 제공될 수 있다. 광학 성질의 검출을 위하여, 예를 들면, 적어도 하나의 광학 분석물 검출기가 존재할 수 있다. 예시적인 실시형태들은, 아래에서 더 자세히 논의된다.
이와 관련하여, 분석 장치들은, 예를 들면, 알려진 분석 장치들에 대응할 수 있다. 전술된 문제를 해결하기 위하여, 또한, 분석 장치가 테스트 화학물질 상에 적어도 하나의 품질 측정을 수행하도록 구비되는 것이 제안되고, 여기서, 품질 측정에서 테스트 화학물질의 적어도 하나의 고유 루미네센스가 기록되고, 테스트 화학물질의 품질, 특히 열화가 고유 루미네센스로부터 결정된다.
분석물 측정만을 기능하는 알려진 분석 장치들과 달리, 제안된 분석 장치는 따라서 또한 품질 측정을 수행하도록 구비된다. 품질 측정은 여기서 일반적으로, 테스트 화학물질의 품질이 정량적으로 또는 정성적으로 기록되는 프로세스를 의미하는 것으로서 본 발명의 맥락에서 이해된다.
테스트 화학물질의 품질은 일반적으로, 테스트 화학물질의 상태에 관한 정보를 제공하는 정보를 의미하는 것으로 본 발명의 맥락에서 이해된다. 특히, 이 정보의 적어도 하나의 아이템은, 테스트 화학물질의 노화 상태에 관한 정보, 특히 열화에 관한 정보 또는 테스트 화학물질의 열화 상태에 관한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 이 정보의 적어도 하나의 아이템은, 예를 들면, 디지털 유형 (digital nature) 일 수 있고, 예를 들면, 정보 "품질 OK" 또는 "품질 비 OK" 를 포함할 수 있다. 그러한 정보는, 예를 들면, 하나 이상의 임계 값들의 도움으로 결정될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 품질 측정에서 적어도 하나의 품질 측정 값은, 예를 들면, 대응하는 신호의 형태로 및/또는 대응하는 전자 정보의 형태로 생성될 수 있고, 여기서 이 적어도 하나의 품질 측정 값은, 예를 들면, 하나 이상의 임계 값들과 비교되어, 품질의 정보를 생성한다. 순수 디지털 품질에 대해 대안으로 또는 추가적으로, 품질은 또한, 예를 들면, 품질이 또한 정량화될 수 있도록 복수의 정보들을 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 품질은 품질 정보의 적어도 하나의 아이템을 포함할 수 있고, 이는 예를 들면, 지정된 스케일로, 테스트 화학물질의 성질, 예를 들면, 열화 또는 에이징 상태를 정량화한다.
따라서, 예를 들면, 분석 장치는, 미리, 품질 측정을 수행하기 전에, 비교 정보의 하나 이상의 아이템들이 생성되고, 이들이 분석 장치 내에서 또는 또한 외부에서 일어날 수 있도록, 구비된다. 이들 비교 정보의 아이템들은, 예를 들면, 분석 장치에서 저장될 수 있다. 일반적으로, 품질 측정에서 적어도 하나의 품질 측정 값이 생성될 수 있고, 이는, 예를 들면, 비교 정보의 하나 이상의 아이템들, 예를 들면 하나 이상의 임계 값들과 비교될 수 있다. 이런 식으로, 품질의 정보의 적어도 하나의 아이템이, 예를 들면, 이 적어도 하나의 비교의 결과로서, 생성될 수 있다. 전술된 바처럼, 예를 들면, 이 디지털 유형의 정보는, 예를 들면, 품질 측정의 결과에 대응하여, 테스트 화학물질의 품질이 하나 이상의 연속 또는 불연속 카테고리들로 분류된다는 점에서, 여러 등급들일 수 있거나 또한 이들을 포함할 수 있다. 이 분류에 관한 정보는 품질 측정의 결과일 수 있다.
테스트 화학물질의 노화 및 특히 열화는 일반적으로, 분석물 측정에 영향을 미칠 수 있는 테스트 화학물질 또는 테스트 화학물질의 일부의 임의의 원하는 변화를 의미하는 것으로서 본 발명의 맥락에서 이해될 수 있다. 여기서, 그것들은 예를 들어 원하지 않은 산화 및/또는 물의 포함과 같은 화학적 변화들, 또는 그렇지 않으면 예를 들어, 소위 형태 변화들, 결정화 또는 유사한 효과들과 같은 다른 물리적 변화들일 수 있다.
여기서 테스트 화학물질의 고유 루미네센스는 일반적으로, 샘플이 테스트 화학물질에 도포되지 않는 경우에, 가능하게는 예를 들면 캐리어 엘리먼트와 같은 테스트 엘리먼트의 다른 엘리먼트들과 상호작용에 의해, 테스트 화학물질에 의해 방출될 수 있는, 테스트 화학물질의 루미네센스, 즉 인광 (phosphorescence) 및/또는 형광 (fluorescence) 을 의미하는 것으로 이해된다. 그러므로, 그러한 고유 루미네센스는, 예를 들면, 테스트 화학물질에의 샘플의 도포 전에 기록될 수 있다. 고유 루미네센스를 기록하기 위하여, 테스트 화학물질은, 예를 들면, 하나 이상의 파장들을 갖는 여기광으로 조사될 수 있고, 여기서 일어나는 루미네센스는, 적합한 검출기에 의해, 조사의 시간 지연을 두거나 또는 그와 동시에, 기록될 수 있다. 특히, 고유 루미네센스는 테스트 화학물질의 고유 형광을 포함할 수 있다.
품질 측정을 수행하기 위하여, 분석 장치는, 예를 들면, 품질 측정 디바이스를 포함할 수 있다. 이 품질 측정 디바이스는, 예를 들면, 적어도 하나의 품질 검출기일 수 있고, 이는, 적어도 테스트 화학물질의 현재 성질을 기록하고, 그로부터 테스트 화학물질의 품질이 결정될 수 있다. 예를 들면, 적어도 품질 측정 값이 여기서 생성될 수 있다. 품질 측정 디바이스에 의해 기록되는, 이 적어도 하나의 기록가능한 성질은, 특히, 가변 성질과 상이할 수 있고, 이는 분석물 측정동안 기록된다. 따라서, 예를 들면, 분석물 측정에서 그리고 품질 측정에서 각 경우에 테스트 화학물질의 전기 및/또는 광학 성질이 기록될 수 있지만, 이는 바람직하게는 상이하다. 예를 들면, 양쪽 모두의 경우에서 광학 성질이 기록되더라도, 그것들은 특히 상이한 광학 성질들, 예를 들면, 아래에서 더 자세히 설명되는 바처럼, 분석물 측정에서 반사도 측정 및/또는 색상 변화의 측정 그리고 품질 측정에서 형광의 측정일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 예를 들면, 형광 측정들은 또한 상이한 스펙트럼 범위들에서 수행될 수 있다. 예들은 아래에 더 상세히 설명된다.
품질 측정들에 의해, 알려진 분석 장치들의 전술된 문제는 다른 방식들에서 회피될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 품질 측정은, 분석물 측정의 적어도 하나의 결과를 평가 및/또는 개정, 예를 들면 수정하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 분석물 측정의 결과는 품질 측정에 의해 교정될 수 있다. 예를 들면, 교정 정보의 적어도 하나의 아이템은, 분석 장치에 저장될 수 있고, 이는, 분석물 측정의 결과를 고려하고 품질 측정의 결과를 고려하여, 측정 결과를 생성하고, 이는 샘풀에서 분석물을 정성화 또는 정량화한다. 하지만, 대안적으로 또는 추가적으로, 분석 장치는 또한, 품질 측정의 결과에 따라, 분석물 측정을 가능하게 하거나 또는 방지하기 위하여, 또는 품질 측정의 결과에 따라 사용자 또는 다른 장치에 대해 분석물 측정의 결과의 출력을 가능하게하거나 또는 방지하기 위하여 셋업될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 적어도 하나의 품질 임계치가 분석 장치에서 지정될 수 있고, 이것과 품질 측정에서 결정된 품질이 비교된다. 이런 식으로, 예를 들면, 결과 " 품질 OK" 또는 "품질 비 OK" 가 생성될 수 있다. 이 결과에 따라, 예를 들면, 테스트 화학물질을 사용한 후속 분석물 측정이 인에이블 또는 디스에이블될 수 있거나, 또는 분석물 측정이 이미 수행된 경우에, 결과의 평가가, 예를 들면, 이 결과가 심지어 사용자 또는 다른 장치에 통신되지 않음으로써, 또는 그 결과가 예를 들면 적절한 메시지, 예를 들면 경고 메시지로 통신됨으로써, 일어날 수 있다. 다양한 실시형태들이 가능하다.
본 발명의 맥락에서 테스트 엘리먼트는 일반적으로, 위의 정의에 따라 적어도 하나의 테스트 화학물질을 포함하는 엘리먼트를 의미하는 것으로 이해된다. 테스트 엘리먼트는, 여기서 예를 들면, 오로지, 테스트 화학물질로만 이루어질 수 있다. 하지만, 그것은, 테스트 엘리먼트가 적어도 하나의 캐리어 엘리먼트를 포함하고, 이에 적어도 하나의 테스트 화학물질이 도포되거나 및/또는 여기에 적어도 하나의 테스트 화학물질이 포함되는 경우에, 바람직하다. 이 적어도 하나의 캐리어 엘리먼트는, 예를 들면, 플라스틱 재료, 종이 재료, 세라믹 재료 및 라미네이트 재료로 이루어지는 군으로부터 선택된 재료로부터 전체적으로 또는 부분적으로, 제조될 수 있다. 다른 실시형태들도 가능하다. 테스트 엘리먼트는, 예를 들면, 하나 이상의 필드들을 포함할 수 있고, 여기서 테스트 화학물질이 캐리어 엘리먼트에 도포되거나 및/또는 캐리어 엘리먼트에 포함된다. 테스트 필드는, 예를 들면, 테스트 화학물질의 적어도 응집 층 (cohesive layer) 이 캐리어 엘리먼트에 도포되거나 캐리어 엘리먼트에 포함되는 영역을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
테스트 엘리먼트는, 예를 들면 하나 이상의 그러한 테스트 필드들을 포함할 수 있다. 이들 테스트 필드들은, 예를 들면, 캐리어 엘리먼트에서, 또는 캐리어 엘리먼트 상에서 서로 옆에 배열될 수 있다. 캐리어 엘리먼트는, 예를 들면, 스트립형, 디스크형 또는 테이프형으로 설계될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 테스트 스트립들 또는 테스트 테이프들이 사용될 수 있다. 예들은 아래에 더 상세히 예시된다.
테스트 엘리먼트는 적어도 하나의 테스트 화학물질 및 적어도 하나의 선택적 캐리어 엘리먼트에 더하여 다른 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 따라서, 테스트 엘리먼트는, 예를 들면, 층 구조를 포함할 수 있고, 여기서 예를 들면, 적어도 하나의 테스트 화학물질이 하나 이상의 테스트 화학물질 층들의 형태로 캐리어 엘리먼트에 도포된다. 추가적으로, 적어도 하나의 다른 층, 예를 들면, 분리층 및/또는 반사 층이 존재할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 테스트 구성이 생성될 수 있고, 여기서, 캐리어 엘리먼트 상에, 먼저 테스트 화학물질의 적어도 하나의 층이 도포되고, 그 다음에, 적어도 하나의 분리 층 및/또는 반사층이 도포되고, 여기서 분리층 및/또는 반사층은 예를 들면, 샘플의 원하지 않은 구성요소들을 분리, 이를테면 예를 들어, 적혈구들을, 이들이 테스트 화학물질에 도달하고 거기에서 예를 들면 분석물의 광학 검출을 교란할 수 있기 전에, 분리하는 기능을 한다. 더욱이, 분리층 및/또는 반사층은, 예를 들면 하나 이상의 색소들을 포함할 수 있고, 이들은 예를 들면, 반사 성질, 예를 들면, 백색 색소들 이를테면 티타늄 이산화물 입자들을 갖는다. 따라서, 예를 들면, 층 구성이 형성될 수 있고, 여기서, 테스트 화학물질 층으로부터 멀리 향하는, 적어도 하나의 분리 층 및/또는 반사 층의 표면이 샘플 도포 측의 역할을 한다. 적어도 하나의 분석물의 검출은, 예를 들면, 캐리어 엘리먼트를 통해, 즉, 예를 들면 샘플 도포 측의 반대쪽 측으로부터 일어날 수 있다. 따라서, 캐리어 엘리먼트는, 예를 들면, 선택적으로, 완전히 또는 부분적으로 광학적으로 투명하게, 예를 들면, 테스트 화학물질내에 조사되는 적어도 하나의 여기광에 대해 광학적으로 투명하거나 및/또는 테스트 화학물질에 의해 방출되거나 및/또는 반사되는 적어도 하나의 검출 광에 대해 투명하도록 설계될 수 있고, 여기서 투명도는 예를 들면, 적어도 70%의 투명도를 의미하는 것으로 이해된다. 하지만, 다른 실시형태들, 예를 들면, 액체 샘플이 테스트 화학물질내에 측방향으로, 예를 들면 층 구조에 평행하게 도입되는 실시형태들 또한 원칙적으로 가능하다.
분석 장치는 특히, 분석물 측정 전에 적어도 한번 품질 측정을 수행하도록 구비될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 분석물 측정은 적어도 하나의 품질 측정에 의해 시간적으로 선행될 수 있다. 위에 설명된 바처럼, 분석물 측정은, 품질 측정의 결과에 의해, 예를 들면, 분석물 측정이 적어도 하나의 품질 측정의 결과에 따라, 다른 방식으로 방지되거나 또는 영향받음으로써, 영향받을 수 있다.
분석물 측정 및/또는 품질 측정을 수행하기 위하여, 분석 장치는, 대응하는 디바이스들 및/또는 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 따라서, 분석 장치는, 특히 적어도 하나의 분석물 검출기, 특히 적어도 하나의 광학 분석물 검출기를 포함할 수 있다. 광학 분석물 검출기는 일반적으로 여기서, 하나 이상의 광학 측정 기법들을 사용하여 적어도 하나의 분석물 검출을 수행할 수 있는 디바이스를 의미하는 것으로 이해된다. 특히, 광학 분석물 검출기는, 예를 들면, 적어도 하나의 광검출기, 예를 들면, 적어도 하나의 감광성 반도체 구조 엘리먼트, 이를테면 예를 들어 포토다이오드 및/또는 적어도 하나의 CCD 카메라를 포함할 수 있다. 선택적으로, 적어도 하나의 광학 분석물 검출기는 또한, 적어도 하나의 광 소스를 포함하여, 예를 들면 테스트 화학물질에 적어도 하나의 분석 광, 예를 들면, 적어도 하나의 여기광 및/또는 적어도 하나의 광을 조사할 수 있고, 이는 테스트 화학물질의 반사 또는 반사도 성질에 대응하여, 테스트 화학물질에 의해 반사되거나 및/또는 테스트 화학물질에 의해 다른 방식으로 영향받을 수 있다. 차례로, 적어도 하나의 광 소스는 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 여기광을 방출하고, 이는 테스트 화학물질을 적어도 루미네센스, 특히 형광으로 여기할 수 있다. 분석 장치는 일반적으로, 광학 분석물 검출기에 의해 분석물 측정에서 테스트 화학물질의 성질의 광학 기록, 특히 색상 측정 및/또는 반사도 측정 및/또는 형광 측정을 수행하도록 구비될 수 있다. 분석물 검출기의 적어도 하나의 선택적 광 소느는 하나 이상의 파장들을 방출하도록 구비될 수 있다. 분석물 검출기의 광 소스에 의해 방출된 광은 또한, 아래에서 분석광으로서 표기되고, 여기서 분석물 검출기, 특히 적어도 하나의 분석물 광검출기에 의해 기록된 광은, 또한 검출 광으로서 표기된다. 예를 들면, 검출 광은, 예를 들면, 테스트 화학물질의 테스트 엘리먼트 또는 그의 부분들 상에서의 확산 산란 후의 분석 광을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 검출 광은 또한 반사된 분석 광을 포함할 수 있다. 차례로, 대안적으로 또는 추가적으로, 검출광은 또한, 예를 들면, 테스트 화학물질에 의해 방출된 광, 예를 들면, 형광 광을 포함할 수 있고, 여기서 이 방출된 광의 광 방출은 분석 광에 의해 여기된다. 예를 들면, 분석물 검출기는, 테스트 엘리먼트의 적어도 하나의 층, 특히 테스트 화학물질에 대한 확산 반사, 특히 반사도를 기록하도록 구비될 수 있다.
위에서 설명된 바처럼, 고유 루미네센스는 특히 테스트 화학물질의 고유 형광을 포함할 수 있다. 일반적으로 고유 루미네센스는, 예를 들면, 스펙트럼적으로 해상되거나 및/또는 파장 범위에 걸쳐 적분적으로 기록될 수 있다.
분석 장치는, 기록된 고유 루미네센스 또는 이 고유 루미네센스와 상관되는 값, 예를 들면, 검출기 신호를, 직접 테스트 화학물질의 품질로서 사용할 수 있다. 하지만, 대안적으로 또는 추가적으로, 위에서 설명된 바처럼 그리고 아래에서 더 자세히 예시적으로 설명되는 바처럼, 품질은 또한 단지, 기록된 고유 루미네센스를 사용하여 다른 방식으로 계산 또는 결정될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 고유 루미네세스로부터 먼저, 아래에서 더 자세히 설명되는 바처럼, 테스트 화학물질의 적어도 하나의 효소 및/또는 테스트 화학물질의 적어도 하나의 조효소의 활성이 결정될 수 있거나 및/또는 테스트 화학물질의 다른 물질의 활성이 결정될 수 있다.
분석 장치는 특히, 고유 형광이 적어도 하나의 미리결정된 임계치를 넘는 경우에, 테스트 엘리먼트의 열화에 대해 결정 (conclusion) 들을 이끌어내도록 구비될 수 있다. 따라서, 아래에서 더 자세히 예시적으로 설명되는 바처럼, 관례적 테스트 스트립 시스템들로, 테스트 화학물질의 고유 루미네센스, 특히 고유 형광이 많은 경우들에서 테스트 엘리먼트들의 그리고 특히 테스트 화학물질의 노화에 따라 증가한다는 것을 알아냈다. 특히, 적어도 하나의 효소, 예를 들면, 포도당 산화효소 및/또는 포도당 탈수소효소를 포함하는 테스트 화학물질들로, 테스트 화학물질의 노화시 테스트 화학물질의 고유 형광의 증가로부터 결정이 이끌어내어질 수 있다. 이들 경험적인 관찰들로부터, 고유 형광의 이러한 증가가, 예를 들면, 열화에서 형성된 열화 생성물들의 고유 형광에 의해 야기되는지 및/또는 예를 들면, 노화 프로세스 동안 테스트 화학물질의 형태 변화, 그리고 그에 의한 예를 들면 감소 형광 소광 (reduced fluorescence quenching) 과 같은 다른 프로세스들이 역할을 하는지 결정되지 않은 상태로 남아 있을 수 있다. 고유 루미네센스의 증가를 검출하기 위하여, 하나 이상의 임계 값들이 임계치로서 지정될 수 있다. 예를 들면, 루미네센스는 여기서 직접 적어도 하나의 임계 값과 비교되거나, 다른 특성 값들이 또한 먼저 적어도 하나의 고유 루미네센스로부터 결정될 수 있고, 이는 다음으로 적어도 하나의 임계 값과 비교된다.
위에서 설명된 바처럼, 품질 측정에서 결정된 테스트 화학물질의 품질은 다양한 방식으로 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 품질이 하나 이상의 지정된 조건들을 충족하지 않는다는 것이 확립되면, 예를 들면, 고유 루미네센스가 하나 이상의 임계 값들을 초과하면, 선행하는 분석물 측정은 버려질 수 있거나 또는 후속 분석물 측정이 방지될 수 있거나, 또는 경고가 사용자에게 제기될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 결정된 품질은 또한, 예를 들면, 품질 측정에서 결정된 품질을 고려하는 분석물 측정에서 결정된 테스트 화학물질의 가변 성질로부터 샘플에서 분석물 농도의 계산을 수행하기 위하여, 분석물 측정의 평가에서 고려될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 분석 장치는, 예를 들면, 테스트 화학물질의 품질을 고려하여, 샘플의 부피당 분석물의 질량 또는 샘플의 질량 당 분석물의 질량으로 표시되는, 일반적으로 샘풀에서 분석물의 농도의 계산을 수행하도록 구비될 수 있다. 예를 들면, 이것은, 결정된 품질에 의존하는, 분석물 측정으로부터 계산된 분석물의 농도의 또는 분석물 측정의 보정이 일어난다는 점에서, 일어날 수 있다. 따라서, 단순 보정 팩터 (simple correction factor) 들, 즉, 예를 들면, 선형 보정들이 사용될 수 있다. 하지만, 비선형 보정들이 또한 원칙적으로 가능하다. 따라서, 예를 들면, 하나 이상의 보정 함수들이 사용될 수 있고, 이들은, 예를 들면, 분석 장치의 데이터 저장부에 저장될 수 있고, 이는 결정된 품질에 따라 분석물 농도의 계산을 수행한다. 이들 보정 함수들은 선형 또는 그렇지 않으면 비선형일 수 있다. 보정 함수들은, 예를 들면, 경험적으로 결정될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 품질 측정에서, 효소 활성이 결정될 수 있고, 예를 들면, 효소 검출 동안 테스트 화학물질의 효소 활성의 감소로부터 발생되는 분석물의 보다 낮은 변환이 분석물 측정의 평가에서 고려될 수 있다. 이 고려의 예들은 아래에서 더욱 더 상세히 설명된다.
적어도 하나의 품질 측정을 수행하기 위하여, 분석 장치는, 적어도 하나의 광학 품질 검출기를 더 포함할 수 있다. 이 광학 품질 검출기는, 전술된 선택적인 분석물 검출기내에, 특히 광학 분석물 검출기에서 전체적으로 또는 부분적으로 통합될 수 있거나 또는 또한 적어도 하나의 선택적인 분석물 검출기로부터 전체적으로 또는 부분적으로 분리되게 구성될 수 있다. 이것은, 품질 검출기가 적어도 하나의 분석물 검출기와 컴포넌트들의 면에서 전체적으로 또는 부분적으로 동일하게 구성될 수 있다는 것을 의미한다. 하지만, 바람직하게는, 품질 검출기는, 분석물 검출기로부터 전체적으로 또는 부분적으로 상이하게 설계되고 적어도 하나의 엘리먼트, 예를 들면, 적어도 하나의 광 소스 및/또는 적어도 하나의 검출기, 특히 적어도 하나의 광검출기를 포함하고, 이는 동시에 분석물 검출기의 컴포넌트가 아니다. 따라서 분석물 검출기 및 품질 검출기는 상이한 광 소스들 및/또는 상이한 광검출기들을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 광 소스 및/또는 적어도 하나의 광검출기는 또한, 품질 검출기 그리고 분석물 검출기 양자 모두에서 채용될 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 광 소스가 제공될 수 있고, 이는 분석물 검출기를 위한 광 그리고 품질 검출기를 위한 광 양자 모두를 이용가능하게 하고, 여기서 이 이용가능하게 하는 것은 동시적으로 또는 그렇지 않으면 상이한 시간들에서 일어난다. 분석물 검출기에 대해 이용가능해진 광은, 품질 검출기에 대해 이용가능해진 광과 스펙트럼적으로 상이할 수 있거나 또는 그렇지 않으면 스펙트럼적으로 동일할 수 있다. 예를 들면, 분석물 검출기는 적어도 하나의 분석물 광 소스를 가질 수 있고, 이는 분석 광의 생성을 위해 채용된다. 예를 들면, 이것은, 360 nm의 파장을 갖는 분석 광일 수 있다. 동일한 분석물 광원이 또한, 동시적으로 또는 시간 지체로, 품질 검출기의 컴포넌트로서 채용될 수 있고, 예를 들면, 품질 측정을 위해 여기광 또는 다른 광들을 이용가능하게 할 수 있다. 이 여기광은, 예를 들면, 분석 장치와 같은 스펙트럼 성질 또는 같은 파장을 가질 수 있다. 대안적으로, 이 여기광은 또한, 상이한 스펙트럼 성질, 예를 들면, 상이한 파장을 가질 수도 있다.
따라서, 적어도 하나의 광학 품질 검출기는, 예를 들면, 적어도 하나의 광 소스를 포함할 수 있고, 이는 적어도 하나의 여기광, 특히, 자외 및/또는 가시 스펙트럼 범위의 광으로 완전히 또는 부분적으로 테스트 화학물질을 조사하도록 구비된다. 예를 들면, 적어도 하나의 여기 광 소스가 제공될 수 있고, 이는 340 nm 내지 380 nm, 예를 들면 360 nm 의 파장의 자외광으로 테스트 화학물질을 조사하도록 구비된다. 게다가, 광학 품질 검출기는, 적어도 하나의 감광성 엘리먼트를 가질 수 있고, 이는, 테스트 화학물질의 적어도 하나의 루미네센스를 정성적으로 또는 바람직하게는 정량적으로 기록하도록 구비된다. 예를 들면, 이 목적을 위해 적어도 하나의 포토다이오드, 적어도 하나의 CCD 카메라, 적어도 하나의 광검출기 또는 적어도 하나의 다른 타입의 감광성 엘리먼트가 제공될 수 있다. 게다가, 광학 품질 검출기는, 추가 광학 엘리먼트들, 이를테면 예를 들어, 여기광 필터링용 및/또는 루미네센스 필터링용 하나 이상의 필터들을 포함할 수 있다.
특히, 분석 장치는, 적어도 2개의 상이한 파장 영역들에서 고유 루미네센스를 광학 품질 검출기에 의해 기록하도록 구비될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 제 1 고유 루미네센스는 제 1 파장 인터벌에서 기록될 수 있고 적어도 제 2 고유 루미네센스는 적어도 제 2 파장 인터벌에서 기록될 수 있다. 다른 고유 루미네센스가 제공될 수 있는, 적어도 하나의 제 1 고유 루미네센스 및 적어도 하나의 제 2 고유 루미네센스가, 예를 들면, 관련 파장 인터벌들에 의해 적분적으로, 기록될 수 있다. 대안적으로, 고유 루미네선스의 기록의 스펙트럼 해상이 또한 일어날 수 있다. 특히, 광학 품질 검출기는, 제 1 파장 인터벌에서 적어도 제 1 고유 루미네센스 또는 적어도 제 1 고유 루미네센스 스펙트럼 그리고 적어도 제 2 파장 인터벌에서 적어도 제 2 고유 루미네센스 또는 적어도 제 2 고유 루미네센스 스펙트럼을 기록하도록 구비될 수 있다. 적어도 2개의 고유 루미네센스들의 기록을 위하여, 상이한 감광성 엘리먼트들, 예를 들면, 상이한 광검출기들 및/또는 상이한 포토다이오드들이 제공될 수 있다. 대안적으로, 상이한 루미네센스들이 또한, 동일한 검출기를 사용하여, 예를 들면, 먼저 제 1 광학 필터에 의해 필터링된 루미네센스를 기록하고 후속하여 시간 지연으로 수행되는 제 2 광학 필터에 의해 필터링되는 루미네센스를 기록하는 것에 의해, 기록될 수 있다. 대안적으로, 상이한 스펙트럼 성질들의 필터들의 사용을 위해, 예를 들면, 상이한 스펙트럼 성질들을 갖는 감광성 엘리먼트들이 또한 채용될 수 있다. 일반적으로, 광학 품질 검출기는 바람직하게는, 제 1 고유 루미네센스를 기록하기 위한 적어도 하나의 제 1 루미네센스 검출기, 그리고 선택적으로 적어도 하나의 제 1 광학 필터, 및 제 2 고유 루미네센스를 기록하기 위한, 적어도 하나의 제 2 루미네센스 검출기를 가질 수 있고, 선택적으로 적어도 제 2 광학 필터를 갖는다.
선택적으로 기록될 수 있는 적어도 2개의 고유 루미네센스들은 품질을 결정하기 위해 다양한 방식으로 사용될 수 있다. 따라서, 분석 장치는 특히, 적어도 2개의 상이한 파장 영역들에서의 고유 루미네센스로부터, 예를 들면, 제 1 고유 루미네센스 및 제 2 고유 루미네센스로부터, 품질을 특성화하는 적어도 하나의 품질 지표를 계산하도록 구비될 수 있다. 이 품질 지표는, 예를 들면, 제 1 고유 루미네센스 및 제 2 고유 루미네센스로부터 단순 지수 형성 (simple quotient formation) 에 의해 계산될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 예를 들면, 고유 루미네센스들의 선형 조합이 또한, 예를 들면, 지정된 절차에 따라 형성될 수 있다. 적어도 2개 고유 루미네센스들로부터 품질 지표의 계산을 위한 다른 함수들도 채용가능하다. 예들은 아래에 더 상세히 계산된다.
특히, 현재 사용된 효소 검출을 위해서, 하지만 다른 타입들의 테스트 화학물질들에 대해, 자외 스펙트럼 범위 및 가시 스펙트럼 범위에서 고유 루미네센스들로 고유 루미네센스들의 분리가 유리할 수 있다는 것이 보여졌다. 따라서, 예를 들면, 제 1 고유 루미네센스는, 380 nm 내지 420 nm 의 제 1 파장 범위에서 적분적으로 기록될 수 있고, 제 2 고유 루미네센스는 적어도 420 nm 또는 420 nm를 넘는 제 2 파장 범위에서, 예를 들면, 420 nm 내지 650 nm의 파장 범위에서 적분적으로 기록될 수 있다.
품질 검출기는, 전술된 바처럼, 특히, 적어도 하나의 여기 광 소스를 가질 수 있다. 이 적어도 하나의 여기광 소스는, 예를 들면, 반도체 광 소스를 포함할 수 있다. 하지만, 예를 들면, 백열등, 가스 방전 램프, 레이저 광 소스 또는 다른 타입의 여기광 소스 등의 다른 광 소스들도 원칙적으로 채용가능하다. 상이하거나 또는 동일한 타입의 다수의 여기 광 소스의 조합이 원칙적으로 또한 생각될 수 있다. 특히, 여기 광 소스는, 340 nm 내지 380 nm의 여기 파장을 갖는 여기광, 특히 360 nm의 여기광으로 테스트 화학물질을 조사하도록 구비될 수 있다.
분석 장치는 또한 적어도 하나의 평가 디바이스를 포함할 수 있다. 이 평가 디바이스는, 예를 들면, 적어도 하나의 데이터 프로세싱 디바이스, 예를 들면, 적어도 하나의 마이크로컴퓨터를 포함할 수 있다. 또한, 평가 디바이스는, 예를 들면, 하나 이상의 휘발성 또는 비휘발성 데이터 저장부들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 평가 디바이스는, 예를 들면, 분석물 측정 동안 기록되는 가변 성질로부터 샘플에서 분석물의 농도에 대해 및/또는 샘플에서 분석물의 존재에 대해 결정을 이끌어 내기 위하여, 프로그램적으로 구비될 수 있다. 따라서, 평가 디바이스는, 예를 들면, 하나 이상의 평가 함수들을 포함할 수 있고, 이들은, 예를 들면, 프로그램적으로, 구현될 수 있고, 그에 의해 테스트 화학물질의 기록된 성질, 예를 들면, 스펙트럼 성질, 색상 변화, 반사도 또는 다른 성질들로부터 분석물 농도에 대해 결정될 수 있다. 또한, 평가 디바이스는 또한, 기록된 성질로부터 샘플에서 분석물의 농도의 계산에서 테스트 화학물질의 품질의 전술된 고려를 수행하도록 구비될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 테스트 화학물질의 품질을 고려하는 적어도 하나의 보정이 평가 디바이스에서, 예를 들면 이 평가 디바이스에 저장되는 하나 이상의 보정 함수들 및/또는 하나 이상의 보정 팩터들에 의해, 구현될 수 있다. 예를 들면, 평가 디바이스는 또한 전자 테이블을 포함할 수 있고, 여기서 기록된 품질에 대응하는 분석물 농도의 보정을 위한 하나 이상의 보정 팩터 및/또는 하나 이상의 보정 함수들이 저장될 수 있다. 게다가, 평가 디바이스는 또한, 예를 들면, 위의 설명에 따라, 품질과 적어도 하나의 조건을 비교하도록, 특히 품질과 적어도 하나의 임계 값을 비교하도록 구비될 수 있다. 전술된 바처럼, 일정한 액션들, 예를 들면, 이미 일어난 분석물 측정의 평가 및/또는 여전히 일어날 분석물 측정의 릴리즈 (release) 및/또는 사용자 및/또는 다른 장치에 대한 경고 또는 정보의 제기 (issue) 가 이 비교의 결과들에 따라 이루어질 수 있다. 일반적으로, 분석 장치는, 예를 들면, 기록된 품질에 따라 적어도 하나의 액션을 수행하기 위하여, 평가 디바이스의 대응하는 프로그램 설비에 의해, 구비될 수 있다. 특히, 사용자에 대한 메시지의 출력; 특히 경고 메시지; 적어도 다른 디바이스, 예를 들면 외부 컴퓨터 및/또는 의료 컴퓨터로의, 품질에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템의 전파 (dissemination); 적어도 하나의 데이터 저장부에서 품질에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템의 저장; 분석물 측정, 즉, 예를 들면, 아직 수행되지 않은 분석물 측정의 방지 또는 촉진; 이미 수행된 분석물 측정의 고려 또는 비고려로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 액션이 수행될 수 있다.
분석 장치는, 적어도 하나의 테스트 엘리먼트, 예를 들면, 전술된 타입의 적어도 하나의 테스트 엘리먼트를 더 포함할 수 있다. 테스트 엘리먼트는 적어도 하나의 테스트 화학물질을, 예를 들면, 전술된 테스트 필드들의 하나 이상의 형태들로 포함한다. 적어도 하나의 테스트 엘리먼트들의 가능한 구성에 대해, 위의 설명들이 참조될 수 있다. 테스트 화학물질은, 분석물의 존재에 의해 적어도 하나의 성질을 변화시키기 위해 여기에 구비된다. 테스트 엘리먼트는, 예를 들면, 분석 장치에서 고정적으로, 통합될 수 있지만, 또한, 원칙적으로 분석 장치에 제거가능하게, 예를 들면, 하나 이상의 테스트 엘리먼트들의 형태로 부가될 수 있고, 이들은 또한 분석 장치에서 메거진 형태 (magazined form) 로 존재할 수 있다.
테스트 화학물질은 특히, 적어도 하나의 효소를 포함할 수 있다. 이 적어도 하나의 효소는, 특히, 산화효소, 예를 들면, 포도당 산화효소, 및 탈수소효소, 예를 들면, 포도당 탈수소효소로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 탈수소효소는, 본 발명의 맥락에서 특히, 수용체 분자로, 바람직하게는 리독스 보조인자 (redox cofactor) 들로 리독스 당량들인 하이드라이드 (H-) 의 전달에 의해 기질의 반응을 촉매할 수 있는 폴리펩티드들을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 용어 리독스 보조인자는 일반적으로 여기서, 효소적으로 전달되는 리독스 당량들을 위한 수용체 역할을 할 수 있는 분자, 그리고 특히 하이드라이드들 (H-) 을 지칭한다. 탈수소효소는 특히, 리독스 보조인자에 의존할 수 있고, 이는 때때로 또한 조효소로 표기된다. 특히, 하나 이상의 탈수소효소가 사용될 수 있고, 이는, 피롤로퀴놀린퀴닌 (PQQ); 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 (NAD) 또는 이들의 유도체; 플라빈, 특히 플라빈 아데닌 디뉴클레오티드 (FAD) 또는 플라빈 모노뉴클레오티드 (FMN) 로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나 조효소에 의존한다.
특히, 효소는, 포도당 탈수소효소 (E.C.1.1.1.47); 락테이트 탈수소효소 (E.C.1.1.1.27, 1.1.1.28); 말레이트 탈수소효소 (E.C.1.1.1.37); 글리세롤 탈수소효소 (E.C.1.1.1.6); 알코올 탈수소효소 (E.C.1.1.1.1); 알파-하이드록시부티레이트 탈수소효소; 소르비톨 탈수소효소; 아미노산 탈수소효소, 특히 L-아미노산 탈수소효소 (E.C.1.4.1.5); 포도당 산화효소 (E.C.1.1.3.4); 콜레스테롤 산화효소 (E.C.1.1.3.6); 아미노전이효소, 특히 아스파르테이트 또는 알라닌 아미노전이효소; 5'-뉴클레오티다제; 크레아틴 키나제; 포도당 6-포스페이트 탈수소효소 (EC 1.1.1.49); NAD-의존성 콜레스테롤 탈수소효소 (EC 1.1.1.62); FAD-의존성 포도당 탈수소효소 (EC 1.1.99.10); PQQ-의존성 포도당 탈수소효소 (EC 1.1.5.2) 로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
게다가, 테스트 화학물질은 다른 물질들, 이를테면 예를 들어, 하나 이상의 조효소 및/또는 하나 이상의 매개체 (mediator) 및/또는 하나 이상의 염료들을 포함할 수 있다. 특히 바람직하게는, 테스트 화학물질은, 포도당 탈수소효소 및 cNAD 그리고 선택적으로 적어도 하나의 염료의 조합을 포함한다. 하지만, 테스트 화학물질 또는 다른 조합들의 다른 실시형태들도 가능하다. 예를 들면, 가능한 테스트 화학물질들에 관하여 종래 기술의 전술된 문헌들의 전부가 참조될 수 있다. 이들 테스트 화학물질들이 원칙적으로, 본 발명의 맥락에서 사용될 수 있다. 특히, 가능한 테스트 화학물질 그리고 가능한 테스트 엘리먼트의 제조에 대해 WO 2010/094426이 참조될 수 있다. 하지만, 예를 들면, 전술된 종래 기술의 다른 공개물들에 따른 다른 테스트 화학물질들이 본 발명의 맥락에서 원칙적으로 채용가능하다.
적어도 하나의 효소를 포함하는 테스트 화학물질이 사용되면, 품질은 특히, 효소의 활성에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템을 포함할 수 있다. 효소의 활성은, 효소에 의해 반응된 출발 물질이 생성물로 얼마나 빠르게 변환되는지에 대한 척도이다. 활성은, 예를 들면, 전체 테스트 화학물질, 그의 부분 또는 효소만을 지칭할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 검출될 분석물의 반응의 레이트가 결정될 수 있고 그로부터 예를 들면 레이트 상수가 결정될 수 있다. 효소 활동성을 결정하기 위한 본 발명의 맥락에서 개별적으로 또는 임의의 원하는 조합으로 사용될 수도 있는 종래 방식의 효소 활성의 결정의 예들은, 아래에서 더 상세히 설명된다.
테스트 화학물질은 특히 환경 영향들, 특히 습기에 적어도 대체로 안정할 수 있다. 테스트 화학물질은 특히, 건조 화학물질로서, 특히 테스트 스트립 상에 존재할 수 있다. 여기서, 환경 영향들에 본질적으로 안정한 테스트 화학물질은, 대기 습기 그리고 유리하게는 마찬가지로 증가된 온도에 대해 및/또는 살균 프로세스들에 대해, 특히 이온화 방사 동안 살균 프로세스들에 대해 안정한 테스트 화학물질을 의미하는 것으로 이해된다. 예를 들면, 특히, 자외광으로의 조사는, 예를 들면 산 또는 해변에서 분석물 측정이 수행되는 경우에 일어날 수 있다. 일반적으로, 테스트 화학물질은 특히, 3주간의 기간에 걸쳐 정상 압력에서 32℃, 85%의 상대 습도에서의 저장이 활성, 예를 들면, 분석 보조물의 테스트 화학물질의 효소 활성을, 50% 미만 만큼, 바람직하게는 30% 미만 만큼, 그리고 특히 바람직하게는 20% 미만 만큼 감소시키는 경우 안정한 것으로 기술될 수 있다. 활성은 원칙적으로, 종래 기술로부터 알려진 임의의 바람직한 방법에 의해, 주어진 정의의 맥락에서, 단지 분석 보조물의 조제 직후에 또는 저장 전에 이 방법을 사용하여 측정된 활성에 대한 이 방법을 사용하여 측정되는 활성의 감소의 비 (ratio) 가 적절한 것으로서, 여기서 결정될 수 있다. 특히, 활성은 여기서, 특히 테스트 스트립에서, 건조 화학물질의 효소 활성을 지칭할 수 있다. 예를 들면, 효소 활성의 측정을 위해, 테스트 화학물질 또는 테스트 스트립으로부터 효소를 추출한 다음에, 예를 들면, 자외 흡수에 의해, 활성을 결정하는 방법들이 알려져 있다. 이와 관련하여, 예를 들면, H. U. Bergmeyer의 Methoden der enzymatischen Analyse, Verlag Chemie, 2nd edition 1970, p. 417 또는 Banauch 등의 A glucose dehydrogenase for the determination of glucose concentrations in body fluids, Z. Klin. Chem. Klin. Biochem. 1975 Mar; 13(3):101-7 이 참조될 수 있다.
예를 들면, 테스트를 위해, 테스트 화학물질을 함유하는 테스트 스트립 또는 다른 타입의 테스트 엘리먼트가 조제될 수 있고, 관례적인 방법을 사용하여 테스트 화학물질의 효소의 효소 활성이 측정될 수 있고, 다음으로 전술된 저장이 수행될 수 있고 후속하여 다시 효소 활성의 측정을 위해 동일한 방법이 수행될 수 있다. 이 절차는 관례적으로 테스트 엘리먼트들 또는 테스트 화학물질들의 대표 집합 (representative collective) 을 사용하여 수행된다. 대기 습기의 형태의 환경 영향들에 대한 안정성에 대안적으로 또는 추가적으로, 분석 메거진들의 및/또는 분석 보조물들의 살균을 위해 전체적으로 관습적으로 사용된 방사선, 예를 들면 감마 방사선 및/또는 베타 방사선 및/또는 다른 타입의 이온화 방사선 형태의 환경 영향들에 대한 테스트 화학물질의 높은 안정성이 또한 바람직하게 주어질 수 있다.
환경 영향들에 안정한 그러한 테스트 화학물질의 예로서, 위에서 이미 인용된 WO 2007/012494 A1 이 참조될 수 있다. 여기서 조제된 테스트 화학물질은 또한, 본 발명의 맥락에서, 단독으로 또는 대안적으로 하나 이상의 다른 테스트 화학물질과 조합하여 채용가능하다. 대안적으로 또는 추가적으로, 테스트 화학물질은 또한 본 특허 출원의 출원인의 하우스로부터 국제 특허 출원 WO 2009/103540 A1 에 또는 EP 2 093 284 A1 의 번호를 갖는 유럽 특허 출원에 기재된 바처럼 설계될 수 있다.
따라서 테스트 화학물질은, 예를 들면 효소 및 안정한 조효소를 포함할 수 있고, 이들은 함께 저장된다. 놀랍게도, 안정한 조효소의 도움으로, 높은 상대 습도에서 또는 심지어 액체 상태 (liquid phase) 에서 그리고 상승된 온도에서 여러 주 또는 달의 장기 안정화가 가능하다는 것을 알아냈다. 이러한 발견은, 자연 조효소 (native coenzyme) 의 존재시 효소는 몇시간 동안 증가된 단기 안정성을 갖지만, 상대적으로 긴 시간의 기간에 걸쳐서 낮은 셸프 라이프 (shelf life) 를 갖는다는 것이 알려져 있으므로, 놀라운 것이다. 종래 기술과 비교되는 이러한 발견들에 직면하여, 특히 안정한 조효소는 자연 조효소보다 그 효소와 더 낮은 결합 상수 (binding constant) 를 가지므로, 안정한 조효소의 존재시 효소는 자연 조효소의 존재시 효소보다 두드러지게 증가된 장기 안정성을 갖는다는 것은 놀라운 것이었다.
테스트 화학물질은, 전술된 바처럼, 특히, 적어도 하나의 효소, 바람직하게는 안정화된 효소를 포함할 수 있다. 효소, 특히 안정화된 효소는, 특히 조효소 의존성 효소일 수 있다. 적합한 효소들은, 예를 들면, 포도당 탈수소효소 (E.C.1.1.1.47), 락테이트 탈수소화효소 (E.C.1.1.1.27, 1.1.1.28), 말레이트 탈수소효소 (E.C.1.1.1.37), 글리세롤 탈수소효소 (E.C.1.1.1.6), 알코올 탈수소효소 (E.C.1.1.1.1), 알파-하이드록시부티레이트 탈수소효소, 소르비톨 탈수소효소 또는 아미노산 탈수소효소, 이를테면 예를 들어 L-아미노산 탈수소효소 (E.C.1.4.1.5) 로부터 선택된 탈수소효소이다. 또한 적합한 효소들은 산화효소, 이를테면 예를 들어, 포도당 산화효소 (E.C.1.1.3.4) 또는 콜레스테롤 산화효소 (E.C.1.1.3.6) 또는 아미노전이효소, 이를테면 예를 들어 아스파르테이트 또는 알라닌 아미노전이효소, 5'-뉴클레오티다제 또는 크레아틴 키나제; 포도당 6-포스페이트 탈수소효소 (EC 1.1.1.49); NAD-의존성 콜레스테롤 탈수소효소 (EC 1.1.1.62); FAD-의존성 포도당 탈수소효소 (EC 1.1.99.10); PQQ-의존성 포도당 탈수소효소 (EC 1.1.5.2) 이다. 바람직하게는 효소는 포도당 탈수소효소이다. 전술된 효소들의 변이체 (Mutant) 들이 또한 채용가능하고 특히 안정화된 효소로서 적합하다.
변이된 포도당 탈수소효소의 사용이 특히 바람직한 것으로 입증되었다. 본원의 맥락에서 사용된 바처럼 용어 "변이체"는 자연 효소의 유전자 변형된 변종 (genetically modified variant) 을 나타낸다. 자연 효소의 유전자 변형된 변종은 야생형 효소와는 적어도 하나의 아미노 산이 다를 수 있다. 자연 효소의 유전자 변형된 변종은 야생형 효소와 비교하여 동일한 수의 아미노산 또는 그렇지 않으면 상이한 수의 아미노산을 가질 수 있다. 특히, 변이체는 또한 적어도 하나의 결실 (deletion), 적어도 하나의 치환 (substitution) 및/또는 적어도 하나의 삽입 (insertion) 을 포함할 수 있다. 특히, 변이체는, 야생형 효소에 대해 적어도 80%, 바람직하게는 적어도 90% 그리고 특히 바람직하게는 적어도 95%의 서열 상동성 (sequence homology) 을 갖는, 자연 효소의 유전자 변형된 변이체를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 바람직하게는, 서열 상동성은 서열 동일성을 의미하는 것으로 이해된다. 이것은 특히, 서로에 대해 최적으로 배열된, 비교될 아미노 산 서열들의 전체 길이에 걸쳐 연장되는, 비교 창에서 결정될 수 있다. 마찬가지로, 바람직하게는 그 계산은 또한 단지, 서로에 대해 최적으로 배열된, 비교될 아미노 산 서열들의 서브영역 (subregion) 에 걸쳐 연장되는, 비교 창에서 일어날 수 있다. 이 서브영역은 특히 바람직하게는, 2개의 아미노산 서열들의 길이들의 아미노산들의 전체수의 적어도 절반을 포함해야 한다. (퍼센트로) 서열 동일성의 결정을 위하여, 비교 창에서 동일한 아미노산들의 수는 비교창에서 비교될 2개 서열들의 아미노산들의 전체수로 나누어지고 100이 곱해진다. 2개 아미노산 서열들은 아미노산 서열 비교들을 위해 종래 기술에서 알려진 알고리즘들에 의해 서로에 대해 최적으로 배열될 수 있다. 특히 바람직하게는, BLASTP 알고리즘이 표준 지정 파라미터들을 사용하여 채용될 수 있다. 바람직하게는, 효소의 변이체는 여전히 본질적으로 자연 효소와 동일한 활성을 갖는다. 전술된 자연 효소들의 변이체들은 또한 바람직하게는, 전술된 자연 효소들을 인코딩하는, 스트린젠트 하이브리드화 (stringent hybridization) 상태들하에서 핵산 분자들과 하이브리드화하는 위치에 있는, 핵산 분자들에 의해 인코딩되야 한다. 스트린젠트 하이브리드화 상태들은 바람직하게는, 하이브리드화될 핵산들이 12시간 동안 Church 완충제 (0.5 M NaPO4 (pH 7.15), 7% SDS; 1mM EDTA) 에서 65℃로 배양 (incubate) 되고 후속하여 세척 완충제 (40mM NaPO4 (pH 7.15), 1% SDS; 1mM EDTA) 에서 약 30분간 2번 세척되는 하이브리드화를 의미하는 것으로 이해된다. 하이브리드화될 핵산들의 하나가 여기서 고정화되고, 다른 것에는 검출가능한 라벨이 제공된다. 핵산들이 서로 하이브리드화되면, 이 하이브리드화는 고정화된 핵산상의 검출가능한 라벨에 의해 검출될 수 있다. 하이브리드화 반응들을 수행하기 위한 추가 상세들은 업계에 알려져 있다. 하나 이상의 변이체들의 도입은 사이트 특이적으로 (site-specifically) 또는 비사이트 특이적으로 (non-site-specifically), 바람직하게는 사이트 특이적으로 업계에 알려져 있는 재조합 방법들을 사용하여 일어날 수 있고, 여기서 각각의 요건 및 조건들에 따라, 적어도 하나의 아미노 산 교환이 자연 효소의 아미노산 서열 내에서 발생된다. 특히 바람직하게는, 변이체는 야생형 효소와 비교하여 증가된 열적 또는 가수분해 안정성을 갖는다.
변이된 포도당 탈수소효소는, 원칙적으로 아미노 산 서열의 임의의 원하는 위치에서 대응하는 야생형 포도당 탈수소효소와 비교하여 변형된 아미노산(들) 을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 변이된 포도당 탈수소효소는, 야생형 포도당 탈수소효소의 아미노산 서열의 위치들 (96, 170 및 252) 중 적어도 하나에 대한 변이를 포함하고, 여기서 위치 (96) 및 위치 (170) 에서의 변이 또는 위치 (170) 및 위치 (252) 에서의 변이를 갖는 변이체가 특히 바람직하다. 변이된 포도당 탈수소효소는 이들 변이외에 추가의 변이들을 포함하지 않는 경우가 유리한 것으로 판명되었다.
위치들 (96, 170 및 252) 에서의 변이는 원칙적으로, 임의의 원하는 아미노산 교환을 포함할 수 있고, 이는 야생형 효소의 안정화, 예를 들면, 열적 또는 가수분해 안정성의 증가에 이른다. 바람직하게는, 위치 (96) 에서의 변이는 글리신의 글루탐산의 아미노산 교환을 포함하는 한편, 위치 (170) 에 관하여 아르기닌 또는 리신에 대한 글루탐산의 아미노산 교환, 특히 리신에 대한 글루탐산의 아미노산 교환이 바람직하다. 위치 (252) 에서의 변이에 관한 한, 이것은 바람직하게는 류신에 대한 리신의 하나의 아미노산 교환을 포함한다.
변이된 포도당 탈수소효소는 임의의 원하는 생물학적 소스로부터 비롯되는 야생형 포도당 탈수소효소의 변이에 의해 획득될 수 있고, 여기서 본 발명의 의미 내에서 용어 "생물학적 소스" 는 예를 들면, 박테리아와 같은 원핵생물, 그리고 예를 들면, 포유류 및 다른 동물들과 같은 진핵생물들 양자 모두를 포함한다. 바람직하게는, 야생형 포도당 탈수소효소는 박테리아로부터 비롯되고, 이는 특히 바람직하게는 바실러스 메가테리움 (Bacillus megaterium), 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) 또는 바실러스 루린지엔시스 (Bacillus thuringiensis), 특히 바실러스 서브틸리스로부터의 포도당 탈수소효소이다.
특히 바람직한 실시형태에서, 변이된 포도당 탈수소효소는, 바실러스 서브틸리스로부터 야생형 포도당 탈수소효소의 변이에 의해 획득된 포도당 탈수소효소이고, 이는 SEQ ID NO: 1 (GlucDH_E96G_E170K) 에서 보여지는 아미노산 서열 또는 SEQ ID NO: 2 (GlucDH_E170K_K252L) 에서 보여지는 아미노산 서열을 갖는다.
테스트 화학물질은, 적어도 하나의 조효소, 특히 안정화된 조효소를 더 포함할 수 있다. 조효소, 특히 안정한 조효소는, 바람직하게는 자연 조효소와 비교하여 화학적으로 변형된 조효소이고, 이는 자연 조효소와 비교하여 더 높은 안정성 (예를 들면, 가수분해 안정성) 을 갖는다. 바람직하게는, 안정한 조효소는 테스트 조건들하에서 가수분해에 안정하다. 자연 조효소와 비교하여, 안정한 조효소는 효소에 대한 더 낮은 결합 상수를 갖고, 결합 상수는 2배 이상 낮아진다.
바람직한 안정한 조효소들에 대한 예들은, 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 (NAD/NADH) 또는 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 포스페이트 (NADP/NADPH) 의 안정한 유도체들, 또는, 예를 들면, AMP 부분이 없거나 또는 넌-뉴클레오시드 라디칼 (non-nucleosidic radical) 들, 예를 들면, 소수성 라디칼을 갖는, 단축형 (shortened) NAD 유도체이다. 식 (I) 의 화합물은 마찬가지로 본 발명의 의미내에서 안정한 조효소로서 바람직하다.
Figure 112014045017534-pct00003
NAD/NADH 또는 NADP/NADPH 의 바람직한 안정한 유도체들은 위에 언급된 참조문헌들에 기술되어 있고, 이로써 그들의 개시에 대해 명시적으로 참조된다. 특히 바람직한 안정화된 조효소들은 WO 2007/012494 및 US 11/460,366에 기재되어 있고, 이로써 그들의 개시에 대해 명시적으로 참조된다. 안정한 조효소는 하기 일반식 (II) 의 화합물들로부터 특히 바람직하게 선택된다:
Figure 112014045017534-pct00004
식중에서
A = 아데닌 또는 이들의 유사체,
T = 각각의 경우에 독립적으로 O, S,
U = 각각의 경우에 독립적으로 OH, SH, BH3 -, BCNH2 -,
V = 각각의 경우에 독립적으로 OH 또는 포스페이트 기, 또는, 시클릭 포스페이트 기를 형성하는 2개의 기들;
W = COOR, CON(R)2, COR, CSN(R)2 식중에서 R = 각각의 경우에 독립적으로 H 또는 C1-C2-알킬,
X1, X2 = 각각의 경우에 독립적으로 O, CH2, CHCH3, C(CH3)2, NH, NCH3,
Y = NH, S, O, CH2,
Z = 는 선형 또는 시클릭 유기 라디칼이고,
단, Z 및 피리딘 라디칼은 글리코시드 화합물, 또는 염 또는 선택적으로 그의 환원된 형태에 의해 링크되지 않는다.
식 (II) 의 화합물들에서, Z는 바람직하게는 4-6 C 원자들, 바람직하게는 4 C 원자들을 갖는 선형 라디칼이고, 여기서 1 또는 2 C 원자들은 선택적으로 O, S 및 N 으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자들, 또는 5 또는 6 C 원자들을 갖는 시클릭 기를 포함하는 라디칼에 의해 치환되고, 이는 선택적으로 O, S 및 N 로부터 선택된 헤테로원자 그리고 선택적으로 하나 이상의 치환기, 및 라디칼 CR4 2 을 포함하고, 여기서 CR4 2 는 시클릭 기 및 X2 에 결합되고, 여기서 R4 = 각각의 경우에 독립적으로 H, F, Cl, CH3.
특히 바람직하게는, Z는 포화 또는 불포화 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 5원 고리, 하기 일반식 (III) 의 화합물이다
Figure 112014045017534-pct00005
식중에서 단일 또는 이중 결합은 R5' 과 R5" 사이에 존재할 수 있고, 여기서
R4 = 각각의 경우에 독립적으로 H, F, Cl, CH3,
R5 =CR4 2,
여기서 R5' = O, S, NH, NC1-C2-알킬, CR4 2, CHOH, CHOCH3, 그리고
R5' 과 R5" 사이에 단일 결합이 존재하는 경우에 R5" = CR4 2, CHOH, CHOCH3, 그리고
R5' 과 R5" 사이에 이중 결합이 존재하는 경우에 R5'=R5"=CR4, 그리고
R6, R6' = 각각의 경우에 독립적으로 CH 또는 CCH3.
바람직한 실시형태에서, 화합물들을 아데닌 또는 아데닌 유사체, 이를테면 예를 들어, C8- 및 N6-치환 아데닌, 데아자 (deaza) 변종, 이를테면 7-데아자, 아자 변종, 이를테면 8-아자 또는 조합, 이를테면 7-데아자 또는 8-아자 또는 카르보시클릭 유사체, 이를테면 포마이신을 포함하고, 여기서 7-데아자 변종이 할로겐, C1-C6-알키닐, -알케닐 또는 -알킬에 의해 7-위치에서 치환될 수 있다.
추가의 바람직한 실시형태에서, 화합물들은 아데노신 유사체들을 포함하고, 이들은 리보스 대신에, 예를 들면, 2-메톡시데옥시리보스, 2'-플루오로데옥시리보스, 헥시톨, 알트리톨 또는 폴리시클릭 유사체, 이를테면 바이시클로, LNA 및 트리시클로 당 (sugar) 을 포함한다.
특히, 식 (II) 의 화합물에서 (디-)-포스페이트 산소들이 아이소트론적으로 (isotronically), 이를테면 예를 들어, O- 이 S- 또는 BH3 -에 의해, O 이 NH, NCH3 또는 CH2에 의해 그리고 =O 이 =S 에 의해 치환될 수 있다.
본 발명에 따른 식 (II) 의 화합물들에서, W 는 바람직하게는 CONH2 또는 COCH3이다.
식 (III) 의 기들에서, R5 는 바람직하게는 CH2 이다. 게다가, R5' 는 CH2, CHOH 및 NH로부터 선택되는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 실시형태에서 R5' 및 R5" 는 각각의 경우에 CHOH 이다. 또 다른 바람직한 실시형태에서 R5' 는 NH 이고 R5"는 CH2 이다.
가장 바람직한 실시형태에서, 안정한 조효소는 카르바NAD (cNAD) 이다.
바람직한 테스트 화학물질은 특히, 바람직하게 포함된 적어도 하나의 효소가 장기 안정화되도록 설계된다. 예를 들면, 이것은, 예를 들어 건조 물질로서, 안정한 조효소로 안정화된 효소가 적어도 2주, 바람직하게는 적어도 4주 그리고 특히 바람직하게는 적어도 8주의 기간에 걸쳐 저장되고 여기서 효소 활성은 효소 활성의 출발 값에 대하여, 바람직하게는 50% 미만 만큼, 특히 바람직하게는 30% 미만 만큼, 그리고 가장 바람직하게는 20% 미만 만큼, 감소한다는 것을 의미한다.
게다가, 테스트 화학물질은, 적어도 안정한 조효소로 바람직하게 안정화된 효소가 상승된 온도로, 예를 들면, 적어도 20℃, 바람직하게는 적어도 25℃ 그리고 특히 바람직하게는 적어도 30℃ 의 온도로 저장되도록 설계될 수 있다. 효소 활성은 바람직하게는, 그의 출발 값에 대하여, 50% 미만 만큼, 특히 바람직하게는 30% 미만 만큼, 그리고 가장 바람직하게는 20% 미만 만큼, 여기서 감소한다.
안정화에 의해, 위에 나타낸 바처럼, 고온에서 및/또는 위에 나타낸 바처럼 장시간 건조 시약 없이도 안정한 조효소로 안정화된 효소를 저장하는 것이 가능하다. 게다가, 안정화된 효소는 또한 높은 상대 공기 습도로, 예를 들면, 적어도 50%의 상대 공기 습도로 저장될 수 있고, 여기서 효소 활성은 출발 값에 대하여, 바람직하게는 50% 미만 만큼, 특히 바람직하게는 30% 미만 만큼, 그리고 가장 바람직하게는 20% 미만 만큼, 감소한다.
안정한 조효소로 안정화된 효소의 저장은 한편으로는 건조 물질로서 일어나고 다른 한편으로는 액체 상에서 일어날 수 있다. 바람직하게는, 안정화된 효소의 저장은, 분석물의 결정에 적합한 테스트 엘리먼트 상에서 또는 내에서 일어난다. 안정한 조효소로 안정화된 효소는 여기서, 바람직한 테스트 화학물질의 구성 성분이고, 이는 선택적으로, 예를 들면 염, 버퍼 등과 같이 다른 구성 성분들을 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 테스트 화학물질은 매개체가 없다.
안정한 조효소로 안정화된 효소는 일반적으로, 분석물의 검출에 사용될 수 있고, 여기서 위의 설명들이 참조될 수 있다. 예를 들면, 혈액, 혈청, 혈장 또는 소변과 같은 체액에서 또는 폐수 샘플들 또는 식품들에서 하나 이상의 분석물들이 검출될 수 있다.
분석물로서, 예를 들면, 임의의 원하는 생물학적 또는 화학적 물질들, 예를 들면 조효소 의존성 효소 자체 또는 조효소 의존성 효소의 기질이 관련되는 물질이, 리독스 반응에 의해 검출될 수 있다. 분석물의 바람직한 예들은, 포도당, 락트산, 말산, 글리세롤, 알코올, 콜레스테롤, 트리글리세리드, 아스코르브산, 시스테인, 글루타티온, 펩티드, 요소, 암모니아, 살리실레이트, 피루베이트, 5‘-뉴클레오티다제, 크레아틴 키나제 (CK), 락테이트 탈수소효소 (LDH), 이산화탄소 등이다. 바람직하게는, 분석물은 포도당이다. 포도당 탈수소효소 (GlucDH) 의 도움으로 포도당의 검출은 여기서 특히 바람직하다.
분석물과의 반응에 의한 안정한 조효소의 변형은 원칙적으로 임의의 바람직한 방식으로 검출될 수 있다. 여기서, 원칙적으로 효소 반응들을 검출을 위해 종래 기술로부터 알려진 모든 방법들이 채용될 수 있다. 하지만, 바람직하게는, 조효소의 변형이 광학 방법들에 의해 검출된다. 일반적으로 분석물의 측정의 맥락에서 채용될 수 있는 광학 검출 방법들은, 예를 들면, 반사도, 흡수, 형광, 원이색성 (CD), 광 회전 분산 (ORD) 의 측정, 굴절률 측정, 측광 또는 언급된 검출 방법들의 조합 및/또는 다른 검출 방법들을 포함한다.
본 발명의 맥락에서 바람직하게 사용되는 광학 검출 방법은 측광이다. 하지만, 분석물과의 반응의 결과로서 조효소의 변형의 측광의 측정은, 대체로, 환원형 조효소 (reduced coenzyme) 의 반응성을 증가시키고 적합한 광학 지시약 (indicator) 또는 광학 지시약 시스템으로의 전자들의 수송을 가능하게 하는 적어도 하나의 매개체의 추가 존재를 필요로 한다. 따라서, 테스트 화학물질은 바람직하게는 적어도 하나의 그런 매개체를 더 포함한다.
본 발명의 목적에 적합한 매개체들은, 그 중에서도, 니트로소아닐린 이를테면 예를 들어, [(4-니트로소페닐)이미노]디메탄올 하이드로클로라이드, 퀴논, 이를테면, 예를 들어, 페난트렌퀴논, 페난트롤린퀴논 또는 벤조[h]-퀴놀린퀴논, 페나진, 이를테면, 예를 들어, 1-(3-카르복시프로폭시)-5-에틸페나지늄 트리플루오로메탄술포네이트, 또는/및 다아포라아제 (EC 1.6.99.2) 이다. 페난트롤린퀴논의 바람직한 예들은, 1,10-페난트롤린-5,6-퀴논, 1,7-페난트롤린-5,6-퀴논, 4,7-페난트롤린-5,6-퀴논 그리고 그들의 N-알킬화 또는 N,N'-디알킬화 염을 포함하고, 여기서 N-알킬화 또는 N,N'-디알킬화 염들의 경우에, 할라이드들, 트리플루오로메탄술포네이트 또는 용해도를 증가시키는 다른 아니온들이 카운터이온으로서 바람직하다.
게다가, 테스트 화학물질은, 적어도 하나의 지시약, 특히 적어도 하나의 광학 지시약을 포함할 수 있다. 지시약은, 분석물 검출의 검출 반응, 특히 효소 반응의 과정에 의해 영향받는 기본적으로 임의의 원하는 물질로서, 이 물질의 적어도 하나의 성질 변화가 검출 반응의 과정에서 기록될 수 있는, 그러한 물질을 의미하는 것으로 여기서 이해된다. 특히, 이 성질은 광학 성질일 수 있다. 따라서, 지시약은 특히 적어도 하나의 염료를 포함할 수 있다.
광학 지시약으로서 또는 광학 지시약 시스템으로서, 특히, 환원될 수 있고 환원 동안 그의 광학 성질, 이를테면 예를 들어 색상, 형광, 반사, 투과, 편광 또는/및 굴절률의 검출가능한 변화들을 받는 임의의 원하는 물질이 사용될 수 있다. 샘플에서 분석물의 양 및/또는 존재의 결정은 육안을 이용하여 및/또는 당업자에게 적합한 것으로 보여지는 측광 방법을 사용한 검출 디바이스에 의해 일어날 수 있다. 바람직하게는, 헤테로폴리산, 및 특히 2,18-포스포르몰리브딕산 (phosphormolybdic acid) 이 광학 지시약으로서 사용되고, 이들은 대응하는 헤테로폴리블루 (heteropolyblue) 로 환원된다.
형광의 측정에 의해 조효소의 변형이 특히 바람직하게 검출된다. 형광 측정은 감도가 높고 소형화된 시스템에서 분석물의 저농도의 검출도 가능하게 한다.
대안적으로, 조효소의 변형은 또한, 예를 들면, 전기화학 테스트 스트립과 같은 적합한 테스트 스트립을 사용하여 전기화학적으로 검출될 수 있다. 이를 위한 전제 조건은 결과적으로, 전자들의 수송에 의해 환원된 조효소에 의한 환원된 형태로 변환될 수 있는, 적합한 매개체들의 사용이다. 분석물의 결정은 환원된 매개체의 재산화에 필요한 전류의 측정에 의해 수행되고, 이는 샘플에서 분석물의 농도와 상관된다. 전기화학 측정들에 사용될 수 있는 매개체들의 예들은, 특히, 측광 측정들에 채용되는 전술된 매개체들을 포함한다.
분석물의 검출을 위하여, 테스트 엘리먼트는 액체 테스트에 사용될 수 있고, 테스트 화학물질은, 예를 들면, 분말 또는 리오필리제이트로서 또는 수성 또는 비수성 액체에서 서스펜션 또는 용액의 형태로, 존재한다. 하지만, 테스트 엘리먼트는 또한, 건식 테스트로 사용될 수 있으며, 시약은 예를 들어, 캐리어 엘리먼트, 특히 캐리어 스트립 또는 테스트 캐리어 테이프에 도포된다. 캐리어는, 예를 들면, 연구될 샘플 액체에 의해 젖는, 흡수 및/또는 팽윤성 재료를 포함하는, 테스트 스트립을 포함할 수 있다.
특히 바람직한 테스트 포맷은 안정한 NAD 유도체와 효소 포도당 탈수소효소를 포도당의 검출에 사용하는 것을 포함하고, 환원형 조효소 NADH의 유도체가 형성된다. NADH의 검출이 광학 방법들에 의해, 예를 들면, UV 여기 후 측광 또는 형광 측정 결정에 의해 수행된다. 특히 바람직한 테스트 시스템은 US 2005/0214891에 기재되어 있고, 이에 대해 여기서 명시적으로 참조된다.
특히, 테스트 화학물질은, 이것이 안정한 조효소로 안정화된 효소를 포함하고 여기서 안정화된 효소는, 바람직하게는 적어도 2주, 특히 바람직하게는 적어도 4주 그리고 가장 바람직하게는 적어도 8주간, 바람직하게는 적어도 20℃, 특히 바람직하게는 적어도 25℃ 그리고 가장 바람직하게는 30℃의 온도로 저장하는 경우에, 적절하다면 높은 대기 습도에서 그리고 건조 시약 없이, 출발 값과 비교하여 50% 미만, 바람직하게는 30% 미만 그리고 가장 바람직하게는 20% 미만의 효소 활성의 감소를 보이도록 안정하게 설계될 수 있다.
다른 타입들의 안정한 테스트 화학 물질들, 예를 들면, WO 2007/012494 A1에 기재된 테스트 화학물질이 또한, 대안적으로 또는 추가적으로 사용될 수 있다. 테스트 화학물질은 원칙적으로, 임의의 원하는 방식으로 테스트 엘리먼트에 포함될 수 있다. 테스트 화학물질 또는 테스트 엘리먼트는 건식 또는 액체 테스트들을 수행하는데 적합할 수 있다. 예를 들면, 테스트 화학물질은 이런 목적으로, 적합한 캐리어 재료, 예를 들면, 플라스틱 및/또는 세라믹 재료 및/또는 종이 재료에 도포된다.
전술된 바처럼, 품질 측정에서 결정이 이끌어 내어지는 테스트 화학물질의 품질은, 특히, 테스트 화학물질에 선택적으로 포함된 적어도 하나의 효소 및/또는 하나의 조효소의 활성에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템을 포함할 수 있다. 품질은 직접적으로 효소 또는 조효소의 활성일 수 있거나, 또는 효소 또는 조효소의 활성으로부터 도출되거나 또는 효소 또는 조효소의 활성이 결정될 수 있는 다른 정보일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가 양태에서, 샘플에서 적어도 하나의 분석물을 검출하는 방법이 제안된다. 그 방법은, 특히, 나타낸 실시형태들의 하나 이상에서 본 발명에 따른 분석 장치를 사용하여 수행되어, 가능한 선택적 실시형태들 및/또는 사용된 그 방법의 용어들의 가능한 정의에 관하여 분석 장치의 설명이 참조될 수 있다.
그 방법은 다음의 방법 단계들을 포함하고, 이들은 가능하게는 나타낸 순서로 수행될 수 있지만, 반드시 그럴 필요가 있는 것은 아니다. 게다가, 개개의, 다수의 또는 전부의 방법 단계들은 또한, 반복적으로 수행될 수 있고, 여러 방법 단계들이 시간적으로 중첩되거나 또는 동시적으로 수행될 수 있다.
따라서 적어도 하나의 분석물 측정이 수행되고, 여기서 이 분석물 측정의 가능한 실시형태들에 관하여, 주로 그 설명이 참조될 수 있다. 특히, 분석물 측정에서, 분석물의 존재에 의해 변화가능한 테스트 엘리먼트의 적어도 하나의 테스트 화학물질의 적어도 하나의 성질, 특히 전기 및/또는 광학 성질이 기록될 수 있다. 이 분석물 측정은 원칙적으로 위의 설명에 따른 분석 장치에 의해, 예를 들면 그러한 분석 장치의 적어도 하나의 분석물 검출기 및 특히 적어도 하나의 광학 분석물 검출기에 의해 수행될 수 있다. 하지만, 다르게는 또는 추가적으로, 분석물 측정은 또한 원칙적으로 분석물 검출기의 사용 없이 사용자에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 테스트 엘리먼트, 예를 들어 테스트 스트립, 테스트 로드 또는 테스트 테이프가 사용될 수 있고, 이는 적어도 하나의 테스트 화학물질을 포함하고 여기서 예를 들면, 사용자는, 예를 들어, 눈으로, 적어도 하나의 테스트 필드의 테스트 화학물질의 변색을 검출한다. 예를 들면, 사용자는 여기서, 지정된 컬러 스케일 (color scale) 과 비교를 수행할 수 있다. 그러한 테스트들은 원칙적으로 또한 상업적으로 획득가능하다.
게다가, 그 방법은, 테스트 화학물질 상의 품질 측정의 적어도 하나의 방법 단계를 포함한다. 이 품질 측정의 가능한 실시형태들에 대해, 특히 위의 설명이 참조될 수 있다. 품질 측정에서, 테스트 화학물질의 적어도 하나의 고유 루미네센스, 예를 들면 적어도 하나의 고유 형광이 기록된다. 고유 루미네센스로부터 테스트 화학물질의 품질, 특히 테스트 화학물질의 열화가 결정된다. 품질 측정은 바람직하게는, 적어도 하나의 품질 검출기를 사용하여 수행될 수 있고, 이는 예를 들면, 위의 가능한 품질 검출기들의 설명에 따라, 설계될 수 있지만, 또한 선택적인 분석물 검출기와 관계 없이 실현가능하다. 따라서, 예를 들면, 품질 검출기에 관한 전술된 특징들을 갖는 품질 검출기가 분리된 장치로서 제공될 수 있다. 품질 검출기는, 예를 들면, 수동 장치로서, 예를 들면, 100 cm³ 이하, 바람직하게는 50 cm³ 이하의 체적 (volume) 이 공급되어, 이것은, 테스트 엘리먼트들, 예를 들면 테스트 스트립들의 품질을 체크하기 위하여, 포켓 장치로서, 설계될 수 있다. 품질 검출기의 가능한 실시형태들에 대하여, 특히 그의 가능한 컴포넌트들에 대하여, 위의 설명이 참조될 수 있다. 품질 검출기는 특히 그 자신의 평가 디바이스, 예를 들면, 적어도 하나의 데이터 프로세싱 디바이스 및/또는 적어도 하나의 휘발성 및/또는 비휘발성 데이터 저장부를 포함할 수 있다. 품질 검출기는, 특히, 적어도 하나의 디스플레이 디바이스를 가질 수 있고, 이는 품질 측정의 적어도 하나의 결과를 사용자에게 통신하기 위해 구비된다. 이 디스플레이 디바이스는, 예를 들면, 품질 측정의 결과에 관하여 사용자에게 적절히 정보가 전달될 수 있도록 광학, 청각 또는 촉각성일 수 있다. 따라서, 예를 들면, 컬러 스케일에 따른 판독을 위해 구비된 개개의 테스트 스트립들의 경우에도, 분석물 검출기의 사용 없이, 테스트 스트립들의 사용전에, 설명된 타입의 품질 측정이 수행될 수 있다. 이런 식으로, 개개의 테스트 엘리먼트들의 경우에 분석물 검출을 위한 열화된 테스트 엘리먼트들의 사용이 또한 방지되거나 또는 적어도 회피될 수 있다. 따라서 그러한 품질 검출기는, 본 발명의 추가의 양태에서 독립적인 요지로서 제안된다.
본 발명의 추가의 양태에서, 열화된 테스트 화학물질을 함유하는 테스트 엘리먼트들을 사용한 분석물 측정들을 회피하기 위한 본 발명에 따른 분석 장치 및/또는 품질 검출기의 사용이 제안된다.
본 발명의 추가의 양태에서, 열화된 테스트 엘리먼트들의 검출을 위한 테스트 엘리먼트의 테스트 화학물질의 고유 루미네센스의 측정의 사용이 제안된다.
본 발명에 따른 디바이스들, 방법들 및 사용들은, 알려진 디바이스들, 방법들 및 사용들과 비교하여 많은 수의 이점들을 갖는다. 따라서, 본 발명은 특히, 테스트 엘리먼트가 - 적절하다면, 높은 장기 안정성에도 불구하고 - 파손 상태에 있지 않은지 또는 허용될 수 없는 정도로 열화될 수 있는지에 대한, 예를 들면 또한 사용자에 의한 신뢰적이고 안전한 검출을 가능하게 한다. 예로서 아래에서 보다 자세히 제시되는 실험적인 연구들은, 여기서, 많은 경우 테스트 화학 물질에서 가장 낮은 안정성의 엘리먼트는 효소이고, 이는 열화될 수 있고, 여기서 효소 활성이 떨어질 수 있다는 것을 보여주었다. 본 발명은 특히, 효소의 열화가 직접 측정될 수 있는 방법들을 제공한다.
EP 1 189 064 A1 및 EP 2 221 608 A1에 기재된 방법들과 비교하여, 본 발명에 따라 제안된 분석 장치 및 본 발명에 따라 제안된 방법은 건조 블랭크 값 (dry blank value) 의 기록에 의존하지 않는다. 하지만, 조악하게 열화된 (coarsely degraded) 테스트 엘리먼트들의 제외를 위한 반사도의 건조 블랭크 값 측정이, 선택적으로 추가로 제공될 수 있다. 하지만, 테스트 화학물질의 고유 형광, 특히 테스트 화학물질에 선택적으로 포함된 적어도 하나의 효소 및/또는 조효소의 고유 형광이 기록되는, 제안된 방법은, 직접적으로, 분석물 검출에 수반된 컴포넌트 또는 분석물 검출에 수반된 컴포넌트들에 관한 것일 수 있는, 열화 프로세스들의 상당히 더 정확한 기록을 가능하게 한다. 바람직하게는 적어도 2개의 상이한 파장 영역들에서, 예를 들면, 적분적으로 제 1 파장 범위에서 제 1 고유 형광의 형태로 그리고 적분적으로 제 2 파장 범위에서 제 2 고유 형광의 형태로 일어날 수 있는, 고유 루미네센스의 기록에 의해, 방법의 내부 참조 (internal referencing) 가 실현될 수 있다. 이런 식으로, 예를 들면, 지수 형성 또는 다른 평가 방법들에 의해, 첨부하기 복잡한 배치 제어 값 (batch control value) 에 대한 참조가 회피될 수 있지만, 그러한 참조는 선택적으로 추가적으로 실현가능하다. 이런 식으로, 예를 들면, 테스트 엘리먼트들의 배치 (batch), 예를 들면, 테스트 스트립들의 배치 또는 테이프 카세트가 그들에 대해, 배치 제어 값을 포함하는 데이터 저장부를 부가해야 된다는 것이 회피될 수 있다. 전체적으로, 따라서 본 발명에 따라 설계된 방법은 종래 기술에 비하여 상당히 더 안전하고 설계하기 더 간단하다.
바람직하게는, 품질 측정에서 효소의 고유 루미네센스가 직접 측정된다. 하지만, 다르게는, 테스트 화학물질에, 효소와 같이, 동일한 온도 스트레스 및/또는 습기 스트레스하에서 효소와 유사하게 열화하는 물질이 또한 혼합될 수 있고, 이 열화가 따로 검출될 수 있다.
관행적으로, 효소의 열화의 측정을 위해 활성 결정들이, 예를 들면, 위의 설명에 따라 사용된다. 이것에서, 예를 들면, 테스트 엘리먼트, 예를 들면, 테스트 스트립의 용출액이 생성될 수 있고, 거기에 포함된 효소들의 활성이, 예를 들면 조효소 및 분석물의 첨가에 의해 결정될 수 있다. 하지만, 여기에는, 대체로 대여 (loan) 의 간단한 수단에 의해 수행될 수 없는 연구실 방법이 수반된다. 게다가, 그러한 방법은 대체로 복잡하고 품질 측정에서 테스트 엘리먼트의 파괴를 필요로 하여, 원래 이용, 즉 분석물 검출 및 특히 포도당 결정이 더 이상 가능하지 않게 된다. 이런 이유로, 품질 측정이 비파괴적으로 수행될 수 있도록 품질 측정 및 품질 검출기가 설계된다면 특히 바람직하다. 이것은 제안된 고유 루미네센스의 측정에서 특히 간단하게 실현될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 테스트 엘리먼트의 노화를 검출하기 위한 간단하고, 실행 가능하고 비파괴적인 방법이, 특히 효소 열화에 있어서 적용가능한 경우, 제공된다. 루미네센스 측정에 의해 효소 열화의 검출이, 예를 들면 간접적인 방법들과 대조적으로 직접적으로 일어날 수 있으므로, 품질 측정은 특히 직접적으로 일어날 수 있다. 게다가, 제안된 루미네센스 측정은 대체로 테스트 화학물질 제형의 변경을 필요로 하지 않는다.
본 발명에 따르면, 위에서 설명되고 아래에서 더 자세히 예로써 설명되는 바처럼, 관례적인 터스트 화학물질들의 초기의 놀라운 성질, 즉, 열화와, 특히 효소 검출 반응들에서, 테스트 화학물질의 고유 루미네센스 및 특히 고유 형광의 변화가 젖기 (wetting) 전에 연관된다는 것을 알아냈다. 특히, 그것은 여기서 포도당 탈수소효소의 증가된 자가형광일 수 있다. 이 변화된 고유 루미네센스 또는 고유 루미네센스는 본 발명에 따라 테스트 엘리먼트 열화의 검출을 위해 또는 일반적으로 테스트 화학물질의 또는 전체 테스트 엘리먼트의 품질 결정을 위해 사용될 수 있다.
비록 본 발명의 맥락에서, 주된 초점이 전술된 cNAD 테스트 화학물질의 맥락에서 포도당 측정 스트립들에 대한 열화의 검출에 놓여있지만, 제안된 방법 및 제안된 분석 장치는, 원칙적으로 다수의 테스트 엘리먼트들에 그리고 선택적으로 또한 테스트 시스템들, 예를 들면 시약 키트들의 일반적인 쇠퇴 (decay) 인식에도 확장가능하다.
예를 들면, 테스트 스트립들에서 포도당 농도의 검출을 위한 형광단의 사용은 일반적으로, 종래 기술로부터, 예를 들면, EP 1 780 288 B1로부터, WO 2009/015870 A1로부터 또는 종래 기술의 전술된 문헌들 중 다른 것으로부터 알려져 있다. 단백질 및 다른 형광단의 형광에서의 포도당 유도 변화들은 또한, 예를 들면, J. C. Pickup 등의, Biosensors and Bioelectronics 20 (2005) 2555 에 기재되어 있다. 따라서, 직접적으로 분석물의 검출에 기인하는 것이 아니라 예를 들면, 열화 그리고 특히 예를 들면 효소 활성의 감소에 기인하고 이 감소와 상관되는 루미네센스 변화, 특히 형광 변화가 관측가능하다는 것을 일반적으로 알아냈다는 것은 본 발명의 맥락에서 놀라운 것으로 설명되야 한다. 또한, C. M. Moore, Biomacromolecules 5, (2004), 1241에서, 예를 들면, 페이지 1243에, “Enzyme Lifetime Studies” 라는 표제로, 알코올의 탈수소효소의 수명은 그의 활성에 대하여, 이 경우에서 NAD+의 첨가에 의해 결정된다는 것이 기재되어 있으나, 여기서는 실제 분석물 검출 반응에서 먼저 형성된 조효소 NADH의 형광이 측정되지만, 단백질 자체의 형광은 아니다. 이점에 대하여, 테스트 화학물질의 고유 루미네센스가 기록되는 본 발명에 따른 배열과는 대조적으로, 품질 측정을 수행할 수 있기 위하여 샘플에 의한 테스트 화학물질의 젖음이 이미 필요하다. 따라서, 본 발명의 맥락에서, 특히, 열화의 적시의 검출이, 테스트 엘리먼트가 샘플과 접촉하기 전에, 가능하여, 예를 들면, 열화된 테스트 엘리먼트들의 검출로, 예를 들면, 피부의 영역의 천공에 의한, 반복된 샘플 생성이 본 발명에 따른 적시의 방식으로 회피될 수 있다. 이에 의해 편안함에서 상당한 이득이 테스트 엘리먼트들의 사용자에 대해 발생된다.
전체적으로, 제안된 발명으로, 안전하고 그럼에도 불구하고 간단하게 설계될 수 있으며 열화된 테스트 엘리먼트들의 사용을 신뢰적으로 방지할 수 있는 분석물 검출을 위한 분석 장치들 및 방법들이 실현될 수 있다. 이런 식으로, 동작 안정성이 현저하게 증가될 수 있고, 열화된 테스트 스트립들의 사용에 의한 잘못된 진단의 위험이 현저하게 감소될 수 있다.
요컨대, 하기의 실시형태들이 본 발명의 맥락에서 특히 바람직한 것으로 고려된다:
실시형태 1: 샘플에서 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한, 특히 혈당을 검출하기 위한 분석 장치로서,
- 상기 분석 장치는, 적어도 하나의 테스트 화학물질을 함유하는 적어도 하나의 테스트 엘리먼트에 의해, 적어도 하나의 분석물 측정을 수행하도록 구비되고, 상기 테스트 화학물질은, 상기 분석물의 존재시, 적어도 하나의 검출가능한 변화가능한 성질, 특히 전기 및/또는 광학 성질을 변화시키도록 구비되는 물질 또는 물질 혼합물이고, 상기 분석물 측정에서 상기 테스트 엘리먼트의 상기 적어도 하나의 테스트 화학물질의 분석물의 존재에 의해 변화가능한 상기 적어도 하나의 성질이 기록되고,
- 상기 분석 장치는 또한, 상기 테스트 화학물질에 대한 적어도 하나의 품질 측정을 수행하도록 구비되고, 상기 품질 측정에서 상기 테스트 화학물질의 적어도 하나의 고유 루미네센스가 기록되고 상기 고유 루미네센스로부터 상기 테스트 화학물질의 품질, 특히 열화가 결정되고, 상기 테스트 화학물질의 품질은, 상기 테스트 화학물질의 상태에 관한 정보, 특히 상기 테스트 화학물질의 노화 상태에 관한 정보를 제공하는 정보이고, 상기 분석 장치는, 상기 분석물 측정 전에 적어도 한번 상기 품질 측정을 수행하도록 구비된다.
실시형태 2: 선행하는 실시형태에 있어서, 상기 분석 장치는 적어도 하나의 광학 분석물 검출기를 포함하고, 일반적으로, 광학 분석물 검출기에 의해 분석물 측정에서 상기 성질의 광학 기록, 특히 색상 측정 및/또는 반사도 측정 및/또는 형광 측정을 수행하도록 구비된다.
실시형태 3: 선행하는 실시형태들 중 하나에 있어서, 상기 고유 루미네센스는 상기 테스트 화학물질의 적어도 고유 형광을 포함한다.
실시형태 4: 선행하는 실시형태들 중 하나에 있어서, 상기 분석 장치는 상기 고유 루미네세스가 적어도 하나의 미리결정된 임계치를 넘는 경우에, 상기 테스트 엘리먼트의 열화에 대해 결정을 이끌어내기 위해 구비된다.
실시형태 5: 선행하는 실시형태들 중 하나에 있어서, 상기 분석 장치는, 상기 테스트 화학물질의 품질을 고려하여, 특히 상기 품질을 고려하는 보정을 사용하여, 기록된 상기 성질로부터 상기 샘플에서 상기 분석물의 농도의 계산을 수행하도록 구비된다.
실시형태 6: 선행하는 실시형태들 중 하나에 있어서, 상기 분석 장치는 적어도 하나의 광학 품질 검출기를 더 포함하고, 상기 품질 측정에서 상기 광학 품질 검출기에 의해 상기 테스트 화학물질의 상기 고유 루미네센스의 측정을 수행하도록 구비된다.
실시형태 7: 선행하는 실시형태에 있어서, 상기 분석 장치는, 상기 광학 품질 검출기에 의해, 적어도 2개의 상이한 파장 영역들에서 고유 루미네센스, 특히 제 1 파장 인터벌에서 적어도 제 1 고유 루미네센스 또는 적어도 제 1 고유 루미네센스 스펙트럼 그리고 적어도 제 2 파장 인터벌에서 적어도 제 2 고유 루미네센스 또는 적어도 제 2 고유 루미네센스 스펙트럼을 기록하도록 구비된다.
실시형태 8: 선행하는 실시형태에 있어서, 상기 분석 장치는, 특히 지수 형성 (quotient formation) 및/또는 선형 조합 (linear combination) 의 형성에 의해, 상기 품질을 특성화하는 적어도 하나의 품질 지표를 계산하도록, 상기 적어도 2개의 상이한 파장 영역들에서 상기 고유 루미네센스로부터 구비된다.
실시형태 9: 2개 선행하는 실시형태들 중 하나에 있어서, 상기 분석 장치는, 제 1 고유 루미네센스를 380 nm 내지 420 nm 의 제 1 파장 범위에서 적분적으로 기록하고 제 2 고유 루미네센스를 적어도 420 nm 또는 420 nm를 넘는 제 2 파장 범위에서, 예를 들면, 420 nm 내지 650 nm의 제 2 파장 범위에서 적분적으로 기록하도록 구비된다.
실시형태 10: 3개 선행하는 실시형태들 중 하나에 있어서, 상기 품질 검출기는 적어도 하나의 여기광 소스를 갖고, 상기 여기광 소스는 상기 테스트 화학물질을 340 nm 내지 380 nm의 여기 파장을 갖는 여기광으로 조사하도록 구비된다.
실시형태 11: 선행하는 실시형태들 중 하나에 있어서, 평가 디바이스를 더 포함하고, 상기 평가 디바이스는 상기 품질과 적어도 하나의 조건을 비교하도록, 특히 상기 품질과 적어도 하나의 임계 값을 비교하도록 구비된다.
실시형태 12: 선행하는 실시형태들 중 하나에 있어서, 상기 분석 장치가, 기록된 상기 품질에 대응하여, 적어도 하나의 액션, 특히, 사용자에 대한 메시지, 특히 경고 메시지의 출력; 적어도 하나의 다른 디바이스로의 상기 품질에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템의 전파; 데이터 저장부에 상기 품질에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템의 저장; 상기 분석물 측정의 촉진 또는 방지; 이미 수행된 분석물 측정의 고려 또는 비고려로 이루어지는 군으로부터 선택된 액션을 수행하도록 구비된다.
실시형태 13: 선행하는 실시형태들 중 하나에 있어서, 상기 분석 장치는 적어도 하나의 테스트 화학물질을 포함하는 적어도 하나의 테스트 엘리먼트를 더 포함하고, 상기 테스트 화학물질은 상기 분석물의 존재에 의해 적어도 하나의 성질을 변화시키도록 구비된다.
실시형태 14: 선행하는 실시형태에 있어서, 상기 테스트 화학물질은 적어도 하나의 효소를 포함한다.
실시형태 15: 선행하는 실시형태에 있어서, 상기 효소는 산화효소 및 탈수소효소로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
실시형태 16: 2개 선행하는 실시형태들 중 하나에 있어서, 상기 효소는, 포도당 탈수소효소 (E.C.1.1.1.47); 락테이트 탈수소효소 (E.C.1.1.1.27, 1.1.1.28); 말레이트 탈수소효소 (E.C.1.1.1.37); 글리세롤 탈수소효소 (E.C.1.1.1.6); 알코올 탈수소효소 (E.C.1.1.1.1); 알파-하이드록시부티레이트 탈수소효소; 소르비톨 탈수소효소; 아미노산 탈수소효소, 특히 L-아미노산 탈수소효소 (E.C.1.4.1.5); 포도당 산화효소 (E.C.1.1.3.4); 콜레스테롤 산화효소 (E.C.1.1.3.6); 아미노전이효소, 특히 아스파르테이트 또는 알라닌 아미노전이효소; 5'-뉴클레오티다제; 크레아틴 키나제; 포도당 6-포스페이트 탈수소효소 (EC 1.1.1.49); NAD-의존성 콜레스테롤 탈수소효소 (EC 1.1.1.62); FAD-의존성 포도당 탈수소효소 (EC 1.1.99.10); PQQ-의존성 포도당 탈수소효소 (EC 1.1.5.2) 로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
실시형태 18: 3개 선행하는 실시형태들 중 하나에 있어서, 상기 품질은 상기 효소의 활성에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템을 포함한다.
실시형태 17: 특히 선행하는 실시형태들 중 하나에 따른 분석 장치를 사용하여, 샘플에서 적어도 하나의 분석물을 검출하는 방법으로서, 상기 방법은
- 적어도 하나의 분석물 측정으로서, 상기 분석물 측정에서, 상기 분석물의 존재에 의해 변화가능한 테스트 엘리먼트의 적어도 하나의 테스트 화학물질의 적어도 하나의 성질, 특히 전기 및/또는 광학 성질이 기록되는, 상기 적어도 하나의 분석물 측정, 및
- 상기 테스트 화학물질에 관한 적어도 하나의 품질 측정으로서, 상기 품질 측정에서 상기 테스트 화학물질의 적어도 하나의 고유 루미네센스가 기록되고 상기 고유 루미네센스로부터 상기 테스트 화학물질의 품질, 특히 열화가 결정되는, 상기 적어도 하나의 품질 측정
의 단계들을 포함한다.
실시형태 18: 선행하는 실시형태에 기재된 방법에서의 사용을 위한 품질 검출기로서, 상기 품질 검출기는 상기 품질 측정을 수행하도록 구비된다.
실시형태 19: 열화된 테스트 화학물질을 함유하는 테스트 엘리먼트들을 사용한 분석물 측정들을 회피하기 위한, 분석 장치에 관한 선행하는 실시형태들 중 하나에 기재된 분석 장치 및/또는 선행하는 실시형태에 기재된 품질 검출기의 용도.
실시형태 20: 열화된 테스트 엘리먼트들의 검출을 위한 테스트 엘리먼트의 테스트 화학물질의 고유 루미네센스의 측정의 용도.
실시형태 21: 선행하는 실시형태에 있어서, 상기 테스트 화학물질의 적어도 하나의 효소 및/또는 조효소, 특히 포도당 탈수소효소 및/또는 cNAD의 고유 형광으로부터, 상기 효소 및/또는 조효소의 활성이 결정된다.
본 발명의 추가의 상세들 및 특징 (feature) 들은, 특히 하위 청구항들과 함께, 다음의 바람직한 예시적 실시형태들의 설명으로부터 발생된다. 여기서, 각각의 특징들이 그들 자신 또는 서로 조합하여 실현될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시형태들에 한정되지 않는다. 예시적인 실시형태들은 도면들에 개략적으로 나타나 있다. 개개의 도면들에서 동일한 도면 부호들은 여기서, 동일하거나 기능적으로 동일한 엘리먼트들, 또는 그들의 기능에 관하여 서로 대응하는 엘리먼트들을 표기한다.
상세하게, 도면들은 다음을 나타낸다:
도 1은 본 발명에 따른 분석 장치의 제 1 예시적 실시형태;
도 2는 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시형태;
도 3은 상이한 노화 프로세스들 후에 테스트 엘리먼트의 고유 형광;
도 4a 내지 4h는 상이한 여기 파장들에서 상이한 저장후 테스트 엘리먼트들의 고유 형광;
도 5a는 360 nm의 여기 파장에서 420 nm 보다 더 큰 파장에서의 고유 형광의 적분 세기에 대한 420nm 보다 더 작은 파장들에서의 고유 형광의 적분 세기의 비와 효소 활성 사이의 관계.
도 6a 내지 6c는 노화전후 다양한 전체적으로 또는 부분적으로 구성된 테스트 엘리먼트들의 형광 스펙트럼들;
도 7은 분석 장치의 도 1에 대한 예시적인 실시형태 대안; 및
도 8은 테스트 엘리먼트의 층 구성의 개략적인 표현.
예시적인 실시형태들
테스트 엘리먼트들:
도 8에서, 테스트 엘리먼트 (110) 의 가능한 구성이 단면도로 개략적으로 나타나 있고, 이는 또한 본 발명의 맥락에서 사용될 수 있다. 이 예시적인 실시형태에서 테스트 엘리먼트 (110) 는 캐리어 엘리먼트 (112) 를 포함하고, 이는 예를 들면, 스트립으로서 설계될 수 있다. 예를 들면, 플라스틱 필름, 예를 들어 폴리카보네이트, 예를 들면 Pokalon® 이 캐리어 엘리먼트로서 사용될 수 있는데, 이는 예로써 다음에서 가정된다. 전체적으로, 테스트 엘리먼트 (110) 는, 예를 들면, 테스트 스트립들 또는 테스트 테이프로서 설계될 수 있다. 하지만, 다른 실시형태들도 가능하다. 캐리어 엘리먼트 (112) 는, 예를 들면, 전체적으로 또는 부분적으로 투명하도록 설계되어, 도 8에서 조사된 광 (113) 및 검출가능한 광 (114) 이 캐리어 엘리먼트를 투과할 수 있다.
층 구조물이 캐리어 엘리먼트 (112) 이 도포된다. 도시된 예시적인 실시형태에서, 이것은 선택적으로 2개의 층들을 포함하고 테스트 필드 (116) 를 형성한다. 도시된 예시적인 실시형태에서, 이 테스트 필드 (116) 는 예로써, 캐리어 엘리먼트 (112) 를 향하는 검출 측면 (120) 을 갖는, 테스트 화학물질 (119) 을 포함하는 검출 층 (118) 을 포함한다. 게다가, 테스트 필드 (116) 는 선택적으로, 도시된 예시적인 실시형태에서, 캐리어 엘리먼트 (112) 로부터 멀리 향하는, 검출 층 (118) 의 측에 분리 층 (122) 을 포함한다. 이 분리 층 (122) 은, 테스트 필드 표면 (124) 상의 도포 측 (128) 에 도포될 수 있는, 체액의 샘플 (126) 의 간섭하는 구성성분들의 분리, 예를 들면, 적혈구의 분리 기능을 한다.
도 8에 도시된 진단 테스트 엘리먼트의 구성은 단지 예로써 이해되야 하고 다른 타입의 구성들도 가능하다는 것이 적시된다. 따라서, 예를 들면, 여러 검출 층들 (118) 및/또는 여러 분리 층들 (122) 이 제공될 수 있거나 또는 분리 층 (122) 이 전혀 제공되지 않을 수도 있다. 게다가, 도 1에 도시된 구성은, 도시되지 않은 다양한 다른 엘리먼트들에 의해 보충될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 전개 네트 (spreading net) 가 테스트 필드 표면 (124) 에 제공될 수 있다. 게다가, 테스트 필드 표면 (124) 의 부분들이, 예를 들면, 소수성 재료로 피복되어, 예를 들면, 샘플 (126) 을 로딩 (loading) 하기 위해 도포 측 (128) 의 일부만을 액세스가능하게 만들 수 있다. 진단 테스트 엘리먼트 (110) 의 가능한 실시형태들에 대해서는, 예를 들면, 전술된 EP 0 821 234 B1 또는 다른 알려진 테스트 스트립 구성들이 참조될 수 있다.
제조예
본 예에서, 다음과 같이 조제되는 테스트 필드 (116) 의 층 구성들이 사용된다:
a) 검출 층:
검출 층 (118) 을 위한 분산물 (dispersion) 의 제조를 위해, 먼저 2개의 부분 용액들 (부분 용액 1 및 2) 이 조제된다; 이것들은 다음으로 조합되어 부분 배치 (partial batch) 를 제공한다. 용어 "용액" 은 이와 관련하여, 참용액 (true solution) 이 실제로 존재하는지 또는 단지, 예를 들면 분산물인지에 관계 없이 사용된다. 효소 용액이 조제되고, 부분 배치 1 및 효소 용액이 혼합되어, 코팅 재료가 얻어진다. 이를 위해, 절차는 다음과 같다:
부분 용액 1: 0.34 g 의 잔탄검이 24 시간 동안 pH 6.5의 35.5 g 의 0.02 M 글리세롤 3-포스페이트 버퍼에서 사전팽윤 (pre-swell) 되고 5.0 g 의 폴리비닐 프로피오네이트 분산물과 혼합된다.
부분 용액 2: 5.2 g 의 Transpafill 이 Ultraturrax를 사용하여 10분 동안 21.5 g의 물에서 분산된다.
부분 배치 1: 양자 모두의 부분 용액들이 조합되고 0.15 g 의 테트라에틸암모늄 클로라이드, 0.17 g 의 N-옥타노일-N-메틸글루카미드, 0.06 g 의 N-메틸-N-옥타데세닐 타우레이트 ("Geropon T 77") 및 0.88 g 의 PVP (MW 25 000) 이 1시간 동안 블레이드 교반기로 적당히 교반된다. 시리즈 (series) 에 따라, 다음의 부분 용액들이 그 후에 첨가된다:
· 1.5 g의 물에서 0.10 g 의 비스(2-히드록시에틸)-(4-히드록시미노시클로헥사 (hydroximinocyclohexa)-2,5-디에닐리딘)-암모늄 클로라이드,
· 1.5 g의 물에서, 0.65 g 의 2,18-포스포르몰리브딕 산 헥사나트륨 염 (phosphormolybdic acid hexasodium salt),
그래서, pH는 NaOH에 의해 6.7로 조정된다.
효소 용액: 5 mg 의 PQQ 디나트륨 염 및 0.28 g 의 GDH (변이체 31) 그리고 0.16 g 의 1 M CaCl2 용액이 pH 6.5의 25.6 g 의 0.1 M 글리세롤 3-포스페이트 버퍼에 첨가되고 > 3 h 동안 교반된다.
부분 배치 1 및 효소 용액이 혼합되고, 1.0 g 의 2-메틸-2-부탄올 및 0.4 g 의 물에서 20 mg 의 K3[Fe(CN)6] 용액으로 처리되고 30 분 동안 교반된다. 검출 층 (118) 의 제조를 위한 코팅 재료가 여기서 얻어진다.
이렇게 조제된 코팅 재료는 90 g/m2의 면적 중량 (area weight) 으로, 125 마이크로미터의 두께를 갖는 폴리카보네이트 필름 형태의 캐리어 필름 (119) 에 도포되고 건조된다.
Transpafill® 은 Evonik Industries AG 의 상업적으로 획득가능한 나트륨 알루미늄 실리케이트 분말이다. N-메틸-N-옥타데세닐 타우레이트 ("Geropon T 77") 의 정밀도를 향상시키는 액션은 EP 0 995 994에 기재되어 있다.
b) 분리 층:
본 예시적 실시형태에서, 2개의 부분 용액들 (부분 용액 1 및 부분 용액 2) 가 먼저 또한 분리 층 (122) 의 제조를 위해 조제되고 이것들은 그 후에 조합된다. 여기서 절차는 다음과 같다:
부분 용액 1: 13.5 g 의 물에서 1.37 g 의 Gantrez S 97의 현탁물이 2.2 g 의 16% NaOH로 처리되고 밤새 사전 팽윤된다. 0.40 g 의 테트라에틸암모늄 클로라이드, 0.34 g 의 N-옥타노일-N-메틸글루카미드, 0.06 g 의 N-메틸-N-옥타데세닐 타우레이트 ("Geropon T 77") 및 1.87 g 의 PVP (MW 25 000) 이 첨가되고 그 혼합물이 1시간 동안 교반된다.
부분 "용액" 2: Kronos로부터 14.3 g 의 티타늄 디옥사이드 E 1171 그리고 Degussa로부터 1.95 g 의 침전 실리카 FK 320가 Ultraturrax를 사용하여 10분동안 36.4 g의 물에서 분산된다.
부분 용액들의 조합후에, 5.7 g 의 폴리비닐 프로피오네이트 분산물, 4.2 g의 물에서 0.15 g 의 비스(2-히드록시에틸)-(4-히드록시미노시클로헥사-2,5-디에닐리딘)암모늄 클로라이드, 4.2 g의 물에서 1.85 g 의 2,18-포스포르몰리브딕 산 헥사나트륨 염 그리고 0.4 g의 물에서 10 mg 의 K3[Fe(CN)6] 이 첨가되고 그 혼합물은 NaOH를 이용하여 pH 6.8로 조정되었다. 1.0 g 의 2-메틸-2-부탄올의 첨가 후에, 그것은 더 1시간 동안 교반된다.
명칭 Gantrez® 는 ISP International Speciality Products, Cologne, Germany의 제품명이다. 화학적으로, 그것은 말레산 및 메틸 비닐 에테르의 코폴리머이다.
이렇게 부분 용액들 1 및 2의 조합에 의해 조제된 코팅 재료는 그 후에 45 g/m2의 면적 중량으로 전술된 바처럼 먼저 코팅된 폴리카보네이트의 캐리어 필름 (119) 에, 즉 검출 층 (118) 에 도포되고, 건조된다.
분석 장치 및 품질 검출기:
도 1 및 도 7에서, 분석 장치들 (130) 의 2개의 상이한 예시적인 실시형태들이 개략적으로 도시되어 있다. 여기서, 도 1은, 테스트 엘리먼트 (110) 들이 테스트 스트립의 형태로 사용되는 예시적인 실시형태를 나타내고, 도 7은, 테스트 엘리먼트들 (110) 이 테스트 테이프의 형태로 사용될 수 있는 예시적인 실시형태를 나타낸다. 많은 다른 실시형태들이 가능하고, 도면들은 단지 아주 개략적인 형태로 분석 장치들 (130) 의 액션의 모드만을 나타낸다는 것이 적시될 수도 있다. 따라서, 도 1에 도시된 예시적인 실시형태에서 분석 장치 (130) 는 삽입 슬롯 (132) 을 포함하고, 이를 통해 테스트 엘리먼트 (110) 는 분석 장치 (130) 내로 밀어넣어질 수 있다. 테스트 스트립들의 형태의 여러 테스트 엘리먼트들 (110 in) 이 매거진들에서, 예를 들면 바 매거진 (bar magazine), 스택킹 매거진 (stacking magazine) 또는 드럼 매거진 (drum magazine) 에서 분석 장치 (130) 에 추가되는 대안의 배열도 생각될 수 있다. 테스트 엘리먼트 (110) 는, 예를 들면, 도 8의 위의 설명과 유사하게 설계될 수 있고, 예를 들면, 테스트 화학물질 (119) 을 포함하는 검출 층 (118) 및 선택적으로 분리 층 (122) 을 갖는 테스트 필드 (116) 를 포함할 수 있다. 도 1에 도시되지 않은 샘플 (126) 의 놓기는, 예를 들면, 테스트 필드 (116) 직상에서 일어날 수 있거나 또는 예를 들면, 테스트 엘리먼트 (110) 의 단부에 있는 도포 위치 (134) 가 삽입 슬롯 (132) 으로부터 돌출된 다음, 예를 들면, 테스트 필드 (116) 로 모세관 수송에 의해 일어날 수 있다. 그러한 테스트 엘리먼트들 (110) 은 원칙적으로 종래 기술로부터 알려져 있다.
게다가, 나타낸 예시적인 실시형태에서 분석 장치 (130) 는, 적어도 하나의 분석물 검출기 (136), 및 적어도 하나의 품질 검출기 (138) 를 갖는다. 이들 검출기들 (136 및 138) 이 단지 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 배열은, 예를 들면, 분석물 검출기 (136) 없이 그리고 오로지 품질 검출기 (138) 를 가지고, 품질 검출기의 예시적인 실시형태의 역할을 할 수도 있고, 이는 따로 그리고 분석물 검출기 (136) 없이 사용되어, 예를 들면, 후속 분석물 측정과 상관 없이, 테스트 스트립들의 품질을 체크할 수 있다는 것이 적시될 수도 있다.
예를 들면, 이런 식으로, 개개의 테스트 스트립들의 품질이, 예를 들면, 지정 컬러 스케일의 도움으로 분석물 검출을 위한 분석물 테스트 스트립들의 시각적 분석물 검출에 대해 체크될 수 있다. 다른 실시형태들도 가능하다.
나타낸 예시적인 실시형태에서 분석물 검출기 (136) 는, 이 경우에, 예를 들면 캐리어 엘리먼트 (112) 를 통한 분석 광 (142) 으로 테스트 화학물질 (119) 의 조사를 위한 분석물 광 소스 (140) 를 포함한다. 분석 광 (142) 은, 예를 들면, 적어도 하나의 선택적인 필터 엘리먼트 (144) 에 의해 광학적으로 필터링될 수 있다. 게다가, 나타낸 예시적인 실시형태에서 분석물 검출기 (136) 는, 예를 들면, 검출 광 (148), 예를 들면, 산란된 분석 광의 흡수를 위한 분석물 광검출기 (146) 를 포함한다. 이런 식으로, 예를 들면, 테스트 화학물질 (119) 의 반사도 값 및/또는 색상 변화가 관찰될 수 있다. 검출 광 (148) 은, 적어도 하나의 필터 엘리먼트 (150) 에 의해 광학적으로 필터링될 수 있다. 분석물 검출 및/또는 분석물 검출기 (136) 의 배열의 많은 다른 가능성들이 또한, 예를 들면, 반사도 값의 측정에 대안적으로 또는 추가적으로, 형광의 기록이 가능하다는 것이 적시될 수도 있다. 이에 따라, 분석물 검출기 (136) 는 변경되야 할 것이다. 분석물 광 소스 (140) 및/또는 분석물 광검출기 (146) 는 예를 들면, 반도체 구성 엘리먼트들로서, 예를 들면, 발광 다이오드 또는 포토다이오드로서 설계될 수 있다. 다른 실시형태들도 가능하다.
품질 검출기 (136) 는 하나 이상의 유닛들을 포함하고, 여기서 도 1에 따라 나타낸 예시적인 실시형태에서, 2개의 유닛들이 제공되고, 이들은 제 1 파장 인터벌에서 제 1 루미네센스 및 제 2 파장 인터벌에서 제 2 루미네센스를 갖는다. 따라서, 나타낸 예시적인 실시형태에서 품질 검출기 (138) 는 2개의 여기 광 소스들 (152, 154) 을 포함하고, 이들에는 선택적으로 필터 엘리먼트들 (156, 158) 이 제공될 수 있다. 이들은 여기 광 (160, 162) 을 생성한다. 상이한 파장들의 여기광 (160, 162) 이 또한 원칙적으로 동일한 여기광 소스 (152, 154) 에 의해 생성될 수 있어, 예를 들면, 이들 여기광 소스들 (152, 154) 은 또한, 조합될 수 있고, 예를 들면, 상이한 필터 엘리먼트들 (156, 158) 이 상이한 파장들의 여기광 (160, 162) 의 생성에 사용될 수 있다는 것이 적시될 수도 있다.
여기광 (160, 162) 에 의해, 테스트 화학물질 (119) 은, 예를 들면, 투명 캐리어 엘리먼트 (112) 를 통해 차례로 조사된다. 이 조사는 동시에 또는 그렇지 않으면 시간 지연을 두고서 일어날 수 있다. 이 품질 측정에서, 루미네센스 광 (164, 166) 이 형성되고, 이는, 선택적인 필터 엘리먼트들 (168, 170) 에 의한 필터링 후에 선택적으로, 품질 광검출기들 (172, 174) 에 의해 기록된다. 따라서, 엘리먼트들 (152, 156, 168 및 172) 은 제 1 루미네센스 광을 기록하기 위한 품질 검출기 (138) 의 제 1 유닛을 형성하고, 엘리먼트들 (154, 158, 170, 174) 은, 제 2 루미네센스 광을 기록하기 위한 선택적인 제 2 유닛을 형성한다.
게다가, 도 1에 도시된 광선 경로들이 단지 개략적으로 나타나 있고 또한 다른 방식으로 배열될 수도 있다는 것이 지적되야 한다. 예를 들면, 테스트 엘리먼트 (110) 상에 입사하는 각각의 광선에 대해, 캐리어 엘리먼트 (112) 및/또는 테스트 엘리먼트 (110) 에 수직한 광학 축 (175) 에 대해 입사각 α 이 정의될 수 있고, 테스트 엘리먼트 (110) 또는 그의 부분들로부터 출사되는 각각의 광선, 예를 들면, 산란 및/또는 방출 및/또는 반사된 광선들에 대해, 출사각 β 가 정의될 수 있다. 도 1에서, 이것은 분석 광 (142) 및 검출 광 (148) 의 예에 예시적으로 도시되어 있다. 통상적으로, 광선 경로들은, 각각의 입사 광선 및 테스트 엘리먼트 (110) 로부터 출사되는 각각의 연관된 광선, 예를 들면, 광선들 (142 및 148) 에 대해, 입사각 α 및 출사각 β 이 상이하게 선택되도록, 선택된다. 예를 들면, 관계 α > β는, 도 1에 도시된 바처럼, 또는 반대로 적용될 수 있다. 이런 식으로, 예를 들면, 확산 반사 및/또는 반사도가 기록될 수 있다. 형광 측정에서도 역시, 여기광이, 연관된 형광 및/또는 일반적으로 방출이 기록되는 그 각도와는 상이한 각도로 관례적으로 조사된다.
게다가, 도 1의 예시적인 실시형태에 따른 분석 장치 (130) 는 제어부 (176) 를 갖고, 이 제어부는 또한 평가 디바이스 (178) 로 기능할 수 있고, 예를 들면, 분석물 검출기 (136) 및/또는 품질 검출기 (138) 에 접속되어 이들 검출기들 (136, 138) 을 제어하거나 및/또는 이들 검출기들 (136, 138) 로부터의 신호들을 평가할 수 있다. 제어부 (176) 는 예를 들면, 적어도 하나의 데이터 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있다. 게다가, 제어부 (176) 는, 예를 들면, 하나 이상의 데이터 저장부들 (180), 예를 들면, 하나 이상의 데이터베이스들을 가질 수 있다. 게다가, 제어부 (176) 는 예를 들면, 하나 이상의 인터페이스들 (182) 에 의해 구비되어, 정보 데이터 및 명령 (order) 들을 하나 이상의 다른 장치들과 교환할 수 있다. 게다가, 제어부 (176) 는, 적어도 하나의 사용자 인터페이스와, 예를 들면, 정보의 표시를 위한 적어도 하나의 디스플레이 엘리먼트 (184) 와 및/또는 사용자에 의한 정보 및/또는 명령들의 입력을 위한 하나 이상의 동작 엘리먼트들 (186) 와 상호작용할 수 있다.
도 7에 따른 분석 장치 (130) 의 예시적인 실시형태는 원칙적으로 먼저, 도 1에 따른 예시적인 실시형태와 유사하게 배열될 수 있다. 하지만, 거기에 나타낸 예시적인 실시형태에서 테스트 엘리먼트 (110) 로서 개개의 테스트 스트립 대신에, 테스트 테이프가 사용되고, 테스트 테이프는 예를 들면, 테이프 카세트 (188) 의 부분일 수 있고, 테이프 카세트는, 예를 들면, 굿 릴 (good reel; 190) 및 푸어 릴 (poor reel; 192) 을 포함할 수 있고, 예를 들면, 분석 장치 (130) 에서 상호교환가능하게 포함될 수 있다. 나타낸 예시적인 실시형태에서 테스트 엘리먼트 (110) 는 캐리어 테이프 형태의 캐리어 엘리먼트 (112) 를 포함할 수 있고, 이는, 굿 릴 (190) 로부터 푸어 릴 (192) 로 단계적으로 감겨질 수 있고, 예를 들면, 도 8에 나타낸 구성과 유사하게, 테스트 화학물질 (119) 및 선택적으로 분리 층 (122) 을 갖는 여러 테스트 필드들 (116) 을 포함할 수 있다.
차례로, 나타낸 예시적인 실시형태에서 분석 장치 (130) 는, 분석물 검출기 (136), 및 품질 검출기 (138) 를 포함한다. 이들 검출기들 (136, 138) 이 단지 도 7에 개략적으로 나타나 있다. 이들 검출기들 (136, 138) 의 하나의 가능한 구성에 대해서는, 도 1의 설명의 참조될 수 있다. 하지만, 도 7은, 원칙적으로 검출기들 (136, 138) 이 또한 서로 공간적으로 오프셋되게 배열될 수 있다는 것을 나타낸다. 따라서, 도 7의 예시적인 실시형태에서, 품질 측정 위치 (194) 및 분석물 측정 위치 (196) 가 선택적으로 제공되고, 이들은, 품질 측정 위치 (194) 가 분석물 측정 위치 (196) 의 상류에 있도록 테이프 진행 방향 (198) 에서 공간적으로 오프셋되게 배열된다. 이런 식으로, 품질 측정은, 샘플 (126) 을 놓기 전에 테스트 화학물질 (119) 의 고유 루미네센스의 측정이 가능하도록 수행될 수 있다.
방법:
도 2에서, 본 발명에 따른 방법의 가능한 실시형태가 나타나 있고, 이는, 예를 들면, 도 1 및 도 7의 예시적인 실시형태들에 따라 분석 장치 (130) 에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 제어부 (176) 는 이 목적을 위해 그 방법을 실현하도록 프로그램적으로 구비될 수 있다.
따라서, 이 방법은, 예를 들면, 제 1 단계를 포함하는데, 제 1 단계는 또한 도 2에서 시작 (도면 부호 200) 으로서 표기되고, 예를 들면, 테스트 스트립의 입력에 의해 및/또는 분석 장치 (130) 의 오프닝 (opening) 에 의해 및/또는 시작 버튼의 작동에 의해 일어날 수 있다. 따라서, 시작 (200) 은 또한, 예를 들면, 새로운 테스트 엘리먼트 (110) 의 제공을 포함할 수 있다.
후속하여, 단계 (202) 에서, 품질 측정의 수행이 일어나고, 여기서 테스트 화학물질 (119) 의 고유 루미네센스, 즉 샘플 (126) 을 놓기 전 루미네센스가 기록된다.
후속하여, 선택적으로, 방법 단계 (204) 에서, 단계 (202) 에서 결정된 테스트 엘리먼트 (110) 의 품질의 질문이 일어날 수 있다. 이 질문 (204) 에서, 품질은 하나 이상의 조건들과, 예를 들면, 품질을 하나 이상의 임계 값들과 비교함으로써, 비교될 수 있다. 선택적으로 여기서, 예를 들면, 예를 들면, 열화된 테스트 엘리먼트 (110) 를 나타낼 수 있는 품질의 부족이 결정되면 (도 2에서 분기 (206)), 경고 (208) 가 생성될 수 있거나 및/또는 종료가 일어날 수 있다. 여기서, 사용자는 예를 들어, 새로운 테스트 엘리먼트 (110) 를 입력하도록 프롬프트될 수 있거나 및/또는 도 2에 나타낸 방법의 새로운 시작 (200) 이 일어날 수 있다.
다른 한편, 단계 (204) 에서 품질이 방법의 계속을 위해 적당하다는 것을 알게되면 (도 2에서 분기 (2010)), 바람직하게는 후속하여, 분석물 측정 (212) 이 수행될 수 있다. 이 분석물 측정 (212) 에서 사용자는, 예를 들어 디스플레이 엘리먼트 (184) 에 의해, 테스트 엘리먼트 (110) 에 샘플 (126) 을 추가하도록 프롬프트될 수 있다. 후속하여, 예를 들면, 검출 반응을 위한 적당한 반응 시간 후에, 분석물 측정, 예를 들면, 원칙적으로 종래 기술로부터 알려져 있는 바처럼, 반사도의 측정이 분석물 검출기 (136) 를 사용하여, 수행될 수 있다. 하지만, 다른 타입들의 분석물 측정이 또한 원칙적으로 가능하다.
방법 단계 (214) 에서, 평가가 최종적으로 일어나고, 이는, 예를 들면, 샘플 (126) 에서 분석물의 농도의 결정, 특히 계산을 포함할 수 있다. 이 평가 (214) 는 선택적으로, 품질 측정 (202) 에서 결정된 품질을 사용하여 수행될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 평가 (214) 는, 테스트 화학물질 (119) 의 품질, 예를 들면, 테스트 화학물질 (119) 에 함유된 적어도 하나의 선택적 효소의 활성을 고려하는 분석물 측정 (212) 의 결과들은 올바르다는 취지로 일어날 수 있다. 그러한 보정의 예들은 아래에서 더욱 더 상세히 예시된다. 이 보정은, 예를 들면, 데이터 저장부 (180) 에 저장된 보정 팩터들 및/또는 하나 이상의 보정 함수들 및/또는 하나 이상의 보정 값들에 의해 일어날 수 있다.
측정예들:
도 3 내지 도 6c에서, 상이한 측정 예들이 나타나 있고, 이들은 특히 효소 테스트 화학물질들 (119) 을 사용하여 생성되었다. 따라서, 전술된 바처럼, 효소 검출들에 관한 일반적인 연구들의 과정에서, 그러한 테스트 화학물질들 (119) 의 초기 놀라운 성질이 적어도 하나의 효소를 이용하여 알아냈다. 이 놀라운 성질은, 열화가 샘플 (126) 로 젖기전에 테스트 화학물질 (119) 의 고유 루미네센스, 특히 고유 형광의 변화와 연관된다는 사실에 있다. 그러한 관찰들은 젖기 전에 테스트 스트립들 상에 초기에 기록되었다. 따라서, 위의 설명에 따른 CNAD 테스트 스트립들의 형광의 현미경 사진 상에서, 초기에 정성적으로 크게 상이한 자가형광이, 상이한 온도들 (4℃ 및 20℃) 에서 이들 테스트 스트립들의 저장 후에 관찰되었다. 따라서, 20℃에서의 저장 후 테스트 스트립들은, 4℃에서 저장된 테스트 스트립들과 비교하여 두드러지게 증가된 자가형광을 나타냈다.
이들 관찰들 때문에, 결과적으로 테스트 화학물질 (119) 의 활성 손실에 대한 특수한 연구들이 수행되었다. 여기서, 테스트 엘리먼트들 (110) 은, 이들 테스트 스트립들 (110) 을, 이 경우에 테스트 스트립들을 상승된 온도 (60℃) 및 증가된 대기 습도 (75% rH) 하에서 수일간 저장함으로써, 특수한 로딩 ("스트레스") 을 받았다.
도 3에서, 이런 식으로 처리된 테스트 엘리먼트들 (110) 의 고유 형광 측정의 결과들이 나타나 있다. (100%의 최대 값으로 표준화된) 상대 형광이 파장의 함수로서 플롯된다. 여기서:
커브 310 는 조제 직후, 저장 전 테스트 엘리먼트 (110) 의 고유 형광을 나타내고,
커브 312는 저장 시작후 첫째 날의 고유 형광을 나타내고,
커브 314는 저장 시작후 둘째 날의 고유 형광을 나타내고,
커브 316은 저장 시작후 세째 날의 고유 형광을 나타내고,
커브 318은 저장 시작후 네째 날의 고유 형광을 나타낸다.
스펙트럼들 (310 내지 320) 은 각각의 경우에 440 nm에서 피크로 표준화되었다. 도 3에 따른 측정들에서 고유 루미네센스의 여기는 360 nm의 여기 파장에서 수행되었다. 440 nm 보다 큰 파장들에서 테스트 스트립들의 자가형광의 증가가 명확히 인식될 수 있다. 따라서, 상징적으로, 예를 들면, 도 1에 따른 품질 검출기 (138) 의 배열에서 필터 엘리먼트들 (168, 170) 중 하나에 사용되어, 440 nm보다 위의 파장들에서 증가된 자가형광을 흡수할 수 있는, 필터 특성의 투과 커브 (320) 가 도 3에 플롯된다. 예를 들면, 컷오프 필터가 이를 위해 사용될 수 있고, 이는 상업적으로 이용가능하다.
전술된 테스트 엘리먼트들 (110) 의 구성과는 상이한 도 3의 측정들이, 폴리에틸렌 테트프탈레이트 (PET) 필름 (Melinex®) 형태의 캐리어 엘리먼트 (112) 를 사용하여 수행되었다. 따라서, 형광 신호는 Melinex 캐리어 필름의 산란광 형광에 의해 영향받을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 도 3의 이들 제 1 측정들은 이미 인상적으로, 테스트 엘리먼트들 (110) 에서의 물질은 스트레스 조건들하에서 형광 증가에 이른다는 것을 보여주었다. 그럼에도 불구하고, 도 3에 나타낸 결과들은 또한, 테스트 화학물질 (119) 의 약간 변경된 제형으로 재현될 수 있고, Melinex® 필름의 효과는 형광 분광의 개선에 의해 감소될 수 있다. 동시에, 테스트 엘리먼트들 (110) 의 자가형광의 증가가 재현될 수 있고, 이는 다음의 도 4a 내지 도 4h에 나타나 있다.
도 4a 내지 도 4h에서, 280 nm (도 4a) 내지 420 nm (도 4h) 의 다양한 여기 파장들에 대한 테스트 엘리먼트들 (110) 의 형광 스펙트럼들이 차례로 나타나 있다. 각각의 경우에, 기록된 스펙트럼 내에서 각각의 피크로 표준화된 형광 세기 I 는, 나노미터로 나타낸 파장 λ 의 함수로서 다시 플롯된다. 여기 파장은 각각의 경우에 도면들에 나타나 있다. 측정 예들은, >420 nm의 형광을 갖는 360 내지 400 nm의 여기 파장들에서, 가장 명확한 차이가 상이한 저장 기간들 후에 발생된다는 것을 보여준다. 특히, 이 영역에서, 도 3으로부터 이미 분명한 바처럼, 고유 형광은 저장 기간에 따라 명확히 증가한다. 따라서, 이 고유 형광은 열화 검출을 위한 기준으로서 사용될 수 있다. 특히, 형광 변화의 간단한 정량화를 위하여, 예를 들면, 파장 <420 nm 그리고 파장 >420 nm 에서의 적분 세기의 비가 형성될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 일반적으로 파장 범위 <420 nm에서, 예를 들면, 380 nm 내지 420 nm 의 파장 범위에서 제 1 고유 루미네센스가 기록될 수 있고, 제 2 파장 범위 >420 nm에서, 예를 들면 420 nm < 파장 < 650 nm 에서 적분적으로 제 2 고유 루미네센스가 기록될 수 있다.
고유 루미네센스의 이러한 세기, 예를 들면 상기 세기 비는, 실제로 테스트 화학물질의 품질을 위해 사용가능한 척도 (measure) 를 나타낸다는 사실은 도 5에 나타나 있다. 따라서 도 5에서 상기 세기 비 r 은 퍼센트로 나타나 있고, 여기서 이 비 r 은, 퍼센트로 나타낸, 파장 <420 nm 에서의 적분 세기 대 파장 >420 nm에서의 적분 세기의 비를 보여준다. 360 nm의 여기 파장에서 형광 측정들이 여기에 나타나 있다.
수평 축상에서, 테스트 화학물질의 이러한 활성에 대한 비교가 나타나 있으므로, 이는, 위의 설명에 따라 전술된 측정 방법에 따른 테스트 엘리먼트의 용출액에서 결정되었다. 여기서, 테스트 화학물질 (119) 의 용출액이 생성되었고, 거기에 함유된 효소들의 활성이, 조효소 및 분석물의 첨가에 의해 연구실 분석 방법에서 결정되었다. 연구실 분석적으로 결정된 활성과 고유 형광 사이의 연결을 명확하게 알게되었고, 여기서 활성의 감소는 파장 >420 nm 에서 고유 형광의 증가와 상관된다.
추가 실험들에서, 어느 정도까지 그 증가된 고유 루미네센스 및 특히 고유 형광이 직간접으로 활성 감소와 상관되는지가 연구되었다. 간접적인 관계가 여기서 선택적이지만, 그것은 일반적으로 바람직하지 않은데, 왜냐하면 이 경우에 실제 제조 상황에서 예를 들면 원료로부터 프로세싱을 통해 저장에 이르기까지, 가능하게는 일정한 관계에 있는 2개 컴포넌트들의 스트레스 유발된 변경 프로세스가 일정하게 유지되야 하기 때문이다. 동시에, 이 관계는 개념적으로, 여기서 선택된 60℃ 및 75% 상대 습도의 스트레스의 경우에, 그저 랜덤하게 존재할 수 있지만, 보다 면밀한 고려의 경우에 효소는 주로 온도 스트레스에 반응하고 미지의 물질은 주로 습도 스트레스에 반응한다.
이 정도로, 효소의 변경을 직접 검출가능한 것이 바람직하다. 위에 인용된 문헌으로부터, 340 nm 내지 380 nm 범위에서의 여기 (excitation) 의 경우에, 효소 자체의 자가형광은 예상되지 않는다고 간주될 수 있다. 추가적으로, 비록 동일한 효소에 대한 것은 아니지만, 문헌에서 유사한 스트레스 테스트들은, 스트레스하에서 생각가능한 형광 변화는, 한다 하더라도, 스트레스 후 자가형광의 증가가 아니라 감소에 이르러야 한다는 것을 시사했다.
그러므로, 형광 물질을 식별하기 위하여, 테스트 엘리먼트들 (110) 이 연구실에서 조제되었고, 그것은 단지 캐리어 엘리먼트 (112) 및 문헌에 포함된 전술된 Gantrez® S-97 (말레 무수물 및 메틸-로이닐 에테르의 코폴리머) 를 증점제로서 그리고 각각의 경우에 다른 출발 물질들 중 하나만을 포함했다. 순수 캐리어 엘리먼트 (Pokalon®) 가 또한 기재 (base material) 로서 측정되었다.
이들 비교 측정들의 결과는 도 6a 내지 도 6c에 나타나 있다. 고유 형광은 각각의 경우에 수직축 상에서, 360 nm의 여기 파장에서, 관찰된 파장 인터벌에 나타난 최대치에 대해 표준화되어 플롯되고 수평축 상에서 나노미터 단위로 검출 파장 λ 이 나타나 있다. 여기서, 커브 (610) 는 각각의 경우에 저장 전 형광을 나타내고, 커브 (612) 는 5일후, 즉 60℃ 의 스트레스 및 75% 상대 습도에서 저장 후 네번째 날의 형광을 나타낸다.
도 6a에서, 캐리어 엘리먼트 (112) 로서 사용된 Pokalon 필름의 형광이 나타나 있다. 커브들 (610 및 612) 이 일치하므로, Pokalon 은 스트레스 전과 후에 형광 차이를 보이지 않는다는 것을 명확히 알게 된다.
도 6b에서, 위의 설명에 따라 효소 포도당 탈수소효소 뿐만아니라 Gantrez®를 함유하는 Pokalon 필름에 대한 측정이 나타나 있다. 이 표시로부터, 그 결과 특히 파장 범위 >420 nm 에서, 원래 상태와 비교하여 스트레스 후 고유 형광 (커브 612) 이 두드러지게 증가했다.
도 6c에서, Pokalon® 필름, Gantrez® 및 조효소 cNAD 를 포함하는 엘리먼트들에 대한 측정들이 나타나 있다. 여기서, 역시 차례로, 파장 범위 >420 nm 에서의 고유 루미네센스의 약간의 증가가 스트레스 후에 발견될 수 있다.
따라서 실험들은, 사실 효소 그리고 가능하게는 조효소 자체가 테스트 화학물질 (119) 의 고유 루미네센스의 증가를 야기한다는 것을 나타낸다. 이들 실험들은 스트레스후 증가된 고유 루미네센스를 이용하여 테스트 엘리먼트 (110) 에서 테스트 화학물질 (119) 의 열화, 특히 효소 열화를, 직접적으로 테스트 화학물질 (119), 특히 효소의 성질을 이용하여, 검출할 수 있다는 아이디어가 생기게 하였다. 고유 루미네센스, 특히 고유 형광의 이러한 증가는, 샘플 (126) 로 젖기 전에, 즉 사용자에 의한 사용 전에 이미, 테스트 엘리먼트들 (110), 예를 들면 테스트 스트립들의 경우에 발견된다. 고유 루미네센스를 검출하기 위한 시스템은, 도 1 및 도 7의 도움으로 예로써 나타낸 바처럼, 보통 하나의 광검출기만을 필요로 하고, 이는, 예를 들면, 필터들의 적합한 선택에 의해, 여기광에 반응하는 것이 아니라, 오히려 여기시 형성된 루미네센스 광에 그리고 특히 형광 광에 반응한다. 예를 들면, 적합한 필터를 갖는 포토다이오드가 증가된 고유 루미네센스, 특히 고유 형광을 검출할 수 있다. 이미 전술된 바처럼, 원칙적으로 또한 많은 품질 광검출기들 (172, 174) 이 사용될 수 있는데, 그 중 하나는 예를 들면, 380 nm 내지 420 nm 의 형광 광을 검출하고 다른 포토다이오드는, 예를 들면, 420 nm 과 650 nm 사이의 형광 광을 검출한다. 다음으로, 이들 포토다이오드들 또는 일반적으로 광검출기들의 측정 신호들로부터, 예를 들면, 차이가 형성될 수 있거나, 또는 대안적으로 또는 추가적으로, 이들 신호들이 이런 식으로 서로 관련되어, 예를 들면, 테스트 화학물질 (119) 의 품질 및/또는 형광 활성에 대한 측정 값을 획득할 수 있다. 측정 값으로부터 테스트 화학물질 (119) 의 활성, 예를 들면, 효소 활성을 결정 가능하기 위하여, 예를 들면 보정 커브, 예를 들면, 캘리브레이션 커브가, 도 5에 나타낸 커브와 유사하게 사용될 수 있다. 또한, 예를 들면, 2개 신호들의 차이를 형성한 다음에, 이 차이를, 예를 들면, 2개 신호들의 중간 값으로 관련시키는 것을 생각할 수 있다. 많은 다른 조합들, 예를 들면 여기 광에 대한 참조, 예를 들면, 블랭크 값 반사도 또는 유사한 참조들이 생각될 수 있다.
110 테스트 엘리먼트
112 캐리어 엘리먼트
113 조사 광
114 검출가능 광
116 테스트 필드
118 검출 층
119 테스트 화학물질
120 검출 측
122 분리 층
124 테스트 필드 표면
126 샘플
128 도포 측
130 분석 장치
132 삽입 슬롯
134 도포 위치
136 분석물 검출기
138 품질 검출기
140 분석물 광 소스
142 분석 광
144 필터 엘리먼트
146 분석물 광검출기
148 검출 광
150 필터 엘리먼트
152 여기 광 소스
154 여기 광 소스
156 필터 엘리먼트
158 필터 엘리먼트
160 여기 광
162 여기 광
164 루미네센스 광
166 루미네센스 광
168 필터 엘리먼트들
170 필터 엘리먼트들
172 품질 광검출기
174 품질 광검출기
175 광학 축
176 제어부
178 평가 디바이스
180 데이터 저장부
182 인터페이스
184 디스플레이 엘리먼트
186 동작 엘리먼트
188 테이프 카세트
190 굿 릴
192 푸어 릴
194 품질 측정 위치
196 분석물 측정 위치
198 테이프 진행 방향
200 시작
202 품질 측정
204 품질 질문
206 품질 부족
208 경고, 종료
210 적당한 품질
212 분석물 측정
214 평가
310 저장전
312 첫째 날
314 둘째 날
316 세째 날
318 네째 날
320 필터 특성
410 저장전
412 첫째 날
414 둘째 날
416 세째 날
418 네째 날
610 저장전
612 네째 날

Claims (30)

  1. 샘플 (126) 에서 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한 분석 장치 (130) 로서,
    - 상기 분석 장치 (130) 는 적어도 하나의 테스트 엘리먼트 (110) 를 포함하고, 상기 테스트 엘리먼트 (110) 는 적어도 하나의 테스트 화학물질 (119) 을 함유하고, 상기 테스트 엘리먼트 (110) 는 적어도 하나의 테스트 필드 (116) 를 갖고, 상기 테스트 필드 (116) 는 상기 테스트 화학물질 (119) 의 적어도 하나의 응집 층이 캐리어 엘리먼트 (112) 에 도포되거나 또는 캐리어 엘리먼트 (112) 에 포함되는 영역이고, 상기 분석 장치 (130) 는, 상기 테스트 엘리먼트 (110) 에 의해, 적어도 하나의 분석물 측정을 수행하도록 구비되고, 상기 테스트 화학물질 (119) 은, 상기 분석물의 존재시, 적어도 하나의 검출가능한 변화가능한 성질을 변화시키도록 구비되는 물질 또는 물질 혼합물이고, 상기 분석물 측정에서 상기 테스트 엘리먼트 (110) 의 상기 적어도 하나의 테스트 화학물질 (119) 의 상기 분석물의 존재에 의해 변화가능한 상기 적어도 하나의 성질이 기록되고,
    - 상기 분석 장치 (130) 는 또한, 상기 테스트 화학물질 (119) 에 대한 적어도 하나의 품질 측정을 수행하도록 구비되고, 상기 품질 측정에서 상기 테스트 화학물질 (119) 의 적어도 고유 루미네센스가 기록되고 상기 고유 루미네센스로부터 상기 테스트 화학물질 (119) 의 품질이 결정되고, 상기 테스트 화학물질 (119) 의 품질은, 상기 테스트 화학물질 (119) 의 상태에 관한 정보를 제공하는 정보이고, 상기 품질은 상기 테스트 화학물질 (119) 의 열화 또는 노화 상태를 정량화하는 품질 정보의 적어도 하나의 아이템을 포함하고,
    상기 분석 장치 (130) 는 상기 분석물 측정 전에 적어도 한번 상기 품질 측정을 수행하도록 구비되고, 상기 분석 장치 (130) 는, 기록된 상기 품질에 대응하여, 사용자에 대한 메시지의 출력; 적어도 하나의 다른 디바이스로의 상기 품질에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템의 전파; 데이터 저장부 (180) 에 상기 품질에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템의 저장; 상기 분석물 측정의 촉진 또는 방지; 이미 수행된 분석물 측정의 고려 또는 비고려; 상기 테스트 화학물질의 상기 품질을 고려하여, 기록된 상기 성질로부터 상기 샘플에서 상기 분석물의 농도의 계산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 액션을 수행하도록 구비되고,
    상기 분석 장치 (130) 는 적어도 하나의 광학 품질 검출기 (138) 를 더 포함하고, 상기 품질 측정에서 상기 광학 품질 검출기 (138) 에 의해 상기 테스트 화학물질 (119) 의 상기 고유 루미네센스의 측정을 수행하도록 구비되고, 상기 분석 장치 (130) 는, 상기 광학 품질 검출기 (138) 에 의해, 적어도 2개의 상이한 파장 영역들에서 상기 고유 루미네센스를 기록하도록 구비되는, 분석 장치 (130).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석 장치 (130) 는 상기 고유 루미네센스가 적어도 하나의 미리결정된 임계치를 넘는 경우에, 상기 테스트 엘리먼트 (110) 의 열화에 대해 결정을 이끌어내도록 구비되는, 분석 장치 (130).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분석 장치 (130) 는, 상기 테스트 화학물질 (119) 의 상기 품질을 고려하여, 기록된 상기 성질로부터 상기 샘플 (126) 에서 상기 분석물의 농도의 계산을 수행하도록 구비되는, 분석 장치 (130).
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석 장치 (130) 는, 상기 적어도 2개의 상이한 파장 영역들에서 상기 고유 루미네센스로부터, 상기 품질을 특성화하는 적어도 하나의 품질 지표를 계산하도록 구비되는, 분석 장치 (130).
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    평가 디바이스 (178) 를 더 포함하고, 상기 평가 디바이스 (178) 는 상기 품질과 적어도 하나의 조건을 비교하도록 구비되는, 분석 장치 (130).
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분석 장치 (130) 가, 기록된 상기 품질에 대응하여, 적어도 하나의 액션을 수행하도록 구비되는, 분석 장치 (130).
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 테스트 화학물질 (119) 은 적어도 하나의 효소를 포함하는, 분석 장치 (130).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 효소는, 포도당 탈수소효소 (E.C.1.1.1.47); 락테이트 탈수소효소 (E.C.1.1.1.27, 1.1.1.28); 말레이트 탈수소효소 (E.C.1.1.1.37); 글리세롤 탈수소효소 (E.C.1.1.1.6); 알코올 탈수소효소 (E.C.1.1.1.1); 알파-하이드록시부티레이트 탈수소효소; 소르비톨 탈수소효소; 아미노산 탈수소효소; 포도당 산화효소 (E.C.1.1.3.4); 콜레스테롤 산화효소 (E.C.1.1.3.6); 아미노전이효소; 5’-뉴클레오티다제; 크레아틴 키나제; 포도당 6-포스페이트 탈수소효소 (EC 1.1.1.49); NAD-의존성 콜레스테롤 탈수소효소 (EC 1.1.1.62); FAD-의존성 포도당 탈수소효소 (EC 1.1.99.10); PQQ-의존성 포도당 탈수소효소 (EC 1.1.5.2) 로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 분석 장치 (130).
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 품질은 상기 효소의 활성에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템을 포함하는, 분석 장치 (130).
  11. 샘플 (126) 에서 적어도 하나의 분석물을 검출하는 방법으로서, 상기 방법은
    - 적어도 하나의 분석물 측정으로서, 상기 분석물 측정에서, 상기 분석물의 존재에 의해 변화가능한 테스트 엘리먼트 (110) 의 적어도 하나의 테스트 화학물질 (119) 의 적어도 하나의 성질이 기록되고, 상기 테스트 필드 (110) 는 적어도 하나의 테스트 필드 (116) 를 갖고, 상기 테스트 필드 (116) 는, 상기 테스트 화학물질 (119) 의 적어도 하나의 응집 층 (cohesive layer) 이 캐리어 엘리먼트 (112) 에 도포되거나 캐리어 엘리먼트 (112) 에 포함되는 영역인, 상기 적어도 하나의 분석물 측정, 및
    - 상기 테스트 화학물질 (119) 에 대한 적어도 하나의 품질 측정으로서, 상기 품질 측정에서 상기 테스트 화학물질 (119) 의 적어도 고유 루미네센스가 기록되고 상기 고유 루미네센스로부터 상기 테스트 화학물질 (119) 의 품질이 결정되고, 상기 품질은 상기 테스트 화학물질 (119) 의 열화 또는 노화 상태를 정량화하는 품질 정보의 적어도 하나의 아이템을 포함하는, 상기 적어도 하나의 품질 측정
    의 단계들을 포함하고,
    상기 품질 측정에서, 상기 테스트 화학물질 (119) 의 상기 고유 루미네센스의 측정은 적어도 하나의 광학 품질 검출기 (138) 에 의해 수행되고, 적어도 2 개의 상이한 파장 영역들에서 상기 고유 루미네센스는 상기 광학 품질 검출기 (138) 에 의해 기록되고,
    기록된 상기 품질에 대응하여, 사용자에 대한 메시지의 출력; 적어도 하나의 다른 디바이스로의 상기 품질에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템의 전파; 데이터 저장부 (180) 에 상기 품질에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템의 저장; 상기 분석물 측정의 촉진 또는 방지; 이미 수행된 분석물 측정의 고려 또는 비고려; 상기 테스트 화학물질의 상기 품질을 고려하여, 기록된 상기 성질로부터 상기 샘플에서 상기 분석물의 농도의 계산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 액션이 수행되는, 분석물을 검출하는 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서
    상기 분석 장치 (130) 는 열화된 테스트 화학물질 (119) 을 함유하는 테스트 엘리먼트들 (110) 을 사용한 분석물 측정들을 회피하는데 사용되는, 분석 장치 (130).
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석 장치 (130) 는 혈당을 검출하도록 구성되는, 분석 장치 (130).
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 검출가능한 변화가능한 성질은 전기 또는 광학 성질 중 하나 또는 양자 모두인, 분석 장치 (130).
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액션은 사용자에 대한 메시지의 출력이고, 상기 메시지는 경고 메시지인, 분석 장치 (130).
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액션은, 상기 테스트 화학물질의 품질을 고려하여, 기록된 상기 성질로부터 상기 샘플에서 상기 분석물의 농도의 계산이고, 기록된 상기 성질로부터 상기 샘플에서 상기 분석물의 농도의 계산은, 상기 품질을 고려한 보정을 사용하여 수행되는, 분석 장치 (130).
  17. 제 3 항에 있어서,
    기록된 상기 성질로부터 상기 샘플 (126) 에서 상기 분석물의 농도의 계산은, 상기 품질을 고려한 보정을 사용하여 수행되는, 분석 장치 (130).
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석 장치 (130) 는, 상기 광학 품질 검출기 (138) 에 의해, 제 1 파장 인터벌에서 적어도 제 1 고유 루미네센스 또는 적어도 제 1 고유 루미네센스 스펙트럼 그리고 적어도 제 2 파장 인터벌에서 적어도 제 2 고유 루미네센스 또는 적어도 제 2 고유 루미네센스 스펙트럼에서 상기 고유 루미네센스를 기록하도록 구비되는, 분석 장치 (130).
  19. 제 5 항에 있어서,
    상기 분석 장치 (130) 는, 상기 적어도 2개의 상이한 파장 영역들에서 상기 고유 루미네센스로부터, 지수 형성 (quotient formation) 또는 선형 조합 (linear combination) 의 형성 중 하나 또는 양자 모두에 의해, 상기 품질을 특성화하는 적어도 하나의 품질 지표를 계산하도록 구비되는, 분석 장치 (130).
  20. 제 6 항에 있어서,
    상기 평가 디바이스 (178) 는 상기 품질과 적어도 하나의 임계 값을 비교하도록 구비되는, 분석 장치 (130).
  21. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액션은, 사용자에 대한 메시지의 출력; 적어도 하나의 다른 디바이스로의 상기 품질에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템의 전파; 데이터 저장부 (180) 에 상기 품질에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템의 저장; 상기 분석물 측정의 촉진 또는 방지; 이미 수행된 분석물 측정의 고려 또는 비고려로 이루어지는 군으로부터 선택된 액션인, 분석 장치 (130).
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액션은 사용자에 대한 메시지의 출력이고, 상기 메시지는 경고 메시지인, 분석 장치 (130).
  23. 제 8 항에 있어서,
    상기 테스트 화학물질 (119) 은, 산화효소; 탈수소효소로 이루어지는 군으로부터 선택된 효소를 포함하는, 분석 장치 (130).
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 효소는 탈수소효소이고, 상기 탈수소효소는, 포도당 6-포스페이트 탈수소효소 (EC 1.1.1.49), NAD-의존성 콜레스테롤 탈수소효소 (EC 1.1.1.62), FAD-의존성 포도당 탈수소효소 (EC 1.1.99.10) 및 PQQ-의존성 포도당 탈수소효소 (EC 1.1.5.2) 로 이루어지는 군으로부터 선택된 탈수소효소인, 분석 장치 (130).
  25. 제 9 항에 있어서,
    상기 효소는 아미노산 탈수소효소이고, 상기 아미노산 탈수소효소는 L-아미노산 탈수소효소 (E.C.1.4.1.5) 인, 분석 장치 (130).
  26. 제 9 항에 있어서,
    상기 효소는 아미노전이효소이고, 상기 아미노전이효소는 아스파르테이트 또는 알라닌 아미노전이효소인, 분석 장치 (130).
  27. 제 11 항에 있어서,
    제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 분석 장치 (130) 가 사용되는, 분석물을 검출하는 방법.
  28. 제 11 항에 있어서,
    상기 분석물의 존재에 의해 변화가능한 테스트 엘리먼트 (110) 의 적어도 하나의 테스트 화학물질 (119) 의 적어도 하나의 성질은 전기 또는 광학 성질 중 하나 또는 양자 모두인, 분석물을 검출하는 방법.
  29. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액션은 사용자에 대한 메시지의 출력이고, 상기 메시지는 경고 메시지인, 분석물을 검출하는 방법.
  30. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액션은, 상기 테스트 화학물질의 품질을 고려하여, 기록된 상기 성질로부터 상기 샘플에서 상기 분석물의 농도의 계산이고, 기록된 상기 성질로부터 상기 샘플에서 상기 분석물의 농도의 계산은, 상기 품질을 고려한 보정을 사용하여 수행되는, 분석물을 검출하는 방법.
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