KR101702805B1 - 테스트 스트립, 검출 장치 및 검출 방법 - Google Patents

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Abstract

테스트 스트립, 검출 장치 및 검출 방법이 기술되어 있다. 상기 테스트 스트립은 시료의 분해물이 농도 및 점도를 정확히 검출하도록 전기화학적 기구와 함께 사용될 수 있다. 상기 테스트 스트립은 제 1 시료 경로, 제 1 전극 세트, 레독스 시약, 제 1 시료 경로, 제 2 전극 세트 및 반응 시약을 포함한다. 상기 레독스 시약은 적어도 레독스 쌍을 포함한다. 상기 시료가 상기 제 1 시료 경로에 들어갈 때, 상기 레독스 쌍은 용해되고 상기 시료의 흐름 시간을 얻기 위한 전기화학적 레독스 시약을 발생시킨다. 상기 시료가 상기 제 2 시료 경로에 들어갈 때, 상기 반응 시약은 상기 시료의 분해물 농도를 얻는데 사용되고, 상기 분해물의 농도는 상기 흐름 시간에 의해 정정될 수 있다.

Description

테스트 스트립, 검출 장치 및 검출 방법{TEST STRIP, DETECTING DEVICE AND DETECTION METHOD}
본 발명은 테스트 스트립, 검출 장치, 및 검출 방법, 보다 특히, 시료의 흐름 시간을 얻도록 레독스 시약을 사용하고 상기 시료의 분해물의 농도를 정정(correct)하도록 상기 흐름 시간을 사용하는 테스트 스트립, 검출 장치 및 검출 방법에 관한 것이다.
전기화학적 바이오-센서들은 혈액 또는 소변(urine)과 같은 액체 시료 내 분해물의 농도를 알아내도록 널리 쓰이고 있다. 혈당 센서, 콜레스테롤 센서, 요산 바이오센서들 및 젖산 바이오센서들과 같은 많은 종류의 전기화학적 바이오-센서들이 있다. 특히, 혈당 센서들은 당뇨병 환자들을 위해 필수적인 것이 되었다. 보통, 혈당 센서는 스트립 형태로 형성되고 혈액 샘플 내 혈당의 농도에 비례하는 전기 신호들을 수신하고 혈당 수준을 나타내도록 혈당 측정기에 전기 신호들을 전송하기 위한 작업 전극 및 기준 전극과 같은 적어도 두 개의 전극들을 포함한다.
반면에, 모든(full) 혈액점도 테스트는 많은 연구 및 임상 실험들에 있어서 전-(pre-) 또는 혈전후(post-thrombus)의 진단 및 치료에 실현 가능한 참조문헌을 제공할 수 있다. 고혈압, 심장병, 관상동맥성 심장질환 (CAHD), 심근 경색, 당뇨병, 악성 종양 및 만성 질환들과 같은 많은 질병들은 혈액 점도에 크게 관련되어 있다. 혈액 점도는 상기 혈액의 주된 부분인 적혈구들의 크기, 형태 및 헤마토크리트(hematocrit)에 의해 영향을 받을 수 있다; 하지만 백혈구들 및 혈구모세포들이 또한 상기 혈액 점도에 영향을 미칠 수 있다; 그러므로 헤마토크리트(HCT)는 상기 혈액 점도를 결정하는데 중요한 요인이다. 더 나아가, 상기 혈액 점도가 증가할 때, 그 점에서 심장, 두뇌, 간 및 신장을 공급하는 것을 어렵게 만들어, 상기 혈액 내에 더 많은 저항이 있을 것이다. 적은 혈액이 공급되는 동안, 상기 증상들은 악화될 수 있다; 그러므로, 상기 혈액 점도는 상기 질병을 관찰하는데 중요한 지표가 되었다.
상기 혈액 점도를 측정하도록, 모세관 점도계, 원뿔평판 회전점도계, 동축 실린더 점도계 및 압력 감지 점도계와 같은 많은 종류의 점도계가 있는데, 상기 모세관 점도계는 가장 흔한 종류이다. 모세관 점도계에 있어서, 부피, 압력차, 모세관 직경 및 모세관 길이와 같은 매개 변수들(parameters)이 일정할 때, 그때 유체의 점도는 상기 모세관을 통해 흐르도록 요구된 시간에 비례한다; 그러므로, 상기 유체가 상기 모세관 내에 체워질 때, 상기 유체의 점도는 Poiseuiller의 원리를 이용함으로써 얻어진다. 그러나, 상기 모세관 점도계를 사용하는데 몇 가지 제한들이 있는데, 예를 들어 상기 모세관이 그것의 횡단면에 일직선이며, 길고 둥근 경우, 상기 모세관의 직경 비에 대한 길이는 보통 200 이상일 필요가 있고, 상기 모세관의 직경은 1 mm에 동등하거나 또는 더 크거나, 기타 등등이다. 게다가, 상기 모세관 점도계는 큰 장비 규모를 가지며, 그것은 공정에 많은 시료들을 필요로 하고 긴 반응 시간을 요구하는 경향이 있다; 그러므로, 상기 모세관 점도계들을 위생 처리하는(sanitize) 것은 쉽지 않고 동시에 상기 혈액 점도를 검출하도록 환자가 상기 모세관 점도계를 가지고 다니는 것은 편리하지 않다. 한 무리의 사람들로부터 혈액 점도 데이터를 얻는 것이 필수적일 때, 그것은 그것들의 각각 하나로부터 혈액 점도를 검출하는 데 많은 시간이 걸리고 그것은 그것들로부터 충분한 시료들을 얻는 것을 필요로 한다; 그러므로, 그것은 비효율적이고 또한 비용-효율이 높지 않다.
위의 기술한 바와 같이 혈액 점도의 측정 방법 외에도, 미국특허출원 제2007/0251836A1 호는 전기화학적 센서 및 액체 샘플의 분석 방법을 기술하였는데, 상기 전기화학적 센서는 상기 액체 샘플을 전달하기(delivering) 위한 채널(channel);과 상기 채널 내 노출되고 분리된 제 1 전도성 부분 및 제 2 전도성 부분;을 포함한다; 여기에서 상기 제 1 전도성 부분은 그것이 상기 액체 샘플에 의해 접촉될 때 제 1 펄스 신호(pulse signal)를 발생시키고; 상기 제 2 전도성 부분은 그것이 상기 액체 샘플에 의해 접촉될 때 제 2 펄스 신호를 발생시킨다. 상기 전기화학적 센서는 상기 제 1 및 제 2 펄스 신호들 사이의 시간 차이(time difference)에 따른 상기 액체 샘플의 점도를 얻는다. 일반적으로 전기화학적 센서는 동력(power)을 절약하고 불필요한 반응들을 촉발시키는 것을 피하도록 0.5 V 보다 더 높지 않은 전압을 제공한다; 그러나 상기 전압은 매우 약할 수 있으며 혈액 및 상기 전극들과 같은 액체 샘플들 사이에서 불안정할 수 있고, 그것은 배경 소리들에 의해 급속히 퍼질 수 있으며 검출되는 것이 어렵다. 더 나아가, 상기 전기화학적 센서는 혈당의 농도를 정정(correct)하는데 사용될 수 있는데, 그렇게 하도록(to do so), 상기 전기화학적 센서는 그 채널 내 효소를 포함해야 한다. 테스트 스트립을 위한 공간을 모으도록, 상기 혈당 농도를 검출하기 위한 전극 세트는 상기 제 1 전도성 부분 및 제 2 전도성 부분 사이에 배치되고, 상기 액체 샘플이 상기 채널 안으로 흐를 때, 상기 전극 세트는 동시에 검출을 시작한다. 다시 말해서, 상기 흐름 시간의 효소 및 검출 반응은 같은 채널 내에 발생하고 서로(each other)를 쉽게 방해할 수 있다; 게다가, 상기 전극 세트 상에 배치된 효소는 경화제들, 안정화제들, 완충화제들(buffering aganets), 계면제들과 같은 혼합물들을 또한 포함하고, 그것은 상기 액체 샘플의 유동성이 변하도록 유발하고 상기 흐름 시간 검출의 차이들을 종종 야기할 수 있다. 게다가, 효소가 상기 흐름 시간을 검출하도록 상기 액체 샘플의 분해물에 반응하기 위해 제공되므로, 상기 흐름 시간 신호는 상기 혈액 샘플들이 상기 효소에 반응할 때까지 얻어질 수 없을 것이고, 그렇지 않으면 약한 신호 또는 지연된 신호가 검출될 것이다. 그러므로, 상기 선행기술 기법은 안정한 검출 결과들을 제공할 수 없고 종종 그 자체를 생산하는 것을 실패한다.
미국특허 제7258769호는 효소들이 상기 테스트 스트립에 부가될 때 혈당의 농도 및 혈액의 유동성을 검출하도록 혈액 샘플들에 반응을 보이는 효소들을 사용하고, 다음의 반응들이 발생할 것이다:
글루코오스 + Gox-FAD → 글루콘산 + Gox-FADH2
Gox-FADH2 + Mox → Gox-FAD + Mred
상기 반응식에 있어서, Gox는 글루코오스 옥시다아제를 의미하고, 그것은 감소된 상태로 변하도록 혈당에 반응하고, 그리고는 상기 감소된 Gox는 전자 매개자들(electron intermediaries)이 감소된 상태로 변하도록 상기 전자 매개자들에 반응한다. 그 뒤에, 상기 감소된 전자 매개자들은 상기 전극의 표면에 확산될 수 있고 상기 양극에 의해 산화되고, 그렇게 함으로써 혈당의 농도를 얻기 위한 전류를 발생시킨다. 상기 유동성 검출을 수행할 때, 검출가능 신호를 발생시키도록 효소들에 반응하는 혈당을 기다리는 것은 필수적이지만, 그때까지 상기 혈액은 상기 전극을 통해 이미 흐를 수 있으므로, 상기 발생된 신호는 실제의 유동성을 나타낼 수 없다. 그러므로, 상기 채널 내 배치된 효소들은 혈당을 검출하기 위해 사용될 수 있지만 상기 흐름 시간을 결정하기 위한 것은 아니다. 상기 혈액 샘플이 효소들에 반응한 후에 상기 검출 신호가 오직 발생될 수 있으므로, 상기 실제 유동성 및 상기 측정된 유동성 사이에 시간 차이가 있을 것이다.
미국출원 제8080153호는 샘플 내 분해물의 헤마토크리트-정정된 농도 값 결정(determining)의 시스템 및 방법을 제안하였다. 상기 방법은 테스트 스트립 상의 샘플의 충전(fill) 시간을 결정하도록 샘플링 영역(sampling area) 내 작업(working) 전극을 가진 세 개의 기준(reference) 전극들을 사용하는 단계, 상기 분해물의 농도를 검출하도록 상기 샘플링 영역 내 효소를 사용하는 단계, 및 그 다음 상기 충전 시간에 대해 실험식을 사용하는 상기 분해물의 헤마토크리트-정정된 농도를 계산하는 단계:를 포함한다. 이 특허의 도 4에 보여지는 것처럼, 상기 헤마토크리트가 증가할 때, 상기 충전 시간 값들은 흩어지는 경향이 있는 것이 분명하고, 어느 것은 상기 특허가 그 자체를 잘 생산하지 못하는 것을 암시한다. 도 5에 보여지는 것처럼, 상기 헤마토크리트가 증가할 때, 상기 혈당의 농도는 줄어들고 적혈구들의 수는 증가한다. 적혈구들은 전자 매개자들 및 혈당 사이의 반응에 영향을 미치는 경향이 있다; 게다가, 혈장은 또한 전자 매개자들의 확산에 영향을 미칠 수 있어, 혈당의 농도는 예상했던 것(expected) 보다 더 낮을 수 있다. 도 4에 있어서, 상기 충전 시간이 0.8일 때, 상기 혈당을 보정하도록(compensate) 사용된 값에 결과적으로(in turn) 영향을 미칠 수 있는, 상기 헤마토크리트(55% 또는 65%일 수 있는)를 결정하는 것은 어렵다; 다시 말해서, 이 특허는 상기 분해물의 원하지 않은 정정된 농도를 얻을 수 있다. 일반적으로 성인 남자는 39 % 내지 50 % 사이의 헤마토크리트 값을 가지지만, 반면 성인 여성은 36% 내지 45% 사이의 헤마토크리트 값을 가진다. 당뇨병 환자는 종종 고혈압, 빈혈증 또는 다른 심장 질환과 같은 다른 합병증으로부터 고통받는데, 상기 당뇨병 환자의 헤마토크리트는 비정상(abnormal)이 되기 쉽다. 상기 헤마토크리트가 정상 범위를 초과할 때, 상기 혈당의 농도는 제멋대로일(go wild) 수 있고 잘못된 판단을 피하도록 정정될 필요가 있으며 생명이 위험에 처할 수도 있다.
지금까지 상기 선행기술 기법들은 짧은 측정 시간 이내에 혈액 점도를 정확하게 얻을 수 없다. 본 발명은 상기 선행기술 기법들에 있어서 현재의 문제들을 해결하도록 테스트 스트립, 검출 장치 및 검출 방법을 개시한다.
도 1은 시료를 검출하도록 전기화학적 기구를 가진 테스트 스트립 작동(working) 뷰(view)를 보여준다.
도 2 내지 도 14는 본 발명의 구현예에 따른 테스트 스트립의 다양한 구조들을 보여준다.
도 15는 본 발명의 구현예에 따라 검출하는 검출 장치 사용 뷰를 보여준다.
도 16 내지 도 59 B는 본 발명의 구현예에 따른 검출 장치의 테스트 스트립의 다양한 구조들을 보여준다.
도 60a 내지 도 62h는 본 발명의 구현예에 따른 검출 장치의 테스트 스트립의 제 2 시료 경로와 캐스케이드화된(cascaded with) 제 1 시료 경로의 다양한 구조들을 보여준다.
도 63a 내지 도 74 B는 본 발명의 구현예에 따른 검출 장치의 테스트 스트립 내 배치된 시간 검출 전극의 다양한 구조들을 보여준다.
도 75 내지 도 86은 본 발명의 구현예에 따른 검출 방법의 공정도들을 보여준다.
도 87a 및 도 87b은 혈당 값들 대 다른 점도 상태들로서 다른 헤마토크리트들의 정맥혈을 이용한 결과들을 보여준다.
발명의 요약
시료의 흐름 시간을 검출하도록 레독스 시약을 사용하는 전기화학적 기구를 가진 테스트 스트립 작업을 제공하고 상기 시료의 점도를 정확하게 검출하도록 전기화학적 기구를 위한 충분한 임펄스 신호를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 상기 목적을 달성하도록, 본 발명은 시료 경로(specimen path), 전극 세트, 및 전극 세트, 주입 말단(inlet end) 및 방출 말단(discharge end)을 포함하는 시료 경로; 제 1 전극, 제 2 전극 및 기준(reference) 전극을 적어도 포함하고, 상기 시료 경로 내 배치되는 적어도 그 부분을 가지는 전극 세트; 레독스(redox) 쌍을 적어도 포함하고, 상기 시료 경로 내 배치되는 레독스 시약;을 포함하고, 상기 시료가 제 1 시료 경로에 들어갈 때, 상기 레독스 쌍은 용해되고(dissolve), 상기 시료가 상기 제 1 전극 및 상기 기준 전극과 접촉할 때 제 1 임펄스 신호를 발생시키고, 상기 시료가 상기 제 2 전극 및 상기 기준 전극과 접촉할 때 제 2 임펄스 신호를 발생시키기 위한 전기화학적 레독스 반응을 발생시키며, 그것에 의하여 상기 제 1 임펄스 신호 및 제 2 임펄스 신호에 따른 상기 시료의 흐름 시간을 얻고, 그런 다음 상기 흐름 시간에 따른 상기 시료의 점도를 얻는 것인(when the specimen enters the first specimen path, the redox pair dissolves and generates an electrochemical redox reaction for generating a first impulse signal when the specimen is in contact with the first electrode and the reference electrode and generating a second impulse signal when the specimen is in contact with the second electrode and the reference electrode, thereby obtaining a flow time of the specimen according to the first impulse signal and second impulse signal, and then obtaining a viscosity of the specimen according to the flow time), 레독스 시약;을 포함하는 테스트 스트립을 제공한다.
시료를 검출하기 위한 검출 장치를 제공하는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다; 상기 검출 장치는 상기 분해물의 농도 및 상기 시료의 흐름 시간을 검출할 수 있고, 상기 분해물의 농도를 정정하도록 상기 흐름 시간을 사용한다. 상기 목적을 달성하도록, 본 발명은 테스트 스트립 및 전기화학적 기구(electrochemical instrument)를 포함하는 검출 장치를 제공한다. 상기 테스트 스트립은 제 1 시료 경로, 제 1 전극 세트, 레독스 시약, 제 2 시료 경로, 제 2 전극 세트 및 반응 시약; 주입 말단 및 방출 말단을 포함하는 제 1 시료 경로; 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 1 기준 전극을 적어도 포함하고, 제 1 전극 세트의 적어도 일부가 상기 제 1 시료 경로 내 배치되는 제 1 전극 세트; 레독스 쌍을 적어도 포함하고, 상기 제 1 시료 경로 내 배치되는 레독스 시약으로서; 상기 시료가 상기 제 1 시료 경로에 들어갈 때, 상기 레독스 쌍은 용해되고, 상기 시료가 상기 제 1 전극 및 상기 제 1 기준 전극과 접촉할 때 제 1 임펄스 신호를 발생시키고, 상기 시료가 상기 제 2 전극 및 상기 제 1 기준 전극과 접촉할 때 제 2 임펄스 신호를 발생시키기 위한 전기화학적 레독스 반응을 발생시키며, 그것에 의하여 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호에 따른 상기 시료의 흐름 시간을 얻는 것인, 레독스 시약;(a redox reagent disposed in the first specimen path, the redox reagent at least comprising a redox pair; when the specimen enters the first specimen path, the redox pair dissolves and generates an electrochemical redox reaction for generating a first impulse signal when the specimen is in contact with the first electrode and the first reference electrode and generating a second impulse signal when the specimen is in contact with the second electrode and the first reference electrode, thereby obtaining a flow time of the specimen according to the first impulse signal and second impulse signal;) 주입 말단 및 방출 말단을 포함하는 제 2 시료 경로; 작업 전극, 검출 전극 및 제 2 기준 전극을 적어도 포함하고, 상기 시료 경로 내 배치되는 제 2 전극 세트; 및 상기 시료의 분해물(analyte)의 농도를 검출하기 위한 효소를 적어도 포함하고, 상기 제 2 시료 경로 내 배치되는 반응 시약;을 포함하는 테스트 스트립, 및 상기 테스트 스트립과 전기적으로 연결되고 상기 분해물의 농도 및 흐름 시간을 얻기 위해 사용되고 상기 분해물의 농도를 정정(correct)하도록 상기 흐름 시간을 사용하는 전기화학적 기구(instrument);를 포함한다.
시료를 검출하기 위한 검출 방법을 제공하는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다; 상기 방법은 상기 분해물의 농도 및 흐름 시간을 검출하고 보다 정확한 농도를 얻기 위해 상기 분해물의 농도를 정정하도록 상기 흐름 시간을 사용한다. 상기 목적을 달성하도록, 상기 검출 방법은 시료를 검출하도록 전기화학적 도구를 사용하는데, 상기 검출 방법은, 다음의 단계들을 포함한다: 테스트 스트립을 제공하는 단계, 상기 테스트 스트립 내 제 1 시료 경로, 제 1 전극 세트 및 레독스 시약을 배치하는 단계, 여기에서 상기 제 1 전극 세트는 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 1 기준 전극을 적어도 포함하고, 상기 레독스 시약은 레독스 쌍을 적어도 포함하는 것; 상기 방법은 또한, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 전압을 제공하는 단계; 상기 제 1 시료 경로 내 상기 시료를 수용하는 단계; 상기 시료 내 상기 레독스 쌍을 용해시키고 동시에 전기화학적 레독스 반응을 발생시키는 단계; 상기 시료가 상기 제 1 전극 및 상기 제 1 기준 전극과 접촉할 때 발생된 제 1 임펄스 신호를 기록하고, 상기 시료가 제 1 기준 전극 및 제 2 전극과 접촉할 때 제 2 임펄스 신호를 기록하는 단계; 및 상기 시료의 흐름 시간을 얻도록 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호를 사용하는 단계; 및 그 다음에 상기 흐름 시간에 따른 상기 시료의 점도를 얻는 단계; 상기 테스트 스트립 내 제 2 시료 경로, 제 2 전극 세트 및 반응 시약을 배치하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 전극 세트는 작업 전극, 검출 전극, 및 제 2 기준 전극을 포함하고, 상기 반응 시약은 효소를 적어도 포함하고; 상기 방법은 상기 작업 전극에 반응 전압을 제공하는 단계; 상기 제 2 시료 경로 내 상기 시료를 수용하는 단계; 상기 반응 시약이 상기 시료의 분해물에 대한 전기화학적 반응을 겪도록(undergo) 상기 작업 전극에 반응 전압을 제공하는 단계; 상기 분해물의 정정되지 않은(uncorrected) 농도를 계산하도록 전기화학적 반응을 사용하는 단계; 및 상기 분해물의 정정되지 않은 농도를 정정하도록 상기 흐름 시간을 사용하는 단계;를 더 포함한다.
선호되는 구현예의 상세한 설명
본 발명의 이점들 및 획기적인 특징들은 수반하는 도면들과 함께 설명될 때 다음의 상세한 설명으로부터 보다 분명해질 것이다.
첫째로, 본 발명은 상기 시료의 흐름 시간을 검출하고 상기 시료의 점도를 계산하도록 상기 흐름 시간을 사용하기 위한 테스트 스트립을 제공하는 것이다; 그래서 상기 테스트 스트립은 점도 검출 장치를 형성하도록 전기화학적 기구와 함께 사용할 수 있다. 도 1 내지 도 14에 보여지는 테스트 스트립을 참고하면, 도 1은 시료를 검출하도록 전기화학적 기구를 가진 테스트 스트립 작동 뷰를 보여주고; 도 2 내지 도 14는 본 발명의 구현예에 따른 테스트 스트립의 다양한 구조들을 보여준다.
첫째로, 본 발명의 구현예에 따른 도 1을 참고하면, 본 발명은 시료(30)를 검출하기 위해 전기화학적 기구(20)와 함께 사용하도록 전기화학적 기구(20) 내 삽입된 테스트 스트립(10)을 제공한다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 시료(30)는 혈액, 소변(urine), 침 또는 그 밖에 유사한 것일 수 있다.
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10)은 시료 경로(12), 전극 세트(14) 및 레독스 시약(16)을 포함한다. 상기 시료 경로(12)는 주입 말단(122) 및 방출 말단(124)을 포함하고; 상기 전극 세트(14)의 적어도 일부는 상기 시료 경로(12) 내 배치되고; 상기 전극 세트(14)는 제 1 전극(142), 제 2 전극(144) 및 기준 전극(146)을 포함하고; 상기 레독스 시약(16)은 상기 시료 경로(12) 내 배치되고, 상기 레독스 시약(16)은 산화제 및 환원제를 포함하는 레독스 쌍을 적어도 포함하고, 여기에서 상기 산화제 및 환원제는 화학 반응 후 서로(each other)에 관하여 변화된 그것들의 산화수들을 가질 수 있다.
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 레독스 쌍은 포타슘 페리시아나이드(potassium ferricyanide) 및 포타슘 페로시아나이드(potassium ferrocyanide)를 포함하지만, 상기 레독스 쌍은 헥사아민루세늄 (III) 클로라이드, 1,1'-디메틸페로센, 페로센, 페로센 모노카르복실산, 7,7,8,8-테트라시아노퀘노디메탄, 테트라디아풀바렌, 니켈로센, N-메틸-아크리딘, 테트라티아테트라센, N-메틸페나지니움, 하이드로퀴논, 3-디메틸아미노벤조산, 3-메틸-2-벤조티오조리논 히드라진, 2-메톡시-4-아릴페놀, 4-아미노안티피린, 디메틸아닐린, 4-아미노안티피렌, 4-메톡시나프톨, 3,3',5,5'-테트라메틸벤지딘, 2,2-아지노-디-[3-에틸벤즈티아졸린 설포네이트], o-디아니시딘, o-톨루디엔, 2,4-디클로로 페놀, 4-아미노페나존, 벤지딘 및 프러시안 블루와 같은 어느 다른 안정한 물질들을 포함할 수 있다.
상기 기술된 것들 이외의 다른 물질들이 산화제들 및 환원제들로서 사용될 수 있다는 것이 주목된다. 게다가 상기 레독스 시약(16a)은 계면제들 및 완충화제들을 더 포함할 수 있다. 공급된 동력을 줄이고 비용을 절약할 수 있고, 또한 다른 레독스 반응들을 촉발시키는 가능성들을 제거할 수 있으므로, 낮은 레독스 전압 수준들을 가지는 적합한 산화제들 및 환원제들이 요구된다.
도 1에 보여지는 것처럼, 상기 테스트 스트립(10)은 상기 시료(30)를 검출하도록 전기화학적 기구(20)와 함께 사용할 수 있다. 상기 레독스 시약(16), 상기 제 1 전극(142)의 적어도 일부, 상기 제 2 전극(144) 및 상기 기준 전극(146)은 상기 시료 경로(12) 내 배치되고; 상기 제 1 전극(142), 상기 제 2 전극 전극(144) 및 상기 기준 전극(146)은 서로 분리된다. 그러므로 상기 시료(30)가 검출되기 전, 상기 제 2 전극 전극(144), 및 상기 기준 전극(146)은 서로 전기적으로 고립된다.
도 1에 보여지는 것처럼, 상기 시료(30)가 공기에 의해 막히지 않고 상기 시료 경로(12) 내에 흐르도록 하기 위해 기압을 고려하면서(taking account of air pressure and in order to let the specimen 30 flow in the specimen path 12 without being blocked by air), 상기 방출 말단(124)은 상기 테스트 스트립(10)의 상기 시료 경로(12) 내 배치된다. 상기 시료(30)가 상기 시료 경로(12) 안으로 주입될 때, 상기 시료(30)의 앞쪽에 존재하는 공기는 상기 시료(30)의 흐름을 용이하게 하도록 방출될 수 있다. 상기 방출 말단(124)의 고안에 의해, 상기 시료(30)가 상기 시료 경로(12)에 들어갈 때, 그것은 상기 방출 말단(124)쪽으로 이동할 것이다. 상기 시료 경로(12) 내로 흐를 때, 상기 시료(30)는 첫번째로 상기 레독스 시약(16)과 접촉될 것이고, 그 다음 도착순으로 상기 제 1 전극(142), 상기 기준 전극(146) 및 마지막으로 상기 제 2 전극(144)과 접촉될 것이다. 그러므로, 상기 시료(30)가 상기 시료 경로(12)에 들어갈 때, 그것은 상기 레독스 쌍과 접촉하고, 여기에서 상기 레독스 쌍은 용해되고(dissolve) 상기 전기화학적 기구(20)에 의해 적용된 전압 하에 전기화학적 레독스 반응을 발생시킨다. 상기 시료(30)가 상기 제 1 전극(142) 및 상기 기준 전극(146)과 접촉하도록 상기 시료 경로(12)를 따라 흐르는 동안, 그것은 제 1 임펄스 신호를 발생시키도록 상기 제 1 전극(142) 및 상기 기준 전극(146)과 함께 전도성 루프(conducting loop)를 형성하고; 그 결과, 상기 시료(30)가 상기 기준 전극(146) 및 상기 제 2 전극(144)과 접촉하도록 상기 시료 경로(12)를 따라 흐르는 동안, 그것은 상기 제 2 임펄스 신호를 발생시키도록 상기 기준 전극(146) 및 상기 제 2 전극(144)과 함께 또 다른 전도성 루프를 형성한다.
그 후에, 상기 전기화학적 기구(20)는 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호에 따른 상기 시료(30)의 흐름 시간을 계산할 수 있고 그런 다음 상기 흐름 시간에 근거한 상기 시료(30)의 점도를 얻을 수 있다. 상기 시료 경로(12) 내 상기 제 1 전극(142), 상기 제 2 전극(144) 및 상기 기준 전극(146) 사이의 거리들이 미리 결정되기 때문에, 상기 흐름 시간은 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호 사이에 시간 차이 및 거리들을 사용함으로써 얻을 수 있고, 또한 상기 시료(30)의 점도도 얻을 수 있다. 상기 흐름 시간에 근거한 점도의 계산이 기술에 있어서 알려져 있으므로, 그것은 더 기술되지 않을 것이다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 레독스 시약(16) 내 상기 레독스 쌍은 상기 시료(30)와 접촉하기 전에 레독스 반응을 발생시키지 않고 상기 레독스 쌍은 그것이 상기 시료(30) 내 용해된 후에 오직 상기 레독스 반응을 발생시키고 상기 전기화학적 기구(20)에 의해 전화되는(electrified) 상기 전극 세트(14)를 통해 흐른다. 이때에 상기 시료(30)는 용매로서 사용되고 상기 반응에 참여하지 않고, 반면에 상기 시료(30)의 반응성은 상기 레독스 반응 내 산화제들 및 환원제들에 의해 발생되는 전자들에 의해 향상될 것이다. 본 발명은 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호의 정확도를 보장하도록 상기 레독스 시약(16)을 제공하고, 그것에 의하여 상기 시료(30)의 점도를 얻는다.
본 발명은 빠른 즉각적인 효과들로 상기 시료(30)의 반응성을 향상시키도록 상기 레독스 시약(16)을 제공한다. 상기 레독스 시약이 상기 시료(30) 내 용해될 때, 그것은 분명한 임펄스 신호를 발생시키도록 충분한 반응물을 제공하고, 그것에 의하여 상기 테스트 스트립(10) 내 상기 시료(30)의 유동성의 실제 상태를 나타낸다.
도 1 에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 시료 경로(12) 내 상기 제 1 전극(142)은 상기 시료 경로(12)의 주입 말단(122) 가까이에 배치되고, 상기 제 2 전극(144)은 상기 시료 경로(12)의 방출 말단(124) 가까이에 배치되고, 상기 기준 전극(146)은 상기 제 1 전극(142) 및 상기 제 2 전극(144) 사이에 배치되지만; 상기 전극 세트(14)는 다르게 배열될 수 있고, 그것은 이후에 기술될 것이다.
도 1 에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 레독스 시약(16)은 상기 전극 세트(14)의 적어도 일부를 덮고, 상기 레독스 시약(16)은 상기 시료(30)가 상기 전극 세트(14)와 접촉할 때 그것이 상기 시료(30) 내 용해될 수 있기 때문에 다른 곳에(elsewhere) 배열될 수 있다. 상기 레독스 시약(16)은 다르게 배열될 수 있고, 그것은 이후에 기술될 것이다.
도 1에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 시료 경로(12)의 주입 말단(122)은 상기 테스트 스트립(10)의 앞쪽에 배치되지만, 상기 시료 경로(12)의 주입 말단(122)은 상기 테스트 스트립(10)의 옆 또는 어느 적합한 장소들에서 배치될 수 있고, 그것은 이후에 기술될 것이다.
도 1에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 전극 세트(14)는 상기 제 1 전극(142), 상기 제 2 전극(144) 및 상기 기준 전극(146)을 포함하지만; 상기 전극 세트(14)는 상기 흐름 시간을 계산하는데 정확도를 향상시키도록 다른 추가적인 전극들을 포함할 수 있고, 그것은 이후에 기술될 것이다.
본 발명의 구현예에 따른 상기 테스트 스트립의 다양한 구조들을 위해 도 2 내지 도 14를 참고하면, 다양한 전극 세트들, 레독스 시약들, 및 시료 경로들을 배치하기 위한 배열들이 보여진다.
본 발명의 구현예에 따른 테스트 스트립의 구조도를 위해 도 2를 참고하면, 도 2에 보여지는 것처럼, 상기 테스트 스트립(10)은 기판(40), 간격층(spacer layer)(50) 및 덮개층(cap layer)(60)을 포함한다. 상기 전극 세트(14)는 상기 기판(40) 상에 배치되고; 상기 간격층(50)은 상기 기판(40)을 덮고 상기 전극 세트(14)의 일부를 드러내고; 상기 덮개층(60)은 상기 시료 경로(12)를 형성하도록 상기 간격층(50)을 덮는다.
도 3에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 브리치(breach)(51)는 상기 시료 경로(12)의 형태에 일치하도록 상기 간격층(50) 내에 형성되고, 그것에 의하여 상기 시료(30)가 상기 시료 경로(12) 내에 흐르도록 허용한다. 더 나아가, 상기 테스트 스트립(10)은 상기 시료 경로(12)의 방출 말단(124)과 연결되도록, 상기 기판(40), 상기 간격층(50) 및 상기 덮개층(60)을 통해 관통하는 관통홀(through hole)(70)을 포함하고, 그것에 의하여 공기를 방출하기 위한 영역을 증가시키고 상기 시료 경로(12) 내 상기 시료(30)의 흐름을 용이하게 한다. 상기 관통홀은 상기 방출 말단에 상기 시료(30)를 정지하도록 배치되어, 상기 시료(30)는 모세관 내에 흐를 것이고 상기 모세관을 떠나도록 상기 덮개층(60) 또는 상기 기판(40)에 의해 끌리지(dragged) 않을 것이다. 본 발명이 상기 관통홀(70)을 사용하지 않고 상기 덮개층(60) 또는 상기 기판(40) 상에 각각 배치된 방출 홀들을 가질 수 있고 상기 목적에 여전히 기여할 수 있다는 것이 주목된다.
도 3에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 레독스 시약(16)은 상기 전극 세트(14)의 앞쪽으로 배치된다. 상기 시료(30)가 상기 시료 경로(12)에 들어갈 때, 상기 시료(30)는 상기 레독스 시약(16) 내 상기 레독스 쌍과 접촉하고; 상기 시료(30)는 상기 레독스 시약(16)을 전달하고(carry), 상기 레독스 쌍을 용해시키고, 상기 전극 세트(14)와 접촉한다.
도 4에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 시료 경로(12) 내 상기 제 1 전극(142)은 상기 시료 경로(12)의 주입 말단(122) 가까이에 배치되고, 상기 제 2 전극(144)은 상기 시료 경로(12)의 방출 말단(124) 가까이에 배치되고, 상기 기준 전극(146)은 상기 제 1 전극(142) 및 상기 제 2 전극(144) 가까이에 각각 배치되는 두 개의 말단들을 가지는 포크 형태로 형성된다. 다시 말해서, 상기 포크-비슷한 기준 전극(146)의 하나의 말단은 상기 시료 경로(12)의 주입 말단(122) 가까이에 있고, 반면에 상기 포크-비슷한 기준 전극(146)의 다른 말단은 상기 시료 경로(12)의 방출 말단(124) 가까이에 있다.
도 5에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명은 도 3 의 레독스 시약(16)의 배열 및 도 4의 상기 기준 전극(146)의 배열 둘 다를 가질 수 있다. 그것은 상기 레독스 시약(16)이 상기 전극 세트(14)의 앞쪽으로 배치되고 상기 시료 경로(12) 내 배치되고; 상기 기준 전극(146)은 스트립 형태로 형성되고, 상기 기준 전극(146)의 두 개의 말단들은 상기 제 1 전극(142) 및 상기 제 2 전극(144) 가까이에 각각 배치된다.
도 6 및 도 8a에서 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 도 3 내지 도 5에서 보여지는 상기 시료 경로(12)의 주입 말단(122)이 상기 테스트 스트립(10)의 프론트 말단(front end)에 배치되고, 상기 시료 경로(12)의 주입 말단(122)은 상기 테스트 스트립(10)의 측면에 배치될 수 있다. 도 3 내지 도 5에서 보여지는 구현예에 있어서, 상기 시료(30)는 상기 테스트 스트립(10)의 프론트 말단으로부터 주입되고, 반면에 도 6 내지 도 8a에서 보여지는 구현예에 있어서, 상기 시료(30)는 상기 측면으로부터 주입되지만, 상기 시료(30)는 상기 시료 경로(12) 내 여전히 흐르고, 상기 레독스 시약(16) 및 상기 전극 세트(14)와 접촉한다; 그러므로, 기본 원리 및 기술적 특징은 변하지 않는다.
추가적으로, 도 8b 내지 도 8e에 보여지는 것처럼, 상기 전극 세트는 스택(stack)으로 형성되고, 여기에서 상기 기준 전극(146)은 상기 제 1 전극(142) 및 상기 제 2 전극(144)이 배치되는 평면(plane)과 다른 평면 상에 있다. 도 8b 및 도 8d는 본 발명의 구현예에 따른 테스트 스트립의 스택-비슷한 전극 세트의 분해도 (explosive views)이고; 도 8c 및 도 8e는 전체적으로 상기 테스트 스트립을 보여준다. 도 8b 내지 도 8e도 8e여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 전극(142) 및 상기 제 2 전극(144)은 상기 기판(40) 상에 배치되고; 상기 간격층(50)은 상기 기판(40)을 덮고 상기 제 1 전극(142) 및 제 2 전극(144)의 일부를 드러내고; 상기 덮개층(60)은 상기 간격층(50)을 덮고 상기 덮개층(60)의 더 낮은 표면 상에 배치된 상기 기준 전극(146)을 가지고, 그것에 의하여 스택 내 상기 전극 세트(14)를 형성하고 전체적으로 상기 시료 경로(12)를 형성한다. 상기 전극 세트(14)가 스택 내 배치될 때, 상기 시료 경로(12)의 주입 말단(122)은 상기 테스트 스트립(10)의 프론트 말단(도 8b도 8b 8C에 보여지는 것처럼)에 배치될 수 있거나, 또는 상기 시료 경로(12)의 주입 말단(122)은 상기 테스트 스트립(10)의 측면(도 8d도 8d 8E에 보여지는 것처럼)에 배치될 수 있다.
도 9 내지 도 14에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10)의 상기 전극 세트(14)는 제 3 전극(148)을 더 포함한다. 상기 시료(30)가 상기 제 3 전극(148) 및 상기 기준 전극(146)을 통해 흐를 때, 제 3 임펄스 신호는 상기 제 1 임펄스 신호, 상기 제 2 임펄스 신호 및 상기 제 3 임펄스 신호에 따른 상기 시료(30)의 흐름 시간을 계산하도록 검출 장치를 위해 발생되고, 그것에 의하여 상기 흐름 시간에 따른 상기 시료(30)의 점도를 얻는다. 도 9에 보여지는 것처럼, 상기 시료 경로(12) 내 제 3 전극(148)은 상기 제 1 전극(142) 가까이에 배치되고; 양자택일적으로, 도 10 내지 도 14에 보여지는 것처럼, 상기 시료 경로(12) 내 상기 제 3 전극(148)은 상기 제 1 전극(142) 및 상기 제 2 전극(144) 사이에 배치된다. 상기 제 3 전극(148)과 함께, 흐름 시간 값들의 적어도 두 개의 세트들은 기록된 흐름 시간을 확인하도록 얻을 수 있고, 하나의 흐름 시간 값이 또 다른 흐름 시간 값으로부터 매우 다른 경우, 오류 경보(error alert)가 사용자에게 발생된다(is issued). 더 나아가, 도 9 내지 도 14에 보여지는 구현예에 있어서, 거기에 상기 전극 세트, 상기 레독스 시약 및 상기 시료 경로를 위한 다른 배열들이 있을 수 있다.
추가적으로, 상기 시료 경로(12)의 폭은 다양하다. 상기 시료 경로(12)의 폭이 증가할 때, 상기 시료(30)의 흐름 속도는 매우 빠를 수 있고, 상기 시료(30)의 유동성은 상기 테스트 스트립(10)의 상기 사용자들(진탕(shaking), 흔들림(swaying) 또는 플립핑(flipping)과 같은) 또는 배치(placement) (다른 방향들로 삽입된 것과 같은)에 의해 쉽게 영향받을 수 있다. 그러나, 상기 시료 경로(12)의 폭이 매우 좁은 경우, 그러면 상기 시료(30)의 흐름 시간은 상기 시료(30)가 상기 시료 경로(12)에 들어가는 것을 어렵게 만들어 연장될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 시료(30)가 혈액일 때, 상기 시료 경로(12)의 폭은 바람직하게는 0.2 내지 1 mm이고, 길이는 바람직하게는 5 내지 15 mm이고, 부피는 0.1 내지 1 마이크로 리터이고, 이 배열은 중력에 의해 영향받지 않고 상기 시료(30)의 좋은 유동성을 유지할 수 있고, 또한 상기 테스트 스트립(10)에 빠르고 편리한 특징들을 제공한다.
위와 같이, 상기 테스트 스트립(10)이 상기 전기화학적 기구(20) 안으로 삽입될 때, 상기 전기화학적 기구(20)는 상기 제 1 전극(142), 상기 제 2 전극(144) 및 상기 기준 전극(146)에 전압을 제공한다. 상기 레독스 시약으로 용해된 상기 시료(30)가 상기 시료 경로(12) 내 각각의 전극을 빠져 나갈 때, 상기 레독스 반응이 발생된다. 상기 전기화학적 기구(20)는 전도성 루프들로부터 얻어진 모든 임펄스 신호들을 측정 및 기록하고 상기 시료(30)의 점도를 계산하도록 상기 임펄스 신호들 사이에 시간 차이들을 사용한다.
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10)은 상기 전기화학적 기구(20)의 자리(slot)을 통해 상기 전기화학적 기구(20)와 연결되어, 상기 사용자는 상기 자리에 노출된 전극들을 포함하는 테스트 스트립(10)의 하나의 말단에 바로 삽입할 수 있다. 게다가, 상기 전극 세트(12)는 Pd, Au, Pt, Ag, Ir, C, 인듐 주석 옥사이드, 인듐 아연 옥사이드, Cu, Al, Ga, Fe, Hg, Ta, Ti, Zr, Ni, Os, Re, Rh, Pd, 유기 금속 및 다른 도전 재료들과 같은 어느 전도성 재료들로 구성될 수 있다. 더 나아가, 상기 전극 세트(14)는 스퍼터링, 기상 증착, 스크린 프린팅 또는 어느 다른 적합한 제조 방법들에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어 하나 이상의 전극은 스퍼터링, 증착, 초음속 증발(supersonic vaporization), 가압(pressurized) 증발, 즉시 기록계(direct writing), 마스크 식각 또는 레이져 제거(laser ablation)에 의해 적어도 부분적으로 만들어질 수 있다.
본 발명은 또한 시료를 검출하기 위한 검출 장치를 제공하고, 여기에서 상기 검출 장치는 상기 시료의 흐름 시간 및 상기 분해물의 농도를 검출하고, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 검출 장치는 혈당 검출 장치로 사용될 수 있다.
본 발명의 검출 장치를 위해 도 15 내지 도 59b를 참고하면, 도 15는 본 발명의 구현예에 따라 검출하는 검출 장치 사용 뷰를 보여주고; 도 16 내지 도 59b는 본 발명의 구현예에 따른 검출 장치의 테스트 스트립의 다양한 구조들을 보여준다.
첫째로, 본 발명의 구현예에 따른, 도 15를 참고하면, 본 발명은 테스트 스트립(10A) 및 전기화학적 기구(20A)를 포함하는 검출 장치(1)를 제공한다. 상기 테스트 스트립(10A)은 상기 전기화학적 기구(20A) 안으로 삽입되고 상기 시료(30A)를 검출하도록 상기 전기화학적 기구(20A)와 함께 사용한다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 시료(30A)는 혈액, 소변, 침 및 그 밖에 유사한 것일 수 있다.
도 15에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 따른, 본 발명은, 제 1 시료 경로(20A), 제 1 전극 세트(14A), 레독스 시약(16A), 제 2 시료 경로(12B), 제 2 전극 세트(14B) 및 반응 시약(16B);을 포함하는 테스트 스트립(10A)을 제공한다.
상기 시료 경로(12A)는 주입 말단(122A) 및 방출 말단(124A)을 포함하고; 상기 전극 세트(14A)의 적어도 일부는 상기 시료 경로(12A) 내 배치되고; 상기 전극 세트(14A)는 제 1 전극(142A), 제 2 전극(144A) 및 기준 전극(146A)을 포함하고; 상기 레독스 시약(16A)은 상기 시료 경로(12A) 내 배치되고, 상기 레독스 시약(16A)은 산화제 및 환원제를 포함하는 레독스 쌍을 적어도 포함하고, 여기에서 상기 산화제 및 환원제는 화학 반응 후 서로(each other)에 관하여 변화된 그것들의 산화수들을 가질 것이다.
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 레독스 쌍은 포타슘 페리시아나이드(potassium ferricyanide) 및 포타슘 페로시아나이드(potassium ferrocyanide)를 포함하지만, 상기 레독스 쌍은 헥사아민루세늄 (III) 클로라이드, 1,1'-디메틸페로센, 페로센, 페로센 모노카르복실산, 7,7,8,8-테트라시아노퀘노디메탄, 테트라디아풀바렌, 니켈로센, N-메틸-아크리딘, 테트라티아테트라센, N-메틸페나지니움, 하이드로퀴논, 3-디메틸아미노벤조산, 3-메틸-2-벤조티오조리논 히드라진, 2-메톡시-4-아릴페놀, 4-아미노안티피린, 디메틸아닐린, 4-아미노안티피렌, 4-메톡시나프톨, 3,3',5,5'-테트라메틸벤지딘, 2,2-아지노-디-[3-에틸벤즈티아졸린 설포네이트], o-디아니시딘, o-톨루디엔, 2,4-디클로로 페놀, 4-아미노페나존, 벤지딘 및 프러시안 블루와 같은 어느 다른 안정한 물질들을 포함할 수 있다. 상기 기술된 그것들 외에 다른 물질들은 산화제들 및 환원제들로서 사용될 수 있다는 것이 주목된다. 게다가 상기 레독스 시약(16A)은 계면제들 및 완충화제들을 더 포함할 수 있다. 공급된 동력을 줄이고 비용을 절약할 수 있고, 또한 다른 레독스 반응들을 촉발시키는 가능성들을 제거할 수 있으므로, 낮은 레독스 전압 수준들을 가지는 적합한 산화제들 및 환원제들이 요구된다.
상기 제 1 시료 경로(12B)는 주입 말단(122B) 및 방출 말단(124B)을 포함하고; 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 제 2 시료 경로(12B) 내 배치된 적어도 일부를 가지고 작업 전극(147) 및 제 2 기준 전극(146B)를 적어도 포함하고; 상기 반응 시약(16B)은 상기 제 2 시료 경로(12B) 내 배치되고, 상기 반응 시약(16B)은 상기 시료(30A)의 분해물의 농도를 검출하기 위한 특정한 효소를 적어도 포함한다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 반응 시약(16B)은 또한 고분자 경화제들, 완충화제들, 계면제들 및 전자 매개자들을 포함한다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 분해물은 혈당, 지질, 콜레스테롤, 요산, 알코올, 트리글리세라이드, 케톤체, 크레아티닌(creatinine), 젖산, 햄(haem) 또는 그 밖의 유사한 것일 수 있다.
효소들이 유동성 검사의 정확성에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 그러므로, 본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명의 상기 레독스 시약(16A)은 상기 제 1 시료 경로(12A) 내 유동성 검사에 영향을 미치는 것을 피하도록 어떤 효소도 포함하지 않는다는 것이 주목된다.
도 15에 보여지는 것처럼, 상기 테스트 스트립(10A)은 상기 시료(30A)를 검출하도록 상기 전기화학적 기구(20A)와 함께 사용할 수 있다. 상기 레독스 시약(16A), 상기 제 1 전극(142A)의 적어도 일부, 상기 제 2 전극(144A) 및 상기 기준 전극(146A)은 상기 시료 경로(12A) 내 배치되고; 상기 제 1 전극(142A), 상기 제 2 전극(144A), 및 상기 기준 전극(146A)은 서로 분리된다. 게다가, 상기 반응 시약(16B)과 상기 작업 전극(147) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)의 적어도 일부는 상기 제 2 시료 경로(12B) 내 배치되고; 여기에서 상기 작업 전극(147) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 서로 분리된다.
그러므로, 상기 시료(30A)가 검출되기 전, 상기 제 1 전극(142A), 상기 제 2 전극(144A), 및 상기 제 1 기준 전극(146A)은 서로 전기적으로 고립되고; 상기 작업 전극(147) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 서로 전기적으로 고립된다. 도 15에 보여지는 것처럼, 상기 시료(30A)가 상기 제 1 시료 경로(12A)에 들어갈 때, 상기 레독스 쌍은 용해되고 상기 전기화학적 기구(20A)에 의해 적용된 전압 하에 전기화학적 레독스 반응을 발생시킨다. 상기 시료(30A)가 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 기준 전극(146A)과 접촉하도록 상기 시료 경로(12A)를 따라 흐르는 동안, 그것은 제 1 임펄스 신호를 발생시키고; 그 결과, 상기 시료(30)가 상기 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 전극(144A)과 접촉하는 동안, 그것은 제 2 임펄스 신호를 발생시킨다. 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호는 상기 시료(30)의 흐름 시간을 계산하기 위해 사용된다.
더 나아가, 상기 시료(30A)가 상기 제 2 시료 경로(12B)에 들어갈 때, 그것은 상기 반응 시약(16B)의 효소들과 반응하고, 그래서 상기 시료(30A)가 상기 작업 전극(147) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)과 접촉할 때, 응답 신호는 상기 시료(30)의 분해물의 농도를 계산하기 위해 발생된다.
도 15에 보여지는 것처럼, 상기 시료(30A)가 공기에 의해 막히지 않고 상기 제 1 시료 경로(12A) 및/또는 상기 제 2 시료 경로(12B) 내에 흐르도록 하기 위해 기압을 고려하면서, 테스트 스트립(10A)은 상기 방출 말단(124A) 및 (124B)을 포함한다. 상기 시료(30A)가 상기 시료 경로(12A) 및/또는 상기 제 2 시료 경로(12B) 안으로 주입될 때, 상기 시료(30A)의 앞쪽에 존재하는 공기는 상기 시료(30A)의 흐름을 용이하게 하도록 방출될 수 있다. 상기 방출 말단(124A) 및 (124B)의 고안에 의해, 상기 시료(30A)가 상기 시료 경로(12A) 및/또는 상기 제 2 시료 경로(12B)에 들어갈 때, 그것은 상기 방출 말단(124A) 및/또는 상기 제 2 방출 말단(124B) 쪽으로 이동할 것이다. 상기 제 1 시료 경로(12A) 내로 흐를 때, 상기 시료(30A)는 첫번째로 상기 레독스 시약(16A)과 접촉될 것이고, 그 다음 도착순으로 상기 제 1 전극(142A), 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 마지막으로 상기 제 2 전극(144A)과 접촉될 것이다. 그러므로, 상기 시료(30A)가 상기 제 1 시료 경로(12A)에 들어갈 때, 그것은 상기 레독스 시약(16A) 내 상기 레독스 쌍과 첫번째로 접촉하고, 여기에서 상기 레독스 쌍은 용해되고(dissolve) 상기 전기화학적 기구(20A)에 의해 적용된 전압 하에 전기화학적 레독스 반응을 발생시킨다. 상기 시료(30A)가 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 기준 전극(146A)과 접촉하도록 상기 제 1 시료 경로(12A)를 따라 흐르는 동안, 그것은 제 1 임펄스 신호를 발생시키도록 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 기준 전극(146A)과 함께 전도성 루프(conducting loop)를 형성하고; 그 결과, 상기 시료(30A)가 상기 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 전극(144A)과 접촉하도록 상기 시료 경로(12A)를 따라 흐르는 동안, 그것은 제 2 임펄스 신호를 발생시키도록 상기 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 전극(144A)과 함께 또 다른 전도성 루프를 형성한다.
그 후에, 상기 전기화학적 기구(20A)는 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호에 따른 상기 시료(30A)의 흐름 시간을 계산할 수 있고 그런 다음 상기 흐름 시간에 근거한 상기 시료(30A)의 점도를 얻을 수 있다. 상기 시료 경로(12A) 내 상기 제 1 전극(142A), 상기 제 2 전극(144A) 및 상기 기준 전극(146A) 사이의 거리들이 미리 결정되기 때문에, 상기 흐름 시간은 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호 사이에 시간 차이 및 거리들을 사용함으로써 얻을 수 있고, 또한 상기 시료(30A)의 점도도 얻을 수 있다. 상기 흐름 시간에 근거한 점도의 계산이 기술에 있어서 알려져 있으므로, 그것은 더 기술되지 않을 것이다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 레독스 시약(16A) 내 상기 레독스 쌍은 상기 시료(30A)와 접촉하기 전에 레독스 반응을 발생시키지 않고, 상기 레독스 쌍은 그것이 상기 시료(30A) 내 용해된 후에 오직 상기 레독스 반응을 발생시키고 상기 전기화학적 기구(20A)에 의해 전화되는(electrified) 상기 전극 세트(14A)를 통해 흐른다. 이때 상기 시료(30A)는 용매로서 사용되고 상기 반응에 참여하지 않지만, 반면에 상기 시료(30)의 반응성은 상기 레독스 반응 내 산화제들 및 환원제들에 의해 발생되는 전자들에 의해 향상될 것이다. 본 발명은 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호의 정확도를 보장하도록 상기 레독스 시약(16A)을 제공하고, 그것에 의하여 상기 흐름 시간 및 상기 시료(30A)의 점도를 얻는다.
도 15에 보여지는 것처럼, 상기 시료(30A)는 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B) 내 둘 다 흐른다. 상기 시료(30A)가 상기 제 2 시료 경로(12B) 내에 흐를 때, 그것은 상기 반응 시약(16B) 내 특정한 효소와 첫번째로 접촉할 것이고 상기 시료(30A)의 분해물과 반응하고; 그 다음에 상기 시료(30A)는 상기 시료(30A)의 분해물의 농도를 얻도록 연속적으로 상기 제 2 기준 전극(146B) 및 상기 작업 전극(147)과 접촉할 것이다.
도 15에 보여지는 것처럼, 본 발명은 상기 시료(30A)의 분해물 농도 및 상기 흐름 시간을 얻도록 상기 제 1 시료 경로(12A) 내 레독스 쌍을 포함하는 상기 레독스 시약(16A)을 배치하고 상기 제 2 시료 경로(12B) 내 상기 반응 시약(16B)을 배치한다. 다른 시약들은 다른 검출 작업들을 위해 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B) 내 각각 배치되어, 방해 없이 분리된 상기 분해물 농도 및 상기 흐름 시간을 검출하는 것이 가능하다. 게다가, 상기 레독스 시약이 상기 시료(30A)의 유동성과 아무 관련이 없으므로, 상기 시료(30A)가 상기 경로들을 통해 흐를 때, 상기 레독스 시약은 쉽고 순조롭게 용해될 수 있고, 그것에 의해 상기 시료(30A)의 흐름 시간의 검출을 향상시키고 상기 시료(30A)의 정확한 점도를 얻을 수 있다. 본 발명은 또한 상기 시료(30A)의 분해물의 농도를 정정하고 상기 분해물의 정확한 농도를 얻도록 정확한 흐름 시간을 사용할 수 있다.
본 발명은 빠르고 즉각적인 효과들에 대해 상기 시료(30A)의 반응성을 향상시키도록 상기 반응 시약(16A)을 사용하고; 그 결과 상기 시료(30A)가 효소들과 반응하기 전에 얻어질 수 있다. 상기 레독스 시약은 상기 시료(30) 내 용해될 때, 그것은 분명한 임펄스 신호를 발생시키도록 충분한 반응물들을 제공하고, 그것에 의해 상기 테스트 스트립(10A) 내 상기 시료(30A)의 유동성의 실제 상태를 나타낸다.
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 시료(30A)는 혈액이고 상기 분해물의 농도는 혈당의 농도를 나타낸다. 혈액이 많은 생리학적 물질들(physiological substances)의 혼합물이므로, 혈액의 분해물의 농도를 얻도록 전기화학적 방법을 사용할 때, 정확한 결과를 얻기 위해 정정들(corrections) 및 보정 단계들을 거치는 것은 필수적이다. 예를 들어, 혈당의 농도가 다른 헤마토크리트들에 의하여 변한다. 상기 헤마토크리트의 정상 값이 35 내지 55 % 사이인 반면, 당뇨병 환자들의 헤마토크리트 값은 더 낮을 수 있고, 아기 또는 어린이의 헤마토크리트 값은 약간 더 높을 수 있어, 상기 헤마토크리트 값이 정상 범위 이내에 있는지 아닌지 판단하는 것을 어렵게 만들다. 게다가, 16 개 전기화학적 교락 물질들(confounding substances)이 명단에 실린 임상 진단 센터를 위한 미국 표준규격(US standards)은 파라세타몰, 비타민 C, 살리실산, 톨부타미드, 테트라시클린, 톨리네이스, 도파민, 빌리루빈, 에페드린, 콜레스테롤, 이부프로펜, 크레아티닌, L-도파, 트리글리세라이트, 메틸도파, 요산염;을 포함한다.
선행기술 기법에 있어서, 교락 물질들처럼 적혈구들의 존재 내 상기 분해물의 농도를 측정하도록, 미국특허 제7407811호는 생물학적 유체 내 분해물의 제조 방법이 DC 성분(component) 및 AC 성분을 가지는 여기 신호(excitation signal)를 적용하는 것을 포함한다는 것이 개시되어 있다. 위상각 및 애드미턴스 값(admittance value)을 포함하는 상기 AC 응답들(responses)은 측정되고; 정정된 DC 응답은 상기 AC 응답을 사용하면서 결정되고; 상기 분해물의 농도는 정정된 DC 응답에 근거하여 결정되고, 그것에 의하여 상기 헤마토크리트를 얻는다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 전기화학적 기구(20A)가 상기 시료(30A)의 흐름 시간을 얻은 후, 상기 전기화학적 기구(20A)는 상기 시료(30A)가 헤마토크리트를 계산하기 위해 사용되는 반응 전류를 발생시키도록 상기 제 1 전극 세트(14A)에 AC 신호를 제공할 수 있다. 그 뒤에, 상기 반응 전류로부터 얻은 헤마토크리트 및 상기 흐름 시간으로부터 얻은 헤마토크리트는 비교되고, 두 개의 값들이 가까운 경우, 상기 분해물의 농도는 상기 분해물의 더 정확한 농도를 얻도록 상기 흐름 시간에 의해 정정되고 계산되고; 상기 두 개의 값들 사이의 차이가 설정 범위(predetermined range)를 초과하는 경우, 오류 경보(error alert)가 사용자에게 발생된다(is issued). 상기 분해물의 농도를 보정하도록 AC 신호들의 사용 기법은 본 발명 내에 둘 다 인용되는 미국특허 제7407811호 및 미국 특허출원 제2011/0139634 A1호 내에 개시되어 있다.
혈액 샘플 내 하나 이상의 분해물들이 있고, 요소, 아세트아미노펜, 비타민 C, 디히드록시 벤조산과 같은 다른 물질들이 또한 존재하고, 이들 물질들은 산화제들 또는 환원제들일 수 있다. 전기화학적 반응이 발생할 때, 이들 물질들은 상기 전기화학적 반응에 모두 참여할 것이다; 그러므로, 상기 전기화학적 기구(20A)는 얻어진 상기 반응 신호를 정정하거나 또는 보정할 필요가 있다. 본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명의 전기화학적 기구(20A)가 상기 시료(30A)의 흐름 시간을 얻은 후, 상기 전기화학적 기구(20A)는 상기 시료(30A)가 전기화학적 반응 전류를 발생시키도록 상기 제 1 전극 세트(14A)에 전압을 제공하고; 이 전기화학적 반응 전류는 교락 물질들에서 생산되거나 또는 상기 혈액 샘플의 배경 전류이어야 하고, 그것은 상기 분해물 농도의 반응 전류가 아니다. 그러므로, 이 전기화학적 반응은 상기 분해물의 농도를 계산하고 정정하는데 사용될 수 있고, 그것에 의하여 더 정확한 분해물 농도를 얻을 수 있다. 본 발명에 있어서 상기 배경 전류를 검출하는데 사용된 상기 전압은 상기 분해물의 농도를 검출하는데 사용되는 전압처럼 같은 전압 수준을 가진다. 게다가, 이 전기화학적 반응 전류가 상기 분해물의 농도를 보정하는데 사용될 때, 양성 또는 음성 보정(positive or negative compensation)은 향상될 수 있다. 미국출원 제7653492호는 전기화학적 센서를 사용하는 분해물을 측정할 때 시료 내 교락(confounding)의 효과를 낮추는 방법을 개시한다. 이 출원 문서는 본 발명 내 인용되고 더 기술되지 않을 것이다.
도 15에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 시료 경로(12A) 내 제 1 전극(142A)은 상기 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A) 가까이에 배치되고, 상기 제 2 전극(144A)은 상기 시료 경로(12A)의 상기 방출 말단(124A) 가까이에 배치되고 상기 기준 전극(146A)은 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 2 전극(144A) 사이에 배치되지만; 상기 전극 세트(14A)는 다르게 배치될 수 있고, 그것은 이후에 기술될 것이다.
도 15에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 전극 세트(14A) 및 상기 제 2 전극 세트(14B)는 서로 바로 옆에 배치되지만, 본 발명은 다른 배열들을 가질 수 있다. 상기 제 1 전극 세트(14A) 및 상기 제 2 전극 세트(14B)는 다른 배열들 내 배치될 수 있고, 그것은 이후에 기술될 것이다.
도 15에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 레독스 시약(16A)은 상기 제 1 시료 경로(12A) 내 상기 제 1 전극 세트(14A)의 적어도 일부를 덮지만; 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 레독스 시약(16A)은 상기 시료(30A)가 상기 제 1 전극 세트(14A)와 접촉할 때 상기 시료(30A)가 상기 레독스 시약(16A)을 운반하고 용해시킬 수 있기 때문에 다르게 배열될 수 있다. 상기 레독스 시약(16A)의 다른 배열들은 이후에 기술될 것이다.
도 15에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 레독스 시약(16B)는 상기 제 2 시료 경로(12B) 내 상기 제 2 전극 세트(14B)의 적어도 일부를 덮지만; 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 레독스 시약(16B)은 상기 시료(30A)가 상기 제 2 전극 세트(14B)와 접촉할 때 상기 시료(30A)가 상기 효소들과 접촉할 수 있기 때문에 다르게 배열될 수 있다. 상기 반응 시약(16B)의 다른 배열들은 이후에 기술될 것이다.
도 15에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1시료 경로(12A)의 주입 말단(122A) 및 상기 제 2시료 경로(12B)의 주입 말단(122B)은 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단(front end)에 배치된다. 양자택일적으로, 상기 제 1시료 경로(12A)의 주입 말단(122A) 및/또는 상기 제 2시료 경로(12B)의 주입 말단(122B)은 상기 테스트 스트립(10A)의 측면에 배치될 수 있고; 다른 배열들이 또한 가능하고 이후에 기술될 것이다.
도 15에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1전극 세트(14A)는 상기 제 1 전극(142A), 상기 제 2 전극(144A) 및 상기 제 1 기준 전극(146A)을 포함하지만; 상기 제 1전극 세트(14A)는 또한 상기 흐름 시간을 계산하는데 정확도를 향상시키도록 다른 추가적인 전극들을 포함할 수 있다. 더 나아가, 도 15에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 작업 전극(147) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)을 포함한다; 그러나 본 발명의 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 분해물의 농도를 계산하는데 정확도를 향상시키도록 다른 추가적인 전극들을 포함할 수 있고, 그것은 이후에 기술될 것이다.
도 15에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 병렬적으로(in parallel) 배치되지만; 상기 제 1시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 다른 배열들 내 배치될 수 있고, 그것은 이후에 기술될 것이다.
본 발명의 구현예에 따른 검출 장치의 테스트 스트립의 다양한 구조들에 대해 도 16 내지 도 59b를 참고하면, 전극 세트들, 레독스 시약들 및 시료 경로들의 다양한 배열들이 보여진다.
도 16a에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10A)의 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 제 2 시료 경로(12B)의 방출 말단(124B) 가까이에 배치된 검출 전극(149)을 더 포함한다. 상기 검출 전극(149)은 상기 제 2 시료 경로(12B)가 상기 시료(30A)로 채워지는지 아닌지를 결정하기 위해 제공되고, 또한 그것은 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)가 채워졌는지 아닌지를 결정하기 위해 제공되고, 그것에 의하여 상기 테스트 스트립(10A)이 정상적으로 작동하는지 아닌지를 결정한다. 상기 결정 방법은 더 나아가 기술될 것이다.
도 16b에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10A)의 상기 제 1 전극 세트(14A)는 제 3 전극(148A)를 더 포함한다. 상기 시료(30A)가 상기 제 3 전극(148A) 및 상기 제 1 기준 전극(146A)을 통해 흐를 때, 제 3 임펄스 신호는 발생되고 상기 시료(30A)의 흐름 시간을 얻도록 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호와 함께 사용되고, 그것에 의해 상기 시료(30A)의 점도를 얻는다. 도 16a에 보여지는 것처럼, 상기 제 3 전극(148A)은 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 2 전극(144A) 사이에 배치되지만; 제 3 전극(148A)은 또한 상기 제 1 전극(142A) 가까이에 배치될 수 있다. 게다가, 도 16b에 있어서, 상기 제 1 전극 세트(14A), 상기 제 2 전극 세트(14B), 상기 레독스 시약(16A), 상기 반응 시약(16B), 상기 제 1 시료 경로(12A), 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 다르게 배열될 수 있다.
도 17에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10A)의 상기 제 1 전극 세트(14A)의 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 전극 세트(14B)의 상기 제 2 기준 전극(146B)은 하나의 기준 전극을 절약하기 위해 같은 전극이다. 도 17에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 레독스 시약(16A)은 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A) 가까이에 및 상기 제 1 전극 세트(14A)의 앞쪽에 배치될 수 있다. 상기 시료(30A)가 상기 제 1 시료 경로(12A)에 들어갈 때, 그것은 상기 레독스 시약(16A)의 레독스 쌍과 첫번째로 접촉하고, 그 다음에 그것은 상기 레독스 시약(16A) 내 상기 레독스 쌍을 운반하고 용해시키고 그런 다음 상기 제 1 전극 세트(14A)와 접촉한다.
도 18b에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명의 테스트 스트립(10A)은 기판(40A), 간격층(spacer layer)(50A) 및 덮개층(cap layer)(60A)을 포함한다. 상기 구현예에 있어서, 상기 제 1 전극 세트(14A) 및 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 기판(40A) 상에 배치되고; 상기 간격층(50A) 상기 기판(40A)을 덮고 상기 제 1 전극 세트(14A) 및 상기 제 2 전극 세트(14B)의 일부를 드러내고; 및 상기 덮개층(60A)은 상기 간격층(50A)을 덮고, 그것에 의하여 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)를 형성한다.
도 18b에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 브리치(breach)(51A)는 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)의 형태에 일치하도록 상기 간격층(50A) 내에 형성되고, 그것에 의하여 상기 시료(30)가 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B) 내에 흐르도록 허용한다. 더 나아가, 상기 테스트 스트립(10A)은 상기 시료 경로(12A)의 방출 말단(124A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)의 방출 말단(124B)과 연결되도록, 상기 기판(40A), 상기 간격층(50A) 및 상기 덮개층(60A)을 통해 관통하는 관통홀(through hole)(70A)을 포함하고, 그것에 의하여 공기를 방출하기 위한 영역을 증가시키고 상기 시료(30A)의 흐름을 용이하게 한다. 상기 관통홀은 상기 방출 말단에 상기 시료(30A)를 정지하도록 배치되어, 상기 시료(30A)는 모세관 내에 흐를 것이고 상기 모세관을 떠나도록 상기 덮개층(60A) 또는 상기 기판(40A)에 의해 끌리지(dragged) 않을 것이다. 본 발명이 상기 관통홀(70)을 사용하지 않고 상기 덮개층(60A) 또는 상기 기판(40A) 상에 각각 배치된 방출 홀들을 가질 수 있고 상기 목적에 여전히 기여할 수 있다는 것이 주목된다.
도 18에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명의 테스트 스트립(10A)은 기판(40A), 간격층(50A) 및 덮개층(60A)을 포함한다. 상기 구현예에 있어서, 상기 제 1전극 세트(14A)의 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 2 전극 세트(14B)의 상기 작업 전극(147)은 상기 기판(40A) 상에 배치되고; 상기 간격층(50A)은 상기 기판(40A)을 덮고 상기 제 1 전극 세트(14A)의 상기 제 1 전극(142A)의 일부 및 상기 제 2 전극 세트(14B)의 상기 작업 전극(147)을 드러내고; 상기 덮개층(60A)은 상기 간격층(50A)을 덮고, 그것에 의하여 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2시료 경로(12B)를 형성한다. 게다가 상기 제 1 전극 세트(12A)의 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 전극 세트(12B)의 상기 제 2 기준 전극(146B)은 상기 덮개층(60A)의 더 낮은 표면 상에 배치된다. 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 도 17에 보여지는 것처럼 같은 전극일 수 있다.
더 나아가, 도 19 내지 도 26에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 V 또는 Y 형태 내로 배열될 수 있고; 더 나아가, 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A)은 상기 제 2 시료 경로(12B)의 주입 말단(122B)과 연결되지 않고, 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A) 일부(bit)는 상기 시료(30A)가 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)를 각각 동시에 들어가게 시키도록 상기 주입 말단(122B) 가까이에 배치될 수 있다.
도 19 내지 도 26에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A)의 상기 제 1 전극(142A)은 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A) 가까이에 배치되고, 상기 제 2 전극(144A)은 상기 제 1 시료 경로(12A)의 방출 말단(124A) 가까이에 배치되고, 상기 제 1 기준 전극(146A)은 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 2 전극(144A) 사이에 배치된다(도 19, 도 20, 도 23 및 도24에 보여지는 것처럼); 또는 상기 제 1 기준 전극(146A)은 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 2 전극(144A) 가까이에 각각 배치된 두 개의 말단들을 가지는 포크 형태로 형성된다(도 21, 도 22, 도 25 및 도26에 보여지는 것처럼).
도 27 내지 도 30에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명은 하나의 전극을 절약하기 위해 같은 전극이 되도록 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)을 배치(assign)할 수 있다.
도 31 내지 도 36에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A)는 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단부터 상기 테스트 스트립(10A)의 측면까지 비스듬히(askew) 확장되고; 상기 제 2 시료 경로(12B)는 상기 백 말단(back end) 쪽으로 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 수직으로 확장될 수 있다. 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A)은 상기 제 2 시료 경로(12B)의 상기 주입 말단(122B)과 연결되지 않고; 상기 방출 말단(124A)은 또한 상기 방출 말단(124B)과 연결되지 않으며; 그것에 의하여 두 개의 분리된 경로들을 형성한다. 그러므로, 상기 시료(30A)는 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)에 각각 들어갈 수 있고 상기 두 개의 경로들은 서로 방해하지 않을 것이다. 도 31 내지 도 36에 보여지는 구조들에 따르면, 상기 제 1 시료 경로(12A)가 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단부터 상기 테스트 스트립(10A)의 측면까지 비스듬히(askew) 확장되고, 상기 제 1 시료 경로(12A)의 방출 말단(124A)은 공기를 방출하도록 상기 테스트 스트립(10A)의 측면 상의 오픈 말단(open end)에 직접적으로 연결될 수 있다. 그러므로 오직 관통홀(70B)은 공기를 방출하도록 상기 기판(40A) 상의 상기 제 2 시료 경로(12B)의 상기 방출 말단(124B) 및 상기 간격층(50A)에 연결되기 위해 상기 덮개층(60A) 상에 형성되도록 요구된다. 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 개별적으로 배치될 수 있다(도 31 내지 도 34에 보여지는 것처럼); 또는 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 같은 전극일 수 있다(도 35 내지 도 36에 보여지는 것처럼).
도 37 내지 도 41에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A)는 상기 백 말단쪽으로 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 수직으로 확장될 수 있고, 상기 제 2 시료 경로(12B)는 또한 상기 백 말단쪽으로 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 수직으로 확장될 수 있다. 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A)은 상기 제 2 시료 경로(12B)의 상기 주입 말단(122B)과 연결되지 않고; 상기 방출 말단(124A)은 또한 상기 방출 말단(124B)과 연결되지 않으며; 그것에 의하여 상기 시료(30A)가 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)에 각각 들어가도록 허용한다. 도 37 내지 도 41에 보여진 구조물들에 따르면, 홀들 (70C) 및 (70D)을 통해 오직 두 개는 공기를 방출하도록 상기 간격층(50A), 상기 기판(40A)의 상기 제 1 시료 경로(12A)의 방출 말단(124A), 및 상기 기판(40A)의 상기 제 1 시료 경로(12B)의 방출 말단(124B)과 연결하기 위해 상기 덮개층(60A) 상에 형성되도록 요구된다. 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 같은 전극일 수 있다.
도 42 내지 도 48에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A)는 상기 백 말단쪽으로 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 수직으로 확장될 수 있고, 상기 제 2 시료 경로(12B)는 또한 상기 백 말단쪽으로 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 수직으로 확장될 수 있다. 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A)은 상기 제 2 시료 경로(12B)의 주입 말단(122B) 가까이에 배치되어, 상기 시료(30A)는 동시에 상기 주입 말단(122A) 및 상기 주입 말단(122B)에 의해 영향을 받는다. 상기 방출 말단(122A)은 또한 상기 방출 말단(124B)과 연결된다. 중간 간격 바(52)는 상기 시료(30A)가 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)에 각각 들어가도록 하기 위해 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)를 분리하도록 상기 간격층(50A) 내 배치된다. 도 42 내지 도 48에 보여지는 구조물들에 따르면, 오직 관통홀(70A)은 공기를 방출하도록 상기 기판(40A) 상의 상기 제 2 시료 경로(12B)의 상기 방출 말단(124B) 및 상기 기판(40A) 상의 상기 제 1 시료 경로(12A)의 상기 방출 말단(124A)과 연결되기 위해 상기 덮개층(60A) 상에 형성되도록 요구된다. 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 같은 전극일 수 있다.
본 발명의 테스트 스트립(10A)의 선호되는 구현예를 위한 도 49a 내지 도50B를 참고하면, 상기 도 49a 및 도50A는 상기 기판(40A), 상기 간격층(50A), 및 상기 테스트 스트립(10A)의 덮개층(60A)을 보여주고; 반면에, 상기 도 49b 및 도 50b는 기판(40A)의 조합물, 상기 도 49a 및 50A 각각의 간격층(50A) 및 상기 덮개층(60A)을 보여준다. 상기 구현예에서, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)가 동시에 상기 시료(30A)를 수용할 필요가 있는 경우, 그러면 상기 주입 말단들(122A) 및 (122B)은 같거나 또는 비슷한 폭을 가져야 하고, 상기 두 개의 주입 말단들(122A), (122B)은 서로로부터 0.01 내지 1.5 mm 떨어져야만 하는데, 여기에서 그것들의 폭은 상기 시료 경로의 폭과 가까이 근접되어 있지 않은 것으로 보일 수 있다. 상기 시료 경로들의 두 개의 주입 말단들이 다른 폭을 가질 경우, 더 큰 주입 말단을 통과하는 것은 상기 시료(30A)를 위해 더 쉽고 비슷한 주입 말단을 통과하는 것은 상기 시료(30A)를 위해 쉽지 않으므로; 상기 시료(30A)는 동시에 상기 주입 말단들에 들어갈 수 없을 것이다. 바람직하게는 상기 시료 경로들의 두 개의 주입 말단들은 연결되지 않지만, 대신에, 그것들은 상기 시료(30A)가 주입 말단들 둘 다에 들어가게 하도록 분리된다. 그러므로, 도 49a 내지 도 50b에 보여지는 것처럼, 본 발명의 선호되는 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)의 주입 말단(122B)은 동시에 들어가도록 상기 시료(30A)를 위한 실질적으로 같은 폭을 가진다. 도 49a 및 49B에 보여지는 것처럼, 상기 제 1 시료 경로(12A)는 대향 말단(opposing end)쪽으로 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 확장될 수 있고; 양자택일적으로, 도 50a 및 도 50b에 보여지는 것처럼, 상기 제 1 시료 경로(12A)는 상기 테스트 스트립(10A)의 측면에서 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 비스듬히 확장될 수 있다.
도 51a 내지 도 59b에 보여진 것처럼, 상기 제 1 전극 세트(14A) 및 상기 제 2 전극 세트(14B)는 스택 배열(stack configuration)로 형성될 수 있는데, 여기에서 상기 제 1 전극 세트(14A) 및 제 2 전극 세트(14B)는 다른 평면들 상에 배치되고; 또한, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 스택 배열로 형성될 수 있는데, 여기에서 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 다른 평면들 상에 배치된다. 도 51a, 도 52a, 도 53a, 도 54a, 도 55a, 도 56a, 도 57a, 도 58a, 및 도 59a는 스택 배열로 본 발명의 구현예에 따른 테스트 스트립을 보여주고; 반면에, 도 51b, 도 52b, 도 53b, 도 54b, 도 55b, 도 56b, 도 57b, 도 58b 및 도 59b는 도 51a, 도 52a, 도 53a, 도 54a, 도 55a, 도 56a, 도 57a, 도 58a, 및 도 59a 각각의 단면도들을 보여준다.
도 51a, 도 54a, 도 51b, 및 도 54b에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10A)은 상기 기판(40A), 상기 제 1 간격층(50C), 상기 제 1 덮개층(60C), 상기 제 2 간격층(50D) 및 상기 제 2 덮개층(60D)을 포함한다. 상기 기판은 제 1 표면(401) 및 제 2 표면(402)을 포함하는데, 여기에서 상기 제 1 전극 세트(14A)는 상기 제 1 표면(401) 상에 배치되고, 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 제 2 표면(402) 상에 배치되고; 상기 제 1 간격층(50C)은 상기 기판(40A)의 상기 제 1 표면(401)을 덮고 상기 제 1 전극 세트(14A)의 일부를 드러내고; 상기 제 1 덮개층(60C)은 상기 제 1 시료 경로(12A)를 형성하도록 상기 제 1 간격층(50C)을 덮고, 상기 제 2 간격층(50D)은 상기 기판(40A)의 상기 제 2 표면(402)을 덮고 상기 제 2 전극 세트(14B)의 일부를 드러내고, 상기 제 2 덮개층(60D)은 상기 제 2 시료 경로(12B)를 형성하도록 상기 제 2 간격층(50D)을 덮는다. 그러므로, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 수직 스택 배열로 형성된다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 상기 대향 말단쪽으로 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 확장될 수 있거나(도 51a 및 도 51b에 보여지는 것처럼); 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 측면쪽으로 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 비스듬히 확장될 수 있다(도 54a 및 도 54b에 보여지는 것처럼).
도 52a, 도 55a, 도 52b, 및 도 55b에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10A)은 상기 기판(40A), 상기 제 1 간격층(50C), 상기 제 1 덮개층(60C), 상기 제 2 간격층(50D) 및 상기 제 2 덮개층(60D)을 포함한다. 상기 제 1 전극 세트(14A)는 상기 기판(40A) 상에 배치되고, 상기 제 1 간격층(50C)은 상기 기판(40A)을 덮고 상기 제 1 전극 세트(14A)의 일부를 드러내고, 상기 제 1 덮개층(60C)은 상기 제 1 시료 경로(12A)를 형성하도록 상기 제 1 간격층(50C)을 덮고, 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 제 1 덮개층(60C) 상에 배치되고, 상기 제 2 간격층(50D)은 상기 제 1 덮개층(60C)을 덮고, 상기 제 2 전극 세트(14B)의 일부를 드러내고; 상기 제 2 덮개층(60D)은 상기 제 2 시료 경로(12B)를 형성하도록 상기 제 2 간격층(50D)을 덮는다. 그러므로, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 수직 스택 배열로 형성된다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 상기 대향 말단쪽으로 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 확장될 수 있다(도 52a 및 도 52b에 보여지는 것처럼); 또는 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 측면쪽으로 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 비스듬히 확장될 수 있다(도 55a 및 도 55b에 보여지는 것처럼).
도 53a, 도 56a, 도 53b, 및 도 56b에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10A)은 상기 제 1 기판(40C), 상기 제 1 간격층(50C), 상기 제 1 덮개층(60C), 상기 제 2 간격층(50D) 및 상기 제 2 덮개층(60D)을 포함한다. 상기 제 1 전극 세트(14A)는 상기 제 1 기판(40C)상에 배치되고; 상기 제 1 간격층(50C)은 상기 제 1 기판(40C)을 덮고 상기 제 1 전극 세트(14A)의 일부를 드러내고; 상기 제 1 덮개층(60C)은 상기 제 1 시료 경로(12A)를 형성하도록 상기 제 1 간격층(50C)을 덮고; 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 제 2 덮개층(40D) 상에 배치되고; 상기 제 2 간격층(50D)은 상기 제 2 기판(40D)을 덮고, 상기 제 2 전극 세트(14B)의 일부를 드러내고; 상기 제 2 덮개층(60D)은 상기 제 2 시료 경로(12B)를 형성하도록 상기 제 2 간격층(50D)을 덮는다. 그 다음 접착층(adhesive layer)은 상기 제 1 덮개층(60C) 및 상기 제 2 기판(40D)을 부착하는데 사용된다. 그러므로, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 수직 스택 배열로 형성된다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 상기 대향 말단쪽으로 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 확장될 수 있다(도 53a도 53a 53B에 보여지는 것처럼); 또는 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 측면쪽으로 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단까지 비스듬히 확장될 수 있다(도 56a 및 도 56b에 보여지는 것처럼).
도 57a 및 도 57b에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10A)은 상기 기판(40A), 상기 제 1 간격층(50C), 상기 제 1 덮개층(60C), 상기 제 2 간격층(50D) 및 상기 제 2 덮개층(60D)을 포함한다. 상기 기판은 제 1 표면(401) 및 제 2 표면(402)을 포함하는데, 여기에서 상기 제 1 전극 세트(14A)의 제 1 전극(142A)은 상기 제 1 표면(401) 상에 배치되고, 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 제 2 표면(402)상에 배치되고; 상기 제 1 간격층(50C)은 상기 기판(40A)의 상기 제 1 표면(401)을 덮고 상기 제 1 전극 세트(14A)의 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 2 전극(144A)의 일부를 드러내고; 상기 제 1 덮개층(60C)은 상기 제 1 간격층(50C)을 덮고, 상기 제 1 전극 세트(14)의 상기 제 1 기준 전극(146A)은 상기 제 1 덮개층(60C)의 상부 표면 상에 배치되고, 그것에 의하여 상기 제 1 시료 경로(12A)를 형성하고; 상기 제 2 간격층(50D)은 상기 기판(40A)의 상기 제 2 표면(402)을 덮고 상기 제 2 전극 세트(14B)의 일부를 드러내고; 상기 제 2 덮개층(60D)은 상기 제 2 시료 경로(12B)를 형성하도록 상기 제 2 간격층(50D)을 덮는다. 그러므로, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 수직 스택 배열로 형성된다.
도 58a도 58a 58B에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10A)은 상기 기판(40A), 상기 제 1 간격층(50C), 상기 제 1 덮개층(60C), 상기 제 2 간격층(50D) 및 상기 제 2 덮개층(60D)을 포함한다. 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 기판(40A) 상에 배치되고; 상기 제 2 간격층(50D)은 상기 기판(40A)을 덮고 상기 제 2 전극 세트(14B)의 일부를 드러내고; 상기 제 2 덮개층(60D)은 상기 제 2 시료 경로(12B)를 형성하도록 상기 제 2 간격층(50D)을 덮고; 상기 제 1 전극 세트(14A)의 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 2 전극(144A)은 상기 제 2 덮개층(60D) 상에 배치되고; 상기 제 1 간격층(50C)은 상기 제 2 덮개층(60D)을 덮고 상기 제 1 전극 세트(14A)의 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 2 전극(144A)의 일부를 드러내고; 상기 제 1 덮개층(60C)은 상기 제 1 간격층(50C)을 덮고 상기 제 1 시료 경로(12A)를 형성하도록 상기 제 1 덮개층(60C)의 더 낮은 표면 상에 배치된 상기 제 1 전극 세트(14A)의 상기 제 1 기준 전극(146A)을 가진다. 그러므로, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 수직 스택 배열로 형성된다.
도 59a 및 도 59b도 59b지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10A)은 상기 제 1 기판(40C), 상기 제 1 간격층(50C), 상기 제 1 덮개층(60C), 상기 제 2 기판(40D), 상기 제 2 간격층(50D) 및 상기 제 2 덮개층(60D)을 포함한다. 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 제 2 기판(40D) 상에 배치되고; 상기 제 2 간격층(50D)은 상기 제 2 기판(40D)을 덮고 상기 제 2 전극 세트(14B)의 일부를 드러내고; 상기 제 2 덮개층(60D)은 상기 제 2 시료 경로(12B)를 형성하도록 상기 제 2 간격층(50D)을 덮고; 상기 제 1 전극 세트(14A)의 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 2 전극(144A)은 상기 제 1 기판(40C) 상에 배치되고; 상기 제 1 간격층(50C)은 상기 제 1 기판(40C)을 덮고 상기 제 1 전극 세트(14A)의 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 2 전극(144A)의 일부를 드러내고; 상기 제 1 덮개층(60C)은 상기 제 1 간격층(50C)을 덮고 상기 제 1 시료 경로(12A)를 형성하도록 상기 제 1 덮개층(60C)의 더 낮은 표면 상에 배치된 상기 제 1 전극 세트(14A)의 상기 제 1 기준 전극(146A)을 가진다. 그 다음 접착층(adhesive layer)은 상기 제 2 덮개층(60D) 및 상기 제 1 기판(40C)을 부착하는데 사용된다. 그러므로, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 수직 스택 배열로 형성된다.
더 나아가, 본 발명에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 다른 폭들을 가질 수 있다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 시료(30A)가 동시에 상기 주입 말단들에 들어가도록 하기 위해, 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)의 주입 말단(122B)은 분리되고 같은 폭을 가지며, 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A)은 상기 제 2 시료 경로(12B)의 주입 말단(122B)에서 0.01 내지 1.5 mm 떨어져 있을 것이다. 상기 시료(30A)가 혈액일 때, 상기 제 1 시료 경로(12A)의 부피는 약 0.1 내지 1 마이크로리터이고, 상기 제 1 시료 경로(12A)의 길이는 약 5 내지 15 mm이고 상기 제 1 시료 경로(12A)의 폭은 약 0.2 내지 2 mm이다.
추가적으로, 도 60a 내지 도 62h에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명의 상기 테스트 스트립(10A)은 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)가 캐스케이드화 방식(cascaded mode)을 형성하기 위해 상기 제 1 시료 경로(12A)의 방출 말단(124A)에 연결된 상기 제 2 시료 경로(12B)의 주입 말단(122B)을 가질 수 있는데, 여기에서 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 상기 제 2 시료 경로(12B) 내 상기 반응 시약(16B)과 혼합하는 것으로부터 상기 제 1 시료 경로(12A) 내 상기 레독스 시약(16A)을 유지하도록 그 사이에 인쇄된 물 격리 바(water isolating bar) (또는 물 격리층) 또는 중간 간격 바(80)를 가진다. 상기 제 1 시료 경로(12A)가 상기 제 2 시료 경로(12B)로 캐스케이드화될(is cascaded) 때, 상기 흐름 시간은 상기 시료 (30A)가 상기 제 1 시료 경로(12A)를 통해 흐르는 동안 검출될 수 있다. 상기 시료(30A)가 상기 제 1 시료 경로(12A) 내에 흐르고 있을 때, 그것은 상기 제 2 시료 경로(12B) 내 존재하는 반응 시약(16B) 또는 겨우 약간의 상기 반응 시약(16B)과도 접촉하지 않지 않고; 그러므로, 상기 시료(30A)의 유동성은 영향받지 않는다. 반면에, 상기 시료(30A)가 상기 레독스 시약(16A)을 통해 흐르고 그런 다음 상기 반응 시약(16B)을 통해 흐르므로, 상기 레독스 시약(16A)은 상기 분해물 농도의 배경 신호를 증가시킬 것이고, 그래서 상기 전기화학적 기구(20)는 상기 레독스 시약(16A)의 효과를 계산하는데 사용되고 그것을 제거한다. 본 발명의 구현예에 있어서, 오직 소량의 레독스 시약(16A)은 그것이 상기 분해물의 농도에 영향을 미치지 않도록 요구된다. 상기 레독스 시약(16A)의 농도가 전극을 검출하기 위해 매우 낮을 때, 상기 전극에서의 전압은 상기 시료(30A)를 검출하는 것을 돕기 위해 증가될 수 있다.
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A)가 상기 제 2 시료 경로(12B)로 캐스케이드화될 때, 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A)은 상기 테스트 스트립(10A)의 프론트 말단(도 60a 내지 도 60f 및 도 62a 내지 도 62d에 보여지는 것처럼) 또는 측면(도 61a 내지 도 61c 및 도 62e 내지 도 62h에 보여지는 것처럼)에 배치될 수 있다.
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A)가 상기 제 2 시료 경로(12B)와 캐스케이드화될 때, 상기 테스트 스트립(10A)은 또한 상기 제 2 시료 경로(12B)의 방출 말단(124B)과 연결되는 관통홀(70B)을 포함할 수 있다(도 60a 내지 도 60f, 및 도 62a 내지 도 62d에 보여지는 것처럼); 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 상기 폭을 가질 수 있다(도 60a 내지 도 60c, 도 61a 내지 도 61c, 및 도 62a 내지 도 62h에 보여지는 것처럼); 또는 상기 제 1 시료 경로(12A)는 상기 제 2 시료 경로(12B) 의 폭 보다 더 작은 폭을 가진다(도 60d 내지 도 60f에 보여지는 것처럼). 상기 제 1 시료 경로(12A)가 흐름 시간 검출을 위해 제공되므로, 더 작은 폭을 가지는 것은 점도 범위를 보여주기 위해 더 쉽지만; 반면에, 상기 제 2 시료 경로(12B)가 상기 분해물의 농도를 검출하기 위해 제공되므로, 상기 응답 신호는 시료의 양에 비례하고, 더 큰 폭을 가지는 것은 더 많은 양의 시료를 얻기 위해 더 쉽다.
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A)가 상기 제 2 시료 경로(12B)와 캐스케이드화될 때, 상기 테스트 스트립(10A)의 상기 제 1 전극 세트(14A)는 또한 상기 제 1 전극(142A), 상기 제 2 전극(144A) 및 상기 제 1 기준 전극(146A)을 포함할 수 있고, 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 작업 전극(147) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)을 포함할 수 있다(도 60a, 도 60c, 도 60d, 도 60f, 도 61a, 도 61c, 도 62a 내지 도 62h에 보여지는 것처럼). 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 같은 전극일 수 있다(도 60c, 도 60f, 도 61c, 도 62a, 도 62b, 도 62e, 및 도 62f에 보여지는 것처럼). 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 전극 세트(14A)는 상기 제 1 전극(142A), 상기 제 2 전극(144A) 및 상기 제 1 기준 전극(146A)을 포함할 수 있고; 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 작업 전극(147), 상기 제 2 기준 전극(146B) 및 상기 검출 전극(149)을 포함할 수 있는데, 여기에서 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 같은 전극일 수 있다(도 60b, 도 60e, 및 도 61b에 보여지는 것처럼). 게다가, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 상기 덮개층(60A)의 더 낮은 표면 상에 배치될 수 있는데(도 62a 내지 도 62h에 보여지는 것처럼), 여기에서 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 같은 전극일 수 있거나(도 62a, 도 62b, 도 62e, 및 도 62f에 보여지는 것처럼), 또는 그것들은 다른 전극일 수 있다(도 62c, 도 62d, 도 62g, 및 도 62h에 보여지는 것처럼).
도 60a 내지 도 62h에 보여지는 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A)가 두 개의 검출 전극들(그것은 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 2 전극(144A인 것)을 포함하는데, 그것들은 흐름 시간을 각각 계산할 수 있다. 그러므로, 상기 흐름 시간 검출은 상기 시료(30A)가 상기 제 1 시료 경로(12A)를 통해 흐르고, 상기 제 2 시료 경로(12B)의 효소들과 접촉하지 않을 때 행해질 수 있다. 그러므로, 상기 흐름 시간 검출은 상기 효소들에 의해 영향을 받지 않을 것이고 이렇게 하여 정확한 결과를 제공할 것이다.
추가적으로, 도 63a 내지 도 74b에 보여지는 것처럼, 본 발명은 테스트 스트립(10B)을 포함하는 검출 장치를 제공한다. 상기 테스트 스트립(10B)은 상기 제 1 시료 경로(12A)가 또한 상기 제 2 시료 경로(12B)와 캐스케이드화된다는 점에서 도 60a 내지 도 62h에 보여지는 상기 테스트 스트립(10A)과 유사하지만; 테스트 스트립(10B)의 상기 제 1 전극 세트(12A)는 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 1 기준 전극(146A)을 포함하고, 상기 제 2 전극 세트(14B)는 상기 작업 전극(147) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)을 포함한다. 상기 시료(30A)가 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 1 기준 전극(146A)과 접촉할 때, 제 1 임펄스 신호는 발생되고; 상기 시료(30A)가 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 작업 전극(147)과 접촉할 때, 제 2 임펄스 신호는 발생되고; 그러므로, 상기 시료(30A)의 흐름 시간은 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호에 따라 얻는다. 도 60a 내지 도 62h 내 보여지는 상기 테스트 스트립(10A)과 비교하여, 상기 테스트 스트립(10B)은 오직 하나의 시간 검출 전극(즉, 상기 제 1 전극(142A))을 포함하고 상기 제 2 시간 검출 전극과 같은 상기 작업 전극(147)을 다루고; 그러므로 본 발명은 하나의 적은 전극(one less electrode)을 사용할 수 있고 여전히 발생된 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호를 가질 수 있다. 게다가, 상기 흐름 시간을 검출하도록 상기 테스트 스트립(10B)을 사용할 때, 상기 시료(30A)는 오직 적은 양의 효소들과 접촉할 것이고, 그것에 의하여 상기 효소들의 효과를 줄일 것이다.
도 63a, 도 64a, 도 65a, 및 도 66a에 보여지는 것처럼, 상기 테스트 스트립(10B)은 상기 기판(40A), 상기 간격층(50A), 및 상기 덮개층(60A)을 포함하고; 도 63b 내지 도 63h는 도 63a에 보여지는 기판(40A)의 다양한 구현예들을 보여주고; 도 64b 내지 도 64h는 도 64a에 보여지는 기판(40A)의 다양한 구현예들을 보여주고; 도 65b 내지 도 65h는 도 65a에 보여지는 기판(40A)의 다양한 구현예들을 보여주고; 도 66b 내지 도 66h는 도 66a에 보여지는 기판(40A)의 다양한 구현예들을 보여준다. 도 67a, 도 68a, 도 69a, 및 도 70a에 보여지는 것처럼, 상기 테스트 스트립(10B)은 상기 기판(40A), 개스킷층(gasket layer)(90), 상기 간격층(50A) 및 상기 덮개층(60A)을 포함하고; 도 67b는 도 67a에 보여지는 기판 (40A)의 변형을 보여주고; 도 68b는 도 68a에 보여지는 기판(40A)의 변형을 보여주고; 도 69b는 도 69a에 보여지는 기판(40A)의 변형을 보여주고; 및 도 70b는 도 70a에 보여지는 기판(40A)의 변형을 보여준다. 도 71a, 도 72a, 도 73a, 및 도 74a에 보여지는 것처럼, 상기 테스트 스트립(10B)은 상기 기판(40A), 상기 간격층(50A), 및 상기 덮개층(60A)을 포함하고; 도 71b는 결합된 상태 내에 도 71a의 테스트 스트립(10B)을 보여주고; 도 72b는 결합된 상태 내에 도 72a의 테스트 스트립(10B)을 보여주고; 도 73b는 결합된 상태 내에 도 73a의 테스트 스트립(10B)을 보여주고; 및 도 74b는 결합된 상태 내에 도 74a의 테스트 스트립(10B)을 보여준다.
도 63a 내지 도 74b에 보여지는 본 발명의 구현예에 있어서, 서로 함께 혼합하는 두 개의 시약들을 방지하기 위해, 중간 간격 바(80)는 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B) 사이에 배치될 수 있으나(도 63a 내지 도 63c, 도 63h, 도 64a 내지 도 64c, 도 64h, 도 65b 내지 도 65d, 도 65h, 도 66b 내지 도 66d, 도 66h, 도 71a 내지 도 74b 에 보여지는 것처럼); 본 발명을 위한 다른 배열들이 있을 수 있다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 중간 간격 바(80)는 상기 제 1 기준 전극(146A) 상에 배치될 수 있고(도 63d, 도 64d, 도 65e, 도 66e에 보여지는 것처럼); 게다가, 상기 반응 시약(16B)이 상기 흐름 시간 검출에 영향을 미치지 않도록, 상기 작업 전극(147)은 상기 제 1 시료 경로(12A) 안에서 확장될 수 있다(도 63e 내지 도 63g, 도 64e 내지 도 64g, 도 65a, 도 65f, 도 65g, 도 66a, 도 66f, 도 66g, 도 67a 내지 도 68b, 도 69a 내지 도 70b에 보여지는 것처럼). 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 작업 전극(147)은 스트립 또는 포크(fork) 형태로 형성될 수 있고 상기 중간 간격 바(80)는 상기 작업 전극(147) 상에 또는 상기 작업 전극(147)의 포크 사이에 배치된다.
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10B)의 상기 제 1 시료 경로(12A)가 상기 제 2 시료 경로(12B)와 함께 캐스케이트화될 때, 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A)은 상기 테스트 스트립(10B)의 프론트 말단(도 63a 내지 도 63h, 도 64a 내지 도 64h, 도 69a 내지 도 70b, 도 71a 내지 도 72b에 보여지는 것처럼) 또는 상기 테스트 스트립(10B)의 측면(도 65a 내지 도 65h, 도 66a 내지 도 66h, 도 67a 내지 도 68b, 도 73a 내지 도 74b에 보여지는 것처럼)에 배치될 수 있다.
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A)가 상기 제 2 시료 경로(12B)와 캐스케이드화될 때, 상기 테스트 스트립(10B)은 또한 상기 제 2 시료 경로(12B)의 방출 말단(124B)과 연결하는 관통홀(70B)을 포함할 수 있고(도 63a, 도 64a, 도 69a, 도 70a, 도 71a 내지 도 72b에 보여지는 것처럼); 상기 제 1 시료 경로(12A)는 상기 제 2 시료 경로(12B)의 폭과 같이 같은 폭을 가질 수 있고(도 63a, 도 65a, 도 67a, 도 69a, 및 도 71a 내지 도 74b에 보여지는 것처럼); 또는 상기 제 1 시료 경로(12A)는 상기 제 2 시료 경로(12B)의 폭 보다 더 작은 폭을 가진다(도 64a, 도 66a, 도 68a 및 도 70a에 보여지는 것처럼).
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10B)의 상기 제 1 전극 세트(14A)는 제 2 전극(144A)을 더 포함한다. 상기 시료(30A)가 상기 제 2 전극(144A) 및 상기 제 1 기준 전극(146A)을 통해 흐를 때, 제 3 임펄스 신호가 발생되고, 여기에서 상기 제 3 임펄스 신호는 상기 시료(30A)의 흐름 시간을 얻도록 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호와 함께 사용되고, 그것에 의하여 상기 분해물의 농도를 얻는다. 도 63h, 도 64h, 도 65h, 및 도 66h에 보여지는 것처럼, 상기 제 2 전극(144A)은 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 작업 전극(147) 사이에 배치되지만; 본 발명은 다른 배열들을 가질 수 있다. 상기 제 2 전극(144A)을 사용함으로써, 흐름 시간 값들의 적어도 두 개의 세트들이 얻어지고; 상기 흐름 시간 값들의 두 개의 세트들이 서로 매우 다른 경우, 오류 경보(error alert)가 사용자에게 발생된다(is issued).
도 63a 내지 도 74b에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A)가 상기 제 2 시료 경로(12B)와 캐스케이드화될 때, 상기 테스트 스트립(10B)의 상기 제 1 전극 세트(14A) 및 상기 제 2 전극 세트(14B)는 다음의 배열들로서 배치될 수 있지만, 본 발명은 또한 다른 배열들을 가질 수 있다.
1. 상기 제 1 전극(142A) 및 상기 제 1 기준 전극(146A)을 포함하는 상기 제 1 전극 세트(14A), 상기 작업 전극(147) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)을 포함하는 상기 제 2 전극 세트(14B).
2. 상기 제 1 전극(142A), 상기 제 2 전극(144A) 및 상기 제 1 기준 전극(146A)을 포함하는 상기 제 1 전극 세트(14A), 상기 작업 전극(147) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)을 포함하는 상기 제 2 전극 세트(14B). 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 같은 전극이거나 다른 전극들일 수 있다.
3. 상기 제 1 전극(142A), 상기 제 2 전극(144A) 및 상기 제 1 기준 전극(146A)을 포함하는 상기 제 1 전극 세트(14A), 상기 작업 전극(147), 상기 검출 전극(149), 및 상기 제 2 기준 전극(146B)을 포함하는 상기 제 2 전극 세트(14B).
추가적으로, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10B)의 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 스택 배열을 형성하도록 상기 덮개층(60A)의 더 낮은 표면 상에 배치될 수 있는데(도 71a 내지 도 74b에 보여지는), 여기에서 상기 제 1 기준 전극(146A) 및 상기 제 2 기준 전극(146B)은 같은 전극일 수 있다(도 71a, 도 71b, 도 73a, 및 도 73b에 보여지는 것처럼).
도 67a 및 도 70b에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립(10B)은 또한 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)를 분리하도록 상기 기판(40A) 및 상기 간격층(50A) 사이에 배치되는 개스킷층(90)을 포함할 수 있다. 상기 개스킷층(90)은 격리층(isolating layer)을 스크린 인쇄(screen printing)에 의해 또는 개스킷의 층 부착(attaching)에 의해 형성될 수 있다.
도 63a 내지 도 74b에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 시료 경로(12A)가 상기 제 2 시료 경로(12B)와 캐스케이드화될 때, 상기 테스트 스트립(10B)의 상기 제 1 전극 세트(14A)는 다양한 배열들로 배치될 수 있고; 상기 제 2 전극 세트(14B)는 또한 다양한 배열들로 배치될 수 있고; 상기 제 2 전극 세트(14B)와 관련된 상기 제 1 전극 세트(14A)의 배치는 달라질 수 있고; 상기 레독스 시약(16A)은 다양한 배열들로 배치될 수 있고; 상기 반응 시약(16B)은 다양한 배열들로 배치될 수 있고; 상기 제 1 시료 경로(12A)의 주입 말단(122A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)의 주입 말단(122B)는 다양한 배열들로 배치될 수 있으며; 상기 제 1 시료 경로(12A) 및 상기 제 2 시료 경로(12B)는 다른 배열들로 배치될 수 있다. 추가적으로, 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 제 1 전극 세트(14A)는 상기 제 2 전극(144A)을 더 포함하고, 상기 시료(30A)가 상기 제 2 전극(144A) 및 상기 제 1 기준 전극(146A)을 통해 흐를 때, 제 3 임펄스 신호가 발생되는데, 여기에서 상기 제 3 임펄스 신호는 상기 시료의 흐름 시간을 얻도록 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호와 함께 사용된다.
마지막으로, 본 발명은 시료를 검출하도록 전기화학적 기구와 함께 작동하는 검출 방법을 제공하고, 그것에 의하여 상기 시료의 흐름시간을 얻고 상기 시료의 분해물의 농도를 정정하도록 상기 흐름 시간을 사용한다. 다음과 같이, 상기 검출 장치(1), 상기 테스트 스트립(10), (10A) 및 (10B)은 본 발명의 검출 방법을 이해하는데 사용되지만; 본 발명의 검출 방법은 또한 상기 검출 장치(1), 상기 테스트 스트립(10), (10A) 및 (10B) 외의 장치들을 사용할 수 있다.
도 75에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명은 검출 방법을 제공한다. 첫째로, 본 발명은 S 10 단계: 테스트 스트립을 제공하는 단계에 이른다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립은 제 1 시료 경로, 제 1 전극 세트, 레독스 시약, 제 2 시료 경로, 제 2 전극 세트 및 반응 시약;을 포함한다. 상기 제 1 전극 세트는 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 1 기준 전극을 포함하고; 상기 제 2 전극 세트는 작업 전극, 검출 전극 및 제 2 기준 전극을 포함한다. 상기 테스트 스트립의 구조물은 상기 테스트 스트립(10A)의 실시예로 상세하게 보여졌고, 그것은 간결성을 위해서 더 기술되지 않을 것이다.
그런 다음 상기 방법은 S11 단계: 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극, 및 상기 제 3 전극에 각각 전압을 제공하는 단계; S 12 단계: 상기 제 1 시료 경로 내 상기 시료를 수용하는 단계; S 13 단계: 상기 시료 내 상기 레독스 쌍을 용해시키고 전기화학적 레독스 반응을 발생시키는 단계; S14 단계: 상기 시료가 상기 제 1 전극 및 상기 제 1 기준 전극과 접촉할 때 발생되는 제 1 임펄스 신호, 상기 시료가 상기 제 1 기준 전극 및 상기 제 2 전극과 접촉할 때 발생되는 제 2 임펄스 신호를 기록하는 단계; 및 S15 단계: 상기 시료의 흐름 시간을 얻도록 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호를 사용하는 단계에 이른다.
도 76에 보여지는 것처럼, S15 단계 후, 본 발명의 검출 방법은 S16 단계: 상기 시료의 점도를 계산하도록 상기 흐름 시간을 사용하는 단계에 이를 수 있다.
도 77에 보여지는 것처럼, S10 내지 S15 단계들을 제외하고, 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극에 각각 전압을 제공하는 상기 S11 단계가 수행된 후 상기 방법은 S20 내지 S24 단계에 이를 수 있고; 그것에 의하여 상기 분해물의 정정된 농도를 얻을 수 있다. 도 77에 보여지는 것처럼, 본 발명의 검출 방법은 또한 S20 단계: 상기 제 2 시료 경로 내 상기 시료를 수용하는 단계; S 21 단계: 상기 작업 전극에 반응 전압을 제공하는 단계; S22 단계: 상기 시료의 상기 반응 시약 및 상기 분해물 사이에 전기화학적 반응을 용이하게 하는 단계; S 23 단계: 상기 분해물의 정정되지 않은 농도를 계산하도록 전기화학적 반응을 사용하는 단계; 및 S24 단계: 상기 분해물의 정정되지 않은 농도를 정정하도록 상기 흐름 시간을 사용하는 단계에 이른다.
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 시료는 상기 제 1 시료 경로 및 상기 시료 경로에 동시에 들어가고; 그러므로, 본 발명은 상기 검출 장치가 정상적으로 작동하는지 아닌지에 관해 확인하도록 상기 제 1 시료 경로를 통해 흐르는 상기 시료의 시간과 상기 제 2 시료 경로를 통해 흐르는 상기 시료의 시간을 비교할 수 있다. 이런 이유로, 도 78에 보여지는 것처럼, S 15 단계 후, 본 발명의 검출 방법은 S161 단계: 상기 제 2 전극을 통해 흐르는 상기 시료의 첫번째 시간을 얻는 단계에 이르고; S20 단계 후, 상기 방법은 S162 단계: 상기 검출 전극을 통해 흐르는 상기 시료의 두번째 시간을 얻는 단계; 그런 다음 상기 방법은 S163 단계: 상기 첫번째 시간 및 상기 두번째 시간 사이의 차이가 설정(predetermined) 시간을 초과하는지 아닌지에 관해 결정하는 단계에 이른다. 상기 첫번째 시간 및 상기 두번째 시간 사이의 차이가 설정 시간을 초과하는 경우, 그러면 상기 시료가 정상적으로 흐르지 않을 것이고, 상기 검출은 무효하고 상기 검출 방법은 중단된다; 상기 첫번째 시간 및 상기 두번째 시간 사이의 차이가 설정 시간을 초과하지 않는 경우, 그러면 상기 시료는 정상적으로 흐르고, 상기 검출은 유효하고 상기 방법은 S24 단계: 상기 분해물의 정정된 농도를 얻는 단계에 이른다.
본 발명의 구현예에 있어서, 상기 시료는 상기 제 1 시료 경로 및 상기 시료 경로에 동시에 들어가고; 그러므로, 본 발명은 상기 검출 장치가 정상적으로 작동하는지 아닌지에 관해 확인하도록 상기 제 1 시료 경로를 통해 흐르는 상기 시료의 시간과 상기 제 2 시료 경로를 통해 흐르는 상기 시료의 시간을 비교할 수 있다. 이런 이유로, 도 79에 보여지는 것처럼, S 15 단계 후, 본 발명의 검출 방법은 S161 단계: 상기 제 2 전극을 통해 흐르는 상기 시료의 첫번째 시간을 얻는 단계; S20 단계 후, 상기 방법은 S162 단계: 상기 검출 전극을 통해 흐르는 상기 시료의 두번째 시간을 얻는 단계;에 이르고, 그런 다음 상기 방법은 S164 단계: 상기 첫번째 시간이 상기 두번째 시간 보다 더 오래 걸리는지 아닌지에 관해 결정하는 단계에 이른다. 상기 첫번째 시간이 정상 작동 하에 상기 두번째 시간과 같거나 또는 보다 더 짧을 경우, 그러면, 상기 시료가 정상적으로 흐르지 않을 것이고, 상기 검출은 무효하고 상기 검출 방법은 중단된다; 상기 첫번째 시간이 상기 두번째 시간 보다 더 짧은 경우, 그러면 상기 시료는 정상적으로 흐르고, 상기 검출은 유효하고 상기 방법은 S24 단계: 상기 분해물의 정정된 농도를 얻는 단계에 이른다.
더 나아가, 도 80에 보여지는 것처럼, 상기 분해물의 보다 정확한 농도를 얻도록, S15 단계 후, 본 발명의 검출 방법은 S171 단계: 상기 시료가 반응 전류를 발생시키도록 상기 제 1 전극 세트에 AC 신호를 제공하는 단계; 상기 반응 전류로부터 얻어진 제 1 헤마토크리트가 상기 흐름 시간으로부터 얻어진 제 2 헤마토크리트와 같은 것인지 아닌지에 관해 결정하는 S172 단계에 이른다. 상기 제 1 헤마토크리트가 상기 제 2 헤마토크리트와 매우 다른 경우, 그러면 상기 시료는 정상적으로 흐르지 않고, 상기 검출은 무효이고, 상기 검출 방법은 중단되고; 상기 제 1 헤마토크리트가 상기 제 2 헤마토크리트 가까이에 있는 경우, 그러면 상기 시료는 정상적으로 흐르고, 상기 검출은 유효하고, 상기 방법은 S24 단계: 상기 분해물의 정정된 농도를 얻는 단계에 이른다. 상기 분해물의 농도를 보정하도록 상기 AC 신호를 사용하는 단계가 기술에 있어서 잘 알려져 있으므로, 그것은 간결성을 위해서 더 기술되지 않을 것이다.
더 나아가, 도 81에 보여지는 것처럼, 상기 분해물의 보다 정확한 농도를 얻도록, S15 단계 후, 본 발명의 검출 방법은 S181 단계: 상기 시료가 전기화학적 반응 전류를 발생시키도록 상기 제 1 전극 세트에 전압을 제공하는 단계에 이른다. 그 후에, S24 단계: 상기 분해물의 정정된 농도를 얻는 단계에 더하여, 상기 방법은 S251 단계: 상기 분해물의 농도를 계산하고 보정하도록 상기 전기화학적 반응 전류를 사용하는 단계에 추가로 이른다. 상기 분해물의 농도를 계산하고 보정하도록 상기 전기화학적 반응 전류를 사용하는 단계는 기술에 있어서 잘 알려져 있으므로, 그것은 간결성을 위해서 더 기술되지 않을 것이다.
본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명은 상기 흐름 시간을 정확히 검출하기 위한 다수의 테스트 스트립을 가지는 테스트 스트립을 제공한다. 도 82 내 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명은 S10A 단계: 테스트 스트립을 제공하는 단계에 첫번째로 이르는 검출 방법을 추가로 제공한다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립은 제 1 시료 경로, 제 1 전극 세트, 레독스 시약, 제 2 시료 경로, 제 2 전극 세트 및 반응 시약;을 포함한다. 상기 제 1 전극 세트는 제 1 전극, 제 2 전극, 제 3 전극 및 제 1 기준 전극을 포함한다; 상기 제 2 전극 세트는 작업 전극, 검출 전극 및 제 2 기준 전극을 포함한다. 상기 테스트 스트립의 구조물은 상기 테스트 스트립(10A)의 실시예로 기술되므로, 그것은 간결성을 위해서 더 기술되지 않을 것이다.
그런 다음 상기 방법은 S11A 단계: 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극, 상기 제 3전극, 및 상기 검출 전극에 각각 전압을 제공하는 단계; S 12A 단계: 상기 제 1 시료 경로 내 상기 시료를 수용하는 단계; S 13A 단계: 상기 시료 내 상기 레독스 쌍을 용해시키고 동시에 전기화학적 레독스 반응을 발생시키는 단계; S14 단계: 상기 시료가 상기 제 1 전극 및 상기 제 1 기준 전극과 접촉할 때 발생되는 제 1 임펄스 신호, 상기 시료가 상기 제 1 기준 전극 및 상기 제 2 전극과 접촉할 때 발생되는 제 2 임펄스 신호, 및 상기 시료가 상기 제 3 전극 및 상기 제 1 기준 전극과 접촉할 때 발생되는 제 3 임펄스 신호를 기록하는 단계; 및 S15A 단계: 상기 시료의 흐름 시간을 얻도록 상기 제 1 임펄스 신호, 상기 제 2 임펄스 신호 및 상기 제 3 임펄스 신호를 사용하는 단계에 이른다.
도 82에 보여지는 것처럼, S10A 내지 S15A 단계에 더하여 S11A 단계 후, 상기 검출 방법은 상기 분해물의 정정된 농도를 얻기 위해 S20A 내지 S24A 단계에 이른다. 도 82에 보여지는 것처럼, 본 발명의 검출 방법은 S20A 단계: 상기 제 2 시료 경로 내 상기 시료를 수용하는 단계; S21A 단계: 상기 작업 전극에 반응 전압을 제공하는 단계; S22A 단계: 상기 시료의 반응 시약 및 분해물 사이에 전기화학적 반응을 용이하게 하는 단계; S23A 단계: 상기 분해물의 정정되지 않은 농도를 계산하도록 상기 전기화학적 반응을 사용하는 단계; 및 S24A 단계; 상기 분해물의 정정되지 않은 농도를 정정하도록 상기 흐름 시간을 사용하는 단계에 이른다.
본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명은 캐스케이드화된 시료 경로들을 가지는 테스트 스트립에 적용될 수 있다. 도 83에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명의 검출 방법은 S10B 단계: 테스트 스트립을 제공하는 단계에 첫번째로 이른다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립은 제 1 시료 경로, 제 1 전극 세트, 레독스 시약, 제 2 시료 경로, 제 2 전극 세트 및 반응 시약;을 포함한다. 상기 제 1 전극 세트는 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 1 기준 전극을 포함하고; 상기 제 2 전극 세트는 작업 전극 및 제 2 기준 전극을 포함하고; 상기 제 1 시료 경로는 상기 제 2 시료 경로와 캐스케이드화된다. 캐스케이드화된 방식(cascaded mode) 내 상기 테스트 스트립의 구조물은 상기 테스트 스트립(10A)의 실시예로 상세하게 보여졌고, 그것은 간결성을 위해서 더 기술되지 않을 것이다.
그런 다음 상기 방법은 S11B 단계: 상기 제 1 전극 및 상기 작업 전극에 전압을 제공하는 단계; S12B 단계: 상기 제 1 시료 경로 및 상기 제 2 시료 경로 내 상기 시료를 수용하는 단계, 여기에서 상기 시료는 상기 제 1 시료 경로가 첫번째로 통과되고 그 다음 상기 제 2 시료 경로가 통과된다; S13B 단계: 상기 시료 내 상기 레독스 쌍을 용해시키고 동시에 전기화학적 레독스 반응을 발생시키는 단계; S14B 단계: 상기 시료가 상기 제 1 전극 및 상기 제 1 기준 전극과 접촉할 때 발생되는 제 1 임펄스 신호, 상기 시료가 상기 제 1 기준 전극 및 상기 작업 전극과 접촉할 때 발생되는 제 2 임펄스 신호를 기록하는 단계; 및 S15B 단계: 상기 시료의 흐름 시간을 얻도록 상기 제 1 임펄스 신호 및 상기 제 2 임펄스 신호를 사용하는 단계에 이른다.
도 83에 보여지는 것처럼, S10B 내지 S15B 단계에 더하여, S14B 단계 후, 본 발명의 검출 방법은 상기 분해물의 정정된 농도를 얻도록 S21B 내지 S24B 단계에 이른다. 도 83에 보여지는 것처럼, 본 발명의 검출 방법은 S21B 단계: 상기 작업 전극에 반응 전압을 제공하는 단계; S22B 단계: 상기 시료의 반응 시약 및 분해물 사이에 전기화학적 반응을 용이하게 하는 단계; S23B 단계: 상기 분해물의 정정되지 않은 농도를 계산하도록 상기 전기화학적 반응을 사용하는 단계; 및 S24B 단계; 상기 분해물의 정정되지 않은 농도를 정정하도록 상기 흐름 시간을 사용하는 단계에 이른다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 작업 전극은 동시에 시간 검출 전극으로서 작동된다. 맨 처음, 상기 전기화학적 기구는 상기 제 2 임펄스 신호를 검출하기 위한 상기 작업 전극에 전압을 제공한다; 상기 제 2 임펄스 신호가 수신될 때, 상기 전기화학적 기구는 전기화학적 반응을 위한 작업 전극에 반응 전압을 즉시 제공하도록 상기 전압을 정지할(shut down) 것이다.
더 나아가, 도 84에 보여지는 것처럼, 상기 분해물의 보다 정확한 농도를 얻도록, S15B 단계 후, 본 발명의 검출 방법은 S161B 단계: 상기 시료가 반응 전류를 발생시키도록 상기 제 1 전극 세트에 AC 신호를 제공하는 단계; 상기 반응 전류로부터 얻어진 제 1 헤마토크리트가 상기 흐름 시간으로부터 얻어진 제 2 헤마토크리트와 같은 것인지 아닌지에 관해 결정하는 S162B 단계에 이른다. 상기 제 1 헤마토크리트가 상기 제 2 헤마토크리트와 매우 다른 경우, 그러면 상기 시료는 정상적으로 흐르지 않고, 상기 검출은 무효이고, 상기 검출 방법은 중단되고; 상기 제 1 헤마토크리트가 상기 제 2 헤마토크리트 가까이에 있는 경우, 그러면 상기 시료는 정상적으로 흐르고, 상기 검출은 유효하고, 상기 방법은 S24B 단계: 상기 분해물의 정정된 농도를 얻도록 상기 흐름 시간을 사용하는 단계에 이른다. 상기 분해물의 농도를 보정하도록 상기 AC 신호를 사용하는 단계가 기술에 있어서 잘 알려져 있으므로, 그것은 간결성을 위해서 더 기술되지 않을 것이다.
더 나아가, 도 85에 보여지는 것처럼, 상기 분해물의 보다 적확한 농도를 얻도록, S15B 단계 후, 본 발명의 검출 방법은 S171B 단계: 상기 시료가 전기화학적 반응 전류를 발생시키도록 상기 제 1 전극 세트에 전압을 제공하는 단계에 이른다. 그 후에, S24B 단계: 상기 분해물의 정정된 농도를 얻도록 흐름 시간을 사용하는 단계에 더하여, 상기 방법은 S251B 단계: 상기 분해물의 농도를 계산하고 보정하도록 상기 전기화학적 반응 전류를 사용하는 단계에 추가로 이른다. 상기 분해물의 농도를 계산하고 보정하도록 상기 전기화학적 반응 전류를 사용하는 단계는 기술에 있어서 잘 알려져 있으므로, 그것은 간결성을 위해서 더 기술되지 않을 것이다.
본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명은 상기 흐름 시간을 정확히 검출하기 위한 다수의 전극들 및 캐스케이드화된 시료 경로들을 가지는 테스트 스트립을 제공한다. 도 86에 보여지는 것처럼, 본 발명의 구현예에 있어서, 본 발명은 S10C 단계: 테스트 스트립을 제공하는 단계에 첫번째로 이르는 검출 방법을 추가로 제공한다. 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 테스트 스트립은 제 1 시료 경로, 제 1 전극 세트, 레독스 시약, 제 2 시료 경로, 제 2 전극 세트 및 반응 시약;을 포함한다. 상기 제 1 전극 세트는 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 1 기준 전극을 포함하고; 상기 제 2 전극 세트는 작업 전극 및 제 2 기준 전극을 포함하고; 및 상기 제 1 시료 경로는 상기 제 2 시료 경로와 캐스케이드화된다. 캐스케이드화된 시료 경로들을 가지는 상기 테스트 스트립 및 상기 제 2 전극의 구조물은 상기 테스트 스트립(10B)의 실시예로 기술되므로, 그것은 간결성을 위해서 더 기술되지 않을 것이다.
그런 다음 상기 방법은 S11C 단계: 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극, 및 상기 작업 전극에 각각 전압을 제공하는 단계; S 12C 단계: 상기 제 1 시료 경로 및 상기 제 2 시료 경로 내 상기 시료를 수용하는 단계, 여기에서 상기 시료는 상기 제 1 시료 경로를 첫번째로 통과하고 그런 다음 상기 제 2 시료 경로를 통과한다; S 13C 단계: 상기 시료 내 상기 레독스 쌍을 용해시키고 동시에 전기화학적 레독스 반응을 발생시키는 단계; S14C 단계: 상기 시료가 상기 제 1 전극 및 상기 제 1 기준 전극과 접촉할 때 발생되는 제 1 임펄스 신호, 상기 시료가 상기 제 1 기준 전극 및 상기 작업 전극과 접촉할 때 발생되는 제 2 임펄스 신호, 및 상기 시료가 상기 제 1 기준 전극 및 상기 제 2 전극과 접촉할 때 발생되는 제 3 임펄스 신호를 기록하는 단계; 및 S15C 단계: 상기 시료의 흐름 시간을 얻도록 상기 제 1 임펄스 신호, 상기 제 2 임펄스 신호 및 제 3 임펄스 신호를 사용하는 단계에 이른다.
도 86 내 보여지는 것처럼, S10C 내지 S15C 단계들에 더하여, S14C 단계 후, 본 발명의 검출 방법은 또한 상기 분해물의 정정된 농도를 얻도록 S21C 단계 내지 S24C 단계에 이를 수 있다. 도 86 내 보여지는 것처럼, 본 발명의 검출 방법은 S21C 단계: 상기 작업 전극에 반응 전압을 제공하는 단계; S22C 단계: 상기 시료의 반응 시약 및 분해물 사이에 전기화학적 반응을 발생시키는 단계; S23C 단계: 상기 분해물의 정정되지 않은 농도를 계산하고 얻도록 상기 전기화학적 반응을 사용하는 단계; 및 S24C 단계: 상기 분해물의 정정되지 않은 농도를 정정하도록 상기 흐름 시간을 사용하는 단계에 이른다.
위와 같이, 검출 장치(1)가 혈당을 검출하기 위한 검출 장치로서 사용될 때, 상기 검출 장치는 상기 시료의 혈액의 점도 및 흐름 시간을 정확히 얻을 수 있고, 그것에 의하여 헤마토크리트의 값을 얻을 수 있다. 도 87a 및 도 87b은 혈당 값들 대 다른 점도 상태들로서 다른 헤마토크리트들의 정맥혈을 이용한 결과들을 보여준다(FIG.87A to 87B shows the results of using venous bloods of different hematocrits as different viscosity conditions versus blood glucose values.) 실험 결과로부터, 상기 구현예는 10 미만의 계수 변화(coeffecient variation)(CV)와 함께 재현할(reproducible) 수 있다. 상기 점도가 증가할 때, 상기 흐름 시간은 더 길어진다; 또한 상기 점도가 더 높아질 때, 상기 혈당값은 떨어진다. 상기 결과로부터 보여질 수 있는 것처럼, 다른 점성들 때문에 혈당값들의 변화는 본 발명 내 얻어지는 흐름 시간에 의해 정정될 수 있고, 그것에 의하여 점도에 의해 유발되는 영향인자들을 제거하고 정확한 혈당값들을 얻을 수 있다.
위의 언급된 구현예들은 오직 실례를 위한 것으로 주목된다. 본 발명은 그것들은 다음의 청구범위 및 그것들의 상당어구들의 범위 이내에 속하는 조건으로 이 발명의 변경들 및 변형들을 포함한다는 것이 주목된다. 그러므로, 다양한 변경들 및 변형들이 발명의 영역 또는 의미로부터 벗어나지 않고 본 발명의 구조물로 만들어질 수 있다는 것이 기술에 있어서 숙련된 기술자에게 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. 주입 말단(inlet end) 및 방출 말단(discharge end)을 포함하는 시료(specimen) 경로;
    제1 전극, 제2 전극 및 기준(reference) 전극을 적어도 포함하고, 상기 시료 경로 내 배치된 전극 세트;
    레독스(redox) 쌍을 적어도 포함하는 상기 시료 경로 내 배치된 레독스 시약으로서, 상기 레독스 쌍은 포타슘 페리시아나이드 및 포타슘 페로시아나이드를 포함하는 것인, 레독스 시약;을 포함하고,
    상기 시료가 시료 경로에 들어갈 때, 상기 레독스 쌍은 용해되고(dissolve), 상기 시료가 상기 제1 전극 및 상기 기준 전극과 접촉할 때 제1 임펄스 신호를 발생시키고, 상기 시료가 상기 제2 전극 및 상기 기준 전극과 접촉할 때 제2 임펄스 신호를 발생시키기 위한 전기화학적 레독스 반응을 발생시키며, 그것에 의하여 상기 제1 임펄스 신호 및 제2 임펄스 신호에 따른 상기 시료의 흐름 시간을 얻고, 그런 다음 상기 흐름 시간에 따른 상기 시료의 점도를 얻는 것인,
    시료를 검출하도록 전기화학적 기구와 함께 사용되는 테스트 스트립(a test strip used with an electrochemical instrument to detect a specimen).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 세트는 제3 전극을 더 포함하고, 상기 시료가 상기 제3 전극 및 상기 기준 전극을 통해 흐를 때, 제3 임펄스 신호는 발생되고, 상기 시료의 흐름 시간을 얻도록 상기 제1 임펄스 신호 및 상기 제2 임펄스 신호와 함께 사용되는 것인, 테스트 스트립.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 전극은 상기 제1 전극 가까이에 배치되고, 상기 제1 전극보다 주입(inlet)에 더 가까운 것인, 테스트 스트립.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제3 전극은 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치된 것인, 테스트 스트립.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 시료 경로의 주입 말단 가까이에 배치되고, 상기 제2 전극은 상기 시료 경로의 방출 말단 가까이에 배치된 것인, 테스트 스트립.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레독스 시약은 상기 전극 세트의 적어도 일부를 덮는 것인, 테스트 스트립.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 레독스 시약은 상기 시료 경로의 주입 말단 가까이에 배치된 것인, 테스트 스트립.
  8. 제1항에 있어서,
    기판 위에 상기 전극 세트를 배치하기 위한 기판;
    상기 기판을 덮고, 상기 전극 세트의 일부를 드러내는 간격층(spacer layer); 및
    상기 시료 경로를 형성하도록 상기 간격층을 덮는 덮개층(cap layer);
    을 더 포함하는, 테스트 스트립.
  9. 제1항에 있어서,
    기판 위에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 배치하기 위한 기판;
    상기 기판을 덮고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 일부를 드러내는 간격층; 및
    시료 경로를 형성하도록 상기 간격층을 덮는 덮개층으로서, 상기 덮개층은 상기 덮개층의 더 낮은 표면 상에 배치된 기준 전극을 가지는 것인, 덮개층;
    을 더 포함하는, 테스트 스트립.
  10. 제8항에 있어서,
    관통홀(through hole)을 더 포함하고, 상기 관통홀은, 상기 시료 경로의 방출 말단과 연결되도록, 상기 기판, 상기 간격층 및 상기 덮개층을 통해 관통하는 것인, 테스트 스트립.
  11. 제9항에 있어서,
    관통홀을 더 포함하고, 상기 관통홀은, 상기 시료 경로의 방출 말단과 연결되도록, 상기 기판, 상기 간격층 및 상기 덮개층을 통해 관통하는 것인, 테스트 스트립.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 시료 경로의 방출 말단과 연결하는 관통홀을 더 포함하는, 테스트 스트립.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 시료 경로의 주입 말단은, 상기 테스트 스트립의 앞쪽 또는 옆에 배치된 것인, 테스트 스트립.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 테스트 스트립에 사용된 전기화학적 기구.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 테스트 스트립을 제공하는 단계;
    상기 전극 세트에 전압을 제공하는 단계;
    상기 시료 경로에 상기 시료를 수용하는 단계;
    상기 시료 내 상기 레독스 쌍을 용해시키고, 동시에 전기화학적 레독스 반응을 발생시키는 단계;
    상기 시료가 상기 제1 전극 및 상기 기준 전극과 접촉할 때 발생된 제1 임펄스 신호 및 상기 시료가 상기 제2 전극 및 상기 기준 전극과 접촉할 때 발생된 제2 임펄스 신호를 기록하는 단계; 및
    상기 제1 임펄스 신호 및 상기 제2 임펄스 신호에 따라 상기 시료의 흐름 시간을 얻도록 상기 제1 임펄스 신호 및 제2 임펄스 신호를 사용하고, 그 다음에 상기 흐름 시간에 따른 상기 시료의 점도를 얻는 단계;
    를 포함하는, 시료를 검출하기 위한 전기화학적 기구를 사용한 검출 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 테스트 스트립을 제공하는 단계;
    상기 시료가 제3 전극 및 상기 기준 전극과 접촉할 때 발생된 제3 임펄스 신호를 기록하는 단계; 및
    상기 제1 임펄스 신호, 상기 제2 임펄스 신호 및 상기 제3 임펄스 신호에 따라 상기 시료의 흐름 시간을 얻도록 상기 제1 임펄스 신호, 상기 제2 임펄스 신호 및 상기 제3 임펄스 신호를 사용하고, 그 다음에 상기 흐름 시간에 따른 상기 시료의 점도를 얻는 단계;
    를 더 포함하는, 검출 방법.
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  19. 삭제
  20. 삭제
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