KR102035472B1 - 분석물을 함유한 샘플의 감지된 물리적 특성(들) 및 도출된 바이오센서 파라미터에 기초한 전기화학 검사 스트립을 위한 정확한 분석물 측정 - Google Patents

분석물을 함유한 샘플의 감지된 물리적 특성(들) 및 도출된 바이오센서 파라미터에 기초한 전기화학 검사 스트립을 위한 정확한 분석물 측정 Download PDF

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Abstract

분석물을 함유한 샘플의 적어도 하나의 물리적 특성, 전형적으로 헤마토크릿을 결정하고, 정확한 포도당 농도를 획득하기 위해 이러한 특성으로부터 바이오센서에 관한 파라미터를 도출함으로써 바이오센서로 더욱 정확한 분석물 농도를 허용하는 방법을 위한 다양한 실시예가 개시된다.

Description

분석물을 함유한 샘플의 감지된 물리적 특성(들) 및 도출된 바이오센서 파라미터에 기초한 전기화학 검사 스트립을 위한 정확한 분석물 측정{ACCURATE ANALYTE MEASUREMENTS FOR ELECTROCHEMICAL TEST STRIP BASED ON SENSED PHYSICAL CHARACTERISTIC(S) OF THE SAMPLE CONTAINING THE ANALYTE AND DERIVED BIOSENSOR PARAMETERS}
우선권
본 출원은 선행 출원된, 모두 동일자로 2011년 12월 29일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/581,087호(대리인 문서 번호 DDI5220USPSP); 제61/581,089호(대리인 문서 번호 DDI5220USPSP1); 제61/581,099호(대리인 문서 번호 DDI5220USPSP2); 및 제61/581,100호(대리인 문서 번호 DDI5221USPSP), 2012년 5월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/654,013호(대리인 문서 번호 DDI5228USPSP), 둘 모두 2012년 12월 28일자로 출원된 국제 특허 출원 PCT/GB2012/053276호(대리인 문서 번호 DDI5220WOPCT) 및 PCT/GB2012/053277호(대리인 문서 번호 DDI5228WOPCT)의 우선권의 이익을 청구하며, 모든 선행 출원("우선권 출원")은 본 명세서에 마치 완전히 기재된 것처럼 본 명세서에 참고로 포함된다.
라이프스캔, 인크.(LifeScan, Inc.)로부터 입수가능한 원터치(OneTouch)(등록상표) 울트라(Ultra)(등록상표) 전혈 검사 키트에서 사용되는 것과 같은 전기화학적 포도당 검사 스트립은 당뇨병이 있는 환자로부터의 생리학적 유체 샘플에서 포도당의 농도를 측정하도록 설계되어 있다. 포도당의 측정은 효소인 포도당 산화 효소(glucose oxidase, GO)에 의한 포도당의 선택적 산화에 기초할 수 있다. 포도당 검사 스트립에서 일어날 수 있는 반응들이 수학식 1 및 수학식 2에서 이하에 요약된다.
[수학식 1]
포도당 + GO(ox) → 글루콘산 + GO(red)
[수학식 2]
GO(red) + 2 Fe(CN)6 3- → GO(ox) + 2 Fe(CN)6 4-
수학식 1에 예시된 바와 같이, 산화된 형태의 포도당 산화 효소(GO(ox))에 의해 포도당이 글루콘산으로 산화된다. GO( ox )가 또한 "산화된 효소"로 지칭될 수 있는 것에 유의하여야 한다. 수학식 1의 반응 동안, 산화된 효소 GO( ox )가 GO( red ) (즉, "환원된 효소")로 표시되는 그의 환원된 상태로 변환된다. 다음으로, 환원된 효소 GO(red)가 수학식 2에 예시된 바와 같이 Fe(CN)6 3-(산화된 매개체 또는 페리시안화물로 지칭됨)와의 반응에 의해 다시 GO(ox)로 재산화된다. GO(red)를 다시 그의 산화된 상태 GO(ox)로 재생성하는 동안, Fe(CN)6 3-가 Fe(CN)6 4-(환원된 매개체 또는 페로시안화물로 지칭됨)로 환원된다.
위에 기재된 반응들이 2개의 전극들 사이에 인가된 전위 형태의 검사 신호에 의해 실행될 때, 전극 표면에서의 환원된 매개체의 전기화학 재산화에 의해 전류 형태의 검사 신호가 생성될 수 있다. 따라서, 이상적인 환경에서, 전술된 화학 반응 동안에 생성되는 페로시안화물의 양은 전극들 사이에 위치된 샘플 중의 포도당의 양에 정비례하므로, 생성된 검사 출력 신호는 샘플의 포도당 함량에 비례할 것이다. 페리시안화물과 같은 매개체는 포도당 산화 효소와 같은 효소로부터 전자를 수용하고 이어서 전자를 전극에 공여하는 화합물이다. 샘플 중의 포도당의 농도가 증가함에 따라, 형성되는 환원된 매개체의 양이 또한 증가하며, 따라서 환원된 매개체의 재산화로부터 기인하는 검사 출력 신호와 포도당 농도 사이에 직접적인 관계가 있다. 특히, 전기 인터페이스를 가로지른 전자의 전달은 검사 출력 신호(산화되는 포도당의 매 몰(mole)에 대해 2몰의 전자)의 흐름을 야기한다. 따라서, 포도당의 도입에 기인하는 검사 출력 신호가 포도당 출력 신호로 지칭될 수 있다.
전기화학 바이오센서는 소정의 혈액 성분들의 존재에 의해 악영향을 받을 수 있는데, 이 혈액 성분들은 측정에 바람직하지 않은 영향을 미치고 검출된 신호의 부정확성으로 이어질 수 있다. 이러한 부정확성은 부정확한 포도당 판독을 야기할 수 있어, 예를 들어 환자로 하여금 잠재적으로 위험한 혈당 수준을 인식하지 못하게 한다. 일례로서, 혈액 헤마토크릿 수준(blood hematocrit level)(즉, 적혈구가 차지하는 혈액량의 백분율)이 얻어진 분석물 농도 측정치에 잘못된 영향을 미칠 수 있다.
혈액 내에서의 적혈구의 체적의 변동은 일회용 전기화학 검사 스트립으로 측정된 포도당 판독에서의 변동을 야기할 수 있다. 전형적으로, 높은 헤마토크릿에서 부 바이어스(negative bias)(즉, 보다 낮은 계산된 분석물 농도)가 관찰되는 반면에, 낮은 헤마토크릿에서 정 바이어스(positive bias)(즉, 보다 높은 계산된 분석물 농도)가 관찰된다. 높은 헤마토크릿에서, 예를 들어, 적혈구는 효소 및 전기화학 매개체의 반응을 방해하고, 화학 반응물을 용매화하는 플라즈마 체적이 적기 때문에 화학 용해 속도를 감소시키며, 매개체의 확산을 느리게 할 수 있다. 이들 인자는 전기화학적 프로세스 동안 더 적은 전류가 생성되므로 예상된 포도당 판독치보다 더 낮은 것을 야기할 수 있다. 반대로, 낮은 헤마토크릿에서, 더 적은 적혈구는 예상보다 전기화학 반응에 영향을 미칠 수 있고, 더 높은 측정된 출력 신호가 얻어질 수 있다. 게다가, 생리학적 유체 샘플 저항은 또한 헤마토크릿 종속성이며, 이는 전압 및/또는 전류 측정에 영향을 미칠 수 있다.
혈당에서의 헤마토크릿 기반의 변동을 감소시키거나 방지하기 위하여 몇몇 방법이 사용되어 왔다. 예를 들어, 검사 스트립은 샘플로부터 적혈구를 제거하기 위해 메시(mesh)를 포함하도록 설계되었거나, 적혈구의 점도를 증가시키고 농도 결정에 대한 낮은 헤마토크릿의 영향을 약화시키도록 설계된 다양한 화합물 또는 제형을 포함하였다. 다른 검사 스트립은 헤마토크릿을 보정하려는 시도에 있어서 헤모글로빈 농도를 결정하도록 구성된 세포 용해 제제 및 시스템을 포함하였다. 또한, 바이오센서는 생리학적 유체 샘플을 광으로 조사(irradiating)한 후에 광학적 변동의 변화 또는 교류 신호를 통해 유체 샘플의 전기 응답을 측정함으로써, 또는 샘플 챔버 충전 시간의 함수에 기반하여 헤마토크릿을 측정함으로써 헤마토크릿을 측정하도록 구성되었다. 이들 센서는 소정의 단점들을 갖는다. 헤마토크릿의 검출을 수반하는 방법들의 공통적인 기술은 측정된 분석물 농도를 보정하거나 변화시키기 위해 측정된 헤마토크릿 값을 사용하는 것이며, 이러한 기술은 일반적으로 모두 본 출원에 참고로 포함된 하기 각각의 미국 특허 출원 공개 제2010/0283488호; 제2010/0206749호; 제2009/0236237호; 제2010/0276303호; 제2010/0206749호; 제2009/0223834호; 제2008/0083618호; 제2004/0079652호; 제2010/0283488호; 제2010/0206749호; 제2009/0194432호; 또는 미국 특허 제7,972,861호 및 제7,258,769호에 도시되고 기술되어 있다.
본 출원인은 전기화학 바이오센서의 도출된 신규 배치 기울기(batch slope)에 기초하여 분석물 농도를 결정하는 데 사용될 수 있는 이러한 신규 배치 기울기를 도출하기 위해 배치 기울기와 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿) 사이의 관계를 사용하는 개선된 포도당 측정을 허용하기 위한 기술의 다양한 실시예를 제공하였다. 유리하게는, 이러한 새로운 기술은 분석물 측정에 이루어질 보정(들) 또는 수정(들)에 의존하지 않고, 그럼으로써 검사 시간을 단축시킴과 동시에 정확도를 개선한다.
본 출원인의 발명의 제1 태양에서, 사용자가 보다 큰 정확도로 분석물 농도의 결과를 획득하도록 허용하는 방법이 제공된다. 방법은 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위해 샘플에 신호를 인가하는 단계; 샘플의 물리적 변환을 유발시키기 위해 샘플에 다른 신호를 도입하는 단계; 샘플로부터 적어도 하나의 출력 신호를 측정하는 단계; 바이오센서의 적어도 하나의 사전결정된 파라미터와 검사 시퀀스(test sequence)의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서의 적어도 하나의 출력 신호로부터 추정 분석물 농도를 획득하는 단계; 샘플의 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 제1 파라미터 계수(parametric factor)를 생성하는 단계; 바이오센서의 제1 파라미터 계수와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 적어도 하나의 출력 신호에 기초하여 제1 분석물 농도를 계산하는 단계; 추정 분석물 농도와 샘플의 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 제2 파라미터 계수를 생성하는 단계; 바이오센서의 제2 파라미터 계수와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 적어도 하나의 출력 신호에 기초하여 제2 분석물 농도를 계산하는 단계; 제1 분석물 농도와 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 제3 파라미터 계수를 생성하는 단계; 바이오센서의 제3 파라미터 계수와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 적어도 하나의 출력 신호에 기초하여 제3 분석물 농도를 계산하는 단계; 및 제1, 제2 및 제3 분석물 농도들 중 적어도 하나를 통지하는 단계에 의해 달성될 수 있다.
또 다른 태양에서, 사용자가 보다 큰 정확도로 분석물 농도의 결과를 획득하도록 허용하는 방법이 제공된다. 방법은 샘플의 침착시 분석물 검사 시퀀스를 시작하는 단계; 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위해 샘플에 신호를 인가하는 단계; 샘플의 물리적 변환을 유발시키기 위해 샘플에 다른 신호를 도입하는 단계; 샘플로부터 적어도 하나의 출력 신호를 측정하는 단계; 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 적어도 하나의 출력 신호로부터 추정 분석물 농도를 도출하는 단계; 추정 분석물 농도와 샘플의 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 신규 파라미터를 획득하는 단계; 바이오센서의 신규 파라미터와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치 또는 다른 시간 위치에서 측정된 출력 신호에 기초하여 분석물 농도를 계산하는 단계; 및 분석물 농도를 통지하는 단계에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 사용자가 보다 큰 정확도로 분석물 농도의 결과를 획득하도록 허용하는 방법이 제공된다. 방법은 바이오센서 상에의 샘플의 침착시 분석물 검사 시퀀스를 시작하는 단계; 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위해 샘플에 신호를 인가하는 단계; 샘플의 물리적 변환을 유발시키기 위해 샘플에 다른 신호를 도입하는 단계; 샘플로부터 적어도 하나의 출력 신호를 측정하는 단계; 샘플의 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 제1 신규 배치(batch) 파라미터를 생성하는 단계; 바이오센서의 제1 신규 배치 파라미터와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 출력 신호에 기초하여 제1 분석물 농도를 계산하는 단계; 및 제1 분석물 농도를 통지하는 단계에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 전술된 태양에서, 결정, 추정, 계산, 컴퓨팅, 도출 및/또는 이용(가능하게는 수학식과 함께)하는 단계는 전자 회로 또는 프로세서로 수행될 수 있다. 이들 단계는 또한 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장된 실행가능한 명령어들로서 구현될 수 있으며; 이러한 명령어들은 컴퓨터에 의해 실행될 때 전술된 방법들 중 임의의 방법의 단계들을 수행할 수 있다.
본 발명의 추가의 태양에서, 컴퓨터에 의해 실행될 때 전술된 방법들 중 임의의 방법의 단계들을 수행하는, 각각 실행가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체가 있다.
본 발명의 추가의 태양에서, 검사 측정기 또는 분석물 검사 장치와 같은 장치가 있으며, 각각의 장치 또는 측정기는 전술된 방법들 중 임의의 방법의 단계들을 수행하도록 구성된 전자 회로 또는 프로세서를 포함한다.
먼저 간략하게 묘사된 첨부 도면과 관련한 본 발명의 예시적인 실시예의 하기의 보다 상세한 설명을 참조하여 읽어볼 때, 이들 및 다른 실시예, 특징 및 이점이 당업자에게 명백하게 될 것이다.
본 명세서에 포함되고 이 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 현재 바람직한 실시예들을 예시하고, 상기 제공된 일반적인 설명 및 아래 제공된 상세한 설명과 함께, 본 발명의 특징을 설명하는 역할을 한다(여기서, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 나타냄).
<도 1>
도 1은 분석물 측정 시스템을 예시하는 도면.
<도 2a>
도 2a는 측정기(200)의 구성요소를 간략화된 개략적인 형태로 예시하는 도면.
<도 2b>
도 2b는 측정기(200)의 변형의 바람직한 구현예의 간략화된 개략도.
<도 3a>
도 3a는 측정 전극의 상류에 2개의 물리적 특성 감지 전극이 있는 도 1의 시스템의 검사 스트립(100)을 예시하는 도면.
<도 3b>
도 3b는 차폐 또는 접지 전극이 검사 챔버의 입구에 근접하게 제공되는 도 3a의 검사 스트립의 변형을 예시하는 도면.
<도 3c>
도 3c는 시약 영역이 적어도 하나의 물리적 특성 감지 전극을 포함하도록 상류로 연장된 도 3b의 검사 스트립의 변형을 예시하는 도면.
<도 3d>
도 3d는 검사 스트립의 소정 구성요소가 단일 유닛으로 함께 통합된 도 3a, 도 3b 및 도 3c의 검사 스트립(100)의 변형을 예시하는 도면.
<도 3b>
도 3b는 하나의 물리적 특성 감지 전극이 입구에 근접하게 배치되고 다른 하나의 물리적 특성 감지 전극이 검사 셀의 종단부에 있으며, 이때 측정 전극이 물리적 특성 감지 전극의 쌍 사이에 배치되는 도 3a의 검사 스트립의 변형을 예시하는 도면.
<도 3c 및 도 3d>
도 3c 및 도 3d는 물리적 특성 감지 전극이 검사 챔버의 종단부에 서로 나란히 배치되며, 이때 측정 전극이 물리적 특성 감지 전극의 상류에 있는 도 3a 또는 도 3b의 변형을 예시하는 도면.
<도 3e 및 도 3f>
도 3e 및 도 3f는 물리적 특성 감지 전극의 쌍이 검사 챔버의 입구에 근접한 도 3a, 도 3b, 도 3c 또는 도 3d의 그것과 유사한 물리적 특성 감지 전극 배열을 예시하는 도면.
<도 4a>
도 4a는 도 1의 검사 스트립에 대한 인가 전위 대 시간의 그래프.
<도 4b>
도 4b는 도 1의 검사 스트립으로부터의 출력 신호 대 시간의 그래프.
<도 5>
도 5는 바이오센서의 파라미터와 유체 샘플의 물리적 특성 사이의 관계를 예시하는 도면.
<도 6>
도 6은 분석물 농도를 결정하기 위한 적어도 3가지 기술을 구현하는 다양한 모듈의 전체 시스템 다이어그램.
<도 7>
도 7은 대안적인 제4 기술을 예시하며, 여기서 도 7은 도 6의 기술들 중 임의의 기술이 이용될 수 있는 템플릿임.
<도 8a 및 도 8b>
도 8a 및 도 8b는 알려진 기술에서 표 5에 사용된 바이오센서의 다양한 로트의 정확도를 예시하는 도면.
<도 9a 및 도 9b>
도 9a 및 도 9b는 제1 새로운 기술에 대한 표 5의 바이오센서의 다양한 로트의 정확도의 개선을 예시하는 도면.
<도 10a 및 도 10b>
도 10a 및 도 10b는 제2 새로운 기술에 대한 표 5에 사용된 바이오센서의 다양한 로트의 정확도의 개선을 예시하는 도면.
<도 11a 및 도 11b>
도 11a 및 도 11b는 제3 새로운 기술에 대한 표 5에 사용된 바이오센서의 다양한 로트의 정확도의 개선을 예시하는 도면.
하기의 상세한 설명은 상이한 도면들에서 동일한 요소가 동일한 도면 부호로 표기되는 도면들을 참조하여 이해되어야 한다. 반드시 축척대로 도시된 것이 아닌 도면은 선택된 실시예를 도시하고, 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 상세한 설명은 본 발명의 원리를 제한이 아닌 예로서 예시한다. 이러한 설명은 명백하게 당업자가 본 발명을 제조 및 사용하도록 할 것이고, 현재 본 발명을 수행하는 최선의 모드로 여겨지는 것을 비롯한, 본 발명의 몇몇 실시예, 개작, 변형, 대안 및 사용을 기술한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 임의의 수치 값 또는 범위에 대한 용어 "약" 또는 "대략"은 구성요소들의 일부 또는 집합체가 본 명세서에 기술된 바와 같은 그의 의도된 목적으로 기능할 수 있게 하는 적합한 치수 공차(dimensional tolerance)를 나타낸다. 보다 구체적으로, "약" 또는 "대략"은 열거된 값의 ±10% 값의 범위를 지칭할 수 있으며, 예컨대 "약 90%"는 81% 내지 99%의 값의 범위를 지칭할 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "환자", "수용자(host)", "사용자" 및 "대상(subject)"은 임의의 사람 또는 동물 대상을 지칭하며, 본 시스템 또는 방법을 사람에 대한 용도로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 사람 환자에 대한 본 발명의 사용이 바람직한 실시예를 나타낸다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "발진 신호(oscillating signal)"는 각각 극성을 변화시키거나 전류의 방향을 교번시키거나 다중-방향성인 전압 신호(들) 또는 전류 신호(들)를 포함한다. 또한 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 어구 "전기 신호" 또는 "신호"는 직류 신호, 교류 신호 또는 전자기 스펙트럼 내의 임의의 신호를 포함하도록 의도된다. 용어 "프로세서", "마이크로프로세서" 또는 "마이크로컨트롤러"는 동일한 의미를 갖도록 의도되고, 상호교환가능하게 사용되도록 의도된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "통지된" 및 그 어근 용어에 대한 변형은 통지가 문자, 청각, 시각 또는 모든 통신 모드 또는 매체의 조합을 통해 사용자에게 제공될 수 있음을 가리킨다. 결과의 정성적 양태를 사용자에게 알리기 위해, 결과가 원하는 범위 밖에 있는 경우 적색 표지(indicia)(또는 플래싱 메시지)를 통해 또는 범위 내에 있는 경우 녹색 표지 등에 의해 나타내기 위해 표지가 제공될 수 있다.
도 1은 본 명세서에 예시되고 설명된 방법 및 기술에 의해 제조된 검사 스트립으로 개인의 혈액 내의 분석물(예컨대, 포도당) 수준을 검사하기 위한 검사 측정기(200)를 예시한다. 검사 측정기(200)는 데이터의 입력, 메뉴의 탐색, 및 명령의 실행을 위한, 버튼의 형태일 수 있는, 사용자 인터페이스 입력부(206, 210, 214)를 포함할 수 있다. 데이터는 분석물 농도를 나타내는 값, 및/또는 개인의 일상적인 생활 방식에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 일상적인 생활 방식에 관련된 정보는 개인의 음식물 섭취, 약물 사용, 건강 검진의 발생, 일반적인 건강 상태 및 운동 수준을 포함할 수 있다. 검사 측정기(200)는 또한 측정된 포도당 수준을 보고하는 데, 그리고 생활 방식 관련 정보의 입력을 용이하게 하는 데 사용될 수 있는 디스플레이(204)를 포함할 수 있다.
검사 측정기(200)는 제1 사용자 인터페이스 입력부(206), 제2 사용자 인터페이스 입력부(210), 및 제3 사용자 인터페이스 입력부(214)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스 입력부(206, 210, 214)는 검사 장치 내에 저장된 데이터의 입력 및 분석을 용이하게 하여, 사용자가 디스플레이(204) 상에 디스플레이된 사용자 인터페이스를 통해 탐색하는 것을 가능하게 한다. 사용자 인터페이스 입력부(206, 210, 214)는, 사용자 인터페이스 입력부를 디스플레이(204) 상의 캐릭터에 상관시키는 것을 돕는 제1 마킹(208), 제2 마킹(212), 및 제3 마킹(216)을 포함한다.
검사 측정기(200)는 검사 스트립(100)(또는 우선권 출원에서의 그 변형)을 스트립 포트 커넥터(220) 내로 삽입함으로써, 제1 사용자 인터페이스 입력부(206)를 누르고 잠시 유지함으로써, 또는 데이터 포트(218)에 걸친 데이터 트래픽의 검출에 의해 켜질 수 있다. 검사 측정기(200)는 검사 스트립(100)(또는 우선권 출원에서의 그 변형)을 제거함으로써, 제1 사용자 인터페이스 입력부(206)를 누르고 잠시 유지함으로써, 주 메뉴 스크린으로부터 측정기 꺼짐 옵션을 탐색하여 선택함으로써, 또는 사전결정된 시간 동안 어떠한 버튼도 누르지 않음으로써 꺼질 수 있다. 디스플레이(104)는 선택적으로 백라이트(backlight)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 검사 측정기(200)는, 제1 검사 스트립 배치(batch)로부터 제2 검사 스트립 배치로 전환될 때, 임의의 외부 소스로부터, 예를 들어 교정 입력을 수신하지 않도록 구성될 수 있다. 따라서, 하나의 예시적인 실시예에서, 측정기는 사용자 인터페이스(예를 들어, 입력부(206, 210, 214)), 삽입된 검사 스트립, 별개의 코드 키(code key) 또는 코드 스트립(code strip), 데이터 포트(218)와 같은 외부 소스로부터 교정 입력을 수신하지 않도록 구성된다. 그러한 교정 입력은 검사 스트립 배치들 모두가 실질적으로 균일한 교정 특성을 갖는 경우 필요하지 않다. 교정 입력은 특정 검사 스트립 배치로 인한 한 세트의 값일 수 있다. 예를 들어, 교정 입력은 특정 검사 스트립 배치에 대한 배치 기울기 및 배치 절편 값을 포함할 수 있다. 배치 기울기 및 절편 값과 같은 교정 입력은 후술되는 바와 같이 측정기 내에 사전설정될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 검사 측정기(200)의 예시적인 내부 레이아웃이 도시되어 있다. 검사 측정기(200)는, 본 명세서에 기술되고 예시된 일부 실시예에서 32-비트 RISC 마이크로컨트롤러인 프로세서(300)를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기술되고 도시된 바람직한 실시예에서, 프로세서(300)는 바람직하게는 미국 텍사스주 댈러스 소재의 텍사스 인스트루먼츠(Texas Instruments)에 의해 제조된 초저전력 마이크로컨트롤러의 MSP 430 계열로부터 선택된다. 프로세서는, 본 명세서에 기술되고 예시된 일부 실시예에서 EEPROM인 메모리(302)에 I/O 포트(314)를 통해 양방향으로 접속될 수 있다. 데이터 포트(218), 사용자 인터페이스 입력부(206, 210, 214), 및 디스플레이 드라이버(320)가 또한 I/O 포트(214)를 통해 프로세서(300)에 접속된다. 데이터 포트(218)는 프로세서(300)에 접속될 수 있어서, 메모리(302)와 외부 장치, 예를 들어 개인용 컴퓨터 사이에서의 데이터의 전송을 가능하게 한다. 사용자 인터페이스 입력부(206, 210, 214)는 프로세서(300)에 직접 접속된다. 프로세서(300)는 디스플레이 드라이버(320)를 통해 디스플레이(204)를 제어한다. 검사 측정기(200)의 제조 동안에, 배치 기울기 및 배치 절편 값과 같은 교정 정보가 메모리(302)에 사전-로딩될 수 있다. 이러한 사전-로딩된 교정 정보는 스트립 포트 커넥터(220)를 통해 스트립으로부터 적합한 신호(예를 들어, 전류)를 수신한 때 프로세서(300)에 의해 접근 및 사용되어, 임의의 외부 소스로부터 교정 입력을 수신함이 없이 그 신호 및 교정 정보를 사용해 대응하는 분석물 수준(예를 들어, 혈당 농도)을 계산할 수 있다.
본 명세서에 기술되고 예시된 실시예에서, 검사 측정기(200)는 스트립 포트 커넥터(220) 내로 삽입된 검사 스트립(100)(또는 우선권 출원에서의 그 변형)에 적용된 혈액 중의 포도당 수준의 측정에 사용되는 전자 회로를 제공하기 위해, 응용 특정 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)(304)를 포함할 수 있다. 아날로그 전압이 아날로그 인터페이스(analog interface)(306)에 의해 ASIC(304)로 또는 그로부터 통과할 수 있다. 아날로그 인터페이스(306)로부터의 아날로그 신호는 A/D 컨버터(316)에 의해 디지털 신호로 변환될 수 있다. 프로세서(300)는 코어(308), ROM(310)(컴퓨터 코드를 포함함), RAM(312), 및 클록(318)을 추가로 포함한다. 일 실시예에서, 프로세서(300)는 예를 들어 분석물 측정 후 소정 기간 동안과 같은, 디스플레이 유닛에 의한 분석물 값의 디스플레이 시에, 단일 입력부를 제외한 사용자 인터페이스 입력부 모두를 불능으로 만들도록 구성된다(또는 프로그래밍된다). 대안적인 실시예에서, 프로세서(300)는 디스플레이 유닛에 의한 분석물 값의 디스플레이 시에 단일 입력부를 제외한 사용자 인터페이스 입력부 모두로부터의 임의의 입력을 무시하도록 구성된다(또는 프로그래밍된다). 측정기(200)의 상세한 설명과 예시가 본 명세서에 마치 완전히 기재된 것처럼 본 출원에 참고로 포함된 국제 특허 출원 공개 WO2006040200호에 도시되고 기술된다.
도 3a는 기판(5) 상에 배치된 7개의 층을 포함할 수 있는 검사 스트립(100)의 예시적인 분해 사시도이다. 기판(5) 상에 배치된 7개의 층은 제1 전도성 층(50)(전극 층(50)으로도 지칭될 수 있음), 절연 층(16), 2개의 중첩되는 시약 층(22a, 22b), 접착제 부분(24, 26, 28)을 포함하는 접착제 층(60), 친수성 층(70), 및 검사 스트립(100)을 위한 커버(94)를 형성하는 상부 층(80)일 수 있다. 검사 스트립(100)은 전도성 층(50), 절연 층(16), 시약 층(22), 및 접착제 층(60)이 예를 들어 스크린-인쇄 공정을 사용해 기판(5) 상에 순차적으로 침착되는 일련의 단계로 제조될 수 있다. 전극(10, 12, 14)이 시약 층(22a, 22b)과 접촉하도록 배치되는 반면, 물리적 특성 감지 전극(19a, 20a)이 이격되고 시약 층(22)과 접촉하지 않는 것에 유의한다. 친수성 층(70)과 상부 층(80)은 롤 스톡(roll stock)으로부터 배치되고 통합된 라미네이트(laminate) 또는 별개의 층들로서 기판(5) 상에 라미네이팅될 수 있다. 검사 스트립(100)은 도 3a에 도시된 바와 같이 원위 부분(distal portion)(3) 및 근위 부분(proximal portion)(4)을 갖는다.
검사 스트립(100)은 생리학적 유체 샘플(95)이 그를 통해 흡인되거나 침착될 수 있는 샘플-수용 챔버(92)를 포함할 수 있다(도 3b). 본 명세서에서 논의되는 생리학적 유체 샘플은 혈액일 수 있다. 샘플-수용 챔버(92)는, 도 3a에 예시된 바와 같이, 근위 단부에 있는 입구 및 검사 스트립(100)의 측부 에지에 있는 출구를 포함할 수 있다. 유체 샘플(95)이 축 L-L(도 3b)을 따라 입구에 적용되어 샘플-수용 챔버(92)를 충전할 수 있어서, 포도당이 측정될 수 있게 한다. 도 3a에 예시된 바와 같이, 시약 층(22)에 인접하게 위치된 제1 접착제 패드(24) 및 제2 접착제 패드(26)의 측부 에지들 각각이 샘플-수용 챔버(92)의 벽을 한정한다. 도 3a에 예시된 바와 같이, 샘플-수용 챔버(92)의 하부 부분 또는 "플로어(floor)"는 기판(5), 전도성 층(50), 및 절연 층(16)의 일부분을 포함할 수 있다. 도 3a에 예시된 바와 같이, 샘플-수용 챔버(92)의 상부 부분 또는 "루프(roof)"는 원위 친수성 부분(32)을 포함할 수 있다. 검사 스트립(100)의 경우, 도 3a에 예시된 바와 같이, 기판(5)은 후속하여 적용되는 층들을 지지하는 것을 돕기 위한 기초부(foundation)로서 사용될 수 있다. 기판(5)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 재료(미쯔비시(Mitsubishi)에 의해 공급되는 호스타판(Hostaphan) PET)와 같은 폴리에스테르 시트의 형태일 수 있다. 기판(5)은, 공칭적으로 두께가 350 마이크로미터이고 폭이 370 밀리미터이며 길이가 대략 60 미터인 롤 형태일 수 있다.
전도성 층은 포도당의 전기화학적 측정을 위해 사용될 수 있는 전극을 형성하기 위해 필요하다. 제1 전도성 층(50)은 기판(5) 상에 스크린-인쇄되는 카본 잉크로부터 제조될 수 있다. 스크린-인쇄 공정에서, 카본 잉크가 스크린 상에 로딩되고 이어서 스퀴지(squeegee)를 사용하여 스크린을 통해 전사된다. 인쇄된 카본 잉크는 약 140℃의 고온 공기를 사용해 건조될 수 있다. 카본 잉크는 VAGH 수지, 카본 블랙, 흑연(KS15), 및 수지, 카본 및 흑연 혼합물을 위한 하나 이상의 용매를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 카본 잉크는 카본 잉크 내에 약 2.90:1의 카본 블랙:VAGH 수지의 비, 및 약 2.62:1의 흑연:카본 블랙의 비를 포함할 수 있다.
검사 스트립(100)의 경우, 도 3a에 예시된 바와 같이, 제1 전도성 층(50)은 기준 전극(10), 제1 작동 전극(12), 제2 작동 전극(14), 제3 및 제4 물리적 특성 감지 전극(19a, 19b), 제1 접촉 패드(13), 제2 접촉 패드(15), 기준 접촉 패드(11), 제1 작동 전극 트랙(8), 제2 작동 전극 트랙(9), 기준 전극 트랙(7), 및 스트립 검출 바아(bar)(17)를 포함할 수 있다. 물리적 특성 감지 전극(19a, 20a)에 각각의 전극 트랙(19b, 20b)이 제공된다. 전도성 층은 카본 잉크로부터 형성될 수 있다. 제1 접촉 패드(13), 제2 접촉 패드(15), 및 기준 접촉 패드(11)는 검사 측정기에 전기 접속하도록 구성될 수 있다. 제1 작동 전극 트랙(8)은 제1 작동 전극(12)으로부터 제1 접촉 패드(13)로의 전기적 연속 경로를 제공한다. 유사하게, 제2 작동 전극 트랙(9)은 제2 작동 전극(14)으로부터 제2 접촉 패드(15)로의 전기적 연속 경로를 제공한다. 유사하게, 기준 전극 트랙(7)은 기준 전극(10)으로부터 기준 접촉 패드(11)로의 전기적 연속 경로를 제공한다. 스트립 검출 바아(17)는 기준 접촉 패드(11)에 전기 접속된다. 제3 및 제4 전극 트랙(19b, 20b)은 각각의 전극(19a, 20a)에 접속된다. 도 3a에 예시된 바와 같이, 검사 측정기는 기준 접촉 패드(11)와 스트립 검출 바아(17) 사이의 연속성을 측정함으로써 검사 스트립(100)이 적절하게 삽입되었는지를 검출할 수 있다.
검사 스트립(100)의 변형(도 3a, 도 3b, 도 3c 또는 도 3d)이 본 출원인의 우선권 주장 출원인, 모두 동일자로 2011년 12월 29일자로 출원된 제61/581,087호; 제61/581,089호; 제61/581,099호; 및 제61/581,100호와, 2012년 5월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/654,013호에 도시된다. 본 출원인의 의도는 본 명세서에 청구된 발명의 범주가 또한 이들 선행 출원된 출원에 기술된 다양한 스트립에 적용가능하다는 것이다.
도 3a의 검사 스트립의 변형인 도 3b의 실시예에서, 추가의 전극(10a)이 복수의 전극(19a, 20a, 14, 12, 10) 중 임의의 전극의 연장부로서 제공된다. 이러한 내장 차폐 또는 접지 전극(10a)은 사용자의 손가락 또는 신체와 특성 측정 전극(19a, 20a) 사이의 임의의 정전용량 결합을 감소시키거나 없애기 위해 사용되는 것에 유의하여야 한다. 접지 전극(10a)은 임의의 정전용량이 감지 전극(19a, 20a)으로부터 멀어지게 지향되도록 허용한다. 이를 위해, 접지 전극(10a)은 다른 5개의 전극 중 임의의 하나의 전극에 또는 각각의 트랙(7, 8, 9)을 통해 접촉 패드(15, 17, 13) 중 하나 이상 대신에 측정기 상의 접지에 접속하기 위한 그 자체의 별개의 접촉 패드(및 트랙)에 접속될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 접지 전극(10a)은 시약(22)이 그 상에 배치되는 3개의 전극 중 하나에 접속된다. 가장 바람직한 실시예에서, 접지 전극(10a)은 전극(10)에 접속된다. 접지 전극이기 때문에, 샘플 내의 배경 간섭 화합물로부터 나올 수 있는 임의의 추가의 전류를 작동 전극 측정에 제공하지 않도록 접지 전극을 기준 전극(10)에 접속하는 것이 유리하다. 또한, 차폐 또는 접지 전극(10a)을 전극(10)에 접속함으로써, 이는 특히 고 신호에서 제한적이 될 수 있는 상대 전극(10)의 크기를 효과적으로 증가시키는 것으로 여겨진다. 도 3b의 실시예에서, 시약은 그들이 측정 전극(19a, 20a)과 접촉하지 않도록 배열된다. 대안적으로, 도 3c의 실시예에서, 시약(22)은 시약(22)이 감지 전극(19a, 20a) 중 적어도 하나와 접촉하도록 배열된다.
본 명세서에서 도 3d에 도시된 검사 스트립(100)의 대안적인 형태에서, 상부 층(38), 친수성 필름 층(34) 및 스페이서(spacer)(29)가, 시약 층(22')이 절연 층(16')에 근접하게 배치된 상태로 기판(5)에 장착되기 위한 통합된 조립체를 형성하도록 함께 조합되었다.
도 3b의 실시예에서, 분석물 측정 전극(10, 12, 14)은 도 3a, 도 3c 또는 도 3d에서와 대체로 동일한 구성으로 배치된다. 대안적으로, 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿) 수준을 감지하기 위한 전극은 하나의 전극(19a)이 검사 챔버(92)의 입구(92a)에 근접하고 다른 전극(20a)이 검사 챔버(92)의 대향 단부에 있는 이격된 구성으로 배치될 수 있거나(우선권 출원의 도 3b에 도시됨), 두 감지 전극 모두가 입구(92a)로부터 원위에 있다(우선권 출원의 도 3c 및 도 3d에 도시됨). 바이오센서 상의 전극 중 적어도 하나가 시약 층(22)과 접촉하도록 배치된다.
도 3c, 도 3d, 도 3e 및 도 3f에서, 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿) 감지 전극(19a, 20a)은 서로 인접하게 배치되고, 검사 챔버(92)의 입구(92a)의 대향 단부에서 축 L-L을 따라 전극(14)에 인접하게 그리고 하류에 또는 입구(92a)에 인접하게 배치될 수 있다(도 3a 내지 도 3e 및 도 3f). 이들 실시예 모두에서, 물리적 특성 감지 전극은 이들 물리적 특성 감지 전극이 포도당을 함유한 유체 샘플(예컨대, 혈액 또는 간질액)이 존재하는 경우 시약의 전기화학 반응에 의해 영향 받지 않도록 시약 층(22)으로부터 이격된다.
알려진 바와 같이, 통상적인 전기화학-기반 분석물 검사 스트립은 관심대상의 분석물과의 전기화학 반응을 용이하게 하여 그 분석물의 존재 및/또는 농도를 결정하기 위해 작동 전극을 관련 상대 전극/기준 전극 및 효소 시약 층과 함께 채용한다. 예를 들어, 유체 샘플 내의 포도당 농도의 결정을 위한 전기화학-기반 분석물 검사 스트립은 효소인 포도당 산화 효소 및 매개체 페리시안화물(전기화학 반응 중 매개체 페로시안화물로 환원됨)을 포함하는 효소 시약을 채용할 수 있다. 그러한 통상적인 분석물 검사 스트립과 효소 시약 층은 예를 들어 각각이 본 출원에 참고로 포함된 미국 특허 제5,708,247호; 제5,951,836호; 제6,241,862호; 및 제6,284,125호에 기술되어 있다. 이와 관련하여, 본 명세서에 제공된 다양한 실시예에 채용된 시약 층은 임의의 적합한 샘플-용해성 효소 시약을 포함할 수 있으며, 이때 효소 시약의 선택은 판정될 분석물과 체액 샘플에 의존한다. 예를 들어, 유체 샘플 내에서 포도당이 결정되어야 하는 경우, 효소 시약 층(22)은 기능적 작동에 필요한 다른 성분들과 함께 포도당 산화 효소 또는 포도당 탈수소 효소를 포함할 수 있다.
일반적으로, 효소 시약 층(22)은 적어도 효소 및 매개체를 포함한다. 적합한 매개체의 예는 예를 들어 루테늄, 헥사아민 루테늄 (III) 클로라이드, 페리시안화물, 페로센, 페로센 유도체, 오스뮴 바이피리딜 착물, 및 퀴논 유도체를 포함한다. 적합한 효소의 예는 포도당 산화 효소, 피롤로퀴놀린 퀴논(PQQ) 보조인자를 사용한 포도당 탈수소 효소(GDH), 니코틴아미드 아데닌 다이뉴클레오티드(NAD) 보조인자를 사용한 GDH, 및 플라빈 아데닌 다이뉴클레오티드(FAD) 보조인자를 사용한 GDH를 포함한다. 효소 시약 층(22)은 제조 중 예를 들어 스크린 인쇄를 비롯한 임의의 적합한 기술을 사용하여 적용될 수 있다.
본 출원인은 효소 시약 층이 또한 적합한 버퍼(예를 들어 트리스 HCL, 시트라코네이트, 시트레이트 및 포스페이트), 하이드록시에틸셀룰로오스[HEC], 카르복시메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 및 알기네이트, 효소 안정제 및 당업계에 알려진 바와 같은 다른 첨가제를 함유할 수 있는 것을 언급한다.
비록 본 명세서에 기술된 위상-변화 측정 전극, 분석 검사 스트립 및 관련 방법이 없기는 하지만, 체액 샘플 내의 분석물의 농도의 결정을 위한 전극 및 효소 시약 층의 사용에 관한 추가의 상세 사항이 본 출원에 완전히 참고로 포함된 미국 특허 제6,733,655호에 있다.
검사 스트립의 다양한 실시예에서, 검사 스트립 상에 침착된 유체 샘플에 수행되는 2가지 측정이 있다. 하나의 측정은 유체 샘플 내의 분석물(예컨대, 포도당)의 농도의 측정이고, 다른 하나는 동일 샘플 내의 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)의 측정이다. 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)의 측정은 포도당 측정에 대한 적혈구의 영향을 제거하거나 감소시키도록 포도당 측정치를 수정하거나 보정하기 위해 사용된다. 양쪽 측정(포도당 및 헤마토크릿)은 순차적으로, 동시에 또는 지속 기간이 중첩되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 우선 포도당 측정에 이어서 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)이 수행될 수 있거나; 우선 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿) 측정에 이어서 포도당 측정이 수행될 수 있거나; 양쪽 측정이 동시에 수행될 수 있거나; 하나의 측정의 지속 기간이 다른 하나의 측정의 지속 기간과 중첩될 수 있다. 각각의 측정이 도 4a 및 도 4b에 관하여 하기와 같이 상세히 논의된다.
도 4a는 본 명세서에서 도 3a 내지 도 3f에 도시된 검사 스트립(100) 및 그 변형에 인가되는 검사 신호의 예시적인 차트이다. 유체 샘플이 검사 스트립(100)(또는 우선권 출원에서의 그 변형)에 적용되기 전에, 검사 측정기(200)는 약 400 밀리볼트의 제1 검사 신호가 제2 작동 전극과 기준 전극 사이에 인가되는 유체 검출 모드에 있다. 바람직하게는, 약 400 밀리볼트의 제2 검사 신호(401)가 제1 작동 전극(예컨대, 스트립(100)의 전극(12))과 기준 전극(예컨대, 스트립(100)의 전극(10)) 사이에 동시에 인가된다. 대안적으로, 제2 검사 신호가 또한 제1 검사 신호를 인가하는 시간 구간이 제2 검사 전압을 인가하는 시간 구간과 중첩되도록 동시기에 인가될 수 있다. 검사 측정기는 0의 시작 시간에서의 생리학적 유체의 검출 전에 유체 검출 시간 구간 T FD 동안에 유체 검출 모드에 있을 수 있다. 유체 검출 모드에서, 검사 측정기(200)는 유체가 검사 스트립(100)(또는 우선권 출원에서의 그 변형)에 적용되어서 유체가 제1 작동 전극(12) 또는 제2 작동 전극(14) 중 어느 하나 및 기준 전극(10)을 습윤시키게 하는 때를 결정한다. 일단 검사 측정기(200)가 예를 들어 기준 전극(10)에 관하여 제1 작동 전극(12) 또는 제2 작동 전극(14) 중 어느 하나(또는 두 전극 모두)에서의 측정된 검사 전류의 충분한 증가 때문에 생리학적 유체가 적용되었음을 인식하면, 검사 측정기(200)는 0의 시간 "0"에서 0의 제2 마커(marker)를 할당하고, 검사 시퀀스 시간 구간 T S 를 시작한다. 검사 측정기(200)는 과도 전류 출력을, 예를 들어 매 1 밀리초 내지 매 100 밀리초와 같은 적합한 샘플링 속도로 샘플링할 수 있다. 검사 시간 구간 T S 의 완료시, 검사 신호는 제거된다. 간략함을 위해, 도 4a는 검사 스트립(100)(또는 우선권 출원에서의 그 변형)에 인가된 제1 검사 신호(401)만을 도시하고 있다.
이하에서는, 도 4a의 검사 전압이 검사 스트립(100)(또는 우선권 출원에서의 그 변형)에 인가된 때 측정되는 기지의 과도 전류(예컨대, 시간의 함수로서의 나노암페어 단위의 측정된 전류 응답)로부터 포도당 농도가 결정되는 방법이 설명된다.
도 4a에서, 검사 스트립(100)(또는 우선권 출원에서의 그 변형)에 인가되는 제1 검사 전압 및 제2 검사 전압은 일반적으로 약 +100 밀리볼트 내지 약 +600 밀리볼트이다. 전극이 카본 잉크를 포함하고 매개체가 페리시안화물인 일 실시예에서, 검사 신호는 약 +400 밀리볼트이다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 다른 매개체 및 전극 재료의 조합은 상이한 검사 전압을 필요로 할 것이다. 검사 전압의 지속 기간은 일반적으로 반응 기간 후 약 1 내지 약 5초이며, 전형적으로 반응 기간 후 약 3초이다. 전형적으로, 검사 시퀀스 시간 T S 는 시간 t 0 에 대해 측정된다. 전압(401)이 도 4a에서 T S 의 지속 기간 동안 유지됨에 따라, 본 명세서에서 도 4b에 도시된 출력 신호가 발생되며, 이때 제1 작동 전극(12)에 대한 과도 전류(402)가 0의 시간에서 시작하여 발생되고, 마찬가지로 제2 작동 전극(14)에 대한 과도 전류(404)가 또한 0의 시간에 대해 발생된다. 과도 신호(402, 404)가 프로세스를 설명하기 위해 동일한 기준 영점 상에 놓였지만, 실제로는, 종축(L-L)을 따라 작동 전극(12, 14) 각각을 향한 챔버 내의 유체 유동으로 인해 두 신호들 사이에 약간의 시간 차이가 있는 것에 유의하여야 한다. 그러나, 과도 전류는 동일한 시작 시간을 갖도록 마이크로컨트롤러에서 샘플링되고 구성된다. 도 4b에서, 과도 전류는 피크 시간 Tp에 근접하여 피크까지 증가하고, 이 피크 시간에서 전류는 0의 시간 후 대략 2.5초 또는 5초 중 하나까지 완만하게 감소한다. 점(406)에서, 대략 5초에서, 작동 전극(12, 14) 각각에 대한 출력 신호가 측정되고 합산될 수 있다. 대안적으로, 작동 전극(12, 14) 중 단지 하나로부터의 신호가 2배가 될 수 있다. 특정 검사 스트립(100) 및 그 변형에 대한 검사 스트립의 파라미터(예컨대, 배치 보정 코드 오프셋 및 배치 기울기)를 아는 것으로부터, 분석물(예컨대, 포도당) 농도가 계산될 수 있다. 검사 시퀀스 동안 다양한 시간 위치에서 신호 IE를 도출하기 위해(전류 IWE1 및 IWE2 각각의 합산 또는 IWE1 또는 IWE2 중 하나의 배가에 의해) 과도 출력(402, 404)이 샘플링될 수 있다.
"절편"과 "기울기"가 검사 스트립들의 로트 또는 배치로부터 교정 데이터를 측정함으로써 획득되는 바이오센서의 파라미터 값인 것에 유의하여야 한다. 전형적으로 약 1500개의 스트립이 로트 또는 배치로부터 무작위로 선택된다. 제공자로부터의 생리학적 유체(예컨대, 혈액)가 다양한 분석물 수준, 전형적으로 6개의 상이한 포도당 농도로 스파이킹된다(spiked). 전형적으로, 12명의 상이한 제공자로부터의 혈액이 6개의 수준 각각으로 스파이킹된다. 동일한 제공자 및 수준으로부터의 혈액이 8개의 스트립에 제공되어, 그 로트에 대해 총 12 × 6 × 8 = 576회의 검사가 수행되게 한다. 이들은 옐로우 스프링스 인스트루먼트(Yellow Springs Instrument, YSI)와 같은 표준 실험실 분석기를 사용해 이들을 측정함으로써 실제 분석물 수준(예컨대, 혈당 농도)에 대해 벤치마킹된다. 측정된 포도당 농도의 그래프가 실제 포도당 농도에 대해 플로팅되고(또는 측정된 전류 대 YSI 전류), 공식 y = mx+c가 이 그래프에 최소 제곱 피팅되어 로트 또는 배치로부터의 나머지 스트립에 대한 배치 기울기 m 및 배치 절편 c에 대한 값을 제공한다. 본 출원인은 또한 분석물 농도의 결정 동안 배치 기울기가 도출되는 방법 및 시스템을 제공하였다. 따라서, "배치 기울기" 또는 "기울기"는 실제 포도당 농도에 대해 플로팅된 측정된 포도당 농도(또는 측정된 전류 대 YSI 전류)의 그래프에 대한 최적 피팅 선의 측정된 또는 도출된 구배로 정의될 수 있다. 따라서, "배치 절편" 또는 "절편"은 실제 포도당 농도에 대해 플로팅된 측정된 포도당 농도(또는 측정된 전류 대 YSI 전류)의 그래프에 대한 최적 피팅 선이 y축과 만나는 점으로 정의될 수 있다.
여기서, 이전에 기술된 다양한 구성요소, 시스템 및 절차가 본 출원인이 이전에는 당업계에서 이용가능하지 않았던 분석물 측정 시스템을 제공하도록 허용하는 것에 유의할 가치가 있다. 특히, 이 시스템은 기판과 각각의 전극 커넥터에 접속되는 복수의 전극을 구비하는 검사 스트립을 포함한다. 시스템은 또한 본 명세서에서 도 2b에 도시된, 하우징, 검사 스트립의 각각의 전극 커넥터에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터, 및 마이크로컨트롤러(300)를 구비한 분석물 측정기(200)를 포함한다. 마이크로프로세서(300)는 전기 신호를 인가하거나 복수의 전극으로부터 전기 신호를 감지하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터(220)와 전기 통신한다.
도 2b를 참조하면, 도 2a 및 도 2b의 동일한 도면 부호가 공통 설명을 갖는 측정기(200)의 바람직한 구현예의 상세도가 도시된다. 도 2b에서, 스트립 포트 커넥터(220)는 물리적 특성 감지 전극(들)으로부터 신호를 수신하기 위한 임피던스 감지 라인(EIC), 물리적 특성 감지 전극(들)에 신호를 도입하는 교류 신호 라인(AC), 기준 전극을 위한 기준 라인, 및 각각의 작동 전극 1 및 작동 전극 2로부터의 전류 감지 라인을 포함하는 5개의 라인에 의해 아날로그 인터페이스(306)에 접속된다. 검사 스트립의 삽입을 나타내기 위해 스트립 검출 라인(221)이 또한 커넥터(220)에 제공될 수 있다. 아날로그 인터페이스(306)는 프로세서(300)에 4가지 입력, 즉 (1) 실제 임피던스 Z'; (2) 가상 임피던스 Z"; (3) 바이오센서의 작동 전극 1로부터 샘플링되거나 측정된 출력 신호, 즉 Iwe1; (4) 바이오센서의 작동 전극 2로부터 샘플링되거나 측정된 출력 신호, 즉 Iwe1을 제공한다. 25 ㎑ 내지 약 250 ㎑ 이상의 임의의 값의 발진 신호 AC를 물리적 특성 감지 전극에 도입시키기 위해 프로세서(300)로부터 인터페이스(306)로의 하나의 출력이 있다. 위상차 P(도 단위)가 실제 임피던스 Z' 및 가상 임피던스 Z"로부터 결정될 수 있으며, 여기서:
[수학식 3.1]
P=tan-1{Z"/Z'}
이고, 인터페이스(306)의 라인 Z' 및 Z"로부터 크기 M(옴 단위 그리고 통상적으로 │Z│로 기재됨)이 결정될 수 있으며, 여기서
[수학식 3.2]
Figure 112014070314497-pct00001
이 시스템에서, 마이크로프로세서는 (a) 유체 샘플의 물리적 특성에 의해 규정되는 배치 기울기가 도출되도록 복수의 전극들에 제1 신호를 인가하도록 그리고 (b) 도출된 배치 기울기에 기초하여 분석물 농도가 결정되도록 복수의 전극들에 제2 신호를 인가하도록 구성된다. 이러한 시스템의 경우, 검사 스트립 또는 바이오센서의 복수의 전극은 물리적 특성을 측정하기 위한 적어도 2개의 전극과 분석물 농도를 측정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극을 포함한다. 예를 들어, 적어도 2개의 전극과 적어도 2개의 다른 전극은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치된다. 대안적으로, 적어도 2개의 전극과 적어도 2개의 다른 전극은 기판 상에 제공된 상이한 챔버 내에 배치된다. 몇몇 실시예에 대해, 모든 전극이 기판에 의해 한정되는 동일한 평면 상에 배치되는 것에 유의하여야 한다. 특히, 본 명세서에 기술된 실시예들 중 일부에서, 시약이 적어도 2개의 다른 전극에 근접하게 배치되고, 적어도 2개의 전극 상에는 시약이 배치되지 않는다. 이 시스템의 중요한 하나의 특징은 검사 시퀀스의 일부로서 바이오센서 상에 유체 샘플(이는 생리학적 샘플일 수 있음)의 침착 후 약 10초 내에 정확한 분석물 측정을 제공하는 능력이다.
스트립(100)(도 3a 내지 도 3f 및 우선권 출원에서의 그 변형)에 대한 분석물 계산(예컨대, 포도당)의 일례로서, 도 4b에서 제1 작동 전극(12)에 대한 도면 부호 406에서의 샘플링된 출력 신호가 약 1600 나노암페어인 반면, 제2 작동 전극(14)에 대한 도면 부호 406에서의 출력 신호가 약 1300 나노암페어이고, 검사 스트립의 교정 코드가 절편이 약 500 나노암페어이고 기울기가 약 18 나노암페어/mg/dL인 것을 나타내는 것으로 가정된다. 이어서, 포도당 농도 G0가 하기와 같이 수학식 3.3으로부터 결정될 수 있다:
[수학식 3.3]
G 0 = [(I E )-절편]/기울기
여기서,
IE는 바이오센서 내의 모든 전극으로부터의(예컨대, 센서(100) 내의 모든 5개의 전극으로부터의), 양쪽 작동 전극(12, 14)(IE = Iwe1 + Iwe2 또는 IE = 2* ((Iwe1 + Iwe2)/2)인 경우)으로부터의, 또는 대안적으로 IE = 2* Iwe1 또는 IE = 2* Iwe2인 경우에 작동 전극들 중 하나로부터의 총 전류일 수 있는 신호(예컨대, 분석물 농도에 비례하는 전류)이고;
Iwe1은 설정 샘플링 시간에서 제1 작동 전극에 대해 측정된 신호(예컨대, 전류)이며;
Iwe2는 설정 샘플링 시간에서 제2 작동 전극에 대해 측정된 신호(예컨대, 전류)이고;
기울기는 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립들의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값이며;
절편은 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립들의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값이다.
수학식 3.3으로부터, G0 = [(1600+1300)-500]/18이며, 따라서 G0 ~ 133 mg/dL이다.
여기서, 각각의 작동 전극으로부터의 측정된 신호가 합산되어 총 측정된 전류 I E 를 제공하도록 2개의 작동 전극(도 3a 내지 도 3f의 12 및 14와 우선권 출원에서의 그 변형)을 갖는 바이오센서(100)에 관하여 예가 주어졌으며, 단지 하나의 작동 전극(어느 한 전극(12 또는 14))만이 있는 경우에 검사 스트립(100)의 변형에서 두 작동 전극들 중 단지 하나로부터 유래되는 신호에 2가 곱해질 수 있는 것에 유의하여야 한다. 총 측정된 신호 대신에, 각각의 작동 전극으로부터의 신호의 평균이 본 명세서에 기술된 수학식 3.3, 5, 6, 6.1, 7 및 7.1에 총 측정된 신호 I E 로서 사용될 수 있되, 물론, 측정된 신호가 합산되는 실시예에 비교하여 낮은 총 측정된 신호 I E 를 처리하기 위해 연산 계수를 적절히 수정하여(당업자에게 알려진 바와 같이) 사용될 수 있다. 대안적으로, 측정된 신호의 평균은 그에 2가 곱해질 수 있고, 이전 예에서와 같이 연산 계수를 도출할 필요 없이 수학식 3.3, 5, 6, 6.1, 7 및 7.1에 I E 로서 사용될 수 있다. 여기서 분석물(예컨대, 포도당) 농도가 임의의 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿 값)에 대해 보정되지 않고, 측정기(200)의 전기 회로의 오차 또는 지연 시간을 처리하기 위해 소정 오프셋이 신호 값 Iwe1 및 Iwe2에 제공될 수 있는 것에 유의하여야 한다. 결과가 예를 들어 약 20℃의 실온과 같은 기준 온도로 교정되는 것을 보장하기 위해 온도 보상이 또한 이용될 수 있다.
라이프스캔(울트라 브랜드로 시판됨)에 의해 제조된 기존 포도당 검사 스트립이 포도당 농도와 헤마토크릿에 따라 과도 전류 출력의 변동을 갖는 것을 알게 되었다. 이들 변동은 도 5에서 볼 수 있으며, 여기서 높은 포도당 수준(502a, 504a, 506a) 또는 중간 포도당 수준(502b, 504b, 506b)에서, 과도 전류는 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿) 수준의 함수로서 뚜렷하게 변하고, 낮은 포도당 수준(502c, 504c, 506c)에서, 과도 전류는 헤마토크릿의 함수로서 높은 포도당 또는 중간 포도당에서와 같이 뚜렷하게 변하지는 않는다. 구체적으로, 높은 포도당 수준에서, 과도 전류(502a, 504a, 506a)(30%, 42% 및 55% Hct에 대해)는 검사 시퀀스의 시작 후 약 1.5초에서의 피크 후 시간에 따라 전류 출력의 대체로 일관된 간격을 유지한다. 유사하게, 중간 포도당 수준에서, 과도 전류(502b, 504b, 506b)(30%, 42% 및 55% Hct에 대해)는 검사 시퀀스의 시작 후 약 1.5초에서의 피크 후 시간에 따라 전류 출력의 일관된 간격을 유지한다. 낮은 포도당 수준에서, 과도 전류(502c, 504c, 506c)(30%, 42% 및 55% Hct에 대해)는 검사 시퀀스의 시작 후 약 1.5초에서의 피크 후 대체로 함께 수렴한다.
이들 관찰에 기초하여, 본 출원인은 30%, 42% 및 55% 헤마토크릿 수준에 대해 낮은 포도당 수준, 중간 포도당 수준(502b, 504b, 506b) 및 높은 포도당 수준에서 검사된 이들 검사 스트립의 파라미터들(예컨대, 배치 절편 또는 배치 기울기) 사이에 일정 관계가 존재하는 것을 알게 되었다. 특히, 본 출원인은 회귀 분석으로부터 검사 스트립 파라미터(예컨대, 배치 절편 또는 배치 기울기)가 헤마토크릿 수준과 관련되는 것을 알게 되었다. 결과적으로, 샘플의 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)과 바이오센서에 대한 회귀 분석을 앎으로써, 이러한 관계가 지금까지는 이러한 유형의 바이오센서에 이용가능하지 않았던 훨씬 더 정확한 포도당 농도 측정을 달성하기 위해 스트립 파라미터(예컨대, 배치 절편 또는 배치 기울기)가 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)의 상이한 수준을 수용할 수 있게 하도록 활용될 수 있다.
포도당 농도(G0)가 신호 IE로부터 결정될 수 있으므로, 유체 샘플의 물리적 특성 IC(예컨대, 헤마토크릿, 온도, 점도, 밀도 등)을 결정하기 위한 본 출원인의 기술의 설명이 도 2b에 관하여 제공된다. 도 2b에서, 시스템(200)(도 2a 및 도 2b)은 제1 주파수(예컨대, 약 25 킬로헤르츠 이상)의 제1 발진 입력 신호 AC(도 2b)를 적어도 하나의 감지 전극에 인가한다. 시스템은 또한 제1 발진 출력 신호 EIC를 측정하거나 검출하도록 구성되며, 이는 특히 제1 입력 및 출력 발진 신호들 사이의 제1 시간 차이 Δt1을 측정하는 것을 수반한다. 동시에 또는 중첩 시간 지속 기간 동안, 시스템은 또한 제2 주파수(예컨대, 약 100 킬로헤르츠 내지 약 1 메가헤르츠 이상, 바람직하게는 약 250 킬로헤르츠)의 제2 발진 입력 신호 AC(간결함을 위해 도시되지 않음)를 한 쌍의 전극에 인가한 다음에 제2 발진 출력 신호를 측정하거나 검출할 수 있으며, 이는 제1 입력 및 출력 발진 신호들 사이의 제2 시간 차이 Δt2 (미도시)를 측정하는 것을 수반할 수 있다. 이들 신호(AC 및 EIC)로부터, 시스템은 제1 및 제2 시간 차이 Δt1 및 Δt2에 기초하여 유체 샘플의 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿, 점도, 온도, 밀도 등)을 추정한다. 물리적 특성의 추정은 다음과 같은 형태의 수학식을 적용함으로써 달성될 수 있다.
[수학식 4.1]
Figure 112014070314497-pct00002
여기서
C1, C2, 및 C3 각각은 검사 스트립에 대한 연산 상수(operational constant)이고,
m1은 회귀 데이터로부터의 파라미터를 나타낸다.
이러한 예시적인 기술의 상세 사항은 본 명세서에 참고로 포함된, 대리인 문서 번호 DDI-5124USPSP인, 발명의 명칭이 "신호의 시간 차이를 사용한 전기화학 검사 스트립을 위한 헤마토크릿 보정 포도당 측정(Hematocrit Corrected Glucose Measurements for Electrochemical Test Strip Using Time Differential of the Signals)"인, 2011년 9월 2일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/530,795호에서 찾아볼 수 있다.
물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)을 결정하기 위한 다른 기술은 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)의 2가지 독립적 측정에 의한 것일 수 있다. 이는 (a) 제1 주파수에서 유체 샘플의 임피던스와 (b) 제1 주파수보다 상당히 더 높은 제2 주파수에서 유체 샘플의 위상각을 결정함으로써 획득될 수 있다. 이러한 기술에서, 유체 샘플은 미지의 리액턴스 및 미지의 저항을 갖는 회로로서 모델링된다. 이러한 모델의 경우, 측정 (a)를 위한 임피던스(기호 "│Z│"로 표시되는 바와 같음)가 인가 전압, 기지의 저항기(예컨대, 고유 스트립 저항)를 가로지른 전압, 및 미지의 임피던스 Vz를 가로지른 전압으로부터 결정될 수 있고; 유사하게, 측정 (b)를 위해 위상각이 당업자에 의해 입력 및 출력 신호들 사이의 시간 차이로부터 측정될 수 있다. 이러한 기술의 상세 사항이 참고로 포함된, 2011년 9월 2일자로 출원된, 계류 중인 가특허 출원 제61/530,808호(대리인 문서 번호 DDI5215PSP)에 도시되고 기술되어 있다. 예를 들어 미국 특허 제4,919,770호, 미국 특허 제7,972,861호, 미국 특허 출원 공개 제2010/0206749호, 제2009/0223834호, 또는 http://www.idealibrary.com에서 온라인으로 접근가능한 문헌["Electric Cell―Substrate Impedance Sensing (ECIS) as a Noninvasive Means to Monitor the Kinetics of Cell Spreading to Artificial Surfaces" by Joachim Wegener, Charles R. Keese, and Ivar Giaever and published by Experimental Cell Research 259, 158―166 (2000) doi:10.1006/excr.2000.4919]; 문헌["Utilization of AC Impedance Measurements for Electrochemical Glucose Sensing Using Glucose Oxidase to Improve Detection Selectivity" by Takuya Kohma, Hidefumi Hasegawa, Daisuke Oyamatsu, and Susumu Kuwabata and published by Bull. Chem. Soc. Jpn. Vol. 80, No. 1, 158―165 (2007)]과 같은, 유체 샘플의 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿, 점도 또는 밀도)을 결정하기 위한 다른 적합한 기술이 또한 이용될 수 있으며, 이들 문헌 모두는 참고로 포함된다.
물리적 특성을 결정하기 위한 다른 기술이 샘플의 임피던스의 크기와 위상차(예컨대, 위상각)를 앎으로써 획득될 수 있다. 일례에서, 샘플의 물리적 특성 또는 임피던스 특성("IC")의 추정을 위해 하기의 관계가 제공된다:
[수학식 4.2]
Figure 112014070314497-pct00003
여기서:
M은 측정된 임피던스의 크기 │Z│를 나타내며(옴 단위);
P는 입력 및 출력 신호들 사이의 위상차를 나타내고(도 단위);
y1은 약 -3.2e-08 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%일 수 있으며(그리고 입력 신호의 주파수에 따라 0일 수 있음);
y2는 약 4.1e-03 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%일 수 있고(그리고 입력 신호의 주파수에 따라 0일 수 있음);
y3는 약 -2.5e+01 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%일 수 있으며;
y4는 약 1.5e-01 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%일 수 있고(그리고 입력 신호의 주파수에 따라 0일 수 있음);
y5는 약 5.0 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%일 수 있다(그리고 입력 신호의 주파수에 따라 0일 수 있음).
여기서, 입력 AC 신호의 주파수가 높은 경우에(예컨대, 75 ㎑ 초과), 임피던스 크기 M에 관한 파라미터 항 y1 및 y2가 여기에 주어진 예시적인 값의 ±200%일 수 있어, 파라미터 항 각각이 0 또는 심지어 음의 값을 포함할 수 있는 것에 유의하여야 한다. 다른 한편으로는, AC 입력 신호의 주파수가 낮은 경우에(예컨대, 75 ㎑ 미만), 위상각 P에 관한 파라미터 항 y4 및 y5가 여기에 주어진 예시적인 값의 ±200%일 수 있어, 파라미터 항 각각이 0 또는 심지어 음의 값을 포함할 수 있다. 여기서, 본 명세서에 사용되는 바와 같은 H 또는 HCT의 크기가 IC의 크기와 대체로 동일한 것에 유의하여야 한다. 하나의 예시적인 구현예에서, H 또는 HCT는 H 또는 HCT가 본 출원에 사용될 때 IC와 동일하다.
다른 대안적인 구현예에서, 수학식 4.3이 제공된다. 수학식 4.3은 수학식 4.2에서와 같이 위상각을 사용함이 없이 2차 관계의 정확한 유도이다.
[수학식 4.3]
Figure 112014070314497-pct00004
여기서:
IC는 임피던스 특성이고[%];
M은 임피던스의 크기이며[옴];
y1은 약 1.2292e1 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%이고;
y2는 약 -4.3431e2 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%이며;
y3는 약 3.5260e4 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%이다.
본 명세서에 제공된 다양한 구성요소, 시스템 및 이해에 의해, 유체 샘플(생리학적 샘플일 수 있음)로부터 분석물 농도를 결정하는 적어도 4가지 기술(그리고 그러한 방법의 변형)이 본 출원인에 의해 종전보다 큰 정확도로 달성되었다.
본 발명의 구현예들 중 하나가 도 6과 특히 시스템 모듈(600)을 참조하여 이해될 수 있다. 시스템 모듈(600)에서, 사용자가 모듈(602)에서 유체 샘플을 침착하였고, 검사 시퀀스 타이머 TN을 개시하기에 충분한 출력 신호가 검출된(도 4b) 것으로 가정된다. 모듈(604)에서, 시스템(도 2b)이 복수의 시점 또는 위치 T1, T2, T3, … TN 중 임의의 하나에서 작동 전극(12, 14) 중 적어도 하나로부터 출력 신호 I E 를 측정하거나 샘플링하기 위해 신호를 구동시킨다. 도 4b에서 볼 수 있는 바와 같이, 시간 위치는 검사 시퀀스 TS 내의 임의의 시점 또는 구간일 수 있다. 예를 들어, 출력 신호가 측정되는 시간 위치는 1.5초의 단일 시간 위치 T1.5이거나, 2.8초에 근접한 시간 위치 T2.8과 중첩되는 구간(408)(예컨대, 시스템의 샘플링 속도에 따라 구간 ~10 밀리초 이상)일 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 모듈(604)에서의 신호의 구동과 동시에, 그 후에 또는 심지어 그 전에, 시스템은 또한 모듈(606)에서 샘플의 물리적 특성 IC를 측정하기 위해 다른 신호를 인가할 수 있다. 신호 IC는 바이오센서(100)에 대한 신규 배치 기울기 또는 배치 절편일 수 있는, 바이오센서의 신규 파라미터(x 1 )를 제공하도록 구성되는 룩업 테이블(look-up table) 또는 행렬(matrix)일 수 있는 바이오센서 파라미터 발생기(Biosensor Parametric Generator)(608)에 제공된다. 발생기(608)의 출력은 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나에서 측정된 출력 신호 I E 와 함께 계산 모듈(610)에 제공된다. 계산 모듈(610)은 제1 분석물 결과를 사용자에게 알리기 위해 제1 분석물 농도를 표시기(annunciator)(612)에 제공하도록 구성된다.
발생기 모듈(608)에 대해, 시스템은 하기의 예시적인 표 1을 이용할 수 있다. 표 1에서, 이 경우에 추정 퍼센트 헤마토크릿으로 지칭되는, 샘플의 임피던스 특성이 바이오센서의 배치의 이력 회귀 분석에 기초하여 신규 바이오센서 파라미터 계수 x1(배치 기울기에 관한)과 상관된다.
[표 1a]
Figure 112014070314497-pct00005
일단 수학식 4.3의 IC의 대안적인 버전이 사용되면, 표 1a에 %로 표현된 바와 같은 IC를 사용할 필요가 없다. 즉, IC를 옴으로 표현된 임피던스의 크기 |Z|로 대체할 수 있다. 이는 시스템 또는 측정기에서 IC의 계산을 없앤다(이는 코드 공간과 계산 시간을 절약하여, 보다 낮은 비용의 측정기가 당면 작업에 보다 잘 대처할 수 있게 함). 이 경우에, 표 1a는 표 1b로 변경될 수 있다:
[표 1b]
Figure 112014070314497-pct00006
다른 한편으로는, 계산 모듈(610)은 하기의 형태의 수학식 5를 사용하도록 구성된다:
[수학식 5]
Figure 112014070314497-pct00007
여기서
G 1 은 제1 분석물 농도를 나타내고;
I E 는 복수의 사전결정된 시간 위치들 T1, T2, T3, … TN~검사 시퀀스 구간(T1~1.0초, T2 ~1.01초, T3 ~1.02초인 경우) 중 하나에서 측정된 적어도 하나의 전극으로부터의 총 출력 신호(예컨대, 전류)를 나타내며;
P1은 바이오센서의 절편 파라미터를 나타내고;
P2는 바이오센서의 기울기 파라미터를 나타내며;
x 1 은 샘플의 물리적 특성에 기초한 제1 바이오센서 파라미터 계수를 나타낸다(표 1a 또는 표 1b에서).
수학식 5에서, 본 명세서에 기술된 특정 실시예에 대해, P1은 약 475 나노암페어이고, P2는 약 9.5 나노암페어/(mg/dL)이다.
모듈(606, 608, 610)에 의해 제공된 결과가 기존 기술보다 더욱 정확하지만, 여전히 정확도의 개선이 얻어질 수 있는 것으로 여겨진다. 구체적으로, 본 발명자는 본 명세서에서 도 6에 모듈(602, 604, 606, 614, 616, 618)로 도시된 제2 대안적인 기술을 제공하였다. 모듈(604, 606)이 출력 신호 IE와 물리적 특성 신호 IC를 제공하는 것으로 전술되었기 때문에, 이들 모듈은 제2 기술에서 언급될 필요가 없다.
모듈(614)에서, 시스템은 사전결정된 시간 위치들 중 하나에서의(예컨대, 2.5초에서의) 측정된 출력 신호에 기초하여 추정 분석물 농도(GEST)를 획득한다. 추정 분석물 농도(GEST)는 제2 바이오센서 파라미터 계수 x2를 생성하기 위해 모듈(616)에 대한 물리적 특성 신호 IC와 함께 사용된다. 파라미터 계수 x2는 수학식 3.3의 기존 바이오센서 파라미터(들)(예컨대, 파라미터는 기울기 또는 절편임)의 증배 계수에 도달하기 위해 물리적 특성 IC 및 추정 분석물 GEST 둘 모두에 기초한다.
바이오센서 파라미터 계수 x2는 본 명세서에 기술된 바이오센서의 이력 회귀 분석에 의해 결정된다. 따라서, 커브 피팅 수학식, 행렬 또는 룩업 테이블이 필요로 하는 바이오센서 파라미터 계수 x2를 생성하기 위해 모듈(616)에 이용될 수 있다. 용이한 계산을 위해, 룩업 테이블이 프로세서(300)의 계산 부하를 감소시키기 위해 이용된다. 예시적인 룩업 테이블이 본 명세서에서 표 2에 재시된다:
[표 2a]
Figure 112014070314497-pct00008
표 1a의 경우와 유사하게, 수학식 4.3의 IC의 대안적인 버전이 사용되면, 표 2a에 %로 표현된 바와 같은 IC를 사용할 필요가 없다. 즉, IC를 옴으로 표현된 임피던스의 크기 |Z|로 대체할 수 있다. 이는 시스템 또는 측정기에서 IC의 계산을 없앤다(이는 코드 공간과 계산 시간을 절약하여, 보다 낮은 비용의 측정기가 당면 작업에 보다 잘 대처할 수 있게 함). 이 경우에, 표 2a는 표 2b로 변경될 수 있다:
[표 2b]
Figure 112014070314497-pct00009
당업자에게 잘 알려져 있는 바와 같이, 포도당 추정치가 표와 일치하지 않는 경우에, 본 명세서에 기술된 표들 모두에 제공된 데이터 사이에 내삽법이 이용될 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 모듈(618)은 파라미터 계수 x2(표 2a 또는 표 2b의) 및 측정되거나 샘플링된 출력 신호 IE 둘 모두를 이용하여 제2 분석물 농도 G2를 계산한다. 모듈(618)은 하기의 형태의 수학식 6을 사용하도록 구성된다:
[수학식 6]
Figure 112014070314497-pct00010
여기서
G 1 은 제1 분석물 농도를 나타내고;
I E 는 복수의 사전결정된 시간 위치들 T1, T2, T3, ….TN~검사 시퀀스 구간(T1~1.0초, T2 ~1.01초, T3 ~1.02초인 경우) 중 하나에서 측정된 적어도 하나의 전극으로부터의 총 출력 신호(예컨대, 전류)를 나타내며;
P1은 바이오센서의 절편 파라미터를 나타내고;
P2는 바이오센서의 기울기 파라미터를 나타내고, 여기서 P2는 약 9.5 나노암페어/(mg/dL)이며;
x 2 는 샘플의 물리적 특성과 추정 분석물 농도 GEST에 기초한 제2 바이오센서 파라미터 계수를 나타내며,
여기서:
[수학식 6.1]
Figure 112014070314497-pct00011
I E 는 복수의 사전결정된 시간 위치들 T1, T2, T3, … TN~검사 시퀀스 구간(T1~1.0초, T2 ~1.01초, T3 ~1.02초인 경우) 중 하나의 시간 위치 또는 다른 시간 위치에서 측정된 바이오센서로부터의 총 출력 신호(예컨대, 전류)를 나타내고;
P1은 바이오센서의 절편 파라미터를 나타내며,
P2는 바이오센서의 기울기 파라미터를 나타낸다.
본 명세서 및 우선권 출원에 기술된 스트립의 특정 실시예에서, 수학식 6 및 6.1 둘 모두에 대한 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작으로부터 약 5초이고, P1은 약 475 나노암페어이며, P2는 약 9.5 나노암페어/(mg/dL)이다.
일단 모듈(618)이 제2 분석물 농도 G2를 획득하였으면, 표시기 모듈(620)이 결과를 사용자에게 제공할 수 있다.
모듈(602, 604, 606, 608, 610, 622, 624, 626)에 관해 본 명세서에서 도시된 제3 대안에서, 이러한 제3 기술이 제1 및 제2 기술에 비교하여 보다 큰 개선을 산출할 수 있는 것으로 여겨진다.
모듈(602, 604, 606, 608, 610)이 전술되었기 때문에, 이들 모듈은 제3 기술에서 언급될 필요가 없다. 도 6을 참조하면, 모듈(622)은 제3 파라미터 계수 x3가 생성될 수 있도록 모듈(610)로부터의 제1 분석물 농도 결과 G1 및 모듈(606)로부터의 물리적 특성 둘 모두를 수신하도록 구성된다. 모듈(616)에서와 같이, 예를 들어 표 3과 같은 룩업 테이블이 이용될 수 있지만, 본 발명자는 본 명세서에 기술된 룩업 테이블로 제한되도록 의도하지 않는다. 표 3a에서, 시스템은 물리적 특성을 분석물 농도 G1과 상관시킴으로써 요구되는 계수를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 분석물 농도가 225 mg/dL이고, 추정 헤마토크릿이 약 57%인 경우, 파라미터 계수 x3는 표 3a로부터 0.82로 결정된다.
[표 3a]
Figure 112014070314497-pct00012
표 2a의 경우와 유사하게, 수학식 4.3의 IC의 대안적인 버전이 사용되면, 표 3a에 %로 표현된 바와 같은 IC를 사용할 필요가 없다. 즉, IC를 옴으로 표현된 임피던스의 크기 |Z|로 대체할 수 있다. 이는 시스템 또는 측정기에서 IC의 계산을 없앤다(이는 코드 공간과 계산 시간을 절약하여, 보다 낮은 비용의 측정기가 당면 작업에 보다 잘 대처할 수 있게 함). 이 경우에, 표 3a는 표 3b로 변경될 수 있다:
[표 3b]
Figure 112014070314497-pct00013
이어서, 계수 x3 (표 3a 또는 표 3b의)가 제3 분석물 농도 G3를 획득하기 위해 단계(716)의 일부로서 수학식 7에 이용된다.
[수학식 7]
Figure 112014070314497-pct00014
여기서
G 3 는 제1 분석물 농도를 나타내고;
I E 는 복수의 사전결정된 시간 위치들 T1, T2, T3, … TN~검사 시퀀스 구간(T1~1.0초, T2 ~1.01초, T3 ~1.02초인 경우) 중 하나에서 측정된 바이오센서로부터의 총 출력 신호(예컨대, 전류)를 나타내며;
P1은 바이오센서의 절편 파라미터를 나타내고;
P2는 바이오센서의 기울기 파라미터를 나타내며;
x 3 는 샘플의 물리적 특성과 제1 분석물 농도 G1에 기초한 제3 바이오센서 파라미터 계수를 나타낸다.
수학식 7에서, 본 명세서에 기술된 특정 실시예에 대해, P1은 약 475 나노암페어이고, P2는 약 9.5 나노암페어/(mg/dL)이다.
본 명세서에 제공된 설명에 의해, 정확한 분석물 농도를 획득하는 방법이 본 출원인에 의해 달성되었다. 방법은 단계(606)에서 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위해 샘플에 신호를 인가하는 단계; 샘플의 물리적 변환을 유발시키기 위해 샘플에 다른 신호를 도입하는 단계; 단계(604)에서 샘플로부터 적어도 하나의 출력 신호를 측정하는 단계; 단계(614)에서 바이오센서의 적어도 하나의 사전결정된 파라미터(P1 또는 P2)와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들(TPRED는 T1, T2, T3 … TN 중 적어도 하나임) 중 하나에서의 적어도 하나의 출력 신호(IE)로부터 추정 분석물 농도(GEST)를 획득하는 단계; 단계(608)에서 샘플의 물리적 특성(IC)에 기초하여 바이오센서의 제1 파라미터 계수(x1)를 생성하는 단계; 단계(610)에서 바이오센서의 제1 파라미터 계수(x1)와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들(TPRED) 중 하나에서 측정된 적어도 하나의 출력 신호(IE)에 기초하여 제1 분석물 농도를 계산하는 단계; 단계(616)에서 추정 분석물 농도(GEST)와 샘플(95)의 물리적 특성(IC)에 기초하여 바이오센서의 제2 파라미터 계수(x2)를 생성하는 단계; 단계(618)에서 바이오센서의 제2 파라미터 계수(x2)와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들(TPRED) 중 하나에서 측정된 적어도 하나의 출력 신호(IE)에 기초하여 제2 분석물 농도(G2)를 계산하는 단계; 단계(622)에서 제1 분석물 농도(G1)와 물리적 특성(IC)에 기초하여 바이오센서의 제3 파라미터 계수(x3)를 생성하는 단계; 단계(624)에서 바이오센서의 제3 파라미터 계수(x3)와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들(TPRED) 중 하나에서 측정된 적어도 하나의 출력 신호(IE)에 기초하여 제3 분석물 농도(G3)를 계산하는 단계; 및 단계(626)에서 제1, 제2 및 제3 분석물 농도(G1, G2, G3) 중 적어도 하나를 통지하는 단계에 의해 달성될 수 있다.
도 7은 제2 기술(도 6의 모듈(602, 604, 606, 614, 616, 618, 620))의 변형을 예시한다. 이 기술에서, 사용자가 바이오센서를 켠 것으로(예컨대, 측정기의 포트 커넥터 내로 스트립을 삽입함) 가정된다. 단계(702)에서, 전압이 인가되는 동안 샘플이 바이오센서 상에 침착된다(도 4a). 샘플이 전극을 습윤시킴에 따라, 작동 전극으로부터 출력 신호가 생성된다(도 4b). 일단 출력 신호가 0 위로 증가하면, 시스템은 검사가 진행 중인 것으로 가정하고, 단계(704)에서 검사 시퀀스를 개시한다. 샘플의 적용 동안, 검사 시퀀스의 개시 전 또는 후, 단계(706)에서 시스템이 샘플의 물리적 특성을 측정하거나 추정하기 위해 샘플에 신호 AC를 인가할 수 있는 것에 유의하여야 한다. 단계(708)에서, 검사 구간 T 동안 적절한 시간 위치에서 작동 전극으로부터의 출력 신호가 샘플링되는 것을 보장하기 위해 단계(704)와 대략 동일한 시간에 타이머가 시작될 수 있다. 단계(710)에서, 작동 전극으로부터 출력 신호(예컨대, 나노암페어 형태의 출력 신호)를 측정하기 위해 다른 신호가 샘플 내로 도입될 수 있다. 수학식 6.1과 함께 검사 구간 T 내의 시간 위치들 중 하나로부터 적절한 시간 위치에서 출력 신호(들)를 측정함으로써 단계(712)에서 추정 분석물 농도가 도출된다. 바람직한 실시예에서, 추정 분석물 농도를 도출하기 위한 시간 위치는 약 2.5초 또는 약 5초의 시점이고, 이들 시점 각각과 중첩되는 임의의 적합한 시간 구간이 사용될 수 있으며, 수학식 6.1에서 P1(즉, 절편)에 대한 값은 약 792 나노암페어이고 P2(즉, 기울기)는 약 10.08 nA/(mg/dL)이다. 단계(714)에서, 물리적 특성 IC 및 추정 분석물 농도 둘 모두가 바이오센서에 대한 신규 바이오센서 파라미터 P2NEW를 결정하기 위해 시스템에 의해 사용될 수 있다. 이러한 파라미터 P2NEW는 전술된 바와 같이 바이오센서의 회귀 분석에 의해 생성되고 커브 피팅, 행렬 또는 룩업 테이블에 의해 획득될 수 있다. 프로세서(300)에 대한 계산 부하의 감소를 위해, 표 4와 같은 룩업 테이블이 이용될 수 있다.
[표 4]
Figure 112014070314497-pct00015
일단 시스템이 신규 바이오센서 파라미터 또는 P2New를 획득하였으면, 수학식 7에 이용되는 바와 같이, 이러한 파라미터 P2New를 사용하여 분석물 농도 G 2A 에 대한 계산이 이루어질 수 있다:
[수학식 7]
Figure 112014070314497-pct00016
여기서
G 2A 는 제2 분석물 농도를 나타내고;
I E 는 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나에서 측정된 바이오센서로부터의 총 출력 신호(예컨대, 전류)를 나타내며;
P1은 바이오센서의 절편 파라미터를 나타내고;
P2 NEW 는 물리적 특성 IC와 추정 분석물 농도 GEST에 기초한 바이오센서의 기울기 파라미터를 나타내며,
여기서:
[수학식 7.1]
Figure 112014070314497-pct00017
I E 는 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치 또는 다른 시간 위치에서 측정된 바이오센서로부터의 총 출력 신호(예컨대, 전류)를 나타내고;
P1은 바이오센서의 절편 파라미터를 나타내며,
P2는 바이오센서의 기울기 파라미터를 나타낸다.
본 명세서에 기술된 특정 실시예에서, 수학식 7에 대한 P1은 약 400 나노암페어이고; 신호 I E 는 약 5초에서 측정되며; 수학식 7.1에 대한 P1은 약 792 나노암페어이고; 수학식 7.1에 대한 P2는 약 10.1 nA/(mg/dL)이며; 수학식 7.1에 대해 신호 I E 는 약 2.5초에서 측정되거나 샘플링된다.
전술된 새로운 기술에 관하여, 표 2 및 표 3의 분석물 농도의 추정치 대신에, 사전결정된 시간(예컨대, 약 2.5초 또는 5초)에서의 측정된 신호가 사용될 수 있는 것에 유의하여야 한다. 이는 이들 표의 분석물 추정치가 측정된 신호의 결과, 그리고 그에 따라 바이오센서 파라미터 계수 P1 및 P2로 곱하고 나눔으로써 추정이 이루어질 때의 결과라는 사실에 기인한다. 따라서, 측정된 신호는 그러한 표의 추정치를 위한 계수 P1 및 P2와의 추가의 수학적 조작 대신에 표에 그 로우 값(raw value)으로 사용될 수 있다.
본 발명자에 의해 얻어지는 개선을 입증하기 위해, 본 발명의 제1 내지 제3 기술과 비교하여 알려진 기술로 바이오센서를 위한 총 13234개 스트립에 대한 10개 스트립의 다수의 로트에 대해 검사를 수행하였다. 결과가 표 5에 요약된다.
[표 5]
Figure 112014070314497-pct00018
개선의 정량화가 상이한 헤마토크릿 수준에서 "바이어스"에 의해 표시될 수 있는 것에 유의하여야 한다. 포도당 측정의 상대 오차의 추정치인 바이어스를 이 예에 기술된 방법으로 결정된 각각의 포도당 농도에 대해 계산하였다. 각각의 포도당 농도에 대한 바이어스를 하기 형태의 수학식으로 결정하였다:
바이어스 절대 = G 계산 ― G 기준 (100 mg/dL 포도당 미만의 G기준의 경우)
Figure 112014070314497-pct00019
(100 mg/dL 포도당 이상의 G기준의 경우)
여기서
바이어스 절대 는 절대 바이어스이고,
바이어스 % 는 퍼센트 바이어스이며,
G 계산 은 본 명세서의 방법에 의해 결정되는 포도당 농도이고,
G 기준 은 기준 포도당 농도이다.
실험으로부터의 결과를 플로팅하였고 도 8 내지 도 11로 도시하였다. 도 8a는 알려진 기술에서 100 mg/dL 미만의 포도당 결과가 얼마나 35% 헤마토크릿 아래에서 15 mg/dL의 상부 경계 밖으로 바이어스되고 45% 위의 보다 높은 헤마토크릿에서 -15 mg/dL의 하부 경계 아래로 바이어스되는지를 그래프로 예시한다. 도 8b는 알려진 기술에서 100 mg/dL 이상의 포도당 결과가 얼마나 35% 헤마토크릿 아래에서 15%의 상부 경계 밖으로 바이어스되고 45% 위의 보다 높은 헤마토크릿에서 -15%의 하부 경계 아래로 바이어스되는지를 그래프로 예시한다.
반면에, 제1 기술이 동일한 샘플 세트에 사용될 때, 결과는 100 mg/dL 미만의 분석물 농도에 대해, 제1 기술(도 9a)을 사용한 결과가 알려진 기술(도 8a)보다 훨씬 더 우수하였음을 가리킨다. 유사하게, 100 mg/dL 이상의 분석물 농도에 대해, 제1 기술(도 9b)의 결과가 역시 알려진 기술(도 8b)보다 우수하였다.
알려진 기술(도 8a 및 도 8b)에 비교하여 제2 기술(도 10a 및 도 10b)에 대해, 결과는 도면에 걸쳐 데이터의 도심을 비교할 때 알려진 기술(또는 제1 기술)만큼 인상적이거나 그보다 훨씬 더 우수하다.
제3 기술(도 11a 및 도 11b)에 대해, 여기서 제2 기술과 제3 기술 사이에 현저한 차이가 없지만(표 5 참조), 이는 주로 보정 표 1 및 표 2의 크기에 의해 주어지는 것에 유의하여야 한다. 포도당 및 헤마토크릿에 대해 "빈(bin)"의 보다 세밀한 분해능이 사용되면, 제3 기술에 대한 결과의 개선이 얻어질 수 있는 것으로 여겨진다.
제2 또는 제3 기술에서 볼 수 있는 바와 같이, 100 mg/dL 미만의 포도당 농도에 대해, 검사 스트립들의 배치의 최종 분석물 농도 값의 95% 이상이 기준 분석물 농도의 ±15mg/dL 내에 있다.
제1 신호를 인가하고 제2 신호를 구동하는 단계는 순서가 제1 신호에 이어서 제2 신호이거나 양쪽 신호의 순서가 중첩되거나; 대안적으로 우선 제2 신호에 이어서 제1 신호이거나 양쪽 신호의 순서가 중첩될 수 있다는 점에서 순차적인 순서로 일어나는 것에 유의하여야 한다. 대안적으로, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 구동은 동시에 일어날 수 있다.
바람직한 실시예에서, 포도당 농도에 대한 신호 출력의 측정은 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)의 추정 전에 수행되는 것에 유의하여야 한다. 대안적으로, 포도당 농도의 측정 전에 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿) 수준이 추정되거나 측정되거나 획득될 수 있다.
방법이 하나의 샘플링 시점만을 지정할 수 있지만, 방법은 예를 들어 검사 시퀀스의 시작으로부터 시작 후 적어도 약 10초 그리고 검사 시퀀스의 종료 부근에서 처리를 위해 결과가 저장될 때까지 연속적으로(예컨대, 지정 샘플링 시간에서, 예를 들어 매 1 밀리초 내지 100 밀리초) 신호 출력을 샘플링하는 것과 같이, 요구되는 만큼 많은 시점에서 샘플링하는 것을 포함할 수 있다. 본 출원인은 적절한 샘플링 시간이 검사 시퀀스의 시작으로부터 측정되지만, 출력 신호를 샘플링할 때를 결정하기 위해 임의의 적절한 자료가 이용될 수 있는 것을 언급한다. 실제로, 시스템은 전체 검사 시퀀스 중 예를 들어 매 100 밀리초마다 또는 심지어 짧게는 약 1 밀리초마다 한 번의 샘플링과 같은 적절한 시간 샘플링 구간에서 출력 신호를 샘플링하도록 프로그래밍될 수 있다. 이 변형에서, 지정 샘플링 시점 T에서의 샘플링된 신호 출력은 분석물 농도를 계산하기 위해 사용되는 값이다.
시스템이 바이오센서의 출력 신호를 샘플링하는 측정 시간 위치 T1, T2, T3 … TN은 추정 분석물의 정성적 범주 및 측정되거나 추정된 물리적 특성 둘 모두에 기초하고, 실제 생리학적 유체 샘플의 큰 샘플 크기의 회귀 분석에 기초하여 사전결정된다. 본 출원인은 적절한 샘플링 시간이 검사 시퀀스의 시작으로부터 측정되지만, 출력 신호를 샘플링할 때를 결정하기 위해 임의의 적절한 자료가 이용될 수 있는 것을 언급한다. 실제로, 시스템은 전체 검사 시퀀스 중 예를 들어 매 100 밀리초마다 또는 심지어 짧게는 약 1 밀리초마다 한 번의 샘플링과 같은 적절한 시간 샘플링 구간에서 출력 신호를 샘플링하도록 프로그래밍될 수 있다. 검사 시퀀스 동안 전체 과도 신호 출력을 샘플링함으로써, 시스템은 시스템 지연으로 인한 타이밍 오차를 도입할 수 있는, 설정 시점과 샘플링 시간을 동기화시키려고 하기 보다는 검사 시퀀스의 종료 부근에서 모든 필요한 계산을 수행할 수 있다.
본 명세서에 제공된 설명 및 교시 내용에 의해, 본 출원인은 기판, 기판 상에 배치되는 그리고 각각의 전극 커넥터에 접속되는 복수의 전극을 갖는 포도당 검사 스트립을 고안할 수 있었다. 검사 스트립(100)은 적어도 복수의 전극들 중 적어도 하나 상에 배치되는 시약을 포함하며, 여기서 전극들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 전극 상에 침착된 유체 샘플의 물리적 특성을 감지하도록 구성되고, 전극들 중 적어도 다른 전극은 샘플에 입력 신호의 인가시 샘플로부터 출력 신호를 측정하도록 구성된다. 포도당 측정기와 함께 사용하기 위한 지시물(instruction)이 검사 스트립과 함께 포함된다. 지시물은 사용자에게 검사 스트립의 전극 커넥터를 포도당 측정기의 검사 스트립 포트에 삽입하도록 적절한 통신 매체(예컨대, 종이, 컴퓨터, 인터넷, 청각 또는 시각 매체 등) 내에 내장되는 표지를 포함한다. 포도당 검사 스트립과 함께 사용하도록 지시된 측정기는 검사 스트립의 각각의 전극 커넥터에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터, 및 검사 시퀀스 동안 검사 스트립의 각각의 전극 커넥터에 접속된 검사 스트립의 복수의 전극으로부터 전기 신호를 감지하거나 전기 신호를 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함한다. 지시물은 또한 마이크로프로세서(300)가 (a) 샘플의 침착시 분석물 검사 시퀀스를 시작하도록; (b) 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위해 샘플에 신호를 인가하도록; (c) 샘플에 다른 신호를 도입하도록; (d) 전극들 중 적어도 하나로부터 적어도 하나의 출력 신호를 측정하도록; (e) 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 적어도 하나의 출력 신호로부터 추정 분석물 농도를 도출하도록; (f) 추정 분석물 농도와 샘플의 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 신규 파라미터를 획득하도록; (g) 바이오센서의 신규 파라미터와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치 또는 다른 시간 위치에서 측정된 출력 신호에 기초하여 분석물 농도를 계산하도록; 및 (h) 분석물 농도를 통지하도록 작동가능하도록, 사용자에게 복수의 전극들 중 적어도 하나에 근접하게 유체 샘플을 침착시키도록 적절한 통신 매체(예컨대, 종이, 컴퓨터, 인터넷, 청각 또는 시각 매체 등) 내에 내장되는 표지를 포함한다.
본 명세서에 기재된 기술이 포도당의 결정에 관한 것이었지만, 이러한 기술은 또한 분석물(들)이 유체 샘플 내에 배치되는 유체 샘플의 물리적 특성(들)에 의해 영향받는 다른 분석물에 적용될 수 있다(당업자가 적절히 수정하여). 예를 들어, 생리학적 유체 샘플의 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿, 점도 또는 밀도 등)은 유체 샘플 내의 케톤 또는 콜레스테롤의 결정에 고려될 수 있는데, 이는 생리학적 유체, 교정 또는 대조 유체일 수 있다. 다른 바이오센서 구성도 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 모두 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6179979호; 제6193873호; 제6284125호; 제6413410호; 제6475372호; 제6716577호; 제6749887호; 제6863801호; 제6890421호; 제7045046호; 제7291256호; 제7498132호에 도시되고 기술된 바이오센서가 본 명세서에 기술된 다양한 실시예와 함께 이용될 수 있다.
알려진 바와 같이, 물리적 특성의 검출은 교류 신호에 의해 수행될 필요가 없고, 다른 기술로 수행될 수 있다. 예를 들어, 적합한 센서가 점도 또는 다른 물리적 특성을 결정하기 위해 이용될 수 있다(예컨대, 미국 특허 출원 공개 제20100005865호 또는 EP1804048 B1호). 대안적으로, 점도가 결정되고 문헌["Blood Rheology and Hemodynamics" by Oguz K. Baskurt, M.D., Ph.D.,1 and Herbert J. Meiselman, Sc.D., Seminars in Thrombosis and Hemostasis, volume 29, number 5, 2003]에 기술된 바와 같은 헤마토크릿과 점도 사이의 알려진 관계에 기초하여 헤마토크릿을 도출하기 위해 사용될 수 있다.
이전에 기술된 바와 같이, 마이크로컨트롤러 또는 동등한 마이크로프로세서(그리고 예를 들어 도 2b의 프로세서(300)와 같은, 마이크로컨트롤러가 의도된 환경에서 의도된 목적을 위해 기능하도록 허용하는 관련 구성요소)가 본 명세서에 기술된 방법 및 기술을 수행하기 위해 컴퓨터 코드 또는 소프트웨어 명령어와 함께 이용될 수 있다. 본 출원인은 도 2b의 예시적인 마이크로컨트롤러(300)(프로세서(300)의 기능적 작동을 위한 적합한 구성요소와 함께)에 도 6 및 도 7의 논리 다이어그램을 나타내는 컴퓨터 소프트웨어가 로딩되거나 펌웨어가 내장되고, 마이크로컨트롤러(300)가 관련 커넥터(220) 및 인터페이스(306)와 그 등가물과 함께,
(a) 검사 시퀀스 동안 바이오센서 상에 침착된 샘플에 제1 및 제2 입력 신호들을 인가하기 위한 수단;
(b) 제1 및 제2 입력 신호들 중 하나의 출력 신호들로부터 샘플의 물리적 특성을 측정하기 위한 수단;
(c) 제1 및 제2 입력 신호들 중 다른 하나에 기초하여 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시점들 중 하나에서 추정 포도당 농도를 도출하기 위한 수단;
(d) 물리적 특성과 추정 포도당 농도에 기초하여 바이오센서의 신규 파라미터를 생성하기 위한 수단; 및
(e) 바이오센서의 신규 파라미터와 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치 또는 다른 시간 위치에서의 출력 신호에 기초하여 포도당 농도를 계산하기 위한 수단인 것을 언급한다.
특히, 기능 (a) 내지 (e)를 수행하기 위한 수단(그리고 그 하드웨어 또는 소프트웨어 등가물)이 제1 기술을 위한 모듈(602, 604, 606, 608, 610); 제2 기술을 위한 모듈(602, 604, 606, 614, 616, 618); 및 제3 기술을 위한 모듈(602, 604, 606, 608, 610, 622, 624)을 포함하는 것에 유의하여야 한다.
또한, 본 발명이 특정 변형 및 예시적인 도면에 의하여 기술되었지만, 당업자는 본 발명이 기술된 변형 또는 도면으로 제한되지 않음을 인식할 것이다. 또한, 전술된 방법들 및 단계들이 소정 순서로 일어나는 소정 이벤트들을 나타내는 경우, 소정 단계들은 기술된 순서로 수행될 필요가 없고, 그 단계들이 실시예가 그의 의도된 목적을 위해 기능하는 것을 허용하는 한 임의의 순서로 수행되는 것으로 의도된다. 따라서, 본 발명의 사상 내에 있거나 특허청구범위에서 확인되는 본 발명과 동등한 본 발명의 변형이 존재하는 경우, 본 특허는 이러한 변동을 또한 포함하는 것으로 의도된다.
실시예
하기의 실시예는 청구될 수 있거나 청구되지 않을 수 있다:
실시예 1. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 유체 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
분석물 검사 시퀀스를 시작하기 위해 유체 샘플을 적어도 하나의 전극 상에 침착시키는 단계; 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위해 샘플에 신호를 인가하는 단계;
샘플의 물리적 변환을 유발시키기 위해 샘플에 다른 신호를 도입하는 단계; 샘플의 물리적 변환으로 인해 전극들 중 적어도 하나로부터 적어도 하나의 출력 신호를 측정하는 단계;
바이오센서의 적어도 하나의 사전결정된 파라미터와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서의 적어도 하나의 출력 신호로부터 추정 분석물 농도를 획득하는 단계;
샘플의 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 제1 파라미터 계수를 생성하는 단계;
바이오센서의 제1 파라미터 계수와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 적어도 하나의 출력 신호에 기초하여 제1 분석물 농도를 계산하는 단계;
추정 분석물 농도와 샘플의 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 제2 파라미터 계수를 생성하는 단계;
바이오센서의 제2 파라미터 계수와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 적어도 하나의 출력 신호에 기초하여 제2 분석물 농도를 계산하는 단계;
제1 분석물 농도와 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 제3 파라미터 계수를 생성하는 단계;
바이오센서의 제3 파라미터 계수와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 적어도 하나의 출력 신호에 기초하여 제3 분석물 농도를 계산하는 단계; 및
제1, 제2 및 제3 분석물 농도들 중 적어도 하나를 통지하는 단계를 포함하는 방법.
실시예 2. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 유체 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
샘플의 침착시 분석물 검사 시퀀스를 시작하는 단계; 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위해 샘플에 신호를 인가하는 단계;
샘플의 물리적 변환을 유발시키기 위해 샘플에 다른 신호를 도입하는 단계;
샘플의 물리적 변환으로 인해 전극들 중 적어도 하나로부터 적어도 하나의 출력 신호를 측정하는 단계;
검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 적어도 하나의 출력 신호로부터 추정 분석물 농도를 도출하는 단계;
추정 분석물 농도와 샘플의 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 신규 파라미터를 획득하는 단계;
바이오센서의 신규 파라미터와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치 또는 다른 시간 위치에서 측정된 출력 신호에 기초하여 분석물 농도를 계산하는 단계; 및
분석물 농도를 통지하는 단계를 포함하는 방법.
실시예 3. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 유체 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
바이오센서 상에의 샘플의 침착시 분석물 검사 시퀀스를 시작하는 단계; 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위해 샘플에 신호를 인가하는 단계;
샘플의 물리적 변환을 유발시키기 위해 샘플에 다른 신호를 도입하는 단계;
샘플의 물리적 변환으로 인해 전극들 중 적어도 하나로부터 적어도 하나의 출력 신호를 측정하는 단계;
샘플의 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 제1 신규 배치 파라미터를 생성하는 단계;
바이오센서의 제1 신규 배치 파라미터와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나에서 측정된 출력 신호에 기초하여 제1 분석물 농도를 계산하는 단계; 및
제1 분석물 농도를 통지하는 단계를 포함하는 방법.
실시예 4. 실시예 3의 방법에서,
물리적 특성과 제1 분석물 농도에 기초하여 바이오센서의 제3 파라미터를 생성하는 단계;
바이오센서의 제3 파라미터와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 출력 신호에 기초하여 제3 분석물 농도를 계산하는 단계; 및
제1 분석물 농도 대신에 제3 분석물 농도를 통지하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
실시예 5. 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 한 실시예의 방법에서, 바이오센서의 파라미터는 배치 기울기를 포함하고, 바이오센서의 신규 파라미터는 신규 배치 기울기를 포함하는 방법.
실시예 6. 실시예 5의 방법에서, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 순서로 수행될 수 있는 방법.
실시예 7. 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 한 실시예의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
실시예 8. 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 한 실시예의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정될 수 있도록 하는 단계를 포함하고, 물리적 특성은 샘플의 점도, 헤마토크릿, 온도 및 밀도 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 방법.
실시예 9. 실시예 5의 방법에서, 물리적 특성은 샘플의 헤마토크릿을 나타내는 임피턴스 특성을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
실시예 10. 실시예 9의 방법에서, 샘플의 임피던스 특성은 하기의 형태의 수학식으로 결정될 수 있는 방법:
[수학식 4.2]
Figure 112014070314497-pct00020
여기서:
IC는 임피던스 특성을 나타내고;
M은 측정된 임피던스의 크기 | Z |를 나타내며(옴 단위);
P는 입력 및 출력 신호들 사이의 위상차를 나타내고(도 단위);
y1은 약 -3.2e-08 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%일 수 있으며(그리고 입력 신호의 주파수에 따라 0일 수 있음);
y2는 약 4.1e-03 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%일 수 있고(그리고 입력 신호의 주파수에 따라 0 또는 심지어 음수일 수 있음);
y3는 약 -2.5e+01 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%일 수 있으며;
y4는 약 1.5e-01 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%일 수 있고(그리고 입력 신호의 주파수에 따라 0 또는 심지어 음수일 수 있음);
y5는 약 5.0 및 그 제공된 수치 값의 ±10%, 5% 또는 1%일 수 있음(그리고 입력 신호의 주파수에 따라 0 또는 심지어 음수일 수 있음).
실시예 11. 실시예 9의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호들을 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮을 수 있는 방법.
실시예 12. 실시예 11의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮을 수 있는 방법.
실시예 13. 실시예 11 또는 실시예 12의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 250 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
실시예 14. 실시예 5의 방법에서, 검사 시퀀스 동안 적어도 하나의 출력 신호를 측정하기 위한 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 약 2.5초일 수 있는 방법.
실시예 15. 실시예 14의 방법에서, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 2.5초의 시점과 중첩되는 시간 구간을 포함하는 방법.
실시예 16. 실시예 5의 방법에서, 검사 시퀀스 동안 적어도 하나의 출력 신호를 측정하기 위한 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 약 5초의 시점일 수 있는 방법.
실시예 17. 실시예 5의 방법에서, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작으로부터 5초 미만의 임의의 시점을 포함하는 방법.
실시예 18. 실시예 5의 방법에서, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작으로부터 10초 미만의 임의의 시점을 포함하는 방법.
실시예 19. 실시예 17 또는 실시예 18의 방법에서, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 2.5초의 시점과 중첩되는 시간 구간을 포함하고, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 5초의 시점과 중첩되는 시간 구간을 포함하는 방법.
실시예 20. 실시예 1 또는 실시예 2의 방법에서, 추정 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식으로부터 계산될 수 있는 방법:
Figure 112014070314497-pct00021
여기서
G1은 제1 분석물 농도를 나타내고;
IE는 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 바이오센서로부터의 총 출력 신호를 나타내며;
P1은 바이오센서의 절편 파라미터를 나타내고, 여기서 P1은 약 475 나노암페어일 수 있으며;
P2는 바이오센서의 기울기 파라미터를 나타내고, 여기서 P2는 약 9.5 나노암페어/(mg/dL)일 수 있음.
실시예 21. 실시예 1의 방법에서, 제1 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식으로부터 계산될 수 있는 방법:
Figure 112014070314497-pct00022
여기서
G1은 제1 분석물 농도를 나타내고;
IE는 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 바이오센서로부터의 총 출력 신호를 나타내며;
P1은 바이오센서의 절편 파라미터를 나타내고, 여기서 P1은 약 475 나노암페어일 수 있으며;
P2는 바이오센서의 기울기 파라미터를 나타내고, 여기서 P2는 약 9.5 나노암페어/(mg/dL)일 수 있으며;
x2는 샘플의 물리적 특성에 기초한 바이오센서 파라미터 계수를 나타냄.
실시예 22. 실시예 1 또는 실시예 2의 방법에서, 제2 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식으로 계산될 수 있는 방법:
Figure 112014070314497-pct00023
G2는 제2 분석물 농도를 나타내고;
IE는 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치 또는 다른 시간 위치에서 측정된 바이오센서로부터의 총 출력 신호를 나타내며;
P1은 바이오센서의 절편 파라미터를 나타내고, 여기서 P1은 약 475 나노암페어일 수 있으며;
P2는 바이오센서의 기울기 파라미터를 나타내고, 여기서 P2는 약 9.5 나노암페어/(mg/dL)일 수 있으며;
x 3 는 샘플의 물리적 특성 및 추정 분석물 농도 둘 모두에 기초한 행렬로부터의 계수를 나타냄.
실시예 23. 실시예 1 또는 실시예 4의 방법에서, 제3 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식으로 계산될 수 있는 방법:
Figure 112014070314497-pct00024
G3는 제3 분석물 농도를 나타내고;
IE는 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치 또는 다른 시간 위치에서 측정된 바이오센서로부터의 총 출력 신호를 나타내며;
P1은 바이오센서의 절편 파라미터를 나타내고, 여기서 P1은 약 475 나노암페어일 수 있으며;
P2는 바이오센서의 기울기 파라미터를 나타내고, 여기서 P2는 약 9.5 나노암페어/(mg/dL)일 수 있으며;
x 3 는 샘플의 물리적 특성 및 제1 분석물 농도 둘 모두에 기초한 행렬로부터의 계수를 나타냄.
실시예 24. 실시예 5의 방법에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치되는 방법.
실시예 25. 선행하는 실시예들 중 어느 한 실시예의 방법에서, 적어도 2개의 전극들은 물리적 특성과 분석물 농도를 측정하기 위한 2개의 전극들을 포함하는 방법.
실시예 26. 선행하는 실시예들 중 어느 한 실시예의 방법에서, 적어도 2개의 전극들은 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위한 적어도 2개의 전극들의 제1 세트와 분석물 농도를 결정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극들의 제2 세트를 포함하는 방법.
실시예 27. 실시예 25 또는 실시예 26의 방법에서, 모든 전극들은 바이오센서의 기판에 의해 한정되는 동일한 평면 상에 배치되는 방법.
실시예 28. 실시예 26의 방법에서, 제3 전극이 적어도 2개의 전극들의 제1 세트에 근접하게 배치되고 적어도 2개의 다른 전극들의 제2 세트에 접속될 수 있는 방법.
실시예 29. 실시예 25 내지 실시예 27 중 어느 한 실시예의 시스템에서, 시약이 적어도 2개의 다른 전극들에 근접하게 배치될 수 있고, 적어도 2개의 전극들 상에는 시약이 배치되지 않을 수 있는 시스템.
실시예 31. 분석물 측정 시스템으로서,
검사 스트립으로서,
기판;
각각의 전극 커넥터들에 접속되는 복수의 전극들을 포함하는, 검사 스트립; 및
분석물 측정기로서,
하우징;
검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터; 및
검사 시퀀스 동안 복수의 전극들로부터 전기 신호들을 감지하거나 전기 신호들을 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함하는, 분석물 측정기를 포함하고,
마이크로프로세서는 검사 시퀀스 동안,
(a) 샘플의 침착시 분석물 검사 시퀀스를 시작하도록;
(b) 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위해 샘플에 신호를 인가하도록;
(c) 샘플에 다른 신호를 도입하도록;
(d) 전극들 중 적어도 하나로부터 적어도 하나의 출력 신호를 측정하도록;
(e) 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 적어도 하나의 출력 신호로부터 추정 분석물 농도를 도출하도록;
(f) 추정 분석물 농도와 샘플의 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 신규 파라미터를 획득하도록;
(g) 바이오센서의 신규 파라미터와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치 또는 다른 시간 위치에서 측정된 출력 신호에 기초하여 분석물 농도를 계산하도록; 그리고
(h) 분석물 농도를 통지하도록 구성될 수 있는 시스템.
실시예 32. 실시예 31의 시스템에서, 복수의 전극들은 물리적 특성을 측정하기 위한 적어도 2개의 전극들과 분석물 농도를 측정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극들을 포함하는 시스템.
실시예 33. 실시예 32의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치되는 시스템.
실시예 34. 실시예 31의 시스템에서, 복수의 전극들은 물리적 특성과 분석물 농도를 측정하기 위한 2개의 전극들을 포함하는 시스템.
실시예 35. 실시예 31 내지 실시예 34 중 어느 한 실시예의 시스템에서, 모든 전극들은 기판에 의해 한정되는 동일한 평면 상에 배치되는 시스템.
실시예 36. 실시예 31 내지 실시예 35 중 어느 한 실시예의 시스템에서, 시약이 적어도 2개의 다른 전극들에 근접하게 배치될 수 있고, 적어도 2개의 전극들 상에는 시약이 배치되지 않을 수 있는 시스템.
실시예 37. 실시예 31의 시스템에서, 검사 시퀀스 동안 적어도 하나의 출력 신호를 측정하기 위한 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 약 2.5초일 수 있는 시스템.
실시예 38. 실시예 31의 시스템에서, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 2.5초의 시점과 중첩되는 시간 구간을 포함하는 시스템.
실시예 39. 실시예 31의 시스템에서, 검사 시퀀스 동안 적어도 하나의 출력 신호를 측정하기 위한 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 약 5초의 시점일 수 있는 시스템.
실시예 40. 실시예 31의 시스템에서, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작으로부터 5초 미만의 임의의 시점을 포함하는 시스템.
실시예 41. 실시예 31의 시스템에서, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작으로부터 10초 미만의 임의의 시점을 포함하는 시스템.
실시예 42. 실시예 40 또는 실시예 41의 시스템에서, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 2.5초의 시점과 중첩되는 시간 구간을 포함하고, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 5초의 시점과 중첩되는 시간 구간을 포함하는 시스템.
실시예 43. 포도당 측정기로서,
하우징;
바이오센서의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터; 및
(a) 검사 시퀀스 동안 바이오센서 상에 침착된 샘플에 제1 및 제2 입력 신호들을 인가하기 위한 수단;
(b) 제1 및 제2 입력 신호들 중 하나의 출력 신호들로부터 샘플의 물리적 특성을 측정하기 위한 수단;
(c) 제1 및 제2 입력 신호들 중 다른 하나에 기초하여 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나에서 추정 포도당 농도를 도출하기 위한 수단;
(d) 물리적 특성과 추정 포도당 농도에 기초하여 바이오센서의 신규 파라미터를 생성하기 위한 수단; 및
(e) 바이오센서의 신규 파라미터와 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치 또는 다른 시간 위치에서의 출력 신호에 기초하여 포도당 농도를 계산하기 위한 수단; 및
상기 수단으로부터의 포도당 농도의 출력을 제공하기 위한 표시기를 포함하는 측정기.
실시예 44. 실시예 43의 측정기에서, 측정하기 위한 수단은 바이오센서에 제1 교류 신호를 인가하기 위한 그리고 바이오센서에 제2 일정 신호를 인가하기 위한 수단을 포함하는 측정기.
실시예 45. 실시예 43의 측정기에서, 도출하기 위한 수단은 검사 시퀀스의 시작으로부터 사전결정된 샘플링 시점에 기초하여 분석물 농도를 추정하기 위한 수단을 포함하는 측정기.
실시예 46. 실시예 43의 측정기에서, 생성하기 위한 수단은 물리적 특성을 추정 포도당 농도 및 바이오센서의 신규 파라미터와 상관시키기 위한 수단을 포함하는 측정기.
실시예 47. 실시예 43의 측정기에서, 계산하기 위한 수단은 바이오센서의 신규 파라미터와 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 시간 위치에서 측정된 전류로부터 포도당 농도를 결정하는 것을 포함하는 측정기.
실시예 48. 실시예 47의 측정기에서, 복수의 시점 중 하나의 시점은 검사 시퀀스의 시작으로부터 약 2.5초의 시점을 포함하고, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작으로부터 약 5초의 시점을 포함하는 측정기.
실시예 49. 실시예 47의 측정기에서, 복수의 시점 중 하나의 시점은 검사 시퀀스의 시작으로부터 약 2.5초의 시간 구간을 포함하고, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작으로부터 약 5초의 시간 구간을 포함하는 측정기.
실시예 50. 검사 스트립의 증가된 정확도를 입증하는 방법으로서,
검사 스트립들의 배치를 제공하는 단계;
검사 시퀀스를 시작하기 위해 기준 농도의 분석물을 함유한 기준 샘플을 검사 스트립들의 배치의 각각의 검사 스트립에 도입하는 단계;
2개의 전극들에 근접하여 분석물의 물리적 변환을 유발시키기 위해 분석물을 각각의 검사 스트립 상의 시약과 반응시키는 단계;
기준 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위해 기준 샘플에 신호를 인가하는 단계;
기준 샘플에 다른 신호를 도입하는 단계; 검사 스트립으로부터 적어도 하나의 출력 신호를 측정하는 단계;
검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 적어도 하나의 출력 신호로부터 기준 샘플의 추정 분석물 농도를 도출하는 단계;
기준 샘플의 추정 분석물 농도와 기준 샘플의 물리적 특성에 기초하여 검사 스트립의 신규 파라미터를 획득하는 단계;
검사 스트립들의 배치의 각각의 검사 스트립에 대한 분석물 농도 값을 제공하기 위해 검사 스트립의 신규 파라미터와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 시간 위치에서 측정된 출력 신호에 기초하여 기준 샘플의 분석물 농도를 계산하되, 검사 스트립들의 배치의 최종 분석물 농도 값들의 95% 이상이 기준 분석물 농도의 ±15% 내에 있도록 계산하는 단계를 포함하는 방법.
실시예 51. 실시예 50의 방법에서, 포도당 농도의 86% 이상이 100 mg/dL 이상의 이들 포도당 농도에 대해 ±15% 내에 있는 방법.
실시예 52. 실시예 50 또는 실시예 51의 방법에서, 바이오센서의 파라미터는 배치 기울기를 포함하고, 바이오센서의 신규 파라미터는 신규 배치 기울기를 포함하는 방법.
실시예 53. 실시예 52의 방법에서, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 순서로 수행될 수 있는 방법.
실시예 54. 실시예 50 또는 실시예 51의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
실시예 55. 실시예 50 또는 실시예 51의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정될 수 있도록 하는 단계를 포함하고, 물리적 특성은 샘플의 점도, 헤마토크릿, 온도 및 밀도 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 방법.
실시예 56. 실시예 52의 방법에서, 물리적 특성은 샘플의 헤마토크릿을 나타내는 임피던스 특성을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
실시예 57. 실시예 56의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮을 수 있는 방법.
실시예 58. 실시예 57의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮을 수 있는 방법.
실시예 59. 실시예 57 또는 실시예 58의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 250 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
실시예 60. 실시예 52의 방법에서, 검사 시퀀스 동안 적어도 하나의 출력 신호를 측정하기 위한 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 약 2.5초일 수 있는 방법.
실시예 61. 실시예 60의 방법에서, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 2.5초의 시점과 중첩되는 시간 구간을 포함하는 방법.
실시예 62. 실시예 61의 방법에서, 검사 시퀀스 동안 적어도 하나의 출력 신호를 측정하기 위한 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 약 5초의 시점일 수 있는 방법.
실시예 63. 실시예 52의 방법에서, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작으로부터 5초 미만의 임의의 시점을 포함하는 방법.
실시예 64. 실시예 52의 방법에서, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작으로부터 10초 미만의 임의의 시점을 포함하는 방법.
실시예 65. 실시예 63 또는 실시예 64의 방법에서, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 2.5초의 시점과 중첩되는 시간 구간을 포함하고, 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 시간 위치는 검사 시퀀스의 시작 후 5초의 시점과 중첩되는 시간 구간을 포함하는 방법.
실시예 66. 포도당 검사 스트립으로서,
기판:
기판 상에 배치되고 각각의 전극 커넥터들에 접속되는 복수의 전극들;
적어도 복수의 전극들 중 적어도 하나 상에 배치되는 시약으로서, 전극들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 전극 상에 침착된 유체 샘플의 물리적 특성을 감지하도록 구성되고, 전극들 중 적어도 다른 전극은 샘플에 입력 신호의 인가시 샘플로부터 출력 신호를 측정하도록 구성되는, 시약; 및
포도당 측정기와 함께 사용하기 위한 지시물로서, 지시물은 사용자에게 검사 스트립의 전극 커넥터들을 포도당 측정기의 검사 스트립 포트에 삽입하도록 하기 위한 표지를 포함하고, 측정기는 검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터, 및 검사 시퀀스 동안 검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속된 검사 스트립의 복수의 전극들로부터 전기 신호들을 감지하거나 전기 신호들을 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함하며, 지시물은 마이크로프로세서가 (a) 샘플의 침착시 분석물 검사 시퀀스를 시작하도록; (b) 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위해 샘플에 신호를 인가하도록; (c) 샘플에 다른 신호를 도입하도록; (d) 전극들 중 적어도 하나로부터 적어도 하나의 출력 신호를 측정하도록; (e) 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 적어도 하나의 출력 신호로부터 추정 분석물 농도를 도출하도록; (f) 추정 분석물 농도와 샘플의 물리적 특성에 기초하여 바이오센서의 신규 파라미터를 획득하도록; (g) 바이오센서의 신규 파라미터와 검사 시퀀스의 시작으로부터 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치 또는 다른 시간 위치에서 측정된 출력 신호에 기초하여 분석물 농도를 계산하도록; 그리고 (h) 분석물 농도를 통지하도록 작동가능하도록 사용자에게 복수의 전극들 중 적어도 하나에 근접하게 유체 샘플을 침착시키도록 하기 위한 표지를 추가로 포함하는, 지시물을 포함하는 포도당 검사 스트립.
실시예 67. 실시예 1 내지 실시예 66 중 어느 한 실시예의 방법, 시스템, 측정기, 검사 스트립 또는 바이오센서에서, H로 표시되는 물리적 특성은 하기의 형태의 수학식에 의해 결정되는 임피던스 특성과 대체로 동일한 방법, 시스템, 측정기, 검사 스트립 또는 바이오센서:
Figure 112014070314497-pct00025
여기서:
IC는 임피던스 특성을 나타내고;
M은 측정된 임피던스의 크기 | Z |를 나타내며(옴 단위);
P는 입력 및 출력 신호들 사이의 위상차를 나타내고(도 단위);
y1은 약 -3.2e-08이며;
y2는 약 4.1e-03이고;
y3는 약 -2.5e+01이며;
y4는 약 1.5e-01이고;
y5는 약 5.0임.
실시예 68. 실시예 1 내지 실시예 66 중 어느 한 실시예의 방법, 시스템, 측정기, 검사 스트립 또는 바이오센서에서, H로 표시되는 물리적 특성은 하기의 형태의 수학식에 의해 결정되는 임피던스 특성과 대체로 동일한 방법, 시스템, 측정기, 검사 스트립 또는 바이오센서:
Figure 112014070314497-pct00026
여기서;
IC는 임피던스 특성을 나타내고[%]; M은 임피던스의 크기를 나타내며[옴];
y1은 약 1.2292e1이고;
y2는 약 -4.3431e2이며;
y3는 약 3.5260e4임.
본 발명의 추가의 태양
섹션 "A"
미국 가특허 출원 제61/581,087호(대리인 문서 번호 DDI5220USPSP)에 본래 제시되었던 하기의 태양은 본 개시 내용의 일부를 형성한다:
1. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
분석물 검사 시퀀스를 시작하기 위해 생리학적 샘플을 적어도 2개의 전극들 상에 침착시키는 단계;
샘플의 물리적 특성을 측정하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계;
하기의 형태의 수학식으로부터 측정된 물리적 특성에 기초하여 시약에 대한 배치 기울기를 도출하는 단계:
x = aH 2 + bH + c
여기서 x는 도출된 배치 기울기를 나타내고,
H는 측정된 또는 추정된 헤마토크릿이며,
a는 약 1.4e-6을 나타내고,
b는 약 -3.8e-4을 나타내며,
c는 약 3.6e-2을 나타냄;
샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계;
적어도 2개의 전극들 중 적어도 하나로부터 출력 전류를 측정하는 단계; 및
하기의 형태의 수학식으로 측정된 출력 전류와 도출된 배치 기울기에 기초하여 분석물 농도를 계산하는 단계를 포함하는 방법:
Figure 112014070314497-pct00027
여기서
G0는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 사전결정된 시간에 측정된 말기 전류들의 합으로부터 결정된 전류(분석물 농도에 비례함)를 나타내며,
절편은 바이오센서들의 배치에 대한 교정 파라미터를 나타내고,
x는 도출 단계로부터의 도출된 배치 기울기를 나타냄.
2. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
분석물 검사 시퀀스를 시작하기 위해 생리학적 샘플을 적어도 2개의 전극들 상에 침착시키는 단계;
샘플의 물리적 특성을 측정하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계;
측정된 물리적 특성에 기초하여 시약에 대한 배치 기울기를 도출하는 단계;
샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계;
적어도 2개의 전극들 중 적어도 하나로부터 출력 전류를 측정하는 단계; 및
샘플의 측정된 물리적 특성으로부터 측정된 출력 전류와 도출된 배치 기울기에 기초하여 분석물 농도를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
3. 태양 A1 또는 태양 A2의 방법에서, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 순서로 수행되는 방법.
4. 태양 A1 또는 태양 A2의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
5. 태양 A1 또는 태양 A2의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
6. 태양 A1 또는 태양 A2의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 광학 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 광학 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
7. 태양 A5 또는 태양 A6의 방법에서, 물리적 특성은 헤마토크릿을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
8. 태양 A5 또는 태양 A6의 방법에서, 물리적 특성은 샘플의 점도, 헤마토크릿 및 밀도 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
9. 태양 A5의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮은 방법.
10. 태양 A9의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮은 방법.
11. 태양 A10의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 90 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
12. 태양 A2의 방법에서, 도출하는 단계는 하기의 형태의 수학식으로부터 배치 기울기를 계산하는 단계를 포함하는 방법:
x = aH 2 + bH + c
여기서 x는 도출 단계로부터의 도출된 배치 기울기를 나타내고,
H는 측정된 또는 추정된 헤마토크릿이며,
a는 약 1.4e-6을 나타내고,
b는 약 -3.8e-4을 나타내며,
c는 약 3.6e-2을 나타냄.
13. 태양 A12의 방법에서, 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식을 이용하는 단계를 포함하는 방법:
Figure 112014070314497-pct00028
여기서
G0는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 검사 시퀀스의 시작 후 약 5초의 사전결정된 시간에 측정된 말기 전류들의 합으로부터 결정된 전류(분석물 농도에 비례함)를 나타내며,
절편은 바이오센서들의 배치에 대한 교정 파라미터를 나타내고,
x는 도출 단계로부터의 도출된 배치 기울기를 나타냄.
14. 분석물 측정 시스템으로서,
검사 스트립으로서,
기판;
각각의 전극 커넥터들에 접속되는 복수의 전극들을 포함하는, 검사 스트립; 및
분석물 측정기로서,
하우징;
검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터; 및
검사 시퀀스 동안 복수의 전극들로부터 전기 신호들을 감지하거나 전기 신호들을 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함하는, 분석물 측정기를 포함하고, 마이크로프로세서는 검사 시퀀스 동안, (a) 생리학적 유체 샘플의 물리적 특성에 의해 규정되는 배치 기울기가 도출되도록 복수의 전극들에 제1 전기 신호를 인가하도록 그리고 (b) 도출된 배치 기울기에 기초하여 분석물 농도가 결정되도록 복수의 전극들에 제2 전기 신호를 인가하도록 구성되는 시스템.
15. 태양 A14의 시스템에서, 복수의 전극들은 물리적 특성을 측정하기 위한 적어도 2개의 전극들과 분석물 농도를 측정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극들을 포함하는 시스템.
16. 태양 A14의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치되는 시스템.
17. 태양 A14의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 상이한 챔버들 내에 배치되는 시스템.
18. 태양 A14의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들은 물리적 특성과 분석물 농도를 측정하기 위한 2개의 전극들을 포함하는 시스템.
19. 태양 A16, 태양 A17 또는 태양 A18의 시스템에서, 모든 전극들은 기판에 의해 한정되는 동일한 평면 상에 배치되는 시스템.
20. 태양 A17 또는 태양 A18의 시스템에서, 시약이 적어도 2개의 다른 전극들에 근접하게 배치되고, 적어도 2개의 전극들 상에는 시약이 배치되지 않는 시스템.
21. 태양 A14의 시스템에서, 배치 기울기는 하기의 형태의 수학식으로부터 계산되는 시스템:
x = aH 2 + bH + c
여기서 x는 도출 단계로부터의 도출된 배치 기울기를 나타내고,
H는 측정된 또는 추정된 헤마토크릿을 나타내며,
a는 약 1.4e-6을 나타내고,
b는 약 -3.8e-4을 나타내며,
c는 약 3.6e-2을 나타냄.
22. 태양 A21의 시스템에서, 분석물 농도는 하기의 형태의 수학식으로부터 결정되는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00029
여기서
G0는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 사전결정된 시간에 측정된 말기 전류들의 합으로부터 결정된 전류(분석물 농도에 비례함)를 나타내며,
절편은 검사 스트립들의 배치에 대한 교정 파라미터를 나타내고,
x는 도출 단계로부터의 도출된 배치 기울기를 나타냄.
23. 분석물 측정 시스템으로서,
검사 스트립으로서,
기판;
각각의 전극 커넥터들에 접속되는 복수의 전극들을 포함하는, 검사 스트립; 및
분석물 측정기로서,
하우징;
검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터; 및
복수의 전극들로부터 전기 신호들을 감지하거나 전기 신호들을 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함하는, 분석물 측정기를 포함하고, 마이크로프로세서는 검사 시퀀스 동안, (a) 생리학적 유체 샘플의 물리적 특성에 의해 규정되는 배치 기울기가 도출되도록 복수의 전극들에 제1 전기 신호를 인가하도록 그리고 (b) 검사 시퀀스의 시작의 약 10초 내에 샘플의 물리적 특성으로부터 획득된 도출된 배치 기울기에 기초하여 분석물 농도가 결정되도록 복수의 전극들에 제2 전기 신호를 인가하도록 구성되는 시스템.
24. 태양 A23의 시스템에서, 복수의 전극들은 물리적 특성을 측정하기 위한 적어도 2개의 전극들과 분석물 농도를 측정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극들을 포함하는 시스템.
25. 태양 A23의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치되는 시스템.
26. 태양 A23의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 상이한 챔버들 내에 배치되는 시스템.
27. 태양 A23의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들은 물리적 특성과 분석물 농도를 측정하기 위한 2개의 전극들을 포함하는 시스템.
28. 태양 A24, 태양 A25 또는 태양 A26의 시스템에서, 모든 전극들은 기판에 의해 한정되는 동일한 평면 상에 배치되는 시스템.
29. 태양 A23 또는 태양 A24의 시스템에서, 시약이 적어도 2개의 다른 전극들에 근접하게 배치되고, 적어도 2개의 전극들 상에는 시약이 배치되지 않는 시스템.
30. 태양 A23의 시스템에서, 배치 기울기는 하기의 형태의 수학식으로부터 계산되는 시스템:
x = aH 2 + bH + c
여기서 x는 도출 단계로부터의 도출된 배치 기울기를 나타내고,
H는 측정된 또는 추정된 헤마토크릿을 나타내며,
a는 약 1.4e-6을 나타내고,
b는 약 -3.8e-4을 나타내며,
c는 약 3.6e-2을 나타냄.
31. 태양 A30의 시스템에서, 분석물 농도는 하기의 형태의 수학식으로부터 계산되는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00030
여기서
G0는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 사전결정된 시간에 측정된 말기 전류들의 합으로부터 결정된 전류(분석물 농도에 비례함)를 나타내며,
절편은 검사 스트립들의 배치에 대한 교정 파라미터를 나타내고,
x는 도출 단계로부터의 도출된 배치 기울기를 나타냄.
32. 검사 스트립의 증가된 정확도를 획득하는 방법으로서,
검사 스트립들의 배치를 제공하는 단계;
검사 시퀀스를 개시하기 위해 기준 농도의 분석물을 함유한 기준 샘플을 검사 스트립들의 배치 각각에 도입하는 단계;
2개의 전극들 사이에서 분석물의 물리적 변환을 유발시키기 위해 분석물을 검사 스트립 상의 시약과 반응시키는 단계;
기준 샘플의 물리적 특성을 결정하는 단계;
기준 샘플의 결정된 물리적 특성에 기초하여 검사 스트립들의 배치에 대한 배치 기울기를 도출하는 단계;
검사 시퀀스 동안 사전결정된 시점에서 기준 샘플의 전기 출력을 샘플링하는 단계;
검사 스트립들의 배치 각각에 대한 최종 분석물 농도 값을 제공하기 위해 규정된 배치 기울기와 샘플링된 전기 출력에 기초하여 분석물 농도를 계산하되, 검사 스트립들의 배치의 최종 분석물 농도 값들의 95% 이상이 기준 분석물 농도의 ±15% 내에 있도록 계산하는 단계를 포함하는 방법.
33. 태양 A32의 방법에서, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 순서로 수행되는 방법.
34. 태양 A32의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
35. 태양 A32의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
36. 태양 A32의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 광학 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 광학 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
37. 태양 A35 또는 태양 A36의 방법에서, 물리적 특성은 헤마토크릿을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
38. 태양 A35 또는 태양 A36의 방법에서, 물리적 특성은 점도, 헤마토크릿 및 밀도 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
39. 태양 A34의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮은 방법.
40. 태양 A39의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮은 방법.
41. 태양 A40의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 90 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
42. 태양 A32의 방법에서, 도출하는 단계는 하기의 형태의 수학식으로부터 배치 기울기를 계산하는 단계를 포함하는 방법:
x = aH 2 + bH + c
여기서 x는 도출 단계로부터의 도출된 배치 기울기를 나타내고,
H는 측정된 또는 추정된 헤마토크릿을 나타내며,
a는 약 1.4e-6을 나타내고,
b는 약 -3.8e-4을 나타내며,
c는 약 3.6e-2을 나타냄.
43. 태양 A42의 방법에서, 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식을 이용하는 단계를 포함하는 방법:
Figure 112014070314497-pct00031
여기서
G0는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 사전결정된 시간에 측정된 말기 전류들의 합으로부터 결정된 전류(분석물 농도에 비례함)를 나타내며,
절편은 검사 스트립들의 배치에 대한 교정 파라미터를 나타내고,
x는 도출 단계로부터의 도출된 배치 기울기를 나타냄.
44. 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
생리학적 샘플을 바이오센서 상에 침착시키는 단계;
분석물을 상이한 재료로 변환시키기 위해 샘플에 전기 신호들을 인가하는 단계;
샘플의 물리적 특성을 측정하는 단계;
샘플로부터 신호 출력을 구하는 단계;
측정된 물리적 특성으로부터 바이오센서의 파라미터를 도출하는 단계; 및
바이오센서의 도출된 파라미터와 샘플의 신호 출력에 기초하여 분석물 농도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
45. 태양 A44의 방법에서, 측정하는 단계는 샘플의 물리적 특성을 측정하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계를 포함하는 방법.
46. 태양 A44의 방법에서, 구하는 단계는 샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계를 포함하는 방법.
47. 태양 A46의 방법에서, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 순서로 수행되는 방법.
48. 태양 A46의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
49. 태양 A46의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
50. 태양 A44의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 광학 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 광학 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
51. 태양 A49 또는 태양 A50의 방법에서, 물리적 특성은 헤마토크릿을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
52. 태양 A49 또는 태양 A50의 방법에서, 물리적 특성은 점도, 헤마토크릿 및 밀도 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
53. 태양 A49의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮은 방법.
54. 태양 A53의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮은 방법.
55. 태양 A54의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 90 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
56. 태양 A44의 방법에서, 도출하는 단계는 하기의 형태의 수학식으로부터 배치 기울기를 계산하는 단계를 포함하는 방법:
x = aH 2 + bH + c
여기서 x는 도출 단계로부터의 도출된 배치 기울기를 나타내고,
H는 측정된 또는 추정된 헤마토크릿을 나타내며,
a는 약 1.4e-6을 나타내고,
b는 약 -3.8e-4을 나타내며,
c는 약 3.6e-2을 나타냄.
57. 태양 A56의 방법에서, 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식을 이용하는 단계를 포함하는 방법:
Figure 112014070314497-pct00032
여기서,
G0는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 사전결정된 시간에 측정된 말기 전류들의 합으로부터 결정된 전류(분석물 농도에 비례함)를 나타내며,
절편은 검사 스트립들의 배치에 대한 교정 파라미터를 나타내고,
x는 도출 단계로부터의 도출된 배치 기울기를 나타냄.
섹션 "B"
미국 가특허 출원 제61/581,089호(대리인 문서 번호 DDI5220USPSP1)에 본래 제시되었던 하기의 태양은 본 개시 내용의 일부를 형성한다:
1. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나의 전극 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
분석물 검사 시퀀스를 시작하기 위해 생리학적 샘플을 적어도 2개의 전극들 상에 침착시키는 단계;
샘플의 물리적 특성을 도출하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계;
샘플의 물리적 특성을 획득하는 단계;
획득된 물리적 특성에 기초하여 샘플링 시간을 지정하는 단계;
샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계;
적어도 2개의 전극들 중 적어도 하나의 전극으로부터 지정 샘플링 시간에 출력 전류를 측정하는 단계; 및
측정된 출력 전류에 기초하여 분석물 농도를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
2. 태양 B1의 방법에서, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 순서로 수행되는 방법.
3. 태양 B1의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
4. 태양 B1의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
5. 태양 B1의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 광학 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 광학 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
6. 태양 B4 또는 태양 B5의 방법에서, 물리적 특성은 헤마토크릿을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
7. 태양 B1의 방법에서, 물리적 특성은 샘플의 점도, 헤마토크릿 및 밀도 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
8. 태양 B4의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮은 방법.
9. 태양 B8의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮은 방법.
10. 태양 B9의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 90 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
11. 태양 B1의 방법에서, 지정 샘플링 시간은 하기의 형태의 수학식을 사용하여 계산되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00033
여기서 "지정 샘플링 시간"은 검사 스트립의 출력 신호를 샘플링하기 위한 검사 시퀀스의 시작으로부터의 시점으로 지정되고,
H는 헤마토크릿 형태의 샘플의 물리적 특성을 나타내며;
x 1 은 약 4.3e5이고;
x 2 는 약 -3.9이며;
x 3 는 약 4.8임.
12. 태양 B11의 방법에서, 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식으로 계산되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00034
여기서,
G0는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 지정 샘플링 시간에 측정된 말기 전류들의 합으로부터 결정된 전류(분석물 농도에 비례함)를 나타내며;
기울기는 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타내고;
절편은 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타냄.
13. 분석물 측정 시스템으로서,
검사 스트립으로서,
기판;
각각의 전극 커넥터들에 접속되는 복수의 전극들을 포함하는, 검사 스트립; 및
분석물 측정기로서,
하우징;
검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터; 및
검사 시퀀스 동안 복수의 전극들로부터 전기 신호들을 감지하거나 전기 신호들을 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함하는, 분석물 측정기를 포함하고, 마이크로프로세서는 검사 시퀀스 동안, (a) 생리학적 유체 샘플의 물리적 특성으로부터 결정된 특정 샘플링 시점이 도출되도록 복수의 전극들에 제1 전기 신호를 인가하도록, (b) 복수의 전극들에 제2 전기 신호를 인가하도록, 그리고 (c) 분석물 농도가 결정되도록 지정 샘플링 시점에서 복수의 전극들 중 하나로부터 전류 출력을 측정하도록 구성되는 시스템.
14. 태양 B13의 시스템에서, 복수의 전극들은 물리적 특성을 측정하기 위한 적어도 2개의 전극들과 분석물 농도를 측정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극들을 포함하는 시스템.
15. 태양 B14의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치되는 시스템.
16. 태양 B14의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 상이한 챔버들 내에 배치되는 시스템.
17. 태양 B14의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들은 물리적 특성과 분석물 농도를 측정하기 위한 2개의 전극들을 포함하는 시스템.
18. 태양 B15, 태양 B16 또는 태양 B17의 시스템에서, 모든 전극들은 기판에 의해 한정되는 동일한 평면 상에 배치되는 시스템.
19. 태양 B16 또는 태양 B17의 시스템에서, 시약이 적어도 2개의 다른 전극들에 근접하게 배치되고, 적어도 2개의 전극들 상에는 시약이 배치되지 않는 시스템.
20. 태양 B13의 시스템에서, 지정 샘플링 시간은 하기의 형태의 수학식을 사용하여 계산되는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00035
여기서 "지정 샘플링 시간"은 검사 스트립의 출력 신호를 샘플링하기 위한 검사 시퀀스의 시작으로부터의 시점으로 지정되고,
H는 헤마토크릿 형태의 샘플의 물리적 특성을 나타내며;
x 1 은 약 4.3e5를 나타내고;
x 2 는 약 -3.9를 나타내며;
x 3 는 약 4.8을 나타냄.
21. 태양 B20의 시스템에서, 분석물 농도는 하기의 형태의 수학식으로부터 결정되는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00036
여기서
G0는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 지정 샘플링 시간에 측정된 말기 전류들의 합으로부터 결정된 전류(분석물 농도에 비례함)를 나타내며;
기울기는 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타내고;
절편은 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타냄.
22. 분석물 측정 시스템으로서,
검사 스트립으로서,
기판;
각각의 전극 커넥터들에 접속되는 복수의 전극들을 포함하는, 검사 스트립; 및
분석물 측정기로서,
하우징;
검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터; 및
복수의 전극들로부터 전기 신호들을 감지하거나 전기 신호들을 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함하는, 분석물 측정기를 포함하고, 마이크로프로세서는 검사 시퀀스 동안, (a) 생리학적 유체 샘플의 물리적 특성으로부터 결정된 특정 샘플링 시점이 도출되도록 복수의 전극들에 제1 전기 신호를 인가하도록, (b) 복수의 전극들에 제2 전기 신호를 인가하도록, 그리고 (c) 검사 시퀀스의 시작의 약 10초 내에 특정 샘플링 시점에 기초하여 샘플의 분석물 농도가 결정되도록 지정 샘플링 시점에서 복수의 전극들 중 하나로부터 전류 출력을 측정하도록 구성되는 시스템.
23. 태양 B22의 시스템에서, 복수의 전극들은 물리적 특성을 측정하기 위한 적어도 2개의 전극들과 분석물 농도를 측정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극들을 포함하는 시스템.
24. 태양 B23의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치되는 시스템.
25. 태양 B23의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 상이한 챔버들 내에 배치되는 시스템.
26. 태양 B23의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들은 물리적 특성과 분석물 농도를 측정하기 위한 2개의 전극들을 포함하는 시스템.
27. 태양 B23, 태양 B24, 태양 B25 또는 태양 B26의 시스템에서, 모든 전극들은 기판에 의해 한정되는 동일한 평면 상에 배치되는 시스템.
28. 태양 B22 또는 태양 B23의 시스템에서, 시약이 적어도 2개의 다른 전극들에 근접하게 배치되고, 적어도 2개의 전극들 상에는 시약이 배치되지 않는 시스템.
29. 태양 B22의 시스템에서, 지정 샘플링 시간은 하기의 형태의 수학식을 사용하여 계산되는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00037
여기서 "지정 샘플링 시간"은 검사 스트립의 출력 신호를 샘플링하기 위한 검사 시퀀스의 시작으로부터의 시점으로 지정되고,
H는 헤마토크릿 형태의 샘플의 물리적 특성을 나타내며;
x 1 은 약 4.3e5를 나타내고;
x 2 는 약 -3.9를 나타내며;
x 3 는 약 4.8을 나타냄.
30. 태양 B29의 시스템에서, 분석물 농도는 하기의 형태의 수학식으로부터 계산되는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00038
여기서,
G0 는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 지정 샘플링 시간에 측정된 말기 전류들의 합으로부터 결정된 전류(분석물 농도에 비례함)를 나타내며;
기울기는 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타내고;
절편은 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타냄.
31. 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
시약이 그 상에 침착된 바이오센서 상에 생리학적 샘플을 침착시키는 단계;
분석물을 상이한 재료로 변환시키기 위해 샘플과 시약에 전기 신호들을 인가하는 단계;
샘플의 물리적 특성을 획득하는 단계;
획득된 물리적 특성에 기초하여 전류 출력의 샘플링을 위한 시점을 지정하는 단계;
지정 샘플링 시점에서 신호 출력을 측정하는 단계; 및
샘플의 측정된 신호 출력에 기초하여 분석물 농도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
32. 태양 B31의 방법에서, 획득하는 단계는 샘플의 물리적 특성을 도출하기 위해 샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계를 포함하는 방법.
33. 태양 B44의 방법에서, 인가하는 단계는 샘플의 물리적 특성을 도출하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계를 포함하고, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 순서로 수행되는 방법.
34. 태양 B33의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
35. 태양 B33의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
36. 태양 B33의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 광학 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 광학 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
37. 태양 B35 또는 태양 B36의 방법에서, 물리적 특성은 헤마토크릿을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
38. 태양 B36 또는 태양 B37의 방법에서, 물리적 특성은 점도, 헤마토크릿 및 밀도 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
39. 태양 B36의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮은 방법.
40. 태양 B39의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮은 방법.
41. 태양 B40의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 90 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
42. 태양 B31의 방법에서, 지정 샘플링 시간은 하기의 형태의 수학식을 사용하여 계산되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00039
여기서 "지정 샘플링 시간"은 검사 스트립의 출력 신호를 샘플링하기 위한 검사 시퀀스의 시작으로부터의 시점으로 지정되고,
H는 헤마토크릿 형태의 샘플의 물리적 특성을 나타내며;
x 1 은 약 4.3e5를 나타내고;
x 2 는 약 -3.9를 나타내며;
x 3 는 약 4.8을 나타냄.
43. 태양 B42의 방법에서, 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식을 이용하는 단계를 포함하는 방법:
Figure 112014070314497-pct00040
여기서
G0는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 지정 샘플링 시간에 측정된 말기 전류들의 합으로부터 결정된 전류(분석물 농도에 비례함)를 나타내며;
기울기는 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타내고;
절편은 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타냄.
섹션 "C"
미국 가특허 출원 제61/581,099(대리인 문서 번호 DDI5220USPSP2)에 본래 제시되었던 하기의 태양은 본 개시 내용의 일부를 형성한다:
1. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나의 전극 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
분석물 검사 시퀀스를 시작하기 위해 생리학적 샘플을 적어도 2개의 전극들 상에 침착시키는 단계;
샘플의 물리적 특성을 도출하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계;
샘플의 물리적 특성을 획득하는 단계;
획득하는 단계로부터의 물리적 특성에 기초하여 샘플링 시간을 지정하는 단계;
획득하는 단계로부터의 물리적 특성에 기초하여 시약에 대한 배치 기울기를 도출하는 단계;
샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계;
적어도 2개의 전극들 중 적어도 하나의 전극으로부터 지정 샘플링 시간에 출력 신호를 측정하는 단계; 및
지정 샘플링 시간에서의 측정된 출력 신호와 도출된 배치 기울기에 기초하여 분석물 농도를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
2. 태양 C1의 방법에서, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 순서로 수행되는 방법.
3. 태양 C1의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
4. 태양 C1의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
5. 태양 C1의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 광학 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 광학 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
6. 태양 C4 또는 태양 C5의 방법에서, 물리적 특성은 헤마토크릿을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
7. 태양 C1의 방법에서, 물리적 특성은 샘플의 점도, 헤마토크릿 및 밀도 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
8. 태양 C4의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮은 방법.
9. 태양 C8의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮은 방법.
10. 태양 C9의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 90 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
11. 태양 C1의 방법에서, 지정 샘플링 시간은 하기의 형태의 수학식을 사용하여 계산되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00041
여기서 "지정 샘플링 시간"은 검사 스트립의 출력 신호를 샘플링하기 위한 검사 시퀀스의 시작으로부터의 시점으로 지정되고,
H는 헤마토크릿 형태의 샘플의 물리적 특성을 나타내며;
x 1 은 약 4.3e5이고;
x 2 는 약 -3.9이며;
x 3 는 약 4.8임.
12. 태양 C11의 방법에서, 도출된 기울기는 하기의 형태의 수학식으로부터 결정되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00042
여기서 H는 측정된 또는 추정된 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)이고;
a는 약 1.35e-6이며,
b는 약 -3.79e-4이고,
c는 약 3.56e-2임.
13. 태양 C12의 방법에서, 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식으로 계산되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00043
여기서
G0는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 지정 샘플링 시간에 측정된 말기 신호들의 합으로부터 결정된 신호(분석물 농도에 비례함)를 나타내며;
신규 기울기는 측정된 물리적 특성으로부터 도출된 값을 나타내고;
절편은 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타냄.
14. 분석물 측정 시스템으로서,
검사 스트립으로서,
기판;
각각의 전극 커넥터들에 접속되는 복수의 전극들을 포함하는, 검사 스트립; 및
분석물 측정기로서,
하우징;
검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터; 및
검사 시퀀스 동안 복수의 전극들로부터 전기 신호들을 감지하거나 전기 신호들을 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함하는, 분석물 측정기를 포함하고, 마이크로프로세서는 검사 시퀀스 동안, (a) 생리학적 유체 샘플의 물리적 특성으로부터 결정된 특정 샘플링 시점과 배치 기울기가 도출되도록 복수의 전극들에 제1 전기 신호를 인가하도록, (b) 복수의 전극들에 제2 전기 신호를 인가하도록, 그리고 (c) 지정 시점에서의 측정된 신호와 배치 기울기에 기초하여 분석물 농도가 결정되도록 지정 샘플링 시점에 복수의 전극들 중 하나로부터 신호 출력을 측정하도록 구성되는 시스템.
15. 태양 C14의 시스템에서, 복수의 전극들은 물리적 특성을 측정하기 위한 적어도 2개의 전극들과 분석물 농도를 측정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극들을 포함하는 시스템.
16. 태양 C15의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치되는 시스템.
17. 태양 C15의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 상이한 챔버들 내에 배치되는 시스템.
18. 태양 C15의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들은 물리적 특성과 분석물 농도를 측정하기 위한 2개의 전극들을 포함하는 시스템.
19. 태양 C16, 태양 C17 또는 태양 C18의 시스템에서, 모든 전극들은 기판에 의해 한정되는 동일한 평면 상에 배치되는 시스템.
20. 태양 C17 또는 태양 C18의 시스템에서, 시약이 적어도 2개의 다른 전극들에 근접하게 배치되고, 적어도 2개의 전극들 상에는 시약이 배치되지 않는 시스템.
21. 태양 C14의 시스템에서, 지정 샘플링 시간은 하기의 형태의 수학식을 사용하여 계산되는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00044
여기서 "지정 샘플링 시간"은 검사 스트립의 출력 신호를 샘플링하기 위한 검사 시퀀스의 시작으로부터의 시점으로 지정되고,
H는 헤마토크릿 형태의 샘플의 물리적 특성을 나타내며;
x 1 은 약 4.3e5를 나타내고;
x 2 는 약 -3.9를 나타내며;
x 3 는 약 4.8을 나타냄.
22. 태양 C21의 방법에서, 도출된 기울기는 하기의 형태의 수학식으로부터 결정되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00045
여기서 H는 측정된 또는 추정된 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)이고;
a는 약 1.35e-6이며,
b는 약 -3.79e-4이고,
c는 약 3.56e-2임.
23. 태양 C22의 방법에서, 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식으로 계산되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00046
여기서,
G0 는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 지정 샘플링 시간에 측정된 말기 신호들의 합으로부터 결정된 신호(분석물 농도에 비례함)를 나타내며;
신규 기울기는 측정된 물리적 특성으로부터 도출된 값을 나타내고;
절편은 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타냄.
24. 분석물 측정 시스템으로서,
검사 스트립으로서,
기판;
각각의 전극 커넥터들에 접속되는 복수의 전극들을 포함하는, 검사 스트립; 및
분석물 측정기로서,
하우징;
검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터; 및
복수의 전극들로부터 전기 신호들을 감지하거나 전기 신호들을 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함하는, 분석물 측정기를 포함하고, 마이크로프로세서는 검사 시퀀스 동안,
(a) 생리학적 유체 샘플의 물리적 특성으로부터 결정된 특정 샘플링 시점과 검사 스트립의 배치 기울기가 도출되도록 복수의 전극들에 제1 전기 신호를 인가하도록,
(b) 복수의 전극들에 제2 전기 신호를 인가하도록, 그리고
(c) 검사 시퀀스의 시작의 약 10초 내에 특정 샘플링 시점과 배치 기울기에 기초하여 샘플의 분석물 농도가 결정되도록 지정 샘플링 시점에 복수의 전극들 중 하나로부터 신호 출력을 측정하도록 구성되는 시스템.
25. 태양 C24의 시스템에서, 복수의 전극들은 물리적 특성을 측정하기 위한 적어도 2개의 전극들과 분석물 농도를 측정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극들을 포함하는 시스템.
26. 태양 C24의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치되는 시스템.
27. 태양 C24의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 상이한 챔버들 내에 배치되는 시스템.
28. 태양 C24의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들은 물리적 특성과 분석물 농도를 측정하기 위한 2개의 전극들을 포함하는 시스템.
29. 태양 C24, 태양 C25, 태양 C26 또는 태양 C27의 시스템에서, 모든 전극들은 기판에 의해 한정되는 동일한 평면 상에 배치되는 시스템.
30. 태양 C23 또는 태양 C24의 시스템에서, 시약이 적어도 2개의 다른 전극들에 근접하게 배치되고, 적어도 2개의 전극들 상에는 시약이 배치되지 않는 시스템.
31. 태양 C24의 시스템에서, 지정 샘플링 시간은 하기의 형태의 수학식을 사용하여 계산되는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00047
여기서 "지정 샘플링 시간"은 검사 스트립의 출력 신호를 샘플링하기 위한 검사 시퀀스의 시작으로부터의 시점으로 지정되고,
H는 헤마토크릿 형태의 샘플의 물리적 특성을 나타내며;
x 1 은 약 4.3e5를 나타내고;
x 2 는 약 -3.9를 나타내며;
x 3 는 약 4.8을 나타냄.
32. 태양 C31의 시스템에서, 도출된 기울기는 하기의 형태의 수학식으로부터 결정되는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00048
여기서 신규 기울기는 도출된 기울기를 나타내고;
H는 측정된 또는 추정된 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)이며;
a는 약 1.35e-6이고,
b는 약 -3.79e-4이며,
c는 약 3.56e-2임.
33. 태양 C32의 방법에서, 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식으로 계산되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00049
여기서
G0는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 지정 샘플링 시간에 측정된 말기 신호들의 합으로부터 결정된 신호(분석물 농도에 비례함)를 나타내며;
신규 기울기는 측정된 물리적 특성으로부터 도출된 값을 나타내고;
절편은 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타냄.
34. 검사 스트립의 증가된 정확도를 획득하는 방법으로서,
검사 스트립들의 배치를 제공하는 단계;
검사 시퀀스를 개시하기 위해 기준 농도의 분석물을 함유한 기준 샘플을 검사 스트립들의 배치 각각에 도입하는 단계;
2개의 전극들 사이에서 분석물의 물리적 변환을 유발시키기 위해 분석물을 반응시키는 단계;
기준 샘플의 물리적 특성을 결정하는 단계;
결정된 물리적 특성에 기초하여 검사 스트립들의 배치의 배치 기울기를 도출하는 단계;
측정된 물리적 특성에 의해 규정되는 검사 시퀀스 동안 지정 시점에서 기준 샘플의 전기 출력을 샘플링하는 단계;
검사 스트립들의 배치 각각에 대한 최종 분석물 농도 값을 제공하기 위해 도출된 배치 기울기와 지정 시점에 기초하여 분석물 농도를 계산하되, 검사 스트립들의 배치의 최종 분석물 농도 값들의 95% 이상이 기준 분석물 농도의 ±15% 내에 있도록 계산하는 단계를 포함하는 방법.
35. 태양 C34의 방법에서, 반응시키는 단계는 샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계를 포함하고, 결정하는 단계는 샘플의 물리적 특성을 도출하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계를 포함하며, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 순서로 수행되는 방법.
36. 태양 C35의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
37. 태양 C34의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
38. 태양 C34의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 광학 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 광학 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
39. 태양 C37 또는 태양 C38의 방법에서, 물리적 특성은 헤마토크릿을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
40. 태양 C37 또는 태양 C38의 방법에서, 물리적 특성은 점도, 헤마토크릿 및 밀도 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
41. 태양 C37의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮은 방법.
42. 태양 C41의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮은 방법.
43. 태양 C41의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 90 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
44. 태양 C34의 방법에서, 지정 샘플링 시간은 하기의 형태의 수학식을 사용하여 계산되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00050
여기서 "지정 샘플링 시간"은 검사 스트립의 출력 신호를 샘플링하기 위한 검사 시퀀스의 시작으로부터의 시점으로 지정되고,
H는 헤마토크릿 형태의 샘플의 물리적 특성을 나타내며;
x 1 은 약 4.3e5를 나타내고;
x 2 는 약 -3.9를 나타내며;
x 3 는 약 4.8을 나타냄.
45. 태양 C44의 방법에서, 도출된 기울기는 하기의 형태의 수학식으로부터 결정되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00051
여기서 H는 측정된 또는 추정된 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)이고;
a는 약 1.35e-6이며,
b는 약 -3.79e-4이고,
c는 약 3.56e-2임.
46. 태양 C45의 방법에서, 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식으로 계산되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00052
여기서
G0 는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 지정 샘플링 시간에 측정된 말기 신호들의 합으로부터 결정된 신호(분석물 농도에 비례함)를 나타내며;
신규 기울기는 측정된 물리적 특성으로부터 도출된 값을 나타내고;
절편은 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타냄.
47. 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
시약이 그 상에 침착된 바이오센서 상에 생리학적 샘플을 침착시키는 단계;
분석물을 상이한 재료로 변환시키기 위해 샘플과 시약에 전기 신호들을 인가하는 단계;
샘플의 물리적 특성을 획득하는 단계;
지정 단계로부터의 물리적 특성에 기초하여 신호 출력의 샘플링을 위한 시점을 지정하는 단계;
바이오센서의 배치 기울기를 도출하는 단계;
지정 샘플링 시점에서 신호 출력을 측정하는 단계; 및
지정 샘플링 시점에서의 샘플의 측정된 신호 출력과 도출된 배치 기울기에 기초하여 분석물 농도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
48. 태양 C47의 방법에서, 획득하는 단계는 샘플의 물리적 특성을 도출하기 위해 샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계를 포함하는 방법.
49. 태양 C48의 방법에서, 인가하는 단계는 샘플의 물리적 특성을 도출하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계를 포함하고, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 순서로 수행되는 방법.
50. 태양 C49의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
51. 태양 C50의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
52. 태양 C50의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 광학 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 광학 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
53. 태양 C51 또는 태양 C52의 방법에서, 물리적 특성은 헤마토크릿을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
54. 태양 C52 또는 태양 C53의 방법에서, 물리적 특성은 점도, 헤마토크릿 및 밀도 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
55. 태양 C53의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮은 방법.
56. 태양 C55의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮은 방법.
57. 태양 C56의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 90 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
58. 태양 C47의 방법에서, 지정 샘플링 시간은 하기의 형태의 수학식을 사용하여 계산되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00053
여기서 "지정 샘플링 시간"은 검사 스트립의 출력 신호를 샘플링하기 위한 검사 시퀀스의 시작으로부터의 시점으로 지정되고,
H는 헤마토크릿 형태의 샘플의 물리적 특성을 나타내며;
x 1 은 약 4.3e5를 나타내고;
x 2 는 약 -3.9를 나타내며;
x 3 는 약 4.8을 나타냄.
59. 태양 C58의 방법에서, 도출된 기울기는 하기의 형태의 수학식으로부터 결정되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00054
여기서 H는 측정된 또는 추정된 물리적 특성(예컨대, 헤마토크릿)이고;
a는 약 1.35e-6이며,
b는 약 -3.79e-4이고,
c는 약 3.56e-2임.
60. 태양 C59의 방법에서, 분석물 농도의 계산은 하기의 형태의 수학식으로 계산되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00055
여기서
G0는 분석물 농도를 나타내고,
IE는 지정 샘플링 시간에 측정된 말기 신호들의 합으로부터 결정된 신호(분석물 농도에 비례함)를 나타내며;
신규 기울기는 측정된 물리적 특성으로부터 도출된 값을 나타내고;
절편은 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타냄.
61. 태양 C12, 태양 C22, 태양 C32, 태양 C44 또는 태양 C59 각각의 방법 또는 시스템에서, a는 약 -1.98e-6이고; b는 약 -2.87e-5이며; c는 약 2.67e-2인 방법 또는 시스템.
섹션 "D"
미국 가특허 출원 제61/581,100호(대리인 문서 번호 DDI5221USPSP)에 본래 제시되었던 하기의 태양은 본 개시 내용의 일부를 형성한다:
1. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
분석물 검사 시퀀스를 시작하기 위해 생리학적 샘플을 적어도 2개의 전극들 상에 침착시키는 단계;
샘플의 물리적 특성을 측정하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계;
분석물과 시약의 효소 반응을 유발시키기 위해 샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계;
검사 시퀀스의 시작으로부터 사전결정된 샘플링 시점에 기초하여 분석물 농도를 추정하는 단계;
추정된 분석물의 상이한 정성적 범주들이 행렬의 최좌측 열에 기재되고, 측정된 물리적 특성의 상이한 정성적 범주들이 행렬의 최상부 행에 기재되며, 샘플링 시간들이 행렬의 나머지 셀들에 제공되는 행렬을 포함하는 룩업 테이블로부터 샘플링 시점을 선택하는 단계;
룩업 테이블로부터의 선택된 샘플링 시점에 샘플로부터 신호 출력을 측정하는 단계;
하기의 형태의 수학식에 따라 상기 선택된 샘플링 시점에 샘플링된 측정된 출력 신호로부터 분석물 농도를 계산하는 단계를 포함하는 방법:
Figure 112014070314497-pct00056
여기서 G0는 분석물 농도를 나타내고;
IT는 지정 샘플링 시간 T에 측정된 말기 신호들의 합으로부터 결정된 신호(분석물 농도에 비례함)를 나타내며;
기울기는 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타내고;
절편은 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타냄.
2. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
분석물 검사 시퀀스를 시작하기 위해 생리학적 샘플을 적어도 2개의 전극들 상에 침착시키는 단계;
샘플의 물리적 특성을 측정하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계;
분석물과 시약의 효소 반응을 유발시키기 위해 샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계;
검사 시퀀스의 시작으로부터 사전결정된 샘플링 시점에 기초하여 분석물 농도를 추정하는 단계;
측정된 물리적 특성 및 추정된 분석물 농도 둘 모두에 기초하여 샘플링 시점을 선택하는 단계;
선택된 샘플링 시점에 샘플로부터 신호 출력을 측정하는 단계;
상기 선택된 샘플링 시점에 샘플링된 측정된 출력 신호로부터 분석물 농도를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
3. 태양 D1 또는 태양 D2의 방법에서, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 방법.
4. 태양 D1 또는 태양 D2의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
5. 태양 D1 또는 태양 D2의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
6. 태양 D5의 방법에서, 물리적 특성은 헤마토크릿을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
7. 태양 D5 또는 태양 D6의 방법에서, 물리적 특성은 점도, 헤마토크릿 및 밀도 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
8. 태양 D5의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮은 방법.
9. 태양 D8의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮은 방법.
10. 태양 D8의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 90 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
11. 태양 D1 또는 태양 D2의 방법에서, 측정하는 단계는 검사 시퀀스의 시작시 시작 후 적어도 약 10초까지 신호 출력을 연속적으로 샘플링하는 단계를 포함하는 방법.
12. 태양 D2의 방법에서, 사전결정된 시간에서의 출력 신호의 측정치에 기초하여 분석물 농도를 추정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
13. 태양 D12의 방법에서, 사전결정된 시간은 검사 시퀀스의 시작으로부터 약 5초를 포함하는 방법.
14. 태양 D12의 방법에서, 추정하는 단계는 제2 신호의 샘플로부터 출력의 측정을 위한 시점이 계산 단계 동안 획득되도록 상이한 샘플 측정 시간에 대해 인덱싱된 샘플의 물리적 특성 및 분석물 농도의 상이한 각각의 범위를 갖는 룩업 테이블에 대해 측정된 물리적 특성 및 추정된 분석물 농도를 비교하는 단계를 포함하는 방법.
15. 태양 D2의 방법에서, 계산 단계는 하기의 형태의 수학식을 이용하는 단계를 포함하는 방법:
Figure 112014070314497-pct00057
여기서 G0는 분석물 농도를 나타내고;
IT는 지정 샘플링 시간 T에 측정된 말기 신호들의 합으로부터 결정된 신호(분석물 농도에 비례함)를 나타내며;
기울기는 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타내고;
절편은 이러한 특정 스트립을 생성하는 검사 스트립의 배치의 교정 검사로부터 획득된 값을 나타냄.
16. 분석물 측정 시스템으로서,
검사 스트립으로서,
기판;
각각의 전극 커넥터들에 접속되는 복수의 전극들을 포함하는, 검사 스트립; 및
분석물 측정기로서,
하우징;
검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터; 및
복수의 전극들로부터 전기 신호들을 감지하거나 전기 신호들을 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함하는, 분석물 측정기를 포함하고, 마이크로프로세서는 (a) 생리학적 유체 샘플의 물리적 특성이 결정되도록 복수의 전극들에 제1 전기 신호를 인가하도록; (b) 검사 시퀀스 동안 사전결정된 샘플링 시점에 기초하여 분석물 농도를 추정하도록; 그리고 (c) 결정된 물리적 특성에 의해 지시되는 검사 시퀀스 동안 샘플링 시점에 복수의 전극들에 제2 전기 신호를 인가하여 제2 전기 신호로부터 분석물 농도가 계산되게 하도록 구성되는 시스템.
17. 태양 D16의 시스템에서, 복수의 전극들은 물리적 특성을 측정하기 위한 적어도 2개의 전극들과 분석물 농도를 측정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극들을 포함하는 시스템.
18. 태양 D17의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치되는 시스템.
19. 태양 D17의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 상이한 챔버들 내에 배치되는 시스템.
20. 태양 D18 또는 태양 D19의 시스템에서, 모든 전극들은 기판에 의해 한정되는 동일한 평면 상에 배치되는 시스템.
21. 태양 D18 또는 태양 D19의 시스템에서, 시약이 적어도 2개의 다른 전극들에 근접하게 배치되고, 적어도 2개의 전극들 상에는 시약이 배치되지 않는 시스템.
22. 분석물 측정 시스템으로서,
검사 스트립으로서,
기판;
각각의 전극 커넥터들에 접속되는 복수의 전극들을 포함하는, 검사 스트립; 및
분석물 측정기로서,
하우징;
검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터; 및
복수의 전극들로부터 전기 신호들을 감지하거나 전기 신호들을 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함하는, 분석물 측정기를 포함하고, 마이크로프로세서는 (a) 검사 시퀀스 동안 생리학적 유체 샘플의 물리적 특성이 결정되도록 복수의 전극들에 제1 전기 신호를 인가하도록; (b) 검사 시퀀스 동안 사전결정된 샘플링 시점에 기초하여 분석물 농도를 추정하도록; 그리고 (c) 결정된 물리적 특성에 의해 지시되는 검사 시퀀스 동안 샘플링 시점에 복수의 전극들에 제2 전기 신호를 인가하여 검사 시퀀스의 시작의 약 10초 내에 제2 전기 신호로부터 분석물 농도가 결정되게 하도록 구성되는 시스템.
23. 태양 D23의 시스템에서, 복수의 전극들은 물리적 특성을 측정하기 위한 적어도 2개의 전극들과 분석물 농도를 측정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극들을 포함하는 시스템.
24. 태양 D23의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치되는 시스템.
25. 태양 D23의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 상이한 챔버들 내에 배치되는 시스템.
26. 태양 D24 또는 태양 D25의 시스템에서, 모든 전극들은 기판에 의해 한정되는 동일한 평면 상에 배치되는 시스템.
27. 태양 D24 또는 태양 D25의 시스템에서, 시약이 적어도 2개의 다른 전극들에 근접하게 배치되고, 적어도 2개의 전극들 상에는 시약이 배치되지 않는 시스템.
28. 검사 스트립의 증가된 정확도를 획득하는 방법으로서,
검사 스트립들의 배치를 제공하는 단계;
검사 시퀀스를 시작하기 위해 기준 농도의 분석물을 함유한 기준 샘플을 검사 스트립들의 배치 각각에 도입하는 단계;
2개의 전극들 사이에서 분석물의 물리적 변환을 유발시키기 위해 분석물을 검사 스트립들 각각 상에 배치된 시약과 반응시키는 단계;
검사 시퀀스의 시작으로부터 사전결정된 시점에 샘플의 측정된 신호 출력에 기초하여 분석물 농도를 추정하는 단계;
기준 샘플의 물리적 특성을 결정하는 단계;
측정된 물리적 특성과 추정된 분석물 농도에 의해 규정되는 검사 시퀀스 동안 지시된 시점에 기준 샘플의 전기 출력을 샘플링하는 단계;
검사 스트립들의 배치 각각에 대한 최종 분석물 농도 값을 제공하기 위해 지시된 시점에 기초하여 분석물 농도를 계산하되, 검사 스트립들의 배치의 최종 분석물 농도 값들의 95% 이상이 약 30% 내지 약 55%의 샘플의 헤마토크릿의 범위에 대해 기준 분석물 농도의 ±10% 내에 있도록 계산하는 단계를 포함하는 방법.
29. 태양 D28의 방법에서, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 방법.
30. 태양 D28의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
31. 태양 D28의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
32. 태양 D28의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 전자기 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 전자기 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
33. 태양 D31 또는 태양 D32의 방법에서, 물리적 특성은 헤마토크릿을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
34. 태양 D31 또는 태양 D32의 방법에서, 물리적 특성은 점도, 헤마토크릿 및 밀도 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
35. 태양 D30의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮은 방법.
36. 태양 D35의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮은 방법.
37. 태양 D36의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 90 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
38. 태양 D29의 방법에서, 측정하는 단계는 검사 시퀀스의 시작시 시작 후 적어도 약 10초까지 신호 출력을 연속적으로 샘플링하는 단계를 포함하는 방법.
39. 태양 D29의 방법에서, 사전결정된 시간에서의 출력 신호의 측정치에 기초하여 분석물 농도를 추정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
40. 태양 D39의 방법에서, 추정하는 단계는 제2 신호의 샘플로부터 출력의 측정을 위한 시점이 계산 단계 동안 획득되도록 상이한 샘플 측정 시간에 대해 인덱싱된 샘플의 물리적 특성 및 분석물 농도의 상이한 각각의 범위를 갖는 룩업 테이블에 대해 측정된 물리적 특성 및 추정된 분석물 농도를 비교하는 단계를 포함하는 방법.
41. 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
검사 시퀀스를 시작하기 위해 생리학적 샘플을 바이오센서 상에 침착시키는 단계;
샘플 내의 분석물이 효소 반응을 겪도록 유발시키는 단계;
샘플 내의 분석물 농도를 추정하는 단계;
샘플의 적어도 하나의 물리적 특성을 측정하는 단계;
측정하는 단계로부터의 적어도 하나의 물리적 특성과 추정된 분석물 농도에 기초하여 바이오센서의 출력 신호를 샘플링하기 위한 검사 시퀀스의 시작으로부터의 시점을 규정하는 단계;
규정된 시점에 바이오센서의 출력 신호들을 샘플링하는 단계;
규정된 시점에서의 샘플링된 신호들로부터 분석물 농도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
42. 태양 D41의 방법에서, 측정하는 단계는 샘플의 물리적 특성을 측정하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계를 포함하고; 유발시키는 단계는 샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계를 포함하며; 측정하는 단계는 검사 시퀀스의 시작 후 일정 시점에 적어도 2개의 전극들로부터 출력 신호를 구하는 단계를 포함하고, 이 시점은 적어도 측정된 물리적 특성의 함수로서 설정되며; 결정하는 단계는 상기 시점에서의 측정된 출력 신호로부터 분석물 농도를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
43. 태양 D41의 방법에서, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 방법.
44. 태양 D41의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
45. 태양 D41의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
46. 태양 D41의 방법에서, 검사 시퀀스의 시작으로부터 사전결정된 샘플링 시점에 기초하여 분석물 농도를 추정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
47. 태양 D46의 방법에서, 규정하는 단계는 측정된 물리적 특성 및 추정된 분석물 농도 둘 모두에 기초하여 규정된 시점을 선택하는 단계를 포함하는 방법.
48. 태양 D45 또는 태양 D46의 방법에서, 물리적 특성은 헤마토크릿을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
49. 태양 D44 또는 태양 D45의 방법에서, 물리적 특성은 점도, 헤마토크릿 및 밀도 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
50. 태양 D46의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮은 방법.
51. 태양 D50의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮은 방법.
52. 태양 D51의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 90 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
53. 태양 D41의 방법에서, 측정하는 단계는 검사 시퀀스의 시작시 시작 후 적어도 약 10초까지 신호 출력을 연속적으로 샘플링하는 단계를 포함하는 방법.
54. 태양 D53의 방법에서, 사전결정된 시간에서의 출력 신호의 측정치에 기초하여 분석물 농도를 추정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
55. 태양 D54의 방법에서, 추정하는 단계는 제2 신호의 샘플로부터 출력의 측정을 위한 시점이 계산 단계 동안 획득되도록 상이한 샘플 측정 시간에 대해 인덱싱된 샘플의 물리적 특성 및 분석물 농도의 상이한 각각의 범위를 갖는 룩업 테이블에 대해 측정된 물리적 특성 및 추정된 분석물 농도를 비교하는 단계를 포함하는 방법.
56. 태양 D1 내지 태양 D55 중 어느 한 태양의 방법 또는 시스템에서, 샘플링 시점은 추정된 분석물의 상이한 정성적 범주들이 행렬의 최좌측 열에 기재되고, 측정된 물리적 특성의 상이한 정성적 범주들이 행렬의 최상부 행에 기재되며, 샘플링 시간들이 행렬의 나머지 셀들에 제공되는 행렬을 포함하는 룩업 테이블로부터 선택되는 방법.
섹션 "E"
미국 가특허 출원 제61/654,013호(대리인 문서 번호 DDI5228USPSP)에 본래 제시되었던 하기의 태양은 본 개시 내용의 일부를 형성한다:
1. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나의 전극 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
분석물 검사 시퀀스를 시작하기 위해 생리학적 샘플을 적어도 2개의 전극들 상에 침착시키는 단계;
샘플의 물리적 특성을 도출하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계;
샘플로부터 제1 과도 신호 출력을 획득하기 위해 검사 시퀀스와 중첩되는 제1 샘플링 시간 지속 기간 동안 샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계로서, 제1 과도 신호는 제1 샘플링 시간 지속 기간 동안 시간 및 크기 둘 모두와 상관되는, 도입하는 단계;
샘플의 물리적 특성에 기초하여 제1 샘플링 시간 지속 기간에서 검사 시퀀스 동안 특정 샘플링 시간을 추출하는 단계;
특정 샘플링 시간에 기초하여 제2 샘플링 시간 지속 기간을 규정하되, 제2 샘플링 시간 지속 기간이 제1 샘플링 시간 지속 기간과 중첩되도록 규정하는 단계;
제1 과도 신호로부터 제2 샘플링 시간 지속 기간을 기준으로 하여 제2 과도 신호를 획득하는 단계;
제2 과도 신호를 제2 샘플링 시간 지속 기간에 대해 별개의 구간들로 분할하는 단계;
제2 샘플링 시간 지속 기간 내의 별개의 선택된 구간들에서 제2 과도 신호의 각각의 크기들을 도출하는 단계; 및
별개의 선택된 시간 구간들에서의 제2 과도 신호의 각각의 크기들에 기초하여 분석물 농도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
2. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나의 전극 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
분석물 검사 시퀀스를 시작하기 위해 생리학적 샘플을 적어도 2개의 전극들 상에 침착시키는 단계;
샘플의 물리적 특성을 도출하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계;
샘플로부터 제1 과도 신호 출력을 획득하기 위해 검사 시퀀스와 중첩되는 제1 샘플링 시간 지속 기간 동안 샘플에 제2 전기 신호를 도입하는 단계로서, 제1 과도 신호는 제1 샘플링 시간 지속 기간 동안 시간 및 크기 둘 모두와 상관되는, 도입하는 단계;
샘플의 물리적 특성에 기초하여 제1 샘플링 시간 지속 기간에서 검사 시퀀스 동안 특정 샘플링 시간을 추출하는 단계;
제1 과도 신호로부터 제2 샘플링 시간 지속 기간에 걸쳐 제2 과도 신호를 획득하는 단계;
제2 샘플링 시간 지속 기간 내의 선택된 구간들에서 제2 과도 신호의 각각의 크기들을 도출하는 단계; 및
선택된 시간 구간들에서의 제2 과도 신호의 각각의 크기들에 기초하여 분석물 농도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
3. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나의 전극 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
분석물 검사 시퀀스를 시작하기 위해 생리학적 샘플을 적어도 2개의 전극들 상에 침착시키는 단계;
샘플의 물리적 특성을 도출하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계;
제1 샘플링 시간 지속 기간에서 특정 샘플링 시간을 추출하는 단계;
제1 샘플링 시간 지속 기간 동안 샘플 내로 제2 신호를 인가하거나 도입하고, 제1 샘플링 시간 지속 기간의 지속 기간 동안 샘플로부터 제1 과도 신호 출력을 측정하거나 샘플링하는 단계;
제1 샘플링 시간 지속 기간 내의 특정 샘플링 시간을 포함하는 특정 시간 범위를 규정하는 단계;
특정 시간 범위 내의 각각의 별개의 구간들에서 제1 과도 신호의 복수의 크기들을 획득하는 단계; 및
획득하는 단계로부터의 제1 과도 신호의 크기들에 기초하여 분석물 농도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
4. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나의 전극 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
분석물 검사 시퀀스를 시작하기 위해 생리학적 샘플을 적어도 2개의 전극들 상에 침착시키는 단계;
샘플의 물리적 특성을 도출하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계;
제1 샘플링 시간 지속 기간에서 특정 샘플링 시간을 추출하는 단계;
제1 샘플링 시간 지속 기간 동안 샘플 내로 제2 신호를 인가하거나 도입하고, 제1 샘플링 시간 지속 기간의 지속 기간 동안 샘플로부터 제1 과도 신호 출력을 측정하거나 샘플링하는 단계;
대략 특정 샘플링 시간과 다른 시간 구간들에서 제1 과도 신호 출력의 복수의 크기들을 획득하는 단계; 및
획득하는 단계로부터의 제1 과도 신호의 복수의 크기들에 기초하여 분석물 농도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
5. 적어도 2개의 전극들 및 전극들 중 적어도 하나의 전극 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서로 생리학적 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
복수의 바이오센서들 각각에 대해 분석물 검사 시퀀스를 시작하기 위해 생리학적 샘플을 적어도 2개의 전극들 상에 침착시키는 단계;
복수의 바이오센서들 각각에 대해 샘플의 물리적 특성을 도출하기 위해 샘플에 제1 전기 신호를 인가하는 단계;
복수의 바이오센서들 각각에 대해 제1 샘플링 시간 지속 기간에서 특정 샘플링 시간을 추출하는 단계;
복수의 바이오센서들 각각에 대해 제1 샘플링 시간 지속 기간 동안 샘플 내로 제2 신호를 인가하거나 도입하는 단계;
복수의 바이오센서들 각각에 대해 제1 샘플링 시간 지속 기간의 지속 기간 동안 샘플로부터 제1 과도 신호 출력을 측정하거나 샘플링하는 단계;
복수의 바이오센서들 각각에 대해 제1 샘플링 시간 지속 기간 내의 특정 샘플링 시간을 포함하는 특정 시간 범위를 규정하는 단계;
복수의 바이오센서들 각각에 대해 특정 시간 범위 내의 각각의 별개의 구간들에서 제1 과도 신호의 복수의 크기들을 획득하는 단계; 및
복수의 바이오센서들 각각에 대해 획득하는 단계로부터의 제1 과도 신호의 크기들에 기초하여 분석물 농도를 결정하되, 복수의 바이오센서들에 대해 결정하는 단계에 의해 결정된 복수의 분석물 농도들 사이의 오차가 30%, 42% 및 55% 헤마토크릿들 각각에서의 기준 값에 비교하여 ±15% 미만이도록 결정하는 단계를 포함하는 방법.
6. 태양 E1, 태양 E2 또는 태양 E3의 방법에서, 특정 시간 범위는 특정 샘플링 시간 전에 측정되는 제1 과도 신호의 크기들을 포함하는 방법.
7. 태양 E1, 태양 E2, 태양 E3, 태양 E4 또는 태양 E5의 방법에서, 특정 샘플링 시간을 추출하는 단계는 샘플의 물리적 특성에 기초하여 제1 샘플링 시간 지속 기간에서 규정된 특정 샘플링 시간을 계산하는 단계를 포함하는 방법.
8. 태양 E6의 방법에서, 규정된 특정 샘플링 시간을 위한 계산하는 단계는 하기의 형태의 수학식을 사용하는 단계를 포함하는 방법:
Figure 112014070314497-pct00058
여기서 "지정 샘플링 시간"은 바이오센서의 출력 신호를 샘플링하기 위한 검사 시퀀스의 시작으로부터의 시점으로 지정되고,
H는 헤마토크릿 형태의 샘플의 물리적 특성을 나타내며;
x 1 은 약 4.3e5이고;
x 2 는 약 (-)3.9이며,
x 3 는 약 4.8임.
9. 태양 E8의 방법에서, 제2 샘플링 시간 지속 기간을 규정하는 단계는 지정 샘플링 시점과 대략 동일한 시작 시간(T1) 및 종료 시간(T2)을 규정하기 위해 규정된 특정 샘플링 시간과 사전결정된 시점 사이의 차이의 절대값을 획득하는 단계를 포함하고, 제1 샘플링 시간 지속 기간은 샘플을 침착시키는 단계로부터 약 10초 이하를 포함하는 방법.
10. 태양 E8의 방법에서, 획득하는 단계는 제1 샘플링 시간 지속 기간과 중첩되는 제2 샘플링 시간 지속 기간으로서, 제2 샘플링 시간 지속 기간의 시간에 대해 제1 과도 신호와 그의 크기의 일부분을 포함하는 제2 샘플링 시간 지속 기간을 규정하는 단계를 추가로 포함하고, 이 일부분은 제2 과도 신호로 지정되는 방법.
11. 태양 E9의 방법에서, 제2 과도 신호를 획득하는 단계는 제1 과도 신호로부터 제2 샘플링 시간 지속 기간 내에 있는 제2 과도 신호로 지정되는 제1 과도 신호의 일부분을 추출하는 단계를 포함하는 방법.
12. 태양 E11의 방법에서, 별개의 선택된 시간 구간들에서 제2 과도 신호의 각각의 크기들의 도출 단계는 각각의 선택된 시간 구간들 동안 제2 과도 신호의 크기를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
13. 태양 E12의 방법에서, 분할하는 단계는 제2 과도 신호를 대략 시작 시간에서의 구간 1로부터 시작하여 대략 종료 시간에서의 구간 22까지 순차적으로 적어도 22개 구간들로 분할하는 단계를 포함하는 방법.
14. 태양 E13의 방법에서, 분석물 농도의 결정은 하기의 형태의 수학식을 이용하여 획득되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00059
여기서:
G는 분석물 농도를 포함하고; I1 ≒ 구간 17에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I2 ≒ 구간 13에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I3 ≒ 구간 5에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I4 ≒ 구간 3에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I5 ≒ 구간 22에서의 제2 과도 신호의 크기이며; x 1 ≒ 0.75이고; x 2 ≒ 337.27이며; x 3 ≒ (-)16.81이고; x 4 ≒ 1.41이며; x 5 ≒ 2.67임.
15. 태양 E10의 방법에서, 분석물 농도의 결정은 하기의 형태의 수학식을 이용하여 획득되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00060
여기서:
G는 분석물 농도를 포함하고; I 1 ≒ 구간 11에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 2 ≒ 구간 7에서의 제2 과도 신호의 크기이고; x 1 ≒ 0.59이며; x 2 ≒ 2.51이고; x 3 ≒ (-)12.74이며; x 4 ≒ (-)188.31이고; x 5 ≒ 9.2임.
16. 태양 E13의 방법에서, 분석물 농도의 결정은 하기의 형태의 수학식을 이용하여 획득되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00061
여기서 G는 분석물 농도를 포함하고; I 1 ≒ 구간 20에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 2 ≒ 구간 22에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 3 ≒ 구간 19에서의 제2 과도 신호의 크기이고; x 1 ≒ 20.15이며; x 2 ≒ 1.0446이고; x 3 ≒ 0.95이며; x 4 ≒ 1.39이고; x 5 ≒ (-)0.71이며; x 6 ≒ 0.11임.
17. 태양 E13의 방법에서, 분석물 농도의 결정은 하기의 형태의 수학식을 이용하여 획득되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00062
여기서:
I 1 ≒ 구간 5에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 2 ≒ 구간 1에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 3 ≒ 구간 2에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 4 ≒ 구간 10에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 5 ≒ 구간 22에서의 제2 과도 신호의 크기이고; x 1 ≒ 0.70이고; x 2 ≒ 0.49이며; x 3 ≒ 28.59이고; x 4 ≒ 0.7이며; x 5 ≒ 15.51임.
18. 태양 E10의 방법에서, 분석물 농도의 결정은 하기의 형태의 수학식을 이용하여 획득되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00063
여기서:
G는 포도당 농도를 포함하고; I 1 ≒ 구간 19에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 2 ≒ 구간 16에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 3 ≒ 구간 11에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 4 ≒ 구간 5에서의 제2 과도 신호의 크기이고; x 1 ≒ (-)1.68이며; x 2 ≒ 0.95이고; x 3 ≒ (-)4.97이며; x 4 ≒ 6.29이고; x 5 ≒ 3.08이며; x 6 ≒ (-)5.84이고; x 7 ≒ (-)0.47이며; x 8 ≒ 0.01임.
19. 태양 E10의 방법에서, 분석물 농도의 결정은 하기의 형태의 수학식을 이용하여 획득되는 방법:
Figure 112014070314497-pct00064
여기서:
G는 포도당 농도를 포함하고; I 1 ≒구간 16에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 2 ≒ 구간 5에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 3 ≒구간 12에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 4 ≒ 구간 14에서의 제2 과도 신호의 크기이고; x 1 ≒ 1.18이며; x 2 ≒ 0.97이고; x 3 ≒ (-)11.32이며; x 4 ≒ 38.76이고; x 5 ≒ (-)39.32이며; x 6 ≒ 0.0928이고; x 7 ≒(-)0.85이며; x 8 ≒ 1.75이고; x 9 ≒ (-)9.38이며; x 10 ≒ 0.25임.
20. 태양 E14 내지 태양 E19 중 어느 한 태양의 방법에서, 복수의 별개의 구간들 각각에서의 제2 과도 신호의 크기는 각각의 별개의 구간에서의 측정된 크기들의 평균 크기를 포함하는 방법.
21. 태양 E1, 태양 E2 또는 태양 E3의 방법에서, 제1 신호의 인가와 제2 신호의 도입은 순차적인 순서로 수행되는 방법.
22. 태양 E1, 태양 E2 또는 태양 E3의 방법에서, 제1 신호의 인가는 제2 신호의 도입과 중첩되는 방법.
23. 태양 E1, 태양 E2 또는 태양 E3의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 교류 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
24. 태양 E1, 태양 E2 또는 태양 E3의 방법에서, 제1 신호의 인가는 샘플로 광학 신호를 지향시켜서 샘플의 물리적 특성이 광학 신호의 출력으로부터 결정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
25. 태양 E24의 방법에서, 물리적 특성은 헤마토크릿을 포함하고, 분석물은 포도당을 포함하는 방법.
26. 태양 E1, 태양 E2 또는 태양 E3의 방법에서, 물리적 특성은 샘플의 점도, 헤마토크릿 또는 밀도 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
27. 태양 E24의 방법에서, 지향시키는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호를 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수와 다른 주파수를 포함하는 방법.
28. 태양 E25의 방법에서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 낮은 방법.
29. 태양 E26의 방법에서, 제1 주파수는 약 10 ㎑ 내지 약 90 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는 방법.
30. 태양 E1, 태양 E2 또는 태양 E3의 방법에서, 획득하는 단계는 제1 과도 신호로부터 제2 샘플링 시간 지속 기간을 기준으로 하여 제2 과도 신호를 추출하는 단계를 포함하는 방법.
31. 태양 E1, 태양 E2 또는 태양 E3의 방법에서, 획득하는 단계는 제2 샘플링 시간 지속 기간 내에 제2 과도 신호를 남기기 위해 제2 샘플링 시간 지속 기간 밖에 있는 신호들을 제1 과도 신호들로부터 제거하는 단계를 포함하는 방법.
32. 태양 E30 또는 태양 E31의 방법에서, 도출하는 단계는 제2 샘플링 시간 지속 기간 내의 각각의 별개의 구간들에 대한 제2 과도 신호의 크기들을 저장하는 단계를 포함하는 방법.
33. 분석물 측정 시스템으로서,
검사 스트립으로서,
기판;
기판 상에 배치되고 각각의 전극 커넥터들에 접속되는 복수의 전극들을 포함하는, 검사 스트립; 및
분석물 측정기로서,
하우징;
검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터; 및
검사 시퀀스 동안 복수의 전극들로부터 전기 신호들을 감지하거나 전기 신호들을 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함하는, 분석물 측정기를 포함하고, 마이크로프로세서는 (a) 샘플의 물리적 특성이 도출되어 특정 샘플링 시간을 제공하도록 복수의 전극들에 제1 전기 신호를 인가하도록, (b) 복수의 전극들에 제2 전기 신호를 인가하도록, (c) 복수의 전극들로부터 제1 과도 출력 신호를 측정하도록, (d) 제1 출력 신호로부터 제2 과도 출력 신호를 추출하도록, (e) 적어도 22개의 별개의 시간 구간들에 걸쳐 제2 과도 출력 신호의 크기를 결정하도록, 그리고 (f) 적어도 22개의 별개의 시간 구간들의 선택된 구간들에서 제2 과도 출력 신호의 크기들로부터 분석물 농도를 계산하도록 구성되는 시스템.
34. 분석물 측정 시스템으로서,
검사 스트립으로서,
기판;
기판 상에 배치되고 각각의 전극 커넥터들에 접속되는 복수의 전극들을 포함하는, 검사 스트립; 및
분석물 측정기로서,
하우징;
검사 스트립의 각각의 전극 커넥터들에 접속되도록 구성되는 검사 스트립 포트 커넥터; 및
검사 시퀀스 동안 복수의 전극들로부터 전기 신호들을 감지하거나 전기 신호들을 인가하기 위해 검사 스트립 포트 커넥터와 전기 통신하는 마이크로프로세서를 포함하는, 분석물 측정기를 포함하고, 마이크로프로세서는 (a) 샘플의 물리적 특성이 도출되어 특정 샘플링 시간을 제공하도록 복수의 전극들에 제1 전기 신호를 인가하도록, (b) 복수의 전극들에 제2 전기 신호를 인가하도록, (c) 복수의 전극들로부터 제1 과도 출력 신호를 측정하도록, (d) 제1 출력 신호로부터 제2 과도 출력 신호를 추출하도록, (e) 적어도 22개의 별개의 시간 구간들에 걸쳐 제2 과도 출력 신호의 크기를 결정하도록, 그리고 (f) 검사 시퀀스의 시작의 약 10초 내에 분석물 농도를 통지하기 위해 적어도 22개의 별개의 시간 구간들의 선택된 구간들에서 제2 과도 출력 신호의 크기들로부터 분석물 농도를 계산하도록 구성되는 시스템.
35. 태양 E33 또는 태양 E34의 시스템에서, 복수의 전극들은 물리적 특성을 측정하기 위한 적어도 2개의 전극들과 분석물 농도를 측정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극들을 포함하는 시스템.
36. 태양 E35의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치되는 시스템.
37. 태양 E35의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 상이한 챔버들 내에 배치되는 시스템.
38. 태양 E37의 시스템에서, 상이한 챔버들은 기판의 에지 상에 서로 인접하게 배치되는 시스템.
39. 태양 E35의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 유체 샘플을 수용하는 공통 챔버 내에 배치되는 시스템.
40. 태양 E35의 시스템에서, 적어도 2개의 전극들은 물리적 특성과 분석물 농도를 측정하기 위한 2개의 전극들을 포함하는 시스템.
41. 태양 E33 내지 태양 E40 중 어느 한 태양의 시스템에서, 모든 전극들은 기판에 의해 한정되는 동일한 평면 상에 배치되는 시스템.
42. 태양 E33 내지 태양 E40 중 어느 한 태양의 시스템에서, 시약이 적어도 2개의 다른 전극들에 근접하게 배치되고, 적어도 2개의 전극들 상에는 시약이 배치되지 않는 시스템.
43. 태양 E33 또는 태양 E34의 시스템에서, 지정 샘플링 시간은 하기의 형태의 수학식을 사용하여 계산되는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00065
여기서 "지정 샘플링 시간"은 검사 스트립의 출력 신호를 샘플링하기 위한 검사 시퀀스의 시작으로부터의 시점으로 지정되고,
H는 헤마토크릿 형태의 샘플의 물리적 특성을 나타내며,
x 1 은 약 4.3e5를 나타내고,
x 2 는 약 (-)3.9를 나타내며,
x 3 는 약 4.8을 나타냄.
44. 태양 E33, 태양 E34 또는 태양 E41의 시스템에서, 마이크로프로세서는 하기의 형태의 수학식으로 분석물 농도를 계산하는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00066
여기서
G는 분석물 농도를 포함하고; I 1 ≒ 구간 17에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 2 ≒ 구간 13에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 3 ≒ 구간 5에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 4 ≒ 구간 3에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 5 ≒ 구간 22에서의 제2 과도 신호의 크기이며; x 1 ≒0.75이고; x 2 ≒ 337.27이며; x 3 ≒ (-)16.81이고; x 4 ≒1.41이며; x 5 ≒2.67임.
45. 태양 E33, 태양 E34 또는 태양 E44의 시스템에서, 마이크로프로세서는 하기의 형태의 수학식으로 분석물 농도를 계산하는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00067
여기서
G는 분석물 농도를 포함하고; I 1 ≒ 구간 11에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 2 ≒ 구간 7에서의 제2 과도 신호의 크기이고; x 1 ≒0.59이며; x 2 ≒2.51이고; x 3 ≒ (-)12.74이며; x 4 ≒ (-)188.31이고; x 5 ≒9.2임.
46. 태양 E33, 태양 E34 또는 태양 E41의 시스템에서, 마이크로프로세서는 하기의 형태의 수학식으로 분석물 농도를 계산하는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00068
여기서 G는 분석물 농도를 포함하고; I 1 ≒ 구간 20에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 2 ≒ 구간 22에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 3 ≒ 구간 19에서의 제2 과도 신호의 크기이며; x 1 ≒20.15이고; x 2 ≒1.0446이며; x 3 ≒0.95이고; x 4 ≒1.39이며; x 5 ≒ (-)0.71이고; x 6 ≒0.11임.
47. 태양 E33, 태양 E34 또는 태양 E41의 시스템에서, 마이크로프로세서는 하기의 형태의 수학식으로 분석물 농도를 계산하는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00069
여기서:
I 1 ≒구간 5에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 2 ≒ 구간 1에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 3 ≒ 구간 2에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 4 ≒ 구간 10에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 5 ≒ 구간 22에서의 제2 과도 신호의 크기이며; x 1 ≒0.70이고, x 2 ≒0.49이며, x 3 ≒28.59이고, x 4 ≒0.7이며, x 5 ≒15.51임.
48. 태양 E33, 태양 E34 또는 태양 E41의 시스템에서, 마이크로프로세서는 하기의 형태의 수학식으로 분석물 농도를 계산하는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00070
여기서:
G는 포도당 농도를 포함하고; I 1 ≒ 구간 19에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 2 ≒구간 16에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 3 ≒구간 11에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 4 ≒ 구간 5에서의 제2 과도 신호의 크기이고; x 1 ≒ (-)1.68이며; x 2 ≒0.95이고; x 3 ≒ (-)4.97이며; x 4 ≒6.29이고; x 5 ≒3.08이며; x 6 ≒ (-)5.84이고; x 7 ≒ (-)0.47이며; x 8 ≒0.01임.
49. 태양 E33, 태양 E34 또는 태양 E41의 시스템에서, 마이크로프로세서는 하기의 형태의 수학식으로 분석물 농도를 계산하는 시스템:
Figure 112014070314497-pct00071
여기서:
G는 포도당 농도를 포함하고; I 1 ≒ 구간 16에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 2 ≒ 구간 5에서의 제2 과도 신호의 크기이고; I 3 ≒ 구간 12에서의 제2 과도 신호의 크기이며; I 4 ≒ 구간 14에서의 제2 과도 신호의 크기이고; x 1 ≒1.18이며; x 2 ≒0.97이고; x 3 ≒ (-)11.32이며; x 4 ≒38.76이고; x 5 ≒ (-)39.32이며; x 6 ≒0.0928이고; x 7 ≒ (-)0.85이며; x 8 ≒1.75이고; x 9 ≒ (-)9.38이며; x 10 ≒=0.25임.
50. 태양 E33, 태양 E34 또는 태양 E41의 시스템에서, 복수의 별개의 시간 구간들 각각에서의 제2 과도 신호의 크기는 각각의 구간 전반에 걸쳐 샘플링된 신호의 평균 크기를 포함하는 시스템.
51. 태양 E33, 태양 E34 또는 태양 E41의 시스템에서, 마이크로프로세서에 의해 계산된 복수의 분석물 농도들 사이의 오차는 30% 헤마토크릿에서의 기준 값에 비교하여 ±15% 미만인 시스템.
52. 태양 E33, 태양 E34 또는 태양 E41의 시스템에서, 마이크로프로세서에 의해 계산된 복수의 분석물 농도들 사이의 오차는 42% 헤마토크릿에서의 기준 값에 비교하여 ±15% 미만인 시스템.
53. 태양 E33, 태양 E34 또는 태양 E41의 시스템에서, 마이크로프로세서에 의해 계산된 복수의 분석물 농도들 사이의 오차는 55% 헤마토크릿에서의 기준 값에 비교하여 ±15% 미만인 시스템.
섹션 "F"
미국 특허 출원 제13/250,525호(대리인 문서 번호 DDI5209USNP)와 PCT/GB2012/052421(대리인 문서 번호 DDI5209WOPCT)에 본래 제시되었던 하기의 태양은 본 개시 내용의 일부를 형성하고 본 명세서에 참고로 포함된다:
1. 체액 샘플에서 분석물을 판정하는 데 분석 검사 스트립과 함께 사용하기 위한 핸드헬드 검사 측정기로서,
하우징;
하우징에 배치되는 마이크로컨트롤러 블록; 및
위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록을 포함하고, 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록은
신호 발생 서브-블록;
저역 필터 서브-블록;
분석 검사 스트립 샘플 셀 인터페이스 서브-블록;
트랜스임피던스 증폭기 서브-블록; 및
위상 검출기 서브-블록을 포함하며,
위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록 및 마이크로컨트롤러 블록은 핸드헬드 검사 측정기에 삽입된 분석 검사 스트립의 샘플 셀에서 체액 샘플의 위상 변화를 측정하도록 구성되고,
마이크로컨트롤러 블록은 측정된 위상 변화에 기초하여 체액의 헤마토크릿을 계산하도록 구성되는 핸드헬드 검사 측정기.
2. 태양 F1의 핸드헬드 검사 측정기에서, 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록 및 마이크로컨트롤러 블록은 제1 주파수의 신호 및 제2 주파수의 제2 신호를 사용하여 위상 변화를 측정하도록 구성되는 핸드헬드 검사 측정기.
3. 태양 F2의 핸드헬드 검사 측정기에서, 체액 샘플은 전혈 샘플이고, 제1 주파수는 10 ㎑ 내지 25 ㎑의 범위 내에 있으며, 제2 주파수는 250 ㎑ 내지 500 ㎑의 범위 내에 있는 핸드헬드 검사 측정기.
4. 태양 F1의 핸드헬드 검사 측정기에서, 위상 검출기 서브-블록은 상승 에지 포착 위상 검출기로서 구성되는 핸드헬드 검사 측정기.
5. 태양 F1의 핸드헬드 검사 측정기에서, 위상 검출기 서브-블록은 이중 에지 포착 위상 검출기로서 구성되는 핸드헬드 검사 측정기.
6. 태양 F1의 핸드헬드 검사 측정기에서, 위상 검출기 서브-블록은 XOR 위상 검출기로서 구성되는 핸드헬드 검사 측정기.
7. 태양 F1의 핸드헬드 검사 측정기에서, 위상 검출기 서브-블록은 동기 변조 위상 검출기로서 구성되는 핸드헬드 검사 측정기.
8. 태양 F1의 핸드헬드 검사 측정기에서, 분석 검사 스트립 샘플 셀 인터페이스 서브-블록과 병렬로 구성되는 교정 부하 서브-블록을 추가로 포함하는 핸드헬드 검사 측정기.
9. 태양 F1의 핸드헬드 검사 측정기에서, 신호 발생 서브-블록은 적어도 제1 주파수의 제1 전기 신호 및 제2 주파수의 제2 전기 신호를 발생시키도록 구성되는 핸드헬드 검사 측정기.
10. 태양 F1의 핸드헬드 검사 측정기에서, 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록 및 마이크로컨트롤러 블록은 기지의 주파수의 신호를 체액 샘플로 통과하게 하여 신호의 위상-변화를 측정함으로써 핸드헬드 검사 측정기에 삽입된 분석 검사 스트립의 샘플 셀에서 체액 샘플의 위상 변화를 측정하도록 구성되는 핸드헬드 검사 측정기.
11. 태양 F9의 핸드헬드 검사 측정기에서, 제1 주파수는 10 ㎑ 내지 25 ㎑의 범위 내에 있고, 제2 주파수는 250 ㎑ 내지 500 ㎑의 범위 내에 있으며,
위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록 및 마이크로컨트롤러 블록은 제1 주파수의 신호가 체액 샘플의 위상 변화의 측정 동안 기준 신호로서 이용되도록 구성되는 핸드헬드 검사 측정기.
12. 태양 F9의 핸드헬드 검사 측정기에서, 신호 발생 블록은 마이크로컨트롤러 블록과 통합되는 핸드헬드 검사 측정기.
13. 태양 F1의 핸드헬드 검사 측정기에서, 분석 검사 스트립 샘플 셀 인터페이스 블록은 샘플 셀 내에 배치된 분석 검사 스트립의 제1 전극 및 제2 전극을 통해 분석 검사 스트립의 샘플 셀과 동작식으로 인터페이싱하도록 구성되는 핸드헬드 검사 측정기.
14. 태양 F1의 핸드헬드 검사 측정기에서, 분석 검사 스트립은 전혈 샘플에서 포도당을 판정하도록 구성된 전기화학-기반 분석 검사 스트립인 핸드헬드 검사 측정기.
15. 태양 F1의 핸드헬드 검사 측정기에서, 위상 검출기 서브-블록은 직교 역다중화(Quadratur DEMUX) 위상 검출기로서 구성되는 핸드헬드 검사 측정기.
16. 핸드헬드 검사 측정기 및 분석 검사 스트립을 이용하기 위한 방법으로서,
분석 검사 스트립의 샘플 셀 내로 전혈 샘플을 도입하는 단계;
핸드헬드 검사 측정기의 위상-변화-기반 측정 블록 및 마이크로컨트롤러 블록을 사용하여 샘플 셀에서 체액 샘플의 위상 변화를 측정하는 단계; 및
마이크로컨트롤러 블록을 사용하여 측정된 위상 변화에 기초하여 전혈 샘플의 헤마토크릿을 계산하는 단계를 포함하는 방법.
17. 태양 F16의 방법에서,
분석 검사 스트립, 핸드헬드 검사 측정기 및 계산된 헤마토크릿을 사용하여 도입된 체액 샘플에서 분석물을 판정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
18. 태양 F17의 방법에서, 분석 검사 스트립은 전기화학-기반 분석 검사 스트립이고, 분석물은 포도당인 방법.
19. 태양 F16의 방법에서, 측정하는 단계는 위상-변화 기반 측정 회로 블록으로 위상 변화를 측정하는 단계를 포함하고, 위상-변화 기반 측정 회로 블록은
신호 발생 서브-블록;
저역 필터 서브-블록;
분석 검사 스트립 샘플 셀 인터페이스 서브-블록;
트랜스임피던스 증폭기 서브-블록; 및
위상 검출기 서브-블록을 포함하는 방법.
20. 태양 F19의 방법에서, 위상 검출기 서브-블록은 상승 에지 포착 위상 검출기로서 구성되는 방법.
21. 태양 F19의 방법에서, 위상 검출기 서브-블록은 이중 에지 포착 위상 검출기로서 구성되는 방법.
22. 태양 F19의 방법에서, 위상 검출기 서브-블록은 XOR 위상 검출기로서 구성되는 방법.
23. 태양 F19의 방법에서, 위상 검출기 서브-블록은 동기 변조 위상 검출기로서 구성되는 방법.
24. 태양 F19의 방법에서, 위상 검출기 서브-블록은 직교 역다중화 위상 검출기로서 구성되는 방법.
25. 태양 F16의 방법에서, 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록 및 마이크로컨트롤러 블록은 제1 주파수의 신호 및 제2 주파수의 제2 신호를 사용하여 위상 변화를 측정하도록 구성되는 방법.
26. 태양 F25의 방법에서, 체액 샘플은 전혈 샘플이고, 제1 주파수는 10 ㎑ 내지 25 ㎑의 범위 내에 있으며, 제2 주파수는 250 ㎑ 내지 500 ㎑의 범위 내에 있는 방법.
부록
위의 태양 "F"와 함께 미국 특허 출원 제13/250,525호(대리인 문서 번호 DDI5209USNP)와 PCT/GB2012/052421(대리인 문서 번호 DDI5209WOPCT)에 본래 제시되었고 선행 출원된 미국 가특허 출원 제61/581,087호(대리인 문서 번호 DDI5220USPSP); 제61/581,089호(대리인 문서 번호 DDI5220USPSP1); 제61/581,099호(대리인 문서 번호 DDI5220USPSP2); 및 제61/581,100호(대리인 문서 번호 DDI5221USPSP)와 제61/654,013호(대리인 문서 번호 DDI5228USPSP) 각각의 일부로서 참고로 포함된 하기의 부록은 본 개시 내용의 일부를 형성하고 앞에서 참고로 포함된다.
아래의 개시 내용은 일반적으로 의료 장치, 특히 검사 측정기 및 관련 방법에 관한 것이다.
유체 샘플 내의 분석물의 측정(예컨대, 검출 및/또는 농도 측정)은 의료 분야에서 특별한 관심의 대상이다. 예를 들어, 소변, 혈액, 혈장 또는 간질액(interstitial fluid)과 같은 체액의 샘플에서의 포도당, 케톤체, 콜레스테롤, 지질 단백질, 트라이글리세라이드, 아세트아미노펜, 및/또는 HbA1c 농도를 판정하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 판정은 분석 검사 스트립(예컨대, 전기화학-기반 분석 검사 스트립)과 조합하여 핸드헬드 검사 측정기를 사용하여 달성될 수 있다.
본 발명의 신규한 특징은 특히 태양 "F"에 기재된다. 본 발명의 특징 및 이점의 더욱 명확한 이해는 본 발명의 원리가 이용된 예시적인 실시예를 기재하는 하기 상세한 설명과, 동일한 도면 부호가 동일한 요소를 지시하는 첨부 도면을 참조함으로써 얻어질 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 검사 측정기의 간략화된 도면.
도 13은 도 12의 핸드헬드 검사 측정기의 다양한 블록들의 간략화된 블록 다이어그램.
도 14는 본 발명에 따른 실시예에 이용될 수 있는 바와 같은 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록의 간략화된 블록 다이어그램.
도 15는 본 발명의 실시예에 이용될 수 있는 바와 같은 이중 저역 필터 서브-블록의 간략화된 주석을 단 개략 다이어그램.
도 16은 본 발명의 실시예에서 이용될 수 있는 바와 같은 트랜스임피던스 증폭기(TIA) 서브-블록의 간략화된 주석을 단 개략 다이어그램.
도 17은 본 발명의 실시예의 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록에 이용될 수 있는 바와 같은 이중 저역 필터 서브-블록, 교정 부하 서브-블록, 분석 검사 스트립 샘플 셀 인터페이스 서브-블록, 트랜스임피던스 증폭기 서브-블록, XOR 위상 변화 측정 서브-블록 및 직교 역다중화 위상-변화 측정 서브-블록을 도시하는 간략화된 주석을 단 개략 블록 다이어그램.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 검사 측정기를 이용하기 위한 방법에서의 단계들을 도시하는 흐름도.
하기의 상세한 설명은 상이한 도면들에서 동일한 요소가 동일한 도면 부호로 표기되는 도면들을 참조하여 이해되어야 한다. 반드시 축척에 맞게 도시되지는 않은 도면은 단지 설명의 목적을 위해 예시적인 실시예를 도시하며, 본 발명의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다. 상세한 설명은 본 발명의 원리를 제한으로서가 아닌 예로서 예시한다. 이러한 설명은 명백하게 당업자가 본 발명을 제조 및 사용할 수 있게 할 것이고, 현재 본 발명을 수행하는 최선의 모드로 여겨지는 것을 비롯한, 본 발명의 몇몇 실시예, 개작, 변형, 대안 및 사용을 기술한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 임의의 수치 값 또는 수치 범위에 대한 용어 "약" 또는 "대략"은 구성요소들의 일부 또는 집합체가 본 명세서에 기재된 그의 의도된 목적으로 기능할 수 있게 하는 적합한 치수 공차를 나타낸다.
일반적으로, 본 발명의 실시예에 따른, 체액 샘플(즉, 전혈 샘플)에서 (포도당과 같은) 분석물을 판정하는 데 분석 검사 스트립과 함께 사용하기 위한 핸드헬드 검사 측정기는 하우징, 하우징에 배치되는 마이크로컨트롤러 블록, 및 (위상-변화-기반 헤마토크릿 회로로도 지칭되는) 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록을 포함한다. 그러한 핸드헬드 검사 측정기에서, 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록은 신호 발생 서브-블록, 저역 필터 서브-블록, 분석 검사 스트립 샘플 셀 인터페이스 서브-블록, 트랜스임피던스 증폭기 서브-블록, 및 위상 검출기 서브-블록을 포함한다. 또한, 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록 및 마이크로컨트롤러 블록은 핸드헬드 검사 측정기에 삽입된 분석 검사 스트립의 샘플 셀에서 체액 샘플의 위상 변화를 측정하도록 구성되고, 마이크로컨트롤러 블록은 또한 측정된 위상 변화에 기초하여 체액 샘플의 헤마토크릿을 계산하도록 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 핸드헬드 검사 측정기는 이들이 전혈 샘플의 헤마토크릿을 측정하고 이어서 분석물 판정 동안 측정된 헤마토크릿을 이용함으로써 전혈 샘플에서 (포도당 판정과 같은) 분석물 판정의 개선된 정확성을 제공한다는 점에서 유리하다.
일단 당업자가 본 발명을 알게 되면, 당업자는 본 발명에 따른 핸드헬드 검사 측정기로서 용이하게 변형될 수 있는 핸드헬드 검사 측정기의 예가 라이프스캔 인크.(미국 캘리포니아주 밀피타스 소재)로부터 구매가능한 원터치(등록상표) 울트라(등록상표) 2 포도당 측정기라는 것을 인식할 것이다. 또한 수정될 수 있는 핸드헬드 검사 측정기의 추가적인 예들을, 본 명세서에 참고로 완전히 각각 포함된 미국 특허 출원 공개 제2007/0084734호(2007년 4월 19일자로 공개됨) 및 제2007/0087397호(2007년 4월 19일자로 공개됨)에서 그리고 국제특허공개 WO2010/049669호(2010년 5월 6일자로 공개됨)에서 보게 된다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 검사 측정기(100)의 간략화된 도면이다. 도 13은 핸드헬드 검사 측정기(100)의 다양한 블록들의 간략화된 블록 다이어그램이다. 도 14는 핸드헬드 검사 측정기(100)의 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록의 간략화된 조합된 블록 다이어그램이다. 도 15는 핸드헬드 검사 측정기(100)의 이중 저역 필터 서브-블록의 간략화된 주석을 단 개략 다이어그램이다. 도 16은 핸드헬드 검사 측정기(100)의 트랜스임피던스 증폭기 서브-블록의 간략화된 주석을 단 개략 다이어그램이다. 도 17은 핸드헬드 검사 측정기(100)의 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록의 부분들의 간략화된 주석을 단 개략 블록 다이어그램이다.
도 12 내지 도 17을 참조하면, 핸드헬드 검사 측정기(100)는 디스플레이(102), 복수의 사용자 인터페이스 버튼(104), 스트립 포트 커넥터(106), USB 인터페이스(108), 및 하우징(110)을 포함한다(도 12 참조). 특히 도 13을 참조하면, 핸드헬드 검사 측정기(100)는 또한 마이크로컨트롤러 블록(112), 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록(114), 디스플레이 제어 블록(116), 메모리 블록(118) 및 분석 검사 스트립(도 12에 TS로 표시됨)에 검사 전압을 인가하기 위한, 그리고 또한 전기화학적 응답(예컨대, 복수의 검사 전류 값)을 측정하고 전기화학적 응답에 기초하여 분석물을 판정하기 위한 다른 전자 구성요소(미도시)를 포함한다. 본 설명을 간략화하기 위해, 도면들은 그러한 전자 회로 모두를 도시하고 있지는 않다.
디스플레이(102)는, 예를 들어, 스크린 이미지를 보여주도록 구성된 액정 디스플레이 또는 쌍안정 디스플레이일 수 있다. 스크린 이미지의 예에는 포도당 농도, 날짜 및 시간, 에러 메시지, 및 어떻게 검사를 수행하는지를 최종 사용자에게 알려주는 사용자 인터페이스가 포함될 수 있다.
스트립 포트 커넥터(106)는 전혈 샘플에서 포도당을 판정하도록 구성된 전기화학-기반 분석 검사 스트립과 같은 분석 검사 스트립(TS)과 동작식으로 인터페이싱하도록 구성된다. 따라서, 분석 검사 스트립은 스트립 포트 커넥터(106) 내로 동작식으로 삽입되도록, 그리고 예를 들어 적합한 전기 접점을 통해 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록(114)과 동작식으로 인터페이싱하도록 구성된다.
USB 인터페이스(108)는 당업자에게 공지된 임의의 적합한 인터페이스일 수 있다. USB 인터페이스(108)는 본질적으로 핸드헬드 검사 측정기(100)에 전력을 공급하고 그 측정기로의 데이터 라인을 제공하도록 구성된 수동적(passive) 구성요소이다.
일단 분석 검사 스트립이 핸드헬드 검사 측정기(100)와 인터페이싱되면 또는 그 이전에, 체액 샘플(예컨대, 전혈 샘플)이 분석 검사 스트립의 샘플 챔버 내로 도입된다. 분석 검사 스트립은 선택적으로 그리고 정량적으로 분석물을 다른 소정의 화학적 형태로 변환시키는 효소 시약들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 분석 검사 스트립은 포도당이 산화된 형태로 물리적으로 변환될 수 있도록 페리시아나이드 및 포도당 산화 효소를 갖는 효소 시약을 포함할 수 있다.
핸드헬드 검사 측정기(100)의 메모리 블록(118)은 적합한 알고리즘을 포함하고, 마이크로컨트롤러 블록(112)과 함께, 도입된 샘플의 헤마토크릿 및 분석 검사 스트립의 전기화학적 응답에 기초하여 분석물을 판정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 분석물 혈당의 판정에서, 헤마토크릿은 전기화학적으로 판정된 혈당 농도에 대한 헤마토크릿의 효과를 보상하는 데 사용될 수 있다.
마이크로컨트롤러 블록(112)은 하우징(110) 내에 배치되고, 당업자에게 공지된 임의의 적합한 마이크로컨트롤러 및/또는 마이크로-프로세서를 포함할 수 있다. 하나의 그러한 적합한 마이크로컨트롤러는 미국 텍사스주 댈러스 소재의 텍사스 인스트루먼츠로부터 구매가능한 부품 번호 MSP430F5138의 마이크로컨트롤러이다. 이러한 마이크로컨트롤러는 25 내지 250 ㎑의 구형파 및 동일한 주파수의 90도 위상-변화된 파를 생성할 수 있으며, 이로써 이하 추가로 기술되는 신호 발생 s-블록으로서 기능한다. MSP430F5138은 또한 본 발명의 실시예에 이용되는 위상 변화 기반 헤마토크릿 측정 블록에 의해 발생되는 전압을 측정하기에 적합한 아날로그-디지털(A/D) 처리 능력을 갖는다.
특히, 도 14를 참조하면, 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록(114)은 신호 발생 서브-블록(120), 저역 필터 서브-블록(122), 분석 검사 스트립 샘플 셀 인터페이스 서브-블록(124), (도 14의 점선 내의) 선택적 교정 부하 블록(126), 트랜스임피던스 증폭기 서브-블록(128) 및 위상 검출기 서브-블록(130)을 포함한다.
이하 추가로 기술되는 바와 같이, 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록(114) 및 마이크로컨트롤러 블록(112)은 예를 들어 체액 샘플을 통해 구동되는 하나 이상의 고주파 전기 신호의 위상 변화를 측정함으로써, 핸드헬드 검사 측정기에 삽입된 분석 검사 스트립의 샘플 셀에서 체액 샘플의 위상 변화를 측정하도록 구성된다. 또한, 마이크로컨트롤러 블록(112)은 측정된 위상 변화에 기초하여 체액의 헤마토크릿을 계산하도록 구성된다. 마이크로컨트롤러(112)는 예를 들어 위상-검출기 서브-블록으로부터 수신된 전압을 측정하고 이 전압을 위상-변화로 변환하도록 A/D 컨버터를 이용하고, 이어서 위상-변화를 헤마토크릿 값으로 변환하도록 적합한 알고리즘 또는 룩업 테이블을 이용함으로써 헤마토크릿을 계산할 수 있다. 일단 본 발명을 알게 되면, 당업자는 그러한 알고리즘 및/또는 룩업 테이블이 (전극 면적 및 샘플 챔버 체적을 포함하는) 스트립 기하학적 형상 및 신호 주파수와 같은 다양한 인자를 고려하도록 구성될 것임을 인식할 것이다.
전혈 샘플의 리액턴스와 그 샘플의 헤마토크릿 사이에 소정의 관계가 존재한다는 것이 밝혀졌다. 병렬 용량성 및 저항성 구성요소들로서의 체액 샘플(즉, 전혈 샘플)의 전기적 모델링은 교류(AC) 신호를 체액 샘플로 통과시킬 때 AC 신호의 위상 변화가 샘플의 헤마토크릿과 AC 전압의 주파수 둘 모두에 의존할 것임을 나타낸다. 또한, 모델링은 헤마토크릿이, 신호의 주파수가 대략 10 ㎑ 내지 25 ㎑의 범위 내에 있을 때 위상 변화에 대해 비교적 미소한 영향을 가지며, 신호의 주파수가 대략 250 ㎑ 내지 500 ㎑의 범위 내에 있을 때 위상 변화에 대해 최대의 영향을 갖는다는 것을 나타낸다. 따라서, 체액 샘플의 헤마토크릿은 예를 들어 기지의 주파수의 AC 신호를 체액 샘플로 통과시키고 이들의 위상 변화를 검출함으로써 측정될 수 있다. 예를 들어, 10 ㎑ 내지 25 ㎑의 범위 내의 주파수를 가진 신호의 위상-변화가 그러한 헤마토크릿 측정에서 기준 판독치로서 사용될 수 있고, 한편 250 ㎑ 내지 500 ㎑의 범위 내의 주파수를 가진 신호의 위상 변화가 주 측정치로서 사용될 수 있다.
특히 도 14 내지 도 17을 참조하면, 신호 발생 서브-블록(120)은 임의의 적합한 신호 발생 블록일 수 있고, 원하는 주파수의 구형파(0 V에서 Vref)를 발생시키도록 구성된다. 그러한 신호 발생 서브-블록은 필요할 경우 마이크로컨트롤러 블록(112)에 통합될 수 있다.
신호 발생 서브-블록(120)에 의해 발생된 신호는 구형파 신호를 미리설정된 주파수의 사인파 신호로 변환시키도록 구성된 이중 저역 필터 서브-블록(122)에 전달된다. 도 15의 이중 LPF는 (HCT 측정 셀로도 지칭되는) 분석 검사 스트립의 샘플 챔버 및 분석 검사 스트립 샘플 셀 인터페이스 서브-블록에 (10 ㎑ 내지 25 ㎑의 범위 내의 주파수와 같은) 제1 주파수의 신호 및 (250 ㎑ 내지 500 ㎑의 범위 내의 주파수와 같은) 제2 주파수의 신호 둘 모두를 제공하도록 구성된다. 제1 및 제2 주파수의 선택은 도 15의 스위치(IC7)를 사용하여 달성된다. 도 15의 이중 LPF는 고속, 전압 피드백, CMOS 연산 증폭기 부품 번호 OPA354로서 미국 텍사스주 댈러스 소재의 텍사스 인스트루먼츠로부터 입수가능한 연산 증폭기와 같은 2개의 적합한 연산 증폭기(IC4 및 IC5)의 이용을 포함한다.
도 15를 참조하면, F-DRV는 저주파수 또는 고주파수(예컨대, 25 ㎑ 또는 250 ㎑)의 구형파 입력을 나타내고, IC4 및 IC5 둘 모두에 접속된다. (마이크로컨트롤러로부터의) 신호 Fi-HIGH/LOW는 스위치(IC7)를 통해 이중 저역 필터 서브-블록(122)의 출력을 선택한다. 도 15의 C5는 HCT 측정 셀로부터 이중 저역 필터 서브-블록(122)의 동작 전압을 차단하도록 구성된다.
비록 특정한 이중 LPF가 도 15에 도시되어 있지만, 이중 저역 필터 서브-블록(122)은 예를 들어 임의의 적합한 다중 피드백 저역 필터, 또는 샐런-키(Sallen and Key) 저역 필터를 비롯한 당업자에게 알려진 임의의 적합한 저역 필터 서브-블록일 수 있다.
저역 필터 서브-블록(122)에 의해 생성된 사인파는 분석 검사 스트립 샘플 셀 인터페이스 서브-블록(124)에 전달되고, 여기서 이는 (HCT 측정 셀로도 지칭되는) 분석 검사 스트립의 샘플 셀을 가로질러 구동된다. 분석 검사 스트립 샘플 셀 인터페이스 블록(124)은 예를 들어 샘플 셀 내에 배치된 분석 검사 스트립의 제1 전극 및 제2 전극을 통해 분석 검사 스트립의 샘플 셀과 동작식으로 인터페이싱하도록 구성된 인터페이스 블록을 비롯한 임의의 적합한 샘플 셀 인터페이스 블록일 수 있다. 그러한 구성에서, 신호는 도 17에 도시된 바와 같이 (저역 필터 서브-블록으로부터) 제1 전극을 통해 샘플 셀 내로 구동될 수 있고, 제2 전극을 통해 (트랜스임피던스 증폭기 서브-블록에 의해) 샘플 셀로부터 픽업될 수 있다.
샘플 셀을 가로질러 신호를 구동시킴으로써 생성된 전류는 트랜스임피던스 증폭기 서브-블록(128)에 의해 픽업되고, 위상 검출기 서브-블록(130)과의 통신을 위해 전압 신호로 변환된다.
트랜스임피던스 서브-블록(128)은 당업자에게 알려진 임의의 적합한 트랜스임피던스 서브-블록일 수 있다. 도 16은 (2개의 OPA354 연산 증폭기, IC3 및 IC9에 기초한) 하나의 그러한 트랜스임피던스 증폭기 서브-블록의 간략화된 주석을 단 개략 블록 다이어그램이다. TIA 서브-블록(128)의 제1 스테이지는 예를 들어 400 ㎷에서 동작하며, 이는 AC 진폭을 +/- 400 ㎷로 제한한다. TIA 서브-블록(128)의 제2 스테이지는 Vref/2에서 동작하며, 이 구성은 마이크로컨트롤러 A/D 입력의 전체 스팬의 출력의 생성을 가능하게 한다. TIA 서브-블록(128)의 C9는 AC 사인파 신호만이 통과하게 허용하는 차단 구성요소로서 역할한다.
위상 검출기 서브-블록(130)은 포착 기능을 사용하여 마이크로컨트롤러 블록(112)에 의해 다시 판독될 수 있는 디지털 주파수 또는 아날로그-디지털 컨버터를 사용하여 마이크로컨트롤러 블록(112)에 의해 다시 판독될 수 있는 아날로그 전압을 생성하는 임의의 적합한 위상 검출기 서브-블록일 수 있다. 도 17은 2개의 그러한 위상 검출기 서브-블록, 즉 (도 17의 상부 절반부에 있고, IC22 및 IC23을 포함하는) XOR 위상 검출기 및 (도 17의 하부 절반부에 있고, IC12 및 IC13을 포함하는) 직교 역다중화 위상 검출기를 포함하는 개략도를 도시한다.
도 17은 또한 스위치(IC16) 및 더미 부하(dummy load)(R7 및 C6)를 포함하는 교정 부하 서브-블록(126)을 도시한다. 교정 부하 서브-블록(126)은 저항기(R7)에 의해 생성된 0도의 기지의 위상 변화에 대한 위상 오프셋의 동적 측정을 위해 구성되고, 따라서 교정시 사용을 위한 위상 오프셋을 제공한다. C6은 미리설정된 약간의 위상 변화로 하여금, 예컨대 샘플 셀로의 신호 트레이스에 있어서의 기생 용량에 의해 야기되는 위상 지연, 또는 전기 회로(LPF 및 TIA)에서의 위상 지연을 보상하게 하도록 구성된다.
도 17의 직교 역다중화 위상 검출기 회로는 2개의 부분, 즉 유입 AC 신호의 저항성 부분을 위한 하나의 부분 및 유입 AC 신호의 반응성 부분을 위한 하나의 부분을 포함한다. 그러한 2개의 부분의 사용은 AC 신호의 저항성 및 반응성 부분 둘 모두의 동시 측정 및 0도 내지 360도를 포함하는 측정 범위를 가능하게 한다. 도 17의 직교 역다중화 회로는 2개의 별도의 출력 전압을 발생시킨다. 이들 출력 전압 중 하나는 "동상 측정(in phase measurement)"을 나타내고 AC 신호의 "저항성" 부분에 비례하며, 다른 출력 전압은 "직교 측정(Quadrature Measurement)"을 나타내고 신호의 "반응성" 부분에 비례한다. 위상 변화는 다음과 같이 계산된다:
Φ = tan-1(VQUAD-PHASE / VIN-PHASE)
그러한 직교 역다중화 위상 검출기 회로는 또한 샘플 셀 내의 체액 샘플의 임피던스를 측정하기 위해 이용될 수 있다. 한정됨이 없이, 신체 샘플의 헤마토크릿을 판정하기 위해, 위상-변화와 함께, 또는 위상-변화와 독립적으로, 임피던스가 이용될 수 있는 것으로 가정된다. 샘플 셀로 통과시키는 신호의 진폭은 다음과 같이 직교 역다중화 회로의 2개의 전압 출력을 사용하여 계산될 수 있다:
진폭 = SQR ((VQUAD-PHASE)2 + (VIN-PHASE)2)
이어서, 이러한 진폭은 임피던스를 결정하기 위해 교정 부하 블록(126)의 기지의 저항기에 대해 측정된 진폭과 비교될 수 있다.
XOR 위상 검출기 부분은 "μC로부터의 구형파 입력"이 사인파에 대해 동상인지 또는 90° 위상 변화로 설정되어 있는지에 따라, 0° 내지 180°의 측정 범위, 또는 대안적으로 -90° 내지 +90°의 측정 범위를 갖는다. XOR 위상 검출기는 항상 입력 주파수의 2배인 출력 주파수를 생성하지만, 듀티 사이클은 변동된다. 양 입력이 완벽하게 동상인 경우, 출력은 LOW이며, 양 입력이 180° 변화된 경우, 출력은 항상 HIGH이다. (예컨대, 간단한 RC 요소를 통해) 출력 신호를 통합함으로써, 양 입력들 사이의 위상 변화에 직접 비례하는 전압이 생성될 수 있다.
일단 본 발명을 알게 되면, 당업자는 본 발명의 실시예에 이용된 위상 검출기 서브-블록이 임의의 적합한 형태를 취할 수 있고, 예를 들어 상승 에지 포착 기술, 이중 에지 포착 기술, XOR 기술 및 동기 복조 기술을 이용하는 형태를 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
저역 필터 서브-블록(122), 트랜스임피던스 증폭기 서브-블록(128) 및 위상 검출기 서브-블록(130)이 잔류 위상 변화를 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록(114)에 도입할 수 있기 때문에, 교정 부하 블록(126)은 위상-변화-기반 헤마토크릿 측정 블록에 선택적으로 포함될 수 있다. 교정 부하 블록(126)은 사실상 본질적으로 저항성(예를 들어, 33 k-ohm 부하)이도록 구성되며, 이에 따라 여기 전압과 발생된 전류 사이의 위상 변화가 유도되지 않는다. 교정 부하 블록(126)은 "0"의 교정 판독치를 제공하도록 회로에 걸쳐 전환되도록 구성된다. 일단 교정되면, 핸드헬드 검사 측정기는 체액 샘플의 위상 변화를 측정하고, 수정된 위상 변화를 계산하기 위해 "0" 판독치를 차감하고, 후속하여 수정된 위상 변화에 기초하여 신체 샘플 헤마토크릿을 계산할 수 있다.
도 18은 핸드헬드 검사 측정기 및 분석 검사 스트립(예컨대, 전기화학-기반 분석 검사 스트립)을 이용하기 위한 방법(200)에서의 단계들을 도시하는 흐름도이다. 단계(210)에서, 방법(200)은 전혈 샘플을 분석 검사 스트립의 샘플 셀 내로 도입하는 단계를 포함한다.
단계(220)에서, 핸드헬드 검사 측정기의 마이크로컨트롤러 블록 및 위상-변화-기반 측정 블록을 사용하여 샘플 셀 내의 전혈 샘플의 위상 변화가 측정된다. 방법(200)은 마이크로컨트롤러 블록을 사용하여 측정된 위상 변화에 기초하여 전혈 샘플의 헤마토크릿을 계산하는 단계를 추가로 포함한다(도 18의 단계(230) 참조).
일단 본 발명을 알게 되면, 당업자는 방법(200)을 포함한 본 발명의 실시예에 따른 방법이 본 발명의 실시예에 따른 그리고 본 명세서에서 기술된 핸드헬드 검사 측정기의 기술, 이점 및 특징 중 임의의 것을 통합하기 위해 용이하게 변형될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 필요할 경우, 분석 검사 스트립, 핸드헬드 검사 측정기 및 계산된 헤마토크릿을 사용하여 도입된 체액 샘플에서 분석물이 판정된다.

Claims (51)

  1. 적어도 2개의 전극들 및 상기 전극들 중 적어도 하나 상에 배치된 시약을 갖는 바이오센서(biosensor)로 유체 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
    상기 바이오센서 상의 샘플의 침착시 분석물 검사 시퀀스(analyte test sequence)를 시작하는 단계;
    상기 샘플의 물리적 특성을 결정하기 위해 상기 샘플에 제1 신호를 인가하는 단계로서, 상기 물리적 특성은 헤마토크릿 수준인, 상기 샘플에 제1 신호를 인가하는 단계;
    상기 샘플의 화학적 변환을 유발시키기 위해 상기 샘플에 제2 신호를 도입하는 단계;
    상기 샘플로부터 적어도 하나의 출력 신호를 측정하는 단계;
    상기 결정된 헤마토크릿 수준에 기초하여 룩업 테이블 또는 행렬로부터 바이오센서 파라미터 계수를 획득하는 단계;
    상기 바이오센서 파라미터 계수와 상기 검사 시퀀스의 시작으로부터의 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 하나의 시간 위치에서 측정된 상기 적어도 하나의 출력 신호에 기초하여,
    하기 관계식:
    Figure 112019068516707-pct00107

    (여기서
    G1은 상기 분석물 농도를 나타내고,
    IE는 상기 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 상기 하나의 시간 위치에서 측정된 상기 바이오센서의 전극들의 총 출력 신호를 나타내며,
    P1은 상기 바이오센서의 공지된 배치 절편을 나타내며,
    P2는 상기 바이오센서의 공지된 배치 기울기를 나타내며,
    x1는 상기 샘플의 상기 결정된 헤마토크릿 수준에 기초한 상기 바이오센서 파라미터 계수를 나타냄,) 으로부터 분석물 농도를 계산하는 단계; 및
    상기 분석물 농도를 통지하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 신호를 인가하는 단계와 상기 제2 신호를 도입하는 단계는 순차적인 순서로 수행되는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 신호를 인가하는 단계는 상기 제2 신호를 도입하는 단계와 중첩되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 신호를 인가하는 단계는 상기 샘플로 교류 신호를 지향시켜서 상기 샘플의 헤마토크릿 수준이 상기 교류 신호의 출력으로부터 결정될 수 있도록 하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 물리적 특성은 상기 샘플의 헤마토크릿을 나타내는 임피던스 특성을 포함하고, 상기 분석물은 포도당을 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 신호를 인가하는 단계는 상이한 각각의 주파수들의 제1 및 제2 교류 신호들을 구동시키는 단계를 포함하고, 제1 주파수는 제2 주파수보다 낮은, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 주파수는 그 크기가 상기 제2 주파수보다 적어도 한 자릿수만큼 작은, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 주파수는 10 ㎑ 내지 250 ㎑의 범위 내의 임의의 주파수를 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 검사 시퀀스 동안 적어도 하나의 출력 신호를 측정하기 위한 상기 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 상기 하나의 시간 위치는 상기 검사 시퀀스의 시작 후 2.5초인, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 상기 하나의 시간 위치는 상기 검사 시퀀스의 상기 시작 후 2.5초의 시점과 중첩되는 시간 구간을 포함하는, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 검사 시퀀스 동안 적어도 하나의 출력 신호를 측정하기 위한 상기 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 하나의 시간 위치는 상기 검사 시퀀스의 시작 후 5초의 시점인, 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 상기 하나의 시간 위치는 상기 검사 시퀀스의 시작으로부터 5초 미만의 임의의 시점을 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 다른 하나의 시간 위치는 상기 검사 시퀀스의 시작으로부터 10초 미만의 임의의 시점을 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 상기 하나의 시간 위치는 상기 검사 시퀀스의 시작 후 2.5초의 시점과 중첩되는 시간 구간을 포함하고, 상기 복수의 사전결정된 시간 위치들 중 상기 다른 하나의 시간 위치는 상기 검사 시퀀스의 시작 후 5초의 시점과 중첩되는 시간 구간을 포함하는, 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전극들과 적어도 2개의 다른 전극들은 기판 상에 제공된 동일한 챔버 내에 배치되는, 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전극들은 상기 헤마토크릿 수준과 상기 분석물 농도를 측정하기 위한 2개의 전극들을 포함하는, 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전극들은 상기 샘플의 상기 헤마토크릿 수준을 결정하기 위한 적어도 2개의 전극들의 제1 세트와 상기 분석물 농도를 결정하기 위한 적어도 2개의 다른 전극들의 제2 세트를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전극들은 모두 상기 바이오센서의 기판에 의해 한정되는 동일한 평면상에 배치되는, 방법.
  19. 제17항에 있어서, 제3 전극이 상기 적어도 2개의 전극들의 제1 세트에 근접하게 배치되고 상기 적어도 2개의 다른 전극들의 제2 세트에 접속되는, 방법.
  20. 제18항에 있어서, 시약이 상기 적어도 2개의 다른 전극들의 제2 세트에 근접하게 배치되고, 상기 적어도 2개의 전극들의 제1 세트 상에는 시약이 배치되지 않는, 방법.
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