KR20040013003A - 혈액 표본의 측정 테스트 - Google Patents

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KR20040013003A
KR20040013003A KR10-2003-7017148A KR20037017148A KR20040013003A KR 20040013003 A KR20040013003 A KR 20040013003A KR 20037017148 A KR20037017148 A KR 20037017148A KR 20040013003 A KR20040013003 A KR 20040013003A
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인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
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Abstract

본 발명은 단일 혈액 샘플 내 다수의 혈액 성분을 분석하기 위한 다성분 테스트 스트립(1)에 관한 것이다. 상기 테스트 스트립은 샘플 수용 영역(41) 및 2 이상의 샘플 분석 영역(61, 68)을 갖춘 다공성 매체를 포함한다. 샘플 수용 영역(41)은 2 이상의 샘플 분석 영역(61, 81)과 유체역학적으로 직렬이고, 2 이상의 샘플 분석 영역(61, 81)은 서로 유체역학적으로 병렬이다. 2 이상의 샘플 분석 영역(61, 81)은 2 이상의 특정 혈액 성분에 특이적인 지시약을 함유한다. 또한, 본 발명은 혈액 특성화를 위한 테스트 스트립을 사용하는 시스템 및 혈액 특성화 및 분석 방법을 제공한다.

Description

혈액 표본의 측정 테스트{MEASUREMENT TESTING OF BLOOD SPECIMENS}
1. 배경 - 의학.당뇨병 및 관상 동맥 질환은 주요 사망 원인이지만, 혈액 화학을 통하여 검출, 모니터 및 관리를 할 수 있는 것들이다.
a. 관상 동맥 질환.심장혈관 질환으로 지금까지 매우 많은 사람들이 사망하였으며, 매우 어린 사람들도 죽어가고 있다. 미국 심장 협회에 따르면, 심장혈관 질환으로 매년 거의 백만명의 미국인이 사망한다고 한다. 이는 모든 암 사망을 합한 것보다도 많은 것이다.
대부분의 이러한 사망은 좁아지거나 차단된 동맥(아테롬성 동맥 경화증)으로 인하여 일어난다. 콜레스테롤은 이러한 대부분 방지할 수 있는 상태에서 중요한 역할을 담당한다. 아테롬성 동맥 경화증은 콜레스테롤 함유 지방 침착물(플라크)이동맥의 벽에 축적되는 조용하고 통증이 없는 과정이다.
플라크가 쌓임에 따라서, 동맥 내 개구는 좁아진다. 이는 혈류를 감소시킨다. 혈류 감소가 관상(심장) 동맥에서 일어난다면, 이는 협심증이라고 하는 일종의 흉부 통증을 초래한다. 플라크가 확대됨에 따라서, 동맥의 내막은 거칠게 된다. 플라크 인열 또는 파열은 응혈이 형성되게 할 수도 있다.
그러한 응혈은 혈류 또는 혈행을 차단하거나, 동맥 하류를 막을 수 있다. 심장 부분으로의 혈류가 중단되면, 그 사람은 심장 발작이 일어날 것이다. 뇌 부분으로의 혈류가 중단되면, 그 사람은 졸중이 일어날 것이다.
많은 인자들이 동맥의 막힘에 영향을 미친다. 콜레스테롤이 이 과정에서 중요하다. 콜레스테롤은 왁스와 지방같은 물질(지질)이다. 종종 이것이 유해한 것으로 논의되지만, 이것없이는 사람이 살 수 없다. 콜레스테롤은 체내 세포막, 신경의 절연 및 특정 호르몬의 생성에 필수적이다. 이것은 간에 의해 사용되어 음식물의 소화를 돕는 답즙산을 만든다. 콜레스테롤을 불안하게 하는 혼동은 일부 사람들이 용어를 사용하는 방식에 부분적으로 기인한다. 용어 "콜레스테롤"은 종종 식이 콜레스테롤과 혈중 콜레스테롤 둘 다에 대한 포괄적인 용어이다.
콜레스테롤은 식이 지질로서 음식물에 존재한다. 콜레스테롤은 동물 산물, 예컨대 고기 및 유제품에 존재한다. 또한, 콜레스테롤은 혈중 지질의 천연 성분으로서 상이한 방식으로 존재한다. 혈중 콜레스테롤은 간과 식이 콜레스테롤로부터 발생한다. 간은 혈중 콜레스테롤의 약 80%를 만든다. 단지 약 20%는 식이물로부터 유래한다. 식이 지방의 양은 혈중 콜레스테롤 수치를 비롯한 혈중 지질의 모든 수치에 영향을 미칠 것이다.
혈액 중에 담지되기 위하여, 체내에서 콜레스테롤을 아포단백질이라고 하는 단백질로 코팅한다. 일단 코팅되면, 이들은 지단백질이라고 하는 패키지를 형성한다. 지단백질은 혈액 내 콜레스테롤과 트리글리세리드(다른 혈중 지질)을 담지한다. 지단백질의 일부는 저밀도 지단백질(LDL)이라고 한다. 이들은 고수치의 콜레스테롤을 함유한다. 다른 것은 고밀도 지단백질(HDL)이라고 한다. 이들은 대부분 단백질을 함유한다. 제2 유형의 지단백질은 초저밀도 지단백질(VLDL)이라고 한다. 이 유형은 콜레스테롤, 트리글리세리드 및 단백질을 함유한다.
콜레스테롤은 신체를 통하여 세포 내 구축 물질 역할을 한다. 콜레스테롤을 담지하는 LDL 입자는 그 자체를 세포 표면 상의 수용체에 부착시킨 다음, 세포로 수용된다. 너무 많은 LDL 입자가 혈액 중에 있거나, 간 세포(LDL 수용체)가 LDL 입자를 정상적으로 수용하지 않거나, 또는 간에 너무 적은 LDL 수용체가 있는 경우, 체내 세포는 LDL 입자로부터 콜레스테롤로 포화될 것이다. 그 후, 콜레스테롤은 동맥 벽에 침착된다. 이 점에서, 고밀도 지단백질(HDL)은 "좋은" 역할을 담당한다. 실제로, 이들은 동맥 벽에 침착된 콜레스테롤을 포착하여 폐기를 위해 이들을 간으로 운반한다. LDL 입자로부터의 너무 많은 콜레스테롤이 동맥 벽에 부착되어 있는 경우, 동맥은 플라크가 발달하여 좁아지기 시작한다. 이것이 아테롬성 동맥 경화증 과정이다. 이것은 LDL 수치에 비하여 고 HDL 수치가 좋은 지에 대한 이유이다. 이것은 사람을 아테롬성 동맥 경화증 발전으로부터 보호하는 것을 도울 수 있다.
많은 사람들은 고 콜레스테롤을 가진다. 고 수치는 유전적 체질, 당뇨병의존재 또는 생활 양식 선택, 또는 세 가지 모두로부터 결과할 수 있다.
혈중 지질이 바람직한 범위 내에 있는 지를 밝혀내는 유일한 방법은 이들을 테스트하는 것이다. 테스트는 환자가 밤새도록 절식한 후, 절식 혈액 샘플을 채혈함으로써 행한다. 건강 지지 그룹과 유명한 의료 센터는 총 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤 및 트리글리세리드를 측정할 것을 권한다(총 콜레스테롤은 LDL, HDL 및 기타 혈중 콜레스테롤 입자로 구성된다).
사람이 노화함에 따라서, LDL 콜레스테롤의 수치는 대체로 증가한다. 연구자들은 그 이유를 확신하지 못하고 있다. 상기 증가는 노화 또는 체내 지방 증가에 의해 야기될 수 있다. 또한, 45세까지, 대체로 남성은 여성보다 더 높은 총 콜레스테롤을 가진다. 또한, 약 이 연령까지, 여성은 더 높은 HDL 수치를 갖는 경향이 있다. 그러나, 폐경 후, 여성의 총 콜레스테롤은 상승하고, 이들이 호르몬 대체 요법을 취할 때까지 보호성 HDL은 떨어진다.
과콜레스테롤은 "가족" 질환이고, 노화가 진척되는 질환이다. 가족 구성원이 바람직하지 않은 지질 수치 및 심장혈관 문제를 가졌다면, 이러한 문제에 대한 위험은 증가한다. 성인이 고 콜레스테롤을 가진 가족의 자녀는 고 콜레스테롤을 가질 가능성이 더 크다. 아테롬성 동맥 경화증의 초기 징후는 유년 시절에 나타난다. "위험 상태"의 가족의 자녀들은 그들의 글루코스 및 콜레스테롤을 확인하는 것이 중요하다.
b. 당뇨병.과콜레스테롤과 마찬가지로, 당뇨병은 "가족" 질환이고, 노화가 진척되는 질환이다. 당뇨병은 (1) 췌장 내에서 인슐린을 생성하는 링게르한스섬및 (2) 세포에 의한 혈중 글루코스의 흡수 중 하나 또는 둘 다를 수반하는 복합 질환 과정이다.
당뇨병을 가진 개체는 과혈당증, 즉 비정상적으로 높은 혈당 수치를 가진다. 일반적으로, I형 당뇨병("인슐린 의존성" 또는 "유아 발병" 당뇨병)에서, 췌장은 탄수화물 대사를 조절하기에 충분한 양의 인슐린을 혈류로 분비하지 않는다. II형 당뇨병("성인 발병" 또는 "비인슐린 의존성" 당뇨병)에서, 인슐린의 화학 활성은 당뇨병 질환 과정으로 탄수화물 활용을 조절하기에 불충분하다. 비정상적으로 높은 혈당 수치가 장기간 동안 계속된다면, 그 개체는 망막증, 신장병, 신경병 및 심장혈관 질환을 비롯한 당뇨병의 만성 합병증을 겪게 될 것이다.
모든 당뇨병의 90%는 "II"형 당뇨병이다. "성인 발병" 당뇨병은 췌장에 의해 생성된 인슐린의 감소된 화학 활성, 정상 LDL 콜레스테롤 분획보다 높고, 정상 HDL 콜레스테롤 분획보다 낮은 고 콜레스테롤, 상승된 트리글리세리드 및 불충분한 글루코스 ↔글리코겐 형성과 관련있다. 이들은 혈장의 "혈장 영양분" 또는 "에너지 저장" 분획의 모든 구성요소이다. 이 상태군은 단일 결함 유전자 또는 유전자 세트와 관련있으며, "가족 내에서 전해지는" 것으로 보인다. 임상의가 이 증후군을 돌볼 때, 그 목표는 명확한데, 즉 글루코스, 트리글리세리드, 콜레스테롤 및 LDL을 낮추고, HDL을 상승시키는 것이다. 임상의는 운동, 체중 감소, 식이 변화, 글루코스 저하 약물, 콜레스테롤 저하 약물 및 가능하게는 고혈압 약물(고혈압 및 관상 동맥 질환도 흔히 존재하기 때문임)을 처방한다.
당뇨병은 많은 사람에게서 트리글리세리드를 증가시키고, HDL을 감소시킨다.당뇨병은 아테롬성 동맥 경화증의 전개를 촉진하고, 따라서 심장 발작, 졸중 및 족부로의 혈액 순환 감소에 대한 위험을 증가시킨다. 환자가 당뇨병을 가진 경우, 총 콜레스테롤, 트리글리세리드 및 HDL을 자주 테스트해야 한다. 이것은 미국의 건강 관리 실시, 패러다임 및 경제를 변화시키기 때문에 환자 및 임상의에게 도전이 된다.
2. 배경 - 혈액 화학.혈액은 심장, 동맥, 정맥 및 모세혈관을 통하여 순환하면서 영양분, 전해질, 호르몬, 비타민, 항체, 열 및 산소를 체내 조직에 전달하고, 노폐물과 이산화탄소를 치운다. 전혈은 2 개의 분획, 즉 세포와 혈장으로 구성된다.
"세포" 또는 "혈구 세포" 분획은 적혈구 세포, 백혈구 세포 및 혈소판을 포함한다. 적혈구 세포는 폐로부터 O2를 세포로 운반하고, 발산을 위해 세포로부터 CO2를 폐로 운반한다. 각각의 적혈구 세포는 헤모글로빈 분자로 알려진 구조 내에 4 개의 Fe 원자를 함유한다. 폐로부터의 산소는 헤모글로빈 분자와 결합하여 조직으로 운반하기 위해 옥시헤모글로빈을 형성하는데, 산소를 조직에 공급하고, 이산화탄소를 조직으로부터 흡수한다. 이산화탄소는 헤모글로빈과 반응하여 카르바미노헤모글로빈을 형성한다. 백혈구 세포는 항체를 담지하여 침습 세포를 둘러싸서 파괴한다.
또한, 전혈은 혈소판을 담지한다. 혈소판은 혈액 응고 및 응집을 개시하는 복구 물질이다. 응집은 단백질인 트롬빈이 가용성 피프리노겐에 반응하여 불용성피브린을 발생하는 복합 과정이다. 피브린은 미세사로서 침착된다. 혈소판은 피브린사에 부착된다.
"세포" 또는 혈구 세포 분획은 혈액의 약 45 부피%이다. 혈액의 나머지 55%는 혈장이라고 하는, 투명 내지 담황색 액체 분획이다. 혈장은 약 8 중량% "고형분"을 함유한다. 혈장 고형분은 혈장 단백질(유기 복구 물질, 예컨대 알부민, 피브리노겐, 프로트롬빈 및 글로불린), 영양소(예컨대, 글루코스, 트리글리세리드, 콜레스테롤, 기타 지질 및 아미노산), 조절 및 보호 물질(효소, 호르몬 및 항체), 전해질(칼륨, 나트륨 및 염화물) 및 대사 폐기물(요소 및 요산)을 포함한다.
3. 챌린지 - 의학.무엇보다도 중요한 의학 챌린지는 혈중 글루코스, 혈중 콜레스테롤 및 지단백질을 효과적으로 조절하는 것이다. 거의 정상적인 글루코스 조절을 유지할 수 있는 당뇨병 환자는 망막증, 신장병, 신경병 및 심장혈관 질환과 같은 무서운 합병증의 가능성이 완만하게 줄어드는 것으로 연구되었다. 다른 연구는 그 콜레스테롤 및 지질을 조절하면서 HDL 콜레스테롤을 상승시키는 과콜레스테롤 환자는 심장 질환의 위험을 상당히 줄일 수 있다는 것을 보여준다.
그러므로, 몇 가지 테스트는 과혈당 및 과콜레스테롤 상태를 측정하고 조절하는 것을 개발 중에 있다. 이러한 테스트로는 (i) 글루코스(반감기가 수 시간대임)의 직접 측정, (ii) 콜레스테롤 및 관련 지단백질(반감기가 4 내지 12 주임)의 직접 측정 및 (iii) 글리코실화 헤모글로빈(반감기가 4 내지 12 주 정도임)의 측정이 있다. 수학적 모델의 목적을 위하여, 글리코실화 헤모글로빈은 시간 적분의 형태로서 고려할 수 있다. 또한, 당뇨병 관리에서 지질(콜레스테롤, HDL 콜레스테롤,LDL 콜레스테롤 및 트리글리세리드)의 측정을 자주 할 수 있다는 임상적 이점이 있다. 이것은 다른 생명을 위협하는 상태 및 당뇨병 합병증이 이들 혈액 성분 각각의 비정상적인 수치와 밀접하게 관련있기 때문이다.
임상의는 혈중 글루코스의 유효성에 대한 이들의 고찰과, HMO와 잘 운용된 관리의 오늘날의 시대에서 고작 연 4회 행해지는, 많아야 75 달러 내지 125 달러짜리 혈액 테스트에서의 콜레스테롤 조절을 바탕으로 한다. 그러나, 글루코스(인슐린 생성 및 이용의 측정)는 다른 혈장 영양소 및 인슐린이 변함에 따라, 매시간 변한다. 병변 또는 다른 부조의 부재 하에서, 지질(콜레스테롤, LDL, HDL, 트리글리세리드)은 매우 천천히 변하며, 수 주 내재 수 개월의 반감기를 가진다. 그러나, 당뇨병은 "병변"이고, 약물 처방에서는 "부조"이다. 그리고, 환자와 임상의에게 중요할 수 있는 식이요법("밀기울 머핀", 차전자피(psylium)) 또는 약물요법 변화로부터와 같은 "추세"가 있을 수 있다. 이것은 사용자 친화적인 시스템 및 방법으로, 정맥 또는 동맥을 침습하는 일없이, 환자가 가정에서 모니터할 수 있고, 그 능력을 부여할 수 있어야 하는 것이다.
명백히, 글루코스, 글리코실화 헤모글로빈, 콜레스테롤(또는 콜레스테롤 분획) 및 트리글리세리드를 분석할 수 있는 가정용 혈액 영양소 정량 분석기를 간단하고 용이하게 사용할 필요성이 존재한다. 이 분석기는 사용이 용이하고, 저렴하며, 신뢰성있고, 가정용 건강 관리 진단 표준 내에서 정확하며(임상 또는 실험실 표준일 필요는 없음), 튼튼하고, 저렴해야 하며, 정맥 또는 동맥을 찌르지 않고 모세혈관의 "바늘 찌르기(pin prick)" 또는 "바늘 관통(pin stick)"을 요해야 한다.이것은 병원, 진료실 또는 임상 세팅에서 숙련의의 간섭없이 혈액을 채혈할 수 있는 것이다. 최대한 가능한 정도로, 이 시스템은 부적절한 용도에 안전해야 한다("사용자 친화성" 또는 "오용 방지(idiot proof)").
4. 배경 - 혈액 화학 테스트.환자 및 임상의에게 관심사는 혈액 화학 테스트이다. 임상의에게 유용한 혈액 화학 테스트의 전체 범위를 결정하고, pH, 글루코스, 비단백질 질소, 지질, 단백질, 효소 및 스테로이드를 보고한다. 가정용 건강 모니터링에 대해 특히 관심있는 사항은-특정 병변 또는 질환 과정의 부재시-글루코스, 시적분된 글루코스(글루코실화 헤모글로빈) 및 지질(LDL 및 HDL을 비롯한 콜레스테롤 및 트리글리세리드)이다. 또한, 철은 빈혈증 및/또는 내출혈, 및 특히 항응고제(예방제로서 쿠마딘을 요할 수도 있는 과콜레스테롤 환자에 흔히 처방됨)에 대한 환자의 응고 인자 중 하나 또는 둘 다를 초기 검출하는 데 자주 사용된다.
보통, 글루코스와 지질은 색도계/필터 광도계, 플레임 광도계 또는 분광광도계에 의해 정량적으로 측정된다.
색도계 또는 필터 광도계는 용질(통상적으로, 용질 또는 용질-효소 산물과 염료 또는 기타 시약 간의 반응 후)의 색도, 반사도 또는 흡광 특성을 측정하는 광학 전자 장치이다. 그 결과는 농도계에 의해 측정되며, 분석되는 성분의 농도를 가리키는 색 투과도 또는 흡광도에 관하여 표시된다.
플레임 광도계는 플레임으로 흡인되는 물질의 색 강도를 측정하는 광학 기구이다.
분광광도계는 정량 및 정성 테스트로서 파장의 함수로 흡광도를 측정하는 정교한 색도계이다.
샘플은 심지어 간단하고, 다공성이며, 섬유상인 패드 또는 스트립으로 크로마토그래피 분리되고 분석되어, 그 결과는 예컨대, 색대 또는 스트립의 강도로서 나타난다는 것을 알아야 한다. 또한, 샘플은 자가분석기에서 분석될 수 있는데, 이는 혈액을 분석기에 연속적으로 통과시키고, 분석용 부분을 발췌함으로써 혈액 화학 분석을 연속적으로 측정하여 나타낸다.
5. 배경 - 글루코스 테스트
글루코스의 반감기가 짧을수록, 심지어 인슐린의 반감기가 짧을수록 생기는 "뇨중 당" 및 "뇨중 케톤" 테스트의 부정확성 및 습식 화학 테스트의 사용자 비친화성은 점진적으로 더 사용자 친화성인 혈중 글루코스에 대한 건식 화학 정량 테스트의 개발에 자극이 되었다.
5. a. 배경 - 색도계 테스트.글루코스에 대한 첫번째 가정용 테스트는 색도계 테스트였다. 미국 특허 제3,298,789호(Mast et. al.) 및 미국 특허 제3,630,957호(Rey et. al.)에 기재되어 있는 이러한 초기의 테스트는 옥시다제/퍼옥시다제 고정화 효소 시스템에 대한 시한 노출을 이용하고, 색 변화를 시각적으로 결정하였다. 초기의 색도계 테스트에서, 새로운 전혈 샘플(전형적으로, 20 내지 40 ㎕)을, 글루코스 옥시다제 및 퍼옥시다제 활성을 가진 고정화 효소 시스템을 함유하는 흡수 패드 상에 놓았다. 효소 시스템은 혈액 샘플 내 글루코스 및 방출된 과산화수소와 반응하였다. 또한, 패드는 퍼옥시다제의 존재 하에 과산화수소와 반응하여 샘플의 글루코스 수치와 비례하는 색을 강도로 제공하는 지시약을 함유하였다.
이러한 초기의 테스트에서, 혈액 샘플은 특정 시간(통상, 1 분) 동안 시약 패드와 접촉을 유지시켰다. 그 다음, 혈액 샘플을 패드에서 세척하거나 닦고, 패드의 색을 육안으로 평가하였다. 평가는 색 차트에 형성된 색과 비교하거나, 패드 또는 필름을 확산 반사도 기구에 놓고 색 강도 값을 판독함으로써 이루어진다.
이러한 초기 테스트는 이것이 상당한 제한을 가졌음에도 불구하고, 수년동안 글루코스 모니터링에 사용되었다. 요구되는 샘플 크기는 손가락 찌르기 테스트의 경우 큰 편이었으며, 모세혈관이 용이하게 나타나지 않는 일부 사람들에게는 달성하기가 어려웠다.
또한, 그 결과(글루코스 농도)는 절대 색도 판독에 기초하는데, 이는 또한, 샘플과 테스트 시약 간의 반응의 절대적인 정도에 관한 것이다. 시한 반응 간격 후, 샘플을 시약 패드에서 세척하거나 닦아내야 한다는 사실은 시한 간격의 끝에 즉시 소정 시간 내에 신속하게 닦아내거나 세척 스트림을 적용할 것이 요구되었다. 샘플을 제거함으로써 반응이 중지된다는 사실은 결과의 불확실성, 특히 가정에서 사용하는 자의 수중에서 불확실성을 초래하였다. 과세척은 낮은 결과치를 제공하고, 세척을 덜 하면 높은 결과치를 제공하였다.
간단한 최종 사용자 색도계 결정에 흔히 존재하는 다른 문제점은 혈액을 시약 패드에 적용할 때 별도의 타이밍 순서를 개시할 필요성이다. 전형적으로, 사용자는 손가락 찌르기를 행하여 혈액 샘플을 얻은 다음, 동시에 (1) 손가락으로부터 혈액을 시약 패드에 적용하면서 (2) 그의 다른 손으로 타이밍 회로를 개시해야 할것이므로, 양 손을 동시에 사용해야 한다. 이것은 혈액이 테스트 스트립에 적용될 때에만 타이밍 회로가 시작하도록 해야할 필요성이 종종 있기 때문에 특히 어려운 일이다. 모든 선행 기술 방법은 이 결과를 달성하기 위하여 추가의 조작 또는 추가의 회로를 요한다. 따라서, 반사도 판독 기구의 이러한 양태의 단순화가 요망된다.
적혈구 세포 또는 다른 착색된 성분의 존재는 절대 색도치의 측정을 종종 방해하므로, 종래 기술 방법에서 적혈구 세포를 배제할 것이 요구되었는데, 이는 이것이 가장 널리 실행되었기 때문이다. 전형적으로, 이것은 흡수 패드 내에서 또는 그 전에 크기에 기초한 분리(여과)에 의해 달성되었다.
5. b. 배경 - 반사도/흡광도.전술한 초기의 가정용 테스트는 반사도/흡광도 테스트로 대체되었다. 이러한 테스트는, 예컨대 미국 특허 제5,179,005호(Phillips et. al.), 미국 특허 제4,935,346호(Phillips et. al.), 미국 특허 제5,059,394호(Phillips et. al.), 미국 특허 제5,304,468호(Phillips et. al.) 및 미국 특허 제5,563,042호(Phillips et. al.)에 기재되어 있다. 반사도/흡광도 테스트에서, 테스트 스트립은 "시그널 생성 시스템"을 함유하는 친수성 다공성 매트릭스를 가지며(색도계 화학 반응 순서는 글루코스의 효소 촉매 반응으로 시작하여 발색단으로 끝남), 혈액이 매트릭스를 관통할 때 친수성 다공성 매트릭스의 반사도 변화시 활성화되는 반사도 측정 장치와 함께 사용된다. 이 방법은 전혈의 "바늘 찌르기" 샘플이 친수성 매트릭스의 노출면에 놓일 때 시작한다. 매트릭스는 혈액의 "러프 컷(rough cut)" 분리 또는 분획화 또는 크로마토그래피 분리를 행하여 적혈구 세포와 같은 큰 입자를 여과 제거한다. "시그널 생성 시스템"은 매트릭스의 반사도를 더 변화시키는 혈액 반응 산물을 생성한다. 이 변화는 샘플 내 혈액 분획의 (정량적) 존재에 관련있을 수 있다.
5. c. 배경 - 매트릭스.친수성 매트릭스는 건식 화학 글루코스 모니터링 시스템에서 중요하다. 매트릭스는 테스트 스트립의 내부 요소이다. "시그널 생성 시스템"의 1 종 이상의 시약이 매트릭스에 결합한다. "시그널 생성 시스템"이란, 혈액의 글루코스 함량에 관련된 임의의 측정 가능한 광학 특성이 변화하는 효소 및 염료 시스템을 의미한다. 구체적으로, 글루코스는 매트릭스 내 고정화 효소와 반응한다. 효소 반응 생성물의 이 결과(가능하게는 몇 가지 반응 단계 후)는 매트릭스의 반사도량 변화를 제공한다. 통상적으로, 매트릭스는 혈액이 적용되는 반사도 측정 장치에 존재한다. 혈액 샘플은 매트릭스의 반사도량 변화를 제공한다. 혈액 샘플은 매트릭스를 관통하여 측정 표면에서 초기 반사도 변화를 결과한다. 판독치는 초기 반사도 변화 후 취한 1 이상의 시간이다. 측정 표면 또는 매트릭스 내 반사도의 추가 변화는 효소 반응 생성물 형성의 직간접적인 결과이며, 샘플 내 글루코스 양에 대한 색 변화의 보정이다.
다공성 매트릭스는 글루코스로부터 과산화수소를 생성하는 고정화 옥시다제 효소 시스템을 포함한다. 또한, 매트릭스는 제2 고정화 효소, 특히 퍼옥시다제와, 퍼옥시다제 생성물과 함께 흡광 생성물을 생성하는 염료 시스템을 포함한다. 흡광 효소 반응 생성물은 매트릭스 시스템의 반사도를 변화시킨다. 판독치는 두 가지 상이한 파장에서 취하며, 한 파장에서의 판독치는 헤마토크리트, 혈액 산화 및 결과에 영향을 줄 수 있는 다른 변수에 의해 야기되는 백그라운드 간섭을 공제하는 데사용된다.
5. d. 배경 - 화학 시약.실질적으로 분석 매질이 입사광을 흡광하는 파장 이외의 파장에서 재현 가능하게 정량적으로 흡광하는 화합물을 (직간접적으로) 생성하도록 샘플 내 글루코스와 반응할 수 있는 임의의 시그널 생성 고정화 효소 및 염료 시스템을 사용할 수 있다. 기질(글루코스)은 산소를 이용하는 옥시다제 효소와 반응하여 중간 반응 생성물을 생성한다. 이 중간 반응 생성물은 염료 중간체와 더 반응하여 소정 파장 범위에서 흡수하는 염료를 직간접적으로 형성한다. 예를 들면, 옥시다제 효소는 글루코스 기질을 산화시키고, 중간 반응 생성물로서 과산화수소를 생성한다. 과산화수소는 촉매 또는 비촉매 반응에서 염료 중간체 또는 전구체와 반응하여 중간체 또는 전구체의 산화 형태를 생성할 수 있다. 이 산화 물질은 착색된 생성물을 생성하거나, 제2 전구체와 반응하여 최종 염료를 형성할 수 있다. 이는 하기 등식 (1) 및 (2)으로 나타낸다:
(1) 글루코스 + 옥시다제 ⇒ 과산화수소
(2) 과산화수소 + 염료 중간체 ⇒ 착색된 생성물
통상적인 고정화 효소는 글루코스에 대한 글루코스 옥시다제 및 글루코스 퍼옥시다제를 포함한다.
5. e. 글루코스 분석 방법.글루코스에 대한 분석 방법은 확산 반사도에 의해 측정되는 바와 같은 광학 흡광도 변화에 의존한다. 확산 반사도는 테스트하고자 하는 샘플에 존재하는 글루코스의 양에 의존한다. 글루코스 농도는 2 이상의 시점 간의 테스트 샘플의 흡광도 변화를 측정함으로써 결정될 것이다.
6. a. 배경 - 계측기.시판되는 글루코스 계측기를 예로 들 수 있는 측정 기구로는 적당한 소프트웨어를 갖춘 확산 반사도 분광광도계가 있다. 통상적인 계측기는 적시의 특정 선택된 지점에서의 반사도를 자동적으로 판독하고, 반사도 변화를 계산하며, 보정 인자를 이용하여 혈중 글루코스 수치를 출력한다. 분광광도계를 갖춘 혈중 글루코스 계측기는 광원에 근접하여 매트릭스를 유지하기 위한 구조를 가진다. 예를 들면, 고 강도 발광 다이오드(LED) 또는 레이저일 수 있는 광원은 다공성 매트릭스의 영역을 함유하는 샘플 및 효소 생성물로 광 빔을 투사한다. 이 광의 실질적인 부분(반응 생성물의 부재 하에 25% 이상, 바람직하게는 35% 이상 및 보다 바람직하게는 50% 이상)은 다공성 매트릭스로부터 확산 반사되고, 광 검출기에 의해 검출된다. 광 검출기는, 예를 들면 수용한 광에 비례하는 출력 전류를 생성하는 포토트랜지스터일 수 있다. 시판되는 시스템에서, 두 가지 광 파장, 즉 635 nm 및 700 nm를 사용한다. 이것은 글루코스-효소 반응 및 염료와의 후속 반응에 의해 생성되는 발색단이 635 nm 및 700 nm에서 상이한 광학 특성을 갖기 때문이다.
6. b. 반사도 전환.반사도 회로 자체는 혈액의 수성 부분이 다공성 매트릭스에 적용되거나, 또는 시약 패드가 매트릭스를 통하여 반사도를 측정하는 표면 또는 구역으로 이동할 때 일어나는 반사도 강하를 측정함으로써 타이밍을 개시하는 데 사용될 수 있다. 통상적으로, 측정 장치는 전형적으로 회백색이고, 실질적으로 건조한 미반응 시약 스트립으로부터 밀접하게 이격된 간격(통상적으로, 약 0.2 초)에서 반사도 판독치가 자동적으로 이루어지는 "준비" 모드에서 켜진다. 초기 측정은 분석하고자 하는 혈액에 의한 매트릭스의 투과 전에 이루어진다. 반사도 값은마이크로프로세서에 의해, 통상적으로 메모리에 연속 값을 저장한 다음, 각각의 값을 초기 미반응 값과 비교함으로써 평가한다. 혈액이 시약 매트릭스 패드를 투과할 때, 반사도 강하는 측정 시간 간격의 개시에 신호를 보낸다. 5 내지 50%의 반사도 강하가 타이밍을 개시하는 데 사용될 수 있으며, 약 10%의 강하가 타이밍을 개시하는 데 통상적이다. 이 간단한 방식에는, 측정이 취해지는 표면을 도달하는 혈액의 정확한 동기화 및 판독치 순열의 개시가 있으며, 사용자에 의한 활성화는 필요하지 않다.
7. 배경 - 글리코실화 헤모글로빈 테스트
과혈당 상태를 측정하고 조절하기 위한 통상의 사용자 친화적인 가정용 의료 테스트는, 전술한 바와 같이 당뇨병에 의한 혈중 글루코스 레벨의 직접 측정이다. 혈중 글루코스 레벨은 개별 경우의 성질 및 중증도에 따라서 식이요법에 의해 영향을 받게 되는 소정일, 활성 및 치료를 통하여 상당히 변동하기 때문에, 일부 환자들은 그들의 혈중 글루코스 수치를 1일 수 회 측정한다. 측정된 글루코스 수치의 관찰된 패턴에 기초하여, 환자와 의사는 함께 이 질환을 더 잘 관리하기 위하여 식이요법, 운동 및 인슐린 흡수를 조절할 수 있다. 명백히, 이 정보는 환자에게 즉시 유용해야 한다.
인슐린 및 글루코스 수치는 사람 체내에서 매우 짧은 체류 시간을 가짐에 유념해야 한다. 이 이유로, 글루코스 측정 단독은 환자의 혈액 화학의 정확한 상태를 제공하지 않는다. "즉석" 글루코스 함량은 일, 식사, 운동 등의 시간의 함수이다. 이 이유로, 환자의 식이요법, 활성 및/또는 치료와 무관하고, 혈중 글루코스 수치의 장기간 징후를 제공하는 테스트도 개발되고 있다. 이러한 테스트는 글리코실화 단백질 또는 "단백질 결합 글루코스"(PBG)의 농도를 측정한다. 단백질, 예컨대 전혈, 혈청 및 기타 생물학적 유체에 존재하는 것들은 비효소 조건 하에서 글루코스와 반응하여 글리코실화 단백질을 생성한다. 반응의 정도는 혈액의 글루코스 농도의 수 일 내지 수 개월에 걸친 "시적분"에 직접적으로 의존한다.
개발된 첫번째 글리코실화 단백질 테스트 중 하나는 글리코실화 헤모글로빈, 즉 헤모글로빈 A1c(HbA1c)를 측정한다. 헤모글로빈 A1c는 사람 체내에서 수 주일 내지 수 개월 정도의 체류 시간을 가진다. 헤모글로빈 A1c의 측정은 대략 2 내지 3 개월 기간에 걸쳐서 혈당 조절을 반영한다.
헤모글로빈 A1c를 통하여 간접적으로 혈당 농도에 접근하는 한 가지 방법은 프럭토사민 농도를 분석하는 것이다. 한 가지 건식 프럭토사민 건조 테스트 시스템은 미국 특허 제5,695,949호(Galen et. al.)에 기재되어 있다. 또한, 글리코실화 단백질은 프럭토사민 또는 케토아민으로도 알려져 있다. 혈중 단백질은 글루코스와 혈중 단백질의 유용한 아미노기, 원리적으로는 리신 잔기의 아미노기 및 단백질 말단 아미노산의 α-아미노기 간의 비효소적 반응에 의해 생체내에서 글리코실화된다. 글루코스는 단백질의 아미노기에 결합하여 쉬프 염기, 즉 글리코실아민 또는 알디민을 형성하는데, 이는 분자 재배열을 수행하여 안정한 케토아민을 형성한다. 그러한 케토아민은 일반적으로 "프럭토사민"으로 알려져 있다. 단백질 글리코실화 및 프럭토사민 형성의 정도는 시간(예컨대, 약 2 내지 3 개월)에 걸친 혈중 글루코스 농도의 "시적분"에 직접적으로 비례한다. 혈청 또는 혈장 프럭토사민 수치의 측정은 당뇨병 조절을 모니터링하는 데 유용한데, 혈청 또는 혈장 내 프럭토사민 농도가 수 개월 정도의 기간에 걸쳐서 혈중 글루코스 레벨의 평균을 반영하기 때문이다.
전술한 바와 같이, 글루코스를 직간접적으로 측정하기 위한 사용자 친화적인 가정용 개인 테스트가 개발되었지만, 당뇨병 환자 또는 의사가 즉시 글루코스 수치뿐만 아니라 즉시 또는 장기간 혈당 상태 모두에 접근할 수 있는 유용한, 편리하고 사용자 친화적인 가정용 테스트 시스템은 없었다. 현재, 글루코스 테스트가 의사 또는 환자에 의해 일상적으로 실행되지만, 통상적으로 글리코실화 단백질 테스트는 복잡한 기술과 고가의 기기를 사용하는 임상 실험 세팅으로 수행된다. 이러한 정보 전달의 지연은 테스트 결과의 값을 감소시킨다. 심지어, 담당의는 수 개월이 될 수도 있는 다음 방문때까지 테스트 결과를 전달하는 것을 간과할 수 있다. 글리코실화 단백질 테스트 결과를 알게 된 의사와 환자는 그 결과를 알지 못하는 자들보다 더 나은 혈당 조절을 가진다고 보고되었다.
또한, 글리코실화 단백질, 뿐만 아니라 과혈당증은 질환 합병증의 원인성 제제일 수 있다고 이제 믿어진다. 이것은 시력, 심장, 신장 또는 순환계 문제가 생기기 전에 과혈당 문제를 검출하는 데 임상적으로 중요하고, 불가결한 것이다. 따라서, 글리코실화 단백질 단독, 또는 환자의 통합된 혈당 상태를 결정하기 위해 글루코스와 조합하여 용이하고 신속하게 측정해야 하는 필요성이 존재한다.
현재, 환자의 통합된 혈당 상태를 결정하여 환자에게 그의 혈당 상태의 완전한 상황을 제공함으로써 최상의 가능한 모니터링과 치료를 받을 수 있게 하는 사용자 친화적인 시스템은 존재하지 않는다. 진료실에서 사용될 수 있고, 환자에 의해 가정에서 사용될 수 있는 환자의 통합된 혈당 상태를 측정하기 위한 단일 기구가 특히 유용할 것이다.
프럭토사민은 글리코실화 단백질에 의해 생체내에서 형성된다. 알칼리 조건 하에, 혈액 내에서 형성하는 프럭토사민은 시험관내에서 엔아민올로 전환된다. 프럭토사민의 엔아민올은 프럭토사민에 의해 환원될 수 있는 적당한 지시제와 반응하는 화학적으로 활성인 환원 물질이다. 예를 들면, 이 반응으로부터 결과되는 발색성 염료의 색 전이 또는 형광 시약의 형광을 측정하고, 표준과 비교하여 반 개월 기간에 걸쳐 혈액 샘플 내 평균 글루코스 농도의 지표를 제공한다. 일반적으로, 혈액, 예컨대 혈청 내 프럭토사민 농도는 대략 반 개월의 기간에 걸쳐서 평균 글루코스 농도를 반영한다.
명백히, 사용자 친화적인 테스트 장치에서 다른 혈액 분획과 조합하여 글리코실화 헤모글로빈 테스트를 제공할 필요성이 존재한다.
8. 배경 - 지질 테스트(콜레스테롤, 트리글리세리드, 저밀도 지단백질(LDL) 및 고밀도 지단백질을 포함함)
8. a. 콜레스테롤 테스트.미국 특허 제5,912,139호(Iwata)에는 콜레스테롤에 대한 건식 테스트가 기재되어 있다. 상기 특허에 따르면, 콜레스테롤의 건식 테스트 스트립 검출 및 측정을 위한 삽입물은 담체, 데히드로게나제(콜레스테롤 데히드로게나제), 디아포라제, 형광 색원체 및 니코틴아미드 아데닌디뉴클레오티드(NAD) 또는 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 포스페이트(NADP)를 포함하는 테스트 스트립을 제공함으로써 달성되었다.
8. b. 트리글리세리드 테스트.또한, 미국 특허 제5,912,139호(Iwata)에는 콜레스테롤에 대한 유사한 건식 테스트가 기재되어 있다. 상기 특허에 따르면, 트리글리세리드의 건식 테스트 스트립 검출 및 측정을 위한 삽입물이 기재되어 있는데, 여기서 트리글리세리드는 글리세롤로 분해된다.
8. c. 지단백질
지단백질은 순환계에서 발견되는 단백질과 지질을 포함하는 복합 입자이다. 그 기능 중 한 가지는 궁극적인 세포 이용을 위하여 수불용성 물질, 예컨대 콜레스테롤 및 콜레스테롤 에스테르를 운반하는 것이다. 모든 세포가 성장을 위해 콜레스테롤을 요하지만, 세포에 의한 콜레스테롤의 과도한 축적은 동맥경화증을 비롯한 특정 질환을 초래할 수 있다.
밀도에 의해 분류될 수 있는 혈청 내 지단백질 부류는 다양하다. 이들 부류로는 초저밀도 지단백질(VLDL), 저밀도 지단백질(LDL) 및 고밀도 지단백질(HDL)이 있다. 이러한 지단백질 모두는 가변적인 양의 콜레스테롤을 함유한다. 총 혈청 콜레스테롤 측정은 각각의 지단백질이 혈청의 총 지단백질 개체군에 기여하는 양의 복잡한 합계이다.
총 혈청 콜레스테롤의 양은 동맥경화증의 발병률과 상호 관련있을 수 있다고 알려져 있지만, 최근의 연구로부터의 증거는 특이적인 지단백질 타입이 다른 지단백질 타입보다 동맥경화증을 비롯한 심장 질환의 진행에 더 밀접하게 관련있음을보여준다. 보다 최근의 연구는 LDL이 세포 내 콜레스테롤의 축적에 원인이 되는 지단백질의 부류인 것으로 시사하고 있는 반면에, HDL은 세포로부터 과량의 콜레스테롤의 제거에 활성인 것으로 나타났다. 더욱이, 다른 연구는 타입 II(성인 발병) 당뇨병, 과혈당증, 고 LDL, 저 HDL 및 고혈압과 동맥경화증, 신장병, 망막증 및 말초 신경계 감도의 손실 간의 고 상호관계를 나타낸다. 따라서, 글루코스, 글리코실화 헤모글로빈, HDL 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤 및 트리글리세리드의 측정과 검출을 조합할 필요성이 존재한다.
8. c. 1. 배경 - 고밀도 지단백질(HDL) 테스트
특히, 콜레스테롤 측정과 관련하여 고밀도 지단백질 콜레스테롤의 측정은 동맥경화증 심혈관 질환에 대한 잠재적인 위험의 효과적인 지시인자인 것으로 입증되었다. 그러므로, 고밀도 지단백질(HDL) 콜레스테롤의 측정은 임상 실험실에서 중요하고 통상적인 것이 되었다.
HDL 콜레스테롤을 측정하는 통상적인 방법은 시간 소비적이고, 환자에 의한 가정 테스트에 잘 적합하지 않은 습식 화학 테스트를 통하여 이루어졌다.
고밀도 지단백질의 측정에 대해서는, 지금까지 전형적인 응고 또는 농축 방법에 의해 전혈로부터 혈청/혈장을 분리할 필요가 있었다. 그 다음, 분리된 혈장 또는 혈청을 정확한 비율로 침전제 시스템과 함께 가하고, 철저하게 혼합하여 침전물 형성과 침전된 입자의 응고를 완결시켰다. 혼합물을 원심분리하여 침전물이 원심분리관의 바닥에 형성되게 하고, 고밀도 지단백질(HDL)을 함유하는 상청액을 신중하게 회수하였다. 이 HDL 분획과 관련된 콜레스테롤(HDL 콜레스테롤)을 습식 화학에 의해 측정하였다. 명백히, 이것은 환자 친화적인 가정용 진단 테스트가 아니었다.
HDL 콜레스테롤 측정에 사용되는 다른 통상적인 방법은 초원심분리인데, 다양한 콜레스테롤 함유 분획이 초원심분리기에서 분리된다. 이 방법은 노력이 더 많이 들고 시간 소모적이며, 상당한 기술을 요하며, 매우 고가이다. 또한, 지단백질의 전기 영동도 사용되었지만, 이 또한, 느리고, 고가이며, 반정량적이다. 보통, 이것은 단지 다른 정량 방법에 대한 부가 방법으로서만 사용된다. 또한, 이러한 방법은 사용자 친화적이지도 않고, 가정용 진단 테스트에 적합하지도 않다.
그러므로, HDL 콜레스테롤 측정은 수동 방법으로 시간 소모적인 경향이 있다. 이러한 단계는 대용량의 샘플 처리량으로 임상 병리학 실험실에서 자동화되었다. 시약을 자동적으로 분배하고 처리할 수 있는 자동화 분석기가 유용하지만, 상당히 복잡하고, 고가이다.
미국 특허 제5,135,716호(Thakore et. al.)에 기재되어 있는 한 건식 테스트 방법은 모세관 작용과, 육안 식별 가능한 지시제를 포함하는 밀봉된 액체 시약을 함유하는 다공성 테스트 스트립을 이용하는 분석이다. 이 방법은 다른 저밀도 또는 초저밀도 지단백질(LDL 및 VLDL)에 함유된 콜레스테롤에 대한 HDL 콜레스테롤의 구별되는 반응성의 이점을 취한다. 이것은 HDL 콜레스테롤에 필요한 분리 단계를 제거한다고 한다. 측정은 동력적인데, HDL 콜레스테롤의 반응 속도는 LDL 및 VLDL 콜레스테롤이 모두 반응된 후에 모니터된다는 것을 의미한다. 이것은 시간 및 온도의 신중한 조절을 요한다. 시약의 정확하게 조절된 부피를 정확한 시간에서 소정 방식으로 첨가한다. 이것이 정확한 결과에 대해서 상당한 개선을 제공한다고 할 지라도, 이것은 수동적으로 실행되는 경우 신중한 조작자 주의를 요하거나, 자동화인 경우 곡가의 기기를 요한다. 이 방법은 올바른 방향으로 단계를 제시하지만, 이는 사용자 친화적이지 않고, 고가이거나, 가정용 진단에 적합하지 않다.
9. 배경 - 응고 인자.응고 인자는, 특히 항응고제 요법을 받고 있는 과콜레스테롤 환자의 경우에서 약물에 의해 흔히 수행된다. 응고 인자의 측정과 조절은 이러한 인자에 대해 특히 중요하다. 미국 특허 제5,059,525호(Bartl et. al.)는 색원체 프로테아제 기질로 착색된 화합물을 형성하는 아닐린 또는 페놀 유도체인 산화제를 사용하는 응고 인자의 측정을 위한 건식 테스트 스트립 시스템이 기재되어 있다.
10. 배경 - 헤모글로빈 및 "철".헤모글로빈과 그 관련된 "철"은 독성학적 병인, 내출혈 및 빈혈과 같은 심각한 상태에 대한 지시인자이다. 미국 특허 제4,017,261호(Svoboda et. al.)에는 헤모글로빈 및 철에 대한 트라이 스트립 테스트가 기재되어 있다. 이 시스템은 테스트 스트립에 모두 부착되어 있는 색원체, 습윤제, 헤모글로빈의 퍼옥시다제 활성을 증강시킬 수 있는 제제, 지방족, 지환족 또는 복소환 아민으로 안정한 고체 염 형태의 유기 히드로퍼옥시드 및 고체 중합체 필름 형성 물질을 사용한다.
11. 배경 - 데이타 프로세싱 및 동기화
단일 기기 내에서 주기적인 혈액 화학 측정을 통합하여 디스플레이 및 분석을 위해 단일 데이타베이스 또는 데이타베이스 세트에 결과를 저장하는 것이 필요하다. 또한, 데이타를 퍼스널 컴퓨터 또는 서버로, 그리고 심지어는 건강 관리 제공자에게 전송할 수 있는 능력을 갖추는 것이 더욱 더 요구된다.
이것은 단일 데이타베이스 또는 스프레드시트를 갖출 수 있는 능력과, 혈액 화학 데이타를 호스트 컴퓨터로 전송 또는 동기화시킬 수 있는 능력을 가진 측정 장치 내에서 간단한 프로세서를 사용함으로써 달성될 수 있다.
또한, 임상 데이타, 예컨대 맥박 속도, 혈압, 호흡 및 심전도 데이타와 함께 혈액 화학 프로필을 보고 분석하는 것이 요망된다.
본 발명은 가시광에 의한 혈액 표본의 시험관내 테스트를 위한 방법, 시스템 및 장치로서, 상기 혈액 표본은 단일의 일원 일체식 흡수 테스트 스트립 상에 수집되고, 혈액 성분에 대하여 분석된다. 이 분석은 지시약 또는 지시약의 시리즈, 연속물 또는 시스템으로 혈액 성분의 광학 성질을 토대로 한다. 본 발명의 또 다른 양태는 건강 관리 제공자에게 혈액 성분 측정 및, 임의로 분석 및 전달을 위한 다른 생물학적, 생리학적 및 의학적 데이타를 저장하는 것이다.
도 1은 테스트 스트립 내 혈액 샘플의 흐름 패턴, 테스트 스트립 내 테스트 패드의 배열 및 관련 계측기의 광학 장치를 보여주는, 본 발명의 시스템, 방법 및 장치의 고수준 개략도이다.
도 2는 본 발명의 테스트 스트립의 샘플 수용 표면의 동일 크기의 도면이다.
도 3은 2 성분 분석을 위한 분석 장치를 보여주는 본 발명의 테스트 스트립의 샘플 분석 표면의 동일 크기의 도면이다.
도 4는 혈액 샘플을 수용하기 위한 단일 천공된 기재, 샘플 수용 패드, 분배 패드, 분석하고자 하는 혈액 성분의 광학 표시를 위한, 통상적으로 1 이상의 시약을 함유하는 2 개의 패드, 및 분석하고자 하는 혈액 성분의 양과 관련된 광학 특성 변화를 측정하기 위한 다중 천공된 기재를 나타내는, 본 발명의 테스트 스트립의 분해도이다.
도 5는 혈액 샘플을 수용하기 위한 단일 천공된 기재, 샘플 수용 패드, 분배 패드, 분석하고자 하는 혈액 성분의 광학 표시를 위한, 통상적으로 1 이상의 시약을 함유하는 2 개의 패드, 및 분석하고자 하는 혈액 성분의 양과 관련된 광학 특성 변화를 측정하기 위한 다중 천공된 기재를 나타내는, 본 발명의 테스트 스트립의단면도이다.
도 6은 6 개의 성분을 분석하기 위한 본 발명의 테스트 스트립의 대안의 예의 분해도이다. 이 도면은 혈액 샘플을 수용하기 위한 단일 천공된 기재, 샘플 수용 패드, 분배 패드, 분석하고자 하는 6 개의 혈액 성분의 광학 표시를 위한, 통상적으로 1 이상의 시약을 함유하는 6 개의 패드, 및 분석하고자 하는 혈액 성분의 양과 관련된 광학 특성 변화를 측정하기 위한 다중 천공된 기재를 나타낸다.
도 7은 샘플 수용 영역과 샘플 분배 네트워크가 단일 부재로서 서로 통합되어 있는 본 발명의 대안의 테스트 스트립의 분해도이다.
도 8은 샘플 수용 영역, 분배 네트워크 및 개별 분석 패드가 단일 유니트로 통합되어 있고, 단일의 통합된 패드의 샘플 분석 부재가 소량의 분석 시약을 선택된 부피의 단일 부재로 주사기 펌핑함으로써 제조될 수 있는, 본 발명의 또 다른 대안의 테스트 스트립의 분해도이다.
도 9는 본 발명의 테스터의 동일 크기의 도면이다. 이 테스터는 테스트 스트립을 수용하기 위한 슬롯, 내부 광학 및 논리 장치, 디스플레이 및 사용자 입력을 위한 키패드를 갖춘다.
도 10은 도 9에 도시된 유형의 테스터의 회로도이며, 정황을 제공하는 것으로 나타나는 샘플, 테스트 스트립, 테스트 스트립의 개별 분석 패드의 분석을 위한 광학 장치 및 검출기, 증폭기, 트랙 앤드 홀드 회로, 아날로그/디지탈 전환기 및, 데이타 및 제어 버스를 갖춘다. 데이타 및 제어 버스는 사용자 입력, 프로그램 메모리, 데이타 메모리, 디스플레이 및 I/O에 대한 설비를 포함한다. I/O는 네트워크, 퍼스널 컴퓨터 또는 워크 스테이션, 또는 주변 기기(예컨대, 심전도, 혈압 테스터, 호흡 계측기 또는 맥박 계측기 또는 이들의 조합)로 및/또는 이들로부터 입력, 출력 및/또는 제어를 제공할 수 있다.
도 11은 기록으로의 데이타베이스, 특성으로의 기록의 논리 분할 및 특성의 목록을 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시에 사용되는 계측기에 유용한 데이타 기록의 특성 및 속성의 예시이다.
도 13은 테스터 내 데이타베이스와 관련 서버 내 데이타베이스의 한 가지 동기화 방법을 위한 흐름도를 예시한다.
도 14는 테스터와 사용자 PC 간의 동기화 및 사용자와 건강 관리 제공자 간의 HTTP/TCP/IP 층를 이용하는, 건강 관리 제공자의 위치에서 계측기와 호스트 컴퓨터 간의 논리층을 예시한다.
도 15는 사용자와 건강 관리 제공자 간의 HTTP/TCP/IP 층을 이용하는, 건강 관리 제공자의 위치에서 계측기와 호스트 컴퓨터 간의 논리층을 예시한다.
도 16은 다른 의료 데이타, 예컨대 혈압 및 심전도 데이타를 제공자를 위한 보고서에 통합하는, 본 발명의 예시를 위한 논리층 및 데이타베이스를 예시한다.
도 17은 글리코실화 헤모글로빈을 위한 테스트 구조의 분리도이다.
도 18은 LDL 콜레스테롤을 위한 테스트 구조의 분리도이다.
도 19는 HDL 콜레스테롤을 위한 테스트 구조의 분리도이다.
발명의 개요
사용자 친화적인 가정용 건강 관리 혈액 화학 장치, 방법 및 시스템이 제공된다. 상기 시스템, 방법 및 장치는 예컨대, 분석, 정교한 테스트 및 처치를 위한 전문 의학의 개입이 바람직함을 가리키는 "추세" 및 "변화"를 결정하기 위한 "기본" 또는 "기준"을 제공한다. 또한, 이 시스템은 데이타를 건강 관리 제공자에게 전송할 수 있으므로, 제공자가가 환자를 모니터하고, 필요에 따라 개입할 수 있다. 본 발명은 모세혈의 "바늘 찌르기" 또는 "바늘 관통" 샘플(1 내지 50 ㎕)만을 요하므로, 혈액 샘플을 얻기 위하여 전문의에 의해 동맥 및 정맥을 관통 또는 침습할 필요성을 제거한다. 샘플은 샘플 수용 패드 및 샘플 분석 패드를 포함하는 테스트 스트립에 적용된다. 혈액 샘플은 샘플 수용 패드에 적용되고, 표면 장력, 소수성 및 모세관 유입에 의해, 유체역학적으로 서로 병렬이고 유체역학적으로 샘플 수용 패드와 직렬인 별개의 분석 패드로 유동한다. 각각의 샘플 분석 패드는 특이적인 혈액 성분에 대한 광학적으로 검출 가능한 효과를 생성하는 데 특이적인 효소 및 염료를 비롯한 시약을 함유한다. 광학 효과는 테스트 스트립과 함께 사용되는 반사도 계측기에 의해 검출된다. 광학 효과는 디지탈 데이타로 전환되고, 건강 관리 제공자로의 전송을 위해 계측기와 관련된 저장 장치에 저장된다.
도 1은 본 발명의 테스트 스트립의 매우 고수준의 개략도를 도시한다. 구체적으로, 혈액의 샘플은 테스트 스트립(1)의 상부 지지체(11) 내 샘플 수용 패드(41)로 낙하하는 것으로 도시되어 있다. 혈액은, 예컨대 소수성, 표면 장력, 모세관 흐름 등에 의해 패드(41)와 유체역학적으로 직렬로 분배기, 분배 네트워크 또는 분할기(51)로 이동한다. 혈액의 분리된 부분은 분배기, 분배 네트워크 또는분할기(51)로부터, 분배기, 분배 네트워크 또는 분할기(51)와 유체역학적으로 직렬이고, 서로 유체역학적으로 병렬인 분석 패드(61 및 81)로 이동한다.
또한, 도 1에는 파장 λ1의 발광 다이오드-포토 다이오드 쌍(215a-217a) 파장 λ2의 발광 다이오드-포토 다이오드 쌍(215b-217b) 및 또한, 파장 λ3의 발광 다이오드-포토 다이오드 쌍(215c-217c) 및 파장 λ4의 발광 다이오드-포토 다이오드 쌍(215d-217d)를 포함하는 전환 광학 시스템이 도시되어 있으며, 이하에서 보다 구체적으로 설명할 것이다.
도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 분배 네트워크 또는 분할기(51) 및 샘플 수용 요소는 단일 요소로 합체될 수 있고(도 7에 도시되어 있음), 세 개의 요소, 샘플 수용 요소(41), 샘플 분배 또는 분할 요소(51) 및 샘플 분석 요소의 세트(61, 71, 81, 91)는 샘플 합체 요소의 선택된 영역일 수 있다는 점에 유념해야 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 테스트 스트립(1)의 동일 크기의 도면으로서, 도 2는 본 발명의 테스트 스트립(1)의 샘플 수용 표면의 동일 크기의 도면이고, 도 3은 2 개의 성분 분석에 대한 분석 개구를 보여주는, 본 발명의 테스트 스트립(1)의 샘플 분석 표면의 동일 크기의 도면이다.
도 4는 혈액 샘플을 수용하기 위한 단일 천공된(21) 기재(11), 샘플 수용 패드(41), 샘플 분할 또는 분배 패드 또는 네트워크(51), 통상적으로 분석하고자 하는 혈액 성분의 광학 표시를 위한 1 이상의 시약을 함유하는 두 개의 패드(61, 81)및 분석하고자 하는 혈액 성분의 양과 관련된 광학 특성 변화를 측정하기 위한 다중 천공된(31, 33) 기재(13)를 도시하는, 본 발명의 테스트 스트립(1)의 분해도이다.
샘플 분석 패드 또는 요소(61, 81)는 서로 유체역학적으로 병렬이고, 예컨대 샘플 분배 분할 요소 또는 네트워크(51)를 통하여 샘플 수용 패드(41)와 유체역학적으로 직렬이다.
도 5는 혈액 샘플을 수용하기 위한 단일 천공된(21) 기재(11), 샘플 수용 패드, 요소 또는 영역(41), 샘플 분할 또는 분배 패드, 네트워크 또는 요소(51), 통상적으로 분석하고자 하는 혈액 성분의 광학 표시를 위한 1 이상의 시약을 함유하는 2 개의 패드(61, 81) 및 분석하고자 하는 혈액 성분의 양과 관련된 광학 특성 변화를 측정하기 위한 다중 천공된 기재가 도시된, 본 발명의 2 성분 테스트 스트립(1)의 단면도이다.
도 6은 6 가지 성분을 분석하기 위한, 본 발명의 테스트 스트립(1)의 대안예의 분해도이다. 이 도면은 혈액 샘플을 수용하기 위한 단일 천공된(21) 기재(11), 샘플 수용 패드(41), 분배 패드 또는 네트워크(51), 통상적으로 분석하고자 하는 6 가지 혈액 성분의 광학 표시를 위한, 1 이상의 시약을 함유하는 6 개의 패드(61, 71, 81, 91, 101 및 111) 및 분석하고자 하는 혈액 성분의 양과 관련된 광학 특성 변화를 측정하기 위한 다중 천공된(31, 33, 35, 37, 39 및 41) 기재(13)를 도시한다.
이제 도 7 및 도 8로 돌아가보면, 분배 네트워크 또는 분할기(51) 및 샘플수용 요소가 단일 요소로 합체되어 있고(도 7에 도시되어 있음), 세 개의 요소, 샘플 수용 요소(41), 샘플 분배 또는 분할 요소(51) 및 샘플 분석 요소의 세트(61, 71, 81, 91)는 샘플 합체 요소의 선택된 영역일 수 있다(도 8에 도시되어 있음)는 점에 유념해야 한다.
도 9는 본 발명의 테스터(201)의 동일 크기의 도면이다. 테스터(201)는 테스트 스트립(1)을 수용하기 위한 슬롯(205), 내부 광학 및 논리 장치, 디스플레이(301) 및 사용자 입력을 위한 키패드(275, 277 및 279)를 갖춘다.
도 10은 도 9에 도시된 유형의 테스터의 회로도이며, 정황을 제공하는 것으로 나타나는 샘플, 테스트 스트립(1), 테스트 스트립의 개별 분석 패드(31, 33)의 분석을 위한 광학 장치(211a, 211b) 및 검출기(217a, 217b), 증폭기(219a, 219b), 트랙 앤드 홀드 회로(221a, 221b), 아날로그/디지탈 전환기(233a, 233b) 및, 데이타 및 제어 버스를 갖춘다. 데이타 및 제어 버스는 사용자 입력(271), 프로그램 메모리(251), 데이타 메모리(301), 디스플레이(261) 및 I/O(401)에 대한 설비를 포함한다. 입력/출력(401)은 데이타 및/또는 제어를 위해 호스트 컴퓨터, 네트워크 및 주변 기기, 예컨대 심전도(바람직하게는 자체 함유 데이타 압축을 갖춤), 혈압 커프, 맥박 측정 장치 및 호흡 장치에 대한 접속을 제공한다.
도 11은 기록(311a, 311b, 311c)으로의 데이타베이스(301), 특성(321a, 322a, 323a, 321b, 322b, 323b, 321c, 322c 및 323c)으로의 기록(311a, 311b, 311c)의 논리 분할 및 특성의 목록을 도시한다. 도 12는 본 발명의 실시에 사용되는 계측기에 유용한 데이타 기록의 특성(321) 및 속성(311)의 예시이다.
데이타 통신 및 동기화를 위한 흐름도 및 논리층은 도 13, 도 14 및 도 15에 예시되어 있다. 도 13은 테스터 내 데이타베이스와 관련 서버 내 데이타베이스의 한 가지 동기화 방법을 위한 흐름도를 예시한다. 도 14는 테스터와 사용자 PC 간의 동기화 및 사용자와 건강 관리 제공자 간의 HTTP/TCP/IP 층를 이용하는, 건강 관리 제공자의 위치에서 계측기와 호스트 컴퓨터 간의 논리층을 예시한다. 도 15는 사용자와 건강 관리 제공자 간의 HTTP/TCP/IP 층을 이용하는, 건강 관리 제공자의 위치에서 계측기와 호스트 컴퓨터 간의 논리층을 예시한다.
도 16은 다른 의료 데이타, 예컨대 혈압 및 심전도 데이타를 제공자를 위한 보고서에 통합하는, 본 발명의 예시를 위한 논리층 및 데이타베이스를 예시한다.
발명의 요약
본 발명은 사용자 친화적인 가정용 건강 관리 혈액 화학 장치, 방법 및 시스템을 제공한다. 본 발명은 모세혈의 "바늘 찌르기" 샘플(1 내지 50 ㎕)만을 요하므로, 혈액 샘플을 얻기 위하여 숙련의에 의한 동맥 및 정맥을 천공할 필요성을 제거한다. 샘플은 샘플 수용 패드와 샘플 분석 패드를 포함하는 테스트 스트립에 적용한다. 혈액 샘플은 샘플 수용 패드에 적용되고, 표면 장력, 소수성 및 모세관 흐름에 의해 유체역학적으로 서로 병렬이고, 샘플 수용 패드와 유체역학적으로 직렬인 별도의 분석 패드로 유동한다. 각각의 샘플 분석 패드는 특이적인 혈액 성분에 대해 광학적으로 검출 가능한 효과를 생성하도록 특이적인 효소 및 염료를 포함하는 시약을 함유한다. 광학 효과는 테스트 스트립과 함께 사용되는 반사도 계측기에 의해 검출된다. 광학 효과는 건강 관리 제공자에게 전송하기 위하여 디지탈 데이타로 전환되고, 계측기와 관련된 저장 장치에 저장된다.
본 발명의 한 가지 양태는 단일 혈액 샘플 내 다수의 혈액 성분을 분석하기 위한 다성분 테스트 스트립이다. 이 테스트 스트립은 샘플 수용 영역 및 2 이상의 샘플 분석 영역을 갖춘 다공성 매체를 포함한다. 샘플 수용 영역은 2 이상의 샘플 분석 영역과 유체역학적으로 직렬이며, 2 이상의 샘플 분석 영역은 유체역학적으로 서로 병렬이다. 2 이상의 샘플 분석 영역은 2 이상의 특정 혈액 성분에 특이적인 지시 시약을 함유한다.
다성분 테스트 스트립은 천공된 제1 기재 및 천공된 제2 기재와, 기재 사이에 개재되어 결합되고, 상기 천공된 제1 기재와 접촉하여 혈액 샘플을 수용하기 위한 샘플 수용 영역을 갖추며, 혈액 샘플을 상기 제1 기재 내 개구를 통하여 수용하도록 위치된 다공성 매체를 포함한다. 샘플 분석 영역은 제2 천공된 기재 내 개구부에 관하여 위치되어 제2 기재 내 개구부를 통하는 혈액 성분의 존재의 표시를 디스플레이한다.
다공성 매체는 샘플 수용 및 분배 패드와 개별 샘플 분석 패드를 갖출 수 있다. 대안으로, 다공성 매체는 샘플 수용 패드, 샘플 분배 패드 및 개별 분석 패드를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 샘플 분배 패드는 샘플 수용 패드와 개별 샘플 분석 패드 사이에 위치되고, 샘플 분석 패드 가운데 샘플 수용 패드로부터 샘플을 나누도록 형성된다.
대안으로, 테스트 스트립은 제1 다공성 패드와, 제1 다공성 패드 및 분석 패드로부터 혈액의 일부를 운반하기 위한 분석 패드 사이에 분배기를 포함할 수 있다.
천공된 제1 기재, 다공성 제1 패드, 분배기, 분석 패드 및 천공된 제2 기재는 함께 결합된다.
본 발명의 또 다른 양태는 혈액 성분 데이타를 수집 및 기록하는 방법이다. 이 방법은 혈액 분획의 존재 및 농도를 검출 및 지시하기 위한 2 이상의 개별 영역을 갖춘 테스트 스트립 상에 혈액 샘플을 배치하는 단계를 포함한다. 다음 단계는 관련 계측기 내 혈액 분획 농도 표시의 측정, 디지탈화 및 저장 단계이다. 이 계측기는 혈액 분획 존재 및 농도 표시를 판독하고, 그 표시를 디지탈화하며, 디지탈화된 표시를 저장하고, 디지탈화된 표시를 전송하도록 형성되어 있다. 최종 단계는 혈액 분획 표시의 저장된 표시를 서버로 전송하는 단계이다.
혈액 성분 데이타는 혈중 글루코스 및 1 이상의 다른 혈액 성분, 예컨대 글루코실화 헤모글로빈, 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 트리글리세리드, 헤모글로빈 및 응고 인자로 구성된 군 중에서 선택되는 1 이상의 다른 혈액 성분의 농도를 포함한다.
본 발명의 다른 양태는 혈액 분획 농도의 표시를 로컬 컴퓨터에 동기화하고, 혈액 분획의 동기화된 표시를 로컬 컴퓨터로부터 서버로 전송하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 혈액 분획의 존재 및 농도를 검출하고 색도계로 표시하기 위한 2 이상의 개별 영역을 갖춘, 전술한 바와 같은 다중 지시인자 혈액 테스트 스트립을 판독하도록 형성된 시스템이다. 이 시스템은 테스트 스트립의 개별 영역을 조사하고, 색도계 특성(예컨대, 색상, 광학 흡수 등)을 검출하도록 채택된 광학 장치를 포함한다. 또한, 이 시스템은 각각의 영역에 대한 검출된 색도계특성을 디지탈화하는 회로; 및 각각의 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 저장하기 위한 메모리 회로를 더 포함한다. 또한, 이 시스템은 상기 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 표시하는 디스플레이; 및 관련 컴퓨터로부터 명령을 수용하고, 상기 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 관련 컴퓨터로 전송하기 위한 입력/출력 회로를 포함한다.
이 시스템은 테스트 스트립의 개별 영역을 조사하고 검출하기 위한 별개의 광학 장치를 갖는 것을 더 특징으로 한다. 입력/출력 회로는 관련 컴퓨터로부터의 명령을 수용하고, 상기 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 관련 컴퓨터로 전송하며, 예를 들면 디지탈화된 색도계 특성을 관련 로컬 컴퓨터로 전송하기 위한 동기화 회로 및 지시, 또는 대안으로서 상기 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 인터넷을 통하여 원격 서버로 전송하기 위한 전송 회로 및 지시를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 혈액 조성과 심혈관 측정을 기록하기 위한 방법 및 시스템이다. 예를 들면, 기립 중에 혈액 샘플을 채혈하고, 운동(롤링 머신, 계단 오르기 또는 트레드밀) 중에 심혈관 측정을 하며, 정보를 한 장치에 기록하고, 이것을 서버로 전송할 수 있다. 따라서, 최종 사용자는 혈액 샘플의 성분의 농도에 대해 전술한 바와 같이 혈액 샘플을 분석함으로써 생물학적 기능을 모니터하고, 메모리에 그 농도를 기록할 수 있다. 또한, 사용자는 심펼관을 측정하고, 그 측정치를 관련 메모리에 기록할 수 있다. 그 다음, 기록된 혈액 성분 농도와 심혈관 측정치를 원격 서버로 전송할 수 있다. 혈액을 전술한 바와 같이 분석하며, 글루코스, 글리코실화 헤모글로빈, 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 트리글리세리드, 헤모글로빈 및 응고 인자로 구성된 군 중에서 선택되는 혈액 성분을 포함한다. 심혈관 측정치는 운동 중에 측정 가능한 것들이며, 혈압, 호흡 속도 및 심전도로 구성된 군 중에서 선택된다. 심혈관 측정치가 심전도 판독치인 경우, 심전도는 서버로 전송되기 전에 압축된다.
본 발명은 사용자 친화적인 가정용 건강 관리 혈액 화학 장치, 방법 및 시스템을 제공한다. 본 발명은 모세혈의 "바늘 찌르기" 또는 "바늘 관통" 샘플(1 내지 50 ㎕)만을 요하므로, 혈액 샘플을 얻기 위하여 숙련의에 의한 동맥 및 정맥을 천공할 필요성을 제거한다. 상처는 자가 치유되는 것이 바람직하므로, 붕대 또는 드레싱은 필요하지 않다. 샘플은 샘플 수용 패드 또는 영역(41)과 샘플 분석 패드(61, 81)를 포함하는 테스트 스트립(1)에 적용한다. 혈액 샘플은 샘플 수용 패드에 적용되고, 표면 장력, 소수성 및 모세관 흐름에 의해 유체역학적으로 서로 병렬이고, 샘플 수용 패드와 유체역학적으로 직렬인 별개의 분석 패드로 유동한다. 혈액 샘플은 샘플 수용 패드 또는 영역(41)으로부터 샘플 분석 패드 또는 영역(61, 81)으로 별개의 샘플 분배 또는 분할 네트워크(51)를 통하거나, 샘플 수용 패드,요소 또는 영역(41) 또는 샘플 분석 패드, 요소 또는 영역(61, 81) 중 한쪽 또는 양쪽과 합체된 조합된 합체 네트워크 요소를 통하여 분할 및 분배된다. 각각의 샘플 분석 패드는 특이적인 혈액 성분에 대해 광학적으로 검출 가능한 효과를 생성하도록 특이적인 효소 및 염료를 포함하는 시약을 함유한다. 광학 효과는 테스트 스트립(1)과 함께 사용되는 반사도 계측기(201)에 의해 검출된다. 광학 효과는 건강 관리 제공자에게 전송하기 위하여 디지탈 데이타로 전환되고, 계측기와 관련된 저장 장치에 저장된다.
합체된 사용자 친화적인 혈액 프로필 시스템, 방법 및 장치는 2 개의 관련 구성요소를 포함한다. 그 하나는 다성분 테스트 스트립(1)이다. 다른 요소는 다성분 테스트 스트립(1)과 함께 사용하기 위한 연관되고 합체된 분석기(201)이다.
테스트 스트립(1)은 셈플 수용 영역, 패드 또는 매트(41) 및 각각의 혈액 분획 또는 성분을 정량화하는 다수의 별개 샘플 분석 영역(지시약을 포함하는 흡수 패드 또는 매트)(61, 81)을 갖춘다. 각각의 영역은 다공성 및 미세다공성 시트, 플라이 및 층의 독특한 적층이며, 일부는 특정 혈액 분획을 정량화하기 위한 고정화 효소, 염료 또는 시약을 담지한다. 샘플 수용 영역, 패드 또는 매트(41)는 각각의 샘플 분석 영역, 패드 또는 매트(61, 81)와 유체역학적으로 직렬이고, 모든 샘플 분석 영역, 패드 또는 매트(61, 81)는 서로 유체역학적으로 병렬이다. 이 영역들은, 개별적이고 구별되는 구조체, 패드 또는 매트이거나, 샘플 수용 패드, 매트 또는 구조체(41) 또는 샘플 분석 구조체(61, 81)로 통합될 수 있는 분배기 또는 매니폴드(51) 형태로 다공성, 미세다공성 또는 모세관 흐름 영역에 의해 샘플 수용 영역과 연결되어 있다. 혈액은 분배기 또는 매니폴드의 다공성, 미세다공성 및 모세관 흐름 영역의 시스템을 통하여 분석을 위해 별개의 분석 영역, 패드 또는 매트로 이동한다. 별개의 분석 개구는 각각의 분획의 색도계 분석을 위해 테스트 스트립의 바닥면 상에 있다.
색도계 분석은 도 10에 도시된 분광광도계 또는 색도계에 의해 수행된다. 분광광도계는 각각의 샘플 영역의 광학 특성을 측정하고, 그것을 프로세스하며, 미래의 분석을 위해 메모리에 저장한다.
1. 글루코스 측정
1. a. 글루코스 측정 - 일반.글루코스의 정량 측정에 사용되는 샘플 스트립의 테스트 구역, 영역, 매트 또는 패드는 글루코스를 적당한 고정화 효소와 반응시킨다. 이 반응은 혈액 샘플 중의 글루코스 함량과 상호 관련있는 측정 가능한 색 변화를 가져오는 일련의 반응을 개시한다. 색 변화를 측정하고 프로세스한다.
테스트 스트립의 글루코스 분석 영역, 패드 또는 매트는 "시그널 생성 시스템"(분석물의 글루코스 함량과 상호 관련될 수 있는 검출 가능한 색, 반사도 또는 광학 흡수성 변화를 산출하는 일련의 색도계 화학 반응을 지지하는 고정화 효소 및 염료)을 포함하는 친수성 다공성 매트릭스를 갖춘다. 테스트 스트립은 분석물이 매트릭스를 관통할 때 친수성 다공성 매트릭스의 반사도, 흡광도 또는 색 변화시 활성화되는 관련 반사도, 흡광도 또는 색 측정 장치와 조합하여 사용된다. 이 방법은 샘플 전혈이 샘플 수용 친수성 매트릭스의 노출면 상에 배치되고, 분배기 또는 매트릭스를 통하여 개별 글루코스 친수성 매트릭스, 패드 또는 매트로 유동할 때 시작한다. 매트릭스는 혈액의 "러프 컷" 분리 또는 분획화 또는 크로마토그래피 분리를 행하여 대형 입자, 예컨대 적혈구 세포를 여과 제거하고, 글루코스 함유 혈장을 통과시킨다. 글루코스 함유 혈장이 매트릭스를 통과할 때, 탑재된 고정화 효소 및 시약, 즉 "시그널 생성 시스템"은 매트릭스의 반사도를 더 변화시키는 혈액 반응 생성물을 생성한다. 이 변화는 샘플 내 혈액 글루코스의 (정량적) 존재와 관련있을 수 있다.
혈중 글루코스를 측정하기 위하여, 통상적으로 전혈을 분석 매체로서 사용한다. 다공성 매트릭스는 글루코스로부터 과산화수소를 생성하는 고정화 옥시다제 효소를 함유한다. 또한, 매트릭스는 제2 고정화 효소, 특히 퍼옥시다제 및, 퍼옥시다제와 함께 흡광 생성물을 생성하는 염료 시스템을 함유한다. 흡광 효소 반응 생성물은 매트릭스 시스템의 반사도를 변화시킨다. 바람직하게는, 전혈 판독치는 두 개의 상이한 파장에서 취하는데, 한 파장에서의 판독치는 헤마토크리트, 혈액 산소화 및 결과에 영향을 줄 수 있는 다른 변수에 의해 유발되는 백그라운드 간섭을 공제하는 데 사용된다.
사용시, 분석하고자 하는 혈액 샘플은 테스트 스트립 또는 시트의 일면에 적용하여 혈액이 모세관 작용, 위킹(wicking), 중력 유동 및/또는 확산 작용에 의해 매트릭스/고정화 효소 요소를 통과하게 된다. 매트릭스에 존재하는 시그널 생성 화학/고정화 효소 시스템의 성분은 글루코스와 반응하여 흡광 반응 생성물을 제공한다. 입사광은 샘플이 적용되는(즉, 혈액이 매트릭스를 통하여 위킹되고, 고정화 효소와 반응한 후) 위치와 상이한 위치에서 매트릭스에 영향을 미친다. 광은 확산 반사광으로서 요소의 표면으로부터 반사된다.
이 확산광은 예컨대, 반사도 분광광도계의 검출기에 의해 수집되어 측정된다. 반사광의 양은 샘플 내 혈액 분획의 양과 관련있을 것이며, 대체로 샘플 내 혈액 분획의 양의 역함수이다.
시약 요소를 생성하는 데 필요한 구성요소 각각을 설명하기로 한다. 제1 구성요소는 매트릭스 자체이다.
1. a. 글루코스 측정 - 매트 또는 패드매트릭스는 시약(고정화 효소 및 염료)이 공유 또는 비공유 결합할 수 있는 친수성 다공성 매트릭스이다. 매트릭스는 매트릭스를 통하여 수성 매질(예컨대, 혈액)이 유동할 수 있게 한다. 또한, 이것은 단백질의 생물학적 활성, 예컨대 효소의 효소 활성에 유의적인 악영향없이 단백질 조성물을 매트릭스에 결합시킨다. 매트릭스의 조성물은 반사성이고, 매트릭스는 매트릭스로부터 반사도에 실질적인 영향을 미치도록 매트릭스의 공극 부피 내 또는 매트릭스의 내부(공극) 표면 상에 흡광 염료를 형성시키기에 충분한 두께를 가진다. 매트릭스는 단일 조성물이거나, 필수 구조 및 물성을 제공하는 기재 상의 코팅일 수 있다.
매트릭스는 습윤시 변형되지 않아야 하며, 따라서 그 원형과 크기를 유지해야 한다. 매트릭스는 규정된 흡광도를 가져서 흡수된 글루코스 부피가 합당한 한계치 내에서 검정될 수 있다. 흡수성 매트릭스의 경우, 매트릭스는 일상 제조를 허용하기에 충분한 습윤 강도를 가진다. 매트릭스는 비공유 결합된 시약이 매트릭스의 표면 상에 비교적 균일하게 분배될 수 있게 한다.
섬유상 매트릭스 표면의 예는 폴리아미드로서, 특히 샘플은 전혈을 수반한다. 폴리아미드는 4 내지 8 개의 탄소 원자의 단량체의 축합 중합체인 것이 용이하며, 상기 단량체는 락탐 또는 디아민과 디카르복실산의 조합이다. 필적할 만한 특성을 가진 다른 중합체 조성물도 사용할 수 있다. 폴리아미드 조성물은 하전된 구조를 제공하는 다른 작용기를 도입하도록 변성되어 매트릭스의 표면을 중화, 양성 또는 음성, 뿐만 아니라 중성, 염기성 또는 산성이 될 수 있다. 바람직한 구조는 양전하를 띠는 것이다. 당분야의 다른 실험은 매트릭스 상의 양전하가 안정성과 수명을 향상시킨다고 설명하였다.
전혈을 사용하는 경우, 다공성 매트릭스는 평균 직경이 약 0.1 내지 2.0 ㎛, 보다 바람직하게는 약 0.6 내지 1.0 ㎛ 범위인 공극을 갖는 것이 바람직하다. 다공성 매트릭스가 약 0.8 ㎛의 평균 직경을 갖는 경우, 혈액의 샘플은 크로마토그래피 효과를 유발시키지 않을 것이다. 즉, 혈액 샘플은 원형 매트릭스의 단부에서 발견되지 않을 것이다. 오히려, 혈액은 매트릭스의 모든 공극 내에 체류하여 전체 매트릭스의 균일한 판독성을 제공한다. 또한, 이 공극 크기는 혈액의 비블로팅 효과를 최대화한다. 즉, 이 공극 크기는 적당하게 충전시키며, 과충전시키지 않아서 혈액의 헤마토크리트 레벨이 샘플의 판독 전에 샘플로 하여금 블로팅을 요하지 않게 할 것이다. 또한, 이 크기의 공극은 수명 및 안정성을 고려할 때 최적인 것으로 보고되었다.
섬유상 다공성 재료의 바람직한 제조 방식은 부식 섬유의 코어에 친수성 중합체를 캐스트하는 것이다. 코어 섬유는 기술된 일체성과 강도를 산출하는 임의의섬유상 재료, 예컨대 폴리에스테르 및 폴리아미드일 수 있다. 이하에 상세하게 논의될 것이지만, 흡광 반응 생성물을 형성하는 시약은 매트릭스의 공극에 존재하지만, 매트릭스를 차단하지 않아서 분석하고자 하는 혈액의 액체 부분이 매트릭스의 공극을 통하여 유동할 수 있는 한편, 적혈구와 같은 입자는 그 표면에 유지된다.
매트릭스는 실질적으로 반사성이어서 반사성 배킹을 사용하지 않고 확산 반사도를 제공한다. 매트릭스에 적용된 입사광의, 바람직하게는 25% 이상, 보다 바람직하게는 50% 이상이 반사되어 확산 반사로서 발광된다. 특히, 나일론 매트릭스에 대해서 약 0.5 mm 미만의 두께의 섬유상 매트릭스가 바람직하며, 약 0.01 mm 내지 약 0.3 mm의 두께가 특히 바람직하고, 약 0.1 mm 내지 약 0.2 mm의 두께가 가장 바람직하다.
통상적으로, 매트릭스는 물리적 형태 및 강성을 제공하기 위하여 테스트 스트립에 부착되지만, 이것이 필요치 않을 수도 있다. 대부분의 사용자 친화적인 글루코스 계측기에서, 얇은 친수성 매트릭스 패드를 갖춘 스트립은 플라스틱 홀더 또는 핸들 또는 삽입물의 일단에 위치된다.
일반적으로, 테스트하고자 하는 혈액과 함께, 시약 패드 또는 친수성 매트릭스는 표면적이 약 10 ㎟ 내지 100 ㎟, 특히 10 ㎟ 내지 50 ㎟ 정도이다. 이것은 샘플 5 내지 10 ㎕가 포화 상태 이상인 부피이다. 몇 가지 상이한 혈액 성분은 선택된 영역에서 독특한 화학으로 분석 패드(61, 81)의 개별 영역에 대해 분석할 수 있다는 점에 주목해야 한다.
1. c. 글루코스 측정 - 화학.분석 매질이 실질적으로 입사광을 흡광하는 파장 이외의 파장에서 재현 가능하게 흡광하는 화합물을 (직간접적으로) 생성하도록 샘플 내 글루코스와 반응할 수 있는 시그널 생성 고정화 효소 및 염료 시스템을 사용할 수 있다.
섬유상 매트릭스의 경우, 중간체 반응 생성물이 생성되도록 기질(글루코스)이 산소 이용 옥사다제 효소와 반응하는 반응을 수행하는 데 폴리아미드 매트릭스가 특히 유용하다. 이 중간체 반응 생성물은 소정의 파장 범위에서 흡광하는 염료를 직간접적으로 형성하도록 염료 중간체와 더 반응한다. 예를 들면, 옥시다제 효소는 글루코스 기질을 산화시키고, 중간체 반응 생성물로서 과산화수소를 생성할 수 있다. 그 다음, 과산화수소는 촉매 또는 비촉매 반응에서 염료 중간체 또는 전구체와 반응하여 중간체 또는 전구체의 산화 형태를 생성할 수 있다. 이 산화된 매트릭스는 착색된 생성물을 생성하거나, 제2 전구체와 반응하여 최종 염료를 형성할 수 있다. 이것은 하기 반응식 (1) 및 (2)로 나타낸다.
(1) 글루코스 + 옥시다제 ⇒ 과산화수소
(2) 과산화수소 + 염료 중간체 ⇒ 착색된 생성물
통상의 고정화 효소는 글루코스에 대한 글루코스 옥시다제, 글루코스 퍼옥시다제를 포함한다.
매트릭스와 혈액이 실질적으로 흡광하는 파장 이외의 파장에서 흡광성인 화합물을 (직간접적으로) 생성하도록 샘플 내 혈중 글루코스와 반응할 수 있는 임의의 시그널 생성 효소-염료 화학 시스템을 사용할 수 있다.
효소-염료 시스템은 다공성 매트릭스 내에 부착된다. 바람직한 결과는 전혈을 사용할 경우, 약 0.2 내지 2.0 ㎛, 바람직하게는 약 0.5 내지 1.2 ㎛, 가장 바람직하게는 약 0.8 ㎛ 범위의 공극 크기로 얻어질 수 있다. 폴리아미드 매트릭스는 생성물이 생성되고 염료 또는 염료 중간체와 더 반응하여 소정의 파장 범위에서 흡광하는 염료를 직간접적으로 형성하는 방식으로 글루코스가 산소 이용 옥시다제 효소와 반응하는 반응을 수행하는 데 특히 유용하다. 예를 들면, 옥시다제 효소는 글루코스를 산화시키고, 반응 생성물로서 과산화수소를 생성한다. 그 다음, 과산화수소는 염료 중간체 또는 전구체와 반응하여 염료 중간체 또는 전구체의 산화 형태를 생성한다. 이 산화된 재료는 착색된 생성물("시그널")일 수 있거나, 또는 제2 전구체와 반응하여 최종 염료를 형성할 수 있다.
효소는 글루코스 옥시다제 또는 글루코스 퍼옥시다제일 수 있다. 효소는 산소 수용체와 함께 존재한다. 산소 수용체로는 O-디아니시딘, O-톨루이딘, O-톨리딘, 벤지딘, 2,2'-아지노디-(3-에틸벤즈티아졸린 술폰산), 3-메틸-2-벤조티아졸린온 히드라존 + N,N-디메틸아닐린, 페놀 + 4-아미노페나존, 술폰화 2,4-디클로로페놀 + 4-아미노페나존(2), 3-메틸-2-벤조티아졸린온 히드라존 + 3-(디메틸아미노)벤조산, 2-메톡시-4-알릴 페놀 및 4-아미노안티피린디메틸아닐린이 있다.
다수의 염료를 지시약으로서 사용할 수 있지만, 적혈구 세포, 전혈, 분석 패드 및 오염물이 흡광하는 파장과 상이한 파장에서 흡광도를 갖는 염료를 선택할 필요가 있다. 한 가지 적당한 염료는 MBTH-DMAB 염료 커플(3-메틸-2-벤조티아졸린온 히드라존 염산염 및 3-디메틸아미노벤조산)이다. 글루코스의 측정에 사용될 수 있는 다른 염료 커플은 AAP-CTA(4-아미노안티피렌 및 크로모트로프산) 커플이다.
염료, 즉 MBTH-DMAB 또는 AAP-CTA는 대략 635 nm에서 흡광하지만 700 nm에서는 임의의 유의적인 정도로 흡광하지 않는 발색단을 형성한다. 700 nm에서 헤마토크리트와 산소화도는 혈색을 측정함으로써 측정할 수 있다. 더욱이, 발광 다이오드(LED)는 635 nm 및 700 nm 측정에 대해 시판되고 있으므로, 장치의 대량 생산이 단순화된다.
1. c. 글루코스 측정 - 방법 및 시스템.글루코스 분석 방법은 확산 반사도에 의해 측정되는 바와 같은 광학 흡광도 변화에 의존한다. 확산은 테스트하고자 하는 샘플에 존재하는 글루코스의 양에 의존한다. 글루코스 농도는 2 이상의 시점 사이에서 테스트 샘플의 흡광도 변화를 측정함으로써 결정할 수 있다.
분석의 제1 단계는 혈액 샘플을 매트릭스에 적용하는 것이다. 실제상, 분석은 다음과 같이 수행할 수 있다: 먼저, 글루코스를 함유하는 혈액의 샘플을 얻는다. 혈중 글루코스는 매트릭스 내 고정화 효소와 반응하여 색 변화를 수행한다. 테스트 스트립은 혈액 샘플의 적용 전에 흡광도 판독, 예컨대 반사도에 의한 색 강도를 판독하기 위해 계측기 내에 장착된다. 흡광도는 가시광 파장 범위 내 광뿐만 아니라, 가시광 파장 범위 밖, 예컨대 적외 방사선 및 자외 방사선의 광에 관한다. 흡광도의 이러한 측정으로부터 색 전개 정도를 글루코스 레벨에 관해서 검정할 수 있다.
측정 장치, 예컨대 적당한 소프트웨어를 갖춘 확산 반사도 분광광도계는 특정 선택 시점에서 반사도를 자동적으로 판독하고, 반사도 변화율을 측정하며, 검정 인자를 사용하여 혈중 글루코스의 레벨을 출력한다. 분광광도계를 갖춘 혈중 글루코스 계측기는 광원에 근접하여 매트릭스를 유지하기 위한 구조를 갖는다. 예를 들면, 고강도 발광 다이오드(LED), 레이저, 증기등 또는 백열등일 수 있는 광원은 광 빔을 샘플 및 다공성 매트릭스의 효소 생성물 함유 영역에 투사한다. 이 광의 실질적인 부분(반응 생성물의 부재시 25% 이상, 바람직하게는 35% 이상, 보다 바람직하게는 50% 이상)은 다공성 매트릭스로부터 확산 반사되고, 광 검출기에 의해 검출된다. 광 검출기는, 예를 들면 수용되는 광에 비례하는 출력 전류를 생성하는 포토트랜지스터일 수 있다.
광원 및/또는 검출기는 필요에 따라, 특정 파장의 광을 생성하거나 이에 응답하도록 채택될 수 있다. 많은 시스템에서, 광의 2 개의 파장, 즉 635 nm 및 700 nm 를 사용한다. 이는 글루코스-효소 반응에 의해 생성되는 발색단과 염료와의 후속 반응이 635 nm 및 700 nm에서 상이한 광학 특성을 갖기 때문이다.
2. 글리코실화 헤모글로빈 측정
간접 분석 방법을 프럭토사민에 대한 분석에 의한 글리코실화 헤모글로빈 테스트에 사용할 수 있다. 프럭토사민은 글리코실화 단백질에 의해 형성된다. 글루코스는 단백질의 아미노기와 결합하여 쉬프 염기, 즉 글리코실아민 또는 알디민을 형성하고, 이는 분자 재배열을 수행하여 안정한 케토아민을 형성한다. 당분야에서, 그러한 케토아민은 일반적으로 "프럭토사민"으로 알려져 있다. 프럭토사민 형성은 글루코스 농도에 직접적으로 의존하기 때문에, 당뇨병 개체는 비당뇨병 개체와 비교하여 더 높은 혈중 프럭토사민 농도를 가진다. 알칼리성 조건 하에서, 혈액 중에 형성하는 프럭토사민은 엔아민올로 전환된다. 프럭토사민의 엔아민올은 화학적으로활성인 환원 물질이며, 프럭토사민에 의해 환원될 수 있는 적당한 지시약과 반응한다. 예를 들면, 이 반응으로부터 생성되는 발색성 염료의 색 전이 또는 형광 시약의 형광을 측정하고, 반개월 기간에 걸쳐서 혈액 샘플 중의 평균 글루코스 농도의 도수를 제공하는 표준과 비교한다. 일반적으로, 혈청과 같은 혈액 중의 프럭토사민 농도는 대략 반개월의 기간에 걸쳐서 평균 글루코스 농도를 반영한다.
글리코실화 헤모글로빈 농도는 글루코스에 대해 전술한 매트릭스와 유사한, 도 1, 2 및 6에 도시된, 다층 다공성 매트릭스(21)를 사용하여 간접적으로 측정할 수 있다.
다층: 도 17의 부분 분해도에 도시된 다층 프럭토사민 테스트 요소(62)의 층(62a, 62b)은 서로 인접하거나 위에 위치하여 이들은 매트릭스 간의 유체 연통을 제공한다. 수평 또는 수직으로 인접한 층 간의 유체 유동은 수직 또는 수평일 수 있다. 따라서, 다층 장치의 층들은 겹쳐지거나 병치될 수 있다.
테스트 요소(62)의 여러 다층(62a, 62b)은 적당한 분석 시약, 예컨대 완충제 또는 지시약을 함유한다. 시약은 층에 주입하거나, 층에 코팅하거나, 또는 층, 예컨대 층의 내부 공극, 간격 및 모세관에 공유 부착시킨다.
완충제층(62a), 지시약층(62b) 및 임의의 추가 층을 비롯한 다양한 층에 대한 재료는 시약 및 효소를 함유할 수 있지만 프럭토사민 혈액 분획 및 다른 시약 및 액체에 투과성인 다공성 매트릭스를 포함한다. 일반적으로, 투과성은 다공성, 팽윤 능력 또는 임의의 다른 특성으로부터 생긴다. 테스트 요소층(62a, 62b)은 다양한 다공성의 섬유상 재료, 예컨대 셀룰로스, 종이, 피모, 펠트, 직포 등으로 형성될 수 있다. 대안으로, 테스트 스트립 층은 다공성의 비섬유상 재료, 예컨대 미세다공성 중합체를 함유할 수 있다. 상기 층에 사용될 수 있는 적당한 특정예는 여과지, 예컨대 3 mm 여과지를 포함한다.
테스트 요소(62)의 다중 층(62a, 62b)은 효소 및 시약, 예컨대 완충제 또는 지시약을 함유하며, 동시에 또는 연속적으로 로딩하거나 조립할 수 있다. 소정의 층에 대한 다공성 재료는 분석 시약의 용액, 예컨대 완충제 용액 또는 지시약 용액에 먼저 놓는다. 건조 후, 층이 다층 테스트 스트립으로의 적층이 준비될 때까지 층을 데시케이터 캐비넷에 저장할 수 있다.
일반적으로, 다층(62a, 62b)은 보다 상세하게 하기 논의되는 바와 같이 1 개의 지지체 부재에 장착되거나, 2 이상의 지지체 부재 사이에 삽입된 개별 시약 패드의 형태이다. 개별 다층 패드는 임의의 기하학적 치수, 예컨대 원형 또는 직사각형일 수 있으며, 일반적으로 원주가 0.5 내지 10 mm, 바람직하게는 1 내지 5 mm이고, 서로에 관하여 겹쳐지거나 병치되어 위치된다.
다층 위치 설정과는 무관하게, 프럭토사민을 정량적으로 분석하는 데 사용될 수 있는 테스트 장치는 완충제층, 지시약층의 기본 요소를 포함하며, 후술되는 바와 같은 추가의 층을 포함할 수 있다.
완충제층: 완충제층(62a)은 pH 값이 9 이상인 완충제를 함유한다. 여러 가지 공지된 유형의 완충제는 프럭토사민이 그 엔아민올 형태로 전환되도록 완충제가 충분히 높은 pH를 제공하는 한, 완충제층에 포함될 수 있다. 이를 달성하기 위하여, 완충제의 pH는 약 9 내지 약 13의 pH 값이어야 하며, 최적의 결과를 위해서는 pH는10 내지 12의 pH 값이어야 한다. 그러한 완충제의 예로는 인산수소칼륨, 인산수소나트륨, 수산화나트륨, 구아니디늄염, 특정 아미노산 및 널리 공지된 바와 같은 다른 적당한 완충제, 또는 이들의 조합물이 있다. 완충제층이 지시약층 위에 겹쳐져 있는 경우, 일반적으로 이는 불투명성이 아닌 액체 투과성 재료이다.
지시약층: 지시약층(62b)은 색원체 염료 또는 형광 시약을 비롯한 특정 염료와 같은 프럭토사민에 의해 환원될 수 있는 임의의 지시약을 함유한다. 액체 샘플에 존재하는 프럭토사민의 양에 기초하여 색을 변화시키는 적당한 색원체 염료의 예는 테트라졸륨 염료, 예컨대 네오테트라졸륨 클로라이드(NT), 테트라니트로블루 테트라졸륨 클로라이드(TNBT), 블루 테트라졸륨 클로라이드(BT), 요오도니트로테트라졸륨 클로라이드, 니트로블루 테트라졸륨 클로라이드(NBT), 니트로 블루 모노테트라졸륨 클로라이드, 티아졸일 블루 테트라졸륨 브로마이드(MTT), 테트라졸륨 바이올렛, 2,3,5-트리페닐-2-H-테트라졸륨 클로라이드, 티오카르바밀 니트로 블루 테트라졸륨 클로라이드(TCNBT), 테트라졸륨 XTT(XTT), 2,2'-벤조티아졸일-5-스티릴-3-(4'-프탈히드라지딜)테트라졸륨 클로라이드(BSPT), 디스티릴 니트로블루 테트라졸륨 클로라이드(DSNBT)가 있다. 적당한 형광 시약의 예는 5-시아노-2,3-디톨일 테트라졸륨 클로라이드(CTC)이다.
추가 층: 완충제층 및 지시약층 이외의 다른 층은 프럭토사민 테스트 장치에 사용될 수 있다. 예를 들면, 다층 테스트 장치는 적혈구 세포(RBC) 성분을 분리할 목적으로 완충제층 패드 전에 RBC 분리층 또는 층들을 포함할 수 있다. 다른 유용한 층으로는 방사선 차단층, 세제, 킬레이트화제, 항산화제 또는 정확한 결과로 간섭할 수 있는 다른 물질을 함유하는 간섭 제거층, 오염 방지층, 투석층, 여과층, 지지체층 등이 있지만, 이들로 국한되는 것은 아니다.
3. 지질 측정지질 측정은 1 이상의 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤 및 트리글리세리드의 측정을 포함한다.
3. a. 콜레스테롤 측정
미국 특허 제5,912,139호(Iwata)에는 콜레스테롤의 건식 테스트가 기재되어 있다. 상기 특허에 따르면, 콜레스테롤의 건식 테스트 스트립 검출 및 측정용 삽입물은 담체, 데히드로나제(콜레스테롤 데히드로나제), 디아포라제, 형광 색원체 및 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드(NAD) 또는 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 포스페이트(NADP)를 포함하는 테스트 스트립을 제공함으로써 달성하였다.
본 발명에 사용하기 위한 형광 색원체는 이것이 NADH(환원된 NAD) 또는 NADPH(환원된 NADP)의 존재 하에 디아포라제의 작용에 의해 환원될 때 형광을 띠는 한, 한정되지 않는다. 레자줄린 또는 알로마 블루를 사용하는 것이 특히 바람직한데, 그 이유는 이들 물질이 고 형광 강도를 가지며, 산화 형태 및 환원 형태에서 공기 중에 안정하기 때문이다.
또한, 측정하고자 하는 물질(A)의 정량 측정 효율 및 회수율을 개선시키기 위하여, 본 발명에 사용되는 디아포라제는 형광 색원체의 산화 형태 및 니코틴 뉴클레오티드의 환원 형태(NADH 또는 NADPH)로부터 형광 색원체의 환원 형태 및 니코틴 뉴클레오티드의 산화 형태(NAD 또는 NADP)로의 방향에서 반응 평형 상수(K 값)가 1 이상, 바람직하게는 10 이상, 보다 바람직하게는 100 이상이다.
콜레스테롤로부터 환원 형태의 형광 색원체의 효소 반응이 90% 이상, 바람직하게는 97% 이상, 보다 바람직하게는 99% 이상의 비율로 진행하는 양으로 이들 성분을 혼합하는 것이 바람직하다. 이 목적을 위하여, 디아포라제는 농도가 0.1 내지 1,000,000 유니트/리터, 바람직하게는 0.1 내지 10,000 유니트/리터, 보다 바람직하게는 1 내지 1,000 유니트/리터인 디아포라제 용액을 테스트 스트립의 100 ㎠당 0.1 내지 10,000 ㎕, 바람직하게는 1 내지 1,000 ㎕, 보다 바람직하게는 1 내지 100 ㎕의 양으로 사용하도록 하는 양으로 사용한다. 데히드로나제는 디아포라제의 농도와 유사한 농도로 사용할 수 있다. NAD 또는 NADP는 농도가 0.001 nM(나노몰) 내지 200 mM(밀리몰), 바람직하게는 0.1 nM 내지 50 mM인 용액을 테스트 스트립의 100 ㎠당 0.1 내지 10,000 ㎕, 바람직하게는 1 내지 1,000 ㎕, 보다 바람직하게는 1 내지 100 ㎕의 양으로 사용하도록 하는 양으로 사용된다.
형광 색원체는 테스트 스트립의 100 ㎠당 0.01 내지 500 mg, 바람직하게는 0.1 내지 100 mg, 보다 바람직하게는 0.1 내지 50 mg의 양으로 사용할 수 있다. 이 경우, 형광 색원체의 양은, 너무 적다면 형광이 감소될 것이고, 너무 많다면, 불용성 형태가 되어서 정확도가 감소될 것이다.
이 용액은 건식 스트립 내 매트릭스에 배치되어 콜레스테롤용 분석 패드를 형성하는데, 이는 혈액 샘플 내 콜레스테롤의 예비설정 또는 소정의 농도 이상에서 형광을 띤다. 시약의 양은 약 180 mg/dl 또는 200 mg/dl 이상에서, 또는 240 mg/dl 이상에서 형광을 제공하도록 콜레스테롤의 농도에 관하여 조정할 수 있다.
3. b. 트리글리세리드 측정
트리글리세리드는 먼저 이것을 글리세롤로 전환시킴으로써 측정한다. 글리세롤을 측정할 때, 옥시다제 및/또는 퍼옥시다제 효소를 사용한다. 보다 구체적으로, 트리글리세리드를 측정할 때, 옥시다제를 사용할 수 있는데, 반응식에서 트리글리세리드는 먼저 글리세롤로 전환되고, 글리세롤 농도는 트리글리세리드용 마커로서 측정된다.
따라서, 본 발명은 테스트 스트립으로서 담체, 데히드로나제, 디아포라제, 형광 색원체 및 니코틴아민 아데닌 디뉴클레오티드(NAD) 또는 니코틴아민 아데닌 디뉴클레오티드 포스페이트(NADP)를 포함하는 분석 패드를 제공함으로써 달성하였다.
본 발명에 사용되는 형광 색원체는 NADH 또는 NADPH의 존재 하에 디아포라제의 작용에 의해 환원될 때 형광을 띠는 것이다. 레자줄린 또는 알라마 블루를 사용하는 것이 특히 바람직한데, 그 이유는 이들 물질이 고 형광 강도를 가지며, 산화 형태 및 환원 형태에서 공기 중에 안정하기 때문이다.
또한, 트리글리세리드의 정량 측정 효율 및 회수율을 개선시키기 위하여, 본 발명에 사용되는 디아포라제는 형광 색원체의 산화 형태 및 니코틴 뉴클레오티드의 환원 형태(NADH 또는 NADPH)로부터 형광 색원체의 환원 형태 및 니코틴 뉴클레오티드의 산화 형태(NAD 또는 NADP)로의 방향에서 반응 평형 상수(K 값)가 1 이상, 바람직하게는 10 이상, 보다 바람직하게는 100 이상이다.
트리글리세리드로부터 환원 형태의 형광 색원체의 효소 반응이 90% 이상, 바람직하게는 97% 이상, 보다 바람직하게는 99% 이상의 비율로 진행하는 양으로 이들성분을 혼합하는 것이 바람직하다. 이 목적을 위하여, 디아포라제는 농도가 0.1 내지 1,000,000 유니트/리터, 바람직하게는 0.1 내지 10,000 유니트/리터, 보다 바람직하게는 1 내지 1,000 유니트/리터인 디아포라제 용액을 테스트 스트립의 100 ㎠당 0.1 내지 10,000 ㎕, 바람직하게는 1 내지 1,000 ㎕, 보다 바람직하게는 1 내지 100 ㎕의 양으로 사용하도록 하는 양으로 사용한다. 데히드로나제는 디아포라제의 농도와 유사한 농도로 사용할 수 있다. NAD 또는 NADP는 농도가 0.001 nM(나노몰) 내지 200 mM(밀리몰), 바람직하게는 0.1 nM 내지 50 mM인 용액을 테스트 스트립의 100 ㎠당 0.1 내지 10,000 ㎕, 바람직하게는 1 내지 1,000 ㎕, 보다 바람직하게는 1 내지 100 ㎕의 양으로 사용하도록 하는 양으로 사용된다.
형광 색원체는 테스트 스트립의 100 ㎠당 0.01 내지 500 mg, 바람직하게는 0.1 내지 100 mg, 보다 바람직하게는 0.1 내지 50 mg의 양으로 사용할 수 있다. 이 경우, 형광 색원체의 양은, 너무 적다면 형광이 감소될 것이고, 너무 많다면, 불용성 형태가 되어서 정확도가 감소될 것이다. 형광 색원체의 양은 약 200 mg/dl 이상의 트리글리세리드 농도에서 형광을 띠도록 해야 한다.
3. c. 저밀도 지단백질(LDL 콜레스테롤) 측정
미국 특허 제5,401,466호(Foltz et. al.)에는 고밀도 지단백질을 혈액 샘플에서 분리하기 위한 건조상 샘플 스트립이 기재되어 있다. 이 요소는 테스트 스트립(1) 내 요소(31)로서 사용될 수 있다. 이 스트립은 분산되고 미분된 다공성 실리카 또는 실리케이트 입자를 함유하는 유체 투과성 재료의 제1 층을 갖춘다. 이들 입자는 HDL용 흡착제이다. 이 입자는 그 최장 치수가 1 내지 1000 μ인 크기 및 약80 Å 내지 1000 Å의 크기의 표면 공극을 특징으로 한다. 실리카 또는 실리케이트 함유 재료의 층은 초저밀도 지단백질 및 킬로미크론을 혈액 샘플에서 선택적으로 제거하고, 형성된 복합체를 미크론 단위 미만의 필터에 통과시켜 혈액 샘플 중의 유일한 지단백질로서 저밀도 지단백질을 남기는 시약을 가진 유체 투과성 재료의 제2 층(172)과 조합할 수 있다. 이들 층을 지단백질의 정량 분석을 위한 시약 시스템을 함유하는 다공성 매트릭스로 형성된 제3 층과 조합하는경우, 그 결과는 저밀도 지단백질의 일단계 측정용 단일 장치이다.
LDL 콜레스테롤의 측정은 테스트 전에 적혈구 및 다른 지질 분획을 혈액 샘플에서 제거하여 유일한 거대 분자로서 LDL 콜레스테롤만을 남길 것이 요구된다.
LDL 콜레스테롤을 분리하기 위하여 유체 투과성 매트릭스에 함침된 미립자/다공성 실리카 겔을 사용하면, 실리카와 표면 상호작용이 일어날 뿐만 아니라, 크기 배제가 일어난다. HDL 성분은 크기 배제 및 흡착에 의해 제거되는데, 즉 HDL은 평균 공극 직경이 HDL 입자의 직경보다 큰 실리카 겔과 상호 작용하며, 실리카 공극 크기가 LDL 및 VLDL과 같은 더 큰 지단백질 입자의 상호 작용을 감소시키기에 충분히 작다면 가장 유용하다. 최장 치수가 1 내지 1000 μ(바람직하게는 3 내지 10 μ)인 입도 및 약 80 Å 내지 1000 Å(바람직하게는 300 Å 내지 500 Å)의 공극 크기 범위를 가진 실리카는 HDL 입자 제거에 대해 최상의 선택성과 효율을 가진다고 믿어진다.
실리카 겔은 예컨대, 종이 또는 펠트의 경우에서와 같이 입자 주위의 섬유상 네트워크의 형성에 의하거나, 또는 예컨대 섬유를 점착제로 코팅함으로써 매트릭스에 용이하게 도입되는 다른 섬유 또는 입자에 실리카를 접착식으로 결합함으로써 다공성 층에 포획된다. 섬유를 수반하는 실리카 겔의 포획은 실리카 함유 층의 내구성을 증가시키기 위하여 전분 또는 폴리비닐 알콜과 같은 결합제에 의해 도움을 받을 수 있다. 유리가 바람직한 섬유이다. 다른 인조 섬유, 예컨대 친수성기를 함유하는 플라스틱 또는 천연 섬유, 예컨대 셀룰로스, 울 또는 실크를 사용할 수 있다.
이상적으로, 실리카 함유 층은 VLDL 및 킬로미클로의 선택적인 체류를 위한 시약이 분산된 매트릭스의 별개의 유체 투과성 층과 조합되어 궁극적으로 플라이, 층, 패드 또는 매트의 스택 또는 적층의 말단에서 LDL만을 함유하는 유체 샘플을 제공한다. 본 발명의 시스템의 이 부분에 적당한 시약은 2가 양이온 및 다가 음이온을 포함한다. 2가 양이온은 통상적으로 MnCl2또는 MgCl2의 형태이고, 다가 음이온은 통상적으로 헤파린 또는 덱스트란 술페이트이다. 헤파린/MnCl2의 조합이 바람직하다. 테스트하고자 하는 혈청 또는 혈장을 전처리하여 VLDL 및 킬로미크론을 제거할 수 있지만, 바람직한 기술은 다공성 매트릭스 재료, 예컨대 유리섬유, 셀룰로스 또는 펠트 또는 천연 또는 인조 섬유의 직물에 2가 양이온/다가 음이온 조합을 분산시켜서 VLDL/킬로미크론 제거 단계를 위한 건조 단계 시스템을 제공하는 것을 수반한다.
층, 플라이 또는 매트의 스택, 적층 또는 트레인을 함유하는 건조 시약 스트립은 전혈 중의 LDL 콜레스테롤을 측정하는 데 사용된다. 도 18을 참조하면,스택(63)은 LDL 선택을 위한 세 개의 층, 즉 적혈구 세포를 여과하고, HDL을 포획하기 위한 다공성 실리카를 함유하는 유리 펠트(63a), 헤파린 및 망간염(MnCl2)을 함유하는 유리 섬유층(63b) 및 서브미크론 필터층(63c)으로 구성되어 있다. 이들 층(63a, 63b, 63c) 아래에는 지단백질 입자의 붕괴, 콜레스테롤 에스테르에서 콜레스테롤로의 전환 및 콜레스테롤 농도에 의존하는 궁극적인 색 반응을 위한 시약을 함유하는 콜레스테롤 표시 멤브레인(63d)이 있다.
이 장치는 혈액을 투명 윈도우에 걸쳐 위치된 스택의 상부에 진입시켜서 색 변화를 소형 반사도 광도계로 측정할 수 있다. 이 색 변화는 혈액 샘플이 검출 층에 도달할 때 혈액 샘플 내에 잔존하는 지단백질과 상호 관련있다.
3. d. 고밀도 지단백질(HDL 콜레스테롤) 측정
미국 특허 제5,135,716호(Thakore et. al.)에는 혈장 분리, 침전제 계측, 침전물 분리, 뿐만 아니라 HDL 콜레스테롤 반응을 비롯한 샘플 프로세싱은 건조체로 구축되어 사용자 조작을 최소화하고, HDL 콜레스테롤을 전혈로부터 직접 1 내지 2 분 내에 측정할 수 있는 접근법이 기재되어 있다. 이 방법은 화학 반응의 종점을 측정하고, 따라서 정확한 시간과 온도 조절이 불필요하다. 이 방법은 혈장의 분리 및 콜레스테롤의 측정을 위한 간단한 장치를 사용하며, HDL 측정을 위한 특이적인 고정화 건식 화학을 이용한다. 이 장치는 혈세포 분리 멤브레인을 가로지르는 혈액의 접선 유동을 이용한다. HDL 건식 화학 침전 시약뿐만 아니라, 침전물 필터도 이 장치에 구성되어 있다.
상기 특허에 따른 테스트 요소(64)는 건식 테스트 스트립(1) 내에 포함될 수있다. 도 19에 도시되어 있는 이 요소(64)는 미세다공성 혈장 분리 멤브레인(64a), 1 이상의 혈장 수집 테스트 멤브레인(64b), 여과 멤브레인(64c) 및 LDL과 VLDL 침전물을 형성시키기 위한 LDL 및 VLDL 시약을 함유하는 층(64d) 및 담체 침전 멤브레인(64e)을 갖춘 다층 구조를 포함한다.
혈장 수집 테스트 멤브레인(64b)은 HDL 콜레스테롤과 반응하여 HDL 레벨을 정량적으로 표시하는 반응물을 가진다 여과 멤브레인(64e)은 미세다공성 혈장 분리 멤브레인과 이송 매체 사이 또는 미세다공성 혈장 멤브레인과 혈장 수집 테스트 멤브레인 사이에 위치될 수 있으며, 그 기능은 침전된 입자가 테스트 구역에 도달하는 것을 차단하는 것이다. LDL 및 VLDL의 침전물을 형성하는 LDL 및 VLDL 반응물은 혈장 수집 테스트 멤브레인으로부터의 상류 어느 곳이나, 즉 이송 매체, 미세다공성 혈장 분리 멤브레인, 여과 멤브레인 및 임의의 담체 분리 멤브레인 중 1 이상 내에 위치될 수 있다.
미세다공성 혈장 분리 멤브레인(64a)은 약 0.02 내지 약 10 미크론의 공칭 공극 크기를 가진다.
세 가지 침전 시스템을 사용할 수 있다:
(1) 덱스트란 술페이트(DS)(50,000 또는 500,000 분자량)와 일반적으로 2가 양이온의 공급원으로서 염화마그네슘(MgCl2);
(2) 헤파린-염화망간: 또는
(3) 폴리에틸렌 글리콜(6000 분자량)
침전제의 농도는 액체 화학물질의 것으로부터 유도될 수 있다. 그러나, 이침전제 이외에도, 친수성 비휘발성 액체 또는 저분자량 첨가제, 예컨대 저분자량 폴리에틸렌 글리콜(분자량 200 내지 2000 또는 다른 유사한 폴리히드록실 화합물)을 사용하는 것이 유리하다. 폴리에틸렌 글리콜이 중합체 및 공이온(예컨대, DS-MgCl2및 헤파린-MnCl2)로 구성된 2성분 침전제 시스템에 특히 유용하다. 그러한 경우, 염과 중합체는 멤브레인 매트릭스에 차등적으로 흡착될 수 있다. 그 결과, 침전제 시스템과 멤브레인 매트릭스에 따라서, 이들이 그러한 친수성 성분의 부재 하에 로딩된다면, 정확한 농도와 중합체:공이온 비율을 측정하기 위해 임의의 시험 및 오차 접근법이 필요할 수 있는데, 그 이유는 이들이 예상 가능한 방식으로 혈액 또는 혈장에 즉시 용해되지 않을 수 있기 때문이다. 비휘발성 친수성 성분(예컨대, 폴리에틸렌 글리콜)은 흡착 및 결정화로부터 침전제를 유지시키고, 혈장(또는 혈액)으로의 일관된 방출을 위해 예상 가능하고, 즉시 용해 가능한 형태로 침전제의 이동을 허용한다. 폴리에틸렌 글리콜의 추가 이점은 다양한 멤브레인, 특히 셀룰로스 나일론 및 폴리술폰 유형의 "습윤성" 및 혈청 흡수를 증가시킨다는 것이다. 폴리에틸렌 글리콜(예컨대, 분자량 400 내지 2000)은 물 또는 완충제 중의 2 내지 20%의 농도로 사용될 수 있으며, 5 내지 10%가 최적 범위이다. 침전제는 액체 화학에 사용되는 것과 필적할 만한 농도로 폴리에틸렌 글리콜 수용액에 용해된다. 전혈로부터의 침전을 위하여, 침전제 농도는 혈장 침전법에 사용되는 농도의 대략 절반이다. 통상적으로, 멤브레인은 용해된 침전제와 함께 폴리에틸렌 글리콜의 수용액으로 포화시키고, 건조시킨다. 건조시, 침전제 멤브레인은 즉시 사용할 수 있다.
본 발명의 장치의 혈장 수집 테스트 멤브레인 또는 여과/혈장 수용 테스트멤브레인은 효소 콜레스테롤 에스테라제, 콜레스테롤 옥시다제 및 퍼옥시다제를 완충제 염, 활성화제, 안정화제 및 색원체와 함게 함유한다. 시약은 총 콜레스테롤 분석에 사용되는 것과 동일하다. 정확한 제제는 선택 사항이며, 또한 공급원 및 다수의 효소에 따른다. 한 가지 전형적인 제제는 pH 6.7의 0.1 M 2-[N-모르폴리노]에탄 술폰산, 칼륨염(MES) 완충제에 용해시킨 콜레스테롤 에스테라제(200 유니트/㎖의 미생물), 콜레스테롤 옥시다제(40 유니트/㎖의 노카르디아(Nocardia)), 퍼옥시다제(200 유니트/㎖의 양고추 냉이)로 구성된다. 시약 멤브레인은 효소 용액으로 포화시키고, 건조시킨 다음, 아세톤(또는 톨루엔) 중의 각기 5 mg/㎖ 및 3 mg/㎖의 테트라메틸 벤지딘(TMB) 및 디옥티술포숙시네이트 염산염(DOSS)으로 구성된 색원체 용액 중에 포화시키며, 건조시킨다.
분석 패드에 도달한 혈장(이제 LDL 및 VLDL 성분이 없음)을 그 안의 시약과 반응시켜서 색 반응을 생성하며, 색 강도는 HDL 콜레스테롤 농도에 비례한다.
4. 헤모글로빈("철") 측정
헤모글로빈 및 철에 대한 분석을 위한 매트 또는 패드는 2.5 내지 5.0 범위 내의 pH를 가진 산 완충제, 색원체, 습윤제, 헤모글로빈의 퍼옥시다제 활성을 증강시킬 수 있는 제제, 지방족, 지환족 또는 복소환 아민과 안정한 고형 염을 형성하는 유기 히드로퍼옥시드 및 고형의 중합체 필름 형성 재료 또는 합성 물질을 포함하며, 이 시약은 흡착제 흡수성 담체 재료에 배치된다.
헤모글로빈 분석에 사용하기에 적당한 유기 히드로퍼옥시드는 3차 부틸 히드로퍼옥시드, 페닐이소프로필히드록시드, 4-메틸닐이소프로필 히드로퍼옥시드,페닐-1,4-디이소프로필 디히드로퍼옥시드 중에서 용이하게 선택할 수 있다. 전술한 바와 같이, 히드로퍼옥시드는 지방족, 지환족 또는 복소환 아민과의 안정한 고형의 비휘발성 염의 형태로 사용된다. 이 목적에 적합한 것으로 밝혀진 아민은 8.0 이상의 pK를 나타내야 하며, 피페라진, (1,4-디아자비시클로-2,2,2-옥탄)옥탄, 우레아, 헥사메틸렌 테트라아민, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올, 3,3'-디아미노-2-프로판올, 3,3'-디아미노디프로필아민, 모노 및 디-에탄올아민 및 시클로헥실아민 중에서 선택될 수 있다. 이들 염은 아민을 히드로퍼옥시드와 반응시킴으로써 제조된다.
유기 히드로퍼옥시드의 염은 히드로퍼옥시드 염을 안정화시키는 0.1 내지 10 몰 과량의 아민과의 혼합물로 사용된다. 상기 아민 중 임의의 것을 임의의 염과 조합하여 사용할 수 있지만, 고형의 비검습기 수용성 염을 건식 테스트 스트립에 사용하는 것이 바람직하다.
결정형 유기 아민염은 비수성 용매, 예컨대 벤젠, 톨루엔, 디에틸 에테르, 클로로포름, 에틸렌디클로라이드, 석유 에테르, 에틸 아세테이트 등에 담지되며, C1-C3알칸올이 바람직하다.
또한, 헤모글로빈의 측정을 위한 매트, 패드 또는 층은 환경 저해에 대하여 테스트 영역을 보호할 수 있는 중합성 천연 또는 합성 필름 형성 유기 물질을 포함한다. 사용되는 유기 물질은 수용성이고, 전술한 비수성 용매에 용해성이며, 산화 반응에 참여할 수 없어야 하며, 용매의 후속 증발은 흡수성 담체 상에 부분적인 물 습윤성 필름을 형성할 수 있어야 한다. 이들 요건을 충족시키는 재료는 알긴산나트륨, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 알콜, 전분, 폴리비닐 프로피오네이트, 폴리비닐부티랄, 카르복시메틸 셀룰로스, 분자량이 2,000 내지 15,000 범위 이내인 폴리에틸렌 글리콜 또는 이들 중 임의의 것의 혼합물이다.
테스트 영역을 구성하는 매트, 패드 또는 층의 다른 구성요소는 그러한 목적에 대해 당업계에 공지된 재료들 중에서 선택될 수 있다. 예를 들면, pK가 1.0 내지 5.0 범위인 다가 유기 또는 무기산의 혼합물 및 이들의 나트륨, 칼륨 또는 암모늄염 또는 그러한 산의 1차 또는 2차 염의 혼합물을 포함하는 완충제를 사용할 수 있다. 그러한 완충제의 통상적인 것은 시트르산과 시트르산나트륨, 타르타르산과 타르타르산나트륨, 말산과 보락스, 프탈산수소칼륨 및 프탈산이칼륨, 숙신산수소나트륨 및 숙신산이나트륨 등의 혼합물이다. 선택되는 특정 완충제와 그 농도는 중요하지 않은데, 완충제의 목적은 테스트 패드, 층 또는 매트 내에서 pH를 2.5 내지 5.0 범위로 유지시키는 것이다.
사용되는 습윤제는 테스트 패드, 매트 또는 층의 흡수성을 향상시켜서 반응 속도를 증가시키도록 설계된다. 이 목적을 위하여, 널리 공지되어 있는 음이온성, 비이온성 또는 양이온성 세제를 사용할 수 있다. 우수한 감도를 제공하는 것으로 밝혀진 음이온성 세제가 일반적으로 바람직한 것으로 밝혀졌다.
임의로, 헤모글로빈의 퍼옥시다제 활성을 증강시킬 수 있는 제제가 시약 조합에 포함된다. 이 요건을 만족시키는 제제는 퀴놀린 및 그 유도체, 예컨대 퀴닌, 신코닌, 6-메톡시퀴놀린, 퀴날딘, 8-아미노-6-메톡시-퀴놀린, 2-퀴놀린올 등 중에서 선택될 수 있다. 그러한 시약의 존재는 산화 반응의 속도를 가속시키고, 산화된 색원체의 색 강도를 증강시켜서 더 높은 감도를 얻는다.
5. 트롬빈("응고 인자") 측정
응고 인자는 부분 트롬보플라스틴, 접촉 활성화제, 발색단 트롬빈 기질, 인지질 및 Ca2+를 사용하여 측정하며, 접촉 활성인자는 엘라그산인 것이 바람직하다.
건조 시약은 단일 매트, 패드, 담체 재료 또는 혈액 응고 인자 또는 공인자 및 완충제 물질을 함유하는 반응 매트릭스이다. 추가로, 건조 시약은 산화제와 함께 제2 담체 재료를 함유할 수도 있다. 이 경우, 제1 담체 재료는 제2 담체 재료의 산화제의 존재 하에 발색단 기질의 발색단과 색을 형성하는 아닐린 또는 페놀 유도체를 함유한다.
건조 시약은 혈액 응고 시스템의 프로테아제의 임의의 소정 발색단 기질을 함유할 수 있다. 본 발명의 범주 내 발색단 기질로서, 하기 화학식의 화합물이 적합한 것으로 입증되었다:
φ(NH-A-Y-X)(NR1R2)(R3)
상기 식에서, φ는 아릴기이고, A는 아미노산인 아르기닌 또는 리신이며, X는 N-말단 아미노산 보호기이고, Y는 단일 결합 또는 1 내지 3 아미노산의 사슬이며, NR1R2는 o- 또는 p-위치의 기로서, R1및 R2는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 3 개 이하의 탄소 원자를 함유하는 알킬 라디칼 또는 니트로기이고, R3은 수소 원자, 카르복실산 에스테르 또는 카르복실아미도기, 할로겐 원자, 니트로기 또는 3 개 이하의 탄소 원자를 함유하는 알킬 라디칼이다.
X-Y-A가 Tos-Gly-Pro-Arg를 나타내는 발색단 기질이 특히 바람직하다.
색 형성 아닐린 또는 페놀 유도체로서, N-메틸안트라닐산, 디메틸안트라닐산, N-에틸-N-(3'-술포벤젠)아닐린 및 2,3-크실렌올과 같은 화합물을 사용할 수 있다.
산화제로 함침된 제2 흡수성 담체 재료를 함유하는 본 발명의 바람직한 구체예의 경우, 제1 흡수성 담체 재료는 발색단 기질로서 Tos-Gly-Pro-Arg-p-페닐렌디아민 및 색 형성 아닐린 유도체로서 N-메틸안트라닐산으로 함침되는 것이 바람직하고, 제2 흡수성 재료는 산화제로서 칼륨 페리시아나이드를 함유한다.
본 발명에 사용되는 시약 함유 분석 패드, 매트 또는 층은 혈장 또는 전혈로 측정하는 데 사용될 수 있다. 측정이 전혈로 수행되는 경우, 혈액 고형물의 유동을 차단하도록 삽입된 제3의 흡수성 매트 또는 패드를 추가로 제공하는 것이 바람직하다.
흡수성 매트 또는 패드는 흡수성, 팽윤성 또는 가용성 필름 형성 담체 재료, 예컨대 종이 및 유사한 피모 재료, 예를 들면 티백 종이, 여과지 등이 바람직하다.
6. 다층의 지지:테스트 스트립(1)의 개별 다층(테스트 요소)(61, 71), 뿐만 아니라 테스트 스트립 내 개별 (글루코스, 글리코실화 헤모글로빈, LDL 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 트리글리세리드 등) 적층물을 유지하는 지지체 부재 또는 부재들은 광 또는 다른 에너지에 대해 불투명, 반사성 또는 투명할 수 있다. 지지체 부재(들)는 사용되는 소정의 분석 모드 및 지시약(예컨대, 색원체 또는 형광 지시약)과 상용성이다. 지지체 부재에 사용될 수 있는 재료로는 다양한 플라스틱 및 중합체, 예컨대 셀룰로스 아세테이트, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 및 폴리스티렌이 있다. 일반적으로, 그러한 재료를 사용하는 경우, 지지체 재료는 실질적으로 편평하다.
다층 테스트 스트립(21)은 지시약층 아래에 검출 개구를 갖춘 1 이상의 지지체 부재를 구비한다. 이것은 한 지지체 부재가 투명한 경우, 검출 개구가 필요없지만, 비투명성 지지체 부재의 경우, 검출 개구가 필요하고 존재함을 의미하는 것이다. 검출 개구는 지시약층 상의 색 전이 또는 형광을 관찰하기 위한 구멍이다. 개구의 크기는 다층의 크기보다 대체로 작으며, 그 크기는 층 또는 층 패드의 크기에 의존한다. 일반적으로, 개구 크기는 0.5 내지 10 mm, 바람직하게는 1 내지 5 mm이다. 저부 지지체 부재 상의 검출 개구의 위치는 다층이 겹쳐지거나 병치되는 지 여부에 따른다. 다층이 겹쳐지는 경우, 검출 개구는 모든 다층의 아래에 있다. 다층이 병치된 경우, 검출 개구는 오로지 지시약층 또는 다른 최종 층 바로 아래에 있다.
7. 반사도 계측기
테스트 스트립(1)과 관련하여 유용한 반사도 계측기(201)는 테스트 스트립(1)의 개구(31, 33)를 통하여 개별 분석 요소(61, 71)를 조사하여 반응된 혈액 성분의 광학 특성을 결정함으로써 그 농도를 측정한다. 본 발명의 실시에 유용한 검출기 회로(201)에서, 검출기(217a, 217b)의 출력은 포토트랜지스터 전류를 전압으로 전환시키는 증폭기(219a, 219b), 예를 들면 선형 집적 회로를 통과한다. 증폭기(219a, 219b)의 출력은 프로세서 또는 트랙 앤드 홀드 회로(221a, 221b)로 공급될 수 있다. 증폭기(219a, 219b) 및 트랙 앤드 홀드 회로(221a, 221b)의 조합은 증폭기로부터의 아날로그 전압을 추종하고 마이크로프로세서로부터의 명령에 따라 그 당시의 그 레벨에 따라 전압을 고정시키는 선형 및 디지털 조합의 집적 회로이다.
아날로그/디지탈 전환기(223a, 223b)는 트랙 앤드 홀드 회로(221a, 221b)로부터의 아날로그 전압을 취하고, 이것을 마이크로프로세서(501)의 명령시 2진수 디지탈 숫자로 전환시킨다. 마이크로프로세서(501)는 디지탈 집적 회로일 수 있다. 마이크로프로세서는 적어도 다음 제어 기능을 제공한다: 1) 전체 시스템에 대한 타이밍; 2) 아날로그/디지탈 전환기의 출력의 판독; 3) 프로그램; 4) 특정 시간 간격으로 측정된 반사도에 해당하는 저장 데이타에 대한 데이타 메모리; 5) 저장된 반사도로부터 성분 레벨 계산; 및 6) 혈액 성분 농도 데이타를 디스플레이 및/또는 RAM(데이타 확인)(301)으로 출력.
메모리는 데이타(301) 및 마이크로프로세서 작동 프로그램(251)을 저장하는 디지탈 집적 회로일 수 있다. 통지는 메모리 회로, 디스플레이 회로 또는 통신 회로, 또는 이들 중 임의의 것 또는 전부로 할 수 있다. 보통, 통지는 시각적 디스플레이, 예컨대 액정 디스플레이(LCD) 또는 발광 다이오드 디스플레이(LED)이다. 또한, 이것은 다른 혈액 분획 농도 및 확인 데이타의 데이타베이스를 저장하기 위한 RAM일 수 있다. 또한, 이 기기는 시작-정지 스위치를 포함할 수 있으며, 필요에 따라 샘플 적용 시간, 판독치 취득 시간 등을 표시하기 위한 음향 또는 시각 시간 출력을 제공할 수 있다.
반사도 회로 자체는 다공성 매트릭스 또는 시약 패드에 적용된 혈액의 수성부분이 매트릭스를 통하여 반사도가 측정되는 표면 또는 구역으로 이동할 때 일어나는 반사도 강하를 측정함으로써 타이밍을 개시하는 데 사용될 수 있다. 통상적으로, 측정 장치는 "준비" 모드에서 켜지는데, 이는 통상적으로 회백색인, 실질적으로 건조한 미반응 시약 스트립으로부터 밀접하게 이격된 간격(통상적으로, 약 0.2 초)으로 반사도 판독이 자동적으로 이루어진다. 통상적으로, 초기 측정은 분석하고자 하는 혈액에 의한 매트릭스 관통 전에 이루어진다. 반사도 값은, 통상적으로 메모리에 연속적인 값을 저장한 다음, 각각의 값을 초기 미반응 값과 비교함으로써 마이크로프로세서에 의해 평가된다. 혈액이 시약 매트릭스 패드를 관통할 때, 반사도 강하는 측정 시간 간격의 시작을 표시한다. 5 내지 50%의 반사도 강하는 타이밍을 개시하는 데 사용될 수 있으며, 통상적으로 약 10%의 강하가 타이밍을 개시한다. 이 간단한 방식에는 측정이 취해지는 표면에 도달하는 혈액의 정확한 동기화와 사용자가 활성화할 필요없는 판독 순서의 개시가 있다.
적당한 소프트웨어를 갖춘 확산 반사도 분광광도계인 계측기(201)는 노출된 테스트 패드에 대한 시간 연속 반사도 데이타를 판독하고, 반사도 변화율을 계산하며, 검정 인자를 사용하여 특정 혈액 성분의 레벨을 출력한다. 그러한 장치의 일례는 도 9 및 도 10에 도시되어 있으며, 여기서 테스트 스트립(1)은 계측기(201) 내에 있다. 광원, 예를 들면 고강도 발광 다이오드(LED), 레이저, 백열 램프 또는 증기 램프는 광 빔을 테스트 스트립의 시약 패드(41, 61)에 투사한다. 이 광의 부분은 테스트 스트립(1)의 분석 패드(41, 61)로부터 확산 반사되고, 광 검출기, 예컨대 수용되는 광에 비례하여 출력 전류를 산출하는 포토트랜지스터에 의해 검출된다. 광원 및/또는 검출기는 필요에 따라 특정 파장의 광을 발생하거나, 이에 응답하도록 채택될 수 있다.
마이크로프로세서(501)는 다음 제어 기능을 제공한다: (1) 광원 및 광 검출기와, 복수의 광원을 위한 트랙 앤드 홀드 회로 및 테스트 스트립 상의 관련 테스트 패드의 다중화; (2) 전체 시스템에 대한 타이밍; (3) 아날로그/디지탈 전환기의 출력의 판독; (4) 특정 시간 간격으로 측정된 반사도에 해당하는 데이타 저장; (5) 저장된 반사도로부터 분석물 레벨의 계산; 및 (6) 혈액 성분 농도 데이타를 디스플레이 및/또는 다른 출력 장치로 출력. 메모리는 데이타 및 마이크로프로세서 작동 프로그램을 저장하는 디지탈 집적 회로일 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 판독치는 데이타베이스 또는 스프레드 시트 또는 호스트 컴퓨터로 전송하기 우한 다른 데이타 구조물에 저장된다. 통지 장치는 다양한 하드 카피, 소프트 카피 및 전자 형태를 취할 수 있다.
8. 반사도 전환
반사도 회로는 혈액이 분석 또는 테스트 패드 또는 매트에 도달한 후, 반사도가 측정되는 표면으로 이동할 때 일어나는 반사도 강하를 측정함으로써 타이밍을 개시하는 데 사용할 수 있다. 통상적으로, 측정 장치는 "준비" 모드에서 켜지는데, 이는 실질적으로 건조한 미반응 시약 분석 또는 테스트 스트립으로부터 밀접하게 이격된 간격으로 반사도 판독이 자동적으로 이루어진다. 초기 측정은 혈액이 매트, 패드 또는 매트릭스에 도달하기 전에 이루어진다. 반사도 값은, 예를 들면 메모리에 연속적인 값을 저장한 다음, 각각의 값을 초기 미반응 값과 비교함으로써 마이크로프로세서에 의해 평가된다. 혈액이 분석 또는 테스트 매트 또는 패드(1)를 관통하고, 반응된 혈액 성분이 개구(31, 33)를 통하여 보일 때, 초기 반사도 강하는 측정 시간 간격의 시작을 표시한다.
9. 데이타 수집 및 통지
데이타는 초기에 계측기(201) 자체에 수집된다. 데이타는 스프레드 시트 또는 데이타베이스의 형태일 수 있다. 데이타베이스는 링크된 리스트 또는 상관 데이타베이스일 수 있다. 상관 데이타베이스의 경우, 데이타베이스의 메타데이타는 샘플 분석의 시간, 각각의 측정된 분획의 농도, 다른 성분 및 입력, 그것의 값, 압축된 입력의 계수의 값, 예컨대 심전도 트레이스를 측정하는 시간을 포함한다. 그 다음, 데이타는 표 형식 또는 그래프에서 추출되어 통지될 수 있다.
데이타 수집 및 통지의 다른 양태는 데이타를 호스트 컴퓨터, 예컨대 퍼스널 컴퓨터로, 또는 건강 관리 제공자에게 직접, 예컨대 서버 또는 웹 서버로서 전송될 수 있다.
도 10 내지 도 16은 본 발명의 데이타 관리, 데이타 인터페이스 및 데이타 전송 양태를 예시한다.
도 10은 테스트 스트립 또는 샘플 패드(1)가 혈액의 "바늘 찌르기" 또는 "바늘 관통" 샘플을 샘플 수용 개구(21)를 통하여 샘플 수용 패드(41)로 수용하는 합체된 시스템을 예시한다. 혈액 샘플은 예를 들면, 모세관 작용, 소수성 및 표면 장력에 의하여 샘플 분배기, 분할기 또는 분배 네트워크(51)를 통하여, 개구(31 및 33)를 통해 노출된 샘플 분석 패드, 예컨대 패드(61 및 81)로 이동한다. 샘플 분석패드(61 및 81)는 도 1 및 도 4, 도 5 및 도 10에 명백하게 도시되어 있는 바와 같이 샘플 수용 패드(41)와 유체역학적으로 직렬이고, 서로 유체역학적으로 병렬이다.
테스트 스트립(1)은 광학 장치(211a 및 211b)를 통하여 논리적이고 광학적으로 계측기(201)와 직렬 관계에 있다. 광학 시스템은 마이크로프로세서(501)의 타이밍 제어 하에 광원(215a 및 215b) 및 검출기(217a 및 217b)을 포함한다. 검출기(217a 및 217b)에 의해 수용되고, 증폭기(219a 및 219b)에서 증폭된 시그널은 타치 앤드 홀드 요소(221a 및 221b)에서 고정되고, 아날로그/디지탈 전환기(223a 및 223b)에서 디지탈화된다.
디지탈화된 시그널은 데이타 및 제어 버스를 통하여 이동한다. 또한, 데이타 및 제어 버스는 사용자 입력(271)(온, 오프, 혈액 성분 또는 표시될 날짜 등), 프로그램 메모리(251)(RAM 또는 ROM 또는 RAM에 개방된 ROM), 데이타 메모리(301)(휘발성 RAM 또는 동력 지속성 RAM), 디스플레이(261) 및 I/O(401)(예컨대, 호스트 컴퓨터 또는 원거리 통신 시스템으로)를 구비한다.
도 11은 예컨대, 단지 예시일 뿐이며 한정하는 것은 아니지만, 마이크로소프트 윈도우즈 CE의 메모리 구조를 이용하여 도식과 메타데이타를 포함한 메모리 관리 시스템을 예시한다. 메모리(301)는 기록(311a, 311b 및 311c)을 갖춘다. 각각의 기록(311a, 311b 및 311c)은 특성(321a, 322a, 323a 및 321b, 322b, 323b 및 321c, 322c 및 323c)을 갖는다. 마이크로소프트 윈도우즈 CE 프로그래밍 패러다임에 따르면, "특성"은 "ID"(예컨대, 글루코스, 글리코실화 헤모글로빈, 트리글리세리드, 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 응고 인자 및 헤모글로빈/철), "유형"(정수, 장정수, 부동소수점, 장부동소수점, 상수) 및 "값", 실제 데이타 값을 포함한다.
대안으로, 메모리 관리 시스템은 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 열은 "파일"이고, 행은 "데이타"인 스프레드 시트 패러다임을 사용할 수 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 데이타 칼럼(정수 데이타)(321a 및 321b), "글루코스" 데이타 칼럼(부동소수점)(322a 및 322b), 콜레스테롤 데이타 칼럼(부동소수점)(323a 및 323b) 및 글리코실화 헤모글로빈 데이타 칼럼(부동소수점)(324a 및 324b)을 가진 두 개의 기록(311a 및 311b)이 있다.
물론, 다양한 도식과 메타데이타를 가진 다양한 데이타베이스 및/또는 스프레드시트 패러다임이 본 발명의 중심 개념에서 벗어나지 않으면서 이용할 수 있다는 것은 이해할 것이다.
도 13, 도 14 및 도 15는 호스트 또는 서버와의 동기화 및 호스트 및 서버, 뿐만 아니라 주변 기기, 예컨대 혈압, 맥박, 호흡 및 심전도 입력으로의 데이타 전송을 예시한다. 도 13은 마이크로소프트 윈도우즈 CE 팜탑 또는 휴대용 장치와 마이크로소프트 모바일 장치 어플리케이션을 이용하는 퍼스널 컴퓨터 간에 사용되는 것과 유사한 데이타 동기화 방법을 예시한다. 도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 통신 링크는 PC 호스트와 계측기 사이에 설정된다(421). 그 다음, PC는 계측기 상의 데이타베이스에 액세스한다(423). 제1 태스크는 최종 동기화 이후 계측기 상의 파일 개체의 생성 또는 변경 여부를 판단하는 것이다(425). 그러한 경우, 생성 및/또는 변경된 데이타 개체는 수치화하고(427), 계측기는 수치화된 파일 개체 또는 개체들을 통지한다(429). 계측기는 동기화를 위한 파일 개체를 선택한다(431). 선택된 파일 개체는 직렬화하고(433), 계측기로부터 퍼스널 컴퓨터로 전송한다(435). 퍼스널 컴퓨터는 파일 개체를 비직렬화하고, 이것을 퍼스널 컴퓨터 상의 데이타베이스에 저장한다(437). 최종 파일 개체가 동기화된 후, 접속은 종료된다(439).
도 14 및 도 15는 계측기(201)와 건강 관리 제공자 간의 데이타 전달을 위한 두 가지 대안을 예시한다. 도 14에서, 데이타는 PC에 의해 전달되는 반면에, 도 15에서는 데이타가 계측기(201)로부터 직접 전달된다.
도 14는 계측기(201)와 퍼스널 컴퓨터(400) 사이에 개재된 작동 시스템 동기화 인터페이스(411)를 갖춘 계측기(201)를 예시한다. 데이타는 퍼스널 컴퓨터(400)로 동기화된 다음, FTP 또는 HTTP 층(451) 및 TCP/IP 층(453)을 통하여 웹 서버(455)로 동기화된다. 웹 서버(455)는 데이타를 어플리케이션 서버(457) 및 관련 데이타베이스 서버(459)로 통과시킨다. 어플리케이션 서버(457)는 데이타를 웹 서버(461), TCT/IP 층(463) 및 HTTP 또는 FTP 층(465)을 통하여 건강 관리 제공자를 위한 호스트 컴퓨터(467)로 통과시킨다.
도 15는 계측기가 적어도 데이타를 웹 서버에 전송할 수 있는 웹 브라우저 용량을 가진 대안의 시스템을 예시한다. 이 도면은 FTP 또는 HTTP 층(451') 및 TCP/IP 층(453')을 갖추어 데이타를 웹 서버(455')로 통과시키는 계측기를 예시한다. 웹 서버(455')는 데이타를 어플리케이션 서버(457') 및 관련 데이타베이스 서버(459')로 통과시킨다. 어플리케이션 서버(457')는 데이타를 웹 서버(461'),TCP/IP 층(463') 및 HTTP 또는 FTP 층(465')을 통하여 건강 관리 제공자를 위한 호스트 컴퓨터(467')로 통과시킨다.
10. 데이타 수집 및 통지의 확장성
도 16은 본 발명의 방법의 확장성을 예시한다. 예를 들면, 데이타베이스(399)는 용이하게 확장 가능한 도식과 메타데이타를 가질 수 있어서, 전술한 계측기로부터의 혈액 화학 데이타(201)를 디지탈화하고(301), 혈압, 맥박 및/또는 호흡 데이타(501)를 디지탈화하며(503), 심전도 데이타(601)를 디지탈화 및 (임의로) 압축(603)할 수 있다. 데이타베이스(399)는 혈압 및 심전도 데이타를 포함하도록 확장된다. 이 데이타는 직렬 또는 병렬 포트(도 10에서 I/O 요소(401)로 표시됨)를 통하여 계측기(201)에서 수집될 수 있다. 그 다음, 이 데이타는 도 14 및 도 15에 도시되어 있는 바와 같이 네트워크를 경유하여 건강 관리 제공자(467 또는 467')에게 전송될 수 있다. 혈압 및 심전도 데이타는 예컨대, 운동(노젓기 머신, 계단 오르기 머신, 트레드 밀 또는 에어로빅 운동 등) 중에 수집되어 계측기(201 또는 401)로 로딩될 수 있다.
심전도 데이타는 5 미만의 리드로부터 취할 수 있으며, 압축되는 것이 바람직하다(도 16에서 "푸리에(심전도)"로 도시되어 있음). 심전도 데이타의 압축은 널리 알려져 있으며, 예컨대 미국 특허 제4,947,858호에 예시되어 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고 인용된다.
미국 특허 제4,947,858호(Smith), 발명의 명칭 "EGG 장착 시스템에서 데이타 압축 방법 및 장치"에는 입력 EGG 비트를 따라 필터링된 디지탈 데이타로 상태 조절하는 단계; 비트 내 개별 QRS 피크를 확인하는 단계 및 비트를 압축하는 단계를 포함하는 데이타 압축 방법이 기재되어 있다. 구체적으로, 비트의 압축 단계는 비트를 선택적으로 서브샘플링하는 단계; 비트를 템플릿 비트, 즉 이 유형의 바로 앞의 비트(정규, 비정규 또는 인공)로 탬플릿 매칭 및 구분하는 단계; 및 서브샘플링된 구분된 비트를 암호화하는 단계를 포함한다.
상기 특허에는 QRS 영역을 QRS 피크에 대해 집중된 2 이상의 부영역으로 분할하는 단계; 및 상이한 압축비로 각각의 부영역을 선택적으로 서브샘플링하는 단계를 포함하는 선택적 서브샘플링 단계가 기재되어 있다.
본 발명을 특정한 바람직한 구체예 및 예시에 관하여 설명하였지만, 이는 본 발명의 범주를 한정하려는 것이 아니며, 오로지 첨부된 특허 청구의 범위에 의해서만 한정되는 것이다.

Claims (21)

  1. 단일 혈액 샘플 내 다수의 혈액 성분 분석용 다성분 테스트 스트립으로서, 상기 테스트 스트립은 샘플 수용 영역, 2 이상의 샘플 분석 영역을 갖춘 다공성 매체를 포함하며, 상기 샘플 수용 영역은 상기 2 이상의 샘플 분석 영역과 유체역학적으로 직렬이고, 상기 2 이상의 샘플 분석 영역은 서로 유체역학적으로 병렬이며, 상기 2 이상의 샘플 분석 영역은 2 이상의 특정 혈액 성분에 특이적인 지시약을 함유하는 것인 다성분 테스트 스트립.
  2. 제1항에 있어서,
    (a) 천공된 제1 기재;
    (b) 천공된 제2 기재;
    (c) 상기 기재들 사이에 개재되고 결합되며, 천공된 제1 기재와 접촉하는 혈액 샘플을 수용하기 위한 샘플 수용 영역을 갖추고, 제1 기재 내 개구를 통하여 혈액 샘플을 수용하도록 위치된 다공성 매체
    를 포함하며, 상기 샘플 분석 영역은 제2 기재 내 개구를 통하여 혈액 성분의 존재의 표시를 디스플레이하도록 제2 천공된 기재 내 개구에 관하여 위치되는 것인 다성분 테스트 스트립.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다공성 매체는
    (a) 샘플 수용 및 분배 패드; 및
    (b) 개별 샘플 분석 패드
    를 포함하는 것인 다성분 테스트 스트립.
  4. 제2항에 있어서, 상기 다공성 매체는
    (a) 샘플 수용 패드;
    (b) 샘플 분배 패드; 및
    (c) 개별 샘플 분석 패드
    를 포함하며, 상기 샘플 분배 패드는 상기 샘플 수용 패드와 상기 개별 샘플 분석 패드 사이에 위치되고, 샘플을 샘플 수용 패드로부터 샘플 분석 패드로 분할하도록 형성된 것인 다성분 테스트 스트립.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 다공성 패드 및 상기 분석 패드로부터의 혈액 부분을 담지하기 위한, 상기 제1 다공성 패드와 상기 분석 패드 사이에 분배기를 포함하는 것인 다성분 테스트 스트립.
  6. 제2항에 있어서, 상기 천공된 제1 기재, 상기 다공성 제1 패드, 상기 분배기, 상기 분석 패드 및 상기 천공된 제2 기재는 함께 결합되어 있는 것인 다성분 테스트 스트립.
  7. 혈액 성분 데이타의 수집 및 기록 방법으로서,
    (a) 혈액 분획의 존재 및 농도를 검출하고 표시하기 위한 2 이상의 개별 영역을 갖춘 테스트 스트립 상에 혈액 샘플을 놓는 단계;
    (b) 혈액 분획 존재 및 농도 표시를 판독하고, 상기 표시를 디지탈화하며, 상기 디지탈화된 표시를 저장하고, 상기 디지탈화된 표시를 전송하도록 형성된 관련 계측기 내에서 혈액 분획 농도의 표시를 측정, 디지탈화 및 저장하는 단계; 및
    (c) 혈액 분획 표시의 저장된 표시를 서버에 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 혈액 성분 데이타는 혈중 글루코스 및 1 이상의 다른 혈액 성분의 농도를 포함하는 것인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 1 이상의 다른 혈액 성분은 글리코실화 헤모글로빈, 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 트리글리세리드, 헤모글로빈 및 응고 인자로 구성된 군 중에서 선택되는 것인 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    (a) 혈액 분획 농도의 표시를 로컬 컴퓨터에 동기화하는 단계; 및
    (b) 로컬 컴퓨터로부터의 혈액 분획의 동기화된 표시를 서버에 전송하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  11. 혈액 분획의 존재 및 농도를 검출하고 색도계로 표시하기 위한 2 이상의 개별 영역을 갖춘 다중 표지 혈액 테스트 스트립을 판독하도록 형성된 시스템으로서,
    (a) 테스트 스트립의 개별 영역을 조사하고, 그 색도계 특성을 검출하도록 채택된 광학 장치;
    (b) 각각의 영역에 대해 검출된 색도계 특성을 디지탈화하기 위한 회로;
    (c) 각각의 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 저장하기 위한 메모리 회로;
    (d) 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 디스플레이하기 위한 디스플레이; 및
    (e) 관련 컴퓨터로부터의 명령을 수용하고, 상기 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 상기 관련 컴퓨터로 전송하기 위한 입력/출력 회로
    를 포함하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 테스트 스트립의 개별 영역을 조사하고 검출하기 위한 별개의 광학 장치를 포함하는 것인 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 관련 컴퓨터로부터의 명령을 수용하고, 상기 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 상기 관련 컴퓨터로 전송하기 위한 입력/출력 회로는 디지탈화된 색도계 특성을 관련 로컬 컴퓨터로 전송하기 위한 동기화 회로 및 인스트럭션을 포함하는 것인 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 관련 컴퓨터로부터의 명령을 수용하고, 상기 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 상기 관련 컴퓨터로 전송하기 위한 입력/출력 회로는 상기 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 원격 서버에 전송하기 위한 전송 회로 및 인스트럭션을 포함하는 것인 시스템.
  15. 생물학적 기능의 모니터링 방법으로서,
    (a) 혈액 성분의 농도에 대하여 피험자로부터의 혈액 샘플을 분석하고, 메모리에 상기 농도를 기록하는 단계;
    (b) 상기 피험자의 심혈관 측정치를 측정하고 메모리에 기록하는 단계; 및
    (c) 상기 기록된 혈액 성분 농도 및 심혈관 측정치를 원격 서버에 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    (a) 혈액 분획의 존재 및 농도를 검출하고 표시하기 위한 2 이상의 개별 영역을 갖춘 테스트 스트립 상에 혈액 샘플을 놓는 단계; 및
    (b) 혈액 분획 존재 및 농도 표시를 판독하고, 상기 표시를 디지탈화하며, 상기 디지탈화된 표시를 저장하고, 상기 디지탈화된 표시를 전송하도록 형성된 관련 계측기 내에서 혈액 분획 농도의 표시를 측정, 디지탈화 및 저장하는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 혈액 성분 농도를 측정하는 것을 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 혈액 성분은 글루코스, 글리코실화 헤모글로빈, 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 트리글리세리드, 헤모글로빈 및 응고 인자로 구성된 군 중에서 선택되는 것인 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 심혈관 측정치는 혈압, 호흡 속도 및 심전도로 구성된 군 중에서 선택되는 것인 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 심혈관 측정치는 심전도이고, 상기 심전도는 서버로 전송되기 전에 압축되는 것인 방법.
  20. (a) 혈액 분획의 존재 및 농도를 검출하고 색도계로 표시하기 위한 2 이상의 개별 영역을 갖춘 다중 표지 혈액 테스트 스트립을 판독하고;
    (b) 호흡, 맥박 속도, 혈압 및 심전도 트레이스 중 1 이상으로 구성된 군 중에서 선택되는 생리학적 데이타를 수용하며;
    (c) 상기 다중 표지 혈액 테스트 스트립으로부터의 판독치와 상기 생리학적 데이타를 저장하고;
    (d) 상기 데이타를 호스트 또는 서버로 동기화 또는 전송하도록 형성된 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    (a) 테스트 스트립의 개별 영역을 조사하고, 그 색도계 특성을 검출하도록 채택된 광학 장치;
    (b) 각각의 영역에 대해 검출된 색도계 특성을 디지탈화하기 위한 회로;
    (c) 각각의 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 저장하기 위한 메모리 회로;
    (d) 영역의 디지탈화된 색도계 특성을 디스플레이하기 위한 디스플레이;
    (e) 상기 생리학적 데이타를 수용하기 위한 입력/출력 회로; 및
    (e) 관련 컴퓨터로부터의 명령을 수용하고, 상기 영역의 디지탈화된 색도계 특성 및 상기 생리학적 데이타를 상기 관련 컴퓨터로 전송하기 위한 입력/출력 회로
    를 포함하는 것인 시스템.
KR10-2003-7017148A 2001-06-29 2001-12-21 혈액 표본의 측정 테스트 KR20040013003A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/895,588 2001-06-29
US09/895,588 US6844149B2 (en) 2001-06-29 2001-06-29 Method, system, and apparatus for measurement and recording of blood chemistry and other physiological measurements
PCT/US2001/049144 WO2003001964A2 (en) 2001-06-29 2001-12-21 Measurement testing of blood specimens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
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Family

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KR10-2003-7017148A KR20040013003A (ko) 2001-06-29 2001-12-21 혈액 표본의 측정 테스트

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Country Link
US (2) US6844149B2 (ko)
JP (1) JP2004535576A (ko)
KR (1) KR20040013003A (ko)
CN (2) CN101413941A (ko)
AU (1) AU2002249819A1 (ko)
CA (1) CA2450693A1 (ko)
WO (1) WO2003001964A2 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100808415B1 (ko) * 2006-09-07 2008-02-29 엘지전자 주식회사 물질 분석용 칩 및 이를 포함하는 물질 분석장치
KR100912139B1 (ko) * 2008-02-05 2009-08-13 한국생명공학연구원 다채널 바이오센서용 스트립
WO2010140762A3 (ko) * 2009-06-04 2011-01-13 주식회사 인포피아 콜레스테롤 측정 스트립 및 이를 이용한 콜레스테롤 측정 방법
WO2010140768A3 (ko) * 2009-06-02 2011-01-20 주식회사 인포피아 생체 데이터 측정 장치, 생체 데이터 측정용 스트립 및 생체 데이터 측정 방법
WO2010140771A3 (ko) * 2009-06-04 2011-01-20 주식회사 인포피아 생체 데이터 측정용 스트립 및 생체 데이터 측정 방법
WO2012047009A2 (en) * 2010-10-08 2012-04-12 Medisensor, Inc. Diagnostic apparatus and diagnostic method using the same
WO2012165685A1 (ko) * 2011-05-31 2012-12-06 에스디 바이오센서 주식회사 센서스트립
WO2020045778A1 (ko) * 2018-08-28 2020-03-05 (주)인트인 체액 분석용 검사 장치

Families Citing this family (110)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7155246B2 (en) * 1999-06-30 2006-12-26 Qualcomm, Incorporated Transmitter directed code division multiple access system using multi-users diversity to maximize throughput while equitably providing access to users
JP4498636B2 (ja) 2001-04-27 2010-07-07 日本サーモスタット株式会社 サーモスタット装置
US7025774B2 (en) 2001-06-12 2006-04-11 Pelikan Technologies, Inc. Tissue penetration device
EP1404234B1 (en) 2001-06-12 2011-02-09 Pelikan Technologies Inc. Apparatus for improving success rate of blood yield from a fingerstick
WO2002100254A2 (en) 2001-06-12 2002-12-19 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for lancet launching device integrated onto a blood-sampling cartridge
ES2336081T3 (es) 2001-06-12 2010-04-08 Pelikan Technologies Inc. Dispositivo de puncion de auto-optimizacion con medios de adaptacion a variaciones temporales en las propiedades cutaneas.
US20050101841A9 (en) * 2001-12-04 2005-05-12 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Healthcare networks with biosensors
EP2221621B1 (en) * 2001-12-21 2014-05-28 Polymer Technology Systems, Inc. Method for determining HDL cholesterol concentration from whole blood
MXPA04006367A (es) * 2001-12-28 2005-07-13 Polymer Technology Systems Inc Tira de prueba para determinar la concentracion de analitos multiples en una muestra de un solo fluido.
DE10204606C1 (de) * 2002-01-18 2003-10-16 Cholestech Corp Vorrichtung und Verfahren für Lipoproteine hoher Dichte
ES2252358T3 (es) * 2002-04-09 2006-05-16 Cholestech Corporation Metodo y dispositivo de ensayo para la cuantificacion del colesterol asociado a lipoproteinas de alta densidad.
US8579831B2 (en) 2002-04-19 2013-11-12 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus for penetrating tissue
US7717863B2 (en) 2002-04-19 2010-05-18 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US7708701B2 (en) 2002-04-19 2010-05-04 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for a multi-use body fluid sampling device
US7331931B2 (en) 2002-04-19 2008-02-19 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US8702624B2 (en) 2006-09-29 2014-04-22 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Analyte measurement device with a single shot actuator
US7229458B2 (en) 2002-04-19 2007-06-12 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US7901362B2 (en) 2002-04-19 2011-03-08 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US7175642B2 (en) 2002-04-19 2007-02-13 Pelikan Technologies, Inc. Methods and apparatus for lancet actuation
US7909778B2 (en) 2002-04-19 2011-03-22 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US9314194B2 (en) 2002-04-19 2016-04-19 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Tissue penetration device
US7297122B2 (en) 2002-04-19 2007-11-20 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US7547287B2 (en) 2002-04-19 2009-06-16 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US8267870B2 (en) 2002-04-19 2012-09-18 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus for body fluid sampling with hybrid actuation
US20040126830A1 (en) * 2002-09-16 2004-07-01 Bruce Shull Test strip and method for determining LDL cholesterol concentration from whole blood
US8574895B2 (en) 2002-12-30 2013-11-05 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus using optical techniques to measure analyte levels
TW568772B (en) * 2002-12-31 2004-01-01 Veutron Corp Apparatus with a combination of a point light source and a single lens
DE10305050A1 (de) * 2003-02-07 2004-08-19 Roche Diagnostics Gmbh Analytisches Testelement und Verfahren für Blutuntersuchungen
EP1625386B8 (en) * 2003-03-24 2021-07-28 Intuity Medical, Inc. Analyte concentration detection devices and methods
US20060246526A1 (en) * 2003-06-02 2006-11-02 Gyros Patent Ab Microfluidic affinity assays with improved performance
DK1633235T3 (da) 2003-06-06 2014-08-18 Sanofi Aventis Deutschland Apparat til udtagelse af legemsvæskeprøver og detektering af analyt
WO2006001797A1 (en) 2004-06-14 2006-01-05 Pelikan Technologies, Inc. Low pain penetrating
EP1671096A4 (en) 2003-09-29 2009-09-16 Pelikan Technologies Inc METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING IMPROVED SAMPLE CAPTURING DEVICE
CN101300470B (zh) * 2003-10-29 2011-01-26 Mec戴内米克公司 用于进行化验的微机械系统和方法
US20050124019A1 (en) * 2003-11-04 2005-06-09 Jones Ronald M. Reagent-containing membranes and laminates and methods of their preparation
EP1706026B1 (en) 2003-12-31 2017-03-01 Sanofi-Aventis Deutschland GmbH Method and apparatus for improving fluidic flow and sample capture
US7822454B1 (en) 2005-01-03 2010-10-26 Pelikan Technologies, Inc. Fluid sampling device with improved analyte detecting member configuration
US20060062688A1 (en) * 2004-02-03 2006-03-23 Polymer Technology Systems, Inc. Bodily fluid analysis system
US7625721B2 (en) * 2004-02-03 2009-12-01 Polymer Technology Systems, Inc. Non-precipitating bodily fluid analysis system
US7435577B2 (en) 2004-02-03 2008-10-14 Polymer Technology Systems, Inc. Direct measurement of chlolesterol from low density lipoprotein with test strip
CN101001946B (zh) * 2004-02-03 2015-07-22 聚合物技术系统公司 用于在环境温度下进行低密度脂蛋白胆固醇的直接测试条测量的试剂组合及方法
WO2005088300A1 (en) * 2004-03-16 2005-09-22 Fuji Photo Film Co., Ltd. Assay chip
US20050221414A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 Katalin Varadi Kit for measuring the thrombin generation in a sample of a patient's blood or plasma
US7772007B2 (en) * 2004-04-02 2010-08-10 Cholestech Corporation Assay device for direct measurement of LDL cholesterol
US8828203B2 (en) 2004-05-20 2014-09-09 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Printable hydrogels for biosensors
US20060062690A1 (en) * 2004-08-17 2006-03-23 Polymer Technology Systems, Inc. Apparatus and method of manufacturing bodily fluid test strip
JP2006058093A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 National Institute For Materials Science 血液分析装置
US20080076783A1 (en) * 2004-11-22 2008-03-27 Merck & Co., Inc. Cycloalkyl Keto Piperidine Tachykinin Receptor Antagonists
US8652831B2 (en) 2004-12-30 2014-02-18 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus for analyte measurement test time
JP4807769B2 (ja) * 2005-03-30 2011-11-02 シスメックス株式会社 分析システム、データ処理装置、及びアプリケーションプログラム
JP2006277424A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Sysmex Corp 分析システム、データ処理装置、測定装置、及びアプリケーションプログラム
US8251904B2 (en) 2005-06-09 2012-08-28 Roche Diagnostics Operations, Inc. Device and method for insulin dosing
EA013659B1 (ru) * 2006-03-10 2010-06-30 Хадас Леви Автоматизированный отбор проб и их анализ с использованием персонального пробоотборника-анализатора
JP5132146B2 (ja) * 2006-03-17 2013-01-30 キヤノン株式会社 分析方法、分析装置、及び検体保持部材
EP2529784B1 (en) * 2006-03-23 2019-05-01 Becton, Dickinson and Company Method for improved diabetes data management and use employing wireless connectivity between patients and healthcare providers and repository of diabetes management information
US8924226B2 (en) * 2006-08-16 2014-12-30 Sime Diagnostics Aps Interactive testing system for analysing biological samples
US7824879B2 (en) * 2007-01-09 2010-11-02 Cholestech Corporation Device and method for measuring LDL-associated cholesterol
KR100834286B1 (ko) * 2007-01-23 2008-05-30 엘지전자 주식회사 생체 물질 측정용 다층 스트립 및 생체 물질 측정 장치
US7838256B2 (en) * 2007-02-23 2010-11-23 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Assay and kit for drug efflux transporter activity
US20080237040A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Paul Wessel Test strip and monitoring device
US20110021468A1 (en) * 2007-07-03 2011-01-27 Joslin Diabetes Center, Inc. Treatment of cardiovascular disease with salicylates
EP2040073A1 (en) * 2007-09-20 2009-03-25 Iline Microsystems, S.L. Microfluidic device and method for fluid clotting time determination
US20090104635A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Tom Cheng Xu Fluorescent Dry Test Strip Biosensor
WO2009110089A1 (ja) * 2008-03-07 2009-09-11 株式会社ティー・ワイ・エー 体液成分の分析器具
WO2009112038A2 (en) * 2008-03-14 2009-09-17 Scandinavian Micro Biodevices Aps A microfluidic system and a method of performing a test
WO2009126900A1 (en) 2008-04-11 2009-10-15 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for analyte detecting device
WO2009145250A1 (ja) 2008-05-29 2009-12-03 アークレイ株式会社 免疫分析装置および免疫分析方法
WO2010085271A1 (en) * 2009-01-23 2010-07-29 Polymer Technology Systems, Inc. Diagnostic multi-layer dry phase test strip with integrated biosensors
KR101100620B1 (ko) * 2009-06-04 2012-01-03 주식회사 인포피아 재현성 향상을 위한 알고리즘을 사용하는 생체 데이터 측정장치 및 생체 데이터 측정방법
JP5205354B2 (ja) * 2009-09-30 2013-06-05 富士フイルム株式会社 クロマトグラフ測定装置
US20120088989A1 (en) * 2009-12-21 2012-04-12 Roche Diagnostic Operations, Inc. Management Method And System For Implementation, Execution, Data Collection, and Data Analysis of A Structured Collection Procedure Which Runs On A Collection Device
US20110251659A1 (en) * 2010-04-09 2011-10-13 Marvin Prescott Method of Managing Metabolic Syndrome
US8965476B2 (en) 2010-04-16 2015-02-24 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Tissue penetration device
US20120276560A1 (en) * 2010-12-17 2012-11-01 Kakkis Emil D Biomarkers for assessing sialic acid deficiencies
US9157903B2 (en) 2011-02-25 2015-10-13 Honeywell International Inc. Microfluidic separation of plasma for colormetric assay
CN102998443A (zh) * 2011-09-14 2013-03-27 佳木斯大学 尿液中尿酸检测免疫胶体金试纸条及制造方法
JP6103776B2 (ja) * 2012-03-29 2017-03-29 積水メディカル株式会社 ヘマトクリット値の測定方法
CN108709834A (zh) * 2012-12-06 2018-10-26 艾博特健康公司 生物流体样本成像方法和生物流体样本成像设备
JP6322643B2 (ja) * 2013-01-07 2018-05-09 アイセンサー・カンパニー・リミテッドＩｘｅｎｓｏｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 試験紙及び試験紙の読取方法
JP6360696B2 (ja) 2014-03-18 2018-07-18 日本光電工業株式会社 血液検査装置および血液検査方法
US10434508B2 (en) * 2014-07-03 2019-10-08 Abionic Sa Capsule for rapid molecular quantification of a fluid sample such as whole blood
WO2016049628A1 (en) * 2014-09-26 2016-03-31 Novilytic, LLC Apparatus for multiplex extraction of biological samples and in-transit preparation of the same
WO2016122707A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Multi-threaded fluid parameter signal processing
CN104950104B (zh) * 2015-06-12 2017-03-01 广州睿博医疗科技有限公司 四合一生理参数测量仪
DE102015122615A1 (de) * 2015-12-22 2017-06-22 B. Braun Avitum Ag Vorrichtung und Verfahren zur quantitativen Bestimmung einer Stoffkonzentration in einer Flüssigkeit
AU2017207860A1 (en) * 2016-01-15 2018-06-28 Dsm Ip Assets B.V. Method for detecting an analyte
US10610862B2 (en) 2016-04-04 2020-04-07 Advance Dx, Inc. Multiple path sample collection card
EA201892347A1 (ru) 2016-04-15 2019-04-30 Баксалта Инкорпорейтед Способ и устройство для предоставления фармакокинетической схемы дозирования лекарственных препаратов
CN106053362B (zh) * 2016-05-23 2022-05-31 北京赛科希德科技股份有限公司 一种吸光度检测系统及方法
US11802868B2 (en) 2016-10-17 2023-10-31 Reliant Immune Diagnostics, Inc. System and method for variable function mobile application for providing medical test results
US10902951B2 (en) 2016-10-17 2021-01-26 Reliant Immune Diagnostics, Inc. System and method for machine learning application for providing medical test results using visual indicia
US11107585B2 (en) 2016-10-17 2021-08-31 Reliant Immune Diagnostics, Inc System and method for a digital consumer medical wallet and storehouse
US11693002B2 (en) 2016-10-17 2023-07-04 Reliant Immune Diagnostics, Inc. System and method for variable function mobile application for providing medical test results using visual indicia to determine medical test function type
US9857372B1 (en) * 2016-10-17 2018-01-02 Reliant Immune Diagnostics, LLC Arbovirus indicative birth defect risk test
US11651866B2 (en) 2016-10-17 2023-05-16 Reliant Immune Diagnostics, Inc. System and method for real-time insurance quote in response to a self-diagnostic test
US11579145B2 (en) 2016-10-17 2023-02-14 Reliant Immune Diagnostics, Inc. System and method for image analysis of medical test results
US10896749B2 (en) 2017-01-27 2021-01-19 Shire Human Genetic Therapies, Inc. Drug monitoring tool
JP7066726B2 (ja) * 2017-01-27 2022-05-13 ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー 流体試料中のグルコース濃度を検出するための垂直流アッセイデバイス
CN111108214B (zh) 2017-09-21 2023-10-13 贝克顿·迪金森公司 危险污染物收集试剂盒和快速测试
WO2019060266A1 (en) * 2017-09-21 2019-03-28 Becton, Dickinson And Company REACTIVE DEMARCATION TEMPLATE FOR DANGEROUS CONTAMINANT TEST
CN109142252A (zh) * 2018-09-29 2019-01-04 重庆迈联医疗科技有限公司 一种模块化的血脂检测仪
CN109001473A (zh) * 2018-10-18 2018-12-14 嘉兴微流控电子科技有限公司 六合一生理参数测量仪
US11280801B2 (en) 2019-01-28 2022-03-22 Becton, Dickinson And Company Hazardous contaminant collection device with integrated swab and test device
US11866031B2 (en) * 2019-07-16 2024-01-09 Deere & Company Discretionary current input circuit
CN110806489B (zh) * 2019-10-15 2023-04-25 南京大树生物医疗技术股份有限公司 一种抗干扰的干化学联合检测装置
CN111307915B (zh) * 2020-02-24 2022-04-12 河南工业大学 一种检测血液中纤维蛋白原浓度的检测装置及检测方法
CN112014387A (zh) * 2020-08-18 2020-12-01 苏州纽艾健康科技有限公司 一种通用干化学试纸解读系统及方法
US11618032B2 (en) * 2020-08-31 2023-04-04 International Business Machines Corporation Multiplexed testing strip device
CN112710653A (zh) * 2020-12-10 2021-04-27 达州职业技术学院 一种快速检测潜在血渍的专用试剂及其制备方法
CN116399862B (zh) * 2023-06-07 2023-08-01 中国农业大学 一种便携式富硒食品快速检测装置与方法

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3298789A (en) 1964-12-14 1967-01-17 Miles Lab Test article for the detection of glucose
DE1598153C3 (de) 1966-11-22 1973-11-22 Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim Diagnostisches Mittel zum Nach weis der Inhaltsstoffe von Korperflus sigkeiten
CS175782B1 (ko) 1974-10-16 1977-05-31
US4090505A (en) * 1976-06-01 1978-05-23 Marquette Electronics, Inc. Electrocardiographic recording method and means
US4200435A (en) * 1978-12-26 1980-04-29 Abbott Laboratories Determination of glycosylated hemoglobin in blood
DE3516579A1 (de) 1984-11-19 1986-05-22 Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim Gerinnungstest auf teststreifen
US4895558A (en) * 1985-07-15 1990-01-23 University Of Queensland Autologous plasma delipidation using a continuous flow system
US4772561A (en) * 1985-12-23 1988-09-20 Miles Inc. Test device and method of determining concentration of a sample component
US4906439A (en) * 1986-03-25 1990-03-06 Pb Diagnostic Systems, Inc. Biological diagnostic device and method of use
US5059394A (en) 1986-08-13 1991-10-22 Lifescan, Inc. Analytical device for the automated determination of analytes in fluids
US4935346A (en) 1986-08-13 1990-06-19 Lifescan, Inc. Minimum procedure system for the determination of analytes
US4857453A (en) 1987-04-07 1989-08-15 Syntex (U.S.A.) Inc. Immunoassay device
US5215886A (en) 1987-06-22 1993-06-01 Patel P Jivan HDL determination in whole blood
US5030555A (en) * 1988-09-12 1991-07-09 University Of Florida Membrane-strip reagent serodiagnostic apparatus and method
US4995402A (en) * 1988-10-12 1991-02-26 Thorne, Smith, Astill Technologies, Inc. Medical droplet whole blood and like monitoring
US4947858A (en) 1989-01-31 1990-08-14 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for data compression in an ECG monitoring system
IL89123A (en) 1989-01-31 1993-08-18 Ilana Tamir Method for determination of ldl-cholesterol
US5185247A (en) 1989-03-10 1993-02-09 Miles Inc. Stabilization of oxidase enzyme-based test strips
US5135716A (en) 1989-07-12 1992-08-04 Kingston Diagnostics, L.P. Direct measurement of HDL cholesterol via dry chemistry strips
US5620863A (en) 1989-08-28 1997-04-15 Lifescan, Inc. Blood glucose strip having reduced side reactions
US5306623A (en) 1989-08-28 1994-04-26 Lifescan, Inc. Visual blood glucose concentration test strip
US5604105B1 (en) * 1990-10-12 1999-08-24 Spectral Diagnostics Inc Method and device for diagnosingand distinguishing chest pain in early onset thereof
US6055487A (en) * 1991-07-30 2000-04-25 Margery; Keith S. Interactive remote sample analysis system
ATE159052T1 (de) 1992-02-03 1997-10-15 Lifescan Inc Verbesserter oxidativer kupplungsfarbstoff zur spektrophotometrischen quantitativen analyse von analyten
US5307263A (en) * 1992-11-17 1994-04-26 Raya Systems, Inc. Modular microprocessor-based health monitoring system
US6168563B1 (en) * 1992-11-17 2001-01-02 Health Hero Network, Inc. Remote health monitoring and maintenance system
US5401466A (en) 1993-06-01 1995-03-28 Miles Inc. Device for the direct measurement of low density lipoprotein cholesterol
WO1995006240A1 (en) * 1993-08-24 1995-03-02 Metrika Laboratories, Inc. Novel disposable electronic assay device
US5563031A (en) 1994-09-08 1996-10-08 Lifescan, Inc. Highly stable oxidative coupling dye for spectrophotometric determination of analytes
US5922530A (en) 1994-09-08 1999-07-13 Lifescan, Inc. Stable coupling dye for photometric determination of analytes
US5695949A (en) 1995-04-07 1997-12-09 Lxn Corp. Combined assay for current glucose level and intermediate or long-term glycemic control
JPH0947436A (ja) 1995-08-09 1997-02-18 Noboru Akasaka 在宅医療システム
JP3493847B2 (ja) 1995-11-15 2004-02-03 株式会社日立製作所 広域医療情報システム
US5752917A (en) 1996-03-19 1998-05-19 Siemens Medical Systems, Inc. Network connectivity for a portable patient monitor
US5753452A (en) 1996-04-04 1998-05-19 Lifescan, Inc. Reagent test strip for blood glucose determination
US5962215A (en) * 1996-04-05 1999-10-05 Mercury Diagnostics, Inc. Methods for testing the concentration of an analyte in a body fluid
JPH1033196A (ja) 1996-07-23 1998-02-10 Unitika Ltd 試験片
US5945345A (en) * 1996-08-27 1999-08-31 Metrika, Inc. Device for preventing assay interference using silver or lead to remove the interferant
US6032119A (en) * 1997-01-16 2000-02-29 Health Hero Network, Inc. Personalized display of health information
US5974124A (en) 1997-01-21 1999-10-26 Med Graph Method and system aiding medical diagnosis and treatment
US5879951A (en) * 1997-01-29 1999-03-09 Smithkline Diagnostics, Inc. Opposable-element assay device employing unidirectional flow
US5974262A (en) * 1997-08-15 1999-10-26 Fuller Research Corporation System for generating output based on involuntary and voluntary user input without providing output information to induce user to alter involuntary input
JPH11183474A (ja) * 1997-12-24 1999-07-09 Terumo Corp 試験紙および成分測定用チップ
US6036659A (en) * 1998-10-09 2000-03-14 Flexsite Diagnostics, Inc. Collection device for biological samples and methods of use
CA2254223A1 (en) * 1998-11-16 2000-05-16 Biophys, Inc. Device and method for analyzing a biologic sample
CN1236824C (zh) * 1998-11-30 2006-01-18 诺沃挪第克公司 帮助用户进行包括多个操作的自我医疗的设备和系统

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100808415B1 (ko) * 2006-09-07 2008-02-29 엘지전자 주식회사 물질 분석용 칩 및 이를 포함하는 물질 분석장치
KR100912139B1 (ko) * 2008-02-05 2009-08-13 한국생명공학연구원 다채널 바이오센서용 스트립
KR101148769B1 (ko) * 2009-06-02 2012-05-24 주식회사 인포피아 복수의 생체 데이터를 측정할 수 있는 측정장치, 생체 데이터 측정방법 및 이를 위한 측정 스트립
US8883086B2 (en) 2009-06-02 2014-11-11 Infopia Co., Ltd. Apparatus and method for measuring biomedical data and measurement strip
WO2010140768A3 (ko) * 2009-06-02 2011-01-20 주식회사 인포피아 생체 데이터 측정 장치, 생체 데이터 측정용 스트립 및 생체 데이터 측정 방법
WO2010140771A3 (ko) * 2009-06-04 2011-01-20 주식회사 인포피아 생체 데이터 측정용 스트립 및 생체 데이터 측정 방법
CN102458250A (zh) * 2009-06-04 2012-05-16 因福皮亚有限公司 胆固醇测量试条和用其测量胆固醇的方法
US8293189B2 (en) 2009-06-04 2012-10-23 Infopia Co., Ltd. Test strip designed to improve spreadability of blood
US8377684B2 (en) 2009-06-04 2013-02-19 Infopia Co., Ltd. Test strip and method for measuring blood cholesterol level using the same
WO2010140762A3 (ko) * 2009-06-04 2011-01-13 주식회사 인포피아 콜레스테롤 측정 스트립 및 이를 이용한 콜레스테롤 측정 방법
CN102458250B (zh) * 2009-06-04 2015-03-18 因福皮亚有限公司 胆固醇测量试条和用其测量胆固醇的方法
WO2012047009A2 (en) * 2010-10-08 2012-04-12 Medisensor, Inc. Diagnostic apparatus and diagnostic method using the same
WO2012047009A3 (en) * 2010-10-08 2012-07-19 Medisensor, Inc. Diagnostic apparatus and diagnostic method using the same
US9340818B2 (en) 2010-10-08 2016-05-17 Access Bio, Inc. Diagnostic apparatus and diagnostic method using the same
US9523111B2 (en) 2010-10-08 2016-12-20 Access Bio, Inc. Diagnostic apparatus and diagnostic method using the same
WO2012165685A1 (ko) * 2011-05-31 2012-12-06 에스디 바이오센서 주식회사 센서스트립
WO2020045778A1 (ko) * 2018-08-28 2020-03-05 (주)인트인 체액 분석용 검사 장치
KR20200024544A (ko) * 2018-08-28 2020-03-09 (주)인트인 체액 분석용 검사 장치

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