KR20070027497A - 직접적이고 매개된 간섭 전류의 영향을 감소시키기 위한전기화학 테스트 스트립 - Google Patents

직접적이고 매개된 간섭 전류의 영향을 감소시키기 위한전기화학 테스트 스트립 Download PDF

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린시 화이트
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Abstract

본 발명은 기판(50), 상기 기판위에 배치된 제 1 작동 전극(808), 상기 기판위에 배치된 제 2 작동 전극(806), 기준 전극(810), 상기 제 1 작동 전극(808)위에 배치되고, 상기 제 1 작동 전극(808)을 완전히 커버하는 활성 시약 층(820), 및 상기 제 2 작동 전극(806)위에 배치되고, 상기 제 2 작동 전극(806)을 완전히 커버하는 비활성 시약 층(818)을 포함하는 전기화학 센서(800) 및 전기화학 스트립에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 기판(50), 상기 기판위에 배치된 제 1 작동 전극(100), 상기 기판위에 배치된 제 2 작동 전극(102), 기준 전극(104), 상기 제 1 작동 전극(100)위에 배치되고, 상기 제 1 작동 전극(100)을 완전히 커버하는 활성 시약 층(820)을 포함하는 전기화학 센서(1000)에 관한 것이며, 상기 제 2 작동 전극(806)은 활성 구역(102a)과 비활성 구역(102i)을 구비하며, 상기 활성 시약 층(820)은 상기 제2 작동 전극(102)의 활성 구역(102a)위에 배치되고, 비활성 시약 층(818)은 상기 제2 작동 전극(102)의 상기 비활성 구역(102i)위에 배치된다.
전기화학 센서, 간섭, 작동 전극, 활성 영역, 글루코오스 농도.

Description

직접적이고 매개된 간섭 전류의 영향을 감소시키기 위한 전기화학 테스트 스트립{ELECTROCHEMICAL TEST STRIP FOR REDUCING THE EFFECT OF DIRECT AND MEDIATED INTERFERENCE CURRENT}
본 발명은 일반적으로 분석대상 측정 시스템(analyte measurement system)에 의해 취해진 측정시에 간섭 화합물들의 영향을 감소시키도록 디자인된 전기화학 스트립 및 시스템에 관한 것이며, 특히 글루코오스(glucose) 모니터링 시스템에서 직접적인 간섭 전류들 및 매개된 간섭 전류들의 영향들을 감소시키기 위한 향상된 전기화학 스트립에 관한 것이며, 여기에서 상기 전기화학 스트립은 활성 시약(active reagent)으로 코팅된 영역들 및 비활성 시약으로 코팅된 영역들을 갖는 전극들을 구비한다.
많은 경우들에 있어서, 전기화학 글루코오스 측정 시스템은 예를 들어, 아세트아미노펜, 아스코르브산, 빌리루빈, 도파민, 젠티산(gentisic acid), 글루타티온, 엘-도파, 메틸도파, 톨라지미드(tolazimide), 톨부타미드, 및 요산과 같은 생리적 액들에서 통상적으로 발견되는 간섭 화합물들의 산화로 인하여 증가된 산화 전류를 가질 수 있다. 따라서, 글루코오스 미터(glucose meter)의 정확도는 간섭 화합물들에 의해 발생된 산화 전류의 부분을 감소시키거나 제거함으로써 개선될 수 있다. 이상적으로는, 전화 산화 전류가 단지 글루코오스 농도에 따르도록 간섭 화합물들 중 어느 하나로부터 발생된 산화 전류가 존재하지 않아야 한다.
따라서, 예를 들어, 생리적 분비물들에서 통상적으로 발견되는 아스코르브산염, 요산염, 및 아세트아미노펜과 같은 잠재적인 간섭 화합물 앞에서 전기화학 센서들의 정확도를 개선시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 전기화학 센서들에 대한 분석대상의 예들은 글루코오스, 유산염, 및 프럭토사민(fructosamine)을 포함할 수 있다. 글루코오스가 논의되는 주요 분석대상일지라도, 본원에 설명된 본 발명이 또한 다른 분석대상들과 함께 사용될 수 있다는 것이 당업자들에게는 명백할 것이다.
산화 전류는 여러 방식들로 발생될 수 있다. 특히, 바람직한 산화 전류는 레독스 매개물질(redox mediator)의 관심 있는 분석대상(예를 들어, 글루코오스)과의 상호작용을 발생시키는 반면, 바람직하지 않은 산화 전류는 일반적으로 레독스 매개물질과의 상호작용에 의해 그리고 전극 표면에서 산화되는 간섭 화합물들로 이루어진다. 예를 들어, 일부 간섭 화합물들(예를 들어, 아세토미노펜)은 전극 표면에서 산화된다. 다른 간섭 화합물들(예를 들어, 아스코르브산)은 레독스 매개물질과의 화학적 반응에 의해 산화된다. 글루코오스 측정 시스템에서의 간섭 화합물의 산호는 측정된 산화 전류가 글루코오스 및 임의의 간섭 화합물 둘 모두의 농도에 따르도록 한다. 따라서, 간섭 화합물의 농도가 글루코오스만큼 효율적으로 산화되고 간섭 농도가 글루코오스 농도에 비하여 높은 상황에서, 글루코오스 농도의 측정은 전체 산화 전류에 대한 간섭 화합물의 기여도(contribution)를 감소시키거나 제거함으로써 개선된다.
간섭 화합물들의 영향들을 감소시키는데 사용될 수 있는 하나의 공지된 방법은 작동 전극을 커버하기 위하여 음으로 하전된 멤브레인(membrane)을 사용하는 것이다. 일례로서, NAFIONTM과 같은 술포네이티드 플루오르폴리머가 모든 음으로 하전된 화학물질들을 억제하는데 사용된다. 일반적으로, 아스코르브산염 및 요산염과 같은 대부분의 간섭 화합물들은 음 전하를 가지므로, 음으로 하전된 멤브레인은 음으로 하전된 간섭 화합물들이 전극 표면에 도달하지 않도록 하여 상기 표면에서 산화되지 않도록 한다. 그러나, 이러한 기술이 항상 성공적이지는 않는데, 그 이유는 아세트아미노펜과 같은 일부 간섭 화합물들은 순 음 전하(net negative charge)를 가지지 않으므로, 음으로 하전된 멤브레인을 통과할 수 있다. 또한, 이 기술은 레독스 매개물질과 간섭 화합물들의 일부와의 상호작용으로 인한 산화 전류를 감소시키지 못할 것이다. 작동 전극 상에서 음으로 하전된 멤브레인을 사용하면 또한 페리시안 화합물과 같은 어떤 통상적으로 사용되는 레독스 중재자들이 음으로 하전된 멤브레인을 통과하여 전극과 전자들을 교환하지 못하도록 한다.
간섭 화합물의 영향들을 감소시키는데 사용될 수 있는 다른 공지된 방법은 작동 전극의 최상부 상에 크기 선택적 멤브레인을 사용하는 것이다. 일례로서, 셀룰로오스 아세테이트와 같은 100 돌턴 배제 멤브레인(Dalton exclusion membrane)은 작동 전극을 커버하여 100 돌턴보다 큰 분자 중량을 갖는 모든 화학물질들을 배제시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 간섭 화합물들은 100 돌턴보다 큰 분자 중량을 가지므로, 전극 표면에서 산화되는 것이 방지된다. 그러나, 이와 같은 선택 적 멤브레인들은 전형적으로 산화된 글루코오스가 선택적 멤브레인을 통해 확산하여 전극에 이르도록 해야 하기 때문에, 테스트 스트립을 제조하기 더 복잡하게 하고 테스트 시간을 증가시킨다.
간섭 화합물들의 영향들을 감소시키는데 사용될 수 있는 다른 방법은 낮은 레독스 전위, 예를 들어, (포화된 칼로멜 전극에 대해 측정될 때) 약 -300mV 및 +100mV 사이의 전위를 갖는 레독스 매개물질을 사용하는 것이다. 레독스 매개물질이 낮은 레독스 전위를 가지기 때문에, 작동 전극에 인가된 전압이 또한 비교적 낮을 수 있고, 이것은 차례로, 간섭 화합물들이 작동 전극에 의해 산화되는 레이트를 감소시킨다. 비교적 낮은 레독스 전위를 갖는 레독스 매개물질들의 예들은 오스뮴 비피리딜 합성물들, 페로센 유도체(ferrocene derivative)들, 퀴논 유도체들을 포함한다. 이 방법의 단점은 비교적 낮은 전위를 갖는 레독스 매개물질들이 종종 합성하기 어렵고, 불안정하며 낮은 수용성을 갖는다는 것이다.
간섭 화합물의 영향을 감소시키는데 사용될 수 있는 다른 공지된 방법은 레독스 매개물질로 코팅되는 더미 전극(dummy electrode)을 사용하는 것이다. 일부 경우들에서, 더미 전극은 또한 비활성 단백질 또는 비활성화된 레독스 효소로 코팅될 수 있다. 더미 전극의 목적은 전극 표면에서 간섭 화합물을 산화시키는 것 및/또는 간섭 화합물에 의해 감소된 레독스 매개물질을 산화시키는 것이다. 이 방법에서, 더미 전극에서 측정된 전류는 간섭 영향을 제거하기 위하여 작동 전극에서 측정된 전체 산화 전류로부터 감산된다. 이 방법은 단점은 테스트 스트립이 글루코오스를 측정하는데 사용될 수 없는 부가적인 전극 및 전기 접속(즉, 더미 전극)을 포 함하는 것을 필요로 한다는 것이다. 더미 전극을 포함하는 것은 글루코오스 측정 시스템에서 전극을 비효율적으로 사용하는 것이다.
본 발명은 기판, 상기 기판위에 배치된 제 1 작동 전극, 상기 기판위에 배치된 제 2 작동 전극, 기준 전극, 상기 제 1 작동 전극위에 배치되고 상기 제 1 작동 전극을 완전히 커버하는 활성 시약 층, 및 상기 제 2 작동 전극위에 배치되고 상기 제 2 작동 전극을 완전히 커버하는 비활성 시약 층을 포함하는 전기화학 센서 또는 전기화학 스트립에 관한 것이다. 본 발명은 상기 제 1 작동 전극, 제 2 작동 전극, 및 기준 전극이 근위 단부와, 체액을 수용하도록 되어 있고 상기 제 2 작동 전극이 이에 인접하게 배치되는 제 1 개구를 포함하는 원위 단부를 구비하는 샘플 수용 챔버(sample receiving chamber)에 배치되는 전기화학 센서를 추가로 포함한다. 본 발명은 상기 제 1 작동 전극 및 기준 전극이 상기 제 2 작동 전극의 근위측에 배치되는 전기화학 센서를 추가로 포함한다.
또한, 본 발명은 기판, 상기 기판위에 배치된 제 1 작동 전극, 상기 기판위에 배치된 제 2 작동 전극, 기준 전극, 상기 제 1 작동 전극위에 배치되는 활성 시약 층을 포함하는 전기화학 센서에 관한 것이며, 상기 활성 반응 측은 상기 제 1 작동 전극을 완전히 커버하며, 상기 제 2 작동 전극은 활성 구역과 비활성 구역을 구비하며, 상기 활성 시약 층은 상기 제 2 작동 전극의 활성 구역위에 배치되고, 비활성 시약 층은 상기 제 2 작동 전극의 비활성 구역위에 배치된다. 본 발명은 상기 제 1 작동 전극, 제 2 작동 전극, 및 기준 전극이 근위 단부와, 체액을 수용하도록 되어 있고 상기 제 2 작동 전극이 이에 인접하게 배치되는 제 1 개구를 포함하는 원위 단부를 구비하는 샘플 수용 챔버에 배치되는 전기화학 센서를 추가로 포함한다. 본 발명은 상기 제 2 작동 전극 및 상기 제 1 작동 전극의 활성 구역이 제 2 작동 전극의 비활성 구역의 근위측에 배치되는 전기화학 센서를 추가로 포함한다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 본 발명의 원리들이 사용되는 예시적인 실시예들을 설명하는 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면들을 참조하여 더 양호하게 이해될 것이다.
도1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 테스트 스트립의 분해조립 사시도.
도2는 도전 층 및 절연 층을 포함하는 도1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위부(distal portion)의 간소화된 평면도.
도3은 활성 및 비활성 시약 층의 위치가 서로 닿지 않고 절연 및 도전 층과 함께 도시되어 있는 도1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위부의 간소화된 평면도.
도4는 활성 및 비활성 시약 층의 위치가 서로 인접하고, 절연 및 도전 층과 함께 도시되어 있는 도1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위부의 간소화된 평면도.
도5는 활성 및 비활성 시약 층의 위치가 서로 중첩하고, 절연 및 도전 층과 함께 도시되어 있는 도1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위 부의 간소화된 평면도.
도6은 활성 및 비활성 시약 층이 서로 닿지 않고 도전 층과 함께 도시되어 있는 도1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위부의 간소화된 평면도.
도7은 활성 및 비활성 시약 층이 서로 인접하고, 도전 층과 함께 도시되어 있는 도1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위부의 간소화된 평면도.
도8은 활성 및 비활성 시약 층이 서로 중첩하고, 도전 층과 함께 도시되어 있는 도1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위부의 간소화된 평면도.
도9는 기판상에 배치된, 제1 접촉부, 제2 접촉부, 및 기판상에 배치된 기준 접촉부를 가지는 테스트 스트립과 인터페이싱하는 미터를 나타내는 간소화된 개략도.
도10은 기판상에 배치된 제1 접촉부와 제2 접촉부 및 상기 제1 접촉부 및 제2 접촉부와 대향하는 방향으로 지향되는 기준 접촉부를 가지는 테스트 스트립과 인터페이싱하는 미터를 나타내는 간소화된 개략도.
도11은 20mg/dL 글루코오스 농도에서 테스트되는 테스트 스트립들에 대한 정밀도에 대한 감마 방사선의 영향들을 나타내는 그래프.
도12는 50mg/dL 글루코오스 농도에서 테스트되는 테스트 스트립들에 대한 정밀도에 대한 감마 방사선의 영향들을 나타내는 그래프.
도13은 100mg/dL 글루코오스 농도에서 테스트되는 테스트 스트립들에 대한 정밀도에 대한 감마 방사선의 영향들을 나타내는 그래프.
도14는 300mg/dL 글루코오스 농도에서 테스트되는 테스트 스트립들에 대한 정밀도에 대한 감마 방사선의 영향들을 나타내는 그래프.
도15는 500mg/dL 글루코오스 농도에서 테스트되는 테스트 스트립들에 대한 정밀도에 대한 감마 방사선의 영향들을 나타내는 그래프.
도16은 70mg/dL 글루코오스 농도에서 테스트되는 테스트 스트립들에 대한 정확도에 대한 젠티산의 영향들을 나타내는 그래프.
도17은 240mg/dL 글루코오스 농도에서 테스트되는 테스트 스트립들에 대한 정확도에 대한 젠티산의 영향들을 나타내는 그래프.
도18은 70mg/dL 글루코오스 농도에서 테스트되는 테스트 스트립들에 대한 정확도에 대한 요산의 영향들을 나타내는 그래프.
도19는 240mg/dL 글루코오스 농도에서 테스트되는 테스트 스트립들에 대한 정확도에 대한 요산의 영향들을 나타내는 그래프.
도20은 제2 작동 전극의 영역이 증가되도록 하는 변경된 컷아웃(cutout)을 나타내는 테스트의 원위부의 간소화된 평면도.
도21은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 테스트 스트립의 분해 사시도.
도22는 활성 및 비활성 시약 층의 위치가 서로 닿지 않고 절연 및 도전 층과 함께 도시되어 있는 도21에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위 부의 간소화된 평면도.
도23은 활성 및 비활성 시약 층의 위치가 서로 인접하고 절연 및 도전 층과 함께 도시되어 있는 도21에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위부의 간소화된 평면도.
도24는 활성 및 비활성 시약 층의 위치가 서로 중첩하고 절연 및 도전 층과 함께 도시되어 있는 도21에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위부의 간소화된 평면도.
도25는 활성 및 비활성 시약 층의 위치가 서로 닿지 않고 도전 층과 함께 도시되어 있는 도21에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위부의 간소화된 평면도.
도26은 활성 및 비활성 시약 층의 위치가 서로 바로 인접하고 도전 층과 함께 도시되어 있는 도21에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위부의 간소화된 평면도.
도27은 활성 및 비활성 시약 층의 위치가 서로 중첩하고 도전 층과 함께 도시되어 있는 도1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립의 원위부의 간소화된 평면도.
본원에 설명된 본 발명은 간섭 화합물들 앞에서 글루코오스 측정의 정확도를 개선시키는 테스트 스트립을 포함한다. 어떤 상황들 하에서, 간섭 화합물들의 유형은 예를 들어, 혈액과 같은 체액(bodily fluid)이 부가되기 이전에 테스트 스트립 자체에 나타날 수 있다. 이러한 유형의 간섭 화합물의 예는 산화된 매개물질(예를 들어, 페리시안 화합물(ferricyanide))의 변환으로부터 나타나는 감소된 매개물질(예를 들어, 페로시안 화합물)일 수 있다. 이것은 백그라운드 신호(background signal)가 증가하도록 하며, 이는 차례로 테스트 스트립 측정의 정확도를 감소시킨다. 이러한 상황에서 간섭 화합물이 체액의 형태로 테스트 스트립으로 제공되는 것과 반대되는 바와 같이 테스트 스트립 자체에 나타난다는 것이 주의되어야 한다.
전형적으로, 산화된 매개물질은 상기 산화된 매개물질이 안전하고 감소된 레독스 상태로 전이되지 않도록 하기 위하여 작동 전극 상에 배치된다. 감소된 매개물질이 생성되면 산화 전류를 사용하여 글루코오스 농도와 상관시키는 전기화학 센서들에 대한 백그라운드 신호가 증가하게 된다. 일반적으로, 페리시안 화합물(DP를 들어, 산화된 매개물질)은 시간에 걸쳐 감소된 레독스 상태로 감소되는 경향이 있다. 페리시안 화합물은 일반적으로 기분적인 pH, 높은 온도, 높은 습도, 밝은 빛 조건, 전자 빔 방사선, 및 감마 방사선을 포함하지만 이에 국한되지 않는 환경적인 조건들에 노출될 때, 감소된 레독스 상태로 더 고속으로 전이된다.
최근에, 란셋(lance) 및 테스트 스트립은 단일 의료 장치로 통합되었다. 이러한 통합된 의료 장치들은 글루코오스를 포함한 다양한 분석대상들을 모니터링하기 위하여 관련된 미터와 함께 사용될 수 있다. 상황에 따라서, 테스트 스트립들은 일시적인 일회용 포맷, 반-지속적인 포맷, 또는 지속적인 포맷으로 분석대상들을 모니터링하도록 디자인될 수 있다. 란셋 및 테스트 스트립의 통합으로 인하여 사용자가 샘플 사이트로부터 체액을 추출하고 그 이후에 상기 체액을 테스트 스트립으 로 전달하는 것을 조정할 필요성을 제거함으로써 모니터링 절차가 간소화된다. 이와 같은 경우에, 란셋 및 테스트 스트립은 감염의 위험을 완화하기 위하여 살균되어야 한다.
란셋을 갖는 테스트 스트립들을 살균하는데 전리 방사선(ionizing radiation)이 사용될 수 있다. 전리 방사선의 가능한 소스들은 전자 빔, 감마선, 및 x-선이다. 그러나, 테스트 스트립을 살균하는데 있어서의 도전들 중 하나는 충분히 높은 비율의 미생물들이 테스트 스트립들의 전체 패키지에 대하여 중화되는 동시에, 시약 층에 악영향을 주지 않도록 하기 위하여 충분히 높은 세기의 방사선을 제공하는 것이다. 전형적으로, 테스트 스트립들의 배취(batch) 또는 패키지는 약 10KGy에서 약 50KGy 가지의 범위의 전리 방사선 선량에 노출된다. e-빔 살균을 사용하는 경우에, 입사 e-빔 소스의 에너지는 약 3MeV에서 약 12MeV까지의 범위일 수 있다. 집진 전리 방사선(impingent ionizing radiation)은 종종 자신의 강도에서 불균일성을 가져서 패키지의 특정 부분이 패키지의 다른 부분보다 더 많은 전리 방사선들을 받도록 한다. 감마 방사선 및 전자 빔 방사선이 전기화학 센서들의 백그라운드 신호를 증가시키도록 한다는 것이 실험을 통해 나타났다. 더구나, 방사선의 상대적인 불균일 특성은 살균된 테스트 스트립들의 배취에 대한 불균일 특성에서 백그라운드 신호가 증가하도록 한다. 이로 인해, 살균된 글루코오스 테스트 스트립의 특정 배취를 테스트할 때 정밀도가 감소하게 된다. 게다가, 정밀도의 감소는 낮은 글루코오스 농도 범위(약 20mg/dL 내지 약 100mg/dL)에서 악화되는데, 그 이유는 감소된 매개물질의 비율이 낮은 글루코오스 농도에 대하여 비교적 높기 때 문이다.
도1은 산화된 매개물질의 감소된 매개물질로의 변환에 잠재적으로 기인하는 증가된 백그라운드의 변화를 보상하도록 디자인되는 테스트 스트립(800)의 분해조립 사시도를 나타낸다. 도1에 도시된 본 발명의 실시예에서, 혈액 또는 간질액(interstitial fluid)과 같은 체액의 글루코오스 농도를 측정하는데 사용될 수 있는 전기화학 테스트 스트립(800)은 제1 작동 전극(808), 제2 작동 전극(806), 및 기준 전극(810)을 포함한다. 활성 시약 층(820)은 제1 작동 전극(808) 및 기준 전극(810) 상에 배치되는데, 여기서 활성 시약 층(820)은 제1 작동 전극(808)을 완전히 커버하고 기준 전극(810)을 부분적으로 커버한다. 활성 시약 층(818)은 제2 작동 전극(806) 상에 배치된다.
본 발명의 실시예에서, 활성 시약 층(820)은 예를 들어, 글루코오스 산화효소 및 예를 들어, 페리시안 화합물과 같은 매개물질을 포함할 수 있다. 비활성 시약 층(818)은 매개물질을 포함할 수 있지만, 관심 있는 분석대상에 특정되는 활성 효소들이 아니다. 페리시안 화합물이 탄소 전극에서 (포화된 칼로멜 전극에 대해서 측정될 때) 대략 400mV의 레독스 전위를 가지기 때문에, 체액, 예를 들어, 혈액의 도입은 상당히 바람직하지 않은 산화 전류를 발생시키는 작동 전극 및/또는 레독스 매개물질에 의한 인터퍼런트(interferent)들의 상당한 산화를 발생시킬 수 있다. 따라서, 제1 작동 전극(808)에서 측정된 산화 전류는 산화 전류 소스들, 글루코오스의 산화에 의해 발생되는 제1의 바람직한 산화 전류; 전극에서 인터퍼런트들의 제2의 바람직하지 않은 직접적인 산화(직접적인 간섭 전류); 및 매개물질을 통한 인터퍼런트들의 제3의 바람직하지 않은 간접적인 산화(매개된 간섭 전류)의 중첩치일 수 있다. 제2 작동 전극(806)에서 측정된 산화 전류는 또한 제1 작동 전극(808)과 유사한 산화 전류 소스들의 중첩값이지만, 제1의 바람직한 산화 전류는 제2 작동 전극(806) 상에 효소가 존재하지 않기 때문에 발생하지 않아야 한다. 제2 작동 전극(806)에서 측정된 산화 전류는 단지 인터퍼런트들에만 의존하고, 제1 작동 전류에서 측정된 산화 전류는 글루코오스 및 인터퍼런트들에 의존하기 때문에, 제1 작동 전극(808) 및 제2 작동 전극에서 산화된 간섭 화합물들의 영향들에 무관한 수정된 글루코오스 전류를 계산하는 것이 가능하다. 이와 같은 경우에, 제1 작동 전극(808)의 전류 밀도는 수정된 글루코오스 전류 밀도(G)를 계산하기 위하여 제2 작동 전극(806)의 전류 밀도로부터 감산되며, 여기서
Figure 112006038504910-PCT00001
(식 8)이며,
여기서 WE1는 제1 작동 전극(808)에서의 전류 밀도이고, WE2는 제2 작동 전극(806)에서의 전류 밀도이다.
본 발명의 대안적인 실시예에서, 제2 작동 전극(806)에서의 인터퍼런트 산화 전류 밀도는 제2 작동 전국(806) 상에 효소가 존재하기 때문에, 제1 작동 전극(808)에서의 간섭 산화 전류 밀도와 다소 상이할 수 있다. 이와 같은 경우에, 상수(K)는 전류 측정들의 이와 같은 비-이상성(non-ideality)들을 수정하는데 사용될 수 있다. 식9는 상수(K)가 상술된 식8을 변경하는 방법을 나타낸다.
Figure 112006038504910-PCT00002
(식 8)
여기서, K는 약 0.5에서 약 1.5까지의 범위일 수 있다.
테스트 스트립(800)은 기판(50), 도전 층(802), 절연 층(804), 비활성 시약 층(818), 활성 시약 층(820), 접착 층(830), 및 최상부 층(824)을 포함한다. 테스트 스트립(800)은 기판(50) 상에 도전 층(802), 절연 층(804), 비활성 시약 층(818), 활성 시약 층(820), 및 접착 층(830)인 5개의 층을 순차적으로 프린팅함으로써 제조될 수 있다. 최상부 층(824)은 적층 공정에 의해 어셈블링될 수 있다. 테스트 스트립(800)은 제1 측(54), 제2 측(56), 원위부(58), 및 근위부(proximal portion)(60)를 추가로 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 기판(50)은 플라스틱, 유리, 세라믹 등과 같이 전기 절연 재료이다. 본 발명의 실시예에서, 기판(50)은 예를 들어, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PETG, 또는 폴리에스테르와 같은 플라스틱일 수 있다. 보다 구체적으로, 폴리에스테르는 예를 들어, Dupont Teijin Films에 의해 제조되는 Melinex ® ST328일 수 있다. 기판(50)은 또한 잉크 흡수를 개선하기 위하여 하나 또는 양 측들에 도포되는 아크릴 코팅을 포함할 수 있다.
기판(50) 상에 증착된 제1 층은 제1 작동 전극(808), 제2 작동 전극(806), 기준 전극(810), 및 스트립 검출 바(17)를 포함하는 도전 층(802)이다. 본 발명에 따르면, 에멀션 패턴(emulsion pattern)을 갖는 스크린 메쉬(screen mesh)는 예를 들어, 도1에 도시된 바와 같이 규정된 기하형태에서 도전성 탄소 전극과 같은 재료를 증착하는데 사용될 수 있다. 도전 층(802)은 스크린 프린팅, 로토그라이버 프린 팅, 스퍼터링, 증착, 무전해 플레이팅, 잉크 제팅(ink jetting), 승화, 화학적 기상 증착 등을 사용함으로써 기판(50) 상에 배치될 수 있다. 도전 층(802)에 사용될 수 있는 적절한 재료들은 Au, Pd, Ir, Pt, Rh, 스테인리스강, 도핑된 산화 주석, 탄소 등이다. 본 발명의 실시예에서, 탄소 잉크 층은 1 및 100 미크론 사이, 더 구체적으로는 5 및 25 미크론 사이, 훨씬 더 구체적으로는 대략 13 미크론의 높이를 가질 수 있다. 도전 층(802)의 높이는 프린팅된 재료의 원하는 저항 및 도전율에 따라서 변할 수 있다.
제1 접촉부(814), 제2 접촉부(812) 및 기준 접촉부(816)는 미터와 전기적으로 인터페이싱하는데 사용될 수 있다. 이것은 미터가 각각의 제1 접촉부(814), 제2 접촉부(812), 및 기준 접촉부(816)를 통하여 제1 작동 전극(808), 제2 작동 전극(806), 및 기준 전극(810)에 전기적으로 연통되도록 한다.
기판(50) 상에 증착된 제2 층은 절연 층(804)이다. 절연 층(804)이 도1 및 2에 도시된 바와 같이 도전 층(802)의 적어도 일부 상에 배치된다. 도2는 절연 층(804)에 대해 제1 작동 전극(808), 제2 작동 전극(806), 및 기준 전극(810)의 위치를 강조하는 테스트 스트립(800)의 원위부(58)의 간소화된 평면도이다. 절연 층(804)은 도1 및 2에 도시된 바와 같이 직사각형 형태의 구조를 가질 수 있는 컷아웃(18)을 더 포함한다. 컷아웃(18)은 액체로 적셔질 수 있는 제1 작동 전극(808), 제2 작동 전극(806), 및 기준 전극(810)의 부분들을 노출시킨다. 컷아웃(18)은 컷아웃 폭(W20) 및 컷아웃 길이(L26)를 포함한다. 컷아웃 폭(W20)은 도2에 도시된 바와 같이, 제2 작동 전극(806), 기준 전극(810), 및 제1 작동 전극(808)의 폭에 대 응한다. 본 발명의 실시예에서, 컷아웃 폭(W20)은 약 0.7mm에서 약 1.4mm까지의 범위이고, 컷아웃 길이(L26)는 약 0.4mm에서 약 3.4mm의 범위일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 작동 전극(806) 및 제1 작동 전극(808)은 동일하고 약 0.1mm에서 0.8mm의 범위일 수 있는 L20 및 L21의 각각의 길이를 갖는다. 기준 전극(810)은 약 0.2mm에서 약 1.6mm의 범위일 수 있는 길이(L24)를 가질 수 있다. 본 발명에 따르면, 전극 거리(S1)는 약 0.2mm에서 약 0.6mm의 범위일 수 있는 제2 작동 전극(806) 및 기준 전극(810) 간; 및 기준 전극(810) 및 제1 작동 전극(808) 간의 거리이다.
본 발명의 대안적인 실시예에서, 제1 작동 전극(808)의 영역은 제2 작동 전극(806)의 영역과 상이할 수 있다. 제1 작동 전극(808) 영역:제2 작동 전극(806) 영역의 비는 약 1:1에서 약 1:3의 범위일 수 있다. 어떤 상황들 하에서, 백그라운드의 감소는 제2 작동 전극(806)의 상대적인 영역을 증가시킴으로써 개선될 수 있다. 제2 작동 전극(806)의 영역은 도20에 도시된 바와 같이 컷아웃(6008)의 기하 형태를 변경시킴으로써 증가될 수 있다.
도2는 스트립(800)이 도1에 도시된 바와 같이 완전히 적층된 후에 절개 라인(A-A')을 따라 절단될 수 있다는 것을 나타낸다. 도1에 도시된 바와 같이 절개 라인(A-A')을 따라 테스트 스트립(800)을 절단하는 공정에서, 테스트 스트립(800)에 투여하기 위한 액체 샘플이 인가될 수 있는 간단한 입구(52)가 생성된다.
도3 내지 도 5는 활성 시약 층(820) 및 비활성 시약 층(818)의 서로에 대한 다양한 위치들을 나타내는, 도1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립 (800)의 원위부(58)의 간소화된 평면도이다. 도3 내지 도 5에 각각 대응하는 도6 내지 8은 도전 층(802), 활성 시약 층(820), 및 비활성 시약 층(818) 간의 관계를 더 명백하게 입증하는 것을 돕기 위한 절연 층(804)을 도시하지 않았다.
테스트 스트립(800)은 비활성 시약 층이 도3 내지 5에 도시된 바와 같이 제2 작동 전극(806)을 완전히 커버하도록 제2 작동 전극(806) 상에 배치된 비활성 시약 층(818)을 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 비활성 시약 층(818)은 제2 작동 전극(806)을 완전히 커버하지만, 도3 및 4에 도시된 바와 같이 기준 전극(810)에 닿지 않는다. 본 발명의 다른 실시예에서, 비활성 시약 층(818)은 제2 작동 전극(806)을 완전히 커버하고 도5에 도시된 바와 같이 기준 전극(810)을 적어도 부분적으로 커버한다.
본 발명의 실시예에서, 비활성 시약 층(818)은 적어도 페리시안 화합물과 같은 산화된 매개물질을 포함하며, 선택적으로 비활성 단백질 또는 비활성화된 효소를 포함할 수 있다. 비활성 시약 층(818)은 pH 6에서의 구연산염 버퍼, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 피롤리돈-비닐 아세테이트, 다우코닝 DC1500 안티폼(antifoam), 히드록시에틸 셀룰로오스(나트로졸(Natrosol) 250G, 헤라클레스), 및 친수성(hydrophilic) 및 소수성(hydrophobic) 도메인들 둘 다를 갖는 표면 변경된 실리카(Cab-o-sil Ts 610, 캐봇(Cabot))를 추가로 포함할 수 있다. 산화된 매개물질들의 예들은 페리시안 화합물, 페리시니움 합성물들, 퀴논 합성물들 및 오스뮴(osmium) 합성물들일 수 있다. 비활성 단백질의 예들은 크로테인(crotein) 또는 알부민(예를 들어, 소 또는 인간)일 수 있다. 비활성화된 효소의 예들은 PQQ-글루코오스 탈수소 효소에서 유도된 형태(여기서 PQQ는 피롤로-퀴놀린-퀴논에 대한 두문자어임) 또는 글루코오스 산화효소에서 파생된 것(예를 들어, 활성 사이트가 없는 효소)일 수 있다. 효소는 또한 열처리 또는 요소와 같은 변성 에이전트(denaturing agent)에 의한 처리에 의해 비활성화되거나 충분히 약화될 수 있다. 비활성 시약 층(818)이 활성 효소를 포함하지 않기 때문에, 제2 작동 전극(806)에서 측정된 산화 전류는 글루코오스 농도에 비례하지 않는다. 이 때문에, 당업자들은 제2 작동 전극(806)을 더미 전극이라 칭할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 비활성 시약 층(818) 내의 비활성 단백질 또는 비활성화된 효소는 매개물질에 대한 안정제(stabilizer)로서 동작할 수 있다. 비활성 단백질 또는 비활성화된 효소는 높은 온도에서 건조 과정 동안 매개물질을 실딩(shielding)할 수 있다. 게다가, 비활성 단백질 또는 비활성화된 효소는 잠재적으로 매개물질을 불안정하게 할 수 있는 습기로부터 매개물질을 보호하는 것을 돕는 건조제의 역할을 할 수 있다.
테스트 스트립(800)은 도3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 제1 작동 전극 상에 배치된 활성 시약 층(820)을 갖는다. 본 발명의 다른 실시예에서, 활성 시약 층(820)은 제1 작동 전극(808)을 완전히 커버하지만, 기준 전극(810)과 닿지는 않는다. 본 발명의 다른 실시예에서, 활성 시약 층(820)은 제1 작동 전극(808)을 완전히 커버하고 도3 내지 5에 도시된 바와 같이 기준 전극(810)을 적어도 부분적으로 커버한다.
본 발명의 실시예에서, 활성 시약 층(820)은 적어도 산화된 매개물질, 및 효 소를 포함한다. 활성 시약 층(820)은 pH 6에서의 구연산염 버퍼, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 피롤리돈-비닐 아세테이트, 다우코닝 DC1500 안티폼, 히드록시에틸 셀룰로오스(나트로졸 250G, 헤라클레스), 및 친수성 및 소수성 도메인들 둘 다를 갖는 표면 변경된 실리카(Cab-o-sil Ts 610, 캐봇)를 추가로 포함할 수 있다. 산화된 매개물질들의 예들은 페리시안 화합물, 페리시니움 합성물들, 퀴논 합성물들 및 오스뮴 합성물들일 수 있다. 효소의 예들은 글루코오스 산화효소, PQQ 코-팩터(co-factor)를 사용한 글루코오스 탈수소효소, 및 니코틴아미드 아데닌 딘뉴클레오티드 코-팩터를 사용한 글루코오스 탈수소효소일 수 있다. 활성 시약 층(820)이 효소를 포함하기 때문에, 제1 작동 전극(808)에서 측정된 산화 전류는 글루코오스 농도에 비례한다.
비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(820) 둘 모두를 증착하는데 스크린 프린팅이 사용되는 경우, 각각의 시약 층들을 적절한 전극(들) 상으로 증착하기 위하여 2개의 별도의 스크린 프린팅 단계들이 필요로 된다는 것이 주의되어야 한다. 스크린 프린팅이 동일한 스크린상에 2개의 개별 시약들을 프린팅하는데 적합하지 않다는 것이 주의되어야 한다. 프린팅 동안의 스퀴지 동작(squeegee motion)은 스크린 프린팅 공정 동안 2개의 각 시약들이 혼합되도록 할 수 있다. 도3은 제2 작동 전극(806) 상에 배치된 비활성 시약 층(818), 제1 작동 전극(808) 및 기준 전극(810) 상에 배치된 활성 시약 층(820)을 가지는 본 발명의 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 비활성 시약 층(818)은 활성 시약 층(820)과 닿거나 중첩하지 않는다. 제2 작동 전극(806), 제1 작동 전극(808) 및 기준 전극(810)의 영역이 비교적 작기 때문에, 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(820)을 희망하는 수율(desired yield)로 각각 순차적으로 정렬시켜 코팅하는 것이 어려울 수 있다. 비교적 적은 전극 영역들이 테스트 스트립에 필요로 되는 액체 샘플의 양이 적도록 할 수 있기 때문에 비교적 적은 전극 영역들(예를 들어, 약 0.6mm2)이 바람직하지 않다는 것이 또한 주의되어야 한다.
본 발명의 실시예에서, 비활성 시약 층(820)이 우선 프린팅되고 나서, 높은 온도로 건조된다. 그 후, 활성 시약층이 본원에 참조되어 있는 국제 출원 일련 번호PCT/GB/03004708에 설명된 바와 같이 높은 온도에서 다른 건조 단계보다 앞서 인쇄된다. 활성 시약 층(818)이 다음으로 증착되기 때문에, 상기 활성 시약 층은 비활성 시약 층(820)에 대한 2개의 건조 단계에 반대되는 바와 같이 단지 하나의 건조 단계에 노출된다. 이것은 활성 시약 층(818) 내의 매개물질 및 효소 둘 모두를 안정시키는 것을 돕는데, 그 이유는 어떤 조건들 하에서, 효소들이 높은 온도들에 연속적으로 노출되어 저하되기 때문이다.
본 발명의 실시예에서, 도4는 제2 작동 전극(806) 상에 배치된 비활성 시약 층(818), 및 제1 작동 전극(808) 및 기준 전극(810) 상에 배치된 활성 시약 층(820)을 나타낸다. 이 실시예에서, 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(820)은 서로 바로 인접한다. 이와 같은 경우에, 활성 시약 층(818) 및 비활성 시약 층(820)은 어떤 상당한 정도까지는 서로 닿지만, 전형적으로 서로 중첩하지는 않는다. 프린팅 공정이 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(820)이 서로 바로 인접하 도록 하는 정렬을 목표로 할지라도, 통상적인 제조 변수로 인하여 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(820) 간에 일정한 빈도로 어떤 중첩이 발생하게 될 것이다. 마찬가지로, 이와 같은 변수로 인해 비활성 시약 층(818)이 또한 종종 활성 시약 층(820)에 닿지 않게 될 것이다. 비활성 시약 층(818)이 활성 시약 층(820)에 닿거나 닿지 않게 되고, 본 발명의 방법을 시행하면 여전히 두 상황들에서 백그라운드의 변화가 감소하도록 동작되기 때문에, 수용 가능한 테스트 스트립들의 수율이 개선된다.
비활성 시약 층(818)의 활성 시약 층(820)과의 중첩이 활성 시약 층(820)으로부터의 효소가 측정에 허용된 시간(즉, 약 5초 또는 그 이하)에서 어떤 상당한 정도까지 제2 작동 전극(806)으로 확산할 수 없는 한, 글루코오스 측정에 영향을 주지 않는다는 것이 주의되어야 한다. 효소가 제2 작동 전극(806)에 확산하게 된다면, 제1 작동 전극(808)은 비-효소 특정 전류들 이외에 글루코오스 전류를 측정하게 된다. 이것은 테스트 스트립이 백그라운드 신호를 효율적으로 감소시키지 못하게 할 것이다.
비활성 시약 층(818)의 활성 시약 층(820)과의 중첩이 기준 전극(810) 상에 발생하게 되면, 이것은 글루코오스 측정에 영향을 주지 않게 된다는 것이 또한 주의되어야 한다. 이와 같은 경우에, 기준 전극(810) 상의 효소 및/또는 산화된 매개물질의 양은 증가하지만, 글루코오스 측정 또는 백그라운드 수정 알고리즘에 영향을 주지 않아야 한다.
비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(820)을 코팅하는 방법을 개선시킨 본 발명의 또 다른 실시예가 도5에 도시되어 있다. 비활성 시약 층(818)은 제2 작동 전극(806)을 완전히 커버하고 기준 전극(810)의 일부를 커버하도록 코팅될 수 있다. 마찬가지로, 활성 시약 층(820)은 제1 작동 전극을 완전히 커버하고 기준 전극(810)의 적어도 일부를 커버하도록 코팅될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 프린팅 공정은 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(820)이 실질적으로 중첩 존(822)에서 기준 전극(810) 상에 서로 중첩하도록 하는 정렬을 목표로 할 수 있다. 이와 같은 경우에, 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(820)은 중첩 존(822)에서 서로 혼합될 수 있다. 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(820) 둘 모두의 길이가 도4에 설명된 실시예에 비하여 더 증가되기 때문에, 제1 작동 전극 및 제2 작동 전극으로의 활성 시약 층(820) 및 비활성 시약 층(818)의 정렬 및 코팅은 보다 개선된다.
제2 작동 전극(806)(예를 들어, 더미 전극)이 도1 내지 5에 도시된 바와 같이 테스트 스트립(800)의 원위부 상에 위치된다는 것이 주의되어야 한다. 이것은 체액이 다음 순서로-제2 작동 전극(806), 기준 전극(810), 및 제1 작동 전극(808)을 순차적으로 적시도록 한다. 테스트 스트립(800)은 (효소를 포함하는) 활성 시약 층(820) 위에 (효소를 포함하지 않는) 비활성 시약 층(818)을 가지도록 의도적으로 디자인된다. 이것은 제2 작동 전극(806) 및 제1 작동 전극(808) 둘 모두에서 효소가 존재할 가능성을 감소시킨다. 효소를 포함하는 활성 시약 층(820)이 제2 작동 전극(806) 위에 코팅되고, 효소가 제1 작동 전극(808) 위에 존재하는 경우, 일부 효소가 제2 작동 전극(806)으로부터 제1 작동 전극(808)으로 스윕(sweep)될 수 있을 것이다. 제1 작동 전극(808) 상에 상당한 양의 효소가 존재하면 백그라운드 신 호가 더미 전극 포맷의 사용을 통하여 감소되지 않게 될 것이다.
본 발명의 실시예에서, 최상부 층(824)은 도1에 도시된 바와 같이 통합된 란셋(826)의 형태일 수 있다. 이러한 실시예에서, 최상부 층(824)은 원위부(58)에 위치되는 란셋(826)을 포함할 수 있다. 침투 부재라고 또한 칭할 수 있는 란셋(826)은 사용자의 피부를 뚫고 테스트 스트립(800) 내로 혈액이 흐르게 하여 제2 작동 전극(806), 제1 작동 전극(808), 및 기준 전극(810)을 적시도록 하는데 적응될 수 있다. 최상부 층(824)은 접착 창(830)에 의하여 테스트 스트립(800)에 접착된다. 이러한 접착 층(830)은 히트 시일(heat seal) 또는 감압 접착제(pressure sensitive adhesive)일 수 있다. 란셋(826)은 어셈블링된 테스트 스트립(800)의 원위부(58)에서 종료되는 란셋 베이스(832)를 포함한다. 란셋(826)은 플라스틱, 유리 및 실리콘과 같은 절연 재료, 또는 스테인리스 강 또는 금과 같은 도전 재료 중 하나로 이루어질 수 있다. 최상부 층(824)이 도전성이 있는 경우에, 최상부 층(824)은 또한 제2 작동 전극(806) 및 제1 작동 전극(808)과의 대향하는 관계로 방향이 맞춰지는 기준 전극(810)으로서 사용될 수 있다. 통합된 란셋을 사용하는 통합된 의료 장치들의 부가적인 설명들은 국제 출원 번호 PCT/GB01/05634 및 미국 특허 출원 번호 10/143,399에서 확인될 수 있다. 게다가, 란셋(826)은 예를 들어, 상술된 국제 출원 번호 PCT/GB01/05634 및 미국 특허 출원 번호 10/143,399에 개시된 바와 같이, 점진적인 다이-스탬핑 기술(die-stamping technique)에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 접착 층(830)은 약 70 내지 110 미크론의 높이를 갖 는다. 접착 층(830)은 양면의 감압 접착제, UV 경화되는 접착제, 열로 활성화되는 접착제, 열경화성 플라스틱, 또는 당업자들에게 공지된 다른 접착제를 포함할 수 있다. 비-제한적인 예로서, 접착 층(830)은 예를 들어, 영국의 Tring, Herts에서의 Tape Specialties LTD(part#A6435)로부터 상업적으로 이용 가능한 물을 기반으로 한 아크릴 공중합체 감압 접착제와 같은 감압 접착제를 스크린 프린팅함으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 방법에서, 백그라운드 변화들은 제2 작동 전극(806)으로부터 제2 전류에서 제1 작동 전극(808)으로부터의 제1 전류를 감산함으로써 감소된다. 테스트를 개시하기 위하여, 전류가 제2 작동 전극(806) 및 제1 작동 전극(808)에서 측정되도록 하는 샘플 입구(52)에 샘플이 인가된다. 제2 작동 전극(806)이 상부에 배치된 글루코오스 산화 효소를 가지지 않기 때문에, 제2 작동 전극(806)에서의 산화 전류의 크기는 테스트 스트립(800)에 존재하는 간섭 화합물들의 양 및 샘플로부터 발생하는 간섭 화합물들의 양에 비례한다. 이것은 제1 작동 전극(808) 및 제2 작동 전극(806) 간의 차이를 사용하여 수정된 전류 값이 계산되도록 하여, 샘플에 존재하는 간섭 화합물들의 그리고 테스트 스트립(800) 상에 존재할 수 있는 간섭 화합물들에 대한 영향들을 감소시키도록 한다.
도9는 테스트 스트립(800)과 인터페이싱하는 미터(900)를 나타내는 간소화된 개략도이다. 미터(900)는 제2 작동 전극(806), 제1 작동 전극(808), 및 기준 전극(810)과의 전기적인 접속을 형성하는 적어도 3개의 전기 접촉부들을 갖는다. 특히, 제2 접촉부(812) 및 기준 접촉부(816)는 제1 전압원(910)에 접속되며; 제1 접촉부 (814) 및 기준 접촉부(816)는 제2 전압원(920)에 접속된다. 테스트를 수행할 때, 제1 전압원(910)은 제2 작동 전극(806) 및 기준 전극(810) 사이에 제1 전위(E1)를 인가하고, 제2 전압원(920)은 제1 작동 전극(808) 및 기준 전극(810) 사이에 제2 전위(E2)를 인가한다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 전위(E1) 및 제2 전위(E2)는 예를 들어, 약 +0.4V와 같이 동일할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 제1 전위(E1) 및 제2 전위(E2)는 상이할 수 있다. 혈액의 샘플이 제2 작동 전극(806), 제1 작동 전극(808), 및 기준 전극(810)을 혈액으로 커버하도록 인가된다. 이것은 제2 작동 전극(806) 및 제1 작동 전극(808)이 글루코오스 및/또는 비-효소 특정 소스들에 비례하는 전류를 측정하도록 한다. 샘플 인가로부터 약 5초 이후에, 미터(900)는 제2 작동 전극(806) 및 제1 작동 전극(808) 둘 모두에 대한 산화 전류를 측정한다.
도10은 테스트 스트립(800)과 인터페이싱하는 미터(900)를 나타내는 간소화된 개략도이다. 도9에 대조적으로, 최상부 층(824)이 도전성이 있고, 기판(50) 상에 배치되는 기준 전극(810) 대신에 기준 전극으로서 사용된다. 보다 구체적으로는, 도10은 기준 전극의 형태로 최상부 층(824)이 제1 작동 전극(808) 및 제2 작동 전극(806)과 대향하는 관계를 갖는다는 것을 나타낸다. 이 경우에, 미터(900)는 도1에 도시된 바와 같은 기준 접촉부(816) 대신에 최상부 측(824)으로 전기 접촉을 형성한다.
도21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 테스트 스트립의 분해 사시도이다. 제1 작동 전극(100)에서 측정된 산화 전류는 산화 전류 소스들: 글루코오스에 의해 발생된 제1의 바람직한 산화 전류 및 인터퍼런트들에 의해 발생된 제2의 바람직하지 않은 산화 전류의 중첩값일 것이다. 인터퍼런트들의 산화는 제1 작동 전극(100)에서 직접적으로 그리고 레독스 매개물질을 통하여 매개된 메커니즘을 경유하여 간접적으로 발생할 수 있다.
제2 작동 전극(102)은 활성 시약(820)으로 코팅되는 활성 부분(102a) 및 비활성 시약(818)으로 코팅되는 비활성 부분(102i)을 가지는 기하형태 트레이스(geometry trace)를 갖는다. 제1 작동 부분(102a)에서 측정된 산화 전류 소스들은 제1 작동 전극(100)과 유사할 것이다. 제2 작동 전극(102)의 비활성 부분(102i)은 효소가 존재하지 않기 때문에, 인터퍼런트들을 산화시키고 글루코오스를 산화시키지 않을 것이다. 또한, 비활성 부분(102i)은 제2 작동 전극(102)에서 직접적으로 그리고 레독스 매개물질을 통하여 매개된 메커니즘을 경유하여 간접적으로 인터퍼런트들을 산화시킬 것이다. 비활성 부분(102i)에서 측정된 산화 전류가 글루코오스에 무관하고 비활성 부분(102i)의 영역이 공지되어 있기 때문에, 제2 작동 전극(102)에서 측정된 인터퍼런트 산화 전류에 대한 이것의 기여도를 계산하는 것이 가능하다. 차례로, 비활성 부분(102i)에 대해 계산된 인터퍼런트 산화 전류를 사용하고 제1 작동 전극(100)의 영역 및 활성 부분(102a)의 영역을 인지하면, 전극에서 산화된 간섭 화합물들의 영향들을 고려한 수정된 글루코오스 전류를 계산하는 것이 가능하다. 본 발명에서, 비활성 부분(102i)이 직접적이고 매개된 간섭 산화에 대한 글루코오스 전류를 수정하는 것을 돕는다는 것이 주의되어야 한다.
따라서, 간섭들에 무관한 수정된 글루코오스 전류를 계산하기 위하여 알고리 즘이 사용될 수 있다. 테스트 스트립(1000) 상으로 샘플을 투여한 이후에, 일정한 전위가 제1 작동 전극(100) 및 제2 작동 전극에 인가되고 양 전극들에 대해 전류가 측정된다. 활성 시약 층(820)이 전체 전극 영역을 커버하는 제1 작동 전극(100)에서, 산화 전류에 기여하는 성분들을 설명하기 위하여 다음의 식이 사용될 수 있고.
Figure 112006038504910-PCT00003
(식 1)
여기서, WE1는 제1 작동 전극에서의 전류 밀도이고, G는 간섭들에 무관한 글루코오스로 인한 전류 밀도이며, I1a는 활성 시약(820)으로 커버되는 제1 작동 전극(100)에서 산화되는 간섭들로 인한 전류 밀도이다.
활성 시약(820) 및 비활성 시약(818)으로 부분적으로 커버되는 제2 작동 전극에서, 산화 전류에 기여하는 성분들을 설명하기 위하여 다음 식이 사용될 수 있고,
Figure 112006038504910-PCT00004
(식 2)
여기서, WE2는 제2 작동 전극에서의 전류 밀도이고, I2a는 활성 부분(102a)에서의 간섭들로 인한 전류 밀도이며, I2i는 비활성 부분(102i)에서의 간섭들로 인한 전류 밀도이다.
간섭들의 영향들을 감소시키기 위하여, 활성 부분(102a) 및 비활성 부분(102i)에서의 간섭 전류 간의 관계를 설명하는 식이 공식화된다. 활성 부분(102a)에서 측정된 산화 전류 밀도가 비활성 부분(102i)에서 측정된 전류 밀도와 동일한 것으로 근사화된다. 이러한 관계는 다음 식에 의해 더 설명되고,
Figure 112006038504910-PCT00005
(식 3a)
여기서, A2a는 활성 시약 층(820)으로 커버된 제2 작동 전극의 영역이며 A2i는 비활성 시약 층(818)으로 커버된 제2 작동 전극의 영역이다.
비활성 부분(102i)은 인터퍼런트들을 산화시킬 수 있지만, 효소로 코팅되지 않기 때문에, 글루코오스를 산화시킬 수 없다. 활성 부분(102a)은 글루코오스 및 인터퍼런트들을 산화시킬 수 있다. 비활성 부분(102i)이 활성 부분(102a)의 영역에 비례하는 방식으로 인터퍼런트들을 산화시킨다는 것이 실험적으로 발견되었기 때문에, 제2 작동 전극(102)에서 전체 측정된 간섭 전류의 비율을 예측하는 것이 가능하다. 이것은 제2 전극(102)에서 측정된 전체 전류(즉, WE2)가 간섭 전류의 기여도를 감산함으로써 수정되도록 한다. 본 발명의 실시예에서, A2i:A2a의 비는 약 0.5:1 내지 5:1 사이이고, 바람직하게는 약 3:1일 수 있다. 전류 수정을 위한 이러한 수학적 알고리즘을 설명하는 더 많은 세부사항들이 다음의 섹션들에서 설명될 것이다.
본 발명의 대안적인 실시예에서, I2a는 I2i와 상이할 수 있다. 이것은 효소의 존재로 인하여 활성 부분(102a)에서 인터퍼런트들의 더 효율적이거나 더 효율적이지 않은 산화에 속하는 것으로 생각할 수 있다. 양호하지 않게 설명된 이유들로 인해, 효소의 존재가 매개물질을 산화하는 전극의 성능에 영향을 줄 수 있다는 것이 가능하다. 이러한 비헤이버(behavior)는 식 3a를 다음 형태로 재기록함으로써 현상학적으로 모델링될 수 있고,
Figure 112006038504910-PCT00006
(식 3b)
여기서, f는 활성 부분(102a)의 간섭 산화 효율의 영향들을 비활성 부분(120i)에 통합하는 수정 팩터이다.
본 발명의 실시예에서, 식 1, 2 및 3a는 간섭들에 무관한 수정된 글루코오스 전류 밀도를 출력하는 식을 유도하기 위하여 조정될 수 있다. 3개의 식들(식 1, 2 및 3a)이 집합적으로 G, I2i, I2a, 및 I1a 인 4개의 미지수들을 갖는다는 것이 주의되어야 한다. 그러나, I1a, I2a는 이들이 동일한 도전 재료이고 동일한 활성 시약 층(820)으로 코팅되기 때문에, 줄잡아서 동일하다고 가정될 수 있다. 식 1은 다음 형태로 재배열될 수 있다.
Figure 112006038504910-PCT00007
(식 4)
다음으로, 식 3a로부터의 I2a는 식 4 내로 치환되어 식 5를 발생시킨다.
Figure 112006038504910-PCT00008
(식 5)
다음으로, 식 1 및 식 2가 결합되어 식 6을 발생시킬 수 있다.
I2i = WE2 - WE1 (식 6)
다음으로, 식6으로부터의 I2i는 식 5 내로 치환되어 식 7a를 발생시킨다.
Figure 112006038504910-PCT00009
(식 7a)
식 7a는 단지 제1 작동 전극(100) 및 제2 작동 전극(102)으로부터 측정된 전류 밀도(즉, WE1 및 WE2), 및 제2 작동 전극의 코팅된 영역 대 코팅되지 않은 영역의 비율(즉,
Figure 112006038504910-PCT00010
)을 필요로 하는, 간섭들의 영향을 제거하는 수정된 글루코오스 전류 밀도(G)를 출력한다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 비율(
Figure 112006038504910-PCT00011
)은 글루코오스 미터 내로, 예를 들어, 판독 전용 메모리 내에 프로그래밍될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 비율(
Figure 112006038504910-PCT00012
)은 A2a 또는 A2i의 제조 변수들을 고려할 수 있는 캘리브레이션 코드 칩(calibration code chip)을 통하여 미터로 전달될 수 있다.
본 발명의 대안적인 실시예에서, 식 1, 2 및 3b는 활성 부분(102a)에 대한 간섭 산화 전류 밀도가 비활성 부분(102)의 간섭 산화 전류 밀도와 상이할 때 사용될 수 있다. 이와 같은 경우에, 대안적인 수정 식 7b는 아래에 나타낸 바와 같이 유도된다.
Figure 112006038504910-PCT00013
(식 7b)
본 발명의 다른 실시예에서, 수정된 글루코오스 전류 식 7a 또는 7b는 일정 임계값이 초과될 때에만 미터에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, WE2가 WE1보다 약 10% 이상인 경우, 미터는 전류 출력에 대해 수정하기 위하여 식 7a 또는 7b를 사용 할 것이다. 그러나, WE2가 WE1보다 약 10% 이하인 경우, 미터는 측정의 정확도 및 정밀도를 개선시키기 위하여 WE1 및 WE2 간의 평균 전류 값을 간단히 취할 것이다. 샘플에서 상당한 레벨의 간섭들이 존재할 것 같은 어떤 상황들 하에서만 식 7a 또는 7b를 사용하는 방법은 측정된 글루코오스 전류를 과잉수정할 위험을 완화시킨다. WE2가 WE1보다 상당히 큰 경우(대략 20% 이상), 이것은 상당히 높은 농도의 인터퍼런트들을 갖는 표시자이라는 것이 주의되어야 한다. 이와 같은 경우에, 매우 높은 레벨의 인터퍼런트들이 식 7a 또는 7b의 정확도에서 브레이크다운(breakdown)을 초래할 수 있기 때문에, 글루코오스 값 대신 에러 메시지를 출력하는 것이 바람직할 수 있다.
도 21은 산화된 매개물질의 감소된 매개물질로의 변환에 기인하는 증가된 백그라운드의 변화들을 보상하도록 디자인된 테스트 스트립 실시예의 분해조립 사시도이다. 테스트 스트립(100)은 기판(50), 도전 층(164), 절연 층(106), 비활성 시약 층(818), 활성 시약 층(818), 접착 층(830), 및 최상부 층(824)을 포함한다. 테스트 스트립(1000)은 원위부(58) 및 근위부(60)를 더 포함한다. 테스트 스트립(1000)이 활성 시약 코팅(820)이 제1 작동 전극(100) 및 제2 작동 전극(102) 둘 모두의 부분을 커버하도록 한 테스트 스트립(800)의 변형이라는 것이 주의되어야 한다. 이것은 2개의 글루코오스 측정들이 행해지도록 하는 동시에, 테스트 스트립(1000) 내에 나타나거나 테스트 스트립(1000) 내로 투여되는 인터퍼런트들을 수정하도록 한다. 테스트 스트립(1000)은 증가된 백그라운드 또는 간섭 화합물들의 영 향을 감소시키기 위하여 식 7a 또는 7b 중 하나를 사용할 것이다. 테스트 스트립(800)과 대조적으로, 테스트 스트립(1000)은 도전 층(164) 및 절연 층(106)이 변형된다. 기판(50), 비활성 시약 층(818), 활성 시약 층(818), 접착 층(830) 및 최상부 층(824)은 테스트 스트립(100) 및 테스트 스트립(800) 둘 모두에서 형상 및 재료 둘 모두가 유사하다.
도 22 내지 도 24는 활성 시약 층(820) 및 비활성 시약 층의 서로에 대한 다양한 위치들을 나타내는, 도 21에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테스트 스트립(1000)의 원위부(58)의 간소화된 평면도이다. 도 22 내지 도 24에 각각 대응하는 도 25 내지 도 27은 도전 층(164), 활성 시약 층(820), 및 비활성 시약 층(818) 간의 관계를 더 명백하게 입증하는 것을 돕기 위한 절연 층(804)을 도시하지 않았다.
테스트 스트립(1000)에서, 도전 층(164)이 기판(50) 상에 배치된다. 도전 층(164)은 도21에 도시된 바와 같이, 제1 작동 전극(100), 제2 작동 전극(102), 기준 전극(104), 제1 접촉부(101), 제2 접촉부(103), 기준 접촉부(105), 스트립 검출 바(17)를 포함한다. 테스트 스트립(800)에 대조적으로, 제2 작동 전극(806) 및 제1 작동 전극(102)은 C-형상을 갖는다.
도22는 제1 작동 전극(100), 제2 작동 전극(102), 기준 전극(104), 절연 층(106), 비활성 시약 층(818), 및 활성 시약 층(818)의 간소화된 평면도이다. 절연 층(106)은 비활성 부분(102i) 및 활성 부분(102a)을 가지도록 제2 작동 전극(102)을 규정하는 컷아웃(108)을 포함한다. 이 실시예에서, 비활성 시약 층(818)은 비활성 부분(102i) 상에 배치되고, 활성 시약 층(818)은 활성 부분(102a), 제1 작동 전 극(100), 및 기준 전극(104) 상에 배치된다. 도22는 활성 시약 층(818)과 닿거나 중첩하지 않는 비활성 시약 층(818)과 닿거나 중첩하지 않는다.
테스트 스트립(1000)은 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(818) 둘 모두가 제2 작동 전극(102)의 일부를 코팅한다는 점에서 테스트 스트립(800)과 상이하다. 이것은 2개의 글루코오스 측정들이 수행되도록 하는 동시에, 백그라운드 및/또는 간섭들의 영향들을 감소시킨다. 도22에 도시된 바와 같은 테스트 스트립(1000)을 제조하는데 있어서의 도전들 중 하나는 제1 작동 전극(100), 제2 작동 전극(102) 및 기준 전극(104)의 영역이 비교적 작기 때문에, 비활성 시약 층 및 활성 시약 층이 희망하는 수율로 서로 닿지 않도록 각각의 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(818)을 순차적으로 정렬하여 코팅하는 것이 어려울 수 있다는 것이다.
본 발명의 실시예에서, 도23은 비활성 부분(102i) 상에 배치된 비활성 시약 층(818), 및 활성 부분(102a) 상에 배치된 활성 시약 층(818), 제1 작동 전극(100), 및 기준 전극(104)을 나타낸다. 이 실시예에서, 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(818)은 서로 바로 인접한다. 이와 같은 이상적인 경우에, 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(818)은 서로 닿지만, 실질적으로 중첩하지 않는다. 프린팅 공정이 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(818)이 서로 바로 인접하도록 하는 정렬을 목표로 할지라도, 통상적인 제조 변수로 인하여 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(818) 간에 일정한 빈도로 어떤 중첩이 발생하게 될 것이다. 마찬가지로, 이와 같은 변수로 인해 비활성 시약 층(818)이 또한 일정 빈도로 활성 시약 층(818)에 닿지 않게 될 것이다. 비활성 시약 층(818)이 활성 시약 층(818)에 닿거나 닿지 않게 되기 때문에, 수용 가능한 테스트 스트립들의 수율이 개선된다.
비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(818)을 코팅하는 방법을 개선시키는 본 발명의 또 다른 실시예가 도24에 도시되어 있다. 비활성 시약 층(818)은 활성 부분(102i)을 완전히 커버하고 기준 전극(104)의 일부를 커버하도록 코팅될 수 있다. 마찬가지로, 활성 시약 층(818)은 활성 부분(102a), 제1 작동 전극(100)을 완전히 커버하고 기준 전극(104)의 적어도 일부를 커버하도록 코팅될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 프린팅 공정은 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(818)이 실질적으로 중첩 존(822)에서 기준 전극(810) 상에 서로 중첩하도록 하는 정렬을 목표로 할 수 있다. 이와 같은 경우에, 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(818)은 중첩 존(822)에서 서로 혼합될 수 있다. 비활성 시약 층(818) 및 활성 시약 층(818) 둘 모두의 길이가 도23에 설명된 실시예에 비하여 더 증가되기 때문에, 활성 시약 층(818) 및 비활성 시약 층(818)의 정렬 및 코팅은 제조 수율 면에서 더 개선된다.
본 발명의 장점은 증가된 백그라운드의 영향들을 감소시키는 것을 돕는 2개의 시약 층들이 사용된다는 것이다. 테스트 스트립 자체에서 페로시안 화합물과 같은 변하는 레벨들의 감소된 매개물질들을 충분히 보상하는 성능으로 인해 높은 레벨의 정확도 밀 정밀도가 성취되게 된다. 제조, 테스트, 저장 공정 동안 산화된 매개물질의 감소된 형태로의 변환에 영향을 줄 수 있는 몇 가지 팩터들이 존재한다. 따라서, 이것은 (배취 내 그리고 배취들 간의) 시약 층 높이, 히트 시일 접착 제조 조건들, 고온 건조, 패키징, 및 살균 조건들과 같은 제조 변수들을 고려하여 수정 들이 행해지도록 한다. 수정이 이러한 변수들을 고려하기 때문에, 더 튼튼한 공정이 구상될 수 있고, 여기서 이와 같은 제조 변수들을 모니터링하고 제어하기 위한 정밀한 공정 제어들이 필요로 되지 않는다. 백그라운드 전류들의 측정은 또한 높은 온도 및 습도와 같은 열악한 저장 조건들을 견디도록 하기 위하여 테스트 스트립의 안정성을 개선시킬 수 있다. 이로 인해, 습도를 억제하기 위해 정밀한 시일을 필요로 하지 않는 테스트 스트립을 저장하기 위한 더 간단한 카트리지들이 디자인되도록 할 수 있다.
예 1
테스트 스트립(800)이 도1 내지 도3a에 도시된 바와 같이 준비된다. 테스트 스트립들(800)은 변하는 레벨들의 살균 방사선에 노출되는 혈액으로 테스트된다. 테스트 스트립들(800)에 대하여, 이들은 제1 작동 전극(808) 및 기준 전극(810); 제2 작동 전극(806) 및 기준 전극(810) 사이에 +0.4 볼트의 일정한 전위를 인가하기 위한 수단을 가지는 분압장치에 전기적으로 접속된다. 혈액의 샘플은 혈액이 샘플 수용 챔버 내로 윅(wick)하도록 하고 제1 작동 전극(808), 기준 전극(810), 및 제2 작동 전극(806)을 적시도록 하는 샘플 입구(52)에 인가된다. 활성 층(820)은 혈액으로 수화되고 나서, 샘플 내에 존재하는 인터퍼런트 농도 및/또는 글루코오스의 양에 비례할 수 있는 페로시안 화합물을 발생시킨다. 대조적으로, 비활성 층(818)은 혈액으로 수화되며, 수화 이전에 비활성 층(818) 내에 존재하지 않는 부가적인 페로시안 화합물을 발생시키지 않는다. 테스트 스트립(800)으로의 샘플 인가로부터 약 5초 후에, 간섭들 및/또는 페로시안 화합물의 산화가 제1 작동 전극 (808) 및 제2 작동 전극(806) 둘 모두에 대한 전류로서 측정된다.
예 2
비활성 층(818) 및 활성 층(820)의 사용이 감마 방사선에 의해 살균된 테스트 스트립에 대한 전체의 정밀도를 개선시킨다는 것을 나타내기 위하여, 테스트 스트립들의 2개의 배취들이 준비된다. 테스트 스트립들의 배취들 둘 모두는 예1에 서술된 것과 유사한 방식으로 테스트된다. 제1 테스트 스트립 배취는 테스트 스트립(800)이고 배취 1이라 칭해진다. 배취 2라 칭해지는 제2 테스트 스트립 배취는 또한 테스트 스트립(800)과 유사하지만, 비활성 시약 층(818)을 포함하지 않고, 제1 작동 전극(808), 제2 작동 전극(806), 및 기준 전극(810) 모두를 커버하는 변경된 활성 시약 층을 갖는다. 배취 1을 테스트할 때, 제1 작동 전극(808) 및 제2 작동 전극(806)으로부터의 전류의 차이가 사용되어, 그 이후에 글루코오스 농도로 변환되는 수정된 신호 전류를 계산하도록 한다. 배취 2를 테스트할 때, 제2 작동 전극(806) 및 제1 작동 전극(808)으로부터의 전류가 함께 합산되어, 그 이후에 수정되지 않은 글루코오스 농도를 계산하는데 사용되는 값을 결정하도록 한다. 혈액으로 테스트하기 이전에, 배취 1 및 배취 2 테스트 스트립들 둘 모두는 0kGy 및 25kGy의 감마 방사선으로 처리된다. 다음으로, 배취 1 - 0kGy, 배취 1 - 25kGy, 배취 2 - 0kGy, 및 배취 2 - 25kGy인 4개의 테스트의 경우들이 20, 50, 100, 300, 및 500mg/dL인 5개의 글루코오스 농도들에서 각각의 테스트 경우에 대해 혈액으로 24개의 테스트 스트립들을 테스트함으로써 정밀도에 대해 평가된다.
도11 내지 도15는 배취 1 테스트 스트립들이 25kGy의 감마 방사선으로 살균 된 이후에 정밀도의 저하를 겪지 않는다는 것을 나타낸다. 모든 5개의 글루코오스 농도들에서, 정밀도는 배취 1 테스트 스트립들에 대한 살균 이후에 실질적으로 유사하거나 더 양호하다. 이것은 활성 시약 층(820) 및 비활성 시약 층(818)을 사용하는 것이 살균 공정 동안 생성된 페로시안 화합물의 백그라운드 레벨들을 보상하는 것을 돕는다는 것을 나타낸다.
도11 내지 도13은 배취 2 테스트 스트립들이 25kGy의 감마 방사선으로 살균된 이후에 정밀도의 저하를 겪는다는 것을 나타낸다. 이러한 제어 실험은 본 발명의 백그라운드 감소 방법을 사용하지 않을 때, 정밀도의 저하가 존재한다는 것을 입증한다. 배치 2 테스트 스트립이 비활성 시약 층(818)을 가지지 않기 때문에, 백그라운드 감소 방법이 구현될 수 없다. 배치 2 테스트 스트립들은 정밀도에 대한 살균의 영향이 중요하지 않은 비교적 높은 글루코오스 농도들(300 및 500 mg/dL)이 테스트되기 때문에, 살균 이후에 정밀도의 저하를 겪지 않는다. 이 경우에, 글루코오스 산화효소에 의해 발생된 페로시안 화합물의 양은 테스트 스트립을 수화하기 전에 (예를 들어, 살균 공정들에 의해) 발생된 페로시안 화합물보다 상당히 높다.
예 3
배취 3이라 칭해지는 테스트 스트립들의 다른 배취는 제2 작동 전극(806)이 활성 시약 층(820) 또는 비활성 시약 층(818) 중 하나로 코팅된다는 것을 제외하면 테스트 스트립(800)과 유사한 방식으로 준비된다. 이 예에서, 배취들 1 내지 3은 요산 및 젠티산(gentisic acid)과 같은 간섭 화합물들 앞에서 전체 정확도를 평가하기 위하여 테스트된다.
배취 1, 배취 2, 및 배취 3 테스트 스트립들은 0, 25, 및 50mg/dL인 3개의 농도들의 젠티산에서 혈액으로 테스트된다. 각각의 젠티산 농도에서, 70 및 240mg/dL인 2개의 글루코오스 농도들이 테스트된다. 도16 및 도17은 배취 1 및 배취 3 테스트 스트립이 25 및 50mg/dL 젠티산 농도에서 이들을 테스트할 때, 바이어스의 사소한 변화(<10mg/dL 또는 10%)를 갖는다는 것을 나타낸다. 대조적으로, 배취 2 테스트 스트립들은 25 및 50mg/dL 젠티산 농도에서 이들을 테스트할 때, 바이어스의 상당한 변화(>10mg/dL 또는 10%)를 갖는다. 이것은 효소로 코팅되지 않은 제2 작동 전극(806)을 사용하는 것이 고농도들의 젠티산 앞에서 글루코오스 신호의 수정을 효율적이도록 한다는 것을 나타낸다.
배취 1, 배취 2, 및 배취 3 테스트 스트립들은 0, 10, 및 20mg/dL인 3개의 농도들의 요산에서 혈액으로 테스트된다. 각각의 요산 농도에서, 70 및 240mg/dL인 2개의 글루코오스 농도들이 테스트된다. 도18 및 도19는 배취 1 및 배취 3 테스트 스트립이 10 및 20mg/dL 요산 농도에서 이들을 테스트할 때, 바이어스의 사소한 변화(<10mg/dL 또는 10%)를 갖는다는 것을 나타낸다. 대조적으로, 배취 2 테스트 스트립들은 10 및 20mg/dL 요산 농도에서 이들을 테스트할 때, 바이어스의 상당한 변화(>10mg/dL 또는 10%)를 갖는다. 이것은 효소로 코팅되지 않은 제2 작동 전극(806)을 사용하는 것이 고농도들의 요산 앞에서 글루코오스 신호의 수정을 효율적이도록 한다는 것을 나타낸다.

Claims (6)

  1. 기판과,
    상기 기판위에 배치된 제 1 작동 전극과,
    상기 기판위에 배치된 제 2 작동 전극과,
    기준 전극과,
    상기 제 1 작동 전극위에 배치되고, 상기 제 1 작동 전극을 완전히 커버하는 활성 시약 층, 및
    상기 제 2 작동 전극위에 배치되고, 상기 제 2 작동 전극을 완전히 커버하는 비활성 시약 층을 포함하는 전기화학 센서.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 작동 전극, 상기 제 2 작동 전극, 및 상기 기준 전극은 샘플 수용 챔버(sample receiving chamber)에 배치되며,
    상기 샘플 수용 챔버는 근위 단부와, 체액을 수용하도록 되어 있고 상기 제 2 작동 전극이 이에 인접하게 배치되는 제 1 개구를 포함하는 원위 단부를 구비하는 전기화학 센서.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 작동 전극 및 상기 기준 전극은 상기 제 2 작동 전극의 근위측에 배치되는 전기화학 센서.
  4. 기판과,
    상기 기판위에 배치된 제 1 작동 전극과,
    상기 기판위에 배치된 제 2 작동 전극과,
    기준 전극과,
    상기 제 1 작동 전극위에 배치되며, 상기 제 1 작동 전극을 완전히 커버하는 활성 시약 층을 포함하며,
    상기 제 2 작동 전극은 활성 구역과 비활성 구역을 구비하며,
    상기 활성 시약 층은 상기 제 2 작동 전극의 활성 구역위에 배치되고, 비활성 시약 층은 상기 제 2 작동 전극의 상기 비활성 구역위에 배치되는 전기화학 센서.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1 작동 전극, 상기 제 2 작동 전극, 및 상기 기준 전극은 샘플 수용 챔버에 배치되며,
    상기 샘플 수용 챔버는 근위 단부와, 체액을 수용하도록 되어 있고 상기 제 2 작동 전극의 상기 비활성 구역이 이에 인접하게 배치되는 제 1 개구를 포함하는 원위 단부를 구비하는 전기화학 센서.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 2 작동 전극 및 상기 제 1 작동 전극의 상기 활성 구역은 상기 제 2 작동 전극의 상기 비활성 구역의 근위측에 배치되는 전기화학 센서.
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