KR20120082954A - 체액 내 분석물의 검출을 위한 시스템 - Google Patents

체액 내 분석물의 검출을 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출, 특히 혈당의 검출을 위한 시스템 (110) 이 제안된다. 시스템 (110) 은, 체액의 샘플 (130) 을 생성하고 상기 샘플의 적어도 일부를 적어도 하나의 시험 요소 (128), 특히 시험 패널 (129) 로 전달하도록 설계된다. 시스템 (110) 은, 상기 샘플 (130) 의 생성과 상기 시험 요소 (128) 에의 적용 사이의 시간이 1 s 미만, 바람직하게는 500 ms 미만이 되도록 설계된다.

Description

체액 내 분석물의 검출을 위한 시스템{SYSTEM FOR DETECTION OF AN ANALYTE IN A BODY FLUID}
본 발명은 체액 내 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한 시스템에 관한 것이다. 그러한 시스템은, 특히 혈액이나 간질액과 같은 체액 내 1 이상의 분석물의 질적 또는 양적 결정을 가능하게 하기 위해, 휴대용 검출 장치로서 또는 고정 장치에 이용된다. 관련 분석물은 특히 대사물질 (metabolite) 이다. 이하에서, 특히 혈당의 검출에 대해 설명하지만, 다른 종류의 분석물이 배제되는 것은 아니다.
배경기술로부터 체액 내 분석물의 검출을 위한 다수의 시스템이 공지되어 있다. 일반적으로 이들 시스템은, 예컨대 적어도 하나의 랜싯으로, 먼저 체액의 샘플을 생성하는 것에 기초한다. 그리고 나서, 적어도 하나의 시험 요소 (test element) 를 이용하여, 검출될 적어도 하나의 분석물에 대해 이 샘플을 질적 또는 양적으로 조사한다. 이는 예컨대 광학적으로 및/또는 전기화학적으로 행해질 수 있다. 시험 요소는 예컨대 적어도 하나의 분석물을 검출하도록 특별히 디자인된 시험 화학물질 (chemical) 을 갖는 1 이상의 시험 패널 (panel) 을 포함할 수 있다. 예컨대, 시험 화학물질은 적어도 하나의 분석물의 존재 하에서 1 이상의 검출가능한 반응 또는 변화를 거칠 수 있고, 이 반응 또는 변화는 예컨대 물리적으로 및/또는 화학적으로 검출될 수 있다.
배경기술로부터 그러한 많은 시스템이 공지되어 있다. 따라서, 예컨대 US 7,252,804 B2 에는, 체액의 분석을 위한 측정 유닛으로서, 시험 스트립의 사용에 기초한 측정 기구 및 그 측정 기구에 연결된 랜싯을 포함하는 측정 유닛이 기재되어 있다. 게다가, 시험 요소에 의한 샘플의 생성과 샘플의 수집이 조합된 시스템이 또한 공지되어 있다. 예컨대, EP 1 992 283 A1 에는, 천자상 (puncture wound) 을 생성하기 위한 랜싯, 및 체액의 샘플을 수집하기 위한 샘플수집 장치를 갖는 피어싱 (piercing) 시스템이 기재되어 있다. 피어싱 운동 다음으로, 샘플링 운동이 행해지며, 이때 샘플이 수집된다. 이와 유사하게, EP 1 881 322 A1 에는, 액체 샘플의 분석을 위한 휴대용 측정 시스템이 기재되어 있는데, 이 시스템은 하우징 내부 분위기 (atmosphere) 를 갖는 방습 하우징을 갖는다. 액체 샘플은 하우징 내부 분위기 내에서 적어도 하나의 시험 요소에 가해질 수 있다.
샘플이 생성된 후 시험 요소로 전달되는 그러한 시스템 외에, 샘플의 생성과 샘플의 수집이 통합되어 있는 시스템이 존재한다. 예컨대, 이는 액체 샘플을 수집하기 위한 모세관으로서 전부 또는 일부 설계된 적절한 바늘을 이용하여 행해질 수 있다. 이러한 모세관에 의해, 액체 샘플은 예컨대 바늘에 통합되거나 일반적으로 랜싯 장치에 통합될 수 있는 시험 요소로 전달될 수 있다. 그러한 랜싯 시스템을 종종 "획득 및 측정 (get and measure)" 시스템이라고 칭한다. 이러한 종류의 통합형 랜싯 시스템의 예가 WO 2005/084546 A2 에 기재되어 있다.
사용되는 시스템에 관계없이, 체액 내 분석물의 검출을 위한 시스템의 일반적인 목적은 샘플의 샘플 체적을 현저히 감소시키는 것이다. 그러한 감소는 여러 이유로 바람직하다. 먼저, 샘플 체적이 감소하면, 분석과 관련하여 환자가 겪는 통증을 최소화할 수 있다. 더욱이, 큰 샘플 체적은, 예컨대 샘플 자체에 의한 분석 장비의 오염 위험이 증가한다는 측면에서, 곤란을 야기한다. 샘플 체적을 감소시키는 다른 이유는 통합 시스템의 제조 목적에 있다. 이러한 통합은, 랜싯을 위해 그리고 샘플 체적을 위해 이용가능한 공간이 일반적으로 감소되므로, 동일한 공간 내에 더 높은 정도의 기능성 (functionality) 을 요구한다. 더욱이, 대부분의 경우 통합형 시스템은 더 적은 샘플 체적으로 작동해야 하므로, 일반적으로 이 시스템은 샘플 체적을 증가시키기 위해 ("밀킹 (milking)") 피부의 천공 표면을 적극적으로 다룰 가능성을 제공하지 않는다.
그러나, 본 발명의 내용에서 발견되는 것처럼, 감소된 샘플 체적, 예컨대 1 ㎛ 미만의 혈액 체적으로 작동하는 시스템의 어려움은 증발의 영향과 그와 관련된 샘플의 적어도 부분적인 건조에 있다. 그러나, 예컨대 물의 증발에 의한 샘플의 건조는 액체 샘플에 용해된 물질, 예컨대 포도당의 농도를 증가시킨다. 따라서, 그러한 샘플에서, 측정되는 증가된 농도는 부정확하다.
액체의 증발 효과는 일반적으로 폭넓게 조사되고 다수의 문헌에 기재되어 있다. 대부분의 연구는 일반적으로 고여있는 액체 (자유 액적과는 근본적으로 상이하게 거동할 수 있음) 가 아닌 자유낙하 수적 (water droplet) 또는 적용되는 (applied) 수적에 관한 것이다. 증발은 예컨대 액체 표면의 환경에서의 공기 습도 및 대류에 의해 영향을 받는다. 표준 조건 하에서, 적어도 약 100 nl 의 액적의 일반적인 증발률은 0.3 ? 0.6 nl/s 이고, 일정한 환경 조건 하에서는 예컨대 액적 표면적에 의해 영향을 받는다.
증발 원리에 대한 상기 연구는 많은 경우에, 다수의 환경적 인자 및 파라미터에 대한 지식에 기초한 증발의 복잡한 이론적 예측을 한다. 그러나, 체액 내 분석물의 검출을 위한 분석 시스템은 많은 경우에, 넓은 온도 범위 및 공기 습도 범위에 걸쳐 그리고 특별한 대류 조건에 관계없이 작동해야 하고, 그러한 예측 및 분석은 실제로 비교적 별 도움이 되지 않는다.
건조 효과에 의해 가해지는 영향은 의학 진단의 분야에도 또한 알려져 있다. 예컨대, US 7,252,804 B2 에서는, 피어싱 보조기 (aid) 를 갖는 바이오센서에서 혈액 샘플의 이러한 건조의 효과가 기재되어 있다. 이와 유사하게, US 6,878,262 B2 에, 이러한 효과가 기재되어 있으며, 증발을 방지하기 위해 혈액 운송용 모세관을 폐쇄할 것을 제안하고 있다. 예컨대 US 6,565,738 B1 또는 US 6,312,888 B1 에서 유사한 절차가 또한 선택된다. 특히 대류에 의한 샘플의 건조를 막기 위해, US 6,325,980 B1 에서는, 0.5 μl 미만의 체적을 갖는 샘플을 덮을 것을 제안한다.
따라서, 많은 공지된 접근법은 모세관을 덮음 (covering) 으로써 증발 문제에 대항하지만, 많은 경우에 이는 실제로 거의 불가능하거나 또는 적어도 달성하기 곤란하다. 특히 상기한 "획득 및 측정" 시스템에서, 1회용 시스템으로서 구성된 랜싯의 덮음은 상당한 기술적 노력으로만 실현될 수 있다. 그러므로, 많은 경우에, 준-개방 (semi-open) 모세관으로부터의 증발을 고려해야 한다. 그러나, 다수의 인터페이스를 갖는 그러한 시스템은 이론적으로 어렵게 묘사될 수 있다. 전술한 복잡한 환경 조건 때문에, 특히 온도 범위 및/또는 습도 범위 및 특별한 대류 조건에 관하여, 포도당 농도 및/또는 다른 분석물 농도의 산출에 일정한 수정 인자를 편입시키는 것은 특히 부적합하다. 실제로, 특히 증발을 수정하기 위한 이론적인 또는 준-경험적인 접근법은 많은 경우에 비현실적으로 낮은 증발률을 나타내고 결과적으로 틀린 수정을 야기한다는 것이 밝혀졌다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위해 이용되며 공지된 시스템의 단점을 회피하는 시스템을 이용가능하게 하는 것이다. 특히, 상기 시스템은 제조에 비용이 많이 들지 않아야 하지만, 넓은 범위의 실제 환경 조건 내에서 향상된 검출 결과를 얻을 수 있어야 한다.
그러므로, 독립 청구항의 특징을 갖는 체액 내 분석물의 검출을 위한 시스템이 제안된다. 본 발명의 유리한 구성 (단독으로 또는 조합되어 구현될 수 있음) 이 종속 청구항에 기재되어 있다.
상기 시스템은 체액 내 분석물의 검출을 위해 이용된다. 대안적으로 또는 부가적으로 다른 종류의 체액이 검사될 수 있지만, 이 체액은 특히 혈액 및/또는 간질액일 수 있다. 질적으로 및/또는 양적으로 검출될 수 있는 적어도 하나의 분석물은 특히 적어도 하나의 대사물질일 수 있다. 이는 특히 혈당일 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 부가적으로, 콜레스테롤, 유산염, 응고물질 (coagulate), 트로포닌, 미오글로빈, 프로BNP (proBNP), C-반응성 단백질, CK-MB 등과 같은 분석물을 검출하는 것도 또한 가능하다. 여러 분석물의 조합을 검출하는 것도 또한 가능하다.
제안된 시스템은 혈액의 샘플을 생성하고 그 샘플을 적어도 하나의 시험 요소, 특히 시험 패널로 전달하도록 설계된다. 샘플을 생성하기 위해, 시스템은 특히 사용자의 피부 부분을 천자하기 위한 적어도 하나의 랜싯을 포함할 수 있다. 랜싯이라는 용어는 폭넓게 해석되어야 하고, 특히 피부 부분에 절개 및/또는 천자를 생성할 수 있는 임의의 희망하는 요소를 포함한다. 더욱이, 랜싯 및/또는 시스템은 혈액 샘플을 생성할 목적으로 절개 및/또는 천자를 생성하기 위해 상기 요소의 랜싯 운동을 초래하도록 설계된 적어도 하나의 액추에이터를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 시험 요소는 예컨대 적어도 하나의 시험 패널을 포함할 수 있다. 특히, 적어도 하나의 시험 요소, 특히 적어도 하나의 시험 패널은, 적어도 하나의 분석물의 존재시에 적어도 하나의 측정가능한 특성, 예컨대 물리적으로 및/또는 화학적으로 측정가능한 특성을 변화시키는 적어도 하나의 화학물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 이는 전기화학적으로 및/또는 광학적으로 측정가능한 특성, 예컨대 색 변화일 수 있다. 이러한 목적을 위해, 시험 요소, 특히 시험 화학물질은 적절한 화학물질 및/또는 화학물질 혼합물, 예컨대 효소, 보조제 (auxiliary) 등을 포함할 수 있고, 이들은 원리적으로 종래 기술에 공지되어 있고 또한 본 발명의 내용에서 이용될 수도 있다. 예컨대, J. Hoenes 등의 "당뇨병 테크놀로지 및 치료법 (Diabetes Technology and Therapeutics)" (volume 10, supplement 1, 2008년, 10 ? 26 페이지) 을 참조할 수 있다. 거기에 기재된 시험 요소 및/또는 시험 화학물질이 본 발명의 내용에서 또한 이용될 수 있다.
시험 요소는 적어도 하나의 랜싯에 통합될 수 있고/있거나, 적어도 하나의 랜싯과 전부 또는 일부 별개로 설계될 수 있다. 시험 요소가 적어도 하나의 랜싯에 통합된다면, 예컨대 상기한 종래기술에 따라 예컨대 공지된 "획득 및 측정" 시스템으로부터 알려진 랜싯을 이용하는 것이 가능하다. 예컨대, 샘플이 모세관 간극 (gap) 을 통해 시험 요소로 전달되도록, 1 이상의 시험 패널이 폐쇄 또는 개방된 모세관의 단부에 배치되거나 또는 모세관 간극을 전부 또는 일부 덮을 수 있다.
샘플의 전달을 보장하기 위해, 샘플의 전부 또는 일부가 적어도 하나의 시험 요소로 전달될 수 있고, 여러 메커니즘이 제공될 수 있다. 따라서, 예컨대, 생성 위치로부터 시험 요소로의 샘플의 전달이 적어도 하나의 모세관을 통해 적어도 일부 또는 몇몇의 구역 (section) 에서 이루어질 수 있다. 이는 특히 랜싯에 전부 또는 일부 통합된 모세관일 수 있다. 특히, 이 모세관은 부분적으로 개방된 모세관, 즉 랜싯의 개방 슬릿 형태의 모세관으로서 설계될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이는 특히 통합형 시험 요소를 갖는 랜싯, 즉 "획득 및 측정" 랜싯으로 불리는 것일 수 있다.
그러나, 일반적으로, 시험 요소로의 체액 샘플의 전달이라는 표현은 폭넓게 해석되어야 한다. 이 표현은 일반적으로, 샘플이 시험 요소로 전달되도록, 샘플 및 시험 요소가 서로에 대해 이동되는 것, 즉 그들의 위치 및/또는 배향 및/또는 넓이 (extent) 및/또는 형상에 있어서 변화되는 것을 의미한다. 모세관의 이용은 샘플 자체를 시험 요소로 이동시키는 가능한 형태 중 하나이다. 그러나, 대안적으로 또는 부가적으로, 샘플을 수집하기 위해 시험 요소가 이동되는 메커니즘을 이용하는 것도 또한 가능하다. 예컨대, 시스템은, 샘플이 피부 부분 상에서 및/또는 내에서 먼저 생성된 후, 피부 부분 및/또는 샘플에 대한 시험 요소의 운동에 의해 시험 요소로 전달되는 메커니즘을 포함할 수 있다. 다시 말해, 예컨대 혈액이, 예컨대 직접 시험 패널을 통해 피부 표면으로부터 수집되기 위해, 처음에 피부 부분 (예컨대 손가락의 피부 부분) 상에 및/또는 내에 생성될 수 있다. 메커니즘은 예컨대 EP 1 992 283 A1 또는 EP 1 881 322 A1 에 기재된 메커니즘에 유사하게 설계될 수 있다.
후술하는 본 발명의 모든 측면에 적용될 수 있는 이러한 종류의 기본 시스템으로부터 시작하여, 본 발명은 혈액 샘플의 건조 거동에 대한 연구에 기초한다. 몇몇의 경우에 개방 샘플에 대해 이 실험을 행하였지만, 몇몇의 경우에는 모세관, 예컨대 바늘에서 개방된 모세관에 대해 실험을 행하였다. 이 연구의 기본 결과는, 전술한 것처럼, 시험 액체 (예컨대, 물) 의 자유 또는 적용된 액적의 연구에 기초하는 이론적 또는 준-경험적 모델이 실제 사용되는 종류의 분석물 검출용 시스템에 직접 적용될 수 없다는 것이다. 따라서, 3 개의 구상이 제안되는데, 이들은 조합되어 이용될 수 있고, 전술한 종류의 분석 장비 및 시스템에서 증발 효과에 의해 야기되는 측정 부정확이라는 전술한 문제를 회피하기 위해 이용될 수 있다. 상기 구상은 동일한 기본 원리, 즉 종래 시스템에서, 압력, 습도, 온도, 대류 또는 샘플의 영역에서의 이와 유사한 영향과 같은 많은 변경된 환경 조건으로 인해, 예컨대 일정한 수정 인자 또는 수정 함수의 내용에서, 공지된 분석적 또는 준-경험적 모델에 기초한 측정 결과의 수정은 부가적인 조치를 취하지 않는 한 적용될 수 없다는 기본 원리에 기초한다.
본 발명의 제 1 구상은 시험 요소로의 체액 샘플의 상기 전달에 걸리는 시간을 제한하는 것이다. 1 μl 미만의 일반적인 그리고 바람직한 샘플 체적의 경우, 샘플 생성과 시험 요소로의 적용 사이의 시간은 1 s 미만, 바람직하게는 800 ms 미만, 특히 500 ms 미만이어야 함이 밝혀졌다. 일반적인 셋업에서, 일반적인 샘플 체적 및 일반적인 시험 기하학적 형상 (geometries) 의 경우, 1 s 미만의 그러한 전달 시간은 증발 효과로부터 발생하는 여전히 허용가능한 불일치, 예컨대 20 % 미만, 바람직하게는 5 % 미만의 측정 결과의 불일치를 발생시킨다. 그러므로, 본 발명의 제 1 측면에 따르면, 시스템은 샘플 생성과 시험 요소로의 적용 사이의 시간이 1 s 미만, 바람직하게는 500 ms 미만이 되도록 구성될 수 있다. 200 ms 미만 또는 심지어 100 ms 미만의 전달 시간이 특히 바람직하다. 여기서, 이하 본문에서, 전달 시간은 일반적으로, 샘플 전달을 실행하는 요소가 주된 샘플 (예컨대, 시험 대상의 피부 내의 및/또는 상의 체액) 과 처음 접촉하는 순간으로부터 샘플이 적어도 하나의 시험 요소, 특히 적어도 하나의 시험 화학물질과 처음 접촉하는 순간까지의 시간으로 이해된다. 여기서, 주된 샘플은 시험 대상의 피부 내의 및/또는 상의 샘플로 이해된다. 전달 시간은 여러 개의 시간 세그먼트, 예컨대 전달 요소 (예컨대, 모세관) 에 의한 샘플의 실제 픽업 (pickup) 을 위한 수집 시간, 및 시험 요소로의 실제 전달을 위한 시간 (운송 시간이라고 표시될 수 있음) 으로 나누어진다. 또한, 수집 시간 및 운송 시간은 중첩될 수 있고, 예컨대 수집 절차가 실제 전달 동안 반드시 완결될 필요는 없다.
전달 시간에 대한 이러한 조건은 전달의 특질에 따라 상이한 방식으로 상기 시스템에서 보장될 수 있다. 예컨대, 전달의 전술한 종류 중 하나가 상기 시스템에서 보장될 수 있다. 예컨대, 모세관, 특히 랜싯에 통합된 모세관이 이용될 수 있다. 모세관은 폐쇄되거나 또는 적어도 일부 개방될 수 있고, 예컨대 원리적으로 임의의 바람직한 단면, 예컨대, 직사각형, 원형 또는 삼각형 단면을 갖는 적어도 부분적으로 개방된 채널로서 설계될 수 있다.
특히, 모세관, 특히 개방된 모세관을 갖는 이러한 종류의 시스템 (일반적으로 다른 전술한 특징에 제한은 없음) 에서 전술한 전달 시간을 바람직하게 보장하기 위해, 모세관의 길이가 8 ㎜ 이하 (길이 < 8 ㎜ 또는 ≤ 8 ㎜), 바람직하게는 6 ㎜ 이하 (길이 < 6 ㎜ 또는 ≤ 6 ㎜), 특히 바람직하게는 4 ㎜ 이하 (길이 < 4 ㎜ 또는 ≤ 4 ㎜) 인 것이 바람직하다. 예컨대, 모세관으로서, 20 ㎛ ? 500 ㎛, 바람직하게는 50 ㎛ ? 200 ㎛, 특히 바람직하게는 100 ㎛ 의 간극 폭을 갖는 간극을 이용할 수 있다. 상기 바람직한 조건은 특히 전술한 종류의 시스템에 적용되지만, 일반적으로, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위해 이용되고, 체액 샘플을 생성하고 그 샘플의 적어도 일부를 적어도 하나의 시험 요소로 전달하도록 설계되며, 샘플의 전달을 위해 적어도 하나의 모세관이 제공되는 다른 시스템에도 또한 적용된다.
모세관의 충전 속도는 모세관 길이 및/또는 모세관 기하학적 형상에 의존할 수 있다. 특히, 모세관, 즉 측정에 관련된 모세관 구역의 충전 속도는 모세관 길이의 함수로서 기하급수적으로 (exponentially) 감소할 수 있다. 그러나, 짧은 충전 시간을 보장하기 위해, 특히 바람직한 모세관 기하학적 형상은 100 미만, 바람직하게는 30 미만, 특히 20 미만, 특히 바람직하게는 15 미만의 충전가능한 모세관 길이 대 모세관 직경의 비를 갖는다. 모세관 직경 대신에, 모세관 단면의 폭을 특징짓는 다른 치수를 이용할 수도 있으며, 예컨대, 개방된 모세관, 특히 준-개방 모세관의 경우, 직경 대신에, 모세관 벽의 높이의 2배 더하기 바닥 표면의 길이를 이용할 수 있다.
전달을 가속하기 위해, 즉 전달 시간을 단축하기 위해, 적어도 하나의 모세관 (폐쇄된 모세관으로서 또는 적어도 일부 개방된 모세관으로서 설계되었는지에 상관없음) 이 적어도 하나의 친수화 (hydrophilization) 를 더 포함할 수 있다. 이는 예컨대 1 이상의 친수성 코팅을 포함할 수 있다. 예컨대 세제 (detergent) 를 갖는 코팅이 이용될 수 있다. 특히, 다음 재료 중 1 이상이 친수화를 위해 이용될 수 있다: 헤파린; 폴리아크릴산 또는 폴리아크릴산 유도체; 콘드로이틴 황산염; 디옥틸 황화 숙신산나트륨 (DSS); 폴리소르베이트; 비이온성 계면활성제. 이와 관련하여, 예컨대, 유럽 특허출원 EP 07 114 414.1 또는 EP 1 887 355 A1 을 참조할 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 부가적으로, 친수화 표면 처리, 예컨대 친수화 플라즈마 처리, 예컨대 산소 플라즈마 처리 등이 행해질 수 있다. 이런 식으로, 예컨대 수집 시간이 더 짧아지므로, 샘플의 전달이 부가적으로 가속될 수 있다. 피부 부분에서의 샘플 생성과 시험 요소 또는 시험 요소의 시험 패널로의 전달 사이의 시간인 전달 시간은 예컨대 여러 세그먼트로 구성될 수 있다. 따라서, 전달 시간의 일부는, 수집 시간 및/또는 모세관의 충전 시간, 그리고 예컨대 시험 요소가 혈액과 접촉하게 될 때까지의 시험 요소로의 운송 시간으로 구성될 수 있다. 이런 식으로, 예컨대, 전술한 전달 시간을 달성할 수 있다.
모세관 이용의 대안으로서 또는 부가적으로 다른 전달 구상을 이용하는 시스템에서, 상기 전달 시간이 또한 달성될 수 있다. 따라서, 예컨대, 전술한 시스템은 피부 표면에서 샘플을 생성한 후, 시험 요소가 샘플의 전부 또는 일부를 픽업하도록 시험 요소를 피부 표면에 대해 이동시키도록 설계될 수 있다. 이는 예컨대 전술한 메커니즘에 의해 행해질 수 있다. 샘플 픽업은, 예컨대 이 샘플 픽업이 1 s 미만, 특히 500 ms 미만, 특히 바람직하게는 200 ms 또는 심지어 100 ms 미만의 시간 내에 이루어지도록 적절한 디자인의 메커니즘에 의해 구성될 수 있다.
상기 바람직한 시간 프레임 (frame) 내에 놓인 상기 전달 시간을 이용함으로써, 증발 효과 및 이것이 측정 정확도에 미치는 영향을 최소화할 수 있고, 따라서 측정 정확도가 예컨대 혈당계 (blood glucose meter) 에서 습관적으로 미리 규정된 허용오차 (tolerance), 예컨대 20 % 의 허용오차 내에 놓인다. 혈당계에서, 20 % 의 허용오차는 100 ㎎/dl 초과의 농도에서 일반적으로 미리 규정되는 한편, 100 ㎎/dl 미만에서 20 ㎎/dl 의 허용오차가 미리 규정된다. 데이터는 각각의 경우에 허용오차 간격 내에 놓인 값의 95 % 에 기초한다.
전달 시간을 가속한다는 구상에 대안적으로 또는 부가적으로, 샘플 체적에 고의로 영향을 주는 구상이 또한 제안된다. 위에서 설명한 바와 같이, 현대식 혈당계의 경우 일반적으로 1 μl 미만의 샘플 체적을 목표로 한다. 놀랍게도, 증발이 문헌에서 가정한 것보다 훨씬 더 많은 것으로 확인된 후술하는 시험의 내용에서, 샘플 체적에 하한이 존재하지 않는다면 샘플 체적의 이러한 최소화가 심각한 문제를 야기할 수 있음이 밝혀졌다. 특히, 10 nl 이하의 샘플 체적은 현저한 증발 효과를 갖고, 따라서 대부분의 경우에, 증발에 의해 야기되는 측정 부정확이 적어도 혈당계에서 허용될 수 있는 범위를 초과하게 됨이 밝혀졌다.
그러므로, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 샘플의 체적이 500 nl 미만, 특히 400 nl 미만, 300 nl 미만, 200 nl 미만 또는 심지어 100 nl 미만이지만 10 nl 보다는 더욱 더 큰 전술한 종류의 시스템이 제안된다. 샘플 체적은 적어도 12 nl 인 것이 바람직하다.
본 발명의 내용에서, 샘플 체적은 일반적으로 시스템에 의해 원래 픽업되는, 즉 증발 효과가 나타나기 전의 샘플의 체적을 가리킨다. 샘플 체적의 일부가 시스템의 다른 부분, 예컨대 모세관 내에 남아있을 수 있지만, 이 샘플 체적의 전부가 시험 요소로 전달되는 것이 바람직하다. 그러므로, 샘플 체적이라는 용어는 생성되는 샘플, 예컨대 핑거 패드 (finger pad), 귓볼, 또는 팔 부분의 피부 부분 상에서의 및/또는 내에서의 혈액의 총 체적과는 구별되어야 한다. 샘플의 이 총 체적 중에서, 단지 샘플 체적만이 시스템에 의해 픽업된다. 샘플 체적은 바람직하게는, 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이, 시스템에 의해 검출될 수 있다. 본 발명의 내용에서, 검출된 샘플 체적은 또한 실제 샘플 체적이라고도 부른다.
그러므로, 샘플 체적은 특히 10 nl ? 500 nl (즉, 10 nl ≤ 샘플 체적 < 500 nl), 바람직하게는 10 nl < 샘플 체적 ≤ 400 nl, 10 nl < 샘플 체적 < 300 nl, 10 nl < 샘플 체적 < 200 nl, 특히 바람직하게는 10 nl < 샘플 체적 < 100 nl 또는 심지어 10 nl < 샘플 체적 < 50 nl 이다. 범위의 하한은 바람직하게는 10 nl 보다 약간 더 크고, 바람직하게는 적어도 12 nl 이다.
전술한 바와 같이, 샘플은 예컨대 상기 방법 중 1 이상에 의해 시험 요소로 다시 한 번 전달될 수 있다. 적어도 하나의 모세관에 의한, 특히 적어도 하나의 적어도 부분적으로 개방된 모세관에 의한 전달을 특별히 언급할 수 있다. 랜싯에 통합된 모세관, 특히 적어도 부분적으로 개방된 모세관을 특별히 언급할 수 있다. 다시 한 번, 랜싯은 통합형 시험 요소를 갖는 랜싯, 즉 "획득 및 측정" 랜싯으로 설계되거나 또는 동등한 용어를 이용하여 마이크로샘플러로서 설계될 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 부가적으로, 시스템은, 샘플이 먼저 피부 부분에서 생성되 후, 피부 부분 및/또는 샘플에 대한 시험 요소의 운동에 의해 시험 요소로 전달되는 메커니즘을 갖는 것으로 설계될 수도 있다. 가능한 구성에 관하여, 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 구상 모두에 적용될 수 있는 상기 설명을 참조할 수 있다.
전술한 바와 같이 샘플 체적이 상기 증발 효과에서 중요한 역할을 하므로, 본 발명에 따르면 샘플 체적의 제어가 제안된다. 이는 예컨대 시스템이 시스템에 의해 수집되는 샘플 및/또는 시험 요소로 전달되는 샘플의 실제 샘플 체적을 검출하도록 설계된다는 사실로 인해 보장될 수 있다. 언급한 바와 같이, 샘플 체적은 생성된 샘플 체적, 예컨대 피부 표면에서의 혈액의 액적의 체적과 구별되어야 한다. 그러므로, 실제 샘플 체적은 시스템에 의해 수집되는 샘플 및/또는 시험 요소로 전달되는 샘플의 실제 측정값을 나타낸다.
그리고 나서, 분석물의 검출이 예컨대 실제 샘플 체적을 고려하여 이루어질 수 있다. 예컨대, 검출 결과로 생성되는 측정값이 실제 샘플 체적에 따라 수정되도록, 1 이상의 수정 인자 및/또는 다른 수정, 예컨대 수정 함수가 이용될 수 있다. 이런 식으로, 샘플 체적에 의존하는 증발 효과 및 그와 관련된 적어도 하나의 분석물의 농도의 변화를 적어도 일부 보정하는 것이 가능하다. 이런 식으로, 예컨대 증발 효과로 인한 샘플의 농도 증가를 적어도 일부 보정 및/또는 수정하는 것이 가능하다.
실제 샘플 체적은 다른 방식으로 검출될 수 있으며, 원리적으로 예컨대 임의의 희망하는 물리적 및/또는 화학적 측정 방법을 이용하는 것도 가능하다. 이 검출은 예컨대 광학 검출을 포함할 수 있다. 따라서, 예컨대, 샘플의 공간상의 넓이, 특히 시험 요소 및/또는 모세관의 공간상의 넓이가 광학적으로 검출될 수 있다. 이는 예컨대 샘플과 주위 재료 사이의 콘트라스트 (contrast) 의 차이를 검출함으로써 행해질 수 있고, 이 콘트라스트의 차이는 시스템 및/또는 샘플과 접촉하게 되는 시스템 부품의 적절한 채색에 의해 특히 향상될 수 있다. 광학적 검출을 위해, 예컨대 적어도 하나의 광학 센서, 예컨대 화상 센서 (imaging sensor), 예컨대 반도체 센서, 및 적절하다면, 적합한 이미지 프로세싱이 제공될 수 있다. 이런 식으로, 예컨대, 시험 패널에서의 샘플의 스폿 (spot) 의 크기가 검출될 수 있고, 그 결과, 예컨대 시험 요소로 전달된 실제 샘플 체적에 관해 결론에 도달할 수 있다. 유사한 측정 원리가 예컨대 US 6,847,451 B2 로부터 알려져 있는데, 검출기 배열 (detector array) 을 이용할 때, 배열 중, 샘플로 충분히 덮힌 시험 패널의 영역을 갖는 필드 (field) 만 이용된다. 이에 대조적으로, 예컨대, 본 발명의 내용에서, 실제 샘플 체적에 관한 양적 결론에 도달하기 위해 유사한 기술을 이용하는 것이 가능하다. 대안적으로 또는 부가적으로, 다른 광학 측정 원리, 예컨대 회절 측정, 투과 (transmission) 측정, 흡수 측정, 반사 측정, 형광 측정 또는 상기 및/또는 다른 광학 측정들의 조합이 이용될 수 있고, 이로부터 실제 샘플 체적에 관한 결론을 도출할 수 있다. 예컨대, 모세관 및/또는 시스템의 다른 대표적인 위치에서, 흡수 측정 및/또는 투과 측정 및/또는 반사 측정을 행할 수 있고, 이로부터 샘플-특정 물질, 예컨대 헤모글로빈의 농도의 결과 (product) 및 가변 충전 상태, 예컨대 모세관의 충전 높이의 결과가 결정될 수 있다. 이로부터, 실제 샘플 체적이 절대적으로 및/또는 상대적으로 결정될 수 있다. 예컨대, 모세관, 특히 모세관의 내부 표면은 예컨대 에칭 프로세스에 의해 전부 또는 일부 러프닝 (roughening) 될 수 있다. 이 러프닝은 예컨대 표면의 반사율을 증가시킬 수 있다. 이런 식으로, 예컨대, 특히 금속 모세관에서 광학 콘트라스트 강화가 달성될 수 있다. 예컨대 흡수 측정 및/또는 투과 측정 및/또는 반사 측정에 의해 충전 높이 및/또는 모세관 내 충전 체적을 측정하는 것을 가능하게 또는 더 용이하게 하기 위해, 반사율은 러프닝에 의해 특히 영향을 받을 수 있다. 그러나, 광학 검출에 대안적으로 또는 부가적으로, 다른 종류의 검출 및/또는 센서, 예컨대 전기 센서 및/또는 전기용량 센서가 이용될 수 있다. 실제 샘플 체적을 검출하는 구상은 전술한 전달 구상 및/또는 다른 종류의 전달 구상 모두에 적용될 수 있다.
시스템에 의해 수집 및/또는 시험 요소로 전달되는 샘플 체적은 다양한 방식으로 조절될 수 있다. 예컨대, 랜싯 및/또는 모세관 및/또는 시험 요소의 기하학적 형상이 여기서 역할을 할 수 있다. 따라서, 예컨대, 수집된 샘플 체적은 모세관 기하학적 형상을 조절함으로써 영향을 받을 수 있다. 한편, 예컨대 더 많은 양의 샘플이 생성되면, 수집되는 샘플의 양이 증가될 수 있으므로, 수집된 샘플 체적은 예컨대 랜싯 팁의 디자인에 의해 및/또는 랜싯의 천자 깊이에 의해 영향을 받을 수 있다.
특히, 다른 시스템 구성에서 실제 샘플 체적의 검출과 관련하여, 시스템은 특히 샘플 체적을 능동적으로 제어 및/또는 조절하도록 설계될 수 있다. 이는 특히 랜싯의 천자 깊이를 조절함으로써 행해질 수 있다. 실제 샘플 체적의 검출과 관련하여 조절이 제공될 수 있다. 따라서, 예컨대, 시스템은 실제 수집된 샘플 체적을 검출하도록 설계될 수 있다. 그리고 나서, 샘플 체적은 예컨대 랜싯의 천자 깊이 및/또는 영향을 받는 천자 절차의 지속시간 (duration) 에 의해 제어 프로세스에서 예컨대 반복적으로 및/또는 연속적으로 조절될 수 있다. 이는 단일 천자 프로세스의 내용 중에 또는 다중 천자의 내용 중에 이루어질 수 있다. 이런 식으로, 전술한 바람직한 샘플 체적이 특히 보장될 수 있다.
전술한 구상의 일방 또는 쌍방과 조합되어 다시 한 번 적용될 수 있으며 마찬가지로 증발 효과에 대한 지식에 기초하는 제 3 구상은 환경 조건이 특히 고려되고/되거나 제어되는 구상이다. 이 아이디어는, 분석물의 검출을 위한 실제 시스템에서, 환경 조건이 크게 변할 수 있다는 기본 구상에 기초한다. 특히, 전술한 바와 같이, 이는 다른 기하학적 형상, 공기 습도, 압력, 온도, 공기 운동 (예컨대, 대류) 또는 유사한 영향의 결과일 수 있다.
특히 증발에 영향을 미칠 수 있는 이들 파라미터의 영향을 더 잘 검출할 수 있도록, 제 3 구상의 내용에서, 샘플의 생성 동안 및/또는 시험 요소로의 샘플의 전달 동안, 습도, 예컨대 절대 및/또는 상대 공기 습도가 검출되는 것이 제안된다. 그리고, 분석물의 검출은 이 습도를 고려하여 행해질 수 있다. 예컨대, 습도는, 예컨대 1 이상의 적절한 습도 센서를 이용하여, 시스템의 내부 및/또는 외부의 1 이상의 위치에서 검출될 수 있다. 예컨대, 습도는 샘플 생성 위치에서 및/또는 샘플 전달의 영역 내 1 이상의 위치에서 및/또는 적어도 하나의 시험 요소의 지점에서, 특히 적어도 하나의 시험 패널의 지점에서 결정될 수 있다.
시스템은 바람직하게는, 환경 파라미터, 예컨대 공기 습도, 압력 온도, 공기 운동 (예컨대, 대류) 또는 유사한 파라미터의 변화의 영향이 적어도 실질적으로 제거되어, 변화가 감소될 수 있고, 적어도 하나의 분석물의 검출에서 이들 파라미터, 특히 습도의 영향을 더 용이하게 고려할 수 있도록 설계될 수 있다. 따라서, 시스템은 샘플의 생성과 시험 요소로의 전달이 실질적으로 폐쇄된 하우징 내에서 행해지도록 설계될 수 있다. 여기서, 실질적으로 폐쇄된 하우징은, 하우징의 내부를 시스템의 환경으로부터 고립시키도록 기밀 및/또는 방습인 하우징으로 이해되어야 한다. 이와 관련하여, 예컨대 EP 1 881 322 A1 및 상기 문헌에 제시된, 하우징을 고립시키는 가능한 방식을 참조할 수 잇다. 하우징은, 적어도 5 ? 10 s 이하의 일반적인 측정 시간 동안, 예컨대 전술한 파라미터의 측면에서, 하우징 내부의 환경 조건이 실질적으로 변하지 않고, 따라서 이들 파라미터의 변화가 증발률 또는 증발률의 변화에 단지 무시할만한 영향을 미치도록 고립될 수 있다. 예컨대, 증발률의 5 % 이하의 변화는 허용될 수 있다.
하우징은 예컨대 일 피이스 (piece) 또는 여러 피이스로 설계될 수 있고, 예컨대 금속 하우징 및/또는 플라스틱 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 특히 1 이상의 개구, 바람직하게는 적어도 하나의 폐쇄가능한 개구를 포함할 수 있다. 이 개구는, 피부 부분, 특히 손가락의 피부 부분이 개구에 전부 또는 일부 위치될 수 있고, 그리고 피부 부분이 개구를 적어도 일부 폐쇄하도록, 바람직하게는 완전히 폐쇄하도록 설계되어야 한다. 피부 부분에 의한 개구의 이러한 폐쇄는 측정 절차 내내 유지될 수 있고, 따라서 환경으로부터 하우징 내부의 전술한 차폐 (screening) 가 달성된다. 하우징 내부는 바람직하게는, 내부의 조건을 가능한 한 일정하게 유지하기 위해, 가능한 한 작게, 바람직하게는 100 ml 미만, 특히 50 ml 미만, 특히 바람직하게는 10 ml 미만으로 유지될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 개구도 매우 작게, 예컨대 100 ㎟ 미만, 특히 50 ㎟ 미만, 바람직하게는 20 ㎟ 미만, 10 ㎟ 미만으로 유지될 수 있다. 그리고, 샘플은 개구에 위치된 피부 부분에서 생성될 수 있다. 더욱이, 전술한 바와 같이, 시험 요소로의 샘플의 전달은 하우징 내부에서 이루어진다. 이 전달은 예컨대 전술한 구상에 의해 행해질 수 있다. 따라서, 예컨대, 적어도 하나의 모세관, 특히 랜싯에 적어도 일부 통합된 모세관이 이용될 수 있다. 특히, 통합된 시험 요소를 갖는 랜싯이 이용될 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 부가적으로, 피부 부분에서 샘플이 먼저 생성된 후, 샘플의 적어도 일부가 피부 부분 및/또는 샘플에 대한 시험 요소의 운동에 의해 시험 요소로 전달되는 방법이 이용될 수 있다. 이를 위해, 메커니즘이 제공될 수 있다. 상기한 전달 구상 및/또는 다른 전달 구상의 조합이 또한 가능하다.
적어도 하나의 개구가 제공된다면, 개구는, 시스템이 측정을 위해 이용되지 않는 동안, 예컨대 클로저 (closure) 메커니즘에 의해 폐쇄될 수 있다. 예컨대, 개구는 적어도 슬라이드, 플랩 (flap), 가요성 밀봉 립 또는 유사부재에 의해 폐쇄될 수 있고, 개구는 측정을 행하기 위해 개방될 수 있다. 그러나, 대안적으로, 측정이 행해지지 않는 휴지 상태 동안 개방된 채 유지되는 개구를 제공하는 것도 또한 가능하다. 하우징 내부에서 바람직하게 실질적으로 일정한 환경 조건이 보장되는 것은, 개구가 피부 부분에 의해 폐쇄되는 때인 측정 동안만이다.
위에서 언급한 바와 같이, 샘플의 생성 동안 및/또는 시험 요소로의 샘플의 전달 동안, 특히 하우징 내부의 습도를 검출하는 것이 제안된다. 이를 위해, 1 이상의 상기한 위치에서, 예컨대 하우징의 내부에서 분위기의 절대 및/또는 상대 공기 습도를 검출할 수 있는 1 이상의 습도 센서가 제공될 수 있다. 그리고, 시스템은 특히 적어도 하나의 습도를 고려하여 분석물을 검출하도록 설계될 수 있다. 예컨대, 여러 습도가 측정된다면, 이들은 개별적으로 또는 조합되어, 예컨대 평균값의 형태로 고려될 수 있다. 실질적으로 존재하는 습도, 특히 공기 습도 (하우징의 바람직한 캡슐화의 결과로 상대적으로 작은 무시할만한 변화를 거침) 는 공기 습도가 증발률에 미치는 알려진 영향을 이용하여 고려될 수 있다. 따라서, 예컨대, 수정 인자 및/또는 수정 함수 및/또는 다른 종류의 수정이 이용될 수 있고, 예컨대 시스템에 실제 존재하는 기하학적 형상을 고려하여, 증발이 실제 공기 습도에서 이루어지고, 그와 관련된 샘플의 농도 증가가 수정된다. 수정은 예컨대 증발에 대한 분석적, 준-경험적 또는 경험적 지식에 기초할 수 있다.
공지된 시스템 및/또는 이론전 접근법에 대조적으로, 본 발명의 제 3 구상에 따라 제안된 시스템의 수정은 간단한 방식으로 실현될 수 있다. 이는, 종래 시스템에서 수정을 방해하거나 또는 적어도 수정을 어렵게 만드는 미지의 영향의 적어도 일부가 제안된 시스템에서 알려지고 바람직하게는 실질적으로 제거되기 때문이다. 광학 하우징에 의한 캡슐화에 의해, 예컨대 측정 동안 대류 및/또는 대류 조건의 변화가 실질적으로 예방된다. 또한, 공기 습도의 변화가 제거될 수 있다.
더욱이, 시스템은, 소정의 최소 습도가 달성되지 않은 때, 분석물의 검출을 적어도 일시적으로 중단하도록 설계될 수 있다. 따라서, 예컨대, 측정이 중지될 수 있고/있거나 경고 (warning) 가 생성될 수 있다. 예컨대, 1 이상의 습도 역치 (threshold) 를 미리 결정할 수 있고, 이 습도 역치를 공기 습도의 실제 측정값과 비교한다. 예컨대, 이런 식으로 너무 낮은 공기 습도로 인한 증발이 실제로 매우 크고, 그에 관련된 분석물 검출의 영향이 허용오차 범위를 초과한다는 것을 정할 수 있다. 이 경우, 예컨대, 나중에 및/또는 다른 환경 조건 하에서 측정을 반복하도록 사용자에게 경고가 출력될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 하우징 내부 및/또는 다른 위치에서 고의적으로 습도를 증가시키도록 호흡 공기를 이용하기 위해, 사용자는 예컨대 개구를 통해 하우징 내부로 숨을 내뿜거나 훅 불도록 촉구될 수 있다.
시스템은, 샘플의 생성 동안 및/또는 시험 요소로의 샘플의 전달 동안, 적어도 하나의 다른 파라미터, 특히 하우징 내부의 다른 파라미터를 검출하도록 설계될 수 있다. 특히, 이는 샘플 및/또는 샘플 성분의 증발 또는 증발률에 영향을 미치는 파라미터일 수 있다. 예컨대, 압력 및/또는 온도, 예컨대 하우징 내부의 압력 및/또는 시험 요소 및/또는 랜싯의 온도 및/또는 공기 온도, 특히 하우징 내부의 공기 온도가 검출될 수 있다. 이러한 적어도 하나의 다른 파라미터는 바람직하게는, 예컨대 공기 습도의 지식에서의 상기한 수정에 유사하게 적절한 수정에 의해, 샘플 내 분석물의 검출에 고려될 수 있다.
예컨대, 전부 또는 일부 휴대용 측정 기구 및/또는 고정 기구로서 구성될 수 있는 제안된 시스템은 공지된 시스템보다 많은 이점을 갖는다. 따라서, 상기한 구상에 의해, 증발의 효과가 특정 방식으로 (예컨대, 샘플 체적의 검출 및/또는 제어에 의해) 영향을 받을 수 있고/있거나, 환경 조건 및/또는 샘플링 조건의 변화의 결과로 이러한 영향의 변화가 적어도 실질적으로 제거될 수 있는 정도까지 적어도 제어될 수 있다. 예컨대, 샘플의 실제 체적의 상기한 검출에 의해, 증발률은 하우징 내부의 측정된 습도를 고려하여 예컨대 동시에 추정될 수 있다. 이런 식으로, 예컨대, 증발된 샘플의 기여를 고려하여, 측정의 수정이 이루어질 수 있다. 그러한 수정은 특히, 전술한 바와 같이, 상기한 종류의 차폐를 제공하는 하우징의 내부에서 모든 절차가 이루어진다면, 기술적으로 간단한 방식으로 행해질 수 있다. 예컨대, 천자 절차 및 시험 요소로의 혈액의 전달이 완전히 시스템 내에서, 즉 하우징 내부에서 이루어질 수 있고, 그 결과 측정 과정 동안 일정한 공기 습도가 추정될 수 있다.
본 발명의 다른 세부내용 및 특징은 바람직한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터, 특히 종속 청구항과 관련하여 명백해질 것이다. 각각의 특징은 단독으로 구현되거나 또는 몇몇이 서로 조합되어 구현될 수 있다. 본 발명은 예시적인 실시형태로 제한되지 않는다. 예시적인 실시형태를 도면에 개략적으로 나타내었다. 각 도면의 동일한 도면부호는, 동일하거나 기능이 동일하거나 또는 기능 측면에서 서로 상응하는 요소를 가리킨다.
도 1 은, 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 실시형태의 개략도이다.
도 2 는, 문헌에서 공지된, 액체의 증발률과 개구 표면적 사이의 관계를 보여준다.
도 3 은, 샘플 수집과 샘플 적용 사이의 시간 간격의 지속시간의 함수로서, 측정된 포도당 농도의 평균값으로부터의 상대 편차의 측정을 보여준다.
도 4 는, 상이하게 코팅된 모세관의 일반적인 충전 시간을 보여준다.
도 5 는, 상대 공기 습도 (단위: %) 의 함수로서 증발 시간의 외삽 데이터를 보여준다
도 6a 및 도 6b 는, 러프닝되지 않은 그리고 러프닝된 금속 모세관의 표면 이미지를 보여준다.
도 1 은, 체액 내 적어도 하나의 검출물을 검출하기 위한 본 발명에 따른 시스템 (110) 의 예시적인 실시형태의 개략도이다. 도시한 예시적인 실시형태에서, 시스템 (110) 은 실질적으로 방습인 하우징 (112) 을 포함하고, 이 하우징은 실질적으로 폐쇄된 디자인을 갖는다. 하우징 (112) 은, 도시한 예시적인 실시형태에서, 측정을 위해 하우징 (112) 의 개구 (116) 를 통해 일시적으로 접근가능한 내부 (114) 를 포함한다. 개구 (116) 는 예컨대 슬라이드 (도 1 에 도시 안 됨) 에 의해 폐쇄될 수 있도록 설계될 수 있고, 환자 또는 다른 이용자는, 측정을 행하기 위해, 한 손가락 (118) 을 이용하여 슬라이드를 개방할 수 있다.
내부 (114) 에는 랜싯 (120) 이 배치되고, 손가락 (118) 이 개구 (116) 를 완전히 또는 적어도 일부 폐쇄하면서 개구 (116) 상에 놓이는 때에, 랜싯 (120) 이 그 손가락 (118) 의 패드 (pad) 의 영역에서 피부 부분 (122) 을 천자한다. 액추에이터 (124) 는 예컨대 천자 운동을 행하는 랜싯 (120) 을 포함할 수 있다.
도시한 예시적인 실시형태에서, 시스템 (110) 은 랜싯 (120) 에 의해 피부 부분 (122) 에서 생성되는 샘플 (130) (현재의 경우, 혈액 또는 간질액의 액적) 내 분석물의 검출을 위해 전달 장치 (126) 및 적어도 하나의 시험 요소 (128) 를 또한 포함한다. 도시한 예시적인 실시형태에서, 전달 장치 (126) 는 예컨대 랜싯 (120) 에 간극으로서 형성될 수 있는 모세관 (132) 으로서 설계된다. 이 모세관 (132) 에 의해, 샘플 (130) 이 시험 요소 (128) (이 경우, 예컨대 랜싯 (120) 과 하나의 조각으로 설계될 수 있음) 로 전부 또는 일부 전달된다. 그러므로, 랜싯 (120) 은 예컨대 마이크로샘플러 또는 "획득 및 측정" 랜싯으로 불리는 것으로서 설계될 수 있다.
시험 요소 (128) 는 예컨대 모세관 (132) 의 단부에 배치되는 시험 패널 (129) 을 포함할 수 있다. 더욱이, 시험 요소 (128) 로의 전달 후에 샘플 (130) 내 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위해, 시험 요소 (128) 에 예컨대 전기적으로 및/또는 광학적으로 커플링되는 측정 장치 (134) 가 제공될 수 있다.
샘플 (130) 을 시험 요소 (128) 또는 시험 패널 (129) 로 전달하기 위한 도 1 에 나타낸 방식은 여러 전달 가능성 (조합되어 구현될 수도 있음) 중 단 하나이다. 예컨대, 전술한 것처럼, 그리고 예컨대 EP 1 992 283 A1 또는 EP 1 881 322 A1 으로 공지된 것처럼, 샘플 (130) 은 처음에 랜싯 (120) 에 의해 피부 부분 (122) 에서 생성될 수 있고, 그리고 나서 이 샘플은 예컨대 시험 요소 (128) 의 적절한 운동에 의해 피부 부분 (122) 으로부터 회수되고, 시험 요소 (128) 로 전달된다.
시스템 (110) 은 제어부 (136) 를 또한 포함할 수 있다. 이 제어부 (136) 는 예컨대 측정 장치 (134) 와 전부 또는 일부 동일할 수 있지만, 도 1 에 나타낸 것처럼, 측정 장치와는 별개로 설계되고 측정 장치에 연결될 수 있다. 또한, 제어부는 액추에이터 (124) 에 연결될 수 있고, 예컨대 액추에이터를 조절할 수 있다. 또한, 제어부 (136) 는 1 이상의 데이터 처리 장치를 포함할 수 있고, 데이터 처리 장치는 시스템 (110) 의 전체 측정 시퀀스를 제어할 수 있고/있거나 적어도 하나의 분석물의 측정을 평가할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제어부 (136) 에 다른 전자 평가 장치가 제공될 수도 있다. 사용자가 시스템 (110) 제어에 영향을 줄 수 있도록 및/또는 사용자에게 정보를 출력하도록, 제어부 (136) 에 예컨대 1 이상의 입력 및 출력 수단, 예컨대 작동 요소, 디스플레이 요소 등이 제공될 수도 있다. 그러한 입력 및 출력 수단의 설계를 위해, 예컨대 종래 혈당계를 참조한다. 제어부 (136) 는 예컨대 1 이상의 메모리, 예컨대 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 또한 포함할 수 있고, 이 메모리는 적절하다면 측정된 값을 저장하기 위한 데이터베이스 시스템을 구비할 수 있다. 제어부 (136) 는 예컨대 설명하는 변형예의 1 이상에서 상기한 방법을 실행하기 위해 프로그램 기술을 이용하도록, 즉 예컨대 증발 효과를 고려하도록 및/또는 적어도 하나의 분석물의 검출의 평가에서 그러한 효과를 수정하도록 설계될 수 있다.
도 1 에 따른 시스템은 복수의 센서를 또한 포함한다. 따라서, 예컨대, 수용된 샘플 (130) 의 실제 샘플 체적을 검출할 수 있고 또한 이 실제 샘플 체적에 관한 정보를 제어부 (136) 로 전달하기 위해 제어부 (136) 에 연결될 수 있는 광학 센서 (138) 가 제공될 수 있다. 광학 센서 (138) 는, 예컨대 반사 측정 및/또는 다른 광학 측정 방법에 의해, 예컨대 모세관 (132) 의 충전 레벨 및/또는 충전 체적을 결정할 수 있다. 모세관 (132) 은, 특히 반사 측정을 용이하게 하기 위해, 예컨대 이러한 목적을 위해 특별히 설계될 수 있다. 모세관 (132) 에는, 반사 측정을 용이하게 하기 위해 예컨대 러프닝된 표면이 제공될 수 있다. 일례로 금속 표면의 표면 이미지를 보여주는 도 6a 및 도 6b 가 이를 보여주고 있다. 예컨대, 모세관 (132) 은 금속 재료, 예컨대 판금, 예컨대 강 (steel) 으로 이루어질 수 있다. 도 6a 는 처리되지 않은 금속 표면의 이미지를 보여주는 반면, 도 6b 는 에칭 프로세스에 의해 러프닝된 금속 표면의 이미지를 보여준다. 예컨대, 특히 모세관 채널 중 하나를 명확하게 설정할 수 있도록, 모세관 (132) 중 하나의 모세관 채널이 이런 식으로 전부 또는 일부 러프닝될 수 있다. 예컨대 센서 (138) 에 의해 실제 샘플 체적에 관한 정보가 획득되면, 제어부 (136) 는 적어도 하나의 분석물의 측정을 평가할 때 특히 이 정보를 고려하도록 설계될 수 있다.
시스템 (110) 은 적어도 하나의 습도 센서 (140) 를 또한 포함할 수 있고, 습도 센서는 마찬가지로 제어부 (136) 에 연결될 수 있으며, 내부 (114) 의 습도를 측정할 수 있다. 제어부 (136) 는, 측정을 평가할 때, 습도에 대한 이 정보를 고려하도록 설계될 수 있다. 다른 파라미터를 측정하기 위한 1 이상의 다른 센서 (142) 가 내부 (114) 에 및/또는 내부 (114) 밖에 제공될 수도 있다. 예컨대, 도 1 에 나타낸 것처럼, 압력, 온도 또는 유사한 파라미터를 위해 1 이상의 센서가 제공될 수 있다. 또한, 이들 센서 (142) 는 제어부 (136) 에 연결될 수 있고, 따라서 부가적인 파라미터를 고려하여 측정의 평가가 행해질 수 있다.
샘플 (130) 내 적어도 하나의 분석물의 검출에 영향을 미칠 수 있는 증발의 문제를 조사하기 위해, 문헌으로 공지된 다양한 연구가 행해졌다. 따라서, 예컨대 개방 마이크로모세관 (microcapillary) 를 통해, 흡인 (aspiration) 에 의해 혈액을 수집할 때, 혈청이 시험 요소 (128), 예컨대 시험 패널 (129) 에 도달하기 전이라도, 혈청의 부분 증발을 예상할 수 있다. 개별 시험 패널 (129) 대신, 다른 종류의 시험 요소 (128), 예컨대 시험 스트립, 시험 테이프, 시험 디스크 등 (예컨대, 종래 기술에서 이용된 시험 요소) 이 이용될 수 있다. 그러나, 후술하는 시험은, 다른 종류의 시스템에 용이하게 이전될 수 있지만, 주로 마이크로모세관에 관한 것이다.
설명하는 증발은 일반적으로 불가피하게 모든 용해된 분석물의 농도를 증가시킨다. 이는 일반적으로 측정 오차를 야기하며, 이 측정 오차는 전달 경로에서 샘플 수집에 의해 이미 야기된다. 그러나, 예상되는 증발률을 알면, 예상되는 오차를 적어도 산출할 수 있다. 그러나, 여기서의 문제는 기능성이 가능한 한 넓은 온도 범위 및 시스템 (110) 의 기능에 걸쳐 보장되도록 하는 것이다. 그러므로, 증발 효과가 크게 변할 수 있으므로, 예컨대 5 % 의 포괄적인 (global) 수정은 충분하지 않다. 샘플 (130) 의 흡인 또는 전달이 항상 충분히 빠르게 진행된다면, 예컨대 1 s 내에 완료된다면, 적어도 시간 인자는 가변 파라미터로서 고려될 필요가 없다.
증발, 즉 비등점 미만에서 액체 입자의 증기 상으로 전환은, 문헌에서 다른 방식으로 묘사된 확산제한 (diffusion-limited) 프로세스이다. 증발의 구동력은 샘플 (130) 의 표면과 먼 환경 (distant environment) 사이의 증기압, 예컨대 수증기압의 농도 구배이다. 주변 공기가 건조해져서 더 수용적 (receptive) 으로 됨에 따라, 구배는 점점 더 가파르게 된다. 정지된 공기 중에서, 증발의 결과, 이 구배가 점차 형성된다.
이와 대조적으로, 이동하는 공기 중에서, 구배는 기하학적으로 형성되어 발달할 기회를 갖지 못한다. 그러므로, 통풍 (draft), 즉 이동하는 공기의 경우, 액체에 걸친 농도 구배가 최대로 유지되는 반면, 정지된 공기의 경우, 액체보다 공기 습도의 증가의 결과로 상기 농도 구배가 감소한다. 다른 방식으로 동일한 상황을 바라보면, 확산 경계가 점점 더 작아지고, 따라서 구배가 더 가파르게 된다. 결과적으로, 도 1 의 본 발명에 따른 시스템 (110) 에서, 폐쇄 하우징 (112) 의 제공에 의해 임의의 공기 운동이 회피되고, 샘플 (130) 의 생성 및 시험 요소 (128) 에 의한 샘플의 전달과 측정이 내부 (114) 에서 이루어진다. 이런 식으로, 공기의 운동에 의해 야기되는 변동 (fluctuation) 이 증발률에 미치는 영향이, 종래 시스템과 달리, 일정하게 유지될 수 있는 정도로 적어도 일정하게 유지된다. 이런 식으로, 전환이 증발률에 미치는 영향을 수정하기 위한 이론적인 또는 준-경험적인 접근법을 회피하는 것이 가능하다.
증발은 공기의 간섭 운동 또는 대류뿐만 아니라 다수의 파라미터에 의해 영향을 받는다. 본 발명의 내용에서 파라미터는 증발에 영향을 미칠 수 있는 모든 가능한 영향으로 이해되어야 한다. 이는 환경 파라미터, 예컨대 공기압, 공기 온도, 공기 습도, 시스템 (110) 의 부분의 온도, 샘플 (130) 내 분석물의 농도 (예컨대, 증기압의 증가를 통해 영향을 미칠 수 있음), 또는 다른 파라미터 또는 상기한 및/또는 다른 파라미터들의 조합을 포함할 수 있다. 그리고, 시스템-고유 파라미터는 특히 시스템 (110) 의 개별 부분, 예컨대 모세관 (132) 의 표면 특성, 시스템 (110) 의 개별 부분, 예컨대 모세관 (132) 의 기하학적 형상, 또는 다른 부품 부분의 기하학적 형상이다.
도 2 는, 문헌에서 공지된, 규소에서 피라미드형으로 에칭된 오목부 (depression) 에서 증발률 R (단위: nl/s) 과 개구 표면적 A (단위: ㎟) 사이의 관계를 보여준다. 나타낸 측정은 Mayer 등의 Sens. Actuators A, 60, 202-207 (1997년) 에서 발췌한 것이다. 여기서, 대략 8 nl 의 샘플 체적에 대해 측정을 행하였다. 이 측정의 상황은 준-개방 모세관, 예컨대 모세관 (132) 으로부터의 증발에 적어도 대략적으로 상응한다. 도 2 의 측정은 22 ℃ 의 온도 및 대략 50 % 의 상대 공기 습도에서 물에서 행해졌다.
도 2 의 측정은 증발률이 표면적 (A) 에 적어도 대략적으로 비례함을 보여준다. 도 2 에서의 최고값은 편평한 랜싯에서 개방 채널의 표면적, 즉 대략 1 ㎟ 에 가장 가깝게 된 0.64 ㎟ 의 표면적을 갖는 마이크로컨테이너로부터 구한 것이다. Mayer 등의 상기 공보로부터, 표면적 1 ㎟ 의 편평한 랜싯에 대해 대략 0.5 nl/s 의 증발률을 외삽하는 것이 가능하다. 그러므로, 100 nl 의 물이 대략 200 초 내에 증발될 것이다.
Mayer 등의 문헌에서 사용된 대략 90 ? 140 nl 의 체적의 경우, 이는 초기 증발에 해당하고, 따라서 대략 0.2 ? 0.3 % 의 농도 변화, 즉 예컨대 혈당계의 설정된 측정 정확도에 비해 매우 낮은 값에 해당한다. 그러므로, 이 문헌으로부터 증발의 문제는 마이크로모세관에서 무의미함을 예측할 수 있다.
상기 문헌으로부터의 예측을 확인하기 위해, 모세관 (132) 으로부터의 증발에 대한 우리 자신의 실험을 행하였다. 그 결과를 표 1 에 나타내었다.
액적 모세관
체적 물 혈액 물 혈액
150 nl 0.6 μg/s 0.5 μg/s - -
50 nl 0.5 μg/s - 1.0 μg/s 1.0 μg/s
표 1: 실제 증발률의 측정 결과
여기서, 물과 혈액에 대해 증발률 (단위: μg/s) 을 나타내었다. 액적의 경우, 혈액의 적용 체적은 500 nl 인 반면, 모세관에서의 적용 체적은 250 nl 이었다. 그러나, 증발률은 첫번째 란에 기재한 값으로 각각 결정되었다. 초기 액적 체적이 150 nl 및 50 nl 인 경우의 측정 결과를 나타내었는데, 이 결과는 대략 1 ㎟ 의 표면적을 갖는 액적에서 그리고 개방된 모세관 내부에서 얻은 것이다.
놀랍게도, 이 결과는 증발이 전술한 문헌에서 예측된 것보다 훨씬 더 많음을 보여준다. 1 μg 은 대략 1 nl 의 물에 해당한다. 22 ℃ 및 문헌의 경우 (45 %) 보다 약간 더 낮은 공기 습도에서 측정을 행하였다. 그러나, 시험이 보여준 바와 같이, 대략 5 % 의 변화에서, 이 범위의 상대 공기 습도는 단지 증발률에 최대 20 ? 30 % 만큼 영향을 미칠 수 있으므로, 약간 감소된 공기 습도는 예상된 값으로부터의 매우 큰 차이를 초래하도록 유지될 수 없다. 이는 예컨대 직경 0.5 ㎜ 의 수적에 대한 증발 시간 (T) (단위: 분) 을 상대 공기 습도 (H) (단위: %) 의 함수로서 나타낸 도 5 의 그래프로부터 명백하다. 이 그래프도 또한 Mayer 등의 Sens. Actuators A, 60, 202-207 (1997년) 에서 발췌한 것이다.
표 1 에 나타낸 측정에서, 캡슐화 밸런스 (encapsulated balance) 를 이용하여 대류를 최소화시켰다. 표 1 에 나타낸 측정 시리즈에서, 일반적이지 않은 길이 8 ㎜ 의 모세관을 이용하였고, 그 결과 표면적이 대략 1 ㎟ 까지 증가하였고, 따라서 도 2 의 외삽에서, 증발률은 0.6 nl/s 까지 증가한다. 단지 액적의 절반만이 환경과 접촉하게 되므로, 동일한 체적 (80nl) 의 적용된 액적이 0.7 ㎟ 의 표면적을 갖는다고 주장할 수도 있다. 그러나, 어떠한 접근법도 (1.0 nl/s 의 증발률에서) 문헌에 기초한 예측 (대략 0.6 nl/s) 과 표 1 의 측정된 값 사이의 불일치를 어떤 방식으로도 설명할 수 없다. 그러므로, 본 발명에 따르면, 증발이 분석물 결정의 측정 결과에 미치는 영향 (이 영향은 예상 및 제어하기 곤란함) 을 다양한 조치에 의해 최소화하고/하거나 일정하게 유지하여 수정가능하게 하는 것, 및/또는 적절한 제어 조치 또는 수정 조치에 의해 이 영향을 제거하는 것이 제안된다.
하나의 조치는 하우징 (112), 바람직하게는 랜싯 (120) 및/또는 액추에이터 (124) 와 관계없이 설계된 하우징 (112) 에 의한 시스템 (110) 의 전술한 캡슐화이며, 그 결과, 대류에 의한 증발이 최소화된다.
다른 조치는 샘플의 생성과 샘플의 시험 요소 (128) 로의 적용 사이의 시간을 매우 짧게, 바람직하게는 1 s 미만으로 유지하는 것이다.
따라서, 도 3 은, 샘플의 생성과 샘플의 시험 요소 (128) 로의 적용 사이의 간격의 시간 t (단위: 초) 의 함수로서, 즉 전달 시간의 함수로서, 측정 시리지의 평균값으로부터의 포도당 농도의 상대 측정 편차 (cglu-cref)/cref 를 보여준다. 모세관 (132) 을 샘플 (130) 과 접촉시킨 후, 충전된 모세관을 시험 스트립 형태의 시험 요소 (128) 와 손으로 접촉시킴으로써, 시험을 행하였다. 이 경우, 시험 셋업은 캡슐화시키지 않았다. 따라서, 측정된 포도당 농도에 미치는 영향을 조사하였다.
도 3 에 나타낸 측정 시리즈는, 샘플 채취와 그 샘플의 시험 스트립으로의 적용 사이의 간격의 지속시간에 따라 측정된 포도당 값의 계통적인 (systematic) 변화를 명확이 보여준다. 심지어 1 s 이내에 초기 값으로부터 현저한 편차가 존재함을 특히 볼 수 있다. 이는, 비용이 많이 드는 모세관 (132) 의 캡슐화가 회피되어야 한다면, 샘플의 생성과 시험 요소 (128) 에 의한 시험 사이의 상기 간격이 바람직하게는 1 s 보다 더 짧아야 함을 보여준다.
샘플 (130) 의 생성과 시험 요소 (128) 와의 접촉 사이의 이러한 전달 시간에 영향을 미치는 다양한 가능한 방식은 이미 위에서 검토하였다. 도 4 는, 모세관 (132) 의 표면 특성에 영향을 줌으로써 상기 전달 시간에 영향을 미치는 가능한 방식의 일례를 보여준다. 여기서, 폭 120 ㎛, 깊이 80 ㎛ 및 길이 8 ㎜ 의 모세관에 대해, 모세관의 충전 시간 (t) (단위: s) 을, 모세관 (132) 내에서 물이 이동한 거리 (d) (단위: ㎜) 의 함수로서 전술한 수집 시간의 일부로 나타내었다. 다양한 방식으로 표면을 처리한 모세관에서 측정을 행하였다. 원리적으로, 친수성 표면 처리의 경우, 다른 영역의 기술로부터 본 기술분야의 당업자에게 공지되어 있는 다수의 적절한 방법 및/또는 코팅 또는 재료, 예컨대 세제를 갖는 코팅이 이용될 수 있다. 도 4 에서 표면 처리는 예컨대 적당한 친수성 표면 코팅에 의한 친수화를 포함한다. 도 4 에서, 까만 삼각형으로 표시한 곡선은 친수성 코팅을 갖는 모세관 (132) 에서의 측정을 나타내고, 하얀 원으로 표시한 곡선은 적절한 코팅을 갖지 않는 모세관 (132) 에서의 측정을 나타낸다.
도 4 의 측정으로부터, 모세관 (132) 의 길이가 충전 속도에 영향을 미칠 수 있음을 또한 알 수 있다. 따라서, 예컨대, 까만 삼각형으로 표시한 곡선으로부터, 0 ㎜ ? 4 ㎜ 의 부분 충전 시간이 4 ㎜ ? 8 ㎜ 의 구간의 부분 충전 시간과 현저히 상이함을 알 수 있다. 따라서, 체액 내 적어도 하나의 분석물을 검출하고 샘플 전달을 위해 적어도 하나의 모세관 (132) 을 이용하는 시스템 (110) 에서, 짧은 모세관 (132) 이 시스템의 잔부의 디자인과 무관하게 일반적으로 바람직하다.
충전가능한 모세관 길이와 모세관 직경 사이의 전술한 바람직한 관계를 이용하여, 폭 120 ㎛ 및 깊이 80 ㎛ 의 개방 모세관 (132) 에 대해, 상기 규정의 의미 내에서, 2 × 0.08 ㎜ + 0.120 ㎜ = 0.280 ㎜ 라는 모세관 직경을 구하였다. 그러므로, 8 ㎜ 의 모세관 길이에 대해, 29 의 길이 대 직경의 비가 주어지고, 6 ㎜ 의 모세관 길이에 대해, 21 의 길이 대 직경의 비가 주어지며, 4 ㎜ 의 모세관 길이에 대해, 14 의 길이 대 직경의 비가 주어진다. 그러므로, 본 발명의 내용에서, 그리고 언급된 모세관 치수의 경우, 8 ㎜ 이하 또는 미만, 특히 6 ㎜ 이하 또는 미만, 특히 바람직하게는 4 ㎜ 이하 또는 미만의 길이를 갖는 모세관 (132) 이 바람직하다.
반대로, 모세관 (132) 내에서의 이동 거리 (d) 의 이러한 측정으로부터 그리고 전술한 증발률로부터, 측정 결과에 미치는 증발의 효과를 허용가능하게 유지하기 위해 시스템 (110) 에 의해 수집되어야 하는 최소 샘플 체적에 관한 결론을 도출할 수 있다.
따라서, 예컨대 도 3 과 도 4 및 표 1 에 나타낸 측정 결과로부터, 증발률 2 nl/s, 일반적인 모세관 충전 시간 100 ms 및 전달 시간 200 ms 에서, 증발에 기인하는 오차가 일반적으로 여전히 허용가능하는 5 % 미만으로 되어야 한다면, 10 nl 초과, 바람직하게는 적어도 12 nl 의 샘플 체적이 존재해야 한다고 결론내릴 수 있다.
그리고, 도 1 을 참조하여 설명한 바와 같이, 증발에 영향을 미치며 변할 수 있는 파라미터가 센서에 의해 명확히 측정될 수 있고 측정의 평가에 고려될 수 있다면 도움이 된다. 따라서, 예컨대, 실제 샘플 체적이 광학 센서 (138) 에 의해 검출될 수 있다. 예컨대, 시험 패널 (129) 에 전달된 샘플 (130) 의 스폿의 크기가 이런 식으로 검출될 수 있다. 그리고 나서, 측정이 이 실제 샘플 체적으로 수정될 수 있고, 따라서 증발에 의해 야기되는 농도의 예측 상대 변화가 산출 및 수정될 수 있다. 예컨대, 포도당 농도의 측정값을 수정하기 위해, 이 산출된 값을 이용할 수 있다.
이러한 수정을 위해 다른 파라미터가 부가적으로 또는 대안적으로 또한 이용될 수 있다. 예컨대, 그러한 수정을 위해, 예컨대 센서 (142) 에 의해 측정되는 온도 및/또는 예컨대 센서 (140) 에 의해 측정되는 공기 습도의 지식이 수정을 위해 이용되는 산출값에 부가적으로 포함될 수 있다. 습도 센서 (140) 는 예컨대 상업적으로 입수가능한 습도계를 포함할 수 있고, 이 습도계는 공간을 절약하도록 구성될 수 있고 비용을 많이 들이지 않고 시스템 (110) 에 설치될 수 있다.
증발이 분석물 농도의 측정에 미치는 영향을 줄이기 위한 다른 제안, 및 전술한 가능성에 추가로 또는 대안적으로 본 발명에 따라 주어진 시스템 (110) 에 구현될 수 있는 제안은 모세관 (132) 의 기하학적 형상의 변화를 포함할 수 있다. 예컨대, 이 모세관의 종횡비 (aspect ratio), 즉 개구의 폭과 모세관의 깊이 사이의 비가 변경될 수 있다. 예컨대, 모세관은 폭이 넓게 이루어지는 대신에 더 깊게 이루어질 수 있고, 즉 깊이 80 ㎛ 및 폭 120 ㎛ 대신에 깊이 120 ㎛ 및 폭 80 ㎛ 를 가질 수 있다. 이런 식으로, 일정한 체적에서, 표면적 및 증발률이 감소된다.
110 체액 내 분석물의 검출을 위한 시스템
112 하우징
114 내부
116 개구
118 손가락
120 랜싯
122 피부 부분
124 액추에이터
126 전달 장치
128 시험 요소
129 시험 패널
130 샘플
132 모세관
134 측정 장치
136 제어부
138 광학 센서
140 습도 센서
142 다른 파라미터용 센서

Claims (15)

  1. 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치 (110) 로서, 상기 장치 (110) 는 체액의 샘플 (130) 을 생성하고 상기 샘플의 적어도 일부를 적어도 하나의 시험 요소 (128) 로 전달하도록 설계되고, 상기 샘플 (130) 의 전달을 위해 적어도 하나의 모세관 (132) 이 제공되며, 모세관 (132) 은 100 미만의 모세관 직경에 대한 충전가능 모세관 길이의 비를 갖는, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  2. 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치 (110) 로서, 상기 장치 (110) 는 체액의 샘플 (130) 을 생성하고 상기 샘플을 적어도 하나의 시험 요소 (128) 로 전달하도록 설계되고, 상기 장치 (110) 는 샘플 (130) 의 샘플 체적이 10 nl 초과가 되도록 설계되며, 상기 샘플 체적은 500 nl 미만인, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 샘플 체적은 10 nl 초과 300 nl 미만인, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 샘플 (130) 을 하기 메커니즘,
    - 적어도 하나의 모세관 (132);
    - 모세관 (132) 으로서 적어도 일부 설계된 적어도 하나의 랜싯 (120);
    - 피부 부분에서 샘플 (130) 이 먼저 생성되고, 그리고 나서 피부 부분 및 샘플 (130) 중 하나 이상에 대한 시험 요소 (128) 의 운동에 의해 샘플이 시험 요소 (128) 로 전달되는 메커니즘
    중 1 이상에 의해 시험 요소 (128) 로 전달하도록 설계된, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 장치 (110) 에 의해 채취된 샘플 (130) 및 시험 요소 (128) 로 전달된 샘플 (130) 중 하나 이상의 실제 샘플 체적을 검출하도록 설계된, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 장치 (110) 는 실제 샘플 체적을 고려하여 분석물을 검출하도록 설계되고, 샘플 체적에 의존하는 증발 효과 및 그에 따른 농도의 변화가 적어도 일부 보상되는, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  7. 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치 (110) 로서, 상기 장치 (110) 는 체액의 샘플 (130) 을 생성하고 상기 샘플을 적어도 하나의 시험 요소 (128) 로 전달하도록 설계되고, 상기 장치 (110) 는 샘플 (130) 의 생성 동안, 시험 요소 (128) 로의 샘플 (130) 의 전달 동안, 또는 샘플 (130) 의 생성 동안과 시험 요소 (128) 로의 샘플 (130) 의 전달 동안 습도를 검출하도록 설계되며, 상기 장치 (110) 는 습도를 고려하여 분석물을 검출하도록 설계되고, 상기 장치 (110) 는 적어도 하나의 개구 (116) 를 갖고, 피부 부분이 개구 (116) 에 전부 또는 일부 위치될 수 있으며, 상기 피부 부분은 상기 개구 (116) 를 적어도 일부 폐쇄하고, 상기 샘플 (130) 은 상기 개구 (116) 에 위치된 피부 부분에서 생성되는, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 폐쇄된 하우징 (112) 내에서 샘플 (130) 의 생성 및 시험 요소 (128) 로의 전달을 행하도록 설계되고, 상기 장치 (110) 는 상기 하우징 (112) 내에서 습도를 검출하도록 설계된, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 분석물의 검출에 샘플 (130) 의 체적을 고려하도록 설계된, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 소정의 최소 습도에 도달하지 못한 경우, 적어도 일시적으로 분석물의 검출을 중단하고/중단하거나 졍고를 발생시키도록 설계된, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  11. 제 7 항에 있어서, 샘플 (130) 의 생성 동안, 시험 요소 (128) 로의 샘플 (130) 의 전달 동안, 또는 샘플 (130) 의 생성 동안과 시험 요소 (128) 로의 샘플 (130) 의 전달 동안 적어도 하나의 다른 파라미터를 검출하도록 설계된, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  12. 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치 (110) 로서, 체액의 샘플 (130) 을 생성하고 상기 샘플의 적어도 일부를 적어도 하나의 시험 요소 (128) 로 전달하도록 설계되고, 상기 샘플 (130) 의 생성과 상기 시험 요소 (128) 에의 적용 사이의 시간이 1 s 미만이 되도록 설계된, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 샘플 (130) 을 하기 메커니즘,
    - 적어도 하나의 모세관 (132);
    - 모세관 (132) 으로서 적어도 일부 설계된 적어도 하나의 랜싯 (120);
    - 피부 부분에서 샘플 (130) 이 먼저 생성되고, 그리고 나서 피부 부분 및 샘플 (130) 중 하나 이상에 대한 시험 요소 (128) 의 운동에 의해 샘플이 시험 요소 (128) 로 전달되는 적어도 하나의 메커니즘
    중 1 이상에 의해 시험 요소 (128) 로 전달하도록 설계된, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 피부 부분을 천자하기 위한 적어도 하나의 랜싯 (120) 을 포함하고, 상기 샘플 (130) 은 적어도 하나의 모세관 (132) 을 통해 전달되며, 상기 시험 요소 (128) 는 랜싯 (120) 에 전부 또는 일부 통합된, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 샘플 (130) 의 전달을 위해 적어도 하나의 모세관 (132) 이 제공되고, 모세관 (132) 은 적어도 하나의 친수화 (hydrophilization) 를 갖는, 체액 내 적어도 하나의 분석물의 검출을 위한 장치.
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