KR20130023287A

KR20130023287A - 이중 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130023287A
Application number: KR1020127034266A
Authority: KR
Inventors: 랜덜 케이 리글스; 에릭 알 디볼드; 에브너 데이비드 조셉; 테리 에이 비티
Original assignee: 에프. 호프만-라 로슈 아게
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2013-03-07
Also published as: CN103038637A; US20130105074A1; CA2801946A1; JP2013530408A; EP2588857A1; JP5580934B2; WO2012003306A1; MX2012014620A

Abstract

본 발명의 일부 실시형태는, 비용을 절감하고, 폐기물을 감소시키고, 생산량을 증가시키도록 테스트 스트립 (100) 을 생산하기 위한 2-업 제조 기법을 포함한다. 다수의 열로 배열된 테스트 스트립 (100) 을 동시에 제조하는 것과 같은 2-업 기법과 관련된 다른 기법이 또한 개시된다. 또다른 기법은 상부 기판 (110) 또는 하부 기판 (130) 중 어느 하나의 오버행을 형성하도록 상부 기판 (110) 및 하부 기판 (130) 을 절삭하는 단계를 포함한다. 다른 실시형태는, 사용자가 체액 샘플을 양쪽 테스트 스트립에 동시에 적용할 수 있는 이중 용도 바이오센서를 포함한다.

Description

이중 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법 {METHODS FOR MANUFACTURING A DUAL BIOSENSOR TEST STRIP}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2010 년 6 월 30 일에 출원된 미국 특허 가출원 제 61/360,010 호의 이점을 주장한다.

많은 의료 분야에서, 혈액 또는 소변과 같은 체액에 존재하는 임의의 분석물질의 반복된 측정 및 모니터링이 특히 중요하다. 한 가지 특별한 경우는, 예를 들어, 올바른 투약으로 즉각적으로 대응하도록 매우 빈번히 포도당 농도를 측정할 필요가 있는 당뇨병 환자에 관련된다. 임의의 혈당 허용치를 초과하면 혼수 상태 또는 사망을 유발할 수 있다. 심지어 약간 높은 혈당 레벨이 점차 건강을 악화시킬 수 있어서 글리세믹 (glycemic) 레벨을 통제하도록 장기간 모니터링을 요구한다. 이처럼, 혈당 데이터는 가장 적절한 장기간 치료를 결정하는 일을 하는 의사와, 측정된 포도당 레벨에 따라 매일 약물 투여를 조정할 필요가 있는 환자 모두에게 유용하다. 이것은 다이어트뿐만 아니라, 일상의 신체 활동과 대사에 영향을 미치는 많은 다른 인자에 의해 좌우된다.

현재, 휴대할 수 있는 다수의 소형의, 신뢰할 만한 저렴한 의료 기기들을 환자가 셀프 모니터링하는데 이용할 수 있다. 인슐린 펌프와 같은, 치료제의 통제된 투여를 위한 기기를 또한 상업적으로 이용할 수 있다. 하지만, 본 발명이 관련된 다수의 예시적 의료 기기는 당뇨병 치료에 제한되지 않는다. 특히 언급할 만한 것은, 예를 들어, 혈압 또는 응고 인자와 같은 다른 혈액 파라미터를 모니터링하기 위한 그런 기기이다.

새로운 테스트 스트립은, 바이오센서뿐만 아니라 그것의 생산을 개선하기 위한 기회를 제공한다. 일반적으로 고려되는 것처럼, 테스트 스트립은 혈당과 같은 분석물질의 존재 또는 농도에 대해 유체 샘플을 테스트할 수 있으므로, 테스트 스트립은 당뇨병과 같은 다양한 질환을 모니터링하는데 사용될 수 있다. 테스트 스트립은 액체 샘플을 수용하기 위한 모세관 챔버 및 통기구 (vent) 를 포함한다. 샘플 챔버는 이격 층에 의해 이격된 2 개의 기판층에 의해 상단 및 바닥에서 경계가 정해진다. 기판 중 적어도 하나는, 사용자가 모세관 챔버의 도우징 (dosing) 을 시각적으로 확인할 수 있도록, 선택적으로 맑다 (투명 또는 반투명). 수평으로, 모세관 챔버는 이격 층의 컷아웃부 (cutout portion) 와 개구에 의해 경계가 정해진다. 일부 실시형태에서 컷아웃부는, 빠른 샘플 충전을 위해 최적화된 챔버 깊이 대 챔버 폭의 종횡비를 모세관 챔버에 제공하도록 구성된다.

실시형태는, 사용자가 유체 샘플을 쉽고 빠르게 도스 (dose) 할 수 있는 넓은 샘플 적용 포트를 구비한 일반적으로 정사각형 단부를 가지는 테스트 스트립을 포함한다. 비정사각형 단부, 예컨대 테이퍼 또는 원형 단부를 가지는 실시형태는 유사한 유리한 도우징 유연성을 제공한다. 스트립에 제공되는 더 넓은 도우징 위치는 저하된 시력을 가지고, 손 민첩성 또는 손 안정성에 문제가 있는 사람들에게 도움이 될 수 있다. 실시형태는 또한 테스트를 위해 작은 체적의 유체를 요구하고 샘플 유체로 신속하게 충전되는 샘플 챔버를 제공한다. 다른 특징들은, 다른 실시형태에 따른 테스트 스트립을 생산할 때 증가된 제조 효율성 및 비용 절감을 포함한다. 이 특징들 중 일부 또는 전부가 대응하는 독립항 또는 종속항에 나타날 수도 있지만, 특정 청구항에서 명확히 설명되는 경우 이외에는 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

이 요약은 본원에 포함된 상세한 설명과 도면에서 더 자세히 기술되는 선별된 개념을 소개하도록 제공된다. 이 요약은 청구된 대상의 어떤 주요한 또는 본질적 특징들을 식별하기 위한 것도 아니고, 첨부된 청구항 범위를 결정하는 보조물로서 사용되기 위한 것도 아니다. 본원에 기술한 각각의 실시형태는 본원에 기술한 모든 목적을 해결하기 위한 것이 아니고, 각각의 실시형태가 기술한 각각의 특징을 포함하지 않는다. 본 발명의 다른 형태, 실시형태, 목적, 장점, 이점, 특징 및 양태는 본원에 포함된 상세한 설명과 도면으로부터 본 기술분야의 당업자에게 분명하게 될 것이다.

도 1 은 일 실시형태에 따른 바이오센서의 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 바이오센서의 유체 샘플링 단부의 부분 사시도이다.
도 3 은 도 1 에 나타낸 바이오센서의 분해 사시도이다.
도 4 는 테스트 미터로 삽입된 도 1 에 나타낸 바이오센서의 평면도이다.
도 5 는 샘플 챔버로 진입하는 유체의 방향을 도시한 도 1 에 나타낸 바이오센서의 유체 샘플링 단부의 부분, 상부 평면도이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d 는 샘플 챔버로 진입하는 유체 샘플을 순차적으로 도시한 도 1 에 나타낸 바이오센서의 부분, 상부 평면도이다.
도 7 은 또다른 실시형태에 따른 2-업 (up) 제조 프로세스 중 적층 (lamination) 이전 복수의 바이오센서의 분해 부분도이다.
도 8 은 이산 (discrete) 시약층 침적 방법을 적용한 또다른 실시형태에 따른 2-업 제조 프로세스 중 적층 이전 복수의 바이오센서의 분해 부분도이다.
도 9 는 적층 후 도 7 에 나타낸 테스트 스트립 쌍 중 하나의 부분 단면도이다.
도 10 은 또다른 실시형태에 따른 테스트 스트립 쌍의 부분 단면도이다.
도 11 은 또다른 실시형태에 따른 2-업 제조 프로세스 중 적층 이전 복수의 바이오센서의 분해 부분도이다.
도 12 는 적층 후 도 11 에 나타낸 테스트 스트립 쌍 중 하나의 부분 단면도이다.
도 13 은 A 열 (column) 과 B 열 각각의 전극 패턴에 대해 이산 시약층을 적용한 또다른 실시형태에 따른 2-업 제조 프로세스 중 적층 이전 복수의 바이오센서의 분해 부분도이다.
도 14 는 본원에 개시된 실시형태에 따라 적층 후 그리고 이중 용도 바이오센서로서 사용하기 위한 준비 후 도 13 에 나타낸 테스트 스트립 쌍 중 하나의 부분 단면도이다.
도 15 는 이중 용도 바이오센서를 제작하기 위한 대안 실시형태의 부분 단면도이다.
도 16 은 도 15 에 따른 완성된 이중 용도 바이오센서의 부분 단면도이다.
도 17 은 상단층과 바닥층 기판에 대해 다른 오버행 (overhang) 거리를 제공하기 위한 단일-절삭 싱귤레이션 (singe-cut singulation) 프로세스의 부분 횡단면도이다.
도 18 은 상단층과 바닥층 기판에 대해 다른 오버행 거리를 제공하기 위한 2-절삭 싱귤레이션 프로세스의 부분 횡단면도이다.
도 19 는 일 실시형태에 따른 베벨 단부 절삭부와 다른 오버행 거리를 보여주는 부분 횡단면도이다.
도 20 은 다른 실시형태에 따른 베벨 단부 절삭부와 다른 오버행 거리를 보여주는 부분 횡단면도이다.
도 21 은 도 22 에 나타낸 테스트 스트립 시트로부터 싱귤레이션된 테스트 스트립의 상부 평면도이다.
도 22 는 또다른 실시형태에 따른 2-업 제조 프로세스로 제조된 바이오센서 시트의 부분, 상부 평면도이다.

본 발명의 원리 이해를 증진할 목적으로, 이제 도면에 도시된 선택된 실시형태들이 참조될 것이고 실시형태들을 설명하는데 특정 용어가 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고 이것으로 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니고, 본 발명의 원리의 이러한 변경, 수정 및 추가 응용은 발명이 관련된 본 기술분야의 당업자들이 보통 생각할 수 있는 것으로 고려되는 것을 이해할 것이다. 일부 특징 또는 특징의 일부 조합은 명료성을 위해서 나타내지 않을 수도 있음이 관련 기술 분야의 당업자들에게 분명할 것이지만, 본 발명의 적어도 하나의 실시형태가 상세히 나타나 있다.

도 1 은, 일 실시형태에 따른 바이오센서, 예를 들어 테스트 스트립 (100) 을 나타낸다. 테스트 스트립 (100) 은 일반적으로 종방향 축선 (102) 을 한정하는 평평한 기다란 직사각형으로서 형성된다. 테스트 스트립 (100) 은, 체액 샘플 중 분석물질의 농도 및/또는 존재를 결정하기 위해 테스트 미터와 연결하는 전극 및 접촉 패드 패턴 (106) 을 가지는 테스트 미터 연결 단부 (104) 를 포함한다. 테스트 스트립 (100) 은 테스트를 위해 체액 샘플을 수집하는 유체 샘플링 단부 (108) 를 더 포함한다.

도 2 로 돌아가, 테스트 스트립 (100) 은 상부 기판층 (110), 중간 기판층 (예를 들어, 스페이서 (120)) 및 하부 기판층 (130) 을 더 포함한다. 스페이서 (120) 는 상부 기판층 (110) 과 하부 기판층 (130) 사이에 수직으로 위치결정된다. 샘플링 단부 (108) 는 상부 기판층 (110) 의 상부 기판 전방 가장자리 (112) 를 포함한다. 스페이서 (120) 는 아래에 설명한 대로 샘플링 단부 (108) 로 연장되는 스페이서 전방 가장자리 (122) 를 포함한다. 유사하게, 샘플링 단부 (108) 는 하부 기판층 (130) 의 하부 기판 전방 가장자리 (132) 를 포함한다.

용어 "상부" 및 "하부" (뿐만 아니라 "상단" 및 "바닥" 과 같은 유사한 용어) 는, 본원에 개시된 실시형태의 범위를 좁히지 않으면서 도시된 실시형태의 설명을 읽고 이해하기에 더 용이하게 하려고 "제 1" 및 "제 2" 와 같은 용어 대신에 예시적으로 사용된다. 어떤 방향을 선호하려는 것이 아니다. 예를 들어, "제 1", "제 2" 및 "하부" 는 "상부" 대신에 대안적으로 사용될 수도 있고, "제 2", "제 1" 및 "상부" 는 (각각) 대안적으로 "하부" 대신에 사용될 수도 있다. "상부" 층이 "바닥" 층이 되고 "바닥" 층이 "상부" 층이 되면서 실시형태가 반대로 될 수 있음을 이해한다.

용어 "전방" 은 또한 본원에 개시된 실시형태의 범위를 좁히지 않으면서 도시된 실시형태의 설명을 읽고 이해하기에 더 용이하게 하려고 예시적으로 사용된다. 어떤 방향을 선호하려는 것이 아니다. 예를 들어, 용어 "가장자리" 는 단독으로 "전방 가장자리" 대신에 대안적으로 사용될 수도 있다. "전방" 이 "후방" 이 되면서 실시형태들이 회전될 수 있음을 이해한다.

스페이서 (120) 는 제 1 컷아웃부 (148) 를 포함한다. 테스트 스트립 (100) 이 조립될 때, 제 1 컷아웃부 (148) 는 샘플 챔버 (150) 를 한정한다. 샘플 챔버 (150) 는 테스트를 위해 유체 샘플을 수용하도록 크기가 정해진다. 샘플 챔버 (150) 는 상부 기판층 (110) 과 하부 기판층 (130) 사이의 컷아웃부 (148) 에 의해 제공된 공간에 형성된다. 상부 기판층 (110) 의 일부는 샘플 챔버 (150) 의 상부 경계를 형성하고 하부 기판층 (130) 의 일부는 샘플 챔버 (150) 의 하부 경계를 형성한다. 샘플 챔버 (150) 는 샘플링 단부 (108) 에 개구 (151) 를 포함한다. 샘플 챔버 (150) 의 치수는 높이 (144), 폭 (142) 및 깊이 (146) 를 포함한다. 도시된 실시형태에서, 제 1 컷아웃부 (148) 의 영역은 아래에서 더 자세히 기술되는 것처럼 하부 기판층 (130) 과 그 위의 전극 일부를 노출시킨다. 도시된 실시형태에서, 상부 기판층 (110) 은 샘플 챔버 (150) 와 정렬된 통기 개구 (170) 를 포함한다. 대안적으로, 다른 실시형태에서, 하부 기판층 (130) 은 통기홀을 포함한다. 또한, 샘플 챔버 (150) 용 통기 개구는 임의의 적합한 방식으로 제공된다. 일부 실시예는, 본원에 기술한 대로 샘플 챔버 (150) 와 정렬되거나, 본원에 참조로 포함된 미국 특허 제 7,829,023 호에 개시된 바와 같은 슬롯 통기 장치에 의해 정렬된 홀을 포함할 수 있다.

또다른 실시형태에서, 통기 개구 (170) 는 상단 기판 (110) 에 복수의 선형 이격 홀 (171) 을 포함한다. 홀 (171) 은 커버에 횡단 배열로 제공될 수도 있고 컷아웃부 (148) 에 대한 통기구의 맞춤을 용이하게 하도록 샘플 챔버의 폭 (142) 미만인 최대 거리로 이격된다. 결과적으로, 적어도 하나의 홀 (171) 이 항상 컷아웃부 (148) 위에 놓일 것이기 때문에, 통기 개구 (170) 의 맞춤은 단지 일반적으로 종방향 치수에서 요구되고, 제조와 관련해 샘플 챔버의 깊이에 대해 원하는 위치에 단지 정렬시킨다.

도 3 을 참조하면, 테스트 스트립 (100) 은 테스트하는 동안 유체 샘플과 반응하는 시약, 예를 들어 시약층 (152) 을 더 포함한다. 도시된 실시형태에서, 시약층 (152) 은 샘플링 단부 (108) 에 형성된 전극 패턴 (155) 위에 놓여 접촉한다. 전극 패턴 (155) 은 샘플 챔버 (150) 에 형성되고 일반적으로 테스트하는 동안 샘플 유체와 직접 접촉한다. 전극 패턴 (155) 은 전극 트레이스 (156; electrode traces) 에 의해 테스트 스트립 (100) 의 테스트 미터 연결 단부 (104) 에서 접촉 패드 패턴 (106) 에 전기 접속된다. 접착층 (158) 은 하부 기판층 (130) 과 스페이서 (120) 사이에 위치결정되고, 하부 기판층 (130) 과 스페이서 (120) 를 함께 바인딩한다. 제 2 접착층 (158') 은 상부 기판층 (110) 과 스페이서 (120) 사이에 위치 결정되고 이것을 함께 바인당한다. 스페이서 (120) 와 제 1 및 제 2 접착층 (158, 158') 은 함께 샘플 챔버 (150) 의 원하는 높이 (144) 를 한정하기에 충분한 결합 두께를 가진다. 게다가, 제 1 접착층 (158) 과 제 2 접착층 (158') 은 제 1 컷아웃부 (148) 와 유사하게 크기가 정해지고 상기 접착층들에서 제거된 제 2 컷아웃부 (159, 159') 를 가진다. 일 대안 실시형태에서, 스페이서 (120) 는 감압 접착제 (또는 PSA) 와 같은 양면 접착층을 포함하여서, 별도의 접착층 (158, 158') 이 요구되지 않는다. 이러한 실시형태에서, 양면 테이프와 같은 양면 접착층은 샘플 챔버 (150) 의 원하는 높이 (144) 를 한정하기에 충분한 두께를 가진다.

적용될 수 있는 접착제의 예시는 감압 접착제, 핫 멜트 및 다른 고온 실링 접착제 및 저온 실링 접착제를 포함한다. 또다른 실시형태에서는, 접착 필름 또는 층을 사용하기보다는, 바이오센서 층이 본 기술분야에 일반적으로 알려진 바와 같은 이러한 방법에 따라 열 또는 레이저 실링에 의해 함께 고정될 수 있다.

도 3 은 전극 패턴 (155) 의 일 실시형태를 나타낸다. 전극 패턴 (155) 의 구성은 이하 더 자세히 기술된다. 전극 패턴 (155) 은 본 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이 임의의 적합한 방식으로 샘플 챔버 (150) 내부에 구성된다. 전극 패턴 (155) 은, 예를 들어, 광역 레이저 어블레이션 (ablation) 기법 또는 전극 패턴을 형성하는 다른 고세밀도 (high-definition), 고정밀도 (high precision) 품질의 방법을 사용해 생산될 수 있는데, 이런 것은 잉크 젯 기법으로 현재 기술 상태로 달성될 수 있다.

일 실시형태에서, 광역 레이저 어블레이션은 각 레이저 펄스로 다수의 전극 패턴 (155) 을 형성하도록 릴 투 릴 (reel to reel) 구성으로 사용된다. 즉, 금속화된 기판의 웨브가 레이저 어블레이션 챔버를 통하여 권취됨에 따라 2 개 이상의 인접한 패턴은 단일 레이저 펄스에 의하여 형성될 수 있다. 단일 펄스로 다수의 패턴을 형성함으로써, 전체 제조 프로세스에서 전극 형성 단계의 처리율이 증가된다. 이것은, 전형적으로, 다수의 전극 패턴을 포함하는 적절한 레이저 마스크 (따라서 단일-패턴 마스크보다 큼) 및 마스크를 통하여 레이저를 지향하는 렌즈를 제공함으로써 알려진 광역 레이저 어블레이션 기술을 사용해 달성될 수 있는데, 렌즈는 더 큰 마스크를 통하여 충분히 지향시키도록 더 넓은 레이저 분산을 제공한다. 단일 펄스를 사용하는 이런 다수의 패턴 형성은 또한 이하 추가 검토되는 2-업 제조 프로세스에서 장점을 제공한다.

사용시, 테스트 스트립 (100) 의 테스트 미터 연결 단부는 도 4 에 나타난 것처럼 테스트 미터 (165) 로 삽입된다. 테스트 미터 (165) 는 사용자에게 정보 및/또한 방향을 제공하기 위한 디스플레이 (166) 를 포함한다. 샘플 유체가 얻어지는데, 예를 들어 혈액 또는 간질액 (interstitial fluid) 샘플이 전형적으로 란셋 또는 바늘과 같은 날카로운 물체로 피부 표면을 침투함으로써 얻어진다. 샘플 유체가 상처로부터 발생함에 따라, 이것은 피부 표면에 수집되고 사용자는 샘플 유체 방울을 샘플 챔버 (150) 의 개구 (151) 와 접촉시킨다. 유체가 샘플 챔버 (150) 의 개구 (151) 와 접촉할 때, 샘플 챔버 (150) 는 모세관 작용에 의해 유체를 내부로 끌어당긴다.

도 5 에서 도시된 실시형태에 나타난 것처럼, 이런 목적으로 이 전극 (164) 을 작동시키기 위한 잘 알려진 방법을 사용해, 충분한 양의 샘플이 도스되었음을 결정하도록, 2 개의 샘플 충분 전극 (164; sample sufficiency electrodes) 이 샘플 챔버 (150) 내부에 제공될 수도 있다. 샘플 챔버 (150) 내부에서 충분 전극 (164) 의 위치 및 작동은, 샘플 유체가 작동 전극을 완전히 덮을 때까지 테스트가 개시 (일단 테스트 스트립이 미터로 삽입되고 나면) 되지 않게 보장하도록 돕는다. 즉, 유체에 의한 이러한 브릿지를 전기 검출하기 위해 알려진 방법을 사용해, 분석을 시작하도록 허용되기 전 샘플 유체는 샘플 충분 전극 사이의 간극을 브릿지해야 한다. 챔버 (150) 의 구성, 예상되는 도우징 유동 패턴 (예컨대 도 5 참조) 및 전극 패턴 (155) 의 구성을 기초로 샘플 챔버 (150) 내부에 샘플 충분 전극 (164) 을 최적으로 위치시키는 것은 본 기술분야 내에 충분히 포함된다. 기본 전제는, 적어도 정확한 측정을 수행하는데 필요한 정도로 전극 패턴 (155) 이 샘플 유체에 의해 또한 덮힐 때까지 샘플 충분 전극이 샘플 유체에 의해 브릿지되지 않도록 보장하는 것이다. 따라서, 단일 유동 전방 모세관에서, 전극 (164) 은 전극 패턴 (155) 의 완전히 하류에 위치할 것이다. 하지만, 도 5 에 도시된 바와 같이, 다수의 유동 전방 모세관에서, 전극 (164) 사이에 위치한 전극 패턴 (155) 을 샘플 유체에 의해 충분히 덮도록 보장하는 위치, 예로 샘플 챔버 (150) 의 횡방향 단부에서 이격된 위치에 전극 (164) 이 배치될 수도 있다.

도 5 는, 샘플이 샘플 챔버 (150) 를 충전함에 따라 개구 (148) 에서 샘플 챔버 (150) 로 진입한 유체 샘플이 살포되는 일반적 방식을 나타낸다. 나타낸 실시예에서, 샘플 유체는 샘플 챔버 폭의 대략 중심에서 진입하고 일반적으로 T 형 형태로 살포되어서, 일반적으로 내부로 이동한 후 방향 (168) 을 따라 일반적으로 외부로 이동한다. 샘플이 거의 통기 개구 (170, 171) 까지 샘플 챔버 (150) 의 깊이를 충전함에 따라, 샘플은 일반적으로 테스트 스트립 (100) 의 종방향 축선 (102) 에 직각을 이루는 방향으로 유동한다. 동시에 두 방향으로 충전함으로써, 샘플 챔버 (150) 는 단 하나의 방향으로 충전하는 유사한 크기의 샘플 챔버보다 더 빨리 충전할 수 있다.

또한 도 6a 내지 도 6d 는, 비록 대안으로 제시되지만, 2 차원으로 유체 샘플이 샘플 챔버 (150) 를 충전하는 방식을 나타낸다. 도 6a 는 샘플 챔버 (150) 와 접촉하기 전 샘플 유체의 방울을 나타낸다. 도 6b 는 샘플 챔버 (150) 내부로 살포되는 샘플 유체 (172) 방울을 나타내는데 샘플 유체 (172) 방울이 발생하는 순간 컷아웃부 (148) 의 하류 가장자리에 인접하여 도달한다. 도 6c 는 컷아웃부 (148) 의 하류 가장자리를 따라 두 방향으로 외부로 살포하는 방울 (172) 을 나타낸다. 도 6d 는 샘플 충분 전극 (164) 과 접촉하고 샘플 챔버 (150) 를 계속 충전하는 방울 (172) 을 나타낸다.

본 발명의 실시형태는 개선된 샘플 취득 특징을 보여준다. 예를 들어, 예상외로 빠른 충전 시간은 개시된 발명의 실시형태를 테스트할 때 실현되었다. 빠른 충전 시간은 샘플 유체를 테스트하기 위해서 사용자에 의해 요구되는 시간을 감소시킨다. 빠른 충전 시간은 또한 적은 증발을 유발하는데, 이것은, 예를 들어, 사용자로부터 짜내야 하는 총 혈액 양을 감소시킨다. 더 작은 샘플 크기는 사용자가 대체 테스트 부위로부터 혈액을 얻을 수 있도록 하는데, 이 부위는 혈관이 아닐 수도 있지만 많은 고통을 유발하지 않는다. 일부 실시형태에서, 상부 기판층 (110) 의 하부 표면 (샘플 챔버 (150) 를 마주보는 표면) 은 친수성 재료로 구성되어서, 이것은 유체로 신속하게 충전하는 샘플 챔버 (150) 의 능력을 추가 향상시킬 수 있다. 다른 실시형태에서, 샘플 챔버 (150) 의 바닥은 친수성인 시약층 (152) 으로 코팅되는데, 이것은 또한 유체로 신속하게 충전하는 샘플 챔버의 능력을 향상시킬 수 있다.

샘플 챔버 (150) 의 종횡비 (샘플 챔버 폭 (142) 에 의해 나눈 샘플 챔버 깊이 (146) 와 같은 비율) 가 샘플 챔버 (150) 의 충전 시간에 영향을 미쳤음을 알았다. 일반적으로, 더 작은 종횡비는 더 큰 종횡비보다 충전 시간을 더 빠르게 한다. 1.0 보다 작은 종횡비를 가지는 샘플 챔버는 2 차원 충전할 수 있었고 (예컨대, 도 5 내지 도 6d 참조), 이것은 샘플 챔버를 충전하는데 필요한 총 시간을 줄였다. 샘플 챔버 (150) 의 폭을 따라 옆으로 살포하기 전 컷아웃부 (148) 의 하류 가장자리와 접촉하는 샘플 유체로 2 차원 충전을 달성하기 위해서, 샘플 챔버 폭 (142) 미만의 샘플 챔버 깊이 (146) 를 가지는 것이 바람직하다. 달리 설명하면, 1.0 보다 작은 종횡비는 샘플 챔버 (150) 의 신속한 충전 시간을 제공한다. 1.0 보다 큰 종횡비는 샘플 챔버 (150) 의 불완전 충전을 유발할 수 있고 잠재적으로 공기가 전극 패턴 (155) 에 대해 트랩되도록 하여서 테스트 오류를 일으킬 수 있다. 일 실시형태에서, 샘플 챔버 (150) 는, 예를 들어, 샘플 챔버 깊이 (146) 가 1 밀리미터 (1 ㎜) 이고 샘플 챔버 폭 (145) 이 5 밀리미터 (5 ㎜) 인 0.2 의 종횡비를 가진다. 다른 실시형태에서, 샘플 챔버 (150) 의 종횡비는 적어도 9 분의 1 (1/9, 대략 0.1), 최대 3 분의 1 (1/3, 대략 0.3) 이다. 대안 실시형태에서, 종횡비는 적어도 6 분의 1 (1/6, 대략 0.17), 최대 4 분의 1 (1/4 또는 0.25) 이다.

종횡비와 더불어, 샘플 챔버의 전체 치수 (크기) 는 샘플 챔버가 얼마나 빨리 충전되는지 영향을 미친다. 일반적으로, 큰 샘플 챔버보다 작은 샘플 챔버를 채우는데 더 적은 유체가 요구되는데, 작은 샘플 챔버를 충전하는 시간은 더 큰 샘플 챔버보다 작아야 한다는 것을 나타낸다. 하지만, 샘플 챔버 높이 (144) 에 대한 임의의 더 작은 치수는 충전 시간을 증가시키는 것을 발견하였다. 예를 들어, 전체 혈액을 샘플링할 때, 샘플 챔버 높이 (144) 가 백 마이크로미터 (100 ㎛) 미만으로 감소함에 따라 샘플 챔버 (150) 에 대한 충전 시간이 증가한다.

샘플 챔버 (150) 에 대한 충전 시간은 공칭 헤마토크리트 레벨, 예컨대 65 ~ 85 % 보다 높은 샘플 유체로 도우징할 때 더 높을 것이라는 것이 예상된다. 혈청, 혈장 또는 수용액을 샘플링 및 테스트하도록 된 샘플 챔버는 더 작은 샘플 챔버 높이를 사용할 수 있고 잠재적으로 더 빠른 충전 시간을 달성할 수 있다.

비록 도 5 내지 도 6d 가 샘플 챔버의 중심에 적용되는 샘플 유체 방울을 나타낼지라도, 방울은 더 넓은 전방 개구 (151) 의 폭을 따라 어떤 위치에도 적용될 수도 있음을 이해해야 한다. 더 넓은 전방 개구 (151) 의 폭을 따라 어떤 위치에도 샘플을 배치할 수 있는 능력은 모든 사용자, 특히 당뇨병 환자에게 드물지 않은 시력이 감소된 사람들에게 유리한데, 왜냐하면 시력이 감소된 사람은 테스트 스트립의 폭을 따라 정확한 위치에 샘플을 배치하지 못할 수도 있기 때문이다. 이처럼, 테스트 스트립 (100) 의 폭 (142) 이 장애가 있는 사용자가 테스트 스트립 (100) 을 쉽게 사용하도록 허용하기에 충분히 크다면 장점은 실현된다. 일 실시형태에서, 샘플 챔버 (150) 의 폭 (142) 은 적어도 3 밀리미터 (3 ㎜), 최대 9 밀리미터 (9 ㎜) 이다. 다른 실시형태에서, 샘플 챔버 (150) 의 폭 (142) 은 적어도 4 밀리미터 (4 ㎜), 최대 6 밀리미터 (6 ㎜) 이다. 또다른 실시형태에서, 샘플 챔버 (150) 의 폭 (142) 은 5 밀리미터 (5 ㎜) 이다.

2 차원적으로 충전하는 샘플 챔버 (150) 의 능력이 신속하게 충전하는 샘플 챔버 (150) 의 능력을 향상시키면서, 비교적 작은 크기의 샘플 챔버 (150) 는 신속하게 충전하는 그것의 능력을 추가 향상시키고 테스트에 필요한 샘플 유체의 양을 최소화한다. 예를 들어, 테스트에 필요한 유체가 더 많을수록, 샘플 챔버로 동일하거나 유사한 유량의 유체가 제공될 때 샘플 챔버를 채우는데 더 긴 시간이 필요할 것이다. 하지만, 너무 작은 샘플 체적은, 증발을 통하여, 테스트하는 동안 비교적 큰 샘플 크기 변화를 유발할 수 있는데, 이것은 테스트 결과에 악영향을 줄 수 있다. 이것과 다른 인자의 균형을 잡아, 대안 실시형태는 최대 천 나노리터 (1,000 nl), 오백 나노리터 (500 nl) 및, 백 나노리터 (100 nl) 인 샘플 챔버 체적을 포함한다.

주어진 샘플 챔버 폭 (142) 에 대해, 더 큰 샘플 챔버 깊이 (146) 는 체적을 증가시키고, 종횡비를 증가시키고 샘플 챔버 (150) 의 샘플 챔버 충전 시간을 증가시킨다. 하지만, 너무 작은 샘플 챔버 깊이 (146) 는 제조 프로세스 중 악영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 예를 들어 이하 도 7 에 대해 기술한 방법을 사용해 테스트 스트립을 생산할 때, 헤드 투 헤드 배향된 테스트 스트립의 분리시 작은 오류는, 샘플 챔버 깊이가 작을 때 샘플 챔버 체적의 큰 변화를 유발할 것이다. 실시형태는 최대 1 과 1/2 밀리미터 (1.5 ㎜) 인 샘플 챔버 깊이 (146) 를 포함한다. 대안 실시형태는 최대 1 밀리미터 (1.0 ㎜) 인 샘플 챔버 깊이 (146) 를 포함한다.

일 실시형태에서, 샘플 챔버 (150) 가 유체로 채워지는 동안 사용자에게 시각적 피드백을 제공하기 위해서 적어도 상부 기판층 (110) 은 샘플 챔버 (150) 의 구역에서 투명하다. 일단, 투명한 상부 기판층 (110) 을 통한 시각적 확인에 의하여, 사용자가 샘플 챔버 (150) 가 유체로 채워진 것을 확인하고 나면, 사용자는 테스트 중 샘플 챔버 (150) 에서 유체 섭동을 회피하도록 샘플 챔버 (150) 로부터 샘플 유체의 공급부를 제거할 수 있는데, 이것은 테스트 결과에 악영향을 미칠 수 있다.

전극 패턴 (155) 은 전형적으로 하나의 기판층, 하부 기판층 (130) 에 형성된다. 하지만, 대안 실시형태는 조립된 테스트 스트립에서 서로 마주보는 2 개의 기판 표면에 형성된 대향한 (달리 "마주보는" 이라고 함) 샘플 단부 전극 패턴을 포함한다. 이 배열은 테스트 스트립 폭을 추가 감소시키는 것을 도울 수 있다. 하지만, 테스트 스트립이 너무 좁다면 사용자, 특히 장애가 있는 사용자가 취급하기에 어려울 수 있다.

단일 기판에 전극 패턴을 형성하는 것은 테스트 스트립 성능과 테스트 결과에 악영향을 줄 수 있는, 전극 간격 변화를 감소시키는 것을 도울 수 있다. 마주보는 전극 (2 개의 마주보는 기판층에 형성되고 서로 마주보는 전극) 사이의 간격 거리는, 스페이서 (120) 또는 접착층 (158, 158') 의 두께를 바꾸어줌으로써 야기되는 샘플 챔버 높이의 변화와 같은, 샘플 챔버 높이의 변화로 바뀐다. 하지만, 샘플 챔버 높이의 변화는 동일한 기판에 형성된 전극 사이의 간격에 영향을 주지 않는다. 이 특성은, 사용 전 배치 관련 (batch-related) 코드 (일반적으로 미리 정해진 수정 인자와 관련됨) 의 입력 없이 사용하도록 된 테스트 스트립을 생산할 때 특히 이로울 수 있다. 공면 전극 (전극이 동일 기판층에 형성될 때처럼 동일 평면에 위치한 전극) 의 추가 장점은, 필요한 대로 또는 원하는 대로 전극의 기하학적 구조, 크기 또는 간격을 조절하기 위해서 전극 패턴 설계에 한 가지 이상의 간단한 변화를 줄 수 있으므로, 제조 중 실현될 수 있다.

또한, 다른 실시형태에서, 단일 기판 (예컨대, 하부 기판층 (130)) 에 전극 패턴 (155) 을 포함하는 것은 다른 기판층 (예컨대, 상부 기판층 (110)) 의 일부 또는 전부가 투명 또는 반투명이 되도록 허용하는데, 이것은 사용자가 샘플 위치를 분명히 식별하도록 하고 샘플 챔버가 알맞게 충전되고 있는지 그리고/또는 충전되었는지 시각적 확인을 얻을 수 있도록 돕는다. 유체로 충전한 샘플 챔버의 시각적 피드백을 얻는 능력은, 사용자가 가득 찬 샘플 챔버를 충전하려는 것을 멈추는 것을 알게 하도록 돕는다는 장점을 제공하는데, 왜냐하면 이미 가득 찬 샘플 챔버를 충전을 시도하는 것은 샘플을 섭동시킬 수 있고 테스트 결과에 악영향을 줄 수 있기 때문이다.

다른 실시형태에서, 반투명 층 (110) 은 바이오센서의 접촉 단부에 인접하여 배치된, 광원, 예컨대 미터 상의 스트립 포트로부터 조명 (illumination) 을 전달하기 위해서 광 가이드 또는 광 파이프로서 사용될 수도 있다. 조명은 사용자가 낮은 광 조건에서 스트립의 도스 영역 (148) 을 시각화하도록 허용한다. 광은 가장자리 (112) 를 따라 방출되고 적용되는 샘플을 시각화하도록 조명을 제공할 수 있다.

또한 본 기술분야의 당업자에 의해 통상적으로 커버, 리드 또는 루프라고도 하는 투명 또는 반투명 상부 기판층의 추가 장점들이 Crismore 의 USP 5,997,817 에 기술되는데, 이것의 내용은 본원에 참조로 통합된다.

도 2 를 참조하면, 상부 기판 전방 가장자리 (112), 스페이서 전방 가장자리 (122) 및, 하부 기판 전방 가장자리 (132) 가 일반적으로 정렬된다. 제조 효율성은, 특히 예를 들어 아래 도 7 에 대해 설명한 대로 2-업 제조 프로세스를 사용할 때 가장자리들 (112, 122, 132) 을 이런 식으로 정렬함으로써 실현될 수 있는데, 왜냐하면 테스트 스트립이 싱귤레이션 프로세스 중 서로 분리될 때 단일 수직 절삭부가 상부 기판층 (110), 스페이서 (120) 및 하부 기판층 (130) 을 관통하여 만들어질 수 있기 때문이다.

도 7 은, 달리 "2-업" 제조 기법이라고 하는 헤드-투-헤드 배열로 테스트 스트립이 제조되는 대안적 제조 기법을 나타낸다. 2-업 제조 프로세스로, 복수의 전극 패턴들 (301) 이 하부 기판 (330) 의 기다란 층 (테이프) 에서 2 열 (전극 패턴의 일 세트는 A 열, 일 세트는 B 열) 로 배열된다. 각각의 열에서 전극 패턴은 나란히 배열되고, 이 내용 면에서 본 기술분야의 당업자가 이해하고 있는 것처럼, 비록 필요하지 않을지라도, 하나의 열의 개별 패턴이 일반적으로 다른 열의 개별 패턴과 반대인 것이 일반적으로 유용하다.

샘플 챔버 전극 패턴 (355) 은 서로 가까이에 또한 하부 기판 스트립 (330) 의 중심 가까이에 위치하고, 접촉 패드 (306) 는 서로 이격되어 있고 하부 기판 스트립의 대향한 가장자리 가까이에 위치한다. 나타낸 실시형태에서, 전극 패턴들은 모두 유사하지만; 그러나 대안적인 실시형태에서 전극 패턴의 적어도 일부는 다른 전극 패턴과 상이하다.

바람직하게, 시약층 (352) 은 2 개의 샘플 챔버 전극 패턴 (355) 에 대해 동시에 스트라이프 형태로 도포되고 예를 들어, 2 ~ 10 마이크로미터 (2 ~ 10 ㎛) 의 두께로 건조된다. 시약층 (352) 은 진공 보조장치를 구비한 수정된 슬롯 다이 코터 (coater) 와 같은 고속 코팅 프로세스를 사용해 도포될 수도 있고, 또는 예를 들어, 블레이드 코팅, 디스펜싱, 잉크젯 코팅, 스크린 인쇄 및 회전 스크린 인쇄를 사용해 도포될 수도 있다. 시약층 (352) 의 더 이산된 침적을 가지는 예시적 대안 실시형태가 도 8 에 도시된다.

2-업 제조 기법을 적용함으로써, 복수의 나란히 배향된 전극 패턴을 가지는 단일 열과 비교했을 때 2 배의 테스트 스트립이 하부 기판 테이프 (330) 의 동일한 길이 (테스트 스트립 종방향 축선 (102) 과 직각을 이루는 방향으로 측정했을 때, 도 1 참조) 에 생산되어서, 비용 절감, 폐기물 감소 및 생산량 (output) 증가를 돕는다.

하나의 기다란 스트립 (테이프) 은 양쪽 열의 전극 패턴을 커버하기 위해서 스페이서층 (320) 을 형성한다. 스페이서층 (320) 은, 시약 (352) 의 도포 전 또 는 후에, 하부 기판층 (330) 의 상단에 부착된다. 대안적으로, 2 개의 기다란 스트립 (테이프) 은 2 개의 스페이서층을 형성하고 스페이서 재료로 된 2 개의 분리된 스트립이 개별적으로 하부 기판층 (330) 에 부착되는데, 하나는 A 열을 위한 것이고 하나는 B 열을 위한 것이다. 이 실시형태 (미도시) 에서, 양쪽 스페이서층의 전방 가장자리는 중심선 (331) 을 따라 정렬될 수 있다.

스페이서 (320) 는 중심선 (331) 을 따라 배열된 복수의 컷아웃부 (348) 를 포함한다. 스페이서 (320) 에서 컷아웃부 (348) 는 다양한 기법에 의해 형성될 수 있다. 컷아웃부 (348) 를 형성하는 한 가지 기법은 다이 커팅을 포함할 수도 있다. 스페이서 (320) 가 하부 기판층 (330) 과 조립될 때, 컷아웃부 (348) 는 샘플 챔버의 주연을 형성할 것이다.

상부 기판층 (310) 은 스페이서층 (320) 의 상단에 부착된다. 상부 기판층 (310) 은 단일, 연속 층이다. 도시된 실시형태에서, 하부 기판 (330), 스페이서층 (320) 및 상부 기판 (310) 은 접착층 (358, 358') 으로 부착된다. 접착층은, PSA 의 기다란 스트립, 접착 테이프, 분무식 접착 스트라이프 (sprayed-on adhesive stripes), 핫 멜트, 공압출 또는 고온 실링층일 수도 있다. 도시된 실시형태에서, 접착층 (358, 358') 은, 중심선 (331) 을 따라 배열되고 컷아웃부 (348) 에 대응하는 복수의 컷아웃부 (359, 359') 를 포함한다. 컷아웃부 (359, 359') 는 컷아웃부 (348) 와 유사하게 크기가 정해진다. 대안적으로, 상단 접착층 (358) 은 어떠한 개구나 컷아웃도 없는 중실 (solid) 층일 수도 있다. 또한, 친수성 코팅은 접착층 (358) 과 시약 (352) 사이의 직접 접촉을 방지하도록 스페이서 (320) 와 상단 접착층 (358) 사이에 배치될 수도 있다. 친수성 코팅은 혈액과 같은 수성 샘플의 샘플 챔버로 유입을 촉진하도록 샘플 챔버의 내부 표면에 친수성 성질을 부여하도록 선택된다. 대안적으로, 스페이서층 (320) 이 양면 접착 테이프이어서, 별도의 접착층 (358, 358') 을 필요로 하지 않을 수도 있다. 접착층 없이 바이오센서 층을 고정하는 대안적인 방식은 고온 실링, 레이저 실링, 저온 실링 등을 포함한다.

하부 기판 (330), 시약 (352), 스페이서층 (320) 및 상부 기판 (310) 이 함께 결합되어 적층된 후, 시트 또는 롤은 개별 테스트 스트립으로 분리된다. A 열의 테스트 스트립은 전형적으로 중심선 (331) 을 따른 단일 절삭부를 사용해 B 열의 테스트 스트립으로부터 분리되고 (헤드-투-헤드 배향된 테스트 스트립의 샘플 챔버는 대략 중심선 (331) 을 따라 서로 분리됨), 인접한 행 (rows) 의 테스트 스트립 (나란히 배향된 테스트 스트립) 은 전극 패턴 사이에서 서로 분리된다. 도 11 및 도 12 와 관련해 아래에 검토되는 대안적 실시형태는 다수의 절삭부를 적용한다.

위에서 검토한 대로, 전극 패턴 (355) 을 형성하기 위해서 광역 레이저 어블레이션 기법이 적용될 때, 다수의 패턴이 각각의 레이저 펄스로부터 형성되도록 어블레이션 기법을 구성할 수 있다. 2-업 제조 프로세스에서, 다수의 패턴은 A 열과 B 열의 마주보는 패턴일 수 있고, 레이저 렌즈가 충분히 폭이 넓다면 (그리고 적절한 마스크가 제공된다면), 다수의 패턴은 열 사이에서 대향하여 인접한 패턴뿐만 아니라 특정 열 내부에서 횡방향으로 인접한 패턴을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 4 개의 패턴이 단일 펄스로 형성된다. 다른 실시형태에서, 6 개 이상의 패턴이 단일 펄스로 형성된다. 전술한 처리율 장점 이외에, 단일 어블레이션 펄스로 A 열과 B 열 사이에서 서로 반대인 전극 패턴을 형성하는 능력은 또한 열 사이의 간격 변화를 최소로 유지하도록 돕는다. 이것은 스페이서 (120) 의 위치 결정 및 배치 제어를 위해서 전극 패턴을 사용함으로써 모세관 폭 (146) 에 나타난 변화를 제어하는 것을 돕는다. 전극 패턴의 정확한 간격은 스트립에 다른 부품을 위치시키고 배치하기 위한 기준으로서 사용될 수 있다.

도 9 는 도 7 에 나타낸 층을 서로 부착한 후 헤드-투-헤드 테스트 스트립 쌍 (302) 의 횡단면도이다. 상부 기판 (310) 은, 하부 기판층 (330) 에 부착된 다른 접착층 (358) 에 부착된 스페이서층 (320) 에 부착된 접착층 (358') 에 부착된다. 하부 기판 (330) 의 상단에 전극 패턴 (301) 과 시약층 (352) 이 위치한다. 샘플 챔버 (350) 는 상부 기판층 (310), 접착층 (358, 358'), 스페이서층 (320) 과 하부 기판층 (330) 사이의 공간에 수직으로 한정된다. 샘플 챔버 (350) 의 주연은 스페이서층 (320) 의 컷아웃부 (348) 에 의해 한정되고 중심선 (331) 은 2 개의 샘플 챔버 (350) 를 형성하도록 컷아웃부 (348) 를 분할한다.

도 10 은 다른 실시형태에 따른 상부 기판층 (310A) 을 구비한 헤드-투-헤드 테스트 스트립 쌍 (304) 을 나타낸다. 상부 기판층 (310A) 의 사용은 도 9 에 나타낸 스페이서층 (320) 의 필요성을 없앤다. 상부 기판층 (31OA) 은 리세스, 예를 들어 그루브 (314) 를 포함하는데, 이것은 하부 기판층 (330) 및 접착층 (358) 과 함께, 샘플 챔버 (350) 를 한정한다. 샘플 챔버 (350) 는 중심선 (331) 에 의해 분할된다. 그루브 (314) 의 깊이와 폭은 제조 프로세스 중 정확히 제어될 수 있다. 이처럼, 샘플 챔버 (350) 의 크기가 정확하게 제어될 수 있고 스페이서층 (320) 을 포함하고, 정렬시켜 부착할 필요성을 없앤다. 일 실시형태에서, 그루브 (314) 는 레이저 어블레이션에 의해 형성된다. 대안적 실시형태에서, 그루브 (314) 는 캘린더 가공 프로세스를 사용해 형성되는데, 이것은 완성된 테스트 스트립을 효율적으로 적재하기 위한 평평한 프로파일을 유지할 수 있도록 허용한다. 또다른 실시형태에서, 그루브 (314) 는 스카이빙 (skiving) 또는 엠보싱에 의해 형성된다.

도 11 및 도 12 는 헤드-투-헤드 배열의 테스트 스트립을 제조하기 위한 대안적 실시형태의 제조 기법이다 (이것은 또한 수정된 2-업 제조 프로세스라고 할 수도 있음). 도 11 의 전극 패턴 (355) 은 도 8 의 전극 패턴 (355) 에 비해 더 이격되어 있고 증가된 거리는 두 세트의 전극 패턴 (355) 사이에 연장되고 명확히 하기 위해 라인 (333, 333') 에 의해 일반적으로 경계가 정해진 마진 (332, 가끔 앨리 (alley) 라고 함) 을 한정한다. 스페이서 (320) 에서 컷아웃부 (348) 는 도 8 에서 컷아웃부 (348) 보다 더 이격되거나 더 크게 기다랗고 증가된 거리는 마진 (332) 에 대응한다. 유사하게, 접착층 (358, 358') 에서 컷아웃부 (359, 359') 는 마찬가지로 도 8 에서 컷아웃부 (358) 보다 더 이격되고 증가된 거리는 마진 (332) 에 대응한다. 하부 기판 (330), 시약 (352), 스페이서층 (320), 접착층 (358, 358') 및 상부 기판 (310) 이 함께 결합되어 적층된 후, A 열의 테스트 스트립은 B 열의 테스트 스트립과 분리되고 인접한 행의 테스트 스트립은 전극 패턴 사이에서 서로 분리된다.

일 실시형태에서, A 열과 B 열을 분리하고 테스트 스트립의 전방 가장자리, 예를 들어, 도 2 에 나타낸 전방 가장자리 (112, 122, 132) 를 형성하기 위해서 3 개의 절삭부가 만들어진다. 절삭부는 중심선 (331) 가까이 마진 (332) 에 만들어진다. 다른 절삭부는 A 열의 테스트 스트립의 전방 가장자리를 형성하도록 라인 (333) 을 따라 만들어지고 또다른 절삭부는 B 열의 테스트 스트립의 전방 가장자리를 형성하도록 라인 (333') 을 따라 만들어진다.

다른 실시형태에서, A 열과 B 열을 분리하고 테스트 스트립의 전방 가장자리를 형성하기 위해서 2 개의 절삭부가 만들어진다. 절삭부는 A 열에서 테스트 스트립의 전방 가장자리를 형성하도록 A 열의 전극 패턴 (355) 과 인접한 라인 (333) 을 따라 만들어지고 A 열을 마진 (332) 및 B 열로부터 분리한다. 다른 절삭부는 B 열의 전방 가장자리를 형성하고 B 열을 마진 (332) 으로부터 분리하기 위해서 라인 (333') 을 따라 만들어진다.

A 열의 테스트 스트립을 B 열의 테스트 스트립으로부터 분리하고 테스트 스트립의 샘플링 단부를 형성하는 단일 절삭부가 바람직하지 않을 때 전극 패턴 (355) 사이에 마진 (332) 을 가지는 실시형태 (도 11 을 참조로 설명) 가 유용할 수 있다.

도 13 및 도 14 를 참조하면, 대안적 실시형태에서 시약 재료 층 (352) 은 2 개의 다른 시약, 즉 A 열의 전극 패턴 (355) 위에 위치결정된 시약층 (352A) 및 B 열의 전극 패턴 (355) 위에 위치결정된 시약층 (352B) 을 포함한다. 이 실시형태에서, 헤드-투-헤드 쌍의 전극 패턴은 서로 부착된 채로 유지되고 (A 열의 테스트 스트립은 B 열의 테스트 스트립에 부착된 채로 유지) 인접한 행 (나란히 배향된 테스트 스트립) 의 테스트 스트립은 분리된다. 환언하면, A 열의 테스트 스트립은 B 열의 테스트 스트립으로부터 완전히 분리되지 않고, 테스트 스트립 쌍은 각 쌍의 테스트 스트립이 헤드-투-헤드 방식으로 배열되게 형성된다. 각각의 테스트 스트립 쌍은 B 열로부터 테스트 스트립의 접촉 패드와 인접한 A 열로부터 테스트 스트립의 접촉 패드를 배치하고 B 열로부터 테스트 스트립의 샘플링 단부와 동일한 방향으로 인접하여 마주보는 A 열로부터 테스트 스트립의 샘플링 단부를 배치하도록 접혀질 수도 있다. 이 유형의 헤드-투-헤드 테스트 스트립 쌍을 이용할 때, 사용자가 체액 샘플을 양쪽 테스트 스트립에 동시에 적용할 수 있는 이중 용도 바이오센서가 제공된다. 2 개의 샘플 챔버 내 시약이 상이하므로, 각각의 샘플 챔버는 다른 분석물질에 대해 테스트할 것이고, 2 개의 분리된 테스트는 단 한 번 피부를 찌른 후 수행될 것이다. 예로서, 하나의 테스트 스트립이 포도당에 대해 테스트하는 동안 다른 하나의 테스트 스트립은 케톤 또는 트리글리세리드에 대해 테스트한다. 일 실시형태에서, 혈액 여과 매체는 챔버 사이에서 혈액과 시약의 혼합을 방지하도록 쌍을 함께 접기 전에 이중 샘플 챔버 영역 내에 제공된다.

헤드-투-헤드 배향된 쌍의 테스트 스트립 각각에서 샘플 챔버는, 쌍을 이룬 테스트 스트립이 중심선 (331) 을 따라 구부러질 때 노출되어야 하는 것을 이해해야 한다. 양쪽 샘플 챔버가 노출되도록 보장하기 위해서 대안적인 제조 기법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 기판층 중 하나, 예컨대 상단층은 제조하는 동안 중심선 (331) 을 따라 완전히 분리되고 다른 기판층, 예컨대 바닥층은 중심선 (331) 을 중심으로 예상대로 구부러지도록 수정되지 않거나 수정된다. 대안적인 실시형태에서, 기판층 중 하나는 중심선 (331) 을 따라 사용자에 의해 쉽게 분리되도록 예로 절취선 (perforations) 또는 부분 절개를 통하여 수정되고, 다른 기판은 직선, 예를 들어, 중심선 (331) 을 중심으로 예상대로 구부러지거나 분리되도록 예로 스코어링, 압인 (denting) 또는 크림핑에 의해 수정된다. 또다른 실시형태에서, 상부 기판층 (310) 및 하부 기판층 (330) 둘 다 헤드-투-헤드 테스트 스트립이 어느 한쪽 방향으로 접혀질 수 있도록 수정되고, 즉 사용자는 2 개의 테스트 스트립의 상부 기판층 (310) 이 서로 인접하여 위치결정되거나 2 개의 각 테스트 스트립의 하부 기판층 (330) 이 서로 인접하여 위치결정되도록 헤드-투-헤드 쌍의 테스트 스트립을 구부리도록 선택할 수도 있다.

도 15 및 도 16 은 이중 용도 바이오센서의 추가의 대안적 실시형태를 나타낸다. 도 15 및 도 16 에 따르면, 접착층 (360) 은 중심선 (331) 의 단지 일측에서 바닥층 (330) 에 제공될 수 있다. 그러면 A 열과 B 열은 중심선 (331) 을 중심으로 완전히 분리되고 도 16 에 나타난 것처럼 전술한 접힌 실시형태 (도 14) 와 유사한 배향으로 접착층 (360) 에 의해 부착된다. 이러한 실시형태에서, 접힘선을 한정하기 위해서 상단층의 천공 및/또는 바닥층의 스코어링, 압인 또는 크림핑하는 임의의 작업과 같이, 사용자가 바닥층을 접도록 하는 잠재적 변동성이 회피된다.

본원에서 검토한 이중 용도 바이오센서의 실시형태는 수행될 수 있는 두 가지 다른 전기 화학적 분석을 가지는 단일 바이오센서를 포함한다. 이러한 이중 용도 바이오센서를 위한 각각의 샘플 챔버는 특정 분석을 위해 구성된 다른 시약층을 가진다. 2-업 프로세스로 제조하는 동안, 잉크젯과 같은 정확한 이산 시약층 침적은 각각의 전극 패턴에 대해 연속 스트라이프로 또는 이산되어 다른 시약층을 제공하도록 사용된다.

일 실시형태에서, 비스듬한 절삭 공구 (상부 및/또는 하부 기판층에 대해 각을 이룸) 는 A 열과 B 열을 분리하는데 사용된다. 도 17 내지 도 20 에 나타난 것처럼, 비스듬한 절삭 공구 (605) 는, 스페이서 (620) 와 모세관 챔버 (650) 를 둘러싸는 상부 기판층 (610) 과 하부 기판층 (630) 이 중심선 (602) 으로부터 다른 거리로 연장된 테스트 스트립을 생산한다. 도 17 에 따른 절삭부로부터 비롯되는 것처럼, 단일 각형 절삭부가 만들어질 때 A 열의 오버행 거리는 B 열의 역 (converse) 이다. 도 18 에 나타난 것처럼 2 개의 절삭 공구 (605A, 605B) 를 사용할 때, 오버행 구성이 일반적으로 각 열로부터 싱귤레이션된 스트립에 대해 동일하도록 2 개의 대각 절삭부가 반대 배향으로 만들어진다. 서로 다른 오버행 거리에 대한 예시적 실시형태의 설명은 도 19 및 도 20 에 나타나 있다.

본 발명의 임의의 실시형태에서, 하부 기판층 (예컨대, 하부 기판층 (130)) 은 일반적으로 절연 기판, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET, 예를 들어, E. I. Du Pont de Nemours & Co. 제조사의 Melinex?), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 폴리 염화 비닐 (PVC), 폴리이미드 (PI) 또는 폴리카보네이트 (PC) 필름의 10 mil (0.01 인치) 스트립으로 구성된다. 다른 실시형태에서, 전극 및 전극 패턴 (예컨대, 샘플링 단부 전극 패턴 (155)) 은 레이저 어블레이션 또는 비교적 작은 테스트 영역에서 명확한 전극 패턴을 생성하기에 적적한 다른 기법을 사용해 하부 기판층의 상단에 형성된다. 전극은, 예를 들어 스퍼터링된, 인쇄된 또는 잉크젯된 금, 팔라듐, 백금 또는 탄소로 만들어질 수도 있다. 스페이서층 (예컨대, 스페이서층 (120)) 은 불투명할 수 있고 테스트 스트립을 식별하는 표시 (labeling) 및/또는 테스트 스트립을 사용하기 위한 방향과 같은 인쇄 또는 표시를 포함할 수 있다.

도 21 은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 테스트 스트립 (500) 을 나타낸다. 테스트 스트립 (500) 은 하부 기판층 (510) 을 포함한다. 테스트 스트립 (500) 은 또한 접촉 패드 패턴 (512) 및 하부 기판 (510) 의 상단에 제공된 전극 패턴 (514) 을 포함한다. 시약층 (515; 투명한 것으로 나타남) 은 전극 패턴 (514) 및 전극 패턴 (514) 으로 덮히지 않은 전극 패턴 (514) 부근의 하부 기판층 (510) 부분 위에 놓인다. 전극 패턴 (514) 은 샘플링 단부 (516) 에 위치하고 접촉 패드 패턴 (512) 은 테스트 미터 연결 단부 (518) 에 위치한다. 스페이서층 (520) 은 기판층 (510), 접촉 패드 패턴 (512) 및 전극 패턴 (514) 위에 놓인다. 전극 및 스페이서층을 더 명확하게 볼 수 있도록 상부 기판층이 도 21 에 나타나 있지 않을지라도, 테스트 스트립 (500) 은 상부 기판층을 더 포함한다.

샘플링 단부 (516) 는 테스트 스트립 (500) 의 종방향 축선 (522) 과 직각을 이루지 않는다. 그 대신에, 샘플링 단부 (516) 는 종방향 축선 (522) 으로부터 비직각의 각도 (524) 로 경사지고, 즉 각도 (524) 는 90 도가 아니다. 지정된 횡방향 테스트 스트립 폭에 대해, 비스듬한 샘플링 단부 (516) 는 종방향 축선과 직각을 이루는 샘플링 단부를 가지는 전형적 테스트 스트립보다 사용자가 샘플을 적용하기에 훨씬 더 넓은 챔버 개구를 제공한다. 일부 환자, 특히 손 민첩성이 감소한 환자는 더 긴, 비스듬한 가장자리가 사용하기에 더 용이하다는 것을 알고 있다. 비스듬한 샘플링 단부 (516) 의 더 넓은 챔버 개구는, 비교적 좁은 테스트 스트립, 예를 들어, 5 밀리미터 (5 ㎜) 이하의 횡방향을 폭을 가지는 테스트 스트립과 사용될 때 특히 유리할 수 있다.

도 22 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 테스트 스트립 (500) 을 생산하기 위한 제조 프로세스 중 복수의 부분적으로 구성된 테스트 스트립 (530) 을 나타낸다. 접촉 패드 패턴 (512) 과 샘플링 단부 전극 패턴 (514) 은 하부 기판 (510) 의 기다란 테이프 (540) 에 형성된다. 접촉 패드 패턴 (512) 및 전극 패턴 (514) 은, 예를 들어, 레이저 어블레이션 기법을 사용해 기다란 하부 기판 테이프 (540) 의 상단에 형성된다. 테이프 (540) 는 종방향 축선 (542) 을 한정하고 전극 패턴 (전극 패턴 (514) 및 접촉 패드 패턴 (512) 포함) 은 종방향 축선 (542) 에 대해 경사져 있다. 스페이서층 (520) 을 형성하는 재료로 된 2 개의 기다란 테이프 (550) 는 전극 패턴 및 하부 기판 테이프 (540) 의 상단에 층을 이룬다. 시약층 스트라이프 (560) (투명한 것으로 나타남) 는 전극 패턴 (514) 및, 샘플 챔버를 형성하는 기다란 하부 기판 테이프 (540) 위에 층을 이룬다. 래칫 절삭부 (ratchet-cut) 를 생성하는 절삭 기기는 하부 기판 테이프 (540) 의 여분의 재료 (511) 를 제거한다. 유사한 래칫 절삭 기기는 또한 각각의 기다란 스페이서층 테이프 (550) 의 가장자리를 생성하는데 사용될 수도 있다.

기다란 스페이서 테이프 (550) 및 시약층 스트라이프 (560) 가 기다란 하부 기판층 (540) 및 전극 패턴에 부착된 후, 기다란 상부 기판 테이프가 적용된다 (테스트 스트립의 다른 부분의 세부를 나타내기 위해서 도시되지 않음). 테스트 스트립은 종방향 축선 (542) 을 따라 B 열의 테스트 스트립으로부터 A 열의 테스트 스트립을 분리하는 싱귤레이션 프로세스를 사용해 서로 분리된다. 비록 여분의 재료 (511) 가 예를 들어 래칫-절삭 기법으로 각 열로부터 먼저 분리될지라도, 인접한 테스트 스트립은 각 스트립의 횡측을 따른 직선 절삭부에 의해 또한 분리된다.

본 발명의 도시된 실시예, 대표적 실시형태 및 특정 형태가 도면 및 전술한 설명에서 자세히 도시되고 기술되었지만, 이것은 예시로서, 한정하거나 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 일 실시형태에서 특정한 특징에 대한 설명은, 그 특정한 특징이 반드시 일 실시형태에 제한되지 않음을 의미한다. 일 실시형태의 특징은, 이처럼 명확히 설명되었는지에 불문하고 본 기술분야의 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 다른 실시형태의 특징과 조합해 사용될 수도 있다. 명확하게 사용되었는지 내포적으로 사용되었는지에 불문하고 치수는 제한하지 않도록 되어 있고 본 기술분야의 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 변경될 수도 있다. 단지 예시적 실시형태만 도시되고 설명되었으며, 본 발명의 사상 내에 있는 모든 변경 및 수정을 보호하고자 한다.

Claims

바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법으로서,
연속 기판의 내부를 따라 일렬로 다수 쌍의 전극 세트를 형성하는 단계로서, 각 쌍의 전극 세트는 헤드-투-헤드 (head-to-head) 배열의 제 1 전극 세트 및 쌍을 이루는 제 2 전극 세트를 포함하고, 상기 제 1 전극 세트는 상기 기판을 따라 제 1 열을 형성하도록 정렬되고 상기 제 2 전극 세트는 상기 기판을 따라 제 2 열을 형성하도록 정렬되며, 각각의 제 1 전극 세트는 쌍을 이루는 제 2 전극 세트와 인접해 있지만 미리 정해진 거리만큼 이격 배치된, 전극 세트를 형성하는 단계;
각각의 상기 전극 세트를 적어도 부분적으로 덮는 시약을 침적하는 단계;
상기 제 1 전극 세트를 상기 제 2 전극 세트로부터 분리하는 단계; 및
각각의 제 1 전극 세트를 각각의 다른 제 1 전극 세트로부터 분리하고, 각각의 제 2 전극 세트를 각각의 다른 제 2 전극 세트로부터 분리하여서, 개별 테스트 스트립을 형성하는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 연속 기판은 상기 테스트 스트립의 길이의 약 2 배에 대응하는 횡방향 폭을 가지는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 시약을 침적하는 단계는 각각의 전극 세트를 덮는 연속 시약 층을 침적하는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 시약을 침적하는 단계는, 각각의 제 1 전극 세트를 덮는 제 1 연속 시약층 및 각각의 제 2 전극 세트를 덮는 제 2 연속 시약층을 침적하는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 층의 시약은 상기 제 2 층의 시약과 다른 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극 세트를 제 2 전극 세트로부터 분리하는 단계는, 상기 제 1 전극 세트 및 상기 제 2 전극 세트 사이에 각형 (angular) 절삭부를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극 세트를 제 2 전극 세트로부터 분리하는 단계는, 상기 제 1 전극 세트 및 상기 제 2 전극 세트 사이에 2 개의 각형 절삭부를 만드는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 연속 기판의 상단에 스페이서층과 커버층을 적층하는 단계를 더 포함하는데, 상기 스페이서층은 각각의 상기 전극 세트와 정렬된 개방부를 가지고, 상기 개방부는 완성된 테스트 스트립에서 모세관 챔버에 대응하고, 상기 분리하는 단계는 각각의 테스트 스트립의 단부로부터 적어도 상기 테스트 스트립의 전극 세트까지 연장되는 모세관 챔버를 가지는 테스트 스트립을 형성하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법으로서,
연속 기판에 제 1 및 제 2 열의 헤드-투-헤드 전극 세트를 형성하는 단계;
상기 제 1 열의 상기 전극 세트를 적어도 부분적으로 덮는 제 1 연속 시약층을 침적하는 단계;
상기 제 2 열의 상기 전극 세트를 적어도 부분적으로 덮는 제 2 연속 시약층을 침적하는 단계; 및
상기 기판을 개별 테스트 스트립으로 분리하는 단계를 포함하고, 상기 분리하는 단계는 2 열의 헤드-투-헤드 전극 세트 사이에서 상기 기판을 절삭하는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 및 상기 제 2 연속 시약층을 상기 침적하는 단계는 2 열의 헤드-투-헤드 전극 세트 양자를 적어도 부분적으로 덮는 단일 연속 시약층을 침적하는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 연속 시약층은 다른 시약을 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 절삭하는 단계는 각형 절삭부를 만드는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 절삭하는 단계는 2 개의 대향한 각형 절삭부를 만드는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 연속 기판의 상단에 연속 스페이서층 및 연속 커버층을 적층하는 단계를 더 포함하는데, 상기 연속 스페이서층은 각각의 헤드-투-헤드 전극 세트와 정렬된 컷아웃부를 가지고,
상기 절삭하는 단계는 상기 컷아웃부에서 상기 기판과 상기 커버층을 절삭함으로써 모세관 챔버를 형성하는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 연속 커버층에 통기 개구를 형성하는 단계; 및
상기 모세관 챔버를 위한 통기구를 형성하도록 상기 통기 개구를 상기 컷아웃부와 정렬시키는 단계를 더 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 전극 세트는 공면 (coplanar) 전극을 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 헤드-투-헤드 전극 세트는 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있고, 상기 절삭 단계는 2 개의 바이오센서 테스트 스트립을 형성하도록 단일 절삭부를 만드는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 절삭 단계는 각형 절삭부를 만드는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 절삭 단계는 체액 샘플을 수용하도록 구성된 제 1 바이오센서 테스트 스트립의 단부를 형성하는 위치에서 제 1 전극 세트와 인접한 제 1 절삭부를 만드는 단계를 포함하고, 상기 절삭 단계는 체액 샘플을 수용하도록 구성된 제 2 바이오센서 테스트 스트립의 단부를 형성하는 위치에서 각각의 제 2 전극 세트와 인접한 제 2 절삭부를 만드는 단계를 더 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 절삭 단계는 제 1 및 제 2 각형 절삭부를 만드는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법으로서,
연속 기판에 전극 세트 열을 형성하는 단계;
상기 전극 세트 열을 적어도 부분적으로 덮는 시약층을 침적하는 단계;
상기 연속 기판의 상단에 복수의 컷아웃부를 한정하는 연속 스페이서층을 적층하는 단계로서, 단일 컷아웃부는 각각의 전극 세트와 정렬되는 적층하는 단계;
모세관 챔버를 형성하도록 상기 연속 스페이서층의 상단에 복수의 통기 개구를 가지는 연속 커버층을 적층하는 단계;
각각의 모세관 챔버에 대해 적어도 2 개의 통기구를 형성하도록 적어도 2 개의 통기 개구와 상기 스페이서층의 각각의 컷아웃부를 정렬하는 단계; 및
상기 기판, 상기 스페이서층 및 상기 커버층을 개별 바이오센서 테스트 스트립으로 분리하는 단계를 포함하는 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.
이중 용도 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법으로서,
연속 기판에 제 1 및 제 2 열의 헤드-투-헤드 전극 세트를 형성하는 단계;
상기 제 1 열의 전극 세트를 적어도 부분적으로 덮는 제 1 연속 시약층을 침적하는 단계;
상기 제 2 열의 전극 세트를 적어도 부분적으로 덮는 제 2 연속 시약층을 침적하는 단계;
복수의 쌍을 이룬 전극 세트를 형성하도록 제 1 및 제 2 열의 헤드-투-헤드 전극 세트 사이에서 상기 연속 기판을 접는 단계로서, 각각의 쌍을 이룬 전극 세트는 상기 제 1 열로부터 하나의 전극 세트를 포함하고 상기 제 2 열로부터 하나의 전극 세트를 포함하는, 상기 연속 기판을 접는 단계; 및
상기 연속 기판을 이중 용도 바이오센서 테스트 스트립으로 분리하는 단계를 포함하고, 상기 분리하는 단계는 상기 쌍을 이룬 전극 세트 사이에서 상기 기판을 절삭하는 단계를 포함하는 이중 용도 바이오센서 테스트 스트립의 제조 방법.