KR20140005156A - 오류 검출을 갖는 포도당 전기화학 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

측정기 및 검사 스트립을 갖는 분석물 측정 시스템의 예시적인 작동 방법 및 시스템이 본 명세서에 설명되고 예시된다. 본 명세서에 기술된 방법 및 시스템은 주변 온도 및 검사 스트립을 구성하는 재료와 구조에서의 변동에 기인한, 분석물의 계산 동안의 다양한 오류를 잡는 것을 허용한다.

Description

오류 검출을 갖는 포도당 전기화학 측정 방법{GLUCOSE ELECTROCHEMICAL MEASUREMENT METHOD WITH ERROR DETECTION}
본 출원은, 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된, 발명의 명칭이 "오류 잡기를 갖는 분석물 측정 방법 및 시스템(ANALYTE MEASUREMENT METHOD AND SYSTEM WITH ERROR TRAPPING)" (대리인 관리번호 DDI5203USPSP)인 2010년 9월 28일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/387,366호에 대한 파리 조약, 35 USC §§ 119, 120, 또는 365 중 하나 이상 하의 우선권의 이익을 주장한다.
전기화학 센서는 유체 샘플 내의 물질의 존재를 검출하거나 측정하는 데 사용되어 왔다. 전기화학 센서는 적어도 전자 전달제(electron transfer agent)("전자 매개체(electron mediator)"로도 불림) 및 분석물 특이적 바이오-촉매 단백질(예를 들어,특정 효소)을 함유하는 시약 혼합물, 및 하나 이상의 전극을 포함한다. 그러한 센서는 전자 매개체와 전극 표면 사이의 전자 전달에 의존하며, 전기화학적 산화환원 반응을 측정함으로써 기능한다. 전기화학 바이오센서 시스템 또는 장치에 사용될 때, 전자 전달 반응은 유체 샘플에서 측정되는 분석물의 농도와 상관 관계가 있는 전기 신호를 통해 모니터링된다.
혈액 또는 혈액 유래 산물, 눈물, 소변 및 타액과 같은 체액 내의 분석물을 검출하는 데 있어서의 그러한 전기화학 센서의 사용은 중요해지고 있으며, 일부 경우에는 특정 개인의 건강을 유지하는 데 있어 없어서는 안되는 것이다. 건강 관리 분야에서는, 예를 들어 당뇨병 환자들과 같은 사람들은 그들의 체액 내의 특정 성분을 모니터링해야 한다. 특정 유체 성분, 예를 들어 콜레스테롤, 단백질 및 포도당의 수준을 편리하게 모니터링하기 위해서, 다수의 시스템이 혈액, 소변 또는 타액과 같은 체액을 검사할 수 있다. 불충분한 인슐린 생성이 당의 적절한 소화를 방해하는 당뇨병, 즉 췌장 질환을 앓는 환자들은 매일 그들의 혈당 수준을 주의깊게 모니터링해야 할 필요성을 갖는다. 당뇨병을 가진 사람들을 위한 일상적인 혈당의 검사 및 조절은 눈, 신경 및 신장에 대한 그들의 심각한 손상 위험을 감소시킬 수 있다.
본 발명자들은 이 분야에서의 단점을 피하는, 정확한 포도당 농도를 결정하는 데 사용될 수 있는 시스템 및 방법에 대한 필요성을 인식하였다. 상기의 관점에서 그리고 일 태양에 따르면, 검사 스트립(test strip) 및 측정기(meter)를 갖는 시스템으로 포도당 농도를 결정하는 방법이 제공된다. 검사 스트립은 기준 전극, 제1 작업 전극, 및 제2 작업 전극을 포함하며, 여기서 제1 전극은 시약 층으로 코팅된다. 측정기는, 기준 전극과 제1 작업 전극 사이에 검사 전압을 인가하고 기준 전극과 제2 작업 전극 사이에 제2 검사 전압을 인가하기 위한 전자 회로를 포함할 수 있다. 측정기는 또한 복수의 검사 전류들을 측정하고 검사 전류들로부터 포도당 농도를 계산하기 위한 신호 프로세서를 포함할 수 있다. 본 방법은 하기 단계에 의해 달성될 수 있다: 검사 스트립의 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제2 작업 전극 사이에서 그리고 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제1 작업 전극 사이에서 화학 반응을 개시하는 단계; 제1 및 제2 작업 전극들 중 하나에서 1차 검사 전류 및 2차 검사 전류를 측정하는 단계; 1차 검사 전류와 2차 검사 전류 사이의 차이가 0 미만인지 여부를 판정하는 단계; 및 판정이 참인 때, 복수의 검사 전류들을 기초로 포도당 농도를 도출 또는 계산하고, 그렇지 않다면 오류를 반환하는 단계.
또 추가의 실시 형태에서, 검사 스트립 및 측정기를 구비하는 시스템으로 포도당 농도를 결정하는 방법. 검사 스트립은 기준 전극, 제1 작업 전극, 및 제2 작업 전극을 포함하며, 여기서 제1 전극은 시약 층으로 코팅된다. 측정기는, 기준 전극과 제1 작업 전극 사이에 검사 전압을 인가하고 기준 전극과 제2 작업 전극 사이에 제2 검사 전압을 인가하기 위한 전자 회로를 포함할 수 있다. 측정기는 또한 복수의 검사 전류들을 측정하고 검사 전류들로부터 포도당 농도를 계산하기 위한 신호 프로세서를 포함할 수 있다. 본 방법은 하기 단계에 의해 달성될 수 있다: 검사 스트립의 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제2 작업 전극 사이에서 그리고 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제1 작업 전극 사이에서 화학 반응을 개시하는 단계; 혈액 샘플이 검사 스트립에 적용된 후에 복수의 검사 전류들을 샘플링하는 단계; 제2 및 제1 작업 전극들 각각으로부터 샘플링되는 각자의 3차 검사 전류들로부터 전류비를 결정하는 단계; 및 제1 작업 전극에 대한 제2 작업 전극의 전류비가 K 미만인지 여부에 대해 질의하고, 참이라면 복수의 검사 전류들에 기초하여 포도당 농도를 도출 또는 계산하고, 그렇지 않다면 오류를 반환하는 단계.
다른 실시 형태에서, 검사 스트립 및 측정기를 구비하는 시스템으로 포도당 농도를 결정하는 방법. 검사 스트립은 기준 전극, 제1 작업 전극, 및 제2 작업 전극을 포함하며, 여기서 제1 전극은 시약 층으로 코팅된다. 측정기는, 기준 전극과 제1 작업 전극 사이에 검사 전압을 인가하고 기준 전극과 제2 작업 전극 사이에 제2 검사 전압을 인가하기 위한 전자 회로를 포함할 수 있다. 측정기는 또한 복수의 검사 전류들을 측정하고 검사 전류들로부터 포도당 농도를 계산하기 위한 신호 프로세서를 포함할 수 있다. 본 방법은 하기 단계에 의해 달성될 수 있다: 검사 스트립의 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제2 작업 전극 사이에서 그리고 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제1 작업 전극 사이에서 화학 반응을 개시하는 단계; 제1 및 제2 작업 전극들 중 하나에서 1차 검사 전류 및 2차 검사 전류를 측정하는 단계; 1차 검사 전류와 2차 검사 전류 사이의 차이가 0 미만인지 여부를 판정하는 단계; 제2 및 제1 작업 전극들 각각으로부터 샘플링되는 각자의 3차 검사 전류들로부터 전류비를 결정하는 단계; 제2 및 제1 작업 전극들 각각으로부터 샘플링된 각자의 3차 검사 전류들로부터의 전류비가 K 초과인지 여부를 평가하는 단계; 및 판정하는 단계 또는 평가하는 단계 중 어느 하나 또는 둘 모두가 참인 때, 오류를 반환하고, 그렇지 않으면 복수의 검사 전류들에 기초하여 포도당 농도를 도출 또는 계산하는 단계.
본 발명의 이들 및 다른 실시 형태, 특징 및 이점은, 먼저 간략하게 기술되어 있는 첨부 도면과 관련하여 예시적인 실시 형태들에 대한 이하의 보다 상세한 설명을 참조하여 이해될 때 당업자에게 명백하게 될 것이다.
본 명세서에 포함되고 이 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 현재 바람직한 실시 형태를 예시하고, 상기 제공된 일반적인 설명 및 아래 제공된 발명의 상세한 설명과 함께, 본 발명의 특징을 설명하는 역할을 한다(여기서, 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 나타낸다).
<도 1a>
도 1a는 분석물 농도를 측정하기 위한 시스템의 예시적인 실시 형태의 평면도.
<도 1b>
도 1b는 도 1a의 분석물 측정 장치에 배치된 전기 구성요소들의 예시적인 회로 기판을 도시하는 도면.
<도 2>
도 2는 검사 스트립의 예시적인 실시 형태의 분해 사시도.
<도 3>
도 3은 도 2에 도시된 검사 스트립의 예시적인 실시 형태의 평면도.
<도 4>
도 4는 도 2 및 도 3의 검사 스트립과 전기 접속을 형성하는, 도 1a에 도시된 측정기의 기능적 구성요소의 예시적인 실시 형태의 개략도.
<도 5a>
도 5a는 측정기에 의해 검사 스트립에 인가되는 검사 전압을 보여주는 예시적인 실시 형태의 차트(chart).
<도 5b>
도 5b는 도 5a의 검사 전압이 검사 스트립에 인가될 때 발생되는 검사 전류를 보여주는 예시적인 실시 형태의 차트.
<도 6a>
도 6a는 검사 스트립의 전류 과도현상이 (도 5b의 전류 과도현상과 비교할 때) 부적절한 감쇠를 겪음으로써 잘못된 포도당 농도를 잠재적으로 초래하는 상황을 도시하는 도면.
<도 6b>
도 6b는 검사 스트립의 전류 과도현상이 (도 5b의 전류 과도현상과 비교할 때) 부적절한 초기 피크를 겪음으로써 잘못된 포도당 농도를 잠재적으로 초래하는 상황을 도시하는 도면.
<도 6c>
도 6c는 제1 작업 전극 및 제2 작업 전극의 각자의 전류 과도현상들이 포도당 측정 검사의 지속기간 전체에 걸쳐 적절한 비를 유지하지 않는 상황을 도시하는 도면.
<도 7a>
도 7a는 도 6a 및 도 6b에 예시된 오류들을 잡아 잘못된 포도당 판독의 전파를 방지하는 기술을 나타내는 도면.
<도 7b>
도 7b는 도 6c에 예시된 오류를 잡아 잘못된 포도당 판독의 전파를 방지하는 기술을 나타내는 도면.
<도 7c>
도 7c는 도 7a 및 도 7b의 기술들 둘 모두를 조합한 방법을 나타내는 도면.
다음의 상세한 설명은 상이한 도면들에서 동일 요소가 동일 도면 부호로 표기되는 도면들을 참조하여 이해되어야 한다. 도면(이는 반드시 축척대로인 것은 아님)은 선택된 실시 형태를 도시하고, 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 상세한 설명은 본 발명의 원리를 제한적이 아닌 예시적으로 설명한다. 이러한 설명은 명백하게 당업자가 본 발명을 제조 및 사용하도록 할 것이고, 현재 본 발명을 수행하는 최선의 모드로 여겨지는 것을 비롯한, 본 발명의 몇몇 실시 형태들, 개작, 변형, 대안 및 사용을 기술한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 임의의 수치 값 또는 범위에 대한 용어 "약" 또는 "대략"은 구성요소들의 일부 또는 집합체가 본 명세서에 설명된 그의 의도된 목적으로 기능할 수 있게 하는 적합한 치수 공차를 나타낸다. 게다가, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "환자", "수용자(host)", "사용자" 및 "대상(subject)"은 임의의 사람 또는 동물 대상을 지칭하며, 본 시스템 또는 방법을 사람에 대한 용도로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 사람 환자에 대한 본 발명의 사용이 바람직한 실시 형태를 나타낸다.
도 1a는 분석물 농도를 측정하기 위한 시스템(100)을 도시하는데, 여기서 시스템(100)은 측정기(102) 및 검사 스트립(120)을 포함할 수 있다. 측정기(102)는 디스플레이(104), 하우징(106), 복수의 사용자 인터페이스 버튼(108), 및 스트립 포트(110)를 포함할 수 있다. 측정기(102)는 도 1b와 관련하여 추가로 설명되는 바와 같이, 하우징(106) 내에 전자 회로를 추가로 포함할 수 있다. 검사 스트립(120)의 기단부(proximal portion)가 스트립 포트(110) 내로 삽입될 수 있다. 디스플레이(104)는 분석물 농도, 예를 들어 포도당 농도를 통지할 수 있으며, 검사를 어떻게 실시하는지에 대해 사용자에게 알려 주기 위한 사용자 인터페이스를 보여주는 데 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "통지하다" 및 어근 용어에 대한 변형은 통지가 텍스트, 오디오, 시각 자료, 또는 모든 통신 모드들의 조합을 통해 사용자, 사용자의 보호자, 또는 건강관리 제공자에게 제공될 수 있다는 것을 나타낸다. 복수의 사용자 인터페이스 버튼(108)은 사용자 인터페이스 소프트웨어를 검색함으로써 사용자가 측정기(102)를 작동할 수 있게 한다. 디스플레이(104)는 선택적으로 백라이트(backlight)를 포함할 수 있다.
하우징(106) 내부에 배치되는 것에는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 디스플레이 커넥터(160), 연산 증폭기(158), 클록(156), 및 메모리(154)에 결합된 마이크로컨트롤러(162)를 갖는 회로 기판(150)이 포함된다. 연산 증폭기(158) 및 마이크로컨트롤러(162)는 검사 스트립(120) 상의 대응하는 전도성 트랙과의 기계적 접촉을 위한 접점(152a, 152b, 152b)을 갖는 스트립 포트 커넥터(152)에 작동가능하게 연결된다. 다른 데이터 관리 장치와의 통신을 용이하게 하기 위하여, 유닛(100)의 메모리(154)에 저장된 데이터의 양방향 통신을 허용하도록 무선 송수신기 모듈(164)이 제공된다. 회로 기판(150)의 다른 면 상에는, 배터리 형태의 전원(도시되지 않음)이 제공된다. 데이터 포트가 또한 제공될 수 있다. 측정기 유닛(100)이 바람직하게는 손에 들고 사용되도록 크기 설정 및 구성된다는 것과, 송수신기(164)가 근거리 무선 네트워크(예를 들어, 블루투스 또는 와이파이 등) 또는 장거리 무선 네트워크(예를 들어, GSM, CDMA, 3G 등) 중 어느 하나 또는 둘 모두와 사용될 수 있다는 것에 주목하여야 한다.
마이크로컨트롤러(162)는 스트립 포트(152), 연산 증폭기 회로(158), 제1 무선 모듈(164), 디스플레이(104), 비휘발성 메모리(154), 클록(156), 데이터 포트, 및 사용자 인터페이스 버튼(108)에 전기적으로 연결될 수 있다. 버튼, 송수신기 또는 포도당 측정 회로를 통해 입력된 데이터는 분석물 농도를 대표하는 값, 또는 개인의 일상의 생활양식과 관련된 정보와 결합된 분석물 농도 값 맥락에서의 값을 포함할 수 있다. 일상의 생활양식과 관련된 정보는 하루 또는 일주일의 특정 시간에서의 사용자의 분석물 농도 값에 결합되거나 이로 "태깅된(tagged)" 개인의 운동 수준 및 전반적인 건강 상태, 건강 검진의 발생, 약물 사용, 및 음식 섭취를 포함할 수 있다.
연산 증폭기 회로(158)는 일정 전위기(potentiostat) 기능 및 전류 측정 기능의 일부분을 제공하도록 구성된 2개 이상의 연산 증폭기들일 수 있다. 일정 전위기 기능은 검사 스트립의 적어도 2개의 전극들 사이에서의 검사 전압의 인가를 말할 수 있다. 전류 기능은 검사 스트립(120)에 인가된 검사 전압에 기인한 검사 전류의 측정을 말할 수 있다. 전류 측정은 전류-전압 변환기로 수행될 수 있다. 마이크로컨트롤러(162)는, 예를 들어, 텍사스 인스트루먼트(Texas Instrument) MSP430F2419와 같은 혼합 신호 마이크로프로세서(mixed signal microprocessor, MSP)의 형태일 수 있다. TI-MSP430F2419는 또한 일정 전위기 기능 및 전류 측정 기능의 일부분을 수행하도록 구성될 수 있다. 게다가, MSP430F2419는 또한 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 전자 구성요소의 대부분이 응용 특정 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC) 형태의 마이크로컨트롤러와 통합될 수 있다.
스트립 포트(152)는 검사 스트립에의 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 커넥터(160)는 디스플레이(104)에 부착하도록 구성될 수 있다. 디스플레이(104)는 측정된 포도당 수준을 보고하기 위한, 그리고 생활양식 관련 정보의 입력을 용이하게 위한, 그리고 그래픽 데이터, 그림 결과 및 모션 비디오의 조작을 위한 액정 디스플레이의 형태일 수 있다. 디스플레이(104)는 또한 백라이트를 포함할 수 있다. 데이터 포트는 접속 리드(connecting lead)에 부착된 적합한 커넥터를 받아들이며, 이에 의해 측정기 유닛(100)이 개인용 컴퓨터와 같은 외부 장치에 연결되게 할 수 있다. 데이터 포트는, 예를 들어, 직렬, USB 또는 병렬 포트와 같은 데이터의 전송을 허용하는 임의의 포트일 수 있다. 클록(156)은 시간을 측정하도록 구성될 수 있고, 발진 수정의 형태일 수 있다.
도 2 및 도 3은 각각 검사 스트립(120)의 예시적인 분해 사시도 및 조립 평면도이며, 이 검사 스트립은 기재(205) 상에 배치된 7개의 층들을 포함할 수 있다. 기재(205) 상에 배치된 이들 7개의 층은 전도성 층(250), 절연 층(216), 시약 층(218), 접착제 층(260), 친수성 층(270), 및 상부 층(280)일 수 있다. 검사 스트립(120)은 전도성 층(250), 절연 층(216), 시약 층(218), 및 접착제 층(260)이 예컨대 스크린-인쇄 공정을 사용하여 기재(205) 상에 순차적으로 침착되는 일련의 단계들로 제조될 수 있다. 친수성 층(270) 및 상부 층(280)은 롤 스톡(roll stock)으로부터 배치되고, 통합된 라미네이트로서 또는 별도의 층들로서 기재(205) 상에 라미네이팅될 수 있다. 검사 스트립(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 말단부(203) 및 기단부(204)를 갖는다.
검사 스트립(120)은 혈액 샘플이 관통 흡인될 수 있는 샘플-수용 챔버(292)를 포함할 수 있다. 샘플-수용 챔버(292)는 검사 스트립(120)의 기단부에 입구(inlet)를 포함할 수 있다. 출구(outlet) 또는 공기 통기구(air vent)가 후술되는 바와 같이 친수성 층(270) 내에 포함된다. 혈액 샘플을 입구에 적용하여 샘플-수용 챔버(292)를 충전할 수 있어서 분석물 농도가 측정될 수 있다. 시약 층(218)에 인접하여 위치된 접착제 층(260)의 절결부(cut-out portion)의 측부 에지들은 도 2에 도시된 바와 같이 샘플-수용 챔버(292)의 벽을 형성한다. 샘플-수용 챔버(292)의 저부 또는 "바닥(floor)"에는 기재(205), 전도성 층(250) 및 절연 층(216)의 일부분이 포함될 수 있다. 샘플-수용 챔버(292)의 상부 또는 "지붕(roof)"은 친수성 말단부(282)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 검사 스트립(120)의 경우, 기재(205)는 순차적으로 적용되는 층들의 지지를 돕기 위한 토대(foundation)로서 사용될 수 있다. 기재(205)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 물질과 같은 폴리에스테르 시트의 형태일 수 있다. 기재(205)는 공칭 치수로 두께 350 마이크로미터 x 폭 370 밀리미터 및 길이 대략 60 미터의 롤 형태(format)일 수 있다.
전도성 층(250)은 포도당의 전기화학적 측정에 사용될 수 있는 전극들을 형성하는 데 필요하다. 전도성 층(250)은 기재(205) 상에 스크린-인쇄되는 카본 잉크(carbon ink)로부터 제조될 수 있다. 스크린-인쇄 공정에서는, 카본 잉크가 스크린 상에 로딩되고 이어서 스퀴지(squeegee)를 사용하여 스크린을 통해 전사된다. 인쇄된 카본 잉크는 약 140℃의 고온 공기를 사용하여 건조될 수 있다. 카본 잉크는 VAGH 수지, 카본 블랙, 흑연, 및 수지와 카본과 흑연의 혼합물을 위한 하나 이상의 용매를 포함할 수 있다. 더 구체적으로는, 카본 잉크는 카본 잉크 내에서 카본 블랙: VAGH 수지의 적합한 비를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같은 검사 스트립(120)의 경우, 전도성 층(250)은 기준 전극(210), 제1 작업 전극(212), 제2 작업 전극(214), 기준 접촉 패드(211), 제1 접촉 패드(213), 제2 접촉 패드(215), 기준 전극 트랙(207), 제1 작업 전극 트랙(208) 및 제2 작업 전극 트랙(209)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 실시 형태에서, 기준 전극(210)은 제1 작업 전극(212)과 제2 작업 전극(214) 사이의 누화(cross-talk)가 최소화되도록 제1 작업 전극(212) 및 제2 전극(214) 사이에 위치된다.
전도성 층(250)은 카본 잉크로부터 형성될 수 있다. 기준 접촉 패드(211), 제1 접촉 패드(213) 및 제2 접촉 패드(215)는 검사 측정기에 전기 접속되도록 구성될 수 있다. 기준 전극 트랙(207)은 기준 전극(210)으로부터 기준 접촉 패드(211)로의 전기적 연속 경로를 제공한다. 유사하게는, 제1 작업 전극 트랙(208)은 제1 작업 전극(12)으로부터 제1 접촉 패드(213)로의 전기적 연속 경로를 제공한다. 유사하게는, 제2 작업 전극 트랙(209)은 제2 작업 전극(214)으로부터 제2 접촉 패드(215)로의 전기적 연속 경로를 제공한다.
절연 층(216)은 기준 전극(210), 제1 작업 전극(212) 및 제2 작업 전극(214)의 일부분을 노출시키는 개구(217)를 포함할 수 있으며, 이들 전극은 액체 샘플에 의해 습윤될 수 있다. 제1 작업 전극(212), 제2 작업 전극(214) 및 기준 전극(210)의 면적은 액체 샘플에 노출되는 면적으로서 한정될 수 있다. 전극 면적을 한정하는 것에 더하여, 절연 층(216)은 액체 샘플이 전극 트랙(207, 208, 209)과 접촉하는 것을 방지한다. 검사 전류의 크기가 전극의 유효 면적에 정비례하므로 작업 전극의 기능 면적이 정확히 한정되어야 한다고 여겨진다. 일례로서, 절연 층(216)은 에르콘, 인크.(Ercon, Inc.)로부터 구매될 수 있는 에르콘 E6110-116 제트 블랙 인슐레이어(Jet Black Insulayer)™ 잉크일 수 있다. 이 시점에서의 검사 스트립은 플라즈마로 처리될 수 있다. 플라즈마는 대기 온도 및 압력에서 고전압의 AC에 의해 생성된다. 이온화된 높은 에너지의 입자들로 이루어진 생성된 플라즈마는 공기 기류 내에서 하류측으로 휩쓸려 내려가 기재와 충돌한다. 플라즈마 처리는 스크린 인쇄된 카본 기반 전극의 표면을 개질하기 위해서 사용된다. 이러한 표면 개질은 카본 표면의 전기화학적 활성을 증가시키고 인쇄된 층들의 표면 에너지를 증가시켜 상기 인쇄된 층들과 이후에 인쇄되는 층들 사이의 더 우수한 접착을 가능하게 하는 것으로 여겨진다. 플라즈마 처리는 또한 카본 표면의 전기화학 성질을 개선시켜 측정 사이클 동안 매개체와의 반응을 전기화학 반응의 일부로서 더욱 이상적이게 만드는 것으로 여겨진다.
시약 층(218)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 전도성 층(250) 및 절연 층(216)의 일부분 상에 배치된다. 일 실시 형태에서, 2개의 중첩 시약 층들이 전도성 층(250) 및 절연 층(216)의 일부분에 걸쳐 인쇄될 수 있다.
시약 층(218)은 원하는 pH를 유지하기 위한 버퍼 및 관심대상의 분석물과 선택적으로 반응하는 매개체 및 효소와 같은 화학물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 혈액 샘플 내에서 포도당이 결정되어야 하는 경우, 시약 층(218)은 기능적 작동에 필요한 다른 성분들과 함께 효소 및 매개체를 포함할 수 있다. 효소 시약 층(18)은, 예를 들어, 포도당 산화효소, 구연산삼나트륨, 시트르산, 폴리비닐 알코올, 하이드록실 에틸 셀룰로오스, 페리시안화칼륨, 소포제, 카보실(cabosil), PVPVA, 및 물을 포함할 수 있다.
시약 층에 사용하기에 적합한 예시적인 효소는 포도당 산화효소, (피롤로퀴놀린 퀴논(PQQ) 보조인자를 갖는) 포도당 탈수소 효소 및 (플라빈 아데닌 다이뉴클레오티드(FAD) 보조인자를 갖는) 포도당 탈수소 효소를 포함한다. 시약 층에 사용하기에 적합한 예시적인 매개체는 페리시안화물(이 경우에, 산화된 형태임)을 포함한다. 시약 층은 포도당을 효소 부산물로 물리적으로 변환시키고 이 과정에서 포도당 농도 값에 비례하는 소정 양의 환원된 매개체(예컨대, 페로시안화물)를 생성하도록 구성될 수 있다. 시약 층 및 전기화학-기반 분석 검사 스트립에 관한 추가의 상세 사항은 전반적으로, 그 내용이 본 출원에 참고로 완전히 포함된 미국 특허 제6,241,862호에 있다.
일 실시 형태에서, 시약 층(218)의 면적은 기준 전극(210), 제1 작업 전극(212) 및 제2 작업 전극(214)의 전체 면적을 덮기에 충분히 크다. 시약 층(218)은 검사 스트립(120)에 사용될 수 있는 최대 전극 면적을 적어도 점유하기에 충분히 큰 폭 및 길이를 포함한다. 시약 층(218)의 폭은 약 2 밀리미터일 수 있으며, 이는 직사각형 개구(217)의 폭의 2배보다 크다.
접착제 층(260)은 제1 접착제 패드(262), 제2 접착제 패드(264) 및 제3 접착제 패드(266)를 포함하며, 시약 층(218)의 침착 후에 검사 스트립(120) 상에 배치될 수 있다. 접착제 층(260)의 일부분들은 시약 층(218)에 바로 인접하거나, 이와 접촉하거나, 부분적으로 중첩되도록 정렬될 수 있다. 접착제 층(260)은 구매가능한 수계 아크릴 공중합체 감압 접착제를 포함할 수 있다. 접착제 층(260)은 절연 층(216), 전도성 층(250), 및 기재(205)의 일부 상에 배치된다. 접착제 층(260)은 친수성 층(270)을 검사 스트립(120)에 접합시킨다.
친수성 층(270)은 도 2에 도시된 바와 같이 친수성 말단부(272) 및 친수성 기단부(274)를 포함할 수 있다. 간극(276)이 친수성 말단부(272)와 친수성 기단부(274) 사이에 포함된다. 간극(276)은 혈액이 샘플-수용 챔버(292)(도 3에 도시됨)를 충전함에 따라 공기를 위한 측부 통기구로서 역할한다. 친수성 층(270)은 쓰리엠(3M)으로부터 구매가능한, 김서림 방지 코팅(anti-fog coating)과 같은 하나의 친수성 표면을 갖는 폴리에스테르 재료일 수 있다.
검사 스트립(120)에 추가될 최종 층은 도 2에 도시된 바와 같이 상부층(280)이다. 상부 층(280)은 투명부(282)와 불투명부(284)를 포함할 수 있다. 상부 층(280)은 친수성 층(270) 상에 배치되고 이에 부착된다. 상부 층(280)은 한 면에 접착제 코팅을 갖는 폴리에스테르일 수 있다. 투명부(282)가 친수성 말단부(272)와 실질적으로 중첩하며, 이것이 샘플-수용 챔버(292)가 충분히 충전될 수 있음을 사용자가 시각적으로 확인하게 한다는 것에 주목하여야 한다. 불투명부(292)는 사용자가 유색 유체, 예를 들어 샘플-수용 챔버(238) 내의 혈액과 불투명부(284) 사이의 고도의 콘트라스트(contrast)를 관찰하는 데 도움을 준다.
예시적인 실시 형태에서, 포도당의 측정은 플라보-효소 포도당 산화효소에 의한 포도당의 특정 산화에 기초한다. 포도당 검사 스트립에서 일어날 수 있는 반응들이 수학식 A 및 수학식 2에서 이하에 요약된다.
[수학식 A]
D-포도당 + GO(ox) → 글루콘산 + GO(red)
[수학식 B]
GO(red) + 2 Fe(CN)6 3- → GO(ox) + 2 Fe(CN)6 4-
수학식 A에 나타낸 바와 같이, 포도당은 포도당 산화효소(GO(ox))의 산화된 형태에 의해 글루콘산으로 화학적으로 전환 또는 산화된다. GO(ox)가 "산화된 효소"로 또한 불릴 수 있다는 것을 알아야 한다. 수학식 A에서의 화학 반응 동안에, 산화된 효소 GO(ox)는 GO(red)(즉, "환원된 효소")로 나타내어지는 그의 환원된 상태로 화학적으로 전환 또는 변환된다. 다음에, 환원된 효소(GO(red))는 수학식 B에 나타내 바와 같이 Fe(CN)6 3- (산화된 매개체 또는 페리시안화물로 불림)와의 반응에 의해 역으로 GO(ox)로 다시 전환 또는 재산화된다. GO(red)가 역으로 그의 산화된 상태(GO(ox))로 재생성되는 동안에, Fe(CN)6 3-는 Fe(CN)6 4-(환원된 매개체 또는 페로시안화물로 불림)로 환원된다.
위에서 기재된 반응들이 2개의 전극들 사이에 인가된 검사 전압에 의해 실행될 때, 전극 표면에서의 환원된 매개체의 전기화학 재산화에 의해 검사 전류가 생성될 수 있다. 따라서, 이상적인 환경에서, 전술된 화학 반응 동안에 생성되는 페로시안화물의 양은 전극들 사이에 위치된 샘플 중의 포도당의 양에 정비례하므로, 생성된 검사 전류는 샘플의 포도당 함량에 비례할 것이다. 페리시안화물과 같은 매개체는 포도당 산화효소와 같은 효소로부터 전자를 수용하고 이어서 전자를 전극에 공여하는 화합물이다. 샘플 중의 포도당의 농도가 증가함에 따라, 형성되는 환원된 매개체의 양이 또한 증가하여서, 포도당 농도와 환원된 매개체의 재산화에 기인한 검사 전류 사이에 직접적인 관계가 있다. 특히, 전기 인터페이스를 가로지른 전자의 전달은 검사 전류(산화되는 포도당의 매 몰(mole)에 대해 2몰의 전자)의 흐름을 초래한다. 따라서, 포도당의 도입에 기인한 검사 전류는 시간 경과에 따른 샘플링된 전류 값들의 합계 또는 포도당 전류 과도현상으로 불릴 수 있다.
도 4는 검사 스트립(120)과 인터페이싱하는 측정기(102)의 단순화된 개략도를 도시한다. 측정기(102)는 기준 커넥터(180), 제1 커넥터(182) 및 제2 커넥터(184)를 포함할 수 있으며, 이들은 각각 기준 접점(211), 제1 접점(213) 및 제2 접점(215)에의 전기 접속을 형성한다. 3개의 전술한 커넥터는 스트립 포트(110)의 일부이다. 검사를 수행할 때, (도 1b의 회로로부터의) 제1 검사 전압원(186)은 제2 작업 전극(214)과 기준 전극(210) 사이에서 검사 전압(VWE2)을 인가할 수 있다. 검사 전압(VWE2)의 결과로서, 측정기(102)는 이어서 제2 작업 전극에서의 검사 전류(IWE2)를 측정할 수 있다. 유사한 방식으로, (도 1b의 회로로부터의) 제2 검사 전압원(188)은 제1 작업 전극(212)과 기준 전극(210) 사이에서 검사 전압(VWE1)을 인가한다. 검사 전압(VWE1)의 결과로서, 측정기(102)는 이어서 검사 전류(IWE1)를 측정할 수 있다. 일 실시 형태에서, 검사 전압(VWE2) 및 제2 검사 전압(VWE1)은 거의 동일할 수 있다.
도 5a는 검사 스트립(120)에 인가되는 검사 전압의 예시적인 차트이다. 유체 샘플이 검사 스트립(102)에 적용되기 전에, 검사 측정기(120)는 유체 검출 모드에 있는데, 이 모드에서는 약 400 밀리볼트의 제1 검사 전압이 제2 작업 전극(214)과 기준 전극(210) 사이에 인가된다. 약 400 밀리볼트의 제2 검사 전압이 바람직하게는 제1 작업 전극(212)과 기준 전극(210) 사이에 동시에 인가된다. 대안적으로, 제2 검사 전압은 또한 제1 검사 전압을 인가하는 시간 구간이 제2 검사 전압을 인가하는 시간 구간과 중첩하도록 동시에 인가될 수 있다. 검사 측정기는 시각 t0에서의 생리적 유체의 검출에 앞서 유체 검출 시간 구간(tFD) 동안에 유체 검출 모드에 있을 수 있다. 유체 검출 모드에서, 검사 측정기(120)는 유체가 제2 작업 전극(214) 및 기준 전극(210)을 습윤시키도록 예시적인 단계 320에서 유체가 검사 스트립(120)에 인가되는 때를 결정한다. 일단 검사 측정기(120)가, 예를 들어 제2 작업 전극(214)에서의 측정된 검사 전류의 충분한 증가때문에 생리적 유체가 적용되었음을 인식하면, 검사 측정기(120)는 시각 t0에서 0초 표지를 할당하고, 검사 시간 구간 tT를 시작한다. 검사 시간 구간 tT의 완료 시에, 검사 전압이 제거된다. 간결성을 위해, 도 5a는 검사 스트립(120)에 인가된 제1 검사 전압만을 나타낸다.
도 5b는 도 5a의 검사 전압이 검사 스트립(120)에 인가될 때 측정된 전류 과도현상(즉, 시간의 함수로서의 나노암페어 단위의 측정된 전류 응답)의 예시적인 차트이다. 전류 과도현상으로부터 얻어진 검사 전류(Ii)는, 이하의 예시적인 단계 370에서 설명되는 바와 같이, 대체로 샘플 내에서의 분석물 농도를 나타낸다. 도 5 및 도 5a를 참조하면, 예시적인 단계 330에서, 시각 t0에서 제2 작업 전극(214)과 기준 전극(210) 사이에 제1 검사 전압이 인가되고, 제1 작업 전극(212)과 기준 전극(210) 사이에 제2 검사 전압이 인가된다. 예시적인 단계 340에서, 제1 검사 전류(I1), 제2 검사 전류(I2), 제3 검사 전류(I3) 및 제4 검사 전류(I4)는 제2 작업 전극(214)에서 시각 t2, t3, t4 및 t5에서 각각 측정된다. 이들 전류(Ii)(여기서, i=1, 2, 3, 4 … n)는 분석을 위해 측정기의 메모리 유닛에 저장 또는 기록된다. 예시적인 단계 340에서, 제5 검사 전류(I5)는 또한 제1 작업 전극(212)에서 시각 t6에서 측정된다. 검사 스트립(120)에 인가된 제1 및 제2 검사 전압들은 대체로 약 +100 밀리볼트 내지 약 +600 밀리볼트이다. 전극이 카본 잉크를 포함하고 매개체가 페리시안화물인 일 실시 형태에서, 검사 전압은 약 +400 밀리볼트이다. 다른 매개체 및 전극 재료의 조합은 상이한 검사 전압을 필요로 할 것이다. 검사 전압의 지속기간은 대체로 반응 기간 후 약 2 내지 약 4초이며, 전형적으로 반응 기간 후 약 3초이다. 전형적으로, 시각 ti는 시각 t0에 대하여 측정된다. 실제로, 각각의 검사 전류(Ii)는 짧은 구간에 걸쳐 얻어진 한 세트의 측정치들, 예를 들어 ti+1(여기서, i는 1 내지 적어도 6의 범위임)에서 시작하여 0.01초 구간들에서 얻어진 5개의 측정치들의 평균이다.
헤마토크릿-보정된(hematocrit-corrected) 포도당 농도는 도 5b에 도시된 것과 같은 전류 과도현상의 샘플링과 관련하여 결정될 수 있다. 포도당 농도의 결정은 하기에 의해 달성될 수 있다:
[수학식 1]
Figure pct00001
여기서,
G는 헤마토크릿-보정된 포도당 농도이고,
I1은 제1 검사 전류이고,
I2는 제2 검사 전류이고,
I3은 제3 검사 전류이고,
I4는 제2 검사 전류이고,
I5는 제3 검사 전류이고,
a 및 b는 경험적으로 유도되는 조정 파라미터이고,
절편은
Figure pct00002
대 기준 포도당 농도의 플롯의 선형 회귀(linear regression)로부터 결정된 절편 값을 포함하고,
기울기는
Figure pct00003
대 대 기준 포도당 농도의 플롯의 선형 회귀로부터 결정된 기울기 값을 포함한다.
도 5b에 도시된 일 실시 형태에서, 제1 검사 전류(I1)는 시각 t0 후 약 0.98초 내지 1.00초에서 측정될 수 있고, 제2 검사 전류(I2)는 시각 t0 후 약 1.98초 내지 약 2.00초에서 측정될 수 있고, 제3 검사 전류(I3)는 시각 t0 후 약 2.43초 내지 약 2.45초에서 측정될 수 있고, 제4 검사 전류(I4)는 시각 t0 후 약 2.61초 내지 약 2.63초에서 측정될 수 있고, 제5 검사 전류는 시각 t0 후 약 2.70초 내지 약 2.72초에서 측정될 수 있다. 일 실시 형태에서, a는 약 9.9 내지 약 10.2의 제1 조정 파라미터이고, b는 약 10.8 내지 약 11.2의 제2 조정 파라미터이다. 이 기술의 추가 상세 사항이 2010년 3월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/319470호(대리인 관리번호 DDI-5199)에 나타나 있고 설명되어 있는데, 이 출원의 전체 내용은 사본이 본 출원에 첨부물로서 제공되어 본 명세서에 참고로 포함된다.
상기 기술은 과도현상 전체에 걸쳐 대략 5개의 개별 샘플 지점들을 사용하기 때문에, 이 기술의 민감도에 기초한 매우 높거나 낮은 결과를 생성할 수도 있는 파형들을 제거하기 위하여 특별한 점검이 필요하게 된다. 이들 오류의 일반적인 원인이 변화되지만, 과도현상, 특히 예시적인 실시예가 작업 전극에 의해 제공되는 전류 과도현상을 샘플링하는 과도현상의 분야에서, 과도현상의 형상을 변경시킬 수 있는 임의의 요인과 관련된다고 여겨진다. 과도현상 형상에 영향을 미칠 수 있는 현상들의 예는 다음과 같을 것이다: 효소 패드 두께, 페로시안화물 불순물, 플레이킹(flaking) 효소, 부분 충전, 및 고온 또는 저온. 결과적으로, 후술되는 바와 같은 이례적인 결과를 제거하기 위하여 추가의 점검이 개발되었다.
일부 경우에, 검사 전압이 검사 스트립(120)에 인가될 때, 도 6a 및 도 6b에 예시된 바와 같은 비정상 전류 과도현상이 얻어진다. 이들 비정상 전류 과도현상은 즉각적인 감쇠(도 6a) 또는 초기 피크(도 6b)로 인해 피크를 포함하지 않으며, 시약 층(218)의 불충분한 두께 및/또는 혈액에 의한 샘플 수용 챔버(292)의 부분 충전에 의해 야기되는 것으로 여겨진다. "정상" 전류 과도현상은 도 5b와 유사한, 약 0 내지 약 1초의 양의 전류 변화율을 나타내야 한다.
도 6a 및 도 6b의 상황을 설명하기 위하여, 본 발명자들은 예시적인 시스템을 사용한 포도당 농도의 결정 동안에 오류를 잡기 위한, 도 7a에 나타낸 바와 같은 방법을 발견하였다. 이 방법은, 단계 300에서, 검사 스트립의 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제2 작업 전극 사이에서 그리고 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제1 작업 전극 사이에서 화학 반응을 개시하는 단계; 단계 310에서, 혈액 샘플이 검사 스트립에 적용된 후에 복수의 검사 전류들을 샘플링하는 단계; 단계 320에서, 제1 및 제2 작업 전극들 중 하나에서 1차 검사 전류 및 2차 검사 전류를 측정하는 단계; 단계 330에서, 1차 검사 전류와 2차 검사 전류 사이의 차이가 0 미만인지 여부를 판정하는 단계; 및 단계 330에서 판정이 참일 때, 단계 340에서 복수의 검사 전류들을 기초로 포도당 농도를 도출 또는 계산하고, 그렇지 않다면 단계 350에서 시스템의 메모리에 저장되거나 사용자에게 표시될 수 있는 오류를 반환하여, 포도당 값 결정을 종료시키는 단계를 포함한다. 이러한 상황에서의 오류는 샘플링된 전류 과도현상의 구배 오류인 것으로 여겨진다. 이 기술에서, 1차 검사 전류는, 바람직하게는 시각 t0인 대략 샘플링 단계의 개시에서 샘플링되는 전류(Ia)를 포함할 수 있다. 2차 검사 전류는, 바람직하게는 시각 t0인 샘플링 단계의 개시 후 약 0.08초에서 샘플링되는 전류(Ib)를 포함할 수 있다.
포도당 농도의 도출 또는 계산 단계는, 2010년 3월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/319470호(대리인 관리번호 DDI-5199)에 나타나 있고 설명된 바와 같이 상기 수학식 1을 이용할 수 있는데, 이 출원의 전체 내용은 사본이 본 출원에 첨부물로서 제공되어 본 명세서에 참고로 포함된다.
일부 경우에, 검사 전압이 검사 스트립(120)에 인가될 때, 도 6c에 예시된 바와 같은, 각자의 작업 전극들에 대한 비정상 전유 과도현상이 또한 얻어진다. 이 예에서, 제1 작업 전극(212) 및 제2 작업 전극(214)에 대한 전류 과도현상은 초기 기간에서 발산하지만 나중 기간에서는 수렴한다. 이러한 유형의 비정상 전류 과도현상이 불규칙한 두께를 갖는 시약 층(218)에 의해, 페로시안화물 매개체 내의 불순물로부터, 그리고/또는 혈액에 의한 샘플-수용 챔버(292)의 부분 충전으로부터 야기된다고 여겨진다. 둘 모두의 작업 전극에서의 정상 전류 과도현상은 제1 작업 전극에 대한 제2 작업 전극에서 약 1초에서의 전류들의 비(R)가 약 1.0 내지 약 1.4를 나타내야 한다. 그러한 오류의 가능성 있는 원인이 각각의 전극에서의 상이한 확산 속도에 기인한다고 여겨진다. 이는 하나의 전극에서의 반응을 다른 전극에서의 반응보다 더 빠르게 또는 더 느리게 만들, 스트립 내에서의 불균일한 효소 배치 또는 뷸균일성으로부터 기인할 수 있다. 비(R)는 하기와 같이 표현될 수 있다:
Figure pct00004
여기서, IWE2@tn = 시각 tn에 제2 작업 전극에서 샘플링되는 전류
IWE1@tn= 시각 tn에 제2 작업 전극에서 샘플링되는 전류
tn~1.1 초; 바람직하게는 1.12초; 및
K~1 내지 2, 바람직하게는 본 명세서의 특정 실시 형태의 경우에는 1.4.
도 6c의 상황을 설명하기 위하여, 본 발명자들은 예시적인 시스템을 사용한 포도당 농도의 결정 동안에 오류를 잡기 위한, 도 7b에 나타낸 바와 같은 다른 방법을 발견하였다. 이 방법은, 단계 400에서, 검사 스트립의 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제2 작업 전극 사이에서 그리고 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제1 작업 전극 사이에서 화학 반응을 개시하는 단계; 단계 410에서, 혈액 샘플이 검사 스트립에 적용된 후에 복수의 검사 전류들을 샘플링하는 단계; 단계 420에서, 제2 및 제1 작업 전극들 각각으로부터 샘플링되는 각자의 3차 검사 전류들로부터 전류비를 결정하는 단계; 및 단계 430에서 제1 작업 전극에 대한 제2 작업 전극의 전류비가 K 미만인지 여부에 대해 질의하고, 참이라면 복수의 검사 전류들에 기초하여 포도당 농도를 도출 또는 계산하고, 그렇지 않다면 단계 450에서 시스템의 메모리에 저장되거나 사용자에게 표시될 수 있는 오류를 반환하여, 포도당 값 결정을 종료시키는 단계를 포함한다.
이전에 본 바와 같이, 포도당 농도의 도출 또는 계산 단계는, 2010년 3월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/319470호(대리인 관리번호 DDI-5199)에 나타나 있고 설명된 바와 같이 상기 수학식 1을 이용할 수 있는데, 이 출원의 전체 내용은 본 출원에 참고로 포함된다.
도 7a 및 도 7b에 예시적으로 나타낸 두 기술들이 도 7c에 예시적으로 나타낸 바와 같은 단일 오류 잡기 방법으로 조합될 수 있다는 것에 주목한다. 이 조합된 방법은, 단계 500에서 나타낸 바와 같이, 검사 스트립의 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제2 작업 전극 사이에서 그리고 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제1 작업 전극 사이에서 화학 반응을 개시하는 단계; 단계 510에서, 혈액 샘플이 검사 스트립에 적용된 후에 복수의 검사 전류들을 샘플링하는 단계; 단계 520에서, 제1 및 제2 작업 전극들 중 하나에서 1차 검사 전류 및 2차 검사 전류를 측정하는 단계; 단계 530에서, 제2 및 제1 작업 전극들 각각으로부터 샘플링되는 각자의 3차 검사 전류들로부터 전류비를 결정하는 단계; 단계 540에서, 1차 검사 전류와 2차 검사 전류 사이의 차이가 0 미만인지 여부를 판정하는 단계; 단계 550에서, 제2 및 제1 작업 전극들 각각으로부터 샘플링된 각자의 3차 검사 전류들로부터의 전류비가 K 초과인지 여부를 평가하는 단계; 및 판정하는 단계(540) 또는 평가하는 단계(550) 중 어느 하나 또는 둘 모두가 참인 때, 오류를 반환하고, 그렇지 않으면 단계 560에서 복수의 샘플링되거나 측정된 검사 전류들에 기초하여 포도당 농도를 도출 또는 계산하는 단계에 의해 수행될 수 있다.
본 발명을 특정한 변화 및 예시적 도면으로 설명하였지만, 당업자는 본 발명이 설명된 변화 또는 도면에 제한되지 않음을 인지할 것이다. 추가로, 상기 설명된 방법 및 단계가 소정 순서로 일어나는 소정 사건을 나타내는 경우에, 당업자는 소정 단계의 순서가 변경될 수 있고, 그러한 변경은 본 발명의 변화에 따름을 인지할 것이다. 추가로, 소정 단계는 가능한 경우에 병렬 과정으로 동시에 수행될 수도 있고, 또한 상기 설명된 바와 같이 순차적으로 수행될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 개시 내용의 사상 내에 있거나 특허청구범위에서 발견되는 발명과 동등한 본 발명의 변화가 존재할 경우, 본 특허는 이들 변화를 또한 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (17)

  1. 마이크로프로세서를 포함하는 검사 회로를 갖는 측정기 및 검사 스트립(test strip)을 구비하는 시스템으로 포도당 농도를 결정하는 방법으로서,
    상기 검사 스트립의 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제2 작업 전극 사이에서 그리고 상기 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제1 작업 전극 사이에서 화학 반응을 개시하는 단계;
    상기 제1 및 제2 작업 전극들 중 하나에서 1차 검사 전류 및 2차 검사 전류를 측정하는 단계;
    상기 1차 검사 전류와 상기 2차 검사 전류 사이의 차이가 0 미만인지 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 판정이 참인 때, 상기 복수의 검사 전류들을 기초로 포도당 농도를 도출하고, 그렇지 않다면 오류를 반환하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 1차 검사 전류는 대략 샘플링 단계의 개시에서 샘플링되는 전류를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 2차 검사 전류는 샘플링 단계의 개시 후 약 0.8초에서 샘플링되는 전류를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 및 제1 작업 전극들 각각으로부터 샘플링되는 각자의 3차검사 전류들로부터 전류비를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 작업 전극에 대한 상기 제2 작업 전극의 전류비가 약 K 초과일 때, 상기 도출하는 단계를 우회하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 K는 약 1 내지 약 2의 상수를 포함하는, 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 K는 약 1.4의 상수를 포함하는, 방법.
  7. 마이크로프로세서를 포함하는 검사 회로를 갖는 측정기 및 검사 스트립을 구비하는 시스템으로 포도당 농도를 결정하는 방법으로서,
    상기 검사 스트립의 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제2 작업 전극 사이에서 그리고 상기 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제1 작업 전극 사이에서 화학 반응을 개시하는 단계;
    혈액 샘플이 상기 검사 스트립에 적용된 후에 복수의 검사 전류들을 샘플링하는 단계;
    상기 제2 및 제1 작업 전극들 각각으로부터 샘플링되는 각자의 3차검사 전류들로부터 전류비를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 작업 전극에 대한 상기 제2 작업 전극의 상기 전류비가 약 K 미만인지 여부에 대해 질의하고, 참이라면 상기 복수의 검사 전류들에 기초하여 포도당 농도를 도출하고, 그렇지 않다면 오류를 반환하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 작업 전극들 중 하나에서 1차 검사 전류 및 2차 검사 전류를 측정하는 단계;
    상기 1차 검사 전류와 상기 2차 검사 전류 사이의 차이가 약 0 미만인지 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 판정이 참인 때, 상기 도출하는 단계를 종료시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  9. 마이크로프로세서를 포함하는 검사 회로를 갖는 측정기 및 검사 스트립을 구비하는 시스템으로 포도당 농도를 결정하는 방법으로서,
    상기 검사 스트립의 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제2 작업 전극 사이에서 그리고 상기 기준 전극과 시약 층으로 코팅된 제1 작업 전극 사이에서 화학 반응을 개시하는 단계;
    상기 제1 및 제2 작업 전극들 중 하나에서 1차 검사 전류 및 2차 검사 전류를 측정하는 단계;
    상기 1차 검사 전류와 상기 2차 검사 전류 사이의 차이가 0 미만인지 여부를 판정하는 단계;
    상기 제2 및 제1 작업 전극들 각각으로부터 샘플링되는 각자의 3차검사 전류들로부터 전류비를 결정하는 단계;
    상기 제2 및 제1 작업 전극들 각각으로부터 샘플링된 각자의 3차 검사 전류들로부터의 전류비가 약 K 초과인지 여부를 평가하는 단계; 및
    상기 판정하는 단계 또는 상기 평가하는 단계 중 어느 하나 또는 둘 모두가 참인 때, 오류를 반환하고, 그렇지 않으면 상기 복수의 검사 전류들에 기초하여 포도당 농도를 도출하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제1항, 제7항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 측정되거나 샘플링된 검사 전류들은 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 검사 전류들을 포함하고, 상기 K는 약 1.0 내지 약 1.4의 값을 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 검사 전류는 상기 측정하는 단계의 개시 후 약 0.98 내지 약 1.00초에서 측정된 검사 전류를 포함하는, 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제2 전류는 상기 측정하는 단계의 개시 후 약 1.98 내지 약 2.00초에서 측정된 검사 전류를 포함하는, 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 제3 전류는 상기 측정하는 단계의 개시 후 약 2.43 내지 약 2.45초에서 측정된 검사 전류를 포함하는, 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 제4 전류는 상기 측정하는 단계의 개시 후 약 2.61 내지 약 2.63초에서 측정된 검사 전류를 포함하는, 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 제5 전류는 상기 측정하는 단계의 개시 후 약 2.70 내지 약 2.72초에서 측정된 검사 전류를 포함하는, 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 도출하는 단계는 포도당 농도를 나타내는 값을 하기 형태의 수학식으로 계산하는 단계를 포함하는, 방법:
    Figure pct00005

    (여기서,
    G는 포도당 농도를 포함하고,
    I1은 제1 검사 전류를 포함하고,
    I2는 제2 검사 전류를 포함하고,
    I3은 제3 검사 전류를 포함하고,
    I4는 제4 검사 전류를 포함하고,
    I5는 제5 검사 전류를 포함하고,
    a는 제1 조정 파라미터를 포함하고, b는 제2 조정 파라미터를 포함하고,
    절편은
    Figure pct00006
    대 기준 포도당 농도의 플롯의 선회 회귀(linear regression)로부터 결정된 절편 값을 포함하고,
    기울기는
    Figure pct00007
    대 기준 포도당 농도의 플롯의 선형 회귀로부터 결정된 기울기 값을 포함한다).
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 조정 파라미터는 약 9.9 내지 약 10.2의 값을 포함하고, 상기 제2 조정 파라미터는 약 10.8 내지 약 11.2의 값을 포함하는, 방법.
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