KR20140026497A - 캐리어 필드를 갖는 전기화학 센서 - Google Patents

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Abstract

전기화학 센서를 제조하기 위한 방법은 전기화학 모듈(30) 내에 형성되는 전기화학 공동(42)이 캐리어(20) 내에 형성되는 개구(24)를 가로질러 위치되도록 전기화학 모듈(30)의 대향 단부들을 캐리어(20) 상에 위치시키는 단계; 및 캐리어(20)를 접어 전기화학 모듈(30)의 대향 단부들을 캐리어(20)의 상부 부분(20t)과 하부 부분(20b) 사이에 맞물리게 하는 단계를 포함한다. 복수의 전기화학 센서가 단 한번의 접는 단계로 제조될 수 있도록 복수의 개구(124) 및 전기화학 모듈(130)이 캐리어 웨브(100) 상에 형성될 수 있다.

Description

캐리어 필드를 갖는 전기화학 센서{ELECTROCHEMICAL SENSORS WITH CARRIER FIELD}
본 발명은 샘플의 분석물 농도(analyte concentration)를 결정하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
생리학적 유체, 예를 들어 혈액 또는 혈액 유래 생성물에서의 분석물 검출은 오늘날의 사회에서 그 중요성이 커지고 있다. 분석물 검출 분석은 임상 실험실 시험, 가정 시험 등을 비롯한 다양한 응용에 그 용도가 있으며, 여기서 그러한 시험의 결과는 다양한 질환 상태의 진단 및 관리에 있어 현저한 역할을 한다. 관심 분석물에는 당뇨병 관리를 위한 포도당, 콜레스테롤 등이 포함된다. 분석물 검출의 이러한 증가하는 중요성에 부응하여, 임상 및 가정 용도의 다양한 분석물 검출 프로토콜 및 장치가 개발되었다.
분석물 검출에 채용되는 하나의 유형의 방법은 전기화학적 방법이다. 그러한 방법에서, 수성 액체 샘플이 2개의 전극들, 예컨대 상대 전극 및 작동 전극을 포함하는 전기화학 전지 내의 샘플-수납 챔버에 놓여진다. 분석물은 분석물 농도에 대응하는 양으로 산화가능(또는 환원가능) 물질을 형성하기 위해 산화환원제와 반응하게 된다. 존재하는 산화가능(또는 환원가능) 물질의 양이 이어서 전기화학적으로 추정되고, 초기 샘플에 존재하는 분석물의 양에 관련된다.
전기화학 전지는 전형적으로 전지를 분석물 측정 장치에 전기적으로 접속시키도록 구성되는 시험 스트립 상에 존재한다. 현재의 시험 스트립이 효과적이긴 하지만, 시험 스트립의 크기가 제조 비용에 직접적으로 영향을 줄 수 있다. 스트립의 취급을 용이하게 하는 크기를 갖는 시험 스트립을 제공하는 것이 바람직하긴 하지만, 크기의 증가는 스트립을 형성하기 위해 증가된 양의 재료가 사용되는 경우에 제조 비용을 증가시키는 경향이 있을 것이다. 게다가, 시험 스트립의 크기를 증가시키는 것은 배치(batch)당 제조되는 스트립의 양을 감소시켜, 제조 비용을 추가로 증가시키는 경향이 있다.
따라서, 개선된 전기화학 감지 장치 및 방법에 대한 필요성이 있게 된다.
본 발명은 일반적으로 전기화학 감지 장치 및 방법을 제공한다. 일 실시예에서, 전기화학 감지 장치가 제공되고, 이는 서로 전기적으로 절연되는 제1 및 제2 전기 전도성 영역을 갖는 캐리어를 구비한다. 캐리어는 또한 캐리어를 통해 연장되는 개구를 포함할 수 있다. 본 장치는 또한 적어도 일부분이 개구를 가로질러 연장되도록 캐리어의 상부 부분과 하부 부분 사이에 장착되는 전기화학 모듈을 포함한다. 전기화학 모듈은 캐리어의 제1 전도성 영역과 전기 연통(electrical communication)되는 제1 전극, 캐리어의 제2 전도성 영역과 전기 연통되는 제2 전극, 및 시약 층을 포함하는 샘플 수용 챔버를 갖는 전기화학 공동을 포함한다.
캐리어가 다양한 구성을 가질 수 있지만, 일 실시예에서 캐리어는 제1 전도성 영역을 보유하는 상부 부분과, 제1 전도성 영역과 대향 관계에 있는 제2 전도성 영역을 보유하는 하부 부분을 갖는다. 캐리어는 상부 부분 및 하부 부분을 형성하도록 절첩선(fold line)을 따라 접힐 수 있다. 개구는 캐리어 상의 어디에든 위치될 수 있지만, 예시적인 실시예에서 개구는 절첩선을 가로질러 그리고 제1 및 제2 전도성 영역을 통해 연장된다. 또한, 개구는 캐리어의 원위 단부 상에 위치될 수 있고, 캐리어의 근위 단부는 제1 및 제2 전극과 별개의 분석물 측정 장치 사이의 접속을 확립하도록 구성되는 제1 및 제2 접촉부를 포함할 수 있다. 캐리어는 또한 캐리어의 상부 부분과 하부 부분 사이에 배치되는 접착제를 포함할 수 있다. 접착제는 상부 및 하부 부분을 서로로부터 일정한 거리로 이격시켜 유지시키도록 그리고 선택적으로 전기화학 모듈을 캐리어 상의 적소에 유지시키는 것을 돕도록 구성될 수 있다.
전기화학 모듈은 또한 다양한 구성을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 전기화학 모듈은 캐리어의 최대 길이 및 최대 폭보다 작은 최대 길이 및 최대 폭을 갖는다. 다른 실시예에서, 전기화학 모듈은 캐리어의 상부 부분과 하부 부분 사이에 맞물리는 대향 단부들을 가질 수 있고, 샘플 수용 챔버는 대향 단부들 사이에 위치되고 캐리어로부터 소정 거리로 이격될 수 있다. 샘플 입구가 캐리어 내의 개구로부터 외부에 위치되도록 이러한 입구는 전기화학 모듈의 중간 부분 내에 위치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전기화학 모듈은 제1 전극을 보유하는 상부 절연 기판, 제2 전극을 보유하는 하부 절연 기판, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되고 제1 및 제2 전극을 서로 이격된 관계로 유지시키는 스페이서(spacer)를 포함한다. 상부 및 하부 절연 기판은 상부 절연 기판 상의 제1 전극의 일부분이 캐리어 상의 제1 전도성 영역과 접촉하고, 하부 절연 기판 상의 제2 전극의 일부분이 캐리어 상의 제2 전도성 영역과 접촉하도록 서로 오프셋(offset)될 수 있다. 다른 태양에서, 전기화학 모듈은 직사각형이 아닐 수 있고, 중심축을 따라 연장되고 전기화학 공동을 포함하는 중심 부분과, 각각이 중심 부분의 중심축에 대해 일정 각도로 연장되는 중심축을 갖도록 중심 부분으로부터 각지게 연장되는 대향 단부 부분들을 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 전기화학 감지 장치가 제공되는데, 이는 제1 전도성 영역 및 제1 전도성 영역으로부터 전기적으로 절연되는 제2 전도성 영역과, 캐리어를 통해 형성되는 개구를 갖는 캐리어를 포함한다. 장치는 또한 적어도 일부분이 캐리어 내의 개구를 통해 접근가능하도록 캐리어 상에 장착되는 전기화학 모듈을 포함한다. 전기화학 모듈은 캐리어의 제1 전도성 영역과 연통되는 제1 전극을 보유하는 제1 절연 기판과, 캐리어의 제2 전도성 영역과 연통되는 제2 전극을 보유하는 제2 절연 기판을 가질 수 있다. 제1 및 제2 전극은 이격된 관계로 서로 대향할 수 있다. 대안적으로, 전기화학 모듈은 동일 평면 상에서 서로 인접하게 위치되는 제1 및 제2 전극 둘 모두를 보유하는 절연 기판을 구비할 수 있다. 전극은 또한 서로 오프셋될 수 있다. 모듈은 또한 유체 샘플을 수용하기 위한 전기화학 공동을 포함할 수 있다. 전기화학 공동은 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되거나 이들 전극을 커버할 수 있다. 모듈은 전기화학 공동 내에 수용되는 유체 샘플의 분석물과 반응하기 위해 전기화학 공동 내에 그리고 제1 및 제2 전극 중 적어도 하나 상에 배치되는 시약을 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 캐리어는 전기화학 모듈의 최대 길이 및 최대 폭보다 큰 최대 길이 및 최대 폭을 갖는다. 캐리어의 구성이 달라질 수 있지만, 일정 태양에서 캐리어는 절첩선을 따라 접혀 제1 전도성 영역을 보유하는 상부 부분 및 제2 전도성 영역을 보유하는 하부 부분을 형성할 수 있다. 캐리어 상의 제1 및 제2 전도성 영역은 절첩선을 따라 그리고 선택적으로 절첩선과 전기화학 모듈 사이에서 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 캐리어 내의 개구는 다양한 위치에, 예를 들어 캐리어의 주연부(perimeter)를 따라, 더욱 특별하게는 절첩선을 따라 위치될 수 있다. 캐리어는 또한 캐리어의 상부 부분과 하부 부분 사이에 배치되고 상부 및 하부 부분을 서로로부터 일정한 거리로 이격시켜 유지시키도록 구성되는 접착제를 포함할 수 있다. 선택적으로, 접착제는 전기화학 모듈을 캐리어 상의 적소에 유지시키는 것을 도울 수 있다.
다른 태양에서, 전기화학 모듈은 캐리어의 원위 단부 상에 위치될 수 있고, 캐리어의 근위 단부는 제1 및 제2 전극과 분석물 측정 장치 사이의 전기 접속을 확립하도록 구성되는 제1 및 제2 접촉부를 포함할 수 있다. 전기화학 모듈은 또한 캐리어 상에 장착되는 대향 단부들과, 대향 단부들 사이에 위치되고 캐리어로부터 소정 거리로 이격되는 중간 부분을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전기화학 모듈은 중심축을 따라 연장되고 전기화학 공동을 포함하는 중심 부분과, 중심 부분의 중심축에 대해 일정 각도로 연장되는 중심축을 갖는 대향 단부 부분들을 갖는다.
다른 실시예에서, 제1 및 제2 전극을 갖는 전기화학 공동과, 전기화학 공동 내에 수용되는 유체 샘플의 분석물과 반응하도록 구성되는 시약 층을 갖는 샘플 수용 챔버를 구비하는 전기화학 모듈을 포함하는 전기화학 센서 장치가 제공된다. 장치는 또한 제1 전도성 영역을 갖는 상부 절연 기판 및 제2 전도성 영역을 갖는 하부 절연 기판을 구비하는 캐리어를 포함한다. 원위 컷아웃(cut-out)이 상부 및 하부 절연 기판의 원위 단부를 통해 연장되고, 제1 전극이 제1 전도성 영역과 전기 연통되고 제2 전극이 제2 전도성 영역과 전기 연통되도록 전기화학 모듈의 적어도 일부분이 원위 컷아웃을 가로질러 연장된다. 근위 컷아웃은 상부 절연 기판의 제1 전도성 영역 상의 접촉 영역을 노출시키기 위해 하부 절연 기판의 근위 단부를 통해 연장되는데, 이는 제1 접촉 영역과 하부 절연 기판 상의 제2 접촉 영역이 분석물 측정 장치와의 전기 접속을 허용하도록 노출되어 제1 및 제2 전극과 분석물 측정 장치 사이의 접속을 확립하도록 된다.
또 다른 실시예에서, 제1 전극을 보유하는 제1 절연 기판과 제2 전극을 보유하는 제2 절연 기판을 갖는 전기화학 모듈이 제공된다. 제1 및 제2 절연 기판의 각각은 제1 종단 단부와 제2 종단 단부 사이에서 연장되는 대향 측벽들을 구비할 수 있고, 제1 종단 단부와 제2 종단 단부 사이에서 연장되는 축을 가지며, 제1 및 제2 절연 기판은 제1 전극을 노출시키기 위해 제1 절연 기판의 제1 종단 단부가 제2 절연 기판의 제1 종단 단부를 넘어 소정 거리로 연장되고 제2 전극을 노출시키기 위해 제2 절연 기판의 제2 종단 단부가 제1 절연 기판의 제2 종단 단부를 넘어 소정 거리로 연장되도록 서로 오프셋될 수 있다. 제1 및 제2 절연 기판의 각각은 대향 측벽들 사이에서 연장되는 길이의 2배 이상인, 제1 종단 단부와 제2 종단 단부 사이에서 연장되는 폭을 가질 수 있다. 모듈은 또한 제1 절연 기판과 제2 절연 기판 사이에 배치되고 제1 및 제2 전극을 서로 이격된 관계로 유지시키는 적어도 하나의 스페이서와, 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되고 유체 샘플을 수용하도록 구성되는 전기화학 공동을 포함할 수 있다. 전기화학 공동은 전기화학 공동 내에 수용되는 유체 샘플의 분석물과 반응하도록 구성되는 시약을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 스페이서는 제2 절연 기판의 제1 종단 단부에 인접하게 위치되는 제1 스페이서와, 제1 절연 기판의 제2 종단 단부에 인접하게 위치되는 제2 스페이서를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제1 전도성 영역을 갖는 상부 부분 및 제1 전도성 영역으로부터 전기적으로 절연되는 제2 전도성 영역을 갖는 하부 부분을 형성하는 길이 방향으로 연장되는 절첩선과, 서로 소정 거리로 이격되고 절첩선을 따라 배치되는 복수의 개구를 갖는 캐리어를 구비하는 캐리어 웨브가 제공된다. 캐리어 웨브는 또한 복수의 전기화학 모듈을 포함하며, 각각의 모듈은 복수의 개구 중 하나를 가로질러 장착되고, 각각의 전기화학 모듈은 캐리어의 제1 전도성 영역과 연통되는 제1 전극, 제1 전극으로부터 절연되고 캐리어의 제2 전도성 영역과 연통되는 제2 전극, 및 유체 샘플을 수용하기 위해 캐리어 내의 개구를 통해 접근가능한 전기화학 공동을 구비한다.
다른 실시예에서, 전기화학 감지 장치를 제조하는 방법이 제공되는데, 이는 전기화학 모듈 내에 형성되는 전기화학 공동이 캐리어 내에 형성되는 개구를 가로질러 위치되도록 전기화학 모듈의 대향 단부들을 캐리어 상에 위치시키는 단계, 및 전기화학 모듈의 대향 단부들을 캐리어의 상부 부분과 하부 부분 사이에 맞물리게 하기 위해 캐리어를 접는 단계를 포함한다. 전기화학 모듈은 캐리어 상의 제1 전기 전도성 영역과 전기 접촉하도록 위치되는 제1 전극을 보유하는 제1 절연 기판과, 캐리어 상의 제2 전기 전도성 영역과 전기 접촉하도록 위치되는 제2 전극을 보유하는 제2 절연 기판을 포함할 수 있다. 이 방법은, 위치시키는 단계 전에, 제1 및 제2 전기 전도성 영역이 서로 전기적으로 절연되도록 캐리어 상에 제1 및 제2 전기 전도성 영역을 형성하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 캐리어가 접힐 때, 제1 전기 전도성 영역은 캐리어의 상부 부분 상에 있을 수 있고, 제2 전기 전도성 영역은 캐리어의 하부 부분 상에 있을 수 있다. 이러한 방법은, 접는 단계 전에, 캐리어가 접힐 때 스페이서가 상부 및 하부 부분을 서로 소정 거리로 이격시켜 유지시키도록 스페이서를 캐리어 상에 위치시키는 단계를 또한 포함할 수 있다.
본 개시는 첨부 도면과 함께 취해지는 하기의 상세한 설명으로부터 더 완전히 이해될 것이다.
<도 1a>
도 1a는 비절첩 구성의 캐리어의 평면도이다.
<도 1b>
도 1b는 접착제를 갖는 도 1a의 캐리어 및 그 상에 배치된 전기화학 모듈("ECM")의 평면도이다.
<도 1c>
도 1c는 ECM이 배치되어 있는, 접착제의 다른 실시예를 갖는 도 1a의 캐리어의 평면도이다.
<도 1d>
도 1d는 시험 스트립 조립체를 형성하기 위해 절첩 구성으로 도시된, 도 1b의 캐리어 및 ECM의 사시도이다.
<도 2a>
도 2a는 도 1b의 ECM의 측면도이다.
<도 2b>
도 2b는 도 2a의 ECM의 분해도이다.
<도 3a>
도 3a는 다수의 시험 스트립 조립체를 형성하기 위해 다수의 캐리어를 형성하는, 비절첩 구성으로 도시되고 접착제가 그 상에 배치된 캐리어 웨브의 사시도이다.
<도 3b>
도 3b는 도 3a에 도시된 캐리어 웨브 및 접착제의 일부분의 확대 사시도이다.
<도 3c>
도 3c는 캐리어 웨브 내의 각각의 개구를 가로질러 ECM이 배치된 도 3a의 캐리어 웨브 및 접착제의 사시도이다.
<도 3d>
도 3d는 부분적으로 접힌 상태로 도시된 도 3b의 캐리어 웨브, 접착제 및 ECM의 사시도이다.
<도 4a>
도 4a는 ECM의 다른 실시예의 평면도이다.
<도 4b>
도 4b는 시험 스트립 조립체의 다른 실시예를 형성하기 위해, 절첩 구성으로 도시된 캐리어 상에 장착된 도 4a의 ECM을 도시한 평면도이다.
<도 5>
도 5는 도 4b에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 다수의 시험 스트립 조립체를 도시한, 시험 스트립 조립체 웨브의 평면도이다.
<도 6>
도 6은 다수의 ECM을 갖는 시험 스트립 조립체의 또 다른 실시예의 평면도이다.
<도 7>
도 7은 분석물 측정 장치의 일 실시예의 평면도이다.
<도 8>
도 8은 전기화학 모듈의 스트립의 측면도이다.
이제 본 명세서에 개시된 장치, 시스템 및 방법의 구조, 기능, 제조 및 사용의 원리에 대한 전반적인 이해를 제공하기 위해 소정의 예시적인 실시예들이 기술될 것이다. 이들 실시예의 하나 이상의 예가 첨부 도면에 도시된다. 당업자는 구체적으로 본 명세서에 기술된 그리고 첨부 도면에 예시된 장치 및 방법이 비제한적인 예시적 실시예이고, 본 발명의 범주가 오직 특허청구범위에 의해 정의되는 것을 이해할 것이다. 예시적인 일 실시예와 관련하여 도시되거나 기술되는 특징부들은 다른 실시예들의 특징부들과 조합될 수 있다. 그러한 수정 및 변경은 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다.
본 발명은 일반적으로 전기화학 모듈을 지지하고 전기화학 모듈 상의 전극과 분석물 측정 장치 사이에서 연통되는 캐리어를 갖는 전기화학 감지 장치를 제공한다. 캐리어는 전기화학 모듈이 비교적 작은 크기를 갖도록 하면서 용이한 취급을 위한 큰 표면적을 제공하기 때문에 특히 유리하다. 전기화학 모듈의 작은 크기는 전극을 형성하는 데 더 적은 재료가 요구되기 때문에 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 캐리어는 또한 설계의 유연성을 제공하여, 하나 이상의 전기화학 모듈의 다양한 배치를 가능하게 할 뿐만 아니라, 다수의 감지 장치가 유닛으로서 형성되도록 한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 명세서에서 시험 스트립 조립체로도 불리는 전기화학 감지 장치의 예시적인 일 실시예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 시험 스트립 조립체(10)는 일반적으로 도 1a에 도시된 캐리어(20)와, 도 1b 내지 도 1d에 도시된 바와 같이 캐리어(20) 상에 장착되는 전기화학 모듈(30)을 포함한다. 일반적으로, 캐리어(20)는 캐리어(20)가 모듈(30)의 취급을 용이하게 하기 위한 지지체의 역할을 하도록 모듈(30)보다 큰 치수를 갖는다. 당업자는, 시험 스트립 조립체(10)가 도시된 것 이외의 다양한 구성을 가질 수 있고 본 명세서에 개시되고 본 기술 분야에 알려진 특징들의 임의의 조합을 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 게다가, 각각의 시험 스트립 조립체는 유체 샘플 내의 동일하고/하거나 상이한 분석물을 측정하기 위해 캐리어 상의 다양한 위치에서 임의의 수의 전기화학 모듈을 포함할 수 있다.
캐리어
위에서 나타낸 바와 같이, 도 1a는 캐리어(20)의 일 실시예를 예시한다. 캐리어(20)는 다양한 구성을 가질 수 있지만, 이는 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이 전형적으로 전기화학 모듈(30)을 지지하고 분석물 측정 장치의 취급과 상기 측정 장치에 대한 접속을 가능하게 하기에 충분한 구조적 일체성(structural integrity)을 갖는 하나 이상의 강성 또는 반강성 기판의 형태이다. 캐리어는 플라스틱 또는 판지 재료를 비롯한 다양한 재료로부터 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 탈피되지 않거나 섬유의 비교적 낮은 탈피를 보이는 재료가 바람직하다. 기판 재료는 전형적으로 비전도성인 재료이다. 또한, 캐리어 재료는, 사용 중 재료의 체적의 변화가 성능에 어떠한 영향도 미치지 않을 것이기 때문에, 낮은 열팽창 계수를 비롯한 임의의 열팽창 계수를 가질 수 있다. 또한, 캐리어 재료는 불활성 및/또는 전기화학적으로 비기능적일 수 있어, 이 재료는 시간이 흐르면서 쉽게 부식되지 않고 ECM 재료와 화학적으로 반응하지도 않는다. 캐리어 상에 배치되는 전도성 재료는 스트립 조립체의 보관 중 전도율이 변하지 않도록 내부식성이어야 한다.
캐리어(20)의 형상도 또한 달라질 수 있다. 도 1a에 도시된 실시예에서, 캐리어(20)는 폭 Wc보다 큰 길이 Lc를 갖는 대체로 긴 직사각형 형상을 가지며, 그 치수가 아래에서 더욱 상세히 논의된다. 캐리어(20)는 제1 및 제2 종단 단부(21a, 21b)와, 제1 종단 단부(21a)와 제2 종단 단부( 21b) 사이에서 연장되는 제1 및 제2 대향 측벽(21c, 21d)을 포함한다. 캐리어(20)는 별개의 상부 및 하부 부분으로부터 형성될 수 있거나, 또는 도시된 바와 같이 캐리어(20)는 서로 대향 관계인 상부 및 하부 부분(20t, 20b)을 형성하도록 절첩선(22)을 따라 접히도록 구성될 수 있다. 당업자는, 본 명세서에 사용되는 바와 같이 용어 "상부" 및 "하부"가 단지 예시 목적을 위해 기준의 역할을 하도록 의도되고, 캐리어의 부분의 실제 위치가 캐리어의 배향에 좌우될 것을 인식할 것이다. 캐리어(20)의 상부 및 하부 부분(20t, 20b)은 전기화학 모듈, 예컨대 모듈(30)이 상기 부분들 사이에 장착되고 이들과 맞물릴 수 있게 된다. 절첩선(22)의 위치는 달라질 수 있다. 예시된 실시예에서, 절첩선(22)은 캐리어의 상부 및 하부 부분(20t, 20b) 중 하나, 예컨대 도 1a의 하부 부분(20b)이 캐리어(20)의 다른 하나의 부분, 예컨대 도 1a의 상부 부분(20t)의 종단 단부를 넘어 소정 거리로 연장될 수 있도록 캐리어(20)의 중간선으로부터 오프셋되게 위치된다. 그러한 구성은 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이 분석물 측정 장치에 대한 접속을 용이하게 한다. 캐리어(20)는 역시 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이 상부 및 하부 부분(20t, 20b)의 이격된 위치설정을 용이하게 할 수 있는 하나 이상의 추가의 절첩선을 또한 선택적으로 포함할 수 있다. 캐리어의 비전도성 기판은 접기를 용이하게 하기 위해 의도된 절첩선에서 키스-커팅(kiss-cut)될 수 있다. 예리한 블레이드가 기판을 키스-커팅하기 위해 사용되면, 예리한 에지가 형성될 수 있으며, 이러한 경우에 무딘 공구를 사용하여 기판 내에 홈을 확고하게 스크라이빙(scribe)하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 접힌 캐리어가 예리한 에지를 갖지 않을 방식으로 기판의 재료를 밀쳐 내어 홈의 양측에 매끄러운 "뱅크"(bank)가 되게 할 것이다.
또한 도 1a에 도시된 바와 같이, 캐리어(20)는 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이 전기화학 모듈로의 접근을 제공하기 위해 캐리어를 통해 연장되는 적어도 하나의 구멍 또는 개구를 또한 포함할 수 있다. 개구의 수량과 각 개구의 위치는 의도된 용도, 예를 들어 하나 초과의 모듈이 캐리어 내에 존재할 것인지에 따라 달라질 수 있다. 예시된 실시예에서, 캐리어(20)는 절첩선(22)을 가로질러 대칭적으로 위치되는 단 하나의 개구(24)를 구비한다. 그러한 구성은 도 1d에 도시된 바와 같이 캐리어(20)가 접힐 때 개구(24)가 캐리어(20)의 주연부를 따라 위치될 수 있게 할 것이다. 도시되지는 않았지만, 개구(24)는 대안적으로 캐리어(20)의 임의의 에지를 따라(예컨대, 종단 단부(21a, 21b) 및/또는 대향 측벽(21c, 21d) 중 하나를 따라) 위치될 수 있으며, 이때 대응 개구는 상부 및 하부 부분(20t, 20b) 각각을 통해 연장된다. 다른 실시예에서, 개구는 캐리어(20)의 주연부 또는 외측 에지로부터 소정 거리로 이격된 캐리어(20)의 상부 및 하부 부분(20t, 20b)의 중간 부분을 통해 연장될 수 있다.
캐리어(20)는 또한 아래에서 논의되는 전기화학 모듈 상의 전극들과 분석물 측정 장치 사이의 연통을 용이하게 하기 위한 하나 이상의 전기 전도성 층을 포함한다. 전기 전도성 층(들)은 알루미늄, 탄소, 그래핀, 흑연, 은 잉크, 산화주석, 산화인듐, 구리, 니켈, 크롬 및 그 합금, 및 그 조합과 같은 저렴한 재료를 비롯한 임의의 전기 전도성 재료로부터 형성될 수 있다. 그러나, 팔라듐, 백금, 인듐 주석 산화물 또는 금과 같은 전도성 귀금속이 선택적으로 사용될 수 있다. 전기 전도성 층(들)은 캐리어의 전부 또는 일부 상에 배치될 수 있지만, 전기 전도성 층(들)의 특정 위치(들)는 전기화학 모듈을 분석물 측정 장치에 전기적으로 결합시키도록 구성되어야 한다. 예시적인 실시예에서, 캐리어(20)의 내향 표면(즉, 도 1a에 도시된 표면)의 전체 부분 또는 상당 부분이 전기 전도성 층(미도시)으로 코팅된다. 그 결과, 캐리어(20)의 상부 및 하부 부분(20t, 20b)의 각각은 상기 부분 상에 배치된 전기 전도성 층을 포함한다. 캐리어(20)는 또한 전기 전도성 층을 제1 전기 전도성 층과 제1 전기 전도성 층으로부터 절연되는 제2 전기 전도성 층으로 분리시키기 위해 상기 층 내에 형성되는 하나 이상의 전기 절연선, 예컨대 본 명세서에서 "브레이크"(break)로 불리는 전기 절연선을 포함할 수 있다. 브레이크(들)는 레이저 에칭과 같은 본 기술 분야에 알려진 다양한 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 잉크를 인쇄함으로써 전기 전도성 층이 형성되면, 상부 부분(20t)과 하부 부분(20b) 사이의 인쇄되지 않은 영역이 브레이크를 구성할 것이다. 브레이크(들)의 위치는 달라질 수 있다. 예를 들어, 브레이크(들)는 상부 부분(20t)이 하부 부분(20b) 상의 제2 전기 전도성 층으로부터 전기적으로 절연되는 제1 전기 전도성 층을 포함하도록 절첩선(22)을 따라 연장될 수 있다. 따라서, 캐리어(20)가 접힐 때, 도 1d에 도시된 바와 같이, 제1 전기 전도성 층(미도시)이 캐리어(20)의 상부 부분(20t)의 내향 표면 상에 위치될 것이고 제2 전기 전도성 층(미도시)이 캐리어(20)의 하부 부분(20b)의 내향 표면 상에 위치되어 제1 및 제2 전기 전도성 층이 서로 대향 관계에 있게 될 것이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 전기 전도성 층은 절첩선(22)을 따라 형성되는 제1 브레이크와, 제1 브레이크(절첩선(22))로부터 소정 거리로 이격되는 제2 브레이크(26)를 포함한다. 이들 브레이크는 절첩선(22)의 동일측 또는 양측을 비롯하여 절첩선(22)에 대해 다양한 위치에 위치될 수 있다. 당업자는 캐리어(20)가 하나 이상의 브레이크를 갖는 단일 층을 형성하기보다는 별개의 전기 전도성 층을 포함하도록 제조될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 별개의 층은 동일한 재료 또는 상이한 재료로부터 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 전기 전도성 층은 시험 스트립의 한쪽 또는 양쪽 측벽(21c, 21d)이 예컨대 사용자의 손가락으로부터의 땀과 같은 소금기가 있는 용액으로 오염된 때 분석의 "자동-개시"(auto-starting)를 방지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전기 전도성 층은 전기 전도성 잉크(예컨대, 탄소, 은, 그래핀 등)를 인쇄함으로써 형성될 수 있고, 재료는 측벽(21c, 21d)으로부터 소정 거리(예컨대, 1 ㎜)로 종단될 수 있다. 그러한 구성은 사용자가 손가락으로 시험 스트립을 파지할 때 사용자의 손가락과 전기 전도성 재료 사이의 접촉을 방지할 것이다.
전기 전도성 층은 또한 계기(meter)가 상이한 유형의 스트립을 구별할 (예컨대, 포도당, 락테이트, 콜레스테롤, 헤모글로빈 등과 같은 액체 샘플 내의 상이한 분석물을 측정할) 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, (예컨대, 은 잉크로 인쇄된) 2개의 좁은 고 전도성 층이 2개의 좁은 고 전도성 층들 사이의 갭을 갖고서 탭(12a, 12b)으로부터 전기화학 공동을 향해 아래로 연장될 수 있다. (예컨대, 탄소 잉크로 인쇄된) 저 전도성 재료의 층이 2개의 좁은 고 전도성 층을 연결할 수 있다. 탭(12a, 12b)들 사이의 저항이 측정될 때, 저항 값은 저 전도성 재료의 층의 특성에 의해 지배될 것이다. 저 전도성 재료의 층의 두께, 폭 등을 달리함으로써, 계기가 상이한 유형의 스트립들을 구별하는 것이 가능할 것이다.
캐리어(20)가 접힐 때 제1 전기 전도성 영역과 제2 전기 전도성 영역 사이의 전기적 분리를 유지시키기 위해, 캐리어(20)는 또한 접착제 층일 수 있는 스페이서 층을 포함할 수 있다. 스페이서 층은 캐리어(20)의 상부 및 하부 부분(20t, 20b)을 서로 소정 거리로 이격시켜 유지시켜서, 상부 및 하부 부분(20t, 20b)에 의해 보유되는 제1 전기 전도성 층과 제2 전기 전도성 층 사이의 전기 접촉을 방지하는 기능을 할 수 있다. 스페이서 층은 또한 상부 및 하부 부분(20t, 20b)을 서로 부착시키기 위한 그리고 전기화학 모듈(30)을 캐리어에 고정시키기 위한 양면 접착제로서 기능할 수 있다. 스페이서 층은 접착제 특성을 갖는 재료를 비롯한 다양한 재료로부터 형성될 수 있거나, 또는 스페이서 층은 스페이서를 캐리어에 그리고 선택적으로 전기화학 모듈에 부착시키기 위해 사용되는 별개의 접착제를 포함할 수 있다. 접착제가 본 개시의 다양한 시험 스트립 조립체 내에 통합될 수 있는 방법의 비제한적 예를, 그 내용이 전체적으로 참고로 포함되는, 2009년 9월 30일자로 출원되고 발명의 명칭이 "면역 센서용 접착제 조성물(Adhesive Compositions for Use in an Immunosensor)"인 샤틀리에(Chatelier) 등의 미국 특허 출원 제12/570,268호에서 찾아볼 수 있다.
스페이서 층은 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있고, 이는 캐리어(20)의 다양한 부분 상에 위치될 수 있다. 도 1b에 도시된 실시예에서, 스페이서 층(28)이 절첩선(22)의 일측에 위치되고, 캐리어(20)의 하부 부분(20b)의 내향 표면의 상당 부분에 걸쳐 연장된다. 스페이서 층(28)은 스페이서 층(28)이 개구(24) 내로 연장되지 못하도록 그리고 캐리어(20)가 접힐 때 전기화학 모듈과 접촉하지 못하도록 하기 위해 개구(24)에서 또는 개구 직전에서 종단될 수 있다. 그러나, 개구(24)에서의 종단은 개구(24)에 인접한 캐리어의 에지 주위로의 시일의 형성을 용이하게 할 수 있다. 스페이서 층(28)은 또한 캐리어(20)의 제2 종단 단부(21b)로부터 소정 거리에서 종단되어, 도 1d에 도시된 바와 같이 캐리어가 접힐 때 하부 부분(20b)의 내향 표면의 노출된 부분에 어떠한 접착제 재료도 없도록 될 수 있다.
도 1c에 도시된 다른 실시예에서, 스페이서 층(29)이 마찬가지로 하부 부분(20b)의 내향 표면의 상당 부분을 커버하도록 위치된다. 그러나, 이러한 실시예에서, 스페이서 층(29)은 단지 하나의 측벽에만, 예컨대 제1 측벽(21c)에만 인접한 절첩선(22)을 향해 또는 그까지 연장되는 연장 부분(29a)을 포함한다. 다시 말하면, 연장 부분(29a)은 개구(24)의 단지 일측 만을 따라 연장된다. 따라서, 스페이서 층(29)의 연장 부분(29a)은 캐리어가 접힐 때 전기화학 모듈(30)을 캐리어(20)에 부착시키기 위해 전기화학 모듈, 예컨대 모듈(30)과 캐리어(20) 사이에 위치될 것이다. 바람직하게는, 연장 부분(29a)은 아래에서 논의되는 바와 같이 하나의 내향 표면이 아니라 전기화학 모듈(30)의 외부 표면, 예컨대 하부 외부 표면과 접촉하도록 위치된다. 선택적으로, 스페이서 층(29)은 또한 연장 부분(29a) 반대쪽인 개구(24)의 일측에 위치되고 절첩선(22)의 반대쪽에 또한 위치되는 별개의 부분(29b)을 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 별개의 부분(29b)은 아래에서 논의되는 바와 같이 전기화학 모듈(30)의 대향 외부 표면, 예컨대 상부 외부 표면과 접촉할 것이다. 당업자는 스페이서 층의 위치가 달라질 수 있다는 것을 인식할 것이다.
다른 태양에서, 스페이서 층(29)은 접착제에 의한 펀칭/커팅 공구의 오손(fouling)을 감소시키는 크기 및 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 접착제의 에지는 구멍을 형성하기 위해 사용되는 펀치 공구가 접착제와 접촉하지 못하도록 하기 위해 구멍(24)으로부터 작은 거리(예컨대, 0.5 ㎜)로 이격될 수 있다. 게다가, 접착제가 인쇄되면, 접착제의 에지는 싱귤레이션 단계 중 (즉, 다수의 스트립이 단일 스트립을 형성하도록 커팅될 때) 커팅 공구가 접착제와 접촉하지 못하도록 하기 위해 측벽(21c, 21d)으로부터 작은 거리(예컨대, 0.5 ㎜)로 이격될 수 있다.
캐리어(20)는 또한 분석물 측정 장치에 결합되기 위한 전기 접촉부를 포함할 수 있다. 전기 접촉부는 캐리어(20) 상의 어디에든 위치될 수 있다. 예시된 실시예에서, 캐리어(20)의 제2 종단 단부(21b)는 각각 모듈(30) 상의 제1 및 제2 전극(아래에서 논의됨)과 분석물 측정 장치 사이의 접속을 확립하도록 구성되는 제1 및 제2 접촉부(12, 14)를 포함한다. 도 1d에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제1 접촉부(12)는 캐리어(20)의 하부 부분(20b)의 종단 단부(21b) 상에 위치되는 제1 및 제2 탭(12a, 12b)의 형태이다. 캐리어가 접힐 때, 탭(12a, 12b)은 도 1d에 도시된 바와 같이 캐리어(20)의 상부 부분(20t)의 종단 단부(21a)를 넘어 소정 거리로 연장될 것이다. 탭(12a, 12b)은 그 실질적 중간 부분에서 캐리어(20)의 하부 부분(20b)의 제2 종단 단부(21b) 내로 연장되는 컷아웃 또는 u자형 노치(16)에 의해 형성될 수 있다. 컷아웃(16)은 또한 캐리어(20)의 상부 부분(20t)의 내향 표면상의 제1 전기 전도성 층을 노출시켜, 제1 전기 전도성 층을 분석물 측정 장치에 접속시키기 위한 제2 접촉부(14)(도 1d에 가상선으로 도시됨)를 형성하는 데 효과적이다. 당업자는 전기 접촉부가 예시된 것과 다른 다양한 구성을 가질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제6,379,513호가 전기화학 전지 접속 수단의 다른 실시예를 개시한다.
전기 접촉부의 구성은 도 1d에 도시된 바와 같이 측정 장치가 캐리어 상의 탭(12a, 12b)에 접속되는 계기 탱(meter tang)들 사이의 저항 감소를 감지함으로써 시험 스트립을 인식하도록 할 수 있다. 다른 특징으로서, 도 1d의 탭(14)은 2개의 추가 계기 탱이 탭(14)에 전기적으로 접속될 수 있게 하는 폭을 갖도록 만들어 질 수 있다. 이는 사용자로 하여금 액체 샘플을 전기화학 모듈(30) 내의 공동(42)에 적용하도록 하기 전에 계기가 탭(14)과의 충분한 전기 접촉이 이루어지는 것을 보장하도록 할 수 있다. 그러한 구성은 전기화학 분석을 개시하기 전에 우수한 전기 접촉을 보장하지 않는 시스템에서 볼 수 있는 "샘플 대기(waiting for sample)" 오류를 방지할 수 있다. 탭(14)이 2개의 계기 태그와 접속하기에 충분한 폭을 갖지 않는 다른 실시예에서, 계기와 탭(14) 사이의 전기 접촉은 액체 샘플이 전기화학 공동(42)에 적용되기 전에 "건조 정전용량(dry capacitance)" 측정을 수행함으로써 여전히 모니터될 수 있다. 사용자로 하여금 액체 샘플을 전기화학 모듈(30) 내의 공동(42)에 적용하도록 하기 전에 이러한 정전용량 측정치는 건조 스트립에 대해 예상되는 범위 내에 속하여야 한다.
캐리어는 다양한 구성을 갖는 다양한 분석물 측정 장치에 결합되도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 측정 장치는 적어도 하나의 측정된 또는 계산된 파라미터를 고려하여 보정 계수를 계산할 수 있는 계산을 수행하도록 구성되고 데이터 분류 및/또는 저장하도록 구성되는 하나 이상의 제어 유닛을 구비할 수 있는 프로세서를 포함할 수 있다. 마이크로프로세서는 예를 들어 텍사스 인스트루먼츠(Texas Instruments) MSP 430 패밀리의 구성원과 같은 혼합 신호 마이크로프로세서(MSP)의 형태일 수 있다. 또한, 마이크로프로세서는 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 전자 구성요소의 대부분이 특정 용도 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC) 형태의 마이크로컨트롤러와 통합될 수 있다.
캐리어의 치수는 분석물 측정 장치의 구성과 시험 스트립 조립체 상의 전기화학 모듈(들)의 수량 및 구성에 따라 상당히 달라질 수 있다. 도 1a에 도시된 실시예에서 그리고 비제한적인 예에 의하면, 캐리어(20)는 전기화학 모듈의 폭보다 약 0 ㎜ 내지 4 ㎜ 큰 범위 내에 있는 폭 Wc를 가질 수 있다. 예를 들어, 캐리어(20)의 폭 Wc는 약 5 ㎜ 내지 50 ㎜의 범위 내일 수 있다. 역시 비제한적인 예에 의하면, 캐리어(20)는 약 20 ㎜ 내지 200 ㎜, 더욱 바람직하게는 30 ㎜ 내지 50 ㎜의 범위 내에 있는 비절첩 구성시의 길이 Lc를 가질 수 있다. 캐리어(20) 내의 개구(들)의 치수도 또한 달라질 수 있지만, 예시적인 실시예에서 개구(24)는 대향 측벽(21c, 21d)들 사이에서 연장되는 방향으로 측정시 약 3 ㎜ 내지 49 ㎜의 범위 내에 있는 폭 Wo를 갖는 대체로 계란형 또는 직사각형 구성을 갖는다. 개구의 길이 Lo (비절첩 구성시)는 전기화학 모듈의 길이의 2배보다 약 0 내지 6 ㎜ 큰 범위 내일 수 있다 (2배는 캐리어 웨브가 접힐 것이기 때문에 필요함). 예를 들어, 개구의 길이 Lo는 약 3 내지 30 ㎜의 범위 내일 수 있다. 캐리어(20)가 도 1d에 도시된 바와 같이 접힐 때, 개구(24)는 절첩선(22)으로부터 내향으로 측정시 길이 Lo의 절반인 깊이 Do를 가질 것이다. 당업자는 임의의 수치 값 또는 범위에 대해 본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "약" 및 "대략"이 구성요소의 부분 또는 집합이 본 명세서에 기술된 바와 같은 그 의도된 목적을 위해 기능할 수 있게 하는 적합한 치수적 허용 오차를 나타낸다는 것을 인식할 것이다.
전기화학 모듈
전기화학 모듈(ECM)은 또한 다양한 구성을 가질 수 있고, 본 기술 분야에 알려진 다양한 전기화학 전지 센서가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 모듈은 다수의 전극 및 시약 층을 포함할 수 있고, 모듈은 유체 샘플을 수용하고 유체 샘플 내의 분석물과 반응하도록 구성될 수 있다. 다수의 전극은 임의의 적합한 구성으로, 예를 들어 동일한 평면 내에서 서로 인접하게, 또는 대향 이격된 관계로 서로 대향하게 구성될 수 있다. 모듈은 캐리어가 모듈을 위한 지지체로서의 역할을 하고 취급을 용이하게 하도록 캐리어(20)와 같은 캐리어 상에 장착될 수 있다. 위에 나타낸 바와 같이, 캐리어는 또한 모듈을 분석물 측정 장치에 전기적으로 결합시킬 수 있다.
모듈은 다양한 구성을 가질 수 있지만, 도 2a 및 도 2b에 도시된 실시예에서, 전기화학 모듈(30)은 일반적으로 제1 전극(36)을 보유하는 제1 절연 층(32), 제1 절연 층(32) 상의 제1 전극(36)과 대향 관계에 있는 제2 전극(38)을 보유하는 제2 절연 층(34), 및 제1 및 제2 전극(36, 38)을 서로 소정 거리로 이격되게 유지시켜 그들 사이에 유체 분석물을 수용하기 위한 공동 또는 챔버(42)를 형성하는 하나 이상의 스페이서(40a, 40b)를 포함한다. 참조의 편의상, 제1 절연 층(32)은 본 명세서에서 상부 절연 층으로도 불리고, 제2 절연 층(34)은 하부 절연 층으로도 불린다. 용어 "상부" 및 "하부"는 단지 예시된 배향을 설명하기 위해 사용되며, 층을 특정 배향으로 제한하고자 하는 것은 아니다. 예시된 전기화학 모듈(30)은 또한 제1 및 제2 전극 중 하나, 예컨대 제2 전극(38) 상에 배치되고 분석물과의 반응을 위해 스페이서(40a, 40b)들 사이에 그리고 챔버(42) 내에 배치되는 시약(44)을 포함할 수 있다. 당업자는 전기화학 모듈(30)이 동일 평면 전극과 같은 다른 전극 구성을 비롯한 다양한 구성을 가질 수 있다는 것을 인식할 것이다.
제1 및 제2 절연 층(32, 34)은 각각 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있고, 절연 층(32, 34)의 특정 구성은 캐리어(20)의 특정 구성에 따라 달라질 수 있다. 예시된 실시예에서, 제1 및 제2 절연 층(32, 34)의 각각은 대체로 직사각형 형상을 갖는다. 절연 층(32, 34)은 다양한 재료로부터 형성될 수 있지만, 예시적인 실시예에서 절연 층(32, 34)은 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이 절연 층(32, 34)이 반응 챔버(42)의 체적에 불리한 영향을 미치지 않도록 작은 열팽창 계수를 갖는 재료로부터 형성된다. 예시적인 일 실시예에서, 적어도 하나의 절연 층, 예컨대 제1 층(32)은 반응 챔버 내로의 유체 유동의 시각화(visualization)를 가능하게 하기 위해 투명한 재료로부터 형성될 수 있다. 적합한 재료는 비제한적인 예로서 플라스틱 (예를 들어, PET, PETG, 폴리이미드, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌), 세라믹, 유리, 접착제를 포함한다.
위에 나타낸 바와 같이, 각각의 절연 층(32, 34)은 전극(36, 38)을 보유할 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 절연 층(32)의 내향 표면은 제1 전극(36)을 보유하고, 제2 절연 층(34)의 대향하는 내향 표면은 제2 전극(38)을 보유한다. 전극(36, 38)은 각각 금, 팔라듐, 탄소, 은, 백금, 산화주석, 이리듐, 인듐 및 그 조합(예컨대, 인듐 도핑된 산화주석)과 같은 전도성 재료의 층으로부터 형성될 수 있다. 그래핀 형태의 탄소가 또한 사용될 수 있다. 전도성 재료는 스퍼터링, 무전해 도금, 열 증착(thermal evaporation) 및 스크린 인쇄와 같은 다양한 공정에 의해 절연 층(32, 34) 상에 침착될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 시약이 없는 전극, 예컨대 제1 전극(36)은 스퍼터링된 금 전극이고, 시약(44)을 함유하는 전극, 예컨대 제2 전극(38)은 스퍼터링된 팔라듐 전극이다. 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 사용 중, 전극들 중 하나는 작업 전극으로서 기능할 수 있고, 다른 전극은 상대/기준 전극으로서 기능할 수 있다.
전기화학 모듈(30)이 조립될 때, 제1 및 제2 절연 층(32, 34), 따라서 제1 및 제2 전극(36, 38)은 하나 이상의 스페이서에 의해 소정의 이격된 거리로 함께 유지될 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 전기화학 모듈(30)은 접착제로도 불리는 제1 및 제2 스페이서(40a, 40b)를 포함한다. 예시된 스페이서(40a, 40b)의 각각은 절연 층(32, 34)의 길이 Li와 실질적으로 동일할 수 있는 길이 Ls 및 절연 층(32, 34)의 폭 Wi보다 상당히 작은 폭 Ws를 갖는 대체로 직사각형 구성을 갖는다. 그러나, 스페이서(40a, 40b)의 형상 및 크기와 수량은 상당히 달라질 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 스페이서(40a)와 제2 스페이서(40b) 사이에 공간 또는 갭이 형성되도록, 제1 스페이서(40a)는 제2/하부 절연 층(34)의 제1 종단 단부(34a)에 인접하게 위치되고 제2 스페이서(40b)는 제2/하부 절연 층(34)의 중간 부분 근처에 위치된다. 제1/상부 절연 층(32)의 제2 종단 단부(32b)는 제1 스페이서(40a)로부터 가장 멀리 떨어진 제2 스페이서(40b)의 에지와 실질적으로 정렬되어 위치되어, 제1/상부 절연 층(32)의 제1 종단 단부(32a)가 제2/하부 절연 층(34)의 제1 종단 단부(34a)를 넘어 소정 거리로 연장될 수 있다. 그 결과, 제2/하부 절연 층(34)의 제2 종단 단부(34b)는 도 2a에 도시된 바와 같이 제1/상부 절연 층(32)의 제2 종단 단부(32b)를 넘어 소정 거리 Di로 연장될 것이다. 따라서, 제1 및 제2 절연 층(32, 34)은 서로 오프셋되게 위치되어, 각각의 제1 및 제2 전극(36, 38)의 내향 부분을 노출시킬 수 있다. 당업자는 스페이서(들) 및 절연 층의 서로에 대한 형상, 배향 및 위치를 비롯한 특정 구성이 달라질 수 있다는 것을 인식할 것이다.
위에 나타낸 바와 같이, 스페이서(40a, 40b)와 전극(36, 38)은 그들 사이에 유체 샘플을 수용하기 위한 전기화학 공동 또는 반응 챔버(42)를 형성하는, 윈도우(window)로도 불리는 공간 또는 갭을 형성한다. 특히, 제1 및 제2 전극(36, 38)은 반응 챔버(42)의 상부 및 하부를 형성하고, 스페이서(40a, 40b)는 반응 챔버(42)의 측부를 형성한다. 스페이서(40a, 40b)들 사이의 갭은 반응 챔버(42) 내로 연장되는 개구 또는 입구를 갖는 모듈(30)의 대향 측벽이 될 것이다. 따라서, 유체 샘플은 이 측부 개구를 통해 장입될 수 있다.
또한 도 2a에 도시된 바와 같이, 반응 챔버(42)는 또한 적어도 하나의 전극, 예컨대 제2 전극(38) 상에 배치되는 시약(44)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 이 시약 층은 반응 챔버(42)의 다수의 면 상에 배치될 수 있다. 시약(44)은 다양한 매개체 및/또는 효소를 비롯한 다양한 재료로부터 형성될 수 있다. 적합한 매개체는 비제한적인 예로서 페리시안화물, 페로센, 페로센 유도체, 오스뮴 바이피리딜 착물 및 퀴논 유도체를 포함한다. 적합한 효소는 비제한적인 예로서 포도당 옥시다아제, 피롤로퀴놀린 퀴논(PQQ) 보조인자 기반 포도당 데하이드로게나아제(GDH), 니코틴아미드 아데닌 다이뉴클레오티드 보조인자 기반 GDH, 및 FAD 기반 GDH [E.C.1.1.99.10]를 포함한다. 시약(44)을 제조하기에 적합할 하나의 예시적인 시약 제형은, 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함되고 발명의 명칭이 "살균 및 보정된 바이오센서-기반 의료 장치를 제조하는 방법(Method of Manufacturing a Sterilized and Calibrated Biosensor-Based Medical Device)"인 계류 중인 미국 특허 제7,291,256호에 기술되어 있다. 시약(44)은 슬롯 코팅, 관의 단부로부터의 분배, 잉크 제팅 및 스크린 인쇄와 같은 다양한 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 그러한 공정은 예를 들어 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는 다음의 미국 특허: 제6,749,887호; 제6,869,441호; 제6,676,995호; 및 제6,830,934호에 기술된다. 상세히 논의되지는 않지만, 당업자는 또한 본 명세서에 개시된 다양한 전기화학 모듈이 완충제, 습윤제, 및/또는 생화학 성분을 위한 안정제를 또한 함유할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
전기화학 모듈(30) 및 그 구성요소의 크기는 달라질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제1 및 제2 절연 층(32, 34)은 각각 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있는데, 캐리어(20)의 길이 Lc 및 폭 Wc보다 작은 길이 Li 및 폭 Wi를 갖는다. 비제한적인 예로서, 절연 층(32, 34)은 각각 길이 Li의 2배 이상인 폭 Wi를 가질 수 있다. 예를 들어, 폭 Wi는 약 3 ㎜ 내지 48 ㎜, 더욱 바람직하게는 약 6 ㎜ 내지 10 ㎜의 범위 내에 있을 수 있고, 길이 Li는 약 0.5 ㎜ 내지 20 ㎜, 더욱 바람직하게는 1 ㎜ 내지 4 ㎜의 범위 내에 있을 수 있다. 상부 전극(36)과 하부 전극(38) 사이의 거리(De)와 스페이서(40a, 40b)의 치수도 또한 반응 챔버(42)의 원하는 체적에 따라 달라질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 반응 챔버(42)는 작은 체적을 갖는다. 예를 들어, 체적은 약 0.1 마이크로리터 내지 약 5 마이크로리터, 바람직하게는 약 0.2 마이크로리터 내지 약 3 마이크로리터, 더욱 바람직하게는 약 0.2 마이크로리터 내지 약 0.4 마이크로리터의 범위일 수 있다. 작은 체적을 제공하기 위해, 스페이서(40a, 40b) 사이의 갭은 약 0.005 내지 약 0.2 ㎠, 바람직하게는 약 0.0075 ㎠ 내지 약 0.15 ㎠, 더욱 바람직하게는 약 0.01 ㎠ 내지 약 0.08 ㎠ 범위의 면적을 가질 수 있고, 스페이서(40a, 40b)의 두께(즉, 높이 Hs)는 약 1 마이크로미터 내지 500 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 10 마이크로미터 내지 400 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 40 마이크로미터 내지 200 마이크로미터, 훨씬 더 바람직하게는 약 50 마이크로미터 내지 150 마이크로미터 범위일 수 있다. 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 반응 챔버(42)의 체적, 스페이서(40a, 40b)들 사이의 갭의 면적, 및 전극(36, 38)들 사이의 거리는 상당히 달라질 수 있다.
시험 스트립 조립체
캐리어 및 전기화학 모듈 둘 모두를 갖는 시험 스트립 조립체를 준비하기 위해 다양한 기술이 사용될 수 있다. 다시 도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 일 실시예에서, 캐리어, 예컨대 캐리어(20)를 제공하고, 캐리어(20) 상에 스페이서 층(28 또는 29)과 전기화학 모듈(30)을 배치함으로써 단일 시험 스트립 조립체(10)가 형성될 수 있다. 전기화학 모듈(30)은 바람직하게는 캐리어(20)가 장치를 취급하기 위한 지지체로서 기능할 수 있게 함과 동시에 또한 반응 챔버(42)로의 용이한 접근을 가능하게 하는 방식으로 캐리어(20) 상으로 장착된다. 캐리어(20)에 대한 모듈(30)의 특정 위치가 모듈(30)의 구성, 캐리어(20) 상으로 장착되는 모듈(30)의 수량 및 캐리어(20)의 구성에 따라 달라질 수 있지만, 예시된 실시예에서 모듈(30)은 모듈(30)이 개구(24)를 가로질러 연장되고 절첩선(22)의 일측을 따라 또는 그것에 인접하게 위치되도록 캐리어(20) 상에 장착된다. 따라서, 모듈(30)의 대향 종단 단부들은 캐리어(20)와 접촉하는 반면, 모듈(30)의 중심 또는 중간 부분은 캐리어(20)와 접촉하지 않고 그것으로부터 이격된다. 스페이서 층(28 또는 29)은 마찬가지로 캐리어(20) 상의 다양한 위치에 위치될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 스페이서 층(28 또는 29)은 모듈(30)을 캐리어(20)의 상부 부분(20t)과 하부 부분(20b) 사이에 고정시켜 캐리어(20)에 대한 모듈(30)의 움직임을 방지하기 위한 접착제로서 기능할 수 있다. 도 1b는 캐리어(20)가 접힌 때에도 스페이서(28)가 모듈(30)과 접촉하지 않도록 모듈(30)로부터 소정 거리로 이격되어 위치되는 스페이서(28)를 예시하지만, 이 스페이서는 모듈(30)을 캐리어(20)에 직접 부착시키기 위해 스페이서(29)가 적어도 모듈(30)의 종단 단부 부분들에 걸쳐 연장되는 부분(29a, 29b)을 구비하는 도 1c에 도시된 구성과 같은 다른 구성을 가질 수 있다.
일단 모듈(30)과 스페이서(28 또는 29)가 캐리어(20) 상에 위치되면, 캐리어(20)는 도 1d에 도시된 바와 같이 절첩선(22)을 따라 접혀, 상부 및 하부 부분(20t, 20b)을 서로 부착시켜서 전기화학 모듈(30)을 상부 부분(20t)과 하부 부분(20b) 사이에 맞물리게 할 수 있다. 접힐 때, 캐리어(20)는 제1 및 제2 전기 접촉부(12, 14)를 갖는 근위 단부(20p)와, 모듈(30)이 그 상에 위치되는 원위 단부(20d)를 구비할 것이다. 모듈(30)은 반응 챔버(42) 내로 연장되는 개구의 일측이 반응 챔버(42) 내로의 유체 샘플의 측부 장입을 가능하게 하기 위해 주연부를 따라 위치되도록 캐리어(20)의 종단 원위 에지 또는 주연부에 인접하게 또는 그것을 따라 위치될 수 있다. 모듈(30)의 타측, 즉 근위측은 개구(24)의 내측 에지로부터 소정 거리로 이격되어 갭을 생성한다. 캐리어와 모듈 사이의 갭은 유체 샘플이 캐리어(20) 내로, 예컨대 상부 부분(20t)과 하부 부분(20b) 사이로 유입됨이 없이 반응 챔버(42) 내로 유입될 수 있게 한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "근위"는 기준 구조체가 시험 계기에 근접함을 나타내고, 용어 "원위"는 기준 구조체가 시험 계기로부터 더 멀리 떨어져 있음을 나타낸다.
도 1d에 도시된 바와 같이 완전히 조립될 때, 상부 전극(36)의 내향 표면은 캐리어(20)의 하부 부분(20b)의 내향 표면과 직접 접촉하고 전기적으로 접속될 것이고, 하부 전극(38)의 내향 표면은 캐리어(20)의 상부 부분(20t)의 내향 표면과 직접 접촉하고 전기적으로 접속될 것이다. 이러한 접속은 도 2a에 도시된 바와 같이 절연 층(32, 34)과 전극(36, 38)의 오프셋 구성에 기인한다. 특히, 도 2b는 이러한 접속이 제2/하부 절연 층(34)의 제1 종단 단부(34a)를 넘어 소정 거리로 연장되는 제1/상부 절연 층(32)의 제1 종단 단부(32a)에서 그리고 제1/상부 절연 층(32)의 제2 종단 단부(32b)를 넘어 소정 거리로 연장되는 제2/하부 절연 층(34)의 제2 종단 단부(34b)에서 일어날 것을 도시한다. 제1 전극(36)은 제1 절연 층(32)에 의해 캐리어(20)의 상부 부분(20t)과 접촉하지 못하도록 보호되고, 제2 전극(38)은 제2 절연 층(34)에 의해 캐리어의 하부 부분(20b)과 접촉하지 못하도록 보호된다. 따라서, 제1 전극(36)은 캐리어의 하부 부분(20b)을 통해 그리고 제1 전기 접촉부(12), 예컨대 탭(12a, 12b)을 통해 분석물 측정 장치와 연통될 것이고, 제2 전극(38)은 캐리어의 상부 부분(20t)을 통해 그리고 제2 전기 접촉부(14)를 통해 분석물 측정 장치와 연통될 것이다. 스페이서 층은 캐리어(20)의 상부 부분(20t)과 하부 부분(20b) 사이의 전기적 분리를 유지시킬 것이다.
ECM 및 시험 스트립 조립체의 조립된 치수는 달라질 수 있지만, 하나의 예시적인 실시예에서 ECM은 약 10 ㎜의 폭과 약 2 ㎜의 길이(근위-원위 방향으로 측정됨)를 갖고, 캐리어 또는 시험 스트립 조립체는 약 12 ㎜의 폭과 약 40 ㎜의 길이(근위-원위 방향으로 측정됨)를 갖는다. 따라서, 캐리어의 치수는 ECM의 치수보다 상당히 크다.
예시적인 제조 공정
하나의 예시적인 실시예에서, 적절한 강성을 갖는 유광 판지, PET 또는 폴리프로필렌의 76 ㎜ 폭 웨브에 전도성 탄소 잉크의 코팅을 도포함으로써 시험 스트립 조립체가 제조될 수 있다. 코팅의 두께는 커넥터 트랙의 전체 저항이 200 옴 미만이 되도록 표면 저항을 감소시키기에 충분하여야 한다. 캐리어 상의 전도성 층은 웨브가 2개의 전기적으로 절연된 기능 영역, 예컨대 상부 부분(20t) 및 하부 부분(20b)으로 분할되도록 하나의 에지로부터 40 ㎜의 위치에서 레이저 또는 기계적 스크라이버(scriber)로 다운웨브(downweb) 방향으로 에칭될 수 있다. 다수의 시험 스트립 조립체, 예컨대 다중-패널 시험 스트립 조립체를 갖는 캐리어 웨브에 대해, 웨브는 또한 각각의 시험 스트립 조립체를 분리시키기 위해 20 ㎜ 간격을 두고 크로스웨브(crossweb) 방향으로 에칭될 수 있다. 이형 라이너에 의해 덮이는 스페이서 또는 접착제 층, 예컨대 스페이서(128)가 도 3c에 도시된 바와 같이 웨브에 라미네이트될 수 있으며, 이때 그 에지 중 하나가 캐리어 웨브의 하부 부분(20b)의 종단 단부로부터 4 ㎜에 있고, 다른 하나의 에지가 캐리어 웨브의 중심선 약 5 ㎜ 위에 있다. 다시 도 3c를 참조하면, 중심선이 절첩선(122)의 위치에 해당할 수 있다는 것을 알아야 한다. 8 ㎜의 직경을 갖는 구멍(124)이 에칭된 선을 따라 12 ㎜ 간격(중심간)을 두고 다운웨브 방향으로 캐리어 웨브 내에 천공될 수 있고, 슬롯이 하부(근위) 단부 내에 천공될 수 있다. 다중-패널 시험 스트립 조립체에 대해, 구멍은 각각의 20 ㎜ 섹션의 중간에 있을 수 있다. 양면 접착 분리기의 34 ㎜ 폭 트랙(50 마이크로미터 이형 라이너를 갖는 약 95 ㅁ 2 마이크로미터 높이)이 도 8에 부분적으로 도시된, (1) 추후 단계에서 전기화학 공동을 형성할 중간의 1.2 ㎜ 폭 공동(도 8에 "a"로 표기됨), 및 (2) 후속 단계에서 전기화학 공동의 벽을 형성할 양측의 2.4 ㎜ 폭 스페이서 섹션 분리기(도 8에 "b"로 표기됨)로 구성되는 4개의 반복 패턴이 있도록 키스-커팅되고 폐기물 제거될 수 있다. 용어 키스-커팅은 라미네이트 구조체를 통한 부분적인 커팅을 지칭할 때 사용될 수 있다. 예를 들어, Au-PET 층, 접착제 스페이서 층 및 Pd-PET 층을 포함하는 라미네이트 구조체는 단지 Au-PET 층 또는 Pd-PET 층만이 커팅되도록 키스-커팅될 수 있다. 나머지 분리기는 후속 단계에서 돌출 전극을 노출시킬 시약-없는 공동(양측의 2 ㎜, 도 8에 "c"로 표기됨)을 형성할 것이다. 황산바륨 입자로 충전된 PET의 32 ㎜ 폭 트랙을 60 ㎚의 Pd로 스퍼터링하고, 물 중 0.3 mM MESA와 20초 동안 접촉시키고, 이어서 여분의 액체를 에어 나이프로 불어서 제거한다. (동일하거나 상이한) 4개의 시약 스트립을 8 ㎜ 이격된(중심간) Pd 전극에 적용한다. 양면 접착 분리기는 각각의 1.2 ㎜ 폭 공동이 시약 스트립 위에 놓이도록 Pd 전극에 접합된다. 투명한 PET의 32 ㎜ 폭 트랙을 30 ㎚의 Au로 스퍼터링하고, 물 중 0.3 mM MESA와 20초 동안 접촉시키고, 이어서 여분의 액체를 에어 나이프로 불어서 제거한다. Pd-분리기-Au 3중-라미네이트는 Pd 또는 Au가 스페이서 층의 에지와 다른 하나의 전극 층을 지나 연장되도록 도 8에 화살표로 도시된 바와 같이 단지 두 방향으로부터만 전극 층을 통해 키스-커팅된다. 3중-라미네이트의 상이한 트랙은 4개의 전기화학 모듈을 형성하도록 분리될 수 있으며, 그 중 2개는 도 8에 도시되고 A 및 B로 표기되며, 나머지 2개의 일부분만이 도시된다. 모듈 각각의 전체 폭은 총 10 ㎜에 대해 2 ㎜ (섹션 c, 상부 전극) + 2.4 ㎜ (섹션 b, 3중 라미네이트) + 1.2 ㎜ (섹션 a, 공동 + 시약) + 2.4 ㎜ (섹션 b, 3중 라미네이트) + 2 ㎜ (섹션 c, 하부 전극)일 것이다. 이는 상부 및 하부 전극의 별개의 노출된 영역 때문에 32 나누기 4 (약 8 ㎜)의 총 길이보다 크다. 3중-라미네이트의 각각의 모듈은 2 ㎜ 길이 센서로 커팅되고, 전술된 바와 같이 캐리어 상에 배치된다. 이를 달성하는 하나의 방식은 3중-라미네이트의 전연(leading edge)을 휠 상의 슬롯 내로 밀어 넣고 2 ㎜ 폭 센서로 절단하는 것이다. 이어서 휠은 다른 슬롯이 3중-라미네이트 웨브의 전연을 수용하고, 다른 2 ㎜ 폭 센서가 절단되는 등 기타의 작업이 수행되도록 회전할 것이다. 캐리어 웨브는 전기화학 공동의 적절한 에지가 캐리어 내의 구멍의 중간과 일치하는 방식으로 휠의 대향 단부를 지나 전진하고 각각의 2 ㎜ 폭 센서를 수용할 것이다. 다중-분석물 시험 스트립 조립체에 대해, 캐리어를 따른 트랙 순서는 각각의 시약에 대해 별개의 회전 휠을 갖고서 1-2-3-4, 1-2-3-4 등일 것이다. 각각의 작은 ECM이 10 ㎜ 폭이고 각각의 캐리어가 12 ㎜ 폭이기 때문에, ECM의 각각의 에지와 캐리어 사이에 충분한 갭이 있을 것이며, 따라서 커팅기가 최종 "싱귤레이션" 단계에서 ECM을 방해하지 않는다. 캐리어는 다운웨브 방향으로 레이저 에칭되었던 선에서 접히고, 양면 접착 분리기에 접합되며, 선택적으로 로고 및 다른 필요로 하는 정보가 인쇄되고, 이어서 적절히 절단된다. 절첩 공정은 웨브 공정에서 연속적으로 수행될 수 있거나, 또는 웨브가 카드로 절단될 수 있고 이는 이어서 접힐 수 있다. 다중-분석물 시험 스트립 조립체에 대해, 4개의 ECM의 일 세트가 단일 카드로 절단될 수 있다. 모든 시약이 동일하고 평균치가 요구되면, 각각의 카드는 2개 또는 4개의 ECM을 포함할 수 있다. 대안적으로, 웨브는 단일의 동일한 센서를 갖는 가장 간단한 적용을 위해 처리될 수 있다.
다른 실시예
시험 스트립 조립체(10)의 일 실시예가 도 1d에 도시되지만, 도 3a 내지 도 4는 시험 스트립 조립체의 다양한 다른 실시예를 제공한다. 구체적으로 논의하지는 않겠지만, 당업자는 도 3a 내지 도 4에 기술된 시험 스트립 조립체가 도 1a 내지 도 1d에 관하여 위에서 논의된 특징 및/또는 본 기술 분야에 알려진 특징의 임의의 조합을 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
일 실시예에서, 다수의 시험 스트립 조립체를 갖는 캐리어 웨브가 형성될 수 있다. 그러한 구성은 다수의 시험 스트립 조립체의 대량 생산을 가능하게 한다. 각각의 시험 스트립 조립체는 사용 전 캐리어 웨브로부터 간단히 절단되거나 달리 제거될 수 있다. 예를 들어, 캐리어 웨브는 가위 또는 다른 절단 기구를 필요로 하지 않고도 시험 스트립 조립체의 제거를 용이하게 하기 위해 각각의 시험 스트립 조립체 사이에 스코어링된 영역(scored region)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 분석물 측정 장치는 다수의 전기화학 모듈을 갖는 캐리어 웨브를 수용하도록 구성되는 다수의 단자를 구비할 수 있다. 그러한 구성은 다수의 분석물이 동시에 시험될 수 있도록 할 수 있다. 그러한 구성은, 다른 실시예에서, 단일 분석물의 다수의 판독치가 취해질 수 있도록 하여, 장치가 이상치(outlier)를 배제하고 평균치(average)를 표시하도록 할 수 있다. 이는 분석물 농도의 강력한 추정을 제공할 것이고, 측정의 정밀도 및 정확도 둘 모두를 향상시킬 수 있다.
캐리어 웨브가 다양한 구성을 가질 수 있지만, 도 3a는 대체로 긴 직사각형 구성을 갖는 캐리어 웨브(100)의 일 실시예를 예시한다. 캐리어 웨브(100)는 도 1a에 관하여 위에서 논의된 캐리어(20)의 길이 Lc와 동일한 길이 Lw를 가질 수 있지만, 캐리어 웨브(100)의 폭 Ww는 도 1a에 관하여 논의된 캐리어(20)의 폭 Wc의 다수 배일 수 있다. 특히, 캐리어 웨브(100)의 폭 Ww는 바람직하게는 (도 1a의 캐리어의 폭 Wc) x (캐리어 웨브(100)가 포함하고자 하는 캐리어의 수)에 해당한다. 예를 들어, 캐리어 웨브(100)가 10개의 캐리어, 따라서 10개의 시험 스트립 조립체를 제조하도록 구성되면, 캐리어 웨브(100)의 폭 Ww는 단일 캐리어의 폭 Wc의 약 10배일 것이다. 당업자는 캐리어 웨브(100)의 특정 치수가 달라질 수 있다는 것을 인식할 것이다.
또한 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 캐리어 웨브(100)는 내부에 형성되는 다수의 개구(124)를 포함할 수 있으며, 각각의 개구(124)는 이전에 도 1a에 관하여 위에서 논의된 개구(24)와 유사한 구성을 갖는다. 도시된 바와 같이, 개구(124)는 서로 소정 거리로 이격될 수 있고, 캐리어 웨브(100) 상의 의도된 절첩선(122)을 따라 길이 방향으로 정렬될 수 있다. 캐리어 웨브(100)는 또한 캐리어 웨브(100)의 다양한 부분 상에 배치되는 접착제 또는 스페이서(128)를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 스페이서(128)는 의도된 절첩선(122)의 일측에 위치된다. 스페이서(128)는 그 상에 장착될 때 전기화학 모듈, 예컨대 모듈(130)의 하부 표면과 접촉하기 위해 각각의 개구(124)의 일측을 따라 연장되는 부분(128a)을 포함할 수 있다. 스페이서(128)는 또한 각각의 개구(124)의 대향측에 위치되는 별개의 제2 부분(128b)을 포함할 수 있으며, 이러한 제2 부분은 스페이서(128)의 제2 부분(128b)이 전기화학 모듈(130)의 상부 표면과 접촉하도록 절첩선(122)의 대향측에 위치된다. 캐리어 웨브(100)가 접힐 때, 스페이서(128)는 캐리어 웨브(100)의 상부 및 하부 부분을 서로 접속시키면서 상부 및 하부 부분(100t, 100b)을 서로 이격된 거리로 유지시킬 것이다. 개구(124)의 양측을 따라 연장되는 스페이서(128)의 부분들은 각각의 전기화학 모듈(130)에 부착되고 이 모듈들을 캐리어 웨브(100)에 부착시켜, 모듈(130)을 캐리어 웨브(100)에 대해 일정한 위치에서 유지시킬 것이다.
도 3c는 웨브 내의 각각의 개구(124)를 가로질러 연장되도록 장착되는 전기화학 모듈(130)을 갖는 도 3a 및 도 3b의 캐리어 웨브(100)를 예시한다. 웨브(100) 상의 각각의 모듈(130)은 이전에 설명된 바와 같은 구성을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 캐리어 웨브(100) 상의 모듈(130)은 예컨대 상이한 분석물이 시험될 수 있도록 하기 위해 서로 상이할 수 있다. 당업자는 캐리어 웨브(100) 및 그 상에 장착되는 모듈(130)의 구성과 캐리어 웨브(100) 상의 각각의 모듈(130)의 위치가 의도된 용도에 따라 상당히 달라질 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 4a는 전기화학 모듈(230)의 다른 실시예를 예시하고, 도 4b는 시험 스트립 조립체(200)를 형성하기 위해 캐리어(220) 상으로 장착되는 전기화학 모듈(230)을 예시한다. 이러한 실시예에서, 전기화학 모듈(230)은 전기화학 전지 또는 반응 챔버(242)를 캐리어(220) 내의 개구(224)의 내측 에지로부터 더 멀리 이격되는 거리에 위치시키기 위해 만곡된 또는 굴곡된 구성을 갖는다. 특히, 전기화학 모듈(230)은 도 2a 및 도 2b에 관하여 전술된 것과 유사한 구성을 갖지만, 이 모듈(230)은 굴곡된 또는 각진 단부 부분을 포함한다. 도시된 바와 같이, 반응 챔버(242)를 포함하는 모듈(230)의 부분, 예컨대 중간 부분(230a)이 중심축 L1을 따라 연장되고, 2개의 종단 단부 부분(230b, 230c)의 각각은 중간 부분(230a)의 중심축 L1에 대해 일정 각도 α로 연장되는 축 L2, L3을 따라 연장된다. 중심축 L1은 또한 반응 챔버(242) 내로의 샘플의 유동 방향에 직교하게 연장될 수 있다. 각각의 단부 부분(230b, 230c)과 중간 부분(230a) 사이의 각도 α는 달라질 수 있다. 예를 들어, 예시된 실시예에서 각도 α는 예각이고, 더욱 상세하게는 0도 초과 및 90도 미만이다. 예를 들어, 각도 α는 약 45도일 수 있다. 각각의 종단 단부 부분(230b, 230c)은 바람직하게는 동일 방향으로 중간 부분(230a)의 중심축 L1로부터 멀어지게 연장되도록 배향된다. 그러한 구성은 도 4b에 도시된 바와 같이 종단 단부 부분(230b, 230c)이 개구(242)의 대향 측부에서 캐리어(220) 상으로 장착될 수 있게 하며, 중간 부분(230a)은 개구(224)의 내측 에지로부터 소정 거리로 이격되어 위치된다. 거리 d는 단부 부분(230b, 230c)의 길이에 따라 달라질 수 있지만, 예시적인 실시예에서 전기화학 모듈(230)은 모듈(230)의 최원위 에지(230d)가 캐리어(220)의 최원위 에지(220d)에 대해 원위에 위치되도록 구성된다. 그 결과, 모듈(230)의 근위 에지와 개구(224)에서의 캐리어(220)의 근위 내측 에지 사이의 거리 d가 증가되어, 유체가 반응 챔버(242)로부터 캐리어(220) 내로 유동하지 못하도록 하는 것을 돕는다.
도 5는 도 4a의 모듈과 동일한 구성을 갖는 다수의 전기화학 모듈(230)을 예시하는데, 이들 모듈은 도 3d에 관하여 위에서 논의된 캐리어 웨브(100)와 유사한 캐리어 웨브(300) 상으로 장착된다. 당업자는 웨브와 모듈이 다양한 구성을 가질 수 있고, 본 명세서에 개시되고/되거나 본 기술 분야에 알려진 특징들의 임의의 조합을 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 6은 절첩 구성으로 완전히 조립되어 도시된 시험 스트립 조립체(400)의 다른 실시예를 예시한다. 이러한 실시예에서, 조립체(400)는 단일 캐리어(420) 상의 다양한 위치에 장착되는 다수의 전기화학 모듈(430a, 430b, 430c)을 포함한다. 특히, 캐리어(420)는 도 1a의 캐리어(20)와 유사한 구성을 갖지만, 원위 개구(424b)에 더하여, 캐리어(420)는 캐리어(420)의 상부 및 하부 부분의 각각을 통해 연장되는 제1 및 제2 대향 측부 개구(424a, 424c)를 포함한다. 이는 3개의 전기화학 모듈(430a, 430b, 430c)이 캐리어(420)의 상부 부분과 하부 부분 사이에서 캐리어(420) 상으로 장착될 수 있게 한다. 각각의 모듈(430a, 430b, 430c)은 도시된 바와 같이 개구(424a, 424b, 424c)를 가로질러 연장되도록 위치될 수 있다. 각각의 모듈(430a, 430b, 430c)은 유체 샘플 내의 동일한 분석물을 측정하도록 또는 상이한 분석물을 측정하도록 구성될 수 있다. 다수의 전기 절연선 또는 "브레이크"(426)가 각각의 모듈(430a, 430b, 430c)을 전기적으로 절연시키도록 그리고 캐리어(420)가 각각의 모듈(430a, 430b, 430c) 사이의 별개의 전기 접속 및 분석물 측정 장치에 대한 상이한 전기 접속을 제공할 수 있도록 캐리어 내에 형성될 수 있다. 당업자는 각각의 모듈이 도 4a의 실시예와 유사한 구성을 비롯한 다양한 구성을 가질 수 있고, 모듈이 캐리어(420) 상의 또는 캐리어 웨브 상의 다양한 위치에 장착될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 분석물 측정 장치에 결합되기 위한 전기 접촉부도 또한 다양한 구성을 가질 수 있다.
용도
본 명세서에 개시된 시험 스트립 조립체는 매우 다양한 샘플 내의 매우 다양한 분석물의 측정에 사용하기 적합하고, 특히 전혈, 혈장, 혈청, 간질액 또는 그 유도체 내의 분석물의 측정에 사용하기 적합하다. 비제한적인 예로서, 전기화학 모듈은 포도당 센서, 락테이트 데하이드로게나아제 기반 락테이트 센서, 락테이트를 포함하는 락테이트 데하이드로게나아제 센서 (조직 손상에 대하여 보고하기 위해), β-하이드록시-부티레이트 데하이드로게나아제 기반 케톤체 센서, 콜레스테롤 옥시다아제 기반 콜레스테롤 센서, 데옥시콜레이트와 같은 세포용해제(cytolytic agent)를 포함하는 헤모글로빈 센서, 및 항체 및/또는 항원을 함유하는 면역센서로서 구성될 수 있다.
사용 중, 시험 스트립 조립체는 계기와 같은 분석물 측정 장치 내에 탑재될 수 있다. 접속의 가청 확인이 선택적으로 제공될 수 있다. 시험 계기는 시험 스트립 조립체 상의 제1 및 제2 전기 접속부를 접속하여 완전한 회로를 형성할 것이다. 일례가 도 1d에 도시되는데, 여기서 접촉부(12a, 12b)가 계기 내로의 스트립 삽입을 인식하는 데 사용될 수 있다. 시험 계기는 시험 스트립이 시험 계기에 전기적으로 접속되는지를 결정하기 위해 시험 스트립 조립체 상의 전기 접촉부들 사이의 저항 또는 전기적 연속성을 측정할 수 있다. 시험 계기는 다양한 센서 및 회로를 사용하여 시험 스트립이 시험 계기에 대해 정확하게 위치되는 때를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 시험 계기 내에 배치되는 회로가 제1 전기 접촉부와 제2 전기 접촉부 사이에 시험 전위 및/또는 전류를 인가할 수 있다. 일단 시험 스트립 조립체가 삽입되었음을 시험 계기가 인식하면, 시험 계기가 작동되고 유체 검출 모드를 개시한다. 일 실시예에서, 유체 검출 모드는 시험 계기가 제1 전극과 제2 전극 사이에 약 1 마이크로암페어의 일정한 전류를 인가하도록 한다. 일례가 도 1d에 도시되는데, 여기서 접촉부(14)와 접촉부(12) 사이의 전류의 흐름을 사용하여 스트립 내의 유체를 검출할 수 있다. 시험 스트립 조립체가 초기에 건조되어 있기 때문에, 시험 계기는 시험 계기 내의 하드웨어에 의해 제한되는 최대 전압을 측정한다. 생리학적 유체 또는 대조 용액과 같은 유체 샘플은 유체 샘플이 샘플 반응 챔버를 충전시킬 때까지 개구를 통해 전기화학 분석을 위한 샘플 반응 챔버(42)에 전달될 수 있다. 유체 샘플이 제1 및 제2 전극 사이의 갭을 메울 때, 시험 계기는 (예컨대, 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제6,193,873호에 기술된 바와 같이) 측정 전압 감소를 측정할 것인데, 이는 사전 결정된 한계치 아래이어서 시험 계기가 분석물 시험, 예컨대 포도당 시험을 자동으로 개시하도록 한다.
측정 전압은 단지 샘플 반응 챔버의 일부만이 충전되었을 때 사전 결정된 한계치 아래로 감소할 수 있다는 것을 알아야 한다. 유체가 적용되었음을 자동으로 인식하는 방법은 반드시 샘플 반응 챔버가 완전히 충전되었음을 나타내지는 않으나, 단지 다소간의 양의 유체가 샘플 반응 챔버 내에 존재함을 확인해 줄 수 있다. 일단 유체가 시험 스트립 조립체에 적용되었음을 시험 계기가 결정하면, 유체가 샘플 반응 챔버를 완전히 충전시킬 수 있도록 짧지만 0이 아닌 시간이 여전히 요구될 수 있다. 이때, 계기가 일련의 전위를 인가하고, 전류 대 시간을 측정하며, 알고리즘을 사용하여 시험 액체 내의 분석물의 농도를 계산할 수 있다.
비제한적인 예로서, 도 7은 분석물 측정 장치, 예컨대 당뇨병 관리 유닛(DMU)(500)의 일 실시예를 예시한다. DMU(500)는 일반적으로 하우징(502), 사용자 인터페이스 버튼(504), 디스플레이(506) 및 시험 스트립 포트 개구(508)를 포함한다. 사용자 인터페이스 버튼(504)은 데이터의 입력, 메뉴의 검색 및 명령의 실행을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 데이터는 분석물 농도를 대표하는 값 및/또는 개체의 매일의 생활방식에 관련되는 정보를 포함할 수 있다. 매일의 생활양식과 관련되는 정보는 개인의 음식 섭취, 의약 사용, 건강 검진 실시, 및 전반적 건강 상태 및 운동 수준을 포함할 수 있다. DMU는 또한 인슐린 전달 장치, 추가의 분석물 시험 장치, 및/또는 약물 전달 장치와 조합될 수 있다. DMU는 케이블 또는 예를 들어 GSM, CDMA, 블루투스, 와이파이 등과 같은 적합한 무선 기술을 통해 컴퓨터 또는 서버에 접속될 수 있다. 당업자는 분석물 측정 장치가 다양한 구성을 가질 수 있고, 본 기술 분야에 알려진 다양한 장치가 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 비제한적인 예로서, 분석물 측정 장치의 예시적인 일 실시예가 발명의 명칭이 "대조 용액과 생리학적 샘플을 구별하기 위한 시스템 및 방법(Systems and Methods of Discriminating Control Solution From A Physiological Sample)"인 미국 특허 출원 공개 제2009/0084687호에 개시되는데, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
당업자는 전술한 실시예들에 기초하여 본 발명의 추가적인 특징 및 이점을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해 지시되는 바를 제외하고는 특별히 도시되고 기술된 바에 의해 제한되지 않고자 한다. 본 명세서에 인용된 모든 공보 및 참고문헌은 명시적으로 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된다.

Claims (34)

  1. 전기화학 감지 장치로서,
    서로 전기적으로 절연되는 제1 및 제2 전기 전도성 영역을 갖는 캐리어로서, 캐리어를 통해 연장되는 개구를 포함하는 상기 캐리어; 및
    적어도 일부분이 상기 개구를 가로질러 연장되도록 상기 캐리어에 장착되는 전기화학 모듈로서, 상기 캐리어의 상기 제1 전기 전도성 영역과 전기 연통(electrical communication)되는 제1 전극, 상기 캐리어의 상기 제2 전도성 영역과 전기 연통되는 제2 전극, 및 시약 층을 포함하는 샘플 수용 챔버를 갖는 전기화학 공동(cavity)을 구비하는 상기 전기화학 모듈을 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캐리어는 절첩선(fold line)을 따라 접혀 상부 부분 및 하부 부분을 형성하는, 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 개구는 상기 절첩선을 가로질러 연장되는, 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전기화학 모듈은 상기 캐리어의 최대 길이 및 최대 폭보다 작은 최대 길이 및 최대 폭을 갖는, 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 캐리어는 상기 제1 전도성 영역을 보유하는 상부 부분과 상기 제2 전도성 영역을 보유하는 하부 부분을 구비하고, 상기 전기화학 모듈은 상기 상부 부분과 상기 하부 부분 사이에 장착되는, 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 캐리어의 상기 상부 부분과 상기 하부 부분 사이에 배치되고 상기 상부 및 하부 부분을 서로로부터 일정한 거리로 이격시켜 유지시키도록 구성되는 접착제를 추가로 포함하는, 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전기화학 모듈은 상기 캐리어의 상기 상부 부분과 상기 하부 부분 사이에 맞물리는 대향 단부들을 가지며, 상기 샘플 수용 챔버는 상기 캐리어로부터 소정 거리로 이격되는 상기 대향 단부들 사이에 위치되는, 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 개구는 상기 캐리어의 원위 단부 상에 위치되고, 상기 캐리어의 근위 단부는 상기 제1 및 제2 전극과 분석물 측정 장치 사이의 접속을 확립하도록 구성되는 제1 및 제2 접촉부를 포함하는, 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전기화학 모듈은,
    상기 제1 전극을 보유하는 상부 절연 기판;
    상기 제2 전극을 보유하는 하부 절연 기판; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 상기 제1 및 제2 전극을 서로 이격되는 관계로 유지시키는 스페이서(spacer)를 포함하는, 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 상부 및 하부 절연 기판은 상기 상부 절연 기판 상의 상기 제1 전극의 일부분이 상기 캐리어 상의 상기 제2 전기 전도성 영역과 접촉하고 상기 하부 절연 기판 상의 상기 제2 전극의 일부분이 상기 캐리어 상의 상기 제1 전기 전도성 영역과 접촉하도록 서로 오프셋(offset)되는, 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 전기화학 모듈은 중심축을 따라 연장되고 상기 전기화학 공동을 포함하는 중심 부분과, 상기 중심 부분의 상기 중심축에 대해 일정 각도로 연장되는 중심축을 갖는 대향 단부 부분들을 갖는, 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 캐리어는 불활성인, 장치.
  13. 전기화학 감지 장치로서,
    캐리어; 및
    적어도 일부분이 상기 캐리어 내의 상기 개구를 통해 접근가능하도록 상기 캐리어 상에 장착되는 전기화학 모듈을 포함하며,
    상기 캐리어는:
    제1 전도성 영역,
    상기 제1 전도성 영역으로부터 전기적으로 절연되는 제2 전도성 영역, 및
    상기 캐리어를 통과하여 형성되는 개구를 구비하고
    상기 전기화학 모듈은:
    상기 캐리어의 상기 제1 전도성 영역과 연통되는 제1 전극,
    상기 캐리어의 상기 제2 전도성 영역과 연통되는 제2 전극,
    유체 샘플을 수용하기 위한 전기화학 공동으로서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되는 상기 전기화학 공동, 및
    상기 전기화학 공동 내에 수용되는 유체 샘플의 분석물과 반응하기 위해 상기 전기화학 공동 내에서 상기 제1 및 제2 전극 중 하나 이상의 전극 상에 배치되는 시약을 구비하는, 전기화학 감지 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 전기화학 모듈은 상기 제1 전극을 보유하는 제1 절연 기판과 상기 제2 전극을 보유하는 제2 절연 기판을 가지며, 상기 제1 및 제2 전극은 이격되는 관계로 서로 대향하는, 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 개구는 상기 캐리어의 주연부(perimeter)를 따라 위치되는, 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 캐리어는 상기 전기화학 모듈의 최대 길이 및 최대 폭보다 큰 최대 길이 및 최대 폭을 갖는, 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 캐리어의 상기 상부 부분과 상기 하부 부분 사이에 배치되고 상기 상부 및 하부 부분을 서로로부터 일정한 거리로 이격시켜 유지시키도록 구성되는 접착제를 추가로 포함하는, 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 캐리어는 절첩선을 따라 접혀 상기 제1 전도성 영역을 보유하는 상부 부분 및 상기 제2 전도성 영역을 보유하는 하부 부분을 형성하는, 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 캐리어 상의 상기 제1 및 제2 전도성 영역은 상기 절첩선을 따라 서로 전기적으로 절연되는, 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 개구는 상기 절첩선을 따라 위치되는, 장치.
  21. 제13항에 있어서, 상기 전기화학 모듈은 상기 캐리어의 원위 단부 상에 위치되고 상기 캐리어의 근위 단부는 상기 제1 및 제2 전극과 분석물 측정 장치 사이의 접속을 확립하도록 구성되는 제1 및 제2 접촉부를 포함하는, 장치.
  22. 제13항에 있어서, 상기 전기화학 모듈은 상기 캐리어 상에 장착되는 대향 단부들과, 상기 대향 단부들 사이에 위치되고 상기 캐리어로부터 소정 거리로 이격되는 중간 부분을 구비하는, 장치.
  23. 제13항에 있어서, 상기 전기화학 모듈은 중심축을 따라 연장되고 상기 전기화학 공동을 포함하는 중심 부분과, 상기 중심 부분의 상기 중심축에 대해 일정 각도로 연장되는 중심축을 갖는 대향 단부 부분들을 갖는, 장치.
  24. 제13항에 있어서, 상기 캐리어는 전기화학적으로 비작용성인, 장치.
  25. 제1 및 제2 전극을 갖는 전기화학 공동과, 상기 전기화학 공동 내에 수용되는 유체 샘플의 분석물과 반응하도록 구성되는 시약 층을 갖는 샘플 수용 챔버를 구비하는 전기화학 모듈; 및
    캐리어를 포함하며,
    상기 캐리어는:
    제1 전도성 영역을 갖는 상부 절연 기판,
    제2 전도성 영역을 갖는 하부 절연 기판,
    상기 상부 및 하부 절연 기판의 원위 단부를 통해 연장되는 원위 컷아웃(cut-out)으로서, 상기 전기화학 모듈의 적어도 일부분은 상기 제1 전극이 상기 제1 전도성 영역과 전기 연통되고 상기 제2 전극이 상기 제2 전도성 영역과 전기 연통되도록 상기 원위 컷아웃을 가로질러 연장되는, 상기 원위 컷아웃, 및
    상기 상부 절연 기판의 상기 제1 전도성 영역 상의 접촉 영역을 노출시키기 위해 상기 하부 절연 기판의 근위 단부를 통해 연장되는 근위 컷아웃으로서, 상기 제1 접촉 영역과 상기 하부 절연 기판 상의 제2 접촉 영역이 분석물 측정 장치와의 전기 접속을 허용하도록 노출되어 상기 제1 및 제2 전극과 상기 분석물 측정 장치 사이의 접속을 확립하도록 되는 상기 근위 컷아웃을 구비하는, 전기화학 센서 장치.
  26. 제1 전극을 보유하는 제1 절연 기판과 제2 전극을 보유하는 제2 절연 기판으로서, 상기 제1 및 제2 절연 기판의 각각은 제1 종단 단부와 제2 종단 단부 사이에서 연장되는 대향 측벽들을 구비하고 상기 제1 종단 단부와 상기 제2 종단 단부 사이에서 연장되는 축을 가지며, 상기 제1 및 제2 절연 기판은 상기 제1 전극을 노출시키기 위해 상기 제1 절연 기판의 제1 종단 단부가 상기 제2 절연 기판의 제1 종단 단부를 넘어 소정 거리로 연장되고 상기 제2 전극을 노출시키기 위해 상기 제2 절연 기판의 제2 종단 단부가 상기 제1 절연 기판의 제2 종단 단부를 넘어 소정 거리로 연장되도록 서로 오프셋되며, 상기 제1 및 제2 절연 기판의 각각은 상기 대향 측벽들 사이에서 연장되는 길이의 2배 이상인, 상기 제1 종단 단부와 상기 제2 종단 단부 사이에서 연장되는 폭을 갖는, 상기 제1 및 제2 절연 기판;
    상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 배치되고 상기 제1 및 제2 전극을 서로 이격된 관계로 유지시키는 하나 이상의 스페이서; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되고 유체 샘플을 수용하도록 구성되는 전기화학 공동으로서, 상기 전기화학 공동 내에 수용되는 유체 샘플의 분석물과 반응하도록 구성되는 시약을 포함하는 상기 전기화학 공동을 포함하는, 전기화학 모듈.
  27. 제26항에 있어서, 상기 하나 이상의 스페이서는 상기 제2 절연 기판의 상기 제1 종단 단부에 인접하게 위치되는 제1 스페이서와, 상기 제1 절연 기판의 상기 제2 종단 단부에 인접하게 위치되는 제2 스페이서를 포함하는, 전기화학 모듈.
  28. 서로 전기적으로 절연되는 제1 및 제2 전도성 영역과, 서로 소정 거리로 이격되는 복수의 개구를 구비하는 캐리어; 및
    복수의 전기화학 모듈로서, 상기 모듈의 각각은 상기 복수의 개구 중 하나를 가로질러 장착되고, 상기 전기화학 모듈의 각각은 상기 제1 전도성 영역과 연통되는 제1 전극, 상기 제1 전극으로부터 절연되고 상기 제2 전도성 영역과 연통되는 제2 전극, 및 유체 샘플을 수용하기 위해 상기 캐리어 내의 상기 개구를 통해 접근가능한 전기화학 공동을 구비하는, 상기 복수의 전기화학 모듈을 포함하는, 캐리어 웨브.
  29. 제28항에 있어서, 상기 캐리어는 상기 제1 전도성 영역을 보유하는 상부 부분 및 상기 제2 전도성 영역을 보유하는 하부 부분을 형성하는 길이 방향으로 연장되는 절첩선을 포함하는, 캐리어 웨브.
  30. 전기화학 감지 장치를 제조하는 방법으로서,
    전기화학 모듈 내에 형성되는 전기화학 공동이 캐리어 내에 형성되는 개구를 가로질러 위치되도록 상기 전기화학 모듈의 대향 단부들을 상기 캐리어 상에 위치시키는 단계; 및
    상기 캐리어를 접어 상기 전기화학 모듈의 상기 대향 단부들을 상기 캐리어의 상부 부분과 하부 부분 사이에 맞물리게 하는 단계를 포함하는, 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 전기화학 모듈은 상기 캐리어 상의 제1 전기 전도성 영역과 전기 접촉하도록 위치되는 제1 전극을 보유하는 제1 절연 기판과, 상기 캐리어 상의 제2 전기 전도성 영역과 전기 접촉하도록 위치되는 제2 전극을 보유하는 제2 절연 기판을 포함하는, 방법.
  32. 제30항에 있어서, 위치시키는 단계 전에, 제1 및 제2 전기 전도성 영역들이 서로 전기적으로 절연되도록 상기 캐리어 상에 상기 제1 및 제2 전기 전도성 영역들을 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 캐리어가 접힐 때, 상기 제1 전기 전도성 영역은 상기 캐리어의 상기 상부 부분 상에 있게 되고, 상기 제2 전기 전도성 영역은 상기 캐리어의 상기 하부 부분 상에 있는, 방법.
  34. 제30항에 있어서, 접는 단계 전에, 상기 캐리어가 접힐 때 스페이서가 상기 상부 및 하부 부분들을 서로 소정 거리로 이격시켜 유지시키도록 상기 스페이서를 상기 캐리어 상에 위치시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2368837B1 (de) * 2010-03-22 2015-08-05 Werner Waser Leiterplattensensor und Verfahren zur Herstellung desselben
US20120238841A1 (en) * 2010-04-15 2012-09-20 Mark Castle Sample capture in one step for test strips
AU2012389272B2 (en) 2012-09-07 2018-02-22 Cilag Gmbh International Electrochemical sensors and a method for their manufacture
GB2511346B (en) * 2013-02-28 2015-07-22 Cilag Gmbh Int Electrochemical-based analytical test strip with folded contact pad protrusions
US9354194B2 (en) 2013-06-19 2016-05-31 Cilag Gmbh International Orientation independent meter
US20150047976A1 (en) * 2013-08-16 2015-02-19 Cilag Gmbh International Analytical test strip having cantilevered contacts
US20150144507A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Cilag Gmbh International Folded biosensor
US9575051B2 (en) 2013-12-23 2017-02-21 Cilag Gmbh International Test strip connector contact protection
US9945804B2 (en) 2014-07-17 2018-04-17 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Sensor array
KR20170036011A (ko) * 2014-07-24 2017-03-31 누클레우스 사이언티픽, 인크. 전하 저장 디바이스들을 테스트하기 위한 기구화된 패킷들
WO2016106320A2 (en) * 2014-12-22 2016-06-30 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Foldable opposing sensor array
KR102119301B1 (ko) 2015-06-15 2020-06-05 에프. 호프만-라 로슈 아게 체액의 샘플에서 적어도 하나의 분석물을 전기 화학적으로 검출하기 위한 방법 및 테스트 엘리먼트
CN105004859B (zh) * 2015-07-14 2016-06-29 山东理工大学 一种基于Pd/V2O5/MWCNTs的肠癌肿瘤标志物免疫传感器的制备方法及应用
US10746724B2 (en) * 2015-07-30 2020-08-18 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Sensor array
US11382185B2 (en) * 2016-01-08 2022-07-05 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Heating element for sensor array
KR101845058B1 (ko) * 2016-12-08 2018-05-18 (주)이엘티 사이폰식 커피 추출을 위한 빔히터 어셈블리
EP3457121A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-20 Roche Diabetes Care GmbH Electrochemical sensor and sensor system for detecting at least one analyte
WO2023034705A1 (en) 2021-09-01 2023-03-09 The Penn State Research Foundation Laser-induced graphene non-enzymatic glucose sensors for on body measurements

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000258382A (ja) * 1999-03-05 2000-09-22 Arkray Inc 検体少量型バイオセンサ
JP2005331503A (ja) * 2004-04-23 2005-12-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 多項目同時測定用バイオセンサおよび該多項目同時測定用バイオセンサの使用方法
JP2007040963A (ja) * 2005-06-27 2007-02-15 National Institute Of Advanced Industrial & Technology バイオセンサー
JP2009063324A (ja) * 2007-09-04 2009-03-26 Gunze Ltd バイオセンサ及びその製造方法

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5416003A (en) 1993-04-14 1995-05-16 Litmus Concepts, Inc. Reporter enzyme release technology: methods of assaying for the presence of aspartic proteases and other hydrolytic enzyme activities
JP3283125B2 (ja) 1993-10-15 2002-05-20 日本特殊陶業株式会社 シート型イオンセンサ及びこれを含むセンサ装置
US5437999A (en) 1994-02-22 1995-08-01 Boehringer Mannheim Corporation Electrochemical sensor
US5494562A (en) 1994-06-27 1996-02-27 Ciba Corning Diagnostics Corp. Electrochemical sensors
US5779867A (en) 1994-10-07 1998-07-14 Biomedix, Inc. Dry chemistry glucose sensor
US5747351A (en) 1995-06-07 1998-05-05 Smithkline Diagnostics, Inc. Immunochemical-based test device with lift and twist specimen full tab
AUPN363995A0 (en) 1995-06-19 1995-07-13 Memtec Limited Electrochemical cell
US6863801B2 (en) 1995-11-16 2005-03-08 Lifescan, Inc. Electrochemical cell
AUPO581397A0 (en) 1997-03-21 1997-04-17 Memtec America Corporation Sensor connection means
US5798031A (en) * 1997-05-12 1998-08-25 Bayer Corporation Electrochemical biosensor
US6054039A (en) 1997-08-18 2000-04-25 Shieh; Paul Determination of glycoprotein and glycosylated hemoglobin in blood
US6071391A (en) 1997-09-12 2000-06-06 Nok Corporation Enzyme electrode structure
TW356712U (en) 1998-03-04 1999-04-21 Yung-Shiang Liou Testing apparatus of immune
US6521182B1 (en) 1998-07-20 2003-02-18 Lifescan, Inc. Fluidic device for medical diagnostics
US6830934B1 (en) 1999-06-15 2004-12-14 Lifescan, Inc. Microdroplet dispensing for a medical diagnostic device
US6591125B1 (en) 2000-06-27 2003-07-08 Therasense, Inc. Small volume in vitro analyte sensor with diffusible or non-leachable redox mediator
US6338790B1 (en) * 1998-10-08 2002-01-15 Therasense, Inc. Small volume in vitro analyte sensor with diffusible or non-leachable redox mediator
US6193873B1 (en) 1999-06-15 2001-02-27 Lifescan, Inc. Sample detection to initiate timing of an electrochemical assay
US6616819B1 (en) * 1999-11-04 2003-09-09 Therasense, Inc. Small volume in vitro analyte sensor and methods
AU4960101A (en) 2000-03-28 2001-10-08 Inverness Medical Technology I Continuous process for manufacture of disposable electro-chemical sensor
EP1167538A1 (de) * 2000-06-30 2002-01-02 Schibli Engineering GmbH Biosensor und Herstellverfahren dafür
US6488828B1 (en) 2000-07-20 2002-12-03 Roche Diagnostics Corporation Recloseable biosensor
US6558528B1 (en) 2000-12-20 2003-05-06 Lifescan, Inc. Electrochemical test strip cards that include an integral dessicant
WO2002097416A1 (en) 2001-05-30 2002-12-05 I-Sens, Inc. Biosensor
US7758744B2 (en) 2001-10-05 2010-07-20 Stephen Eliot Zweig Dual glucose-turbidimetric analytical sensors
US6689411B2 (en) 2001-11-28 2004-02-10 Lifescan, Inc. Solution striping system
US6749887B1 (en) 2001-11-28 2004-06-15 Lifescan, Inc. Solution drying system
US7419821B2 (en) 2002-03-05 2008-09-02 I-Stat Corporation Apparatus and methods for analyte measurement and immunoassay
US20060134713A1 (en) * 2002-03-21 2006-06-22 Lifescan, Inc. Biosensor apparatus and methods of use
US6866758B2 (en) * 2002-03-21 2005-03-15 Roche Diagnostics Corporation Biosensor
US7291256B2 (en) 2002-09-12 2007-11-06 Lifescan, Inc. Mediator stabilized reagent compositions and methods for their use in electrochemical analyte detection assays
US7815579B2 (en) 2005-03-02 2010-10-19 Roche Diagnostics Operations, Inc. Dynamic integrated lancing test strip with sterility cover
AU2003900285A0 (en) 2003-01-20 2003-02-06 Universal Biosensors Pty Limited Electrochemical detection method
US6869441B2 (en) 2003-03-21 2005-03-22 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Thermal therapy sleeve
JP4038575B2 (ja) 2003-07-25 2008-01-30 独立行政法人産業技術総合研究所 バイオセンサ、バイオセンサ装置またはバイオセンサの保存方法
CN1856703A (zh) * 2003-07-25 2006-11-01 独立行政法人产业技术总合研究所 生物传感器及其生产方法
US7223248B2 (en) 2003-08-13 2007-05-29 Lifescan, Inc. Packaged medical device with a deployable dermal tissue penetration member
WO2005040404A1 (en) 2003-10-29 2005-05-06 Agency For Science, Technology And Research Biosensor
KR100814193B1 (ko) * 2003-10-30 2008-03-17 아크레이 가부시키가이샤 바이오 센서 및 그 제조 방법
US8465696B2 (en) 2004-02-03 2013-06-18 Polymer Technology Systems, Inc. Dry test strip with controlled flow and method of manufacturing same
US7488450B2 (en) 2004-03-04 2009-02-10 Beckman Coulter, Inc. Analyte collection and detection devices
US7413640B2 (en) 2004-05-11 2008-08-19 Biomedix Taiwan Foldable, electric-current conductivity biosensor
US7273541B2 (en) 2004-05-11 2007-09-25 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Microfluid device and synthetic methods
US7081188B1 (en) 2005-01-13 2006-07-25 Biomedix Taiwan Electric-current biosensor
EP1852698A1 (en) * 2005-01-24 2007-11-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Sensor chip
US8192599B2 (en) 2005-05-25 2012-06-05 Universal Biosensors Pty Ltd Method and apparatus for electrochemical analysis
US8323464B2 (en) * 2005-05-25 2012-12-04 Universal Biosensors Pty Ltd Method and apparatus for electrochemical analysis
JP4501793B2 (ja) 2005-06-24 2010-07-14 パナソニック株式会社 バイオセンサ
WO2007001003A1 (ja) 2005-06-27 2007-01-04 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology バイオセンサー
US20070023285A1 (en) 2005-07-29 2007-02-01 Health & Life Co., Ltd. Three-dimensional bioelectrochemical sensor strip structure
WO2007025559A1 (en) 2005-08-31 2007-03-08 Egomedical Technologies Ag Coagulation test system
PL1987353T3 (pl) 2006-02-21 2012-11-30 Universal Biosensors Pty Ltd Mechanizm przenoszenia płynu
US8529751B2 (en) 2006-03-31 2013-09-10 Lifescan, Inc. Systems and methods for discriminating control solution from a physiological sample
US7866026B1 (en) 2006-08-01 2011-01-11 Abbott Diabetes Care Inc. Method for making calibration-adjusted sensors
US8052618B2 (en) 2006-10-15 2011-11-08 Roche Diagnostics Operations, Inc. Diagnostic test element and process for its production
BRPI0810520A2 (pt) * 2007-04-27 2014-10-21 Abbott Diabetes Care Inc Identificação de tira de teste utilizando modelos condutivos
CN101779120B (zh) 2007-07-26 2013-11-27 埃葛梅崔克斯股份有限公司 电化学试条
US8778168B2 (en) 2007-09-28 2014-07-15 Lifescan, Inc. Systems and methods of discriminating control solution from a physiological sample
TWI570408B (zh) 2009-04-17 2017-02-11 環球生物醫療感測器私人有限公司 電化學機載控制偵測

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000258382A (ja) * 1999-03-05 2000-09-22 Arkray Inc 検体少量型バイオセンサ
JP2005331503A (ja) * 2004-04-23 2005-12-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 多項目同時測定用バイオセンサおよび該多項目同時測定用バイオセンサの使用方法
JP2007040963A (ja) * 2005-06-27 2007-02-15 National Institute Of Advanced Industrial & Technology バイオセンサー
JP2009063324A (ja) * 2007-09-04 2009-03-26 Gunze Ltd バイオセンサ及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012143795A9 (en) 2013-03-07
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US9869653B2 (en) 2018-01-16
CN103718032A (zh) 2014-04-09
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EP2699894A2 (en) 2014-02-26
US20120267245A1 (en) 2012-10-25
RU2013151613A (ru) 2015-05-27
KR101960245B1 (ko) 2019-03-21
RU2587501C2 (ru) 2016-06-20
WO2012143795A3 (en) 2013-01-17
US20150219585A1 (en) 2015-08-06
AU2012246056A1 (en) 2013-10-10
CA2833669A1 (en) 2012-10-26

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