KR20150082580A

KR20150082580A - 유체 샘플 내의 포도당 농도 또는 샘플 충전 오류를 결정하기 위한 바이오센서의 초기 샘플 충전 동안의 샘플 부피의 검출용 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20150082580A
Application number: KR1020157015180A
Authority: KR
Inventors: 데이빗 엘더
Original assignee: 시락 게엠베하 인터내셔날
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-07-15
Also published as: CA2890412A1; WO2014072948A1; JP2015534090A; RU2015121895A; BR112015010483A2; EP2916951A1; US20140134655A1; CN104781008A; AU2013343014A1

Abstract

바이오센서의 분석을 위한 적절한 시점에서 검사 시퀀스 타이머가 개시될 수 있도록, 샘플이 검사 챔버를 충전하는 것을 실질적으로 멈춘 때의 결정을 허용하는 방법 및 시스템이 기술된다. 이러한 결정은 또한 바이오센서의 초기 충전 후에 추가의 유체 샘플들로 바이오센서가 충전되어 있는지 여부를 평가하는 데 사용될 수 있다. 이들 방법 및 시스템은 보다 정확한 분석물 검사 결과를 허용한다.

Description

유체 샘플 내의 포도당 농도 또는 샘플 충전 오류를 결정하기 위한 바이오센서의 초기 샘플 충전 동안의 샘플 부피의 검출용 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DETECTION OF SAMPLE VOLUME DURING INITIAL SAMPLE FILL OF A BIOSENSOR TO DETERMINE GLUCOSE CONCENTRATION IN FLUID SAMPLES OR SAMPLE FILL ERROR}

우선권

본 출원은, 마치 본 명세서에 완전히 기재된 것처럼 본 출원에 포함된, 2012년 11월 9일자로 출원된 선행 출원의 미국 특허 출원 제13/673,119호(대리인 관리번호 CIL5036USNP)에 기초한 파리 조약 및 35 USC§§119 및 120 하의 우선권의 이익을 주장한다.

생리학적 유체, 예를 들어 혈액 또는 혈액 유래 생성물에서의 분석물 검출은 오늘날의 사회에서 그 중요성이 커지고 있다. 분석물 검출 분석은 임상 실험실 검사, 가정 검사 등을 비롯한 다양한 응용에 그 용도가 있으며, 여기서 그러한 검사의 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, 예를 들어 상대 전극 및 작동 전극을 포함하는 전기화학 전지 내의 샘플-수용 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.

그러한 시스템은 다양한 모드의 비효율 또는 오류가 있을 수 있다.

본 발명자는, 출력 전류 측정들의 특정 시퀀스가 기준 시작 시간으로부터의 정밀한 구간들의 함수로서 이루어지는 상기 기준 시작 시간이, 유체 샘플이 바이오센서의 검사 챔버 내로 유동하는 것을 멈춘 시점이 정밀하게 결정될 수 없는 경우에, 최적일 수 없음을 인식하였다. 따라서, 본 발명자는 샘플이 바이오센서의 검사 챔버 내로 유동하는 것을 실질적으로 멈춘 때의 결정에 기초하여 검사 측정 시퀀스를 시작하는 때의 결정을 허용하는 지금까지는 신규한 기법을 밝혀냈다.

일 태양에서, 검사 스트립(test strip) 및 분석물 모니터로 유체 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법이 제공된다. 분석물 모니터는 검사 스트립의 적어도 2개의 전극들에 연결되는 대응하는 커넥터들을 수용하도록 구성되고 검사 스트립 포트에 결합되는 마이크로프로세서를 갖는다. 본 방법은, 적어도 2개의 전극들 상으로 유체 샘플을 침착시키는 단계; 적어도 2개의 전극들로 유체 샘플의 커패시턴스(capacitance)를 측정하는 단계; 측정하는 단계로부터의 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과인지 여부를 평가하는 단계; 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과가 아닌 경우에, 측정하는 단계를 다시 반복하고, 그렇지 않으면, 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과인 경우에, 유체 샘플의 커패시턴스를 확인하는 단계; 확인하는 단계로부터의 확인된 커패시턴스가 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인지 여부를 평가하는 단계; 확인된 커패시턴스가 커패시턴스의 이전의 측정치 이상인 경우에, 확인하는 단계를 다시 수행하고, 그렇지 않으면, 확인된 커패시턴스가 샘플의 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인 경우에, 확인된 커패시턴스를 제1 커패시턴스 값으로 저장하는 단계와, 분석물 측정 검사 시퀀스 구간의 시작 시간을 한정하기 위해 저장하는 단계의 직후에 검사 시퀀스 시간 클록을 0으로 설정하는 단계; 검사 시퀀스 시간 클록의 0인 시점으로부터 시작하는 측정 시퀀스 구간 동안에 적어도 2개의 전극들에 일련의 전기 전위들을 인가하는 단계; 일련의 출력 과도 전류들을 얻기 위하여 측정 검사 시퀀스 구간 동안에 적어도 2개의 전극들로부터 출력 과도 전류를 샘플링하는 단계; 및 샘플링하는 단계의 일련의 출력 과도 전류들로부터 분석물 농도를 계산하는 단계에 의해 달성될 수 있다.

다른 태양에서, 검사 스트립 및 분석물 모니터로 유체 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법이 제공된다. 분석물 모니터는 검사 스트립의 적어도 2개의 전극들에 연결되는 대응하는 커넥터들을 수용하도록 구성되고 검사 스트립 포트에 결합되는 마이크로프로세서를 갖는다. 본 방법은, 적어도 2개의 전극들 상으로 유체 샘플을 침착시키는 단계; 적어도 2개의 전극들로 유체 샘플의 커패시턴스를 측정하는 단계; 측정하는 단계로부터의 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과인지 여부를 평가하는 단계; 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과가 아닌 경우에, 측정하는 단계를 다시 반복하고, 그렇지 않으면, 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과인 경우에, 유체 샘플의 커패시턴스를 확인하는 단계; 확인하는 단계로부터의 확인된 커패시턴스가 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인지 여부를 평가하는 단계; 확인된 커패시턴스가 커패시턴스의 이전의 측정치 이상인 경우에, 확인하는 단계를 다시 수행하고, 그렇지 않으면, 확인된 커패시턴스가 샘플의 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인 경우에, 확인된 커패시턴스를 제1 커패시턴스 값으로 저장하는 단계와, 분석물 측정 검사 시퀀스 구간의 시작 시간을 한정하기 위해 저장하는 단계의 직후에 검사 시퀀스 시간 클록을 0으로 설정하는 단계; 검사 시퀀스 시간 클록의 0인 시점으로부터 시작하는 측정 시퀀스 구간 동안에 적어도 2개의 전극들에 일련의 전기 전위들을 인가하는 단계; 시간 클록을 0으로 설정한 후에 검사 시퀀스 구간 동안에 커패시턴스를 측정하는 단계; 검사 시퀀스 구간 동안의 측정된 커패시턴스를 제2 커패시턴스로 저장하는 단계; 제2 커패시턴스의 크기가 제1 커패시턴스 초과인지 여부를 평가하는 단계; 평가하는 단계가 제2 커패시턴스가 제1 커패시턴스 초과임을 나타내는 경우에, 검사 시퀀스 시간 클록의 시작 후에 부가되는 추가의 유체 샘플들로 인한 오류를 통지하는 단계에 의해 달성될 수 있다.

추가의 태양에서, 검사 스트립 및 분석물 모니터로 유체 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법이 제공된다. 분석물 모니터는 검사 스트립의 적어도 2개의 전극들에 연결되는 대응하는 커넥터들을 수용하도록 구성되고 검사 스트립 포트에 결합되는 마이크로프로세서를 갖는다. 본 방법은, 적어도 2개의 전극들 상으로 유체 샘플을 침착시키는 단계; 적어도 2개의 전극들로 유체 샘플의 커패시턴스를 측정하는 단계; 측정하는 단계로부터의 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과인지 여부를 평가하는 단계; 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과가 아닌 경우에, 측정하는 단계를 다시 반복하고, 그렇지 않으면, 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과인 경우에, 유체 샘플의 커패시턴스를 확인하는 단계; 확인하는 단계로부터의 확인된 커패시턴스가 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인지 여부를 평가하는 단계; 확인된 커패시턴스가 커패시턴스의 이전의 측정치 이상인 경우에, 확인하는 단계를 다시 수행하고, 그렇지 않으면, 확인된 커패시턴스가 샘플의 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인 경우에, 확인된 커패시턴스를 제1 커패시턴스 값으로 저장하는 단계와, 분석물 측정 검사 시퀀스 구간의 시작 시간을 한정하기 위해 저장하는 단계의 직후에 검사 시퀀스 시간 클록을 0으로 설정하는 단계에 의해 달성될 수 있다.

또 추가의 태양에서, 적어도 하나의 분석물 검사 스트립 및 분석물 측정기를 포함하는 분석물 측정 시스템이 제공된다. 적어도 하나의 분석물 스트립은 시약이 상부에 배치된 기재(substrate), 및 검사 챔버 내에서 시약에 근접해 있는 적어도 2개의 전극들을 포함한다. 분석물 측정기는 2개의 전극들에 연결되도록 배치된 스트립 포트 커넥터, 전원, 및 마이크로컨트롤러를 포함한다. 마이크로컨트롤러는 스트립 포트 커넥터와 전원에 전기적으로 결합되어, 검사 스트립이 스트립 포트 커넥터 내로 삽입되고 유체 샘플이 검사 챔버에 침착된 때, 분석물 검사 시퀀스의 시작 시간을 한정하기 위하여 유체 샘플이 검사 챔버를 충전하는 것을 멈춘 때를 마이크로컨트롤러가 결정하게 한다.

상기 태양들 각각에서, 하기의 특징들 각각은 상기 태양들 각각과 함께 또는 서로 조합되어 이용될 수 있다. 특징들은, 예를 들어, 미리 결정된 주파수의 교류 신호를 적어도 2개의 전극들에 인가하는 것과 적어도 2개의 전극들로부터 위상 신호를 측정하는 것, 커패시턴스의 측정에 대한 약 10 나노패럿(nanofarad)의 제1 임계치를 포함할 수 있고, 분석물은 포도당일 수 있다.

먼저 간략하게 기술되어 있는 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 대한 이하의 보다 상세한 설명을 참조하여 읽어볼 때 이들 및 기타 실시예, 특징 및 이점이 당업자에게는 명백하게 될 것이다.

본 명세서에 포함되고 이 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 현재 바람직한 실시예들을 예시하고, 상기 제공된 일반적인 설명 및 아래 제공된 상세한 설명과 함께, 본 발명의 특징을 설명하는 역할을 한다(여기서, 동일한 도면부호는 동일한 요소를 나타낸다).
도 1a는 바람직한 혈중 포도당 측정 시스템을 도시하는 도면.
도 1b는 도 1a의 측정기 내에 배치된 다양한 구성요소들을 도시하는 도면.
도 1c는 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법에 사용하기에 적합한 조립된 검사 스트립의 사시도.
도 1d는 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법에 사용하기에 적합한 조립되지 않은 검사 스트립의 분해 사시도.
도 1e는 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법에 사용하기에 적합한 검사 스트립의 기부 부분(proximal portion)의 확대 사시도.
도 2는 본 명세서에 개시된 검사 스트립의 일 실시예의 저면도.
도 3은 도 2의 검사 스트립의 측면도.
도 4a는 도 3의 검사 스트립의 평면도.
도 4b는 도 4a의 검사 스트립의 기부 부분의 부분 측면도.
도 5는 본 명세서에 개시된 검사 스트립의 일부와 전기적으로 인터페이싱되는 검사 측정기를 도시하는 단순화된 개략도.
도 6a는 규정된 시간 구간들 동안에 도 5의 검사 측정기에 의해 작동 전극 및 상대 전극에 인가된 3-펄스 전위 파형(tri-pulse potential waveform)의 예를 나타내는 도면.
도 6b는 생리학적 샘플에 의해 발생되는 과도 전류(CT)를 나타내는 도면.
도 7a는 도 6a에서의 다양한 시간 구간들에 대한 기준 데이터로서 개시 시간을 설정하기 위하여 초기 샘플 충전 검출을 예시하는 도면.
도 7b는 초기 충전 검출 및 부피 검출을 위해 커패시턴스가 측정될 수 있는 바이오센서의 커패시턴스 모델을 도시하는 도면.
도 7c는 도 7b의 바이오센서 모델을 대표하는 전자 회로를 도시하는 도면.
도 7d는 충전 시간, 시간에 따른 충전 변화율, 충전 레벨, 충전 레벨의 함수로서의 커패시턴스, 및 시간에 따른 커패시턴스 사이의 관계를 예시하는 도면.
도 8a는 샘플 부피에 의한 바이오센서의 초기 충전이 달성된 때를 결정하기 위한 제1 기술을 예시하는 도면.
도 8b는 바이오센서에 추가의 샘플들이 재인가되었는지 여부를 결정하기 위하여 바이오센서의 초기 충전이 부피 충분성 검출과 비교되는 제2 기술을 예시하는 도면.

하기의 상세한 설명은 도면을 참조하여 읽어야 하며, 도면에서 여러 도면 내의 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지시된다. 반드시 축척대로인 것은 아닌 도면은 선택된 실시예를 도시하고, 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 상세한 설명은 제한으로서가 아니라 예로서 본 발명의 원리를 예시한다. 이러한 설명은 명백하게 당업자가 본 발명을 제조 및 사용하도록 할 것이고, 현재 본 발명을 수행하는 최선의 모드로 여겨지는 것을 포함하는, 본 발명의 몇몇 실시예, 개조예, 변형예, 대안예, 및 사용을 기술한다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 임의의 수치 값 또는 수치 범위에 대한 용어 "약" 또는 "대략"은 구성요소들의 일부 또는 집합체가 본 명세서에 기술된 바와 같은 그의 의도된 목적으로 기능하는 것을 허용하는 적합한 치수 허용오차를 나타낸다. 게다가, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "환자", "수용자(host)", "사용자" 및 "대상(subject)"은 임의의 사람 또는 동물 대상을 말하며, 본 시스템 또는 방법을 사람에 대한 용도로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 사람 환자에 대한 본 발명의 사용이 바람직한 실시예를 나타낸다.

도 1a는 측정기(10) 및 포도당 검사 스트립(62)의 형태인 바이오센서를 포함하는 당뇨병 관리 시스템을 설명한다. 측정기(측정기 유닛)는 분석물 측정 및 관리 유닛, 포도당 측정기, 측정기, 및 분석물 측정 장치로 지칭될 수 있다는 것에 주목한다. 일 실시예에서, 측정기 유닛은 인슐린 전달 장치, 추가의 분석물 검사 장치, 및 약물 전달 장치와 조합될 수 있다. 측정기 유닛은 케이블, 또는 예를 들어, GSM, CDMA, 블루투스(BlueTooth), 와이파이(WiFi) 등과 같은 적합한 무선 기술을 통해 원격 컴퓨터 또는 원격 서버에 연결될 수 있다.

다시 도 1a를 참조하면, 포도당 측정기 또는 측정기 유닛(10)은 하우징(11), 사용자 인터페이스 버튼(16, 18, 20), 디스플레이(14), 및 스트립 포트 개구(22)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스 버튼(16, 18, 20)들은 데이터의 입력, 메뉴의 탐색, 및 명령의 실행을 허용하도록 구성될 수 있다. 사용자 인터페이스 버튼(18)은 2방향 토글 스위치의 형태일 수 있다. 데이터는 분석물 농도를 대표하는 값들, 또는 개인의 일상 생활 방식에 관련되는 정보를 포함할 수 있다. 일상 생활 방식과 관련되는 정보는 개인의 음식 섭취, 의약 사용, 건강 검진 실시, 및 일반적 건강 상태 및 운동 수준을 포함할 수 있다. 측정기(10)의 전자 구성요소는 하우징(11) 내에 있는 회로 기판(34) 상에 배치될 수 있다.

도 1b는 회로 기판(34)의 상부 표면 상에 배치된 전자 구성요소들을 (간략화된 개략 형태로) 도시한다. 상부 표면 상에서, 전자 구성요소들은 스트립 포트 커넥터(22), 연산 증폭기 회로(35), 마이크로컨트롤러(38), 디스플레이 커넥터(14a), 비휘발성 메모리(40), 클록(42), 및 제1 무선 모듈(46)을 포함한다. 하부 표면 상에서, 전자 구성요소들은 배터리 커넥터(도시되지 않음) 및 데이터 포트(13)를 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러(38)는 스트립 포트 커넥터(22), 연산 증폭기 회로(35), 제1 무선 모듈(46), 디스플레이(14), 비휘발성 메모리(40), 클록(42), 배터리, 데이터 포트(13) 및 사용자 인터페이스 버튼(16, 18, 20)에 전기적으로 연결될 수 있다.

연산 증폭기 회로(35)는 일정 전위기(potentiostat) 기능 및 전류 측정 기능의 일부를 제공하도록 구성된 적어도 2개의 연산 증폭기들을 포함할 수 있다. 일정 전위기 기능은 검사 스트립의 적어도 2개의 전극들 사이에서의 검사 전압의 인가를 지칭할 수 있다. 전류 기능은 인가된 검사 전압으로부터 유발되는 검사 전류의 측정을 지칭할 수 있다. 전류 측정은 전류-전압 변환기로 수행될 수 있다. 마이크로컨트롤러(38)는, 예를 들어, 텍사스 인스트루먼트(Texas Instrument) MSP 430과 같은 혼합 신호 마이크로프로세서(MSP: mixed signal microprocessor)의 형태일 수 있다. TI-MSP 430은 또한, 일정 전위기 기능 및 전류 측정 기능의 일부를 수행하도록 구성될 수 있다. 추가로, MSP 430은 또한 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다수의 전자 구성요소가 주문형 집적 회로(ASIC: application specific integrated circuit)의 형태로 마이크로컨트롤러와 통합될 수 있다.

스트립 포트 커넥터(22)는 검사 스트립에의 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 커넥터(14a)는 디스플레이(14)에 부착되도록 구성될 수 있다. 디스플레이(14)는 측정된 포도당 수준을 보고하고 생활 방식 관련 정보의 입력을 용이하게 하기 위한 액정 디스플레이의 형태일 수 있다. 디스플레이(14)는 임의로 백라이트(backlight)를 포함할 수 있다. 데이터 포트(13)는 연결 도선(connecting lead)에 부착된 적합한 커넥터를 수용함으로써, 포도당 측정기(10)가 개인용 컴퓨터와 같은 외부 장치에 연결되게 할 수 있다. 데이터 포트(13)는, 예를 들어, 직렬, USB, 또는 병렬 포트와 같이 데이터의 전송을 가능하게 하는 임의의 포트일 수 있다. 클록(42)은 사용자가 위치하는 지리적 영역에 관련된 현재 시간을 유지하고 또한 시간을 측정하도록 구성될 수 있다. 측정기 유닛은, 예를 들어 배터리와 같은 전원에 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.

도 1c 내지 도 1e, 도 2, 도 3, 및 도 4b는 본 명세서에 기술된 방법 및 시스템과 함께 사용하기에 적합한 예시적인 검사 스트립(62)의 다양한 도면들을 나타낸다. 예시적인 실시예에는, 도 1c에 설명된 바와 같이, 말단부(distal end)(80)로부터 기단부(proximal end)(82)까지 연장되고, 측방향 에지(56, 58)들을 갖는 긴 본체를 포함하는 검사 스트립(62)이 제공된다. 도 1d에 나타낸 바와 같이, 검사 스트립(62)은 또한 제1 전극 층(66), 제2 전극 층(64), 및 2개의 전극 층(64, 66)들 사이에 개재된 스페이서(60)를 포함한다. 제1 전극 층(66)은 제1 전극(66), 제1 연결 트랙(76), 및 제1 접촉 패드(67)를 포함할 수 있으며, 여기서 제1 연결 트랙(76)은, 도 1d 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 제1 전극(66)을 제1 접촉 패드(67)에 전기적으로 연결한다. 도 1d 및 도 4b에 의해 나타낸 바와 같이, 제1 전극(66)은 시약 층(72) 바로 밑에 있는 제1 전극 층(66)의 일부분임에 주목한다. 유사하게, 제2 전극 층(64)은 제2 전극(64), 제2 연결 트랙(78), 및 제2 접촉 패드(63)를 포함할 수 있으며, 여기서 제2 연결 트랙(78)은, 도 1d, 도 2, 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 제2 전극(64)을 제2 접촉 패드(63)와 전기적으로 연결한다. 도 4b에 의해 나타낸 바와 같이, 제2 전극(64)은 시약 층(72) 위에 있는 제2 전극 층(64)의 일부분임에 주목한다.

도시된 바와 같이, 샘플-수용 챔버(61)는, 도 1d 및 도 4b에 의해 나타낸 바와 같이, 제1 전극(66), 제2 전극(64), 및 검사 스트립(62)의 말단부(80) 부근의 스페이서(60)에 의해 한정된다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 전극(66) 및 제2 전극(64)은 각각 샘플-수용 챔버(61)의 하부 및 상부를 한정할 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 스페이서(60)의 절결 영역(68)이 샘플-수용 챔버(61)의 측벽을 한정할 수 있다. 일 태양에서, 샘플-수용 챔버(61)는, 도 1c 내지 도 1e에 도시된 바와 같이, 샘플 입구 또는 통기구를 제공하는 포트(70)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 포트들 중 하나는 유체 샘플이 들어가게 할 수 있고, 다른 포트는 공기가 나가게 할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 샘플-수용 챔버(61)(또는 검사 셀 또는 검사 챔버)는 작은 부피를 가질 수 있다. 예를 들어, 챔버(61)의 부피는 약 0.1 마이크로리터 내지 약 5 마이크로리터, 약 0.2 마이크로리터 내지 약 3 마이크로리터, 또는, 바람직하게는, 약 0.3 마이크로리터 내지 약 1 마이크로리터의 범위일 수 있다. 작은 샘플 부피를 제공하기 위하여, 절결부(68)는 약 0.01 ㎠ 내지 약 2 ㎠, 약 0.02 ㎠ 내지 약 0.15 ㎠, 또는 바람직하게는 약 0.03 ㎠ 내지 약 0.08 ㎠ 범위의 면적을 가질 수 있다. 게다가, 제1 전극(66) 및 제2 전극(64)은 약 1 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터, 바람직하게는 약 10 마이크로미터 내지 약 400 마이크로미터, 더 바람직하게는 약 40 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터 범위로 이격될 수 있다. 전극의 상대적으로 가까운 간격은 또한 산화환원 사이클링이 일어나게 할 수 있는데, 여기서 제1 전극(66)에서 발생한 산화된 매개자(mediator)는 제2 전극(64)으로 확산되어 환원되고, 그 후에 제1 전극(66)으로 확산되어 돌아와 다시 산화될 수 있다. 당업자는 다양한 그러한 부피, 면적, 또는 전극의 간격이 본 발명의 사상 및 범주 내에 있음을 인식할 것이다.

일 실시예에서, 제1 전극 층(66) 및 제2 전극 층(64)은 금, 팔라듐, 탄소, 은, 백금, 산화주석, 이리듐, 인듐, 또는 이들의 조합(예를 들어, 인듐 도핑된 산화주석)과 같은 재료로부터 형성된 전도성 재료일 수 있다. 게다가, 절연 시트(도시되지 않음) 상에 스퍼터링, 무전해 도금, 또는 스크린-인쇄 공정에 의해 전도성 재료를 배치함으로써 전극을 형성시킬 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 제1 전극 층(66) 및 제2 전극 층(64)은 각각 스퍼터링된 팔라듐 및 스퍼터링된 금으로부터 제조될 수 있다. 스페이서(60)로서 채용될 수 있는 적합한 재료는, 예를 들어, 플라스틱(예를 들어, PET, PETG, 폴리이미드, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌), 규소, 세라믹, 유리, 접착제, 및 그의 조합과 같은 다양한 절연 재료를 포함한다. 일 실시예에서, 스페이서(60)는 폴리에스테르 시트의 대향 면들 상에 코팅된 양면 접착제의 형태일 수 있는데, 여기서 접착제는 감압성이거나 열 활성화될 수 있다. 본 발명자들은, 제1 전극 층(66), 제2 전극 층(64), 또는 스페이서(60)를 위한 다른 다양한 재료가 본 발명의 사상 및 범주 내에 있음을 언급한다.

제1 전극(66) 또는 제2 전극(64)은 인가된 검사 전압의 크기 또는 극성에 따라 작동 전극의 기능을 수행할 수 있다. 작동 전극은 환원된 매개자 농도에 비례하는 한계 검사 전류를 측정할 수 있다. 예를 들어, 전류 한계 화학종이 환원된 매개자(예를 들어, 페로시아나이드)인 경우, 검사 전압이 제2 전극(64)에 대한 산화환원 매개자 전위보다 충분히 크기만 하면, 이는 제1 전극(66)에서 산화될 수 있다. 그러한 상황에서, 제1 전극(66)은 작동 전극의 기능을 수행하고, 제2 전극(64)은 상대/기준 전극의 기능을 수행한다. 본 발명자들은 상대/기준 전극을 간단히 기준 전극 또는 상대 전극이라고 지칭할 수 있음을 언급한다. 모든 환원된 매개 물질이 작동 전극 표면에서 고갈된 때 한계 산화가 일어나, 측정된 산화 전류가 벌크 용액으로부터 작동 전극 표면을 향해 확산하는 환원된 매개 물질의 유속(flux)에 비례하게 한다. "벌크 용액"이라는 용어는 환원된 매개 물질이 고갈 구역 내에 위치되지 않는 작동 전극으로부터 충분히 멀리 떨어져 있는 용액의 부분을 말한다. 검사 스트립(62)에 대해 달리 언급하지 않는다면, 검사 측정기(10)에 의해 인가된 모든 전위가 이후부터 제2 전극(64)에 대해 언급될 것임에 주목하여야 한다.

유사하게, 검사 전압이 산화환원 매개자 전위보다 충분히 작은 경우, 환원된 매개자는 제2 전극(64)에서 한계 전류로서 산화될 수 있다. 그러한 상황에서, 제2 전극(64)은 작동 전극의 기능을 수행하고, 제1 전극(66)은 상대/기준 전극의 기능을 수행한다.

초기에, 분석은 소정 분량의 유체 샘플을 포트(70)를 통해 샘플-수용 챔버(61) 내로 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 일 태양에서, 포트(70) 또는 샘플-수용 챔버(61)는 모세관 작용이 유체 샘플로 하여금 샘플-수용 챔버(61)를 충전하게 하도록 구성될 수 있다. 제1 전극(66) 또는 제2 전극(64)은 샘플-수용 챔버(61)의 모세관 현상을 촉진하기 위하여 친수성 시약으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 2-메르캅토에탄 설폰산과 같은 친수성 부분을 갖는 티올 유도된 시약을 제1 전극 또는 제2 전극 상에 코팅할 수 있다.

상기의 스트립(62)의 분석에서, 시약 층(72)은 PQQ 보조 인자 및 페리시아나이드를 기반으로 하는 포도당 탈수소효소(GDH: glucose dehydrogenase)를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, PQQ 보조 인자를 기반으로 하는 효소 GDH는 FAD 보조 인자를 기반으로 하는 효소 GDH로 대체될 수 있다. 하기 화학적 전환 T.1에 나타낸 바와 같이, 혈액 또는 대조 용액이 샘플 반응 챔버(61) 내로 투입될 때, 포도당은 GDH_(ox)에 의해 산화되고 그 과정에서 GDH_(ox)가 GDH_(red)로 변환된다. GDH(ox)는 GDH의 산화된 상태를 지칭하며, GDH_(red)는 GDH의 환원된 상태를 지칭한다는 것에 주목한다.

식 T.1 D-포도당 + GDH_(ox) 글루콘산 + GDH_(red)

다음으로, GDH_(red)는 하기의 화학 변환식 T.2에 나타낸 바와 같이 페리시아나이드(즉, 산화된 매개자 또는 Fe (CN)₆ ^3-)에 의해 그의 활성 산화 상태로 다시 재생된다. GDH(ox)를 재생시키는 과정에서, 하기 T.2에 나타낸 반응으로부터 페로시아나이드(즉 환원된 매개자 또는 Fe(CN)₆ ^4-)가 재생된다:

식 T.2 GDH_(red) + 2 Fe(CN)₆ ^3- GDH_(ox) + 2 Fe(CN)₆ ^4-

도 5는 제1 접촉 패드(67a, 67b) 및 제2 접촉 패드(63)와 인터페이싱하는 검사 측정기(100)를 도시하는 단순화된 개략도를 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 접촉 패드(63)를 사용하여 U자형 노치(65)를 통해 검사 측정기에 대한 전기적 연결을 확립할 수 있다. 일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 검사 측정기(100)는 제2 전극 커넥터(101), 및 제1 전극 커넥터(102a, 102b), 검사 전압 유닛(106), 전류 측정 유닛(107), 프로세서(212), 메모리 유닛(210), 및 시각적 디스플레이(202)를 포함할 수 있다. 제1 접촉 패드(67)는 67a 및 67b로 표기되는 2개의 프롱(prong)을 포함할 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 제1 전극 커넥터(102a, 102b)들은, 각각 프롱(67a, 67b)들에 별도로 연결된다. 제2 전극 커넥터(101)는 제2 접촉 패드(63)에 연결될 수 있다. 검사 측정기(100)는 검사 스트립(62)이 검사 측정기(10)에 전기적으로 연결되어 있는지 여부를 결정하기 위해 프롱(67a, 67b)들 사이의 저항 또는 전기적 연속성을 측정할 수 있다. 전극(64, 66)들은 여기서 교번하는 신호들을 사용하여 샘플의 물리적 특징들을 검출하는 데 이용될 수 있다. 대안적으로, 교번하는 신호들을 사용한 샘플의 물리적 특성들의 검출을 허용하기 위하여 별도의 추가적인 전극들이 검사 챔버 내에 제공될 수 있다.

측정기(10)는 검사 스트립(62)에 복수의 전압들을 인가하고 검사 스트립(62)의 검사 챔버 내에서의 전기화학적 반응으로부터 기인하는 과도 전류 출력을 측정하는 데에 사용될 수 있는 전자 회로를 포함할 수 있다. 측정기(10)는 또한 본 명세서에 개시된 바와 같은 유체 샘플 내의 분석물 농도를 결정하기 위한 방법을 위한 한 세트의 명령어들을 갖는 신호 프로세서를 포함할 수 있다.

알려진 바와 같이, 사용자는 검사 스트립을 검사 측정기의 스트립 포트 커넥터 내로 삽입하여 검사 스트립의 적어도 2개의 전극들을 스트립 측정 회로에 연결한다. 이는 측정기(100)를 켜고, 측정기(100)는 제1 접촉 패드(67)와 제2 접촉 패드(63) 사이에 검사 전압 또는 전류를 인가할 수 있다. 일단 단계 602로부터 스트립(62)이 삽입되었다는 것을 검사 측정기(100)가 인식하면, 검사 측정기(100)가 켜지고 유체 검출 모드를 개시한다. 유체 검출 모드는 검사 측정기(100)로 하여금 제1 전극(66)과 제2 전극(64) 사이에 약 1 마이크로암페어의 일정 전류를 인가하게 한다. 검사 스트립(62)이 초기에 건조되어 있으므로, 검사 측정기(10)는 상대적으로 큰 전압을 측정한다. 유체 샘플이 검사 챔버 상으로 침착될 때, 샘플은 제1 전극(66)과 제2 전극(64) 사이의 간극에 걸쳐 있게 되고, 검사 측정기(100)는 검사 측정기(10)로 하여금 제1 전압 전위(E1)의 인가에 의해 포도당 검사를 자동적으로 개시하게 하는 미리 결정된 임계치 미만인 측정된 전압에서의 감소를 측정할 것이다.

도 6a에서, 샘플 내의 분석물은 검사 시퀀스 타이머에 의한 T=0에서의 검사 시퀀스의 개시로 시작하는 검사 챔버 내에서의 전기화학 반응으로 인해 하나의 형태(예를 들어, 포도당)로부터 상이한 형태(예를 들어, 글루코산)로 변환되는데, 이 타이머는 (도 7a에서의) 스트립 충전의 검출에 의해 그리고 t1의 제1 지속기간 동안에 전위를 E1에서 설정하는 것에 의해 설정된다. 시스템은 제2 지속기간(t2) 동안에 제1 전압 전위를 E1로부터 제1 전압과는 상이한 제2 전압 전위(E2)(도 6a)로 스위칭함으로써 진행하고, 이어서 시스템은 제3 지속기간(t3) 동안에 제2 전압을 제2 전압(E2)과는 상이한 제3 전압(E3)(도 6a)으로 추가로 변화시킨다.

도 6a는 규정된 구간들 동안에 검사 스트립(62)에 인가되는 복수의 검사 전압들의 예시적인 차트이다. 복수의 검사 전압들은, 샘플이 인가되었음을 충전 검출 회로가 표시할 때마다 시스템이 시작 시각(T=0)을 설정하는 것으로 시작하는 제1 시간 구간(t₁) 동안의 제1 검사 전압(E1)을 포함할 수 있다. t1 이후에, 제2 시간 구간(t₂) 동안에 제2 검사 전압(E2)이 인가되고, 제3 시간 구간(t₃) 동안에 제3 검사 전압(E3)이 인가된다. 제3 전압(E3)은 기전력의 크기, 극성, 또는 둘 모두의 조합에 있어서 제2 검사 전압(E2)에 대해 상이할 수 있다. 바람직한 실시예에서, E3은 E2와 동일한 크기이나 극성에 있어서는 반대일 수 있다. 포도당 검사 시간 구간(t_G)은 포도당 검사(그러나 반드시 포도당 검사에 연관된 모든 계산은 아님)를 수행하기 위한 시간량을 나타낸다. 포도당 검사 시간 구간(t_G)은 약 1.1초 내지 약 5초의 범위일 수 있다. 또한, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제2 검사 전압(E2)은 직류(DC) 검사 전압 성분 및 중첩된 교류(AC) 또는 대안적으로 진동 검사 전압 성분을 포함할 수 있다. 중첩된 교류 또는 진동 검사 전압 성분은 t_cap으로 나타내어진 시간 구간 동안에 인가될 수 있다.이러한 중첩된 교류 전압은 검사가 수행되는 충분한 부피의 유체 샘플을 스트립이 갖는지 여부를 결정하기 위해 이용된다. 전기화학 검사를 위한 충분한 부피를 결정하기 위한 이러한 기술의 상세 사항이 미국 특허 제7,195,704호, 제6,872,298호, 제6,856,125호, 제6,797,150호에 도시되고 설명되어 있으며, 이 문헌들은 사본이 첨부로 제공되는 상태로 마치 본 명세서에 완전히 기재된 것처럼 참고로 포함된다.

시간 구간들 중 임의의 시간 구간 동안에 측정된 복수의 검사 전류 값들은 마이크로초 당 약 1회 측정 내지 100 밀리초, 바람직하게는 약 매 10 내지 50 밀리초에 약 1회 측정의 범위인 샘플링 빈도로 수행될 수 있다. 직렬 방식으로 3개의 검사 전압들을 사용하는 실시예가 기술되어 있으나, 포도당 검사는 상이한 개수의 개방 회로 및 검사 전압들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 대안적인 실시예로서, 포도당 검사는 제1 시간 구간 동안의 개방 회로, 제2 시간 구간 동안의 제2 검사 전압, 및 제3 시간 구간 동안의 제3 검사 전압을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 및 "제3"에 대한 언급이 편의상 선택되는 것이며, 검사 전압이 인가되는 순서를 반드시 반영하는 것은 아님에 주목해야 한다. 예를 들어, 실시예는 제1 및 제2 검사 전압의 인가 전에 제3 검사 전압이 인가될 수 있는 전위 파형을 가질 수 있다.

이러한 예시적인 시스템에서, 시스템을 위한 과정은 제1 시간 구간(t₁)(예를 들어, 도 6a에서 1초) 동안에 제1 전극(66)과 제2 전극(64) 사이에 제1 검사 전압(E1)(예를 들어, 도 6a에서 대략 20 ㎷) 을 인가할 수 있다. 제1 시간 구간(t₁)은 약 0.1초 내지 약 3초의 범위, 바람직하게는 약 0.2초 내지 약 2초의 범위, 가장 바람직하게는 약 0.3 초 내지 약 1.1 초의 범위일 수 있다.

샘플-수용 또는 검사 챔버(61)가 샘플로 완전히 충전될 수 있도록, 그리고 또한 시약 층(72)이 적어도 부분적으로 용해되거나 용매화될 수 있도록, 제1 시간 구간(t₁)은 충분히 길 수 있다. 일 태양에서, 상대적으로 작은 양의 환원 또는 산화 전류가 측정되도록, 제1 검사 전압(E1)은 매개자의 산화환원 전위에 상대적으로 가까운 값일 수 있다. 도 6b는 제2 및 제3 시간 구간(t2, t3)들과 비교하여 제1 시간 구간(t₁) 동안에 상대적으로 작은 양의 전류가 관찰된다는 것을 보여준다. 예를 들어, 페리시아나이드 또는 페로시아나이드를 매개자로서 사용하는 경우, 도 6a의 제1 검사 전압(E1)은 약 1 ㎷ 내지 약 100 ㎷의 범위, 바람직하게는 약 5 ㎷ 내지 약 50 ㎷의 범위, 가장 바람직하게는 약 10 ㎷ 내지 약 30 ㎷의 범위일 수 있다. 바람직한 실시예에서 인가된 전압은 양의 값으로 주어져 있으나, 청구된 발명의 의도하는 목적을 달성하기 위하여 음의 도메인 내의 동일한 전압이 또한 이용될 수 있다.

도 6a를 다시 참조하면, 제1 검사 전압(E1)을 인가한 후에, 검사 측정기(10)는 제1 전극(66)과 제2 전극(64) 사이에 제2 검사 전압(E2)(예를 들어, 도 6a에서 대략 300 ㎷)을 제2 시간 구간(t₂)(예를 들어, 도 6a에서 약 3초) 동안에 인가한다. 제2 검사 전압(E2)은 제1 검사 전압(E1)과는 상이한 값일 수 있으며, 한계 산화 전류가 제2 전극(64)에서 측정되도록 산화환원 매개자 전위가 충분히 음의 값일 수 있다. 예를 들어, 페리시아나이드 또는 페로시아나이드를 매개자로서 사용하는 경우, 제2 검사 전압(E2)은 약 0 ㎷ 내지 약 600 ㎷의 범위, 바람직하게는 약 100 ㎷ 내지 약 600 ㎷의 범위, 더 바람직하게는 약 300 ㎷일 수 있다.

환원된 매개자(예를 들어, 페로시아나이드)의 발생 속도를 한계 산화 전류의 크기를 기초로 모니터링할 수 있도록 제2 시간 구간(t₂)은 충분히 길어야 한다. 시약 층(72)과의 효소적 반응에 의해 환원된 매개자가 발생된다. 제2 시간 구간(t₂) 동안에, 환원된 매개자의 한계량이 제2 전극(64)에서 산화되고, 산화된 매개자의 비-한계량이 제1 전극(66)에서 환원되어 제1 전극(66)과 제2 전극(64) 사이에 농도 구배를 형성한다.

예시적인 실시예에서, 제2 시간 구간(t₂)은 또한 페리시아나이드의 충분한 양이 제2 전극(64)으로 확산되거나 제1 전극 상의 시약으로부터 확산되도록 충분히 길어야 한다. 제3 검사 전압(E3) 동안에 제1 전극(66)에서 산화되는 페로시아나이드에 대하여 한계 전류가 측정될 수 있도록, 충분한 양의 페리시아나이드가 제2 전극(64)에 요구된다. 제2 시간 구간(t₂)은 약 60초 미만일 수 있고, 바람직하게는 약 1.1초 내지 약 10초의 범위, 더 바람직하게는 약 2초 내지 5초의 범위일 수 있다. 마찬가지로, 도 6a에 t_cap으로 나타낸 시간 구간은 또한 일정 범위의 시간에 걸쳐 지속될 수 있으나, 예시적인 일 실시예에서 이는 약 20 밀리초의 지속기간을 갖는다. 예시적인 일 실시예에서, 중첩되는 교류 검사 전압 성분은 제2 검사 전압(E2)의 인가 후 약 0.3 초 내지 약 0.4 초 후에 인가되며, 약 +/-50 ㎷의 진폭과 함께 약 109 ㎐의 주파수를 갖는 사인 파를 유도한다.

도 6b는 제2 시간 구간(t₂)의 시작 후의 상대적으로 작은 피크(i _pb )에 이어지는 제2 시간 구간(t₂) 동안의 산화 전류의 절대값의 점진적인 증가를 나타낸다. 작은 피크(i _pb )는 제1 전압(E1)으로부터 제2 전압(E2)으로의 전이 후에 내생적 또는 외생적 환원제(예를 들어, 요산)의 산화로 인해 발생한다. 이후에, 시약 층(72)에 의해 발생되고 나서 제2 전극(64)으로 확산되는 페로시아나이드에 의해 작은 피크(i _pb )가 야기된 후에, 산화 전류에 점진적인 절대 감소가 있다.

제2 검사 전압(E2)의 인가 후에, 검사 측정기(10)는 제1 전극(66)과 제2 전극(64) 사이에 제3 검사 전압(E3)(예를 들어, 도 6a에서 약 -300 ㎷)을 제3 시간 구간(t₃)(예를 들어, 도 6a에서 1초) 동안 인가한다. 제1 전극(66)에서 한계 산화 전류가 측정되도록, 제3 검사 전압(E3)은 매개자 산화환원 전위의 충분히 양성인 값일 수 있다. 예를 들어, 페리시아나이드 또는 페로시아나이드를 매개자로서 사용하는 경우, 제3 검사 전압(E3)은 약 0 ㎷ 내지 약 -600 ㎷의 범위, 바람직하게는 약 -100 ㎷ 내지 약 -600 ㎷의 범위, 더 바람직하게는 약 -300 ㎷일 수 있다.

산화 전류의 크기를 기초로 제1 전극(66) 부근의 환원된 매개자(예를 들어, 페로시아나이드)의 확산을 모니터링하기 위하여 제3 시간 구간(t₃)은 충분히 길 수 있다. 제3 시간 구간(t₃) 동안에, 환원된 매개자의 한계량이 제1 전극(66)에서 산화되고, 산화된 매개자의 비-한계량이 제2 전극(64)에서 환원된다. 제3 시간 구간(t₃)은 약 0.1초 내지 약 5초의 범위, 바람직하게는 약 0.3초 내지 약 3초의 범위, 더 바람직하게는 약 0.5초 내지 약 2초의 범위일 수 있다.

도 6b는 제3 시간 구간(t₃)의 시작점에서의 상대적으로 큰 피크(i _pc )에 이어지는 안정 상태 전류(i_ss) 값으로의 감소를 나타낸다. 일 실시예에서, 제2 검사 전압(E2)은 제1 극성을 가질 수 있고, 제3 검사 전압(E3)은 제1 극성에 반대되는 제2 극성을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 검사 전압(E2)은 매개자 산화환원 전위의 충분히 음인 전위일 수 있고, 제3 검사 전압(E3)은 매개자 산화환원 전위의 충분히 양인 전위일 수 있다. 제3 검사 전압(E3)은 제2 검사 전압(E2) 후에 즉시 인가될 수 있다. 그러나, 분석물 농도가 결정되는 방식에 따라 제2 및 제3 검사 전압들의 크기 및 극성이 선택될 수 있다는 것을, 당업자는 인식할 것이다.

도 6b를 참조하면, 단계 612에서의 시스템은 또한 제2 전압으로부터 제3 전압으로의 변화 후에 전극들로부터 과도 전류의 제2 전류 출력을 측정하고, 이어서 시스템은 제3 전압이 전극들에서 유지된 후에 과도 전류의 안정 상태 전류 출력을 근사하는 전류를 추정함으로써 진행한다.

과도 전류(CT)로부터의 포도당 농도의 결정을, 본 출원 내로 전체적으로 참고로 본 명세서에 포함되고 첨부물의 일부로서 본 출원에 첨부된, 2005년 9월 30일자로 출원되었고 발명의 명칭이 "신속 전기화학 분석을 위한 방법 및 장치(Method and Apparatus for Rapid Electrochemical Analysis)"이며 2010년 7월 6일자로 특허된 미국 특허 제7,749,371호에서 볼 수 있다.

본 발명자는 (샘플이 인가된 후에 검사 시퀀스 클록이 T=0으로 설정된 경우에) 검사 시퀀스의 시작을 위한 적절한 시작 시간이 본 발명에 이용되는 바이오센서의 샘플 검출기의 특성으로 인해 적절하지 않을 수 있음을 밝혀내었다. 제1, 제2 및 제3 구간들의 시간을 재기 위한 클록이 검사 시퀀스를 시작하기 위한 적절한 시간에 설정되지 않은 때, 포도당 농도를 계산하기 위하여 도 6b에서 과도 전류(CT)가 샘플링되는 시점들은 적절한 샘플링 시점들이 아니어서, 아마도 부정확한 또는 심지어 잘못된 포도당 결과로 이어질 수 있다. 이에 대한 이유는 바이오센서(62)가 별개의 샘플 검출 전극을 이용하지 않기 때문인 것으로 여겨진다. 대신에, 바이오센서(62)는 도 7a에 나타낸 바와 같이 전극(63, 67)들 사이에서 약 600 나노암페어의 대체로 일정한 전류를 구동하면서, 이들 전극을 가로질러 생성된 전압을 모니터링하려고 한다.

도 7a를 참조하면, 시스템은 t_시작 후 T_침착에서 샘플이 처음으로 침착되는 때를 결정할 수 있는데, 그 이유는 임의의 양의 샘플이 낮은 충분한 저항을 발생시켜 임의의 양의 샘플이 시점 T_침착 부근에서 전극들 상으로 놓이자 마자 시스템이 전압 강하를 검출할 수 있게 하기 때문이다. 챔버(61) 상으로 초기에 침착된 일정 부피의 샘플이 너무 느려 검사 챔버(61)를 충전시키지 못할 때 문제가 일어날 수 있다. 이를 개선하기 위하여, 시스템은 2개의 전극들 사이에서 검출된 전압의 롤링 평균("U_평균")을, 롤링 평균 전압(U_평균)이 약 0.5 볼트 이하일 때까지 수행하도록 설계된다. 이는, 도 6a의 타이밍 구간(t₁, t₂, t₃)들을 시작하기 위하여 시스템이 T=0에서 시퀀스 검사 타이밍 클록을 설정할 때 시간 지연이 시스템 내로 확립되어지게 한다. 그러나, 본 발명자는, 유체 샘플이 검사 챔버(61)를 아무리 빨리 또는 느리게 충전하고 있을지라도, 시간 지연이 대체로 약 75 밀리초임을 밝혀내었다. 샘플이 (예를 들어, 높은 퍼센트의 헤마토크릿(hematocrit) 혈액 샘플들에서 처럼) 높은 점도를 갖는 경우에, 그러한 75 밀리초는 샘플이 챔버 내로 유동하게 하기에 충분한 시간이 아닐 수 있다. 챔버가 불충분하게 충전된 때, 타이밍 구간(t₁, t₂, t₃)들을 위해 검사 시퀀스 클록이 0으로 설정될 때 의도되는 바와 같이 전기화학 반응이 진행되지 않아, 부정확한 결과로 이어질 수 있다. 한편, 샘플이 (예를 들어, 낮은 퍼센트의 헤마토크릿 혈액 샘플들에서처럼) 낮은 내부 마찰 또는 낮은 점도를 가질 때, 검사 챔버 내로 매우 빠르게 유동할 수 있는 샘플로 이어져, 검사 시퀀스 클록이 0으로 설정되기 전에도 소정 시간량 동안 전기화학 반응이 진행될 수 있게 한다. 결국, 낮은 또는 높은 점도의 샘플들의 경우, 샘플이 챔버 내로 유동하기 전에 검사 시퀀스가 시작했을 수 있거나, 검사 챔버가 완전히 충전되었을지라도 (검사 시퀀스 클록이 0으로 설정된 상태에서) 검사 시퀀스가 시작되지 않았을 수 있다. 따라서, 검사 시퀀스 시작 시간을 적절한 순간에 설정하는 것이 바이오센서의 정확도 및 정밀도를 더욱 개선하는 것으로 여겨진다.

검사 시퀀스 시간 클록을 개시시키기 전에 검사 챔버(61)가 충전을 멈추었음을 시스템이 검출하게 하기 위하여, 본 발명자는 샘플 충전 과정의 커패시턴스 검출을 사용하는 신규한 기술을 구현하였다. 이러한 기술에서, 검사 챔버(61) 내로 유동하는 샘플의 커패시턴스는 검사 챔버가 샘플 유체로 충전하는 것을 멈춘 때를 결정하는 데 사용된다. 동시에, 커패시턴스는 일단 검사 시퀀스가 시작되면 다른 잠재적인 문제의 해결을 허용하도록 샘플 크기의 부피를 추정하는 데 사용될 수 있다.

그러나, 기술의 개관을 기술하기 전에, 여기서 기술된 바이오센서들에 대한 커패시턴스 검출의 간단한 설명을 제공하는 것이 유용하다. 도 7b를 참조하면, 전극 층들을 갖는 바이오센서 검사 스트립(80) 및 검사 셀(61)은 일련의 저항기들(도 7b에서 개략적인 형태의 R_{Pd 접촉부}, R_{Pd 필름}, R_{Au 접촉부}; 및 R_{Au 필름})로서 표현될 수 있고, 검사 셀(61)은 도 7b에서의 R_{셀 컨덕턴스} 및 C_{이중 층}을 갖는 병렬 저항기-커패시터 회로로서 표현될 수 있다. 스트립(80)의 저항 및 검사 셀(61)의 병렬 저항기-커패시터는, 도 7c로서 여기에 나타낸, 바이오센서의 금 및 팔라듐 층들을 위한 직렬 저항기(R_스트립) 및 검사 셀(61)을 위한 병렬 저항기(R_셀) 및 커패시터(C) 회로를 갖는 회로의 형태인 도 7c로 모델링될 수 있다. 도 7c의 이러한 R-C 회로에서, 시스템은 주파수(f) 및 제곱평균제곱근("RMS") 진폭(V)을 갖는 교류 전압을 도출할 수 있고, 총 전류(

)를 RMS 값 및 위상각(

)으로서 측정할 수 있으며, 스트립 저항(R_스트립) 및 측정 회로에 의해 야기되는 임의의 위상 천이를 고려하기 위해 적절한 오프셋을 가지고서 검사 셀(61)의 커패시턴스(C)가 도출될 수 있다. 특히, 커패시턴스(C)는 하기의 수학식 1을 이용하여 결정될 수 있다:

[수학식 1]

상기 수학식에서,

는 총 전류를 나타내고;

는 위상각을 나타내며;

f인가된 신호의 주파수를 나타내고;

V는 인가된 신호의 크기를 나타낸다.

인가된 신호의 크기는 약 50 밀리볼트이고, 주파수는 약 109 헤르츠이다. 커패시턴스 측정 기술의 추가의 상세사항은, 공계류 중인 미국 특허출원 공개 제20110208435호, 제20110301861호, 및 제20110309846호로부터 얻어지는데, 이들 모두는 마치 본 명세서에 완전히 기재된 것처럼 본 출원 내에 참고로 본 명세서에 포함된다.

도 7d를 참조하면, 본 발명자는 검사 시퀀스가 시각 T=0에서 시작될 수 있도록 검사 챔버가 유체 샘플로 충전하는 것을 멈춘 때를 결정하는 데 샘플의 커패시턴스가 사용될 수 있음을 밝혀냈다. 구체적으로, 도 7d에서, 충전 단계 동안의 바이오센서의 커패시턴스 측정과 비교하여 검사 챔버가 충전을 멈추거나 실제로 충전된 때를 결정하는 데 고속 디지털 카메라가 사용되었다. 도 7d로부터, 적합한 샘플(예컨대, 이 경우에 이러한 스트립에 이용가능한 가장 점성의 또는 최고 점도의 대조 용액인 대조 용액 또는 혈액)이 검사 챔버 상에 침착될 때, 스트립 충전의 시작 후 대략 200 밀리초에서 측정 커패시턴스가 그의 비율 및 방향을 급격히 변화시킬 때(또는 변곡)까지, 측정된 커패시턴스가 상승하였음을 볼 수 있다. 커패시턴스의 변곡점은 디지털 카메라를 이용하여 관찰되는 바와 같은 실제 충전에 상대적으로 밀접하게 부합한다. 이와 같이, 커패시턴스 측정의 변곡점은 검사 시퀀스 클록(T)이 0으로 설정된 상태로 검사 시퀀스를 시작하기 위하여 검사 스트립이 유체 샘플로 충전하는 것을 멈추는 시점을 신뢰성 있게 나타내는 데 사용될 수 있다고 여겨진다. 결국, 본 발명자는 도 8a 및 도 8b와 관련하여 도시되고 기술된 신규한 기술을 제공하기 위하여 검사 스트립의 커패시턴스에서의 이러한 변곡 거동을 이용하였다.

도 8a는 이러한 신규한 검사 시작 시간 설정 기술을 사용한 샘플 내의 분석물 농도의 결정을 허용하는 논리(800)를 예시한다. 단계(802)는 측정기 또는 모니터가 켜지면서 시작하는데, 이는 소정의 검사기들의 경우에 바이오 센서의 삽입 또는 전원 스위치의 작동에 의할 수 있다. 단계(804)에서, 샘플이 검사 챔버(61)의 전극들 상에 침착될 수 있고, 샘플의 커패시턴스는 단계(806)에서 측정될 수 있다. 단계(808)에서, 측정 단계로부터의 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과인지 여부에 대해 평가가 이루어진다. 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과가 아닌 경우에, 즉 단계(808)가 "아니오"를 반환한 경우에, 측정 단계(806)를 다시 반복한다. 한편, 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과인 경우에, 즉 단계(808)가 "예"를 반환한 경우에, 단계(810)에서 유체 샘플의 다른 커패시턴스의 확인이 이루어진다. 단계(812)에서, 단계(810)로부터의 확인된 커패시턴스가 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인지 여부에 대해 다른 평가가 이루어진다. 확인된 커패시턴스가 커패시턴스의 이전의 측정치 이상인 경우에, 즉 단계(812)가 "아니오"를 반환하는 경우에, 확인 단계(810)가 다시 수행되는데, 그렇지 않으면, 확인된 커패시턴스가 샘플의 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인 경우에(즉, 단계(812)가 "예"를 반환하는 경우에), 확인된 커패시턴스는 제1 커패시턴스 값("C_시작")으로 단계(814)에서 저장된다. 동시에 또는 그 직후에, 시스템은 또한 검사 시퀀스 시간 클록을 0으로 설정하여, 시스템이 도 6a 및 도 6b에서의 포도당 측정 검사 시퀀스 구간(T_G)의 기준 시작 시간을 한정하게 할 수 있다.

개요를 말하면, 마이크로컨트롤러(106)를 포함하는, 본 명세서에 기술된 시스템은 분석물 검사 시퀀스의 시작 시간 T=0을 한정하기 위하여 (단계(806) 내지 단계(812)에 의한 샘플의 커패시턴스 변화의 변곡의 검출로 인해) 유체 샘플이 검사 챔버(61)를 충전하는 것을 멈춘 때를 (전극들에의 마이크로컨트롤러의 접속을 통해) 결정할 수 있다. 명료성을 위해, 이러한 커패시턴스 측정이 유체 샘플이 검사 챔버로 들어가는 것을 멈추었는지 여부를 1차적으로 결정하고 충분한 부피가 검사 챔버로 들어갔는지 여부를 2차적으로 결정하기 위한 것임에 주목해야 한다.

도 8a를 참조하면, 단계(816)는 도 6a에서의 검사 시퀀스 시간 클록의 0 시점으로부터 시작하는 측정 시퀀스 구간 동안에 적어도 2개의 전극들에 일련의 전기 전위들을 인가한다. 단계(818)를 참조하면, 논리는 또한 측정 검사 시퀀스 구간 동안에 적어도 2개의 전극들로부터 출력 과도 전류(CT)를 측정하거나 샘플링하여 (도 6b에서 여기에 나타낸) 일련의 출력 과도 전류들을 얻는다. 단계(820)에서, 분석물 농도, 예컨대 포도당 농도가 수학식 2 내지 수학식 4를 이용하여 과도 전류 출력들로부터 계산될 수 있다:

[수학식 2]

;

상기 수학식에서,

;

[수학식 3]

; 그리고

상기 수학식에서, a, b, c, p, 및 zgr은 포도당 계산 계수들이다.

일 실시예에서, p~0.523; a~0.14; zgr~2.

이러한 예시적인 실시예에서, i _pb 는 대략 1.1초에서 측정된 전류이고, i _pc 는 대략 4.1초에서 스트립(62)의 전극들로부터 측정된 전류이며, i_ss는 대략 5초에서 측정된 전류이다. 표기를 용이하게 하기 위하여, 이러한 알려진 포도당 농도 계산을 위한 수학식 3은 수학식 4로서 하기의 표기로 나타내어질 수 있다:

[수학식 4]

바람직한 실시예에서 인가된 전압은 양의 값으로 주어져 있으나, 청구된 발명의 의도하는 목적을 달성하기 위하여 음의 도메인 내의 동일한 전압이 또한 이용될 수 있다.

도 8a를 참조하면, 일단 포도당 농도가 계산되면, 시스템은 단계(822)에서 결과를 통지할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 어근 용어 "통지하다" 및 어근 용어에 대한 변형은 통지가 텍스트, 오디오, 시각 자료 또는 모든 통신 모드들의 조합을 통해 사용자에게 제공될 수 있다는 것을 나타낸다.

본 발명자는, 일단 시험 시퀀스가 시작되면 부정확한 결과를 야기할 수 있는, 검사 스트립의 "이중 투입(double dosing)"으로서 또한 알려진, 검사 스트립의 초기 투입 후에도 검사 스트립에 추가의 샘플들을 부가하는 사용자의 사례를 검출하기 위하여, 단계(814)에서 얻어진 충전-커패시턴스(C_시작)의 결정에 대해 다른 이익이 있음을 추가로 밝혀냈다. 검사 챔버(61)의 이중 또는 다중 투여를 검출하기 위하여, 본 발명자는 논리(800')를 갖는 도 8b와 관련하여 본 명세서에 나타내고 기술된 다른 기법을 고안하였다.

도 8b에서, 도면 부호 및 별표를 갖는 단계들은 도 8a에 기술된 대응하는 도면 부호와 동일한 기능을 가지며, 따라서 간결성을 위해 다시 기술되지 않을 것이다. 이와 같이, 본 발명자는 검사 시퀀스 클록(T)이 0으로 리셋되고 검사 시퀀스가 이 시점에서 제 시간에 시작되는 단계 817을 기술할 것이다. 도 6a에 나타낸 바와 같이, 제1 전위(E1)가 제1 시간 구간(t₁)(도 8a의 단계(816) 또는 단계(817)에서 검사 시퀀스 클록이 0으로 설정되는 T=0으로부터 측정됨) 동안에 인가된다. 제1 시간 구간(t₁) 후에, 제2 전위(E2)가 제2 시간 구간(t₂) 동안에 인가된다. 이러한 시간 구간(t₂) 동안에(예를 들어, 도 6a의 약 1.3초에서), 미리 결정된 주파수(약 109 ㎐)의 교류 신호(AC)의 사용을 통해, 검사 챔버의 커패시턴스가 단계(826)에서 결정되고 단계(828)에서 CAP_T2로서 저장된다. 본 발명자는, 제1 커패시턴스 측정과는 달리 이러한 제2 커패시턴스 측정이 주로 샘플의 충분한 부피가 있는지 여부를 결정하도록 의도됨에 주목한다. 이러한 측정의 상세사항이, 마치 본 명세서에 완전히 기재된 것처럼 포함된 미국 특허 제6,872,298호에 제공되어 있다.

단계(830)에서, 제2 시간 구간(또는 CAP_T2)에서의 커패시턴스가 제1 시간 구간(t₁) 전에 초기 충전 단계(또는 C_시작) 동안에 측정된 커패시턴스보다 큰지 여부에 대해 평가가 이루어진다. 참인 경우, 논리는 초기 충전 후에 검사 스트립의 다중 투입들이 있다는 점에서 오류가 통지되는 단계(832)로 이동한다. 한편, 평가 단계(830)가 "아니오"를 반환하면, 논리는 단계(834)로 이동하고, 이 단계는 앞서 기술된 바와 같이 단계(818, 820, 822)들로 (도 8a에서) 이동함으로써 검사 시퀀스가 계속되게 한다.

본 발명자들은, 이러한 신규한 기법이 임의의 분석물 측정에 적용가능하고 혈액의 포도당 측정으로 제한되지 않음에 주목한다. 예를 들어, 당업자는 커패시턴스의 측정치들 및 임계치 값들에 대한 적절한 수정을 이용하여, 요산, 케톤, 콜레스테롤, 크레아틴 등과 같은 다른 분석물 측정에 대해, 본 명세서에 기술된 것과 동일한 사상 및 취지로 이러한 신규한 기법을 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명이 특정 변형 및 예시적인 도면에 의하여 기술되었지만, 당업자는 본 발명이 기술된 변형 또는 도면으로 제한되지 않음을 인식할 것이다. 게다가, 상기 설명된 방법 및 단계가 소정 순서로 일어나는 소정 사건을 나타내는 경우에, 당업자는 소정 단계의 순서가 변경될 수 있고, 그러한 변경은 본 발명의 변형에 따름을 인지할 것이다. 부가적으로, 소정 단계는 가능한 경우에 병렬 과정으로 동시에 수행될 수도 있고, 또한 상기 설명된 바와 같이 순차적으로 수행될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 사상 내에 있거나 특허청구범위에서 확인되는 본 발명과 동등한 본 발명의 변형이 존재하는 경우, 본 특허는 이러한 변형을 또한 포함하는 것으로 의도된다.

Claims

검사 스트립(test strip) 및 상기 검사 스트립의 적어도 2개의 전극들에 연결되는 대응하는 커넥터들을 수용하도록 구성된 검사 스트립 포트(port)에 결합된 마이크로프로세서를 갖는 분석물 모니터로 유체 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
상기 적어도 2개의 전극들 상으로 유체 샘플을 침착시키는 단계;
상기 적어도 2개의 전극들로 상기 유체 샘플의 커패시턴스(capacitance)를 측정하는 단계;
상기 측정하는 단계로부터의 상기 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과인지 여부를 평가하는 단계;
상기 측정된 커패시턴스가 상기 제1 임계치 초과가 아닌 경우에, 상기 측정하는 단계를 다시 반복하고, 그렇지 않으면, 상기 측정된 커패시턴스가 상기 제1 임계치 초과인 경우에, 상기 유체 샘플의 커패시턴스를 확인하는 단계;
상기 확인하는 단계로부터의 상기 확인된 커패시턴스가 상기 커패시턴스의 이전의 측정치 미만이거나 그와 실질적으로 동일한지 여부를 평가하는 단계;
상기 확인된 커패시턴스가 커패시턴스의 이전의 측정치 이상인 경우에, 확인하는 단계를 다시 수행하고, 그렇지 않으면, 상기 확인된 커패시턴스가 상기 샘플의 상기 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인 경우에, 상기 확인된 커패시턴스를 제1 커패시턴스 값으로 저장하는 단계와, 분석물 측정 검사 시퀀스 구간의 시작 시간을 한정하기 위해 상기 저장하는 단계의 직후에 검사 시퀀스 시간 클록을 0으로 설정하는 단계; 및
상기 검사 시퀀스 시간 클록의 0인 시점으로부터 시작하는 상기 측정 시퀀스 구간 동안에 상기 적어도 2개의 전극들에 일련의 전기 전위들을 인가하는 단계;
일련의 출력 과도 전류들을 얻기 위하여 상기 측정 검사 시퀀스 구간 동안에 상기 적어도 2개의 전극들로부터 출력 과도 전류를 샘플링하는 단계; 및
상기 샘플링하는 단계의 상기 일련의 출력 과도 전류들로부터 분석물 농도를 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
검사 스트립 및 상기 검사 스트립의 적어도 2개의 전극들에 연결되는 대응하는 커넥터들을 수용하도록 구성된 검사 스트립 포트에 결합된 마이크로프로세서를 갖는 분석물 모니터로 유체 샘플로부터 분석물 농도를 결정하는 방법으로서,
상기 적어도 2개의 전극들 상으로 유체 샘플을 침착시키는 단계;
상기 적어도 2개의 전극들로 상기 유체 샘플의 커패시턴스를 측정하는 단계;
상기 측정하는 단계로부터의 상기 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과인지 여부를 평가하는 단계;
상기 측정된 커패시턴스가 상기 제1 임계치 초과가 아닌 경우에, 상기 측정하는 단계를 다시 반복하고, 그렇지 않으면, 상기 측정된 커패시턴스가 상기 제1 임계치 초과인 경우에, 상기 유체 샘플의 커패시턴스를 확인하는 단계;
상기 확인하는 단계로부터의 상기 확인된 커패시턴스가 상기 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인지 여부를 평가하는 단계;
상기 확인된 커패시턴스가 커패시턴스의 이전의 측정치 이상인 경우에, 확인하는 단계를 다시 수행하고, 그렇지 않으면, 상기 확인된 커패시턴스가 상기 샘플의 상기 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인 경우에, 상기 확인된 커패시턴스를 제1 커패시턴스 값으로 저장하는 단계와, 분석물 측정 검사 시퀀스 구간의 시작 시간을 한정하기 위해 상기 저장하는 단계의 직후에 검사 시퀀스 시간 클록을 0으로 설정하는 단계; 및
상기 검사 시퀀스 시간 클록의 0인 시점으로부터 시작하는 상기 측정 시퀀스 구간 동안에 상기 적어도 2개의 전극들에 일련의 전기 전위들을 인가하는 단계;
상기 시간 클록을 0으로 설정한 후에 상기 검사 시퀀스 구간 동안에 커패시턴스를 측정하는 단계;
상기 검사 시퀀스 구간 동안의 상기 측정된 커패시턴스를 제2 커패시턴스로 저장하는 단계;
상기 제2 커패시턴스의 크기가 상기 제1 커패시턴스 초과인지 여부를 평가하는 단계;
상기 평가하는 단계가 상기 제2 커패시턴스가 상기 제1 커패시턴스 초과임을 나타내는 경우에, 상기 검사 시퀀스 시간 클록의 시작 후에 부가되는 추가의 유체 샘플들로 인한 오류를 통지하는 단계를 포함하는, 방법.
검사 스트립 및 상기 검사 스트립의 적어도 2개의 전극들에 연결되는 대응하는 커넥터들을 수용하도록 구성된 검사 스트립 포트에 결합된 마이크로프로세서를 갖는 분석물 모니터로 유체 샘플에 대한 분석물 측정 검사 시퀀스의 시작 시간을 결정하는 방법으로서,
상기 적어도 2개의 전극들 상으로 유체 샘플을 침착시키는 단계;
상기 적어도 2개의 전극들로 상기 유체 샘플의 커패시턴스를 측정하는 단계;
상기 측정하는 단계로부터의 상기 측정된 커패시턴스가 제1 임계치 초과인지 여부를 평가하는 단계;
상기 측정된 커패시턴스가 상기 제1 임계치 초과가 아닌 경우에, 상기 측정하는 단계를 다시 반복하고, 그렇지 않으면, 상기 측정된 커패시턴스가 상기 제1 임계치 초과인 경우에, 상기 유체 샘플의 커패시턴스를 확인하는 단계;
상기 확인하는 단계로부터의 상기 확인된 커패시턴스가 상기 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인지 여부를 평가하는 단계;
상기 확인된 커패시턴스가 커패시턴스의 이전의 측정치 이상인 경우에, 확인하는 단계를 다시 수행하고, 그렇지 않으면, 상기 확인된 커패시턴스가 상기 샘플의 상기 커패시턴스의 이전의 측정치와 실질적으로 동일하거나 그 미만인 경우에, 상기 확인된 커패시턴스를 제1 커패시턴스 값으로 저장하는 단계와, 분석물 측정 검사 시퀀스 구간의 시작 시간을 한정하기 위해 상기 저장하는 단계의 직후에 검사 시퀀스 시간 클록을 0으로 설정하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정하는 단계는 미리 결정된 주파수의 교류 신호를 상기 적어도 2개의 전극들에 인가하는 단계 및 상기 적어도 2개의 전극들로부터 위상 신호를 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
제4항에 있어서, 상기 제1 임계치는 약 10 나노패럿(nanofarad)인, 방법.
제1항에 있어서, 상기 분석물은 포도당을 포함하는, 방법.
분석물 측정 시스템으로서,
시약이 상부에 배치된 기재(substrate),
검사 챔버 내에서 상기 시약에 근접해 있는 적어도 2개의 전극들을 포함하는, 분석물 검사 스트립;
상기 2개의 전극들에 연결되도록 배치된 스트립 포트 커넥터,
전원을 포함하는, 분석물 측정기; 및
상기 스트립 포트 커넥터와 상기 전원에 전기적으로 결합된 마이크로컨트롤러로서, 상기 검사 스트립이 상기 스트립 포트 커넥터 내로 삽입되고 유체 샘플이 상기 검사 챔버에 침착된 때, 분석물 검사 시퀀스의 시작 시간을 한정하기 위하여 상기 유체 샘플이 상기 검사 챔버를 충전하는 것을 멈춘 때를 상기 마이크로컨트롤러가 결정하게 하는, 상기 마이크로컨트롤러를 포함하는, 분석물 측정 시스템.
제7항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러는, 상기 샘플이 상기 검사 챔버를 충전하는 것을 멈추었음을 상기 마이크로컨트롤러가 결정한 때 검사 타이밍 클록을 시작하고, 각자의 시간 구간들 동안에 상기 적어도 2개의 전극들에 일련의 전기 전위들을 인가하고, 상기 동일한 각자의 시간 구간들에 걸쳐 출력 과도 전류를 샘플링하고, 상기 샘플링된 출력 과도 전류로부터 분석물 농도를 계산하도록 구성되는, 분석물 측정 시스템.
제7항에 있어서, 상기 분석물은 포도당을 포함하는, 분석물 측정 시스템.