KR20210041558A - 체액 샘플의 분석물 농도를 측정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents
체액 샘플의 분석물 농도를 측정하기 위한 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
체액 샘플의 분석물 농도(112)를 측정하기 위한 광학 테스트 스트립(110), 방법 및 키트(128)가 개시된다. 광학 테스트 스트립(119)은 다음을 포함한다:
a) 최소 하나의 투명 영역(116)을 갖는 테스트 스트립 캐리어(114);
b) 테스트 필드(118), 여기서 테스트 필드(118)는:
- 최소 하나의 캐리어 포일(120)을 포함하고, 여기서 캐리어 포일(120)은 테스트 스트립 캐리어(114)에 적용되고 테스트 스트립 캐리어(114)의 투명 영역(116)을 적어도 부분적으로 덮고;
- 캐리어 포일(120)에 도포된 최소 하나의 테스트 화학물질(122)을 포함하고, 테스트 화학물질(122)은 분석물과 광학적으로 검출 가능한 검출 반응을 수행하도록 구성되고, 테스트 화학물질(122)은 650 nm < λabs ≤ 1100 nm 범위의 최소 하나의 흡수 파장 λabs(144)을 갖는 빛을 적어도 부분적으로 흡수하도록 추가로 구성되고; 및
샘플(112)에 포함된 고체 성분을 적어도 부분적으로 필터링하기 위한 최소 하나의 다공성 재료(124)를 포함하고;
여기서 캐리어 포일(120)은 550 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm인 λblc ≤ WL저의 파장 λblc(146)을 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 적합화되는 최소 하나의 파장 필터 구성요소(121)를 가짐.
a) 최소 하나의 투명 영역(116)을 갖는 테스트 스트립 캐리어(114);
b) 테스트 필드(118), 여기서 테스트 필드(118)는:
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Description
본 발명은 체액 샘플의 분석물 농도를 측정하기 위한 광학 테스트 스트립 및 키트에 관한 것이다. 본 발명은 또한 체액 샘플의 분석물 농도를 측정하는 방법에 관한 것이고, 본 발명에 따른 광학 테스트 스트립, 키트 및 방법은 하나 이상의 체액 중의 하나 이상의 분석물의 농도를 정량적으로 또는 정성적으로 검출 및/또는 측정하기 위해 의료 진단에서 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 적용 분야가 또한 가능하다.
의료 진단 분야에서, 많은 경우에, 혈액, 간질액, 소변, 타액 또는 기타 유형의 체액과 같은 체액 샘플에서 하나 이상의 분석물의 농도가 검출 및/또는 측정되어야 한다. 검출될 분석물의 예는 글루코스, 트리글리세라이드, 락테이트, 콜레스테롤 또는 이들 체액에 전형적으로 존재하는 다른 유형의 분석물이다. 분석물의 농도 및/또는 존재에 따라, 필요한 경우 적절한 처리가 선택될 수 있다.
US 2006/0051738 A1은 한 방울의 전혈과 반응하여 글루코스 및 광산란 분석물, 예컨대 유미미립을 보고할 수 있는 진단 건조 시약 테스트를 설명한다. 그러한 건조 시약 테스트는 전기화학적 검출 방법, 광학 검출 방법, 또는 두 가지 방법을 모두 사용할 수 있다. 이들 테스트는 당뇨병 환자에게 과도한 양의 지방을 포함하는 식사에 의해 야기된 과도한 수준의 식후 지질혈증을 경고하므로, 당뇨병 환자의 심혈관 합병증의 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있다.
US 2018/0172591 Al은 광학 바이오센서를 설명한다. 광학 바이오센서는 기판; 기판에 배치되어 빛이 조사되면 전기 신호를 생성하는 광센서; 및 광센서에 배치되고, 빛이 조사되면 형광, 소광 또는 발광을 통해 빛을 방출하는 유도 물질 및 분석될 표적 물질을 포함하는 바이오 샘플 층을 포함하고, 여기서 광센서는 형광, 소광 또는 발광을 통해 유도 물질로부터 방출된 빛으로 조사된다. 광학 센서는 빛이 조사되면 광센서를 통한 빛에 의해 변화된 바이오 샘플의 스펙트럼을 검출하고 변화된 스펙트럼을 전기적 신호로 변환하여, 별도의 검출기를 사용하지 않고 바이오 샘플의 분석을 가능하게 한다.
US 2005/0109951 A1은 휴대용 형광 검출을 위한 장치, 시스템 및 방법을 설명한다. 상기 발명의 휴대용 장치는 파장 범위가 빛의 최소 하나의 파장으로 정의되는 저전력 빛을 특징으로 한다. 광원은 소비되는 전력의 대부분이 투과광으로 전환되도록 바람직하게는 매우 에너지 효율적이다. 여기된 형광단으로부터 방출된 빛은 바람직하게는 저비용 및 저전력 광검출기로 검출된다. 임의로 매우 민감한 광학 검출기가 사용될 수 있기는 하지만, 바람직하게는 형광이 예를 들어 보통의 광다이오드 또는 CCD(전하-결합 장치) 센서와 같은 임의의 광 감지 장치로 검출된다.
WO 2013/158505 A1은 생물학적 샘플 중의 효소 또는 생화학적 분석물의 활성 수준 또는 농도 중 최소 하나를 검출 및 정량화하기 위한 효소 기반 진단 테스트 시스템을 설명한다. 그러한 효소 기반 진단 테스트 시스템은 관리 시점에 신속하고, 정확하며, 저렴한 실험실 품질 테스트를 제공할 수 있다. 효소 기반 진단 테스트 시스템은 샘플 중의 효소의 양 또는 활성을 분석하기 위해 또는 샘플 중 효소 기질의 농도를 효소적으로 결정하기 위해 구성된 층류 크로마토그래피 분석 카세트를 포함할 수 있다. 추가로, 효소 기반 진단 테스트 시스템은 데이터 수집 및 데이터 분석 능력을 갖는 테스트 장치(예를 들어, 스마트폰 또는 유사한 원격 컴퓨팅 장치)를 포함할 수 있다. 그러한 테스트 장치는 자동화 데이터 보고 및 결정 지원을 또한 포함할 수 있다.
일반적으로, 당업자에게 공지인 장치 및 방법은 검출될 분석물의 존재에서 하나 이상의 검출 가능한 검출 반응, 예컨대 광학적으로 검출 가능한 검출 반응을 수행할 수 있는 하나 이상의 테스트 화학을 포함하는 테스트 요소를 사용한다.
전형적으로, 변화로부터 검출될 최소 하나의 분석물의 농도를 도출하기 위해, 테스트 화학에서 하나 이상의 광학적으로 검출 가능한 변화가 모니터링된다. 테스트 화학의 광학 특성의 최소 하나의 변화를 검출하기 위해, 다양한 유형의 검출기가 당해 분야에 공지이다. 최근 발전에서, 이동 전화, 랩탑, 스마트폰 및 기타 휴대용 장치와 같은 가전 제품이 테스트 화학에서의 변화를 검출하기 위한 검출기로서 사용되는 것으로 인기를 얻게 되었다. 일반적인 테스트 스트립에서 테스트 화학의 광학 특성 변화를 검출하기 위한 가전 제품 사용 이외에도, 가전 제품, 예를 들어 휴대용 장치의 카메라 사용에 의한 특수하게 설계된 테스트 모듈로부터의 정보 획득이 당해 분야에 또한 공지이다. 따라서, US 2017/0343480 A1은 스트립 모듈을 사용하는 휴대용 단말기에 의한 혈당 수준 측정 방법을 개시한다. 스트립 모듈은 염료 패드에 도포된 샘플에 반응하여 색상이 변하는 염료 패드를 포함한다. 스트립 모듈은 또한 제1 면 및 제2 면을 갖는 투명 스트립을 포함한다. 제1 면은 제2 면과 반대쪽이다. 염료 패드는 투명 스트립의 제1 면에 장착되고, 투명 스트립은 제2 면에 인접하여 위치한 휴대용 단말기의 광원으로부터 제공된 빛을 반사하여 빛을 염료 패드에 전달한다.
그러나, 체액 샘플 중의 분석물 농도 측정 목적을 위해 가전 제품을 사용하는 것에 관련된 이점에도 불구하고, 여러 기술적 과제가 남아 있다. 구체적으로, 주변광이 스마트폰 카메라와 같은 모바일 장치의 카메라에 의해 검출된 빛에 크게 기여할 수 있다. 따라서, 결정된 분석물 농도에 대한 주변광의 영향이 일반적으로 고려되어야 하며, 이는 지금까지 예를 들어 US 2017/0343480 A1에서 공지인 것과 같이 조명 장치, 추가적인 결합 수단 및 특수하게 설계된 테스트 스트립의 복잡한 조합을 필요로 한다. 특히, 추가적인 하드웨어 사용에 의한 주변광의 영향을 고려하는 일반적인 접근 방식은, 일반적으로 사용자에게 상당한 불편함을 유발하고 경제적인 부담을 증가시킨다.
해결하려는 과제
그러므로 위에서 언급된 분석 측정의 기술적 과제를 해결하는 장치 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 추가적인 하드웨어를 필요로 하지 않고 체액 샘플의 분석물 농도를 결정 또는 측정할 때 주변광의 영향을 줄이는 광학 테스트 스트립, 키트 및 방법이 제공되어야 한다.
요약
이 문제는 독립항의 특징을 갖는, 체액 샘플의 분석물 농도 측정을 위한 광학 테스트 스트립, 키트 및 방법에 의해 해결된다. 분리된 방식으로 또는 임의의 조합으로 실현될 수 있는 유리한 구체예가 종속항에 나열된다.
이하에서 사용되는 용어 "가지다", "포함하다(comprise)" 또는 "포함하다(include)" 또는 이들의 임의의 문법적 변형이 비배타적인 방식으로 사용된다. 따라서, 이들 용어는, 이들 용어에 의해 도입된 특징 이외에도 이 문맥에서 설명된 개체에 존재하는 추가 특징이 없는 상황 및 하나 이상의 추가 특징이 존재하는 상황 모두를 지칭할 수 있다. 예로서, 표현 "A가 B를 갖는다", "A가 B를 포함한다(comprise)" 및 "A가 B를 포함한다(include)"는 B 이외에 다른 요소가 존재하지 않는 상황 (즉 단독으로 그리고 배타적으로 B로 구성되는 상황) 및 B 이외에 하나 이상의 추가 요소, 예컨대 요소 C, 요소 C 및 D 또는 추가 요소가 개체 A에 존재하는 상황을 모두 지칭할 수 있다.
또한, 특징 또는 요소가 한 번 이상 존재할 수 있음을 나타내는 용어 "최소 하나의", "하나 이상의" 또한 유사한 표현은 전형적으로 각각의 특징 또는 요소를 도입할 때 한 번만 사용될 것임에 유의해야 한다. 아래에서, 대부분의 경우, 각각의 특징 또는 요소를 언급할 때, 표현 "최소 하나의" 또는 "하나 이상의"는 각각의 특징 또는 요소가 한 번 이상 존재할 수 있다는 사실에도 불구하고 반복되지 않을 것이다.
또한, 아래에서 사용되는 용어 "바람직하게는", "더욱 바람직하게는", "특히", "더욱 특정하게는", "구체적으로", "더욱 구체적으로" 또는 유사한 용어는 대안적인 가능성을 제한하지 않고 선택적 특징과 함께 사용된다. 따라서, 이들 용어에 의해 도입된 특징은 선택적 특징이고 어떤 방식으로도 청구항의 범위를 제한하려는 의도가 아니다. 당업자가 인식할 것과 같이 본 발명은 대안적인 특징을 사용하여 수행될 수 있다. 유사하게, "본 발명의 구체예에서" 또는 유사한 표현에 의해 도입된 특징은, 본 발명의 대안적인 구체예에 대한 어떤 제한도 없고, 발명의 범위에 대한 어떤 제한도 없고, 그러한 방식으로 도입된 특징을 본 발명의 다른 선택적 또는 비선택적 특징과 조합할 가능성에 관한 어떤 제한도 없이 선택적인 특징인 것으로 의도된다.
제1 양태에서, 체액 샘플의 분석물 농도를 측정하기 위한 광학 테스트 스트립이 개시된다. 광학 테스트 스트립은 최소 하나의 투명 영역 및 테스트 필드를 갖는 테스트 스트립 캐리어를 포함한다. 테스트 필드는 최소 하나의 캐리어 포일, 캐리어 포일에 도포된 최소 하나의 테스트 화학물질 및 최소 하나의 다공성 재료를 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "광학 테스트 스트립"은 광범위한 용어이며 당업자에게 일반적이고 관습적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 체액 샘플의 분석물 농도를 측정하도록 구성된 임의의 요소를 지칭할 수 있다. 광학 테스트 스트립은 특히 색상 변화 검출 반응을 수행하여 분석물 농도에 대한 광학적으로 검출 가능한 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 예로서, 광학 테스트 스트립은 특히 스트립 모양일 수 있고, 따라서 테스트 스트립은 길고 좁은 모양을 가질 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "분석물"은 광범위한 용어이며 당업자에게 통상적이고 관례적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 검출될 및/또는 측정될 하나 이상의 특정 화합물 및/또는 다른 파라미터를 지칭할 수 있다. 예로서, 최소 하나의 분석물은 글루코스, 콜레스테롤 또는 트리글리세라이드 중 하나 이상과 같이 대사에 참여하는 화합물일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 다른 유형의 분석물 또는 파라미터, 예를 들어 pH 값이 결정될 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "샘플의 분석물 농도 측정"은 광범위한 용어이며 당업자에게 통상적이고 관례적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 임의의 샘플 중의 최소 하나의 분석물의 정량적 및/또는 정성적 결정을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 샘플은 체액, 예컨대 혈액, 간질액, 소변, 타액 또는 다른 유형의 체액을 포함할 수 있다. 측정 결과는, 예로서, 분석물의 농도 및/또는 측정될 분석물의 존재 또는 부재일 수 있다. 구체적으로, 예로서, 측정은 혈당 측정일 수 있고, 따라서 측정 결과는 예를 들어 혈당 농도일 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "테스트 스트립 캐리어"는 광범위한 용어이며 당업자에게 통상적이고 관례적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 광학 테스트 스트립에, 구체적으로 테스트 필드에 안정화 수단을 제공하도록 구성된 임의의 기판을 지칭할 수 있다. 테스트 스트립 캐리어는 구체적으로 스트립 모양, 예를 들어 직사각형 스트립의 모양일 수 있다. 테스트 스트립 캐리어는, 예로서, 가요성 및/또는 변형성일 수 있다. 테스트 스트립 캐리어는, 예로서, 1 mm 내지 20 mm, 예를 들어 2 mm 내지 5 mm의 너비, 예를 들어 테스트 스트립의 종방향 축에 수직인 측면 연장을 가질 수 있다. 테스트 스트립 캐리어는 10 mm 내지 70 mm, 예를 들어 15 mm 내지 50 mm의 길이, 예를 들어 종방향 연장을 추가로 포함할 수 있다. 길이는 예를 들어 1.5 배 이상 너비를 초과할 수 있다. 테스트 스트립 캐리어는 추가로 100 마이크로미터 내지 2 mm, 예를 들어 500 마이크로미터 내지 1 mm의 두께를 가질 수 있다. 테스트 스트립 캐리어는 최소 하나의 재료, 예컨대 플라스틱 재료, 세라믹 재료 또는 종이 중 하나 이상으로 완전히 또는 부분적으로 만들어질 수 있다. 구체적으로, 테스트 스트립 캐리어는 최소 하나의 플라스틱 포일로 완전히 또는 부분적으로 만들어질 수 있다. 테스트 스트립 캐리어는 단일 층 또는 복수의 층으로 만들어질 수 있다. 테스트 스트립 캐리어는 구체적으로, 예컨대 가시 광선에 대해 완전히 또는 부분적으로 투명하지 않은 최소 하나의 재료를 포함함으로써 불투명할 수 있다.
테스트 스트립 캐리어는 예를 들어 반투명 재료로 완전히 또는 부분적으로 만들어진 영역 또는 테스트 스트립 캐리어에서 최소 하나의 개구부, 파열부 또는 구멍을 갖는 영역과 같은 최소 하나의 투명 영역을 갖는다. 투명 영역은, 예로서, 원형, 타원형 또는 다각형 모양을 가질 수 있다. 투명 영역은, 예로서, 투명하지 않거나 불투명한 테스트 스트립 캐리어의 재료에 의해 완전히 또는 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 투명 영역은, 예로서, 테스트 스트립 캐리어에 최소 하나의 창, 구체적으로 창 개구부를 형성할 수 있다. 창 또는 창 개구부는 구체적으로, 아래에서 더 상세히 개관될 것과 같이, 예로서, 대략 최소 하나의 투명 영역의 구역에서 테스트 스트립 캐리어에 적용될 수 있는 테스트 필드에 의해 완전히 또는 부분적으로 덮일 수 있고, 이에 의해, 예를 들어, 적어도 창이 덮인다. 그러나, 투명 영역은 예를 들어 전체 테스트 스트립 위에서 확장될 수 있고, 예컨대 테스트 스트립을 완전히 덮을 수 있다. 따라서, 특히, 테스트 스트립 캐리어 자체가 예를 들어 투명 재료로 완전히 만들어질 수 있고 그러므로, 예를 들어, 그 자체가 투명 영역일 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "테스트 필드"는 광범위한 용어이며 당업자에게 통상적이고 관례적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 최소 하나의 분석물을 검출하기 위한 최소 하나의 양의 테스트 화학물질을 갖는 임의의 요소를 지칭할 수 있다. 테스트 필드는, 예로서, 테스트 화학물질을 포함하는 최소 하나의 층을 포함할 수 있다. 예로서, 테스트 필드는 층상 구조를 갖는 임의의 층상 요소를 포함할 수 있고, 테스트 화학물질이 층상 구조의 최소 하나의 층에 의해 포함된다. 특히, 특히, 상기 용어는 일관된 양의 테스트 화학물질, 예컨대 하나 이상의 재료의 층을 갖는 필드, 예를 들어 둥근, 다각형 또는 직사각형 모양의 필드를 지칭할 수 있고, 테스트 필드의 최소 하나의 층, 예컨대 캐리어 포일은 도포된 테스트 화학물질을 갖는다. 다른 층은 예를 들어 최소 하나의 다공성 재료를 포함함에 의해 샘플 확산을 위한 확산 특성 제공 또는 샘플의 미랍자 성분, 예컨대 세포 성분의 분리를 위한 것과 같은 또는 분리 특성 제공을 제시할 수 있다.
특히, 테스트 필드는 최소 하나의 다공성 재료, 예를 들어 샘플에 포함된 고체 성분을 적어도 부분적으로 걸러내기 위한 완전히 또는 부분적으로 다공성인 재료를 포함한다. 다공성 재료는 특히 샘플의 미립자 또는 고체 성분을 분리하도록 구성될 수 있다. 따라서, 다공성 재료는 구체적으로 필터 재료, 예컨대 예를 들어 이산화 티타늄(TiO2)이거나 이를 포함할 수 있다. 특히, 다공성 재료는 예를 들어 체액 샘플에 포함된 세포 성분을 걸러낼 수 있다.
또한, 테스트 필드는 최소 하나의 캐리어 포일을 포함한다. 테스트 필드의 최소 하나의 캐리어 포일이 테스트 스트립 캐리어에 적용되고 테스트 스트립 캐리어의 투명 영역을 덮는다. 따라서, 캐리어 포일은 예를 들어 투명 영역, 예를 들어 테스트 스트립 캐리어의 개구 또는 구멍을 덮거나 이에 중첩될 수 있다. 구체적으로, 캐리어 포일은 테스트 스트립 캐리어의 개구부 또는 구멍과 같은 투명 영역을 덮기에 적합하도록 고유한 강성을 갖는 재료이거나 이를 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "캐리어 포일"은 광범위한 용어이며 당업자에게 일반적이고 관습적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 임의의 필름 유사 재료를 지칭할 수 있다. 구체적으로, 캐리어 포일은 제1 연장 방향의 캐리어 포일이 제1 방향에 직교하게 연장되는 다른 방향으로의 캐리어 포일의 연장보다 적어도 10 배 더 작을 수 있는 포일 모양을 가질 수 있다. 캐리어 포일은 구체적으로 최소 하나의 가요성 또는 변형성 재료, 예컨대 최소 하나의 가요성 또는 변형성 플라스틱 포일로 제조될 수 있다. 플라스틱 포일은, 예로서, 10 마이크로미터 내지 500 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 캐리어 포일은, 구체적으로, 최소 하나의 투명 매트릭스 재료, 예컨대 가시 스펙트럼 범위에서 반투명인 최소 하나의 투명 플라스틱 재료를 포함할 수 있다. 예가 아래에 더욱 상세히 주어질 것이다.
특히, 캐리어 포일은 복잡한 구조, 예를 들어 하나 이상의 재료 층을 갖는 층상 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 캐리어 포일은 구체적으로 최소 하나의 투명 매트릭스 재료 층을 포함할 수 있다. 다른 층, 예를 들어 접착 층, 예컨대 글루 층, 접착 테이프 층, 또는 결합을 위한 다른 층이 존재할 수 있다.
캐리어 포일은 550 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm인 λblc ≤ WL저의 파장 λblc을 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 적합화되는 최소 하나의 파장 필터 구성요소를 갖는다. 특히, WL저는 최소 하나의 파장 필터 구성요소를 특성화하는 파장을 지칭한다. 본원에서 사용된 용어 "빛"은 광범위한 용어이며 당업자에게 일반적이고 관습적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 전자기 스펙트럼 내의 파장을 갖는 전자기 복사를 지칭할 수 있다. 구체적으로, 이하에서 언급되는 용어 빛은 구체적으로 적어도 10 nm ≤ λe ≤ 1200 nm, 특히 100 nm ≤ λe ≤ 1200 nm, 더욱 특정하게는 250 nm ≤ λe ≤ 1200 nm, 더욱더 특정하게는 400 nm ≤ λe ≤ 1200 nm의 범위인 파장 λe을 갖는 전자기 복사이거나 이를 포함할 수 있다.
특히, 파장 필터 구성요소는 예를 들어 캐리어 포일의 매트릭스 재료, 예를 들어 캐리어 포일의 투명 매트릭스 재료 내에, 구체적으로 캐리어 포일의 최소 하나의 층 내에 도입되거나 혼합될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 파장 필터 구성요소는 매트릭스 재료에 분산됨 또는 매트릭스 재료에 예를 들어 공유 결합, 화학 착화 또는 이온 결합에 의해 화학적으로 결합함 중 하나 이상에 의해 매트릭스 재료 내로 구현될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 파장 필터 구성요소는 또한 최소 하나의 필터 층, 예를 들어 매트릭스 재료의 최소 하나의 층의 한 면 또는 두 면 모두에 배치된 최소 하나의 층을 형성할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "본질적으로 차단하다"는 광범위한 용어이며 당업자에게 일반적이고 관습적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 대부분의 전자기 복사가 물질을 통과하지 못하도록 중단 또는 차단하는 과정을 지칭할 수 있다. 특히, 캐리어 포일 투과 또는 통과로부터 특성화 파장 WL저를 갖고 파장 λblc를 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 구성된 파장 필터 구성요소는 파장 λblc ≤ WL저를 갖는 전자기 복사의 강도의 ≥ 80 %를 흡수 또는 반사하는 것 중 하나 또는 둘 모두를 위해 구성될 수 있다. 따라서, 특성화 파장 WL저를 갖고 파장 λblc를 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 구성된 파장 필터 구성요소는 구체적으로 캐리어 포일을 통해 파장 λblc ≤ WL저를 갖는 빛의 20 % 미만, 특히 10 % 미만, 더욱 특정하게는 5 % 미만을 투과하도록 구성될 수 있다. 투과율은 구체적으로 필터에 의해 투과된 빛, 예를 들어 전자기 복사의 강도를, 필터에 입사하는 빛의 시작 강도로 나누고, 100 %를 곱한 지수로 정의될 수 있다.
최소 하나의 파장 필터 구성요소의 차단 효과는 다양한 물리적 원리에 기초할 수 있다. 따라서, 예로서, 파장 필터 구성요소는, 구체적으로 파장 선택적 방식으로 빛을 흡수하기에 적합한 최소 하나의 필터 재료, 예컨대 최소 하나의 염료, 예를 들어 최소 하나의 유기 또는 무기 염료를 포함할 수 있다. 필터 재료, 예를 들어 최소 하나의 염료는, 예로서, 예를 들어 위에서 개관되는 바와 같이 최소 하나의 매트릭스 재료에 도입될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 필터 재료는 또한 최소 하나의 필터 층, 예를 들어 캐리어 포일의 하나 또는 두 면 모두에 직접적으로 또는 간접적으로 적용되는 최소 하나의 필터 재료의 층에 포함될 수 있다. 또한, 흡수에 추가하여 또는 대안으로서, 차단 효과는 또한 예를 들어 파장 선택적 방식으로 반사에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 예로서 그리고 아래에서 더욱 상세히 개관될 것과 같이, 파장 필터 구성요소는 상이한 광학 굴절률을 갖는 복수의 층을 포함하는 최소 하나의 다중층 구성을 포함할 수 있다. 따라서, 예로서, 파장 필터 구성요소는 최소 하나의 간섭 필터, 예를 들어 최소 하나의 유기 또는 무기 재료의 복수의 층을 갖는 최소 하나의 간섭 필터를 포함할 수 있고, 층은 변화하는 굴절률, 예를 들어 주기적으로 변화하는 굴절률을 갖는다. 층 구성은, 예로서, 한 면 또는 두 면 모두에서 캐리어 포일에 직접적으로 또는 간접적으로 적용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 캐리어 포일 자체가 파장 선택적 요소의 일부일 수 있다. 명명된 가능성의 조합이 가능하다.
테스트 필드는 캐리어 포일에 직접적으로 또는 간접적으로 적용된 최소 하나의 테스트 화학물질을 추가로 포함한다. 테스트 화학물질은 분석물과 광학적으로 검출 가능한 검출 반응을 수행하도록 구성된다. 본원에서 사용된 용어 "테스트 화학물질"은 광범위한 용어이며 당업자에게 통상적이고 관례적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 분석물의 존재에서 검출 반응을 수행하기에 적합한 화합물 또는 화합물의 혼합물과 같은 복수의 화합물을 지칭할 수 있고, 검출 반응은 특정 수단에 의해, 예컨대 광학적으로 검출 가능하다. 검출 반응은 구체적으로 분석물 특이적일 수 있다. 테스트 화학물질은, 본 경우에서, 구체적으로 분석물의 존재에서 색상이 변화하는 색상 변화 테스트 화학물질과 같은 광학 테스트 화학물질일 수 있다. 색상 변화는 구체적으로 샘플에 존재하는 분석물의 양에 의존할 수 있다. 테스트 화학물질은, 예로서, 최소 하나의 효소, 예컨대 글루코스 옥시데이스 및/또는 글루코스 데하이드로게네이스를 포함할 수 있다. 추가적으로, 하나 이상의 염료, 매개체 등과 같은 다른 성분이 존재할 수 있다. 테스트 화학물질은 일반적으로 당업자에게 공지되어 있고 J. 20 H
nes et al.: Diabetes Technology and Therapeutics, Vol. 10, Supplement 1, 2008, pp.10-26가 참조될 수 있다. 그러나 다른 테스트 화학 물질도 가능하다.
테스트 화학물질은 650 nm < λabs ≤ 1100 nm 범위의 최소 하나의 흡수 파장 λabs를 갖는 빛을 적어도 부분적으로, 예를 들어 완전히 또는 부분적으로 흡수하도록 추가로 구성된다. 특히, 최소 하나의 흡수 파장 λabs를 갖는 빛은 특히 테스트 화학물질에 의해 완전히 또는 부분적으로 흡수될 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "흡수하다"는 광범위한 용어이며 당업자에게 일반적이고 관습적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 원자의 전자와 같은 물질이 에너지를 흡수하는 과정을 지칭할 수 있다. 따라서, 특히, 최소 하나의 흡수 파장 λabs를 갖는 빛의 전자기 에너지는 테스트 화학물질에 의해 적어도 부분적으로 흡수될 수 있고 이에 의해 예를 들어 테스트 화학물질의 내부 에너지로 변환될 수 있다. 따라서, 예로서, 테스트 화학물질은 구체적으로 소광 또는 감쇠 계수 α > 0을 가질 수 있다.
예로서, 파장 λblc를 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 조정된 파장 필터 구성요소의 파장 λblc를 차단하기 위해, 구체적으로 10 nm ≤ λblc ≤ WL저, 예를 들어 100 nm ≤ λblc ≤ WL저, 250 nm ≤ λblc ≤ WL저, 또는 400 nm ≤ λblc ≤ WL저가 적용될 수 있다. 따라서, 특히, 파장 필터 구성요소는 자외선 범위 내지 WL저의 모든 빛을 본질적으로 차단하도록 조정될 수 있다. 구체적으로, 파장 필터 구성요소는, 예를 들어, WL저 이하의 자외선(UV) 광, 예컨대 UV 범위의 전자기 복사뿐만 아니라 가시광선, 구체적으로 인간 눈에 가시적인 전자기 복사를 본질적으로 차단하도록 구성될 수 있다.
파장 필터 구성요소는 특히 캐리어 포일 내에 위치할 수 있다. 구체적으로, 파장 필터 구성요소는, 예를 들어, 캐리어 포일의 재료 내에 혼합되는 것과 같이 캐리어 포일 내에 분산될 수 있다.
예로서, 파장 필터 구성요소는 롱패스 필터 구성요소 및 밴드패스 필터 구성요소로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 구체적으로, 예를 들어 파장 필터 구성요소가 파장 λblc ≤ WL저를 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 구성될 수 있는 것과 같이, 파장 필터 구성요소는 구체적으로 롱패스 필터이거나 이를 포함할 수 있다. 대안적으로, 파장 필터 구성요소는 밴드패스 필터이거나 이를 포함할 수 있다. 밴드패스 필터는 구체적으로 롱패스 필터 및 숏패스 필터의 조합이거나 이를 포함할 수 있고 따라서 사전정의된 파장 범위 내에서만, 예를 들어 파장 밴드 내에서만 빛을 투과시킬 수 있다. 따라서, 특히, 파장 필터 구성요소는 파장 λblc ≥ WL고를 갖는 빛을 차단하도록 추가로 구성될 수 있다. 구체적으로, WL고는 최소 하나의 파장 필터 구성요소를 추가로 특성화하는 추가의 파장을 지칭할 수 있다. 예로서, 파장 필터 구성요소는 예를 들어 WL고 이상의 파장을 갖는 빛뿐만 아니라 WL저 이하의 파장을 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 구성될 수 있다.
특히, 파장 필터 구성요소는 구체적으로 최소 하나의 롱패스 필터이거나 이를 포함할 수 있다. 롱패스 필터는 특히 빛의 파장에 따라 상승하는 투과 에지를 가질 수 있다. 따라서, 롱패스 필터는 구체적으로 더 높은 빛의 투과율, 더 높은 파장을 나타낼 수 있다. 특히, 롱패스 필터를 통한 빛의 투과는 파장이 상승함에 따라 상승할 수 있다. 또한, 롱패스 필터는 특성화 파장 λLP를 가질 수 있다. 따라서, WL저는 λLP와 같을 수 있다. 특히, λLP에서의 롱패스 필터의 투과율 TLP는 롱패스 필터의 최대 투과율 TLPmax의 50 %일 수 있다. 따라서, 특성화 파장 λLP는 λLP에서의 롱패스 필터의 투과율 TLP가 롱패스 필터의 최대 투과율 TLPmax의 50 %일 수 있도록 정의될 수 있다. 특히, 예로서, 롱패스 필터가, 예를 들어 투과율 범위에서, 85 %의 최대 투과율을 갖는 경우에, 이 경우에 대한 특성 파장 λLP는, 예를 들어 상승 파장으로 투과 스펙트럼을 볼 때 롱패스 필터가 0.5 x 85 % = 42.5 %의 투과율에 도달하는 파장으로 정의된다. 특히, 롱패스 필터의 최대 투과율은 예를 들어 최소 75 %, 구체적으로 최소 80 %, 더욱 구체적으로 최소 85 % 또는 심지어 최소 90 % 또는 최소 95 %일 수 있다.
또한, 롱패스 필터는 상승 투과 에지의 경사도 SLP를 가질 수 있다. 특히, λLP 아래의 파장을 갖는 빛의 최대 부분 및 λLP 이상의 파장을 갖는 빛의 최대 부분을 차단 또는 흡수하기 위해 롱패스 필터가 가파른 투과 에지를 갖는 경우가 바람직할 수 있다. 롱패스 필터의 경사도는 일반적으로 단위 전자 볼트(eV)로 보고될 수 있고 다음과 같이 정의될 수 있다
SLP = h·c·[(1/λblc) - (1/λtrans)]. (1)
식 (1)에서, λblc는 구체적으로 롱패스 필터가 본질적으로 빛을 차단하는 파장 및 그 아래의 파장일 수 있다. 따라서, 파장 λblc에서 롱패스 필터의 투과율 TLP는 구체적으로 20 % 미만, 특히 10 % 미만, 보다 특히 5 % 미만일 수 있다. 또한, λtrans는 롱패스 필터가 롱패스 필터의 최대 투과율 TLPmax의 95 %의 값에 도달하는 파장 이상으로 정의될 수 있다. 따라서, λtrans보다 작은 파장에서 롱패스 필터의 투과율 TLP는 롱패스 필터의 최대 투과율 TLPmax의 < 95 %일 수 있고 λtrans 이상의 파장에서 투과율 TLP는 TLPmax의 ≥ 95 %, 예를 들어 TLPmax의 95 % 내지 100 %일 수 있다. 예를 들어, 롱패스 필터가, 더욱 특정하게는 투과 영역에서 85 %의 최대 투과율을 갖는 경우, λtrans는, 예를 들어 상승 파장으로써, 투과율이 0.95 x 85 % = 80.75 %의 값에 도달하는 파장으로 정의될 수 있다. 또한, 롱패스 필터의 경사도에 대해 위에서 언급된 식에서, 파라미터 h는 플랑크 상수(h 
6.626·10-34 Js)를 나타내고 c는 진공에서 빛의 속도(c 
3.0·108 m/s)를 나타낸다. 그러한 방식으로 정의된 경사도로써, 구체적으로, 경사도 SLP는 예를 들어 0 eV < SLP ≤ 1.2 eV, 구체적으로 0.1 eV ≤ SLP ≤ 1.1 eV, 더욱 구체적으로 0.2 eV ≤ SLP ≤ 0.9 eV일 수 있다.
특히, 최소 하나의 파장 필터 구성요소를 특성화하는 특성화 파장 WL저는, 예를 들어 550 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm의 범위, 구체적으로 600 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm의 범위, 더욱 구체적으로 625 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm의 범위일 수 있다.
광학 테스트 스트립의 테스트 필드는 특히 직사각형 모양; 정사각형 모양; 둥근 모양; 원형 모양으로 이루어진 군으로부터 선택된 모양을 가질 수 있다. 또한, 테스트 필드는 최소 하나의 확산 층을 포함할 수 있다. 특히, 확산 층은 샘플이 도포될 수 있는 테스트 필드의 표면 위에 체액 샘플을 균등하게 확산 또는 분포시키도록 구성될 수 있다.
파장 필터는 예를 들어 간섭 필터, 구체적으로 하이-패스 간섭 필터를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "간섭 필터"는 광범위한 용어이며 당업자에게 일반적이고 관습적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 모든 관심 파장에 대해 거의 영의 흡수 계수를 유지하면서 하나 이상의 스펙트럼 밴드 또는 라인을 반사하고 다른 것을 투과하는 광학 필터를 지칭할 수 있다. 예로서, 간섭 필터는 상이한 굴절률을 갖는 유전체의 다중 층을 포함할 수 있다. 특히, 간섭 필터는 파장 선택 특성을 포함한다. 따라서, 예로서, 차단 주파수로도 지칭되는 특성 파장 λHPF를 갖는 하이-패스 간섭 필터는 λHPF 아래의 파장을 갖는 모든 빛을 선택적으로 차단 또는 감쇠시킬 수 있고, 여기서 하이-패스 간섭 필터는 λHPF보다 높은 파장을 갖는 모든 빛을 투과할 수 있다.
간섭 필터는 구체적으로 캐리어 포일의 최소 하나의 표면에 위치할 수 있다. 예로서, 간섭 필터는 캐리어 포일의 상부 표면에, 예를 들어 별도의 층으로서 직접적으로 또는 간접적으로 적용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 간섭 필터는 캐리어 포일의 하부 표면에 직접적으로 또는 간접적으로 적용될 수 있다. 따라서, 간섭 필터는 예를 들어 캐리어 포일의 상부 및 하부 표면 모두에 위치할 수 있다.
또한, 광학 테스트 스트립, 구체적으로 캐리어 포일은, 최소 하나의 추가 필터 구성요소를 포함할 수 있다. 특히, 최소 하나의 추가 필터 구성요소는 숏패스 필터를 포함할 수 있다. 구체적으로, 숏패스 필터는 빛의 파장에 따라 하락하는 투과 에지를 가질 수 있다. 따라서, 숏패스 필터는 구체적으로 감소하는 파장에 대해 증가하는 빛의 투과율을 나타낼 수 있다. 특히, 숏패스 필터를 통한 빛의 투과율은 파장이 상승함에 따라 하락할 수 있다. 또한, 숏패스 필터는 특성 파장 λSP를 가질 수 있고, 여기서 λSP는 WL고과 동일할 수 있다. 특히, λSP에서의 숏패스 필터의 투과율 TSP는 숏패스 필터의 최대 투과율 TSPmax의 50 %일 수 있다. 예를 들어, 숏패스 필터의 특성 파장 λSP는 630 nm ≤ λSP ≤ 800 nm의 범위, 구체적으로 640 nm ≤ λSP ≤ 680 nm의 범위일 수 있다.
예로서, 추가 필터 구성요소, 구체적으로 숏패스 필터는 숏-패스 간섭 필터이거나 이를 포함할 수 있다. 구체적으로, 숏-패스 간섭 필터는 예를 들어 위에 정의된 간섭 필터일 수 있다. 특히, 숏패스 간섭 필터는 상이한 굴절률을 갖는 유전체의 다중 층을 포함할 수 있다. 특히, 숏패스 간섭 필터는 또한 파장 선택적 특성을 포함할 수 있다. 따라서, 예로서, 숏-패스 간섭 필터는 특성 파장 λSPF를 가질 수 있고 λSPF보다 높은 파장을 갖는 모든 빛을 선택적으로 차단하거나 감쇠시킬 수 있고, 여기서 숏-패스 간섭 필터는 λSPF보다 낮은 파장을 갖는 모든 빛을 투과시킬 수 있다.
광학 테스트 스트립, 구체적으로 캐리어 포일은 예를 들어 필터 구성요소의 조합을 포함할 수 있다. 예로서, 광학 테스트 스트립은 롱패스 필터 및 숏패스 필터의 조합, 예를 들어 하이-패스 간섭 필터 및 숏-패스 간섭 필터를 포함할 수 있다. 그러나 다른 필터 조합도 가능하다.
특히, 추가 필터 구성요소는 WL고 > WL저, 구체적으로 WL고 ≥ WL저 + 20 nm, 더욱 구체적으로 WL고 ≥ WL저 + 30 nm, 예를 들어 WL저 + 20 nm ≤ WL고 ≤ WL저 + 60 nm, 예를 들어 WL저 + 30 nm ≤ WL고 ≤ WL저 + 50 nm인 파장 λ≥ WL고를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성될 수 있다.
특히, 캐리어 포일은 예를 들어 열가소성 재료; 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET); 폴리에틸렌 글리콜(PEG); 폴리카르보네이트(PC), 구체적으로 Pokalon®; 폴리프로필렌(PP), 폴리스타이렌(PS)으로 이루어진 군으로부터 선택된 최소 하나의 재료를 포함할 수 있다. 또한, 예로서, 테스트 스트립 캐리어는 플라스틱 재료; 열가소성 재료; 폴리카르보네이트, 구체적으로 Makrolon® 또는 Lexan®으로 이루어진 군으로부터 선택된 최소 하나의 재료를 포함할 수 있다.
광학 테스트 스트립은, 예를 들어, 최소 하나의 참조 색상 필드를 추가로 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "참조 색상 필드"는 광범위한 용어이며 당업자에게 일반적이고 관습적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 알려진 특성의 사전 결정된 색상을 갖는 임의의 2 차원 영역을 지칭할 수 있다. 특히, 참조 색상 필드는 예를 들어 최소 하나의 백색 필드, 예컨대 백색을 갖는 필드를 포함할 수 있다. 또한, 참조 색상 필드는 직사각형 모양; 정사각형 모양; 둥근 모양; 원형 모양으로 이루어진 군으로부터 선택된 모양을 가질 수 있다.
특히, 예를 들어 참조 색상 필드가 참조로서 사용될 수 있다. 구체적으로, 테스트 필드에 도포된 샘플 내의 분석물 농도를 결정할 때, 참조 색상 필드의 색상은 테스트 화학물질과 분석물의 광학적으로 검출 가능한 검출 반응과 비교될 참조로서 사용될 수 있다.
본 발명의 추가 양태에서, 모바일 장치 사용에 의해 광학 테스트 스트립의 테스트 필드에 도포된 체액 샘플의 분석물 농도 측정 방법이 개시된다. 상기 방법은 주어진 순서로 수행될 수 있는 다음 방법 단계를 포함한다. 그러나 다른 순서도 가능할 수 있다. 또한, 하나, 하나 초과 또는 심지어 모든 방법 단계가 한 번 또는 반복적으로 수행될 수 있다. 또한, 방법 단계가 연속적으로 수행될 수 있거나, 대안적으로, 둘 이상의 방법 단계가 적시에 중첩되는 방식으로 또는 심지어 병렬로 수행될 수 있다. 상기 방법은 나열되지 않은 추가 방법 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 방법은 다음 단계를 포함한다:
i) 550 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm인 λblc ≤ WL저의 파장 λblc을 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 조정된 최소 하나의 파장 필터 구성요소를 갖는 광학 테스트 스트립을 제공하는 단계;
ii) 모바일 장치를 제공하는 단계, 여기서 모바일 장치는 최소 하나의 카메라 및 최소 하나의 파장 필터를 포함하고, 파장 필터는 800 nm ≤ WL고 ≤ 1000 nm인 1200 nm ≥ λ≥ WL고의 파장 λ를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성됨;
iii) 체액 샘플을 테스트 필드에 도포하는 단계;
iv) 모바일 장치의 카메라 사용에 의해 도포된 샘플을 갖는 테스트 필드의 최소 하나의 이미지를 캡처하는 단계; 및
v) 테스트 필드의 테스트 화학물질의 광학적으로 검출 가능한 검출 반응 평가에 의해 테스트 필드에 도포된 체액 샘플의 분석물 농도를 결정하는 단계.
본원에서 사용된 용어 "모바일 장치"는 광범위한 용어이며 당업자에게 일반적이고 관습적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 모바일 전자 장치, 더욱 구체적으로 휴대 전화 또는 스마트폰과 같은 모바일 통신 장치를 지칭할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 모바일 장치는 또한 최소 하나의 카메라를 갖는 태블릿 컴퓨터 또는 또 다른 유형의 휴대용 컴퓨터를 지칭할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "카메라"는 광범위한 용어이며 당업자에게 일반적이고 관습적인 의미가 주어져야 하고 특별하거나 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 상기 용어는 구체적으로, 제한 없이, 공간적으로 분해된 1 차원, 2 차원 또는 심지어 3 차원 광학 정보를 기록하거나 캡처하도록 구성된 최소 하나의 이미징 요소를 갖는 장치를 지칭할 수 있다. 예로서, 카메라는 이미지를 기록하도록 구성된 최소 하나의 카메라 칩, 예컨대 최소 하나의 CCD 칩 및/또는 최소 하나의 CMOS 칩을 포함할 수 있다. 본원에서 사용된, 제한 없이, 용어 "이미지"는 구체적으로 카메라 사용에 의해 기록된 데이터, 예컨대 카메라 칩의 픽셀과 같은 이미징 장치로부터의 복수의 전자 판독치에 관련될 수 있다. 따라서 이미지 자체는 픽셀을 포함할 수 있고, 이미지의 픽셀은 카메라 칩의 픽셀과 연관성이 있다.
카메라는 구체적으로 컬러 카메라일 수 있다. 따라서, 예를 들어 각각의 픽셀에 대해, 세 가지 색상 R, G, B에 대한 색상 값과 같은 색상 정보가 제공되거나 생성될 수 있다. 각 픽셀에 대해 네 가지 색상과 같이 다수의 색상 값이 또한 가능하다. 컬러 카메라는 일반적으로 당업자에게 공지되어 있다. 따라서, 예로서, 카메라 칩의 각각의 픽셀은 적색(R)에 대한 하나의 픽셀, 황색(G)에 대한 하나의 픽셀 및 청색(B)에 대한 하나의 픽셀과 같은 색상 기록 픽셀과 같은 세 가지 이상의 상이한 색상 센서를 가질 수 있다. R, G, B에 대한 것과 같은 각 픽셀에 대해, 0 내지 255 범위의 디지털 값과 같은 값이, 각 색상의 강도에 따라 픽셀에 의해 기록될 수 있다. R, G, B와 같은 삼중 색상을 사용하는 대신, 예로서, C, M, Y, K와 같은 사중이 사용될 수 있다. 이들 기술은 일반적으로 당업자에게 공지되어 있다.
모바일 장치의 파장 필터는 카메라 칩에, 예를 들어 최소 하나의 CMOS 칩에 통합될 수 있다. 따라서, 구체적으로 모바일 장치의 카메라를 사용하여 이미지를 촬영할 때, 1200 nm ≥ λ≥ WL고의 파장 λ를 갖는 빛이 본질적으로 차단될 수 있다. 따라서, 특히, 모바일 장치를 사용하여 이미지를 기록할 때, 특성화 파장 WL고를 갖는 파장 필터는 파장 λ를 갖는 빛이 기록되는 것을 본질적으로 차단할 수 있다.
추가의 가능한 용어의 정의 및 가능한 구체예에 대해, 위에 주어지거나 아래에서 추가로 설명된 광학 테스트 스트립의 설명이 참조될 수 있다.
모바일 장치는 최소 하나의 조명원을 추가로 포함할 수 있다. 조명원은 구체적으로 모바일 장치를 사용하여 물체의 이미지를 촬영할 때 물체를 조사할 목적으로 빛을 방출하도록 구성될 수 있다. 특히, 방법 단계 iv)는 특히 모바일 장치의 조명원 사용에 의해 광학 테스트 스트립, 구체적으로 테스트 필드를 조사하는 것을 추가로 포함할 수 있다.
광학 테스트 스트립은, 예를 들어, 최소 하나의 참조 색상 필드를 포함할 수 있다. 특히, 상기 방법은 모바일 장치, 예를 들어 모바일 장치의 카메라 사용에 의해 참조 색상 필드의 최소 하나의 이미지를 캡처하는 단계 vi)를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 방법 단계 vi)는 광학 테스트 스트립, 구체적으로 참조 색상 필드를 조사하는 것을 포함할 수 있다.
모바일 장치의 파장 필터는, 특히, 최소 하나의 숏패스 필터를 포함할 수 있다. 예로서, 숏패스 필터는 구체적으로 빛의 파장에 따라 하락하는 투과 에지를 가질 수 있다. 따라서, 숏패스 필터는 구체적으로 파장이 낮을수록 상승하는 빛의 투과율을 나타낼 수 있다. 특히, 숏패스 필터를 통한 빛의 투과율은 파장이 상승함에 따라 하락할 수 있다. 또한, 숏패스 필터는 특성 파장 λSP를 가질 수 있다. 따라서, WL고는 λSP와 같을 수 있다. 특히, 예로서, λSP에서의 숏패스 필터의 투과율 TSP는 숏패스 필터의 최대 투과율 TSPmax의 50 %일 수 있다.
특히, 모바일 장치의 최소 하나의 파장 필터를 특성화하는 특성화 파장 WL고는 예를 들어 800 nm ≤ WL고 ≤ 1000 nm의 범위, 구체적으로 800 nm ≤ WL고 ≤ 950 nm의 범위, 더욱 구체적으로 800 nm ≤ WL고 ≤ 900 nm일 수 있다.
구체적으로, 광학 테스트 스트립은 예로서 위에 개시되거나 아래에 추가로 설명되는 바와 같은 광학 테스트 스트립이거나 이를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가 양태에서, 체액 샘플의 분석물 농도를 측정하기 위한 키트가 개시된다. 키트는 위에서 설명되거나 아래에서 더 상세히 설명되는 구체예 중 어느 하나에 따른 광학 테스트 스트립 및 최소 하나의 카메라를 포함하는 모바일 장치를 포함한다. 모바일 장치는 최소 하나의 파장 필터를 추가로 포함하고, 여기서 파장 필터는 800 nm ≤ WL고 ≤ 1000 nm인 1200 nm ≥ λ≥ WL고의 파장 λ을 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성된다.
특히, 모바일 장치는 최소 하나의 조명원을 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로, 모바일 장치의 최소 하나의 조명원은 모바일 장치를 사용하여 물체, 예를 들어 광학 테스트 스트립의 이미지를 촬영할 때 물체, 예컨대 광학 테스트 스트립을 조사하도록 구성될 수 있다.
또한, 모바일 장치는 최소 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는, 예로서, 위에서 설명되거나 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 모바일 장치 사용에 의해 광학 테스트 스트립의 테스트 필드에 도포된 체액 샘플의 분석물 농도 측정 방법의 방법 단계 ii) 내지 v) 수행을 위해 구성될 수 있다. 게다가 프로세서는 상기 방법의 방법 단계 vi)를 수행하도록 구성될 수도 있다.
본 발명에 따른 장치 및 방법은 체액 샘플의 분석물 농도 측정을 위한 공지된 방법 및 장치보다 더 많은 이점을 제공할 수 있다. 따라서, 구체적으로 본 발명은 일반적인 장치 및 방법보다 주변 조명으로부터 더 독립적일 수 있다. 특히, 예로서 테스트 화학물질의 광학적으로 검출 가능한 검출 반응, 구체적으로 색상 반응 자체는, 스펙트럼 범위에 따라 달라질 수 있고, 예를 들어 여러 상이한 스펙트럼 범위에 대해 변화할 수 있다. 따라서 광학적으로 검출 가능한 검출 반응은 주변 조명 조건에 의존할 수 있다. 그러나, 본 발명은 예를 들어, 하드웨어 요소로서 추가의 색상 필터, 예컨대 카메라용 추가 필터를 사용하지 않고 광학적으로 검출 가능한 검출 반응에 대한 주변광의 영향을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 특히, 예로서, 예를 들어 혈당 검출을 위해, 모바일 장치 사용에 의해 예를 들어 광학 테스트 스트립과 같은 색도 색상 스트립을 분석 또는 평가할 때, 예를 들어 스마트폰 카메라, 특히, 여러 상이한 조명 조건이 보상될 필요가 있을 수 있고 추가적으로 다양한 카메라 특정 특성 또는 특징이 고려될 필요가 있을 수 있다. 심지어, 예로서, 모바일 장치 자체의 조명원은 모바일 장치, 예를 들어 스마트폰의 여러 상이한 유형 및 모델에 따라 달라질 수 있다. 또한, 예로서, RGB 채널, 예컨대 카메라 칩, 예를 들어 CCD 칩 또는 CMOS 칩에서 사용되는 색상 필터는 다양한 카메라에 대해 크게 상이할 수 있다. 본 발명은 좁은 주파수 범위에서만 테스트 화학물질의 강도 변화를 추적하여 분석물 농도의 평가를 허용할 수 있다. 예를 들어, 결과적으로, 분석물 농도의 평가는 조명 조건, 예를 들어 조명 상황에 덜 의존적일 수 있으므로, 공지된 방법 및 장치보다 관찰된 색상 반응에 더 명확하게 기여할 수 있다.
추가 가능한 구체예를 배제하지 않고 요약하면, 다음 구체예가 구상될 수 있다:
구체예 1:
다음을 포함하는, 체액 샘플의 분석물 농도 측정을 위한 광학 테스트 스트립:
a) 최소 하나의 투명 영역을 갖는 테스트 스트립 캐리어;
b) 테스트 필드, 여기서 테스트 필드는:
- 최소 하나의 캐리어 포일을 포함하고, 여기서 캐리어 포일은 테스트 스트립 캐리어에 적용되고 테스트 스트립 캐리어의 투명 영역을 적어도 부분적으로 덮고;
- 캐리어 포일에 도포된 최소 하나의 테스트 화학물질을 포함하고, 테스트 화학물질은 분석물과 광학적으로 검출 가능한 검출 반응을 수행하도록 구성되고, 테스트 화학물질은 650 nm < λabs ≤ 1100 nm 범위의 최소 하나의 흡수 파장 λabs을 갖는 빛을 적어도 부분적으로 흡수하도록 추가로 구성되고; 및
- 샘플에 포함된 고체 성분을 적어도 부분적으로 필터링하기 위한 최소 하나의 다공성 재료를 포함하고;
여기서 캐리어 포일은 550 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm인 λblc ≤ WL저의 파장 λblc을 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 조정된 최소 하나의 파장 필터 구성요소를 가짐.
구체예 2: 전술한 구체예에 있어서, 파장 필터 구성요소는 10 nm ≤ λblc ≤ WL저, 구체적으로 100 nm ≤ λblc ≤ WL저, 더욱 구체적으로 250 nm ≤ λblc ≤ WL저, 더욱더 구체적으로 400 nm ≤ λblc ≤ WL저의 파장 λblc(146)을 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 조정된 광학 테스트 스트립.
구체예 3: 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 파장 필터 구성요소는 캐리어 포일 내에 위치하고, 구체적으로 파장 필터 구성요소는 캐리어 포일 내에 분산되는 광학 테스트 스트립.
구체예 4: 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 파장 필터 구성요소(121)는 롱패스 필터 구성요소 및 밴드패스 필터 구성요소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광학 테스트 스트립(110).
구체예 5: 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 파장 필터 구성요소는 최소 하나의 롱패스 필터를 포함하고, 여기서 롱패스 필터(150)는 빛의 파장에 따라 상승하는 투과 에지를 갖고, 롱패스 필터는 특성 파장 λLP를 추가로 갖고, λLP에서 롱패스 필터의 투과율은 롱패스 필터의 최대 투과율의 50 %이고 WL저 = λLP인 광학 테스트 스트립.
구체예 6: 전술한 구체예에 있어서, 롱패스 필터는 상승 투과 에지의 경사도 SLP를 갖고, 여기서 0 eV < SLP ≤ 1.2 eV, 구체적으로 0.1 eV ≤ SLP ≤ 1.1 eV, 더욱 구체적으로 0.2 eV ≤ SLP ≤ 0.9 eV, 여기서 SLP = h·c·[(1/λblc) - (1/λtrans)], 여기서 파장 λblc에서 롱패스 필터의 투과율 TLP는 5 % 이하이고, 파장 λtrans에서 롱패스 필터의 투과율 TLP는 TLPmax의 95 % 이상인 광학 테스트 스트립.
구체예 7: 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 600 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm, 구체적으로 625 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm인 광학 테스트 스트립.
구체예 8: 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 테스트 필드는 직사각형 모양; 정사각형 모양; 둥근 모양; 원형 모양으로 이루어진 군으로부터 선택된 모양을 갖는 광학 테스트 스트립.
구체예 9: 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 테스트 필드는 최소 하나의 확산 층을 추가로 포함하고, 확산 층은 샘플이 도포된 테스트 필드의 표면 위에 체액 샘플을 균일하게 확산 또는 분포시키도록 구성된 광학 테스트 스트립.
구체예 10: 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 파장 필터 구성요소는 간섭 필터를 포함하고, 간섭 필터는 특성 파장 λHPF를 갖고, 여기서 WL저 = λHPF인 광학 테스트 스트립.
구체예 11: 전술한 구체예에 있어서, 간섭 필터는 캐리어 포일의 최소 하나의 표면, 구체적으로 캐리어 포일의 상부 표면, 캐리어 포일의 하부 표면 또는 캐리어 포일의 상부 및 하부 표면 모두에 위치하는 광학 테스트 스트립.
구체예 12: 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 광학 테스트 스트립(110), 구체적으로 캐리어 포일(120)은 최소 하나의 추가 필터 구성요소를 포함하고, 최소 하나의 추가 필터 구성요소는 숏패스 필터를 포함하는 광학 테스트 스트립(110).
구체예 13: 전술한 청구항에 있어서, 추가 필터 구성요소는 WL고 > WL저, 구체적으로 WL고 ≥ WL저 + 20 nm, 더욱 구체적으로 WL고 ≥ WL저 + 30 nm, 예를 들어 WL저 + 20 nm ≤ WL고 ≤ WL저 + 60 nm, 예를 들어 WL저 + 30 nm ≤ WL고 ≤ WL저 + 50 nm인 파장 λ≥ WL고를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성되는 광학 테스트 스트립(110).
구체예 14: 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 캐리어 포일은 열가소성 재료; 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET); 폴리에틸렌 글리콜(PEG); 폴리카르보네이트(PC), 구체적으로 Pokalon®; 폴리프로필렌(PP), 폴리스타이렌(PS)으로 이루어진 군으로부터 선택된 최소 하나의 재료를 포함하는 광학 테스트 스트립.
구체예 15: 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 테스트 스트립 캐리어는 플라스틱 재료; 열가소성 재료; 폴리카르보네이트, 구체적으로 Makrolon® 또는 Lexan®로 이루어진 군으로부터 선택된 최소 하나의 재료를 포함하는 광학 테스트 스트립.
구체예 16: 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 광학 테스트 스트립은 최소 하나의 참조 색상 필드를 추가로 포함하는 광학 테스트 스트립.
구체예 17: 전술한 구체예에 있어서, 참조 색상 필드는 최소 하나의 백색 필드를 포함하는 광학 테스트 스트립.
구체예 18: 전술한 두 구체예 중 어느 하나에 있어서, 참조 색상 필드는 직사각형 모양; 정사각형 모양; 둥근 모양; 원형 모양으로 이루어진 군으로부터 선택된 모양을 갖는 광학 테스트 스트립.
구체예 19: 다음 단계를 포함하는, 모바일 장치 사용에 의해 광학 테스트 스트립의 테스트 필드에 도포된 체액 샘플의 분석물 농도를 측정하는 방법:
i) 550 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm인 λblc ≤ WL저의 파장 λblc을 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 조정된 최소 하나의 파장 필터 구성요소를 갖는 광학 테스트 스트립을 제공하는 단계;
ii) 모바일 장치를 제공하는 단계, 여기서 모바일 장치는 최소 하나의 카메라 및 최소 하나의 파장 필터를 포함하고, 파장 필터는 800 nm ≤ WL고 ≤ 1000 nm인 λ≥ WL고의 파장 λ를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성됨;
iii) 체액 샘플을 테스트 필드에 도포하는 단계;
iv) 모바일 장치의 카메라 사용에 의해 도포된 샘플을 갖는 테스트 필드의 최소 하나의 이미지를 캡처하는 단계; 및
v) 테스트 필드의 테스트 화학물질의 광학적으로 검출 가능한 검출 반응 평가에 의해 테스트 필드에 도포된 체액 샘플의 분석물 농도를 결정하는 단계.
구체예 20: 전술한 구체예에 있어서, 파장 필터(134)는 1200 nm ≥ λ≥ WL고의 파장 λ를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성되는 방법.
구체예 21: 방법을 언급하는 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 모바일 장치는 최소 하나의 조명원을 추가로 포함하고, 방법 단계 iv)는 구체적으로 모바일 장치의 조명원 사용에 의해 광학 테스트 스트립을 조사하는 것을 추가로 포함하는 방법.
구체예 22: 방법을 언급하는 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 광학 테스트 스트립은 최소 하나의 참조 색상 필드를 추가로 포함하고 방법은 모바일 장치 사용에 의해 참조 색상 필드의 최소 하나의 이미지를 캡처하는 단계 vi)를 추가로 포함하는 방법.
구체예 23: 전술한 구체예에 있어서, 방법 단계 vi)는 구체적으로 모바일 장치의 조명원 사용에 의해 광학 테스트 스트립을 조사하는 것을 추가로 포함하는 방법.
구체예 24: 방법을 언급하는 구체예 중 어느 하나에 있어서, 파장 필터는 최소 하나의 숏패스 필터를 포함하고, 여기서 숏패스 필터는 빛의 파장에 따라 하락하는 투과 에지를 갖고, 숏패스 필터는 특성 파장 λSP를 추가로 갖고, 여기서 λSP에서 숏패스 필터의 투과율은 숏패스 필터의 최대 투과율의 50 %이고 WL고 = λSP인 방법.
구체예 25: 방법을 언급하는 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 800 nm ≤ WL고 ≤ 950 nm, 구체적으로 800 nm ≤ WL고 ≤ 900 nm인 방법.
구체예 26: 방법을 언급하는 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 광학 테스트 스트립은 광학 테스트 스트립을 언급하는 전술한 구체예 중 어느 하나에 따른 광학 테스트 스트립을 포함하는 방법.
구체예 27: 체액 샘플의 분석물 농도를 측정하기 위한 키트에 있어서, 키트는 광학 테스트 스트립을 참조하는 전술한 구체예 중 어느 한 항에 따른 광학 테스트 스트립을 포함하고, 키트는 모바일 장치를 추가로 포함하고, 여기서 모바일 장치는 최소 하나의 카메라를 포함하고, 모바일 장치는 최소 하나의 파장 필터를 추가로 포함하고, 여기서 파장 필터는 800 nm ≤ WL고 ≤ 1000 nm인 λ≥ WL고의 파장 λ를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성되는 키트.
구체예 28: 전술한 구체예에 있어서, 파장 필터(134)는 1200 nm ≥ λ≥ WL고의 파장 λ를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성되는 키트(128).
구체예 29: 키트를 언급하는 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 모바일 장치는 최소 하나의 조명원을 추가로 포함하는 키트.
구체예 30: 키트를 언급하는 전술한 구체예 중 어느 하나에 있어서, 모바일 장치는 최소 하나의 제어 유닛, 구체적으로 최소 하나의 프로세서를 추가로 포함하는 키트.
구체예 31: 전술한 구체예에 있어서, 최소 하나의 프로세서는 방법을 언급하는 전술한 구체예 중 어느 하나에 따른 방법의 방법 단계 iii) 내지 v)를 수행하도록 구성되는 키트.
추가의 선택적 특징 및 구체예는 구체예, 바람직하게는 종속 청구항과 함께 구체예의 후속 설명에서 더 상세하게 개시될 것이다. 여기서, 각각의 선택적 특징은 당업자가 인식할 것과 같이 분리된 방식뿐만 아니라 임의의 가능한 조합으로 실현될 수 있다. 본 발명의 범위는 바람직한 구체예에 의해 제한되지 않는다. 구체예는 도면에 개략적으로 나타난다. 도면에서 동일한 참조 번호는 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 지칭한다.
도면에서:
도 1은 체액 샘플의 분석물 농도 측정을 위한 광학 테스트의 구체예를 사시도로 나타낸다;
도 2는 체액 샘플의 분석물 농도 측정을 위한 키트의 구체예를 사시도로 나타낸다;
도 3은 광학 테스트 스트립의 구체예를 단면도로 나타낸다;
도 4A 및 4B는 광학 테스트 스트립의 단면도의 여러 상이한 구체예를 나타낸다;
도 5A 내지 5C는 파장 필터 구성요소의 여러 상이한 구체예의 투과 스펙트럼의 그래프(도 5A)뿐만 아니라 테스트 화학물질의 반사 스펙트럼의 그래프(도 5B) 및 여러 상이한 혈당 농도에 대한 테스트 필드의 그래프를(도 5C)를 나타낸다;
도 6A 및 6B는 카메라를 갖는 모바일 장치의 구체예에 의해 기록된 적색의 히스토그램 그래프를 나타낸다; 그리고
도 7A 및 7B는 모바일 장치를 사용하여 광학 테스트 스트립의 테스트 필드에 도포된 체액 샘플의 분석물 농도를 측정하기 위한 방법의 여러 상이한 구체예의 흐름도를 나타낸다.
도면에서:
도 1은 체액 샘플의 분석물 농도 측정을 위한 광학 테스트의 구체예를 사시도로 나타낸다;
도 2는 체액 샘플의 분석물 농도 측정을 위한 키트의 구체예를 사시도로 나타낸다;
도 3은 광학 테스트 스트립의 구체예를 단면도로 나타낸다;
도 4A 및 4B는 광학 테스트 스트립의 단면도의 여러 상이한 구체예를 나타낸다;
도 5A 내지 5C는 파장 필터 구성요소의 여러 상이한 구체예의 투과 스펙트럼의 그래프(도 5A)뿐만 아니라 테스트 화학물질의 반사 스펙트럼의 그래프(도 5B) 및 여러 상이한 혈당 농도에 대한 테스트 필드의 그래프를(도 5C)를 나타낸다;
도 6A 및 6B는 카메라를 갖는 모바일 장치의 구체예에 의해 기록된 적색의 히스토그램 그래프를 나타낸다; 그리고
도 7A 및 7B는 모바일 장치를 사용하여 광학 테스트 스트립의 테스트 필드에 도포된 체액 샘플의 분석물 농도를 측정하기 위한 방법의 여러 상이한 구체예의 흐름도를 나타낸다.
구체예의 상세한 설명
도 1에서 체액 샘플(112) 중의 분석물 농도 측정을 위한 광학 테스트 스트립(110)의 구체예가 사시도로 도시된다. 광학 테스트 스트립(110)은 최소 하나의 투명 영역(116)을 갖는 테스트 스트립 캐리어(114)를 포함한다. 광학 테스트 스트립(110)은 테스트 스트립 캐리어(114)에 적용된 최소 하나의 캐리어 포일(120)을 포함하는 최소 하나의 테스트 필드(118)를 추가로 포함하고, 캐리어 포일(120)은 최소 하나의 파장 필터 구성요소(121)를 갖는다. 테스트 필드(118)는 캐리어 포일(120)에 도포된 최소 하나의 테스트 화학물질(122)을 추가로 포함하고, 테스트 화학물질(122)은 분석물과의 광학적으로 검출 가능한 검출 반응을 수행하도록 구성되고, 최소 하나의 다공성 재료(124)는 샘플(112)에 포함된 고체 성분을 적어도 부분적으로 걸러내기 위한 것이다. 또한, 광학 테스트 스트립(110)은 최소 하나의 참조 색상 필드(126)를 포함할 수 있다.
도 2는 체액 샘플(112)의 분석물 농도 측정을 위한 키트(128)의 구체예를 사시도로 나타낸다. 키트(128)는 광학 테스트 스트립(110) 및 모바일 장치(130)를 포함한다. 모바일 장치(130)는 최소 하나의 카메라(132) 및 최소 하나의 파장 필터(134)를 포함한다. 또한, 모바일 장치(130)는 최소 하나의 조명원(136) 및 최소 하나의 프로세서(138)를 포함할 수 있다.
도 3에서 광학 테스트 스트립(110)의 구체예가 횡단면도로 도시된다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 샘플(112)이 광학 테스트 스트립(110)의, 구체적으로 테스트 필드(118)의 제1 면(140)에 도포될 수 있고, 여기서 테스트 화학물질(122)의 광학적으로 검출 가능한 검출 반응은 광학 테스트 스트립(110)의, 구체적으로 테스트 필드(118)의 제2 면(142)으로부터 평가될 수 있다. 도 4A 및 4B에서 광학 테스트 스트립(110)의 단면도의 상이한 구체예가 도시된다. 도 4A 및 4B는 구체적으로 도 3에 도시된 영역 IV에 의해 표시된 광학 테스트 스트립(110)의 일부의 확대된 단면도의 구체예를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 도 4A 및 4B는 테스트 필드(118)의 여러 상이한 구체예를 도시할 수 있다.
도 4A 및 4B에 도시되는 바와 같이, 테스트 필드(118)의 캐리어 포일(120)은 테스트 스트립 캐리어(114)에 적용되고 테스트 스트립 캐리어(114)의 투명 영역(116)을 적어도 부분적으로 덮는다. 테스트 필드(118)는 광학적으로 검출 가능한 검출 반응을 수행하도록 구성된 테스트 화학물질(122)을 추가로 포함한다. 테스트 화학물질(122)은 최소 하나의 흡수 파장 λabs(144)을 갖는 빛을 적어도 부분적으로 흡수하도록 추가로 구성되고, 여기서 최소 하나의 흡수 파장 λabs(144)은 650 nm < λabs ≤ 1100 nm 범위에 있다. 또한, 도 4A에 도시되는 바와 같이, 테스트 필드(118)는 샘플(112)에 포함된 고체 성분을 적어도 부분적으로 걸러내기 위한 최소 하나의 다공성 재료(124)를 포함한다. 테스트 화학물질(122) 및 적어도 부분적으로 다공성인 재료(124)는, 예를 들어 도 4A에 도시되는 바와 같이 별도의 층으로 배열될 수 있다. 특히, 도 4B에 도시되는 바와 같이, 테스트 화학물질(122) 및 적어도 부분적으로 다공성인 재료(124)는 또한 한 층에 조합될 수 있다. 또한, 테스트 필드(118)는 체액의 샘플(112)을 표면 위에, 구체적으로 샘플(112)이 도포되는 테스트 필드(118)의 제1 면(140) 위에 균등하게 확산 또는 분포시키도록 구성된 확산 층(148)을 포함할 수 있다.
캐리어 포일(120)은 550 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm인 λblc ≤ WL저의 λblc를 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 조정된 최소 하나의 파장 필터 구성요소(121)를 추가로 갖는다. 특히, 파장 필터 구성요소(121)는 예를 들어 도 4A에 도시된 바와 같이 예를 들어 캐리어 포일(120) 내에 위치할 수 있고, 구체적으로 파장 필터 구성요소(121)는 캐리어 포일(120) 내에 분산될 수 있다. 더욱 특정하게는, 파장 필터 구성요소(121)는 최소 하나의 롱패스 필터(150)이거나 이를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 파장 필터 구성요소(121)는 최소 하나의 간섭 필터(152)이거나 이를 포함할 수 있다. 구체적으로, 간섭 필터(152)는 캐리어 포일(120)의 최소 하나의 표면에, 구체적으로 도 4B에 도시되는 바와 같이, 캐리어 포일(120)의 상부 표면에 위치할 수 있다. 그러나, 간섭 필터(152)는 또한 캐리어 포일(120)의 하부 표면 또는 캐리어 포일(120)의 상부 및 하부 표면 모두에 도포될 수 있다.
도 5A는 파장 필터 구성요소(121)의 여러 상이한 구체예의 투과 스펙트럼의 그래프를 도시한다. 특히, 예로서, 롱패스 필터(150)의 제1 투과 스펙트럼(154) 및 간섭 필터(152)의 제2 투과 스펙트럼(156)이 도시될 수 있다. 구체적으로, 도 5A에 도시되는 바와 같이, 롱패스 필터는 x-축(160)에 나타나는 빛의 파장과 함께 상승하는 투과 에지(158)를 가질 수 있다. y-축(162)은 구체적으로 파장 필터 구성요소(121)의 투과율을 나타낼 수 있다. 또한, 롱패스 필터(150)는 특성 파장 λLP(164)를 가질 수 있고, 여기서 λLP(164)에서의 롱패스 필터(150)의 투과율 TLP(166)은 롱패스 필터(150)의 최대 투과율 TLPmax(168)의 50 %일 수 있다. 따라서, 도 5에서, 예로서, TLPmax(168)는 80 %일 수 있고 그러므로 TLP(166)는 0.5 x 80 % = 40 %일 수 있다. 또한, 롱패스 필터(150)는 상승 투과 에지(158)의 경사도 SLP(170)를 가질 수 있다. 특히, 상기 식 (1)에 기재된 바와 같이, SLP는 파장 λblc(172) 및 λtrans(174)를 사용하여 계산될 수 있다. 구체적으로, 파장 λblc(172)에서 롱패스 필터(150)의 투과율 TLP는 TLPmax의 5 % 이하일 수 있고 파장 λtrans(174)에서 롱패스 필터(150)의 투과율 TLP는 TLPmax의 95 % 이상일 수 있다.
또한, 간섭 필터(152)는 특성 파장 λHPF(176)를 가질 수 있고, 여기서, 도 5에서 제2 투과 스펙트럼(156)에 의해 도시되는 바와 같이, 간섭 필터(152)는 λHPF(176) 아래의 파장을 갖는 모든 빛을 선택적으로 차단 또는 감쇠시킬 수 있고 간섭 필터(152)는 λHPF(176)보다 높은 파장을 갖는 모든 빛을 투과시킬 수 있다.
예로서, 파장 필터 구성요소(121)는 구체적으로 예로서, 주변광 및 모바일 장치(130)의 특징, 구체적으로 카메라(132)의 특징과 독립적으로 광학 테스트 스트립(110)의, 구체적으로 테스트 화학물질(122)의 광학적으로 검출 가능한 검출 반응의 강도 기반 평가를 허용할 수 있다.
도 5B는 여러 상이한 혈당 농도에 대한 테스트 화학물질(122)의 반사 스펙트럼의 그래프를 나타내고, 여기서 파장 필터 구성요소(121)가 테스트 필드(118)의 캐리어 포일(120)에 존재하지 않는다. 특히, 그래프는 테스트 화학물질(122)을 포함하지만 파장 필터 구성요소(121)을 갖지 않는 다양한 테스트 필드의 반사 스펙트럼을 도시할 수 있다. 예를 들어, 도시된 반사의 값은 테스트 화학물질(122)과 접촉하고 20 초 후에 발생할 수 있다. 구체적으로, 여러 상이한 혈당 농도는 x-축(160)에 나타난 빛의 파장에 따라 달라질 수 있고, 여기서 y-축(132)은 여러 상이한 혈당 농도에 대해 상대 반사율, 구체적으로 반사율의 백분율을 나타낼 수 있다. 특히, 여섯 가지 상이한 혈당 농도가 그래프에서 여섯 가지 상이한 곡선에 의해 도시될 수 있다. 구체적으로, 곡선(200)은 0 데시리터당 밀리그램(mg/dl)의 혈당 농도의 반사 스펙트럼을 도시할 수 있고, 곡선(202)은 40 mg/dl의 혈당 농도의 반사 스펙트럼을 도시할 수 있고, 곡선(204)은 80 mg/dl의 혈당 농도의 반사 스펙트럼을 도시할 수 있고, 곡선(206)은 160 mg/dl의 혈당 농도의 반사 스펙트럼을 도시할 수 있고, 곡선(208)은 260 mg/dl의 혈당 농도의 반사 스펙트럼을 도시할 수 있고 곡선(210)은 440 mg/dl의 혈당 농도의 반사 스펙트럼을 도시할 수 있다.
도 5C는 여러 상이한 혈당 농도에 대한 테스트 필드(118)의 구체예의 반사 스펙트럼의 그래프를 나타낸다. 구체적으로, 테스트 필드(118)는 파장 필터 구성요소(121)를 갖는 캐리어 포일(120)을 포함한다. 따라서, 도 5C에 나타난 반사 스펙트럼은 여러 상이한 혈당 농도에 대한 테스트 화학물질(122)의 반사 스펙트럼을 도시할 수 있고, 여기서 파장 λblc(172)를 갖는 빛은 테스트 필드(118)의 캐리어 포일(120)의 파장 필터 구성요소(121)에 의해 본질적으로 차단될 수 있다. 예로서, 도 5C에 나타나는 반사 스펙트럼은 도 5B에 사용된 동일한 혈당 농도의 반사 스펙트럼을 도시할 수 있고, 여기서 반사 스펙트럼은 도 5A에 도시된 바와 같이 롱패스 필터(150)의 제1 투과 스펙트럼(154)에 의해 중첩된다. 더 나은 이해를 위해, 롱패스 필터(150)의 투과 스펙트럼(154)의 일부가 도 5C에 추가로 도시된다.
도시된 바와 같이, 여러 상이한 혈당 농도는 명확하게 분리될 수 있으며 파장 λ≥ 550nm에 대해, 구체적으로 λ≥ 600nm에 대해 선형 코스를 나타낼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 광학 테스트 스트립(110)의 테스트 필드(118)에 도포된 샘플(112)의 분석물 농도, 예컨대 혈당 농도 결정은 분석물 농도의 측정 정확도를 개선할 수 있다. 구체적으로, 도시된 바와 같이, 분석물 농도의 결정이 파장 범위에서, 예를 들어 파장 λ<550nm에 대해 어려울 수 있고, 여기서 분석물 농도, 예를 들어 혈당 농도는 조명 조건의 매우 작은 변화에 따라 크게 달라진다.
도 6A 및 6B에서 카메라(132)를 갖는 모바일 장치(130)의 구체예에 의해 기록된 적색의 히스토그램의 그래프가 나타난다. 예로서, 도 6A에서, 신호, 구체적으로 카메라(132)의 적색 채널의 신호는 구체적으로 파장 필터(134)를 사용하지 않고 이미지를 촬영할 때 제1 히스토그램(178)에 도시될 수 있다. 특히, 예를 들어 제1 히스토그램(178)에서 제1 조명(180), 구체적으로 예를 들어 6500 K를 갖는 백색 표준광 및 제2 조명(182), 구체적으로 녹색광이 주변 조명을 위해 사용될 수 있다. 예로서, 제2 조명(182)으로써, 예를 들어 녹색광으로써, 예로서, 약 10 카운트의 잘못된 신호가 기록될 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 도 6B에서, 카메라(132)의 적색 채널의 신호는, 예를 들어 도 6A에 나타나는 제1 히스토그램과 유사한 제2 히스토그램(184)에서 도시될 수 있고, 여기서 제2 히스토그램(184)에서 적색 필터가 사용될 수 있다. 예를 들어, 제2 조명(182), 예를 들어 "녹색" 조명은, 구체적으로 더 이상 잘못된 신호를 야기하지 않을 수 있음을 알 수 있다. 예로서, 제1 조명(180), 예를 들어 백색광의 신호는, 제1 히스토그램(178)을 제2 히스토그램(148)과 비교할 때, 예를 들어 약 100 카운트만큼 다를 수 있다. 이는 예를 들어 필터 내의 손실로 인해 나타날 수 있다. 그러나, 예로서, 신호는 예컨대 더 강한 조명 사용에 의해 예를 들어, 180 카운트로 증폭 및/또는 상승될 수 있다.
도 7A는 모바일 장치(130) 사용에 의핸 광학 테스트 스트립(110)의 테스트 필드(118)에 도포된 체액의 샘플(112) 중의 분석물 농도 측정 방법의 구체예의 흐름도를 나타낸다. 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:
i) (참조 번호 186으로 표시됨)
550 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm인 λblc ≤ WL저의 파장 λblc(146)을 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 조정된 최소 하나의 파장 필터 구성요소(121)를 갖는 광학 테스트 스트립(110)을 제공하는 단계;
ii)
(참조 번호 188로 표시됨) 모바일 장치(130)를 제공하는 단계, 여기서 모바일 장치(130)는 최소 하나의 카메라(132) 및 최소 하나의 파장 필터(134)를 포함하고, 여기서 파장 필터(134)는 800 nm ≤ WL고 ≤ 1000 nm인 1200 nm ≥ λ≥ WL고의 파장 λ를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성됨;
iii)
(참조 번호 190으로 표시됨) 체액의 샘플(112)을 테스트 필드(118)에 도포하는 단계;
iv)
(참조 번호 192로 표시됨) 모바일 장치(130)의 카메라(132) 사용에 의해 도포된 샘플(112)을 갖는 테스트 필드(118)의 최소 하나의 이미지를 캡처하는 단계; 및
v)
(참조 번호 194로 표시됨) 테스트 필드(118)의 테스트 화학물질(122)의 광학적으로 검출 가능한 검출 반응 평가에 의해 테스트 필드(118)에 도포된 체액의 샘플(112)의 분석물 농도를 결정하는 단계.
도 7B는 모바일 장치(130) 사용에 의핸 광학 테스트 스트립(110)의 테스트 필드(118)에 도포된 체액의 샘플(112) 중의 분석물 농도 측정 방법의 또 다른 구체예의 흐름도를 나타낸다. 도 7B에 도시되는 바와 같이, 상기 방법은 모바일 장치(130) 사용에 의해 참조 색상 필드(126)의 최소 하나의 이미지를 캡처하는 단계 vi)(참조 번호 196으로 표시됨)를 추가로 포함할 수 있다. 예로서, 단계 vi)는 구체적으로 단계 v)를 수행하기 전에 수행될 수 있다. 특히, 단계 iv) 및/또는 단계 vi)는 구체적으로 모바일 장치(130)의 조명원(136) 사용에 의해 광학 테스트 스트립(110)을 조사하는 하위단계(198)를 추가로 포함할 수 있다.
참조 번호 목록
110
광학 테스트 스트립
112
샘플
114
테스트 스트립 캐리어
116
투명 영역
118
테스트 필드
120
캐리어 포일
121
파장 필터 구성요소
122
테스트 화학물질
124
다공성 재료
126
참조 색상 필드
128
키트
130
모바일 장치
132
카메라
134
파장 필터
136
조명원
138
프로세서
140
제1 면
142
제2 면
144
λabs
146
λblc
148
확산 층
150
롱패스 필터
152
간섭 필터
154
제1 투과 스펙트럼
156
제2 투과 스펙트럼
158
투과 에지
160
x-축
162
y-축
164
λLP
166
TLP
168
TLPmax
170
SLP
172
λblc
174
λtrans
176
λHPF
178
제1 히스토그램
180
제1 조명
182
제2 조명
184
제2 히스토그램
186
단계 i)
188
단계 ii)
190
단계 iii)
192
단계 iv)
194
단계 v)
196
단계 vi)
198
테스트 스트립 조사
200
0 mg/dl 곡선
202
40 mg/dl 곡선
204
80 mg/dl 곡선
206
160 mg/dl 곡선
208
260 mg/dl 곡선
210
440 mg/dl 곡선
Claims (15)
- 다음을 포함하는, 체액 샘플의 분석물 농도(112) 측정을 위한 광학 테스트 스트립(110):
a) 최소 하나의 투명 영역(116)을 갖는 테스트 스트립 캐리어(114);
b) 테스트 필드(118), 여기서 테스트 필드(118)는:
- 최소 하나의 캐리어 포일(120)을 포함하고, 여기서 캐리어 포일(120)은 테스트 스트립 캐리어(114)에 적용되고 테스트 스트립 캐리어(114)의 투명 영역(116)을 적어도 부분적으로 덮고;
- 캐리어 포일(120)에 도포된 최소 하나의 테스트 화학물질(122)을 포함하고, 테스트 화학물질(122)은 분석물과 광학적으로 검출 가능한 검출 반응을 수행하도록 구성되고, 테스트 화학물질(122)은 650 nm < λabs ≤ 1100 nm 범위의 최소 하나의 흡수 파장 λabs(144)을 갖는 빛을 적어도 부분적으로 흡수하도록 추가로 구성되고; 및
- 샘플(112)에 포함된 고체 성분을 적어도 부분적으로 필터링하기 위한 최소 하나의 다공성 재료(124)를 포함하고;
여기서 캐리어 포일(120)은 550 nm ≤ WL저 ≤ 650 nm인 λblc ≤ WL저의 파장 λblc(146)을 갖는 빛을 본질적으로 차단하도록 적합화되는 최소 하나의 파장 필터 구성요소(121)를 가짐. - 전술한 청구항에 있어서, 파장 필터 구성요소는 10 nm ≤ λblc ≤ WL저의 파장 λblc(146)을 갖는 전자기 복사를 본질적으로 차단하도록 적합화되는 광학 테스트 스트립(110).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 파장 필터 구성요소(121)는 캐리어 포일(120) 내에 위치하는 광학 테스트 스트립(110).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 파장 필터 구성요소(121)는 롱패스 필터 구성요소 및 밴드패스 필터 구성요소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광학 테스트 스트립(110).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 파장 필터 구성요소(121)는 최소 하나의 롱패스 필터(150)를 포함하고, 여기서 롱패스 필터(150)는 빛의 파장에 따라 상승하는 투과 에지(158)를 갖고, 롱패스 필터(150)는 특성 파장 λLP(164)을 추가로 갖고, λLP(164)에서 롱패스 필터(150)의 투과율은 롱패스 필터(150)의 최대 투과율의 50 %이고 WL저 = λLP(164)인 광학 테스트 스트립(110).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 파장 필터 구성요소(121)는 간섭 필터(152)를 포함하고, 간섭 필터(152)는 특성 파장 λHPF(176)를 갖고, 여기서 WL저 = λHPF(176)이고, 간섭 필터(152)는 바람직하게는 캐리어 포일(120)의 최소 하나의 표면에 위치하는 광학 테스트 스트립(110).
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 테스트 스트립(110), 구체적으로 캐리어 포일(120)은 최소 하나의 추가 필터 구성요소를 포함하고, 최소 하나의 추가 필터 구성요소는 숏패스 필터를 포함하고, 추가 필터 구성요소는 바람직하게는 WL고 > WL저인 파장 λ≥ WL고를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성되는 광학 테스트 스트립(110).
- 다음 단계를 포함하는, 이동식 장치(130) 사용에 의해 광학 테스트 스트립(110)의 테스트 필드(118)에 도포된 체액 샘플의 분석물 농도(112)를 측정하는 방법:
i) 전술한 청구항 중 어느 한 항에 따른 광학 테스트 스트립(110)을 제공하는 단계;
ii) 이동식 장치(130)를 제공하는 단계, 여기서 이동식 장치(130)는 최소 하나의 카메라(132) 및 최소 하나의 파장 필터(134)를 포함하고, 파장 필터(134)는 800 nm ≤ WL고 ≤ 1000 nm인 λ ≥ WL고의 파장 λ를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성됨;
iii) 체액 샘플(112)을 테스트 필드(118)에 도포하는 단계;
iv) 이동식 장치(130)의 카메라(132) 사용에 의해 도포된 샘플(112)을 갖는 테스트 필드(118)의 최소 하나의 이미지를 캡처하는 단계; 및
v) 테스트 필드(118)의 테스트 화학물질(122)의 광학적으로 검출 가능한 검출 반응 평가에 의해 테스트 필드(118)에 도포된 체액 샘플(112)의 분석물 농도를 결정하는 단계. - 전술한 청구항에 있어서, 파장 필터(134)는 1200 nm ≥ λ≥ WL고의 파장 λ를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성되는 방법.
- 전술한 방법 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 이동식 장치(130)는 최소 하나의 조명원(136)을 추가로 포함하고, 방법 단계 iv)는 광학 테스트 스트립(110)을 조사하는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 전술한 방법 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 파장 필터(134)는 최소 하나의 숏패스 필터를 포함하고, 여기서 숏패스 필터는 빛의 파장에 따라 하락하는 투과 에지를 갖고, 숏패스 필터는 특성 파장 λSP를 추가로 갖고, 여기서 λSP에서 숏패스 필터의 투과율은 숏패스 필터의 최대 투과율의 50 %이고 WL고 = λSP인 방법.
- 전술한 방법 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 800 nm ≤ WL고 ≤ 950 nm, 구체적으로 800 nm ≤ WL고 ≤ 900 nm인 방법.
- 전술한 방법 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 테스트 스트립(110)은 광학 테스트 스트립(110)을 참조하는 전술한 청구항 중 어느 한 항에 따른 광학 테스트 스트립(110)을 포함하는 방법.
- 체액 샘플의 분석물 농도(112)를 측정하기 위한 키트(128)에 있어서, 키트(128)는 광학 테스트 스트립(110)을 참조하는 전술한 청구항 중 어느 한 항에 따른 광학 테스트 스트립(110)을 포함하고, 키트는 이동식 장치(130)를 추가로 포함하고, 여기서 이동식 장치(130)는 최소 하나의 카메라(132)를 포함하고, 이동식 장치(130)는 최소 하나의 파장 필터(134)를 추가로 포함하고, 여기서 파장 필터(134)는 800 nm ≤ WL고 ≤ 1000 nm인 λ≥ WL고의 파장 λ를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성되는 키트.
- 전술한 청구항에 있어서, 파장 필터(134)는 1200 nm ≥ λ≥ WL고의 파장 λ를 갖는 빛의 투과를 본질적으로 차단하도록 구성되는 키트(128).
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