RU2625769C2 - Сенсор аналита с тисненой ячейкой и способ изготовления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к медицине и представляет собой способ изготовления системы измерения аналита, имеющей сенсоры с тиснеными каналами измерительной камеры. В одном варианте осуществления сенсоры являются удлиненными тест-полосками для тестирования in vitro, причем каждая тест-полоска имеет подложку, по меньшей мере, один электрод, канал, вытисненный в электроде, и накрывающую ленту, покрывающую, по меньшей мере, часть тисненого канала. Способ позволяет устранить необходимость в калибровочном коде при использовании сенсоров с измерительным прибором. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Настоящая заявка подана 16 октября 2007 как международная патентная заявка РСТ от имени АВВОТТ DIABETES CARE, INC. национальной корпорации США, являющейся заявителем для всех стран, кроме США, и от имени Adrian PETYT, гражданина Великобритании, и Simon Andrew HECTOR, гражданина Великобритании, являющихся заявителями только для США; заявка испрашивает приоритет согласно заявке на изобретение США, per. №11/552,234 от 24 октября 2006.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к медицинским приборам для контроля аналитов у живых организмов, например, для контроля уровня глюкозы у больных диабетом. В частности, изобретение относится к сенсору аналита, имеющему тисненую пробоотборную камеру.

Уровень техники

Больные диабетом обычно измеряют свой уровень глюкозы в крови, прокалывая кончик пальца или другое место на теле, чтобы выдавить кровь, нанося кровь на одноразовую тест-полоску в ручном измерительном приборе и позволяя измерительному прибору и полоске произвести электрохимический анализ крови, чтобы определить текущую концентрацию глюкозы. Такие тесты in vitro обычно проводятся по меньшей мере несколько раз в день. Подробное описание таких систем контроля глюкозы и их применение даются в патенте US 7058437, выданном TheraSense, от 6 июня 2006, который полностью включен в данное описание путем ссылки.

Кроме примеров, приведенных в патенте US 7,058,437, было много других подходов к конструкции сенсоров в виде тест-полосок в области in vitro мониторинга уровня глюкозы в крови. Ниже описываются два распространенных способа.

В первом обычном способе конструкции тест-полоски используется конфигурация из сетки, изолирующей и накрывающей ленты. В этом способе сначала на подложке формируют базовый электрод. Затем к базовому электроду прикрепляют покрытую поверхностно-активным веществом сетку, печатая поверх слой изоляционных чернил. Чернила наносят по напечатанному рисунку. Открытая (не имеющая печати) область рисунка образует ячейку для проб и определяет рабочую область базового электрода. Затем на верхнюю поверхность изолирующей печати наносится накрывающая лента, которая оставляет достаточно отверстий для выхода воздуха, когда полоска наполняется кровью при использовании.

Недостатком этого способа является то, что точность совмещения печати и реология чернил ограничивают наименьший размер ячейки, которую можно изготовить воспроизводимо. Кроме того, требуются три отдельных технологических этапа, и материалы сетки и изоляции являются относительно дорогими.

Во втором распространенном способе конструкции тест-полоски используются штампованная прокладка и гидрофильная накрывающая лента. Этот способ обычно включает в себя накладывание штампованной прокладки слоем на гидрофильную накрывающую ленту. В свою очередь, накрывающая лента накладывается слоем на базовый электрод на подложке. В большинстве случаев клей, используемый на всех границах раздела, является контактным. Толщина прокладки и слоев клея, в сочетании с двумерной областью, удаляемой с прокладки, ограничивает объем ячейки для проб.

Недостатком этого второго способа является то, что при обрезании контактного клея часто возникают проблемы с выделением смолы. Обычно пачкается оборудование для производства тест-полосок, но и отверстия для ввода тест-полосок на приборе пользователя также могут стать непригодными из-за загрязнений, вызванных клеем. Кроме того, уменьшать размер механических прокалывателей можно только до определенного размера. Также, в этом способе во всех отношениях важна точность совмещения печати, а используемые материалы дороги.

Нанесение слоя реагента при изготовлении тест-полосок является сложной задачей в ситуациях, когда тампопечать не подходит. Эта задача была решена двумя разными путями: нанесением через щелевое сопло и нанесением напылением, каждый из которых описывается по очереди ниже.

При шлицевом нанесении используются шлицевая головка и насос для реагента для дозированной подачи материала на движущееся полотно. Скорость насоса, скорость перемещения полотна, реологические свойства реагента и геометрия щели – все это важные факторы для достижения желаемого покрытия. Этот способ может быть идеальным путем контролированного нанесения низковязких реагентов с высокими скоростями. Однако он имеет ряд проблем. Первая проблема состоит в том, что это – непрерывный процесс, и поэтому покрываются области на полотне, которые не требуются функционально для анализа. Это не только расточительная трата реагента, но также вызывает колебания высоты сторон пробоотборной камеры, что создает проблемы с герметизацией камеры. Если пробоотборная камера уплотнена недостаточно хорошо, проба крови может вытечь из заданной области измерения и дать ошибочные результаты. Наконец, с некоторыми жидкостями получение однородных полосок способом нанесения через щелевое сопло может быть проблематичным, так как на краях полосок с покрытием часто обнаруживаются более толстые ленты материала.

Напыление является другим способом укладки тонкого слоя реагента на движущееся полотно, но этот способ также страдает от некоторых недостатков. В отличие от ситуации с нанесением через щелевое сопло, в этом случае более типично, что центр полоски толще, чем края. Это облегчает герметизацию пробоотборной камеры, но она также неравномерная. Так как напыление также является непрерывным процессом, при нем неэкономно тратится слишком много реагента, и трудно аккуратно ограничить площади без масок.

Даже при жестком контроле изготовления полосок обычно имеются отклонения между разными партиями полосок. Чтобы сохранить точными результаты теста, обычно применяется некоторый тип калибровки полосок. Например, после изготовления может быть протестирована репрезентативная выборка полосок из каждой партии. Из тестирования может быть определен калибровочный код, и этот код может даваться с каждой полоской в соответствующей партии, например, на упаковочной этикетке. Перед использованием каждой упаковки тест-полосок, в измерительное устройство можно ввести код, тем самым калибруя измерительное устройство для конкретных используемых полосок, чтобы обеспечить точность результатов тестирования. Однако это требует от пользователя проведения лишнего этапа. Кроме того, если пользователь пренебрежет введением нового калибровочного кода для новой упаковки полосок или введет код некорректно, могут быть получены неправильные результаты теста, что потенциально может принести вред пользователю. Некоторые производители прибегали к тому, чтобы предусмотреть считываемый машиной код на каждой полоске или упаковке полосок, который мог бы напрямую считываться измерительным устройством при использовании. Хотя это может уменьшить вероятность ошибок, эти системы не защищены от неправильного использования и повышают стоимость тест-полосок и измерительных приборов. Другим способом снижения проблем калибровки является предоставление части произведенных тест-полосок, имеющих заданный калибровочный код, заданному контингенту заказчиков, имеющему измерительные приборы, которые уже были откалиброваны для применения с этими конкретными тест-полосками. Остальные произведенные тест-полоски метятся калибровочными кодами и поставляются другому контингенту заказчиков, имеющих измерительные приборы, требующие ручного ввода калибровочных кодов. Этот способ является эффективным только для части покупателей, которым не нужно использовать калибровочные коды. Кроме того, могут возникнуть проблемы с поставкой продукции, если распределение калибровок не совпадает с требованиями обеих баз измерительных приборов.

Сущность изобретения

Согласно аспектам некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения, система in vitro мониторинга аналита может быть выполнена так, чтобы работать с минимумом анализируемой жидкости. В одном варианте осуществления сенсор может быть сформирован путем размещения по меньшей мере одного электрода на подложке, предусматривая тиснение канала в электроде, покрывая канал реагентом и накрывая канал гидрофильной накрывающей лентой. На дистальном конце сенсора может быть предусмотрено отверстие в канале, чтобы, когда в это отверстие подавался аналит, он втягивался в канал поверхностным натяжением (т.е. капиллярным затеканием). На противоположном конце канала можно предусмотреть выходное отверстие, чтобы, когда аналит наполнял канал, воздух, предварительно заполнявший канал, можно было вывести через это выходное отверстие. Аспекты настоящего изобретения хорошо подходят для применения с сенсорами типа амперметров, потенциометров, колориметрических сенсоров и сенсоров других типов.

Согласно другим аспектам изобретения, процесс тиснения может быть проведен до или после нанесения электрода(ов) на подложку. В одном варианте осуществления электроды могут быть нанесены на непроводящую подложку до тиснения канала. Например, на подложку может напыляться золото с помощью маски, чтобы сформировать несколько электродов, разделенных участками непроводящей поверхности подложки. Альтернативно, напыление может проводиться на всю поверхность подложки, а позднее участки могут быть вытравлены, чтобы образовать промежутки между множеством электродов. В любом случае канал или каналы могут быть затем вытиснены в электроде на плоской подложке. Преимуществом этого подхода с последующим тиснением является то, что материал подложки, имеющий плоскую поверхность с образованными на ней электродами, можно приобрести от множества источников и позднее подвергнуть тиснению. При этом подходе может также быть легче контролировать конечные размеры тисненого канала, если этап тиснения является одним из последних этапов, который должен проводиться до сборки сенсора.

В другом варианте осуществления канал или каналы могут быть вытиснены в подложке сенсора до того, как на подложке будут образованы электрод или электроды. При этом подходе с предварительным тиснением можно использовать намного более тонкий слой проводника. Это может быть особенно выгодным при использовании дорогих проводников, таких, как золото. Кроме того, для применения в подходе с предварительным тиснением допустимы более хрупкие проводящие материалы.

Согласно другим аспектам изобретения, используемым процессом тиснения, может быть процесс с вращающимся или плоским слоем. Могут использоваться различные профили канала, такие, как прямоугольный и V-образный. Согласно одному варианту осуществления, тисненые каналы могут иметь полукруглое сечение и могут иметь глубину менее примерно 200 микрон. Более предпочтительно, каналы могут быть глубиной менее примерно 100 микрон. Наиболее предпочтительно, каналы могут иметь глубину менее примерно 50 микрон. Активная длина канала измерительной камеры часто может диктоваться конфигурацией тест-полоски. Согласно одному варианту осуществления, тисненый канал выровнен с продольной осью тест-полоски. Могут также использоваться другие ориентации. В одном варианте осуществления активная длина тисненого канала (т.е. длина, содержащая электроды и реагент) может быть меньше примерно 10 мм. Более предпочтительно, активная длина может составлять примерно от 2 до 7 мм, и наиболее предпочтительно длина может составлять примерно от 3 до 4 мм.

Согласно аспектам настоящего изобретения, вышеуказанная геометрия может давать пробоотборные камеры с хорошей воспроизводимостью объемов, а также площадью поверхности электрода от полоски к полоске, тем самым повышая точность. В частном варианте осуществления, объем пробоотборной камеры может быть меньше примерно 200 нанолитров, более предпочтительно меньше примерно 50 нанолитров, и наиболее предпочтительно может быть меньше примерно 20 нанолитров.

Согласно аспектам изобретения, реагент может наноситься на канал пробоотборной камеры с помощью иглы и ракеля, хотя могут также применяться другие способы, такие, как покрытие через щелевое сопло или напыление. Тест-полоски изготавливаются предпочтительно рядами, в которых тест-полоски соединены боковыми сторонами, и затем разделяются на индивидуальные тест-полоски, например, сечением или разрезанием как одним из последних этапов изготовления. В одном варианте осуществления один или более рядов могут при изготовлении формировать движущееся полотно. Реагент может закачиваться через иглу или иглы на движущееся полотно, а ракель используется для распределения реагента и удаления излишков с полотна. Альтернативно, тест-полоски могут быть образованы отдельными листами до их разделения, и игла(ы) и ракель(и) могут перемещаться относительно листов для нанесения и распределения реагента.

При нанесении с помощью иглы и ракеля может с выгодой использоваться объем канала, который уже был задан на этапе тиснения. В канал и окружающую область реагент может осаждаться дозирующей системой с иглой, а затем распределяться ракелем. Ракель может собирать и удалять реагент с плоских областей, окружающих канал, оставляя канал полностью заполненным. Затем влажный реагент можно сушить, получая в результате только тонкую пленку в канале. Вес конечного покрытия типично может определяться вязкостью реагента, жесткостью ракеля, давлением ракеля и разбавлением реагента. Скорость подачи в игольчатой дозирующей системе может или быть идеально сбалансирована со скоростью нанесения, или может быть выше при использовании на ракеле системы рециркуляции или полных потерь.

Согласно другим аспектам настоящего изобретения, можно предусмотреть процесс подрезания концов тест-полосок, чтобы откалибровать сенсоры. После формирования рисунка электродов, тиснения, нанесения реагента и наложения гидрофильной крышки, как описано выше, сенсоры могут быть по существу функциональными. На этой стадии, предпочтительно до отделения друг от друга индивидуальных сенсоров, может быть протестирована репрезентативная выборка сенсоров, чтобы установить по меньшей мере один калибровочный параметр партии, такой, как наклон и/или точка пересечения калибровочной кривой. Через определение характеристик на этапе разработки сенсоров, можно найти диапазон наклонов и/или других калибровочных параметров, ожидаемых от конструкции, и нижнее значение может быть выбрано для выпуска продукта. Путем подрезания рабочей области оставшихся электродов можно затем подобрать наклон, чтобы он соответствовал этому более низкому значению выпуска продукции. Этот процесс подрезания может давать сенсоры, которые все имеют по существу одинаковый калибровочный наклон, тем самым устраняя необходимость маркировки сенсоров калибровочным кодом и требования вводить код в измерительный прибор перед использованием. Описанные выше варианты осуществления конструкции с тиснеными тест-полосками особенно хорошо подходят для такого подрезания из-за большой длины каналов по отношению к площади сечения, и из-за того, что в процессе подрезания выравнивание сенсора должно проводиться не более чем в одном направлении.

Используя аспекты настоящего изобретения, можно производить контроль различных аналитов. Эти аналиты могут включать в себя, без ограничения перечисленным, лактат, ацетилхолин, амилазу, билирубин, холестерин, хорионгонадотропин, креатин киназу (например, CK-MB), креатин, ДНК, фруктозамин, глюкозу, глутамин, гормоны роста, гематокрит, гемоглобин (например, HbA 1c), гормоны, кетоны, лактат, кислород, пероксид, простата-специфичный антиген, протромбин, РНК, тироид-стимулирующий гормон и тропонин, в образцах жидкости тела. Измерительные приборы могут также быть сконструированы так, чтобы определять концентрацию лекарств, таких, например, как антибиотики (например, гентамицин, ванкомицин и т.п.), дигитоксин, дигоксин, употребление наркотиков, теофиллин, варфарин и т.п. Такие аналиты могут контролироваться в крови, внутритканевых жидкостях, слюне, моче и других жидкостях тела.

Краткое описание чертежей

Каждая из фигур схематически иллюстрирует аспекты изобретения. На них:

фиг. 1: вид сверху, показывающий сенсор с тест-полоской для применения с глюкометром.

фиг. 2: вид в перспективе с пространственным разделением деталей, показывающий компоненты примерного варианта осуществления сенсора с тест-полоской, выполненного в соответствии с аспектами настоящего изобретения;

фиг. 3: вид в перспективе, показывающий компоненты фиг. 2 в сборке;

фиг. 4 вид в перспективе, показывающий альтернативный вариант осуществления сенсора;

фиг. 5: вертикальный вид сбоку, показывающий реагент, который выпускается и распределяется по серии сенсоров согласно аспектам настоящего изобретения; и

фиг. 6: вид сверху, показывающий процесс подрезания согласно аспектам настоящего изобретения.

Допустимы варианты изобретения, отличные от показанных на фигурах.

Подробное описание

Следующее описание сфокусировано на одном варианте настоящего изобретения. Этот вариант изобретения должен рассматриваться как неограничивающий пример. Следует понимать, что изобретение не ограничено излагаемыми частными вариантами и, конечно, они могут изменяться. Изменения могут быть внесены в описанное изобретение, и эквиваленты (как известные в настоящее время, так и те, которые будут разработаны в будущем) могут быть заменены, не выходя за истинную сущность и объем изобретения. Кроме того, могут быть сделаны модификации, чтобы приспособиться к конкретной ситуации, материалу, составу материала, процессу, шагам или этапам процесса, к цели(ям), духу или объему настоящего изобретения.

Фиг. 1 показывает вид сверху примерной аналитической системы 10 в данном частном варианте осуществления - глюкометр. Система 10 включает в себя портативный измерительный прибор 12 и сенсор 14 с одноразовой тест-полоской. Тест-полоска 14 может вставляться и выводиться из отверстия 16 для тест-полосок измерительного прибора 12 для физического и электрического соединения с ним. Измерительный прибор 12 включает в себя жидкокристаллический дисплей 18 для отображения информации для пользователя измерительного прибора, и кнопки 20, 22 и 24 для приема входных данных от пользователя.

Вообще говоря, для проведения измерения уровня глюкозы в крови измерительным прибором 12, пользователь вставляет новую тест-полоску 14 в отверстие 16 измерительного прибора 12. До или после введения полоски в измерительный прибор пользователь прокалывает кончик пальца или другую часть тела (т.е. альтернативное место), чтобы выдавить маленькую каплю крови 26 на поверхность кожи. Измерительный прибор и полоска помещаются над каплей крови 26 так, чтобы один из концов 28 пробоотборной камеры касался капли крови 26. Хотя этот частный пример поясняет использование полоски, заполняемой с боков, следует отметить, что, как будет описано позднее, могут использоваться полоски, заполняемые с края, сверху или другие типы тест-полосок. Кроме того, при исследовании аналита вообще не обязательно использовать тест-полоску. Например, вместо отдельных тест-полосок можно предусмотреть вращающееся испытательное колесо, имеющее множество сенсоров. В настоящем примере поверхностное натяжение (капиллярное затекание) автоматически втягивает малое количество крови 26 в пробоотборную камеру, и электрохимическое исследование проводится автоматически измерительным прибором 12, чтобы определить концентрацию глюкозы в крови 26. Затем уровень 30 глюкозы отображается на дисплее измерительного прибора 12.

Обратимся к фиг. 2 и 3, где показан вид с пространственным разделением деталей типичного сенсора 32 с тест-полоской, выполненного согласно аспектам настоящего изобретения. В этом варианте осуществления сенсор 32 включает в себя подложку 34, накладку 36 и накрывающую ленту 38. Реагирующий на заполнение электрод 40, рабочий электрод 42 и контрольный электрод 44 могут быть сформированы около дистального конца 46 подложки 34. Проводящие электроды 40, 42 и 44 могут быть отделены участками непроводящей подложки 34 и могут быть соединены проводящими дорожками с соединительными площадками 48, 50 и 52, соответственно. При использовании тест-полоска 32, каждая соединительная площадка 48, 50 и 52 может быть электрически соединена с соответствующими контактами соединителя (не показано) в измерительном приборе 12, показанном на фигуре 1. Может использоваться меньшее число электродов, дополнительные или другие типы электродов. Например, реагирующий на заполнение электрод 40 может не предусматриваться, и/или может быть добавлен второй рабочий электрод, чтобы позволить компенсацию гематокрита.

В этом варианте осуществления канал 54 вытиснен в подложке 34 и пересекает каждый из электродов 40, 42 и 44. Реагент добавляют в канал 54, один пример которого описывается ниже. Накрывающая лента 38 может быть нанесена на подложку 34, например, с помощью контактного клея, чтобы закрыть канал 54. Накладка 36 может добавляться, например, с помощью контактного клея, в основном из эстетических соображений и чтобы защитить проводящие дорожки. Вышеописанными этапами создается функциональная тест-полоска, показанная на фиг. 3. Как будет описано позднее, могут проводиться дополнительные производственные этапы.

Вышеописанная конструкция формирует измерительную камеру для пробы, ограниченную снизу каналом 54 в подложке 34 и сверху накрывающей лентой 38. Открытый конец 56 пробоотборной камеры, находящийся на или около дистального конца 46 тест-полоски 32, позволяет пробе жидкости, например, крови, войти в пробоотборную камеру. Накрывающая лента 38, ее клей и материалы, образующие подложку 34 и электроды 40, 42 и 44 – все они предпочтительно являются гидрофильными. Эта компоновка позволяет автоматически наполнять пробоотборную камеру пробной жидкостью, посредством поверхностного натяжения (капиллярное затекание), когда отверстие 56 находится в контакте с жидкостью. Предпочтительно, размеры и допуски канала 54 и накрывающей ленты 38 выбираются так, чтобы обеспечить, что канал 54 пройдет к проксимальному концу 58 полоски 32 дальше, чем накрывающая лента 38, чтобы создать выходное отверстие 60. Выходное отверстие 60 позволяет воздуху, вытесняемому наполняющейся жидкостью, легко выйти из пробоотборной камеры, не мешая потоку жидкости. Как показано на фигуре 3, между накладкой 36 и накрывающей лентой 38 можно оставить зазор 62, способствуя обеспечению того, чтобы выходное отверстие 60 не было заблокировано. В альтернативном варианте осуществления, накладку 36 можно совсем не использовать, чтобы уменьшить стоимость материалов и сборки и сохранить выходное отверстие 60 открытым. В другом альтернативном варианте осуществления одна из накладки 36 и накрывающей ленты 38 могут перекрывать другую. Например, накладка 36 может перекрывать накрывающую ленту 38 примерно на 1 мм. Поскольку край перекрываемого нижнего слоя имеет некоторую толщину, которая создает ступеньку, верхний слой не может формировать идеальное уплотнение со ступенькой. Это неполное уплотнение расширяет выходное отверстие сбоку вдоль ступеньки до каждой боковой стороны тест-полоски 32.

Тисненый канал 54 может быть выровнен с продольной осью полоски 32, создавая полоску, заполняемую с конца, показанную на фиг. 3. В альтернативном варианте осуществления канал может быть перпендикулярен оси полоски. Пример такой заполняемой сбоку структуры показан на фиг. 1, где один конец 28 пробоотборной камеры служит для наполнения камеры жидкостью в этом варианте осуществления, а конец 28 пробоотборной камеры на противоположной стороне полоски 14 служит для выпуска выходящего воздуха. Могут также использоваться другие конфигурации тисненого канала 54. Фиг. 4 показывает вариант полоски 32, изображенной на фигуре 3. В этом альтернативном варианте осуществления накрывающая лента 38' полоски 32' укорочена, так что она не доходит до конца полоски 38'. В этом варианте осуществления участки канала 54 и подложки 34 открыты, создавая "посадочную площадку" 64 для приема крови или другого аналита, тем самым образуя полоску, наполняемую сверху. При использовании капля крови 26 может быть помещена на посадочную площадку 64 рядом с или сверху наружного края накрывающей ленты 38', как показано на фиг. 4. Кровь 26 затекает в канал 54 между накрывающей лентой 38' и подложкой 34 и исследуется, как описано выше. Такая структура может быть выгодной в такой обстановке, как больницы, где проба аналита может наноситься на тест-полоску пипеткой.

Согласно аспектам настоящего изобретения, канал 54 может быть вытиснен до или после формирования электродов 40, 42 и 44 на подложке 34. Когда канал 54 вытиснен после формирования электродов на подложке 34, материалы и процессы могут выбираться так, чтобы избежать чрезмерного повреждения электродов, например, деформации материалов электродов, настолько, чтобы их сопротивления резко повысились, или материалы фактически сломались. Таких проблем можно избежать, используя пластичный материал для электрода, такой, как золото или близкие металлы, и/или повышая толщину материалов электрода. Могут также быть разработаны внутренние и внешние инструменты для тиснения, чтобы снизить излишний материальный поток, смягчая тем самым вышеназванные проблемы. Другими факторами, которые могут уменьшить повреждение электродов, являются более толстая и/или более мягкая подложка и более мелкий канал. Подбирая инструменты, материалы, толщины и процессы, применяемые для получения канала 54, можно для частного набора требований к сенсору добиться допустимого баланса между глубиной канала и повреждением электрода.

Предпочтительным материалом подложки может быть ПВХ, так как его легко тиснить. Другим предпочтительным материалом может быть сложный полиэфир. Полиэфир не так легко поддается тиснению, как ПВХ, но его применение может способствовать уменьшению времени сушки реагента. Полиэфир можно нагревать до 75 градусов Цельсия без усадки, тогда как ПВХ нельзя нагревать выше примерно 55 градусов Цельсия. Другим предпочтительным материалом подложки может быть полипропилен, так как он предлагает компромисс между свойствами ПВХ и полиэфира.

С описанными выше инструментами, способами и материалами можно получить тест-полоску 32, имеющую очень малый объем пробы и очень воспроизводимые геометрические свойства. Малый объем пробы позволяет пользователям проводить "тестирование из альтернативного места" (т.е. в местах, отличных от кончиков пальцев) и позволяет забирать меньше крови. Это, в свою очередь, снижает или устраняет боль, связанную с забором крови, может уменьшить грязь от образцов крови на коже и меньше травмирует тело. Согласно аспектам настоящего изобретения, размер пробы может быть меньше примерно 20 нанолитров. Кроме того, воспроизводимые геометрические свойства, которые могут достигаться с раскрываемыми здесь тест-полосками, еще больше улучшают аккуратность и точность исследования аналита с помощью полосок.

Обратимся теперь к фиг. 5, на которой показана типичная структура для нанесения реагента при изготовлении тест-полосок 32. В этом показанном варианте осуществления тест-полоски 32 сформированы, примыкая друг к другу, на непрерывном полотне материала подложки 34, чтобы быть разделенными на отдельные полоски 32 в более позднем процессе изготовления. До стадии, показанной на фиг. 5, на подложке 34 может быть нанесен по рисунку материал электрода 44 и другие электроды (не показаны), и в электродах и/или подложке 34 могут быть вытиснены каналы 54a - 54e, как было ранее описано выше. Полотно материала подложки 34 может в таком случае перемещаться в направлении, показанном стрелкой A, под стационарной иглой 66 для наполнения реагентом и ракелем 68. Реагент 70 можно накачивать насосом, подавать самотеком под действием силы тяжести или иным способом подавать через иглу 66 на перемещающуюся подложку 34. Ракель 68 может помогать распределить реагент 40 по каналам 54 и вытирать избыточный реагент с электродов и подложки 34. По существу можно удалить с поверхности подложки 34 весь реагент 70, оставляя реагент 70 только в каналах 54, которые в таком случае предпочтительно заполнены полностью. Подачу реагента 70 на подложку 34 можно точно дозировать, чтобы избежать напрасного расхода реагента 70. Альтернативно, к подложке 34 может подаваться больше реагента 70, чем нужно, чтобы гарантировать полное покрытие, и избыток можно использовать повторно или выбросить. Фиг. 5 показывает еще не наполненный канал 54a, канал 54b в процессе наполнения реагентом 70 иглой 66 и выравниваемый ракелем 68, канал 54c, который был наполнен и выровнен, и два канала 54d и 54e, которые были наполнены, выровнены и теперь сушатся, оставляя только тонкий слой реагента 70 вдоль каналов.

В зависимости от конфигурации полотна 34 подложки и/или от других параметров, может использоваться одна игла 66 для реагента или множество игл и/или один или множество ракелей 68. Множество игл могут подавать один и тот же или разные реагенты к подложке 34. Игла(ы) 66 не обязательно должны иметь круговое или овальное отверстие, скорее они могут иметь удлиненную щель или отверстие другой формы. Ракель(и) 68 не обязательно должны быть отделены от игл 66, но они могут быть объединены с ними. Вышеописанные компоновки могут применяться в периодических процессах, а не на показанном рулонном материале. Например, подложка в виде кардной ленты (не показана), содержащая конечный массив тест-полосок 32, может быть покрыта реагентом 70 и установлена горизонтально, удерживая кардную ленту неподвижной и перемещая иглу(ы) 66 и ракель(и) 68 (по отдельности или тандемом) над кардными лентами с тест-полосками.

Обратимся теперь к фиг. 6, где показан примерный вариант проведения подрезания тест-полосок 32 согласно аспектам настоящего изобретения. После того, как тест-полоски 32 станут функциональными, можно протестировать репрезентативную пробу. Следует протестировать достаточное число тест-полосок (или, другими словами, "размер партии" должен быть достаточно малым), чтобы можно было с надежностью предположить, что все тест-полоски 32 в каждой конкретной партии, если она протестирована, будут давать по существу такие же результаты тестирования, как и репрезентативная выборка. Основываясь на результатах тестирования, можно определить, что вся партия имеет определенные калибровочные характеристики, например, имеют калибровочную кривую с конкретным наклоном. Вместо того, чтобы помечать партию калибровочной характеристикой (например, наклоном) и калибровать измерительный прибор 12 применительно к полоскам 32 при использовании, можно модифицировать полоску 32 при изготовлении, чтобы "откалибровать" ее по отношению к измерительному прибору 12. Уменьшая объем покрытого канала 54 и площадь рабочего электрода 44, можно уменьшить наклон калибровочной кривой полоски до заданного значения. Чтобы уменьшить площадь электрода на по существу готовой тест-полоске 32, можно удалить относительно малую часть с дистального конца 46 тест-полоски 32. Это можно осуществить подрезанием ряда неразделенных тест-полосок 32 по линии B, например, отсечением или отрезанием, как показано на фигуре 6. Место линии отреза B может меняться в зависимости от того, как много функциональных изменений полосок 32 желательно. Можно снова протестировать репрезентативную выборку подрезанных тест-полосок 32, чтобы гарантировать, что теперь каждая партия будет иметь по существу одинаковые характеристики. После подрезания (если требуется), тест-полоски 32 можно отделить друг от друга. Альтернативно, сначала можно разделить тест-полоски 32, а затем, если нужно, подрезать. Вышеописанные процедуры тестирования и подрезания могут проводиться до или после процесса старения. Используя описанный выше способ изготовления, можно устранить необходимость калибровки пользователем. Равным образом, можно стесать дистальные концы 46 полосок 32, чтобы они совпадали с краями рабочих электродов 44, показанных на фигуре 6, для улучшения удобства пользователя и облегчения применения.

Как ранее обсуждалось выше, материал электрода может выбираться пластичным, чтобы избежать повреждения электрода на этапе тиснения. Целью следующего обсуждения является дать определение понятию "пластичный". Поведение материалов как пластичного и хрупкого выражается как качественной, так и количественной разницей их соответствующих кривых зависимости деформации от напряжения. Пластичные материалы выдерживают большие деформации перед разрывом; хрупкие материалы разрываются при гораздо более низких деформациях. Пластическая зона для пластичного материала часто занимает большую часть кривой деформация-напряжение, тогда как для хрупких материалов она почти отсутствует. Хрупкие материалы часто имеют относительно высокий модуль Юнга и предельные напряжения по сравнению с пластичными материалами.

Что касается дополнительных деталей, относящихся к настоящему изобретению, то могут применяться материалы и технологии изготовления, доступные уровню специалистов в соответствующей области техники. Это же справедливо по отношению к аспектам изобретения, основанным на способе, в терминах дополнительных шагов, применяющихся обычно или по логике. Также, допускается, чтобы любой факультативный признак описанных вариантов изобретения мог формулироваться и заявляться независимо или в комбинации с любым одним или более из описанных здесь признаков. Равным образом, ссылка на предмет в единственном числе включает возможность того, что имеется множество таких предметов. В частности, как используется здесь и в приложенной формуле изобретения, формы единственного числа и выражения "и", "указанный" и "этот" включают множество объектов ссылки, если контекст ясно не диктует иное. Кроме того, отметим, что пункты формулы могут быть отредактированы, чтобы исключить любой необязательный элемент. Разумеется, целью этого утверждения является быть априорной основой для использования таких исключающих терминов, как "исключительно", "только" и т.п. в связи с перечислением элементов пункта, или использования "негативного" ограничения. Если здесь не указано иное, все используемые здесь технические и научные термины имеют то же значение, какое обычно понимается специалистом среднего уровня в области, к которой относится настоящее изобретение. Объем настоящего изобретения должен ограничиваться не определением объекта, а только прямым значением использованных терминов формулы.

Claims (21)

1. Способ изготовления множества сенсоров аналита, включающий в себя этапы, на которых:

формируют множество сенсоров аналита, при этом каждый сенсор имеет пробоотборную камеру, содержащую рабочий электрод;

тестируют, по меньшей мере, один из сенсоров для определения калибровочного параметра сенсора;

на основе калибровочного параметра протестированного сенсора подрезают дистальный конец непротестированных сенсоров для уменьшения площади рабочего электрода или объема пробоотборной камеры, тем самым изменяя калибровочный параметр непротестированных сенсоров до заданного значения.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап упаковки подрезанных сенсоров в, по меньшей мере, одну упаковку без указания калибровочного параметра.

3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап отделения непротестированных сенсоров в отдельные сенсоры.

4. Способ по п.3, в котором отделение непротестированных сенсоров выполняют после подрезания непротестированных сенсоров.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:

тестируют, по меньшей мере, один из подрезанных непротестированных сенсоров для определения калибровочного параметра подрезанных непротестированных сенсоров.

6. Способ по п.5, дополнительно содержащий этап отделения подрезанных непротестированных сенсоров в отдельные сенсоры.

7. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап стесывания углов на дистальном конце непротестированных сенсоров, причем пробоотборная камера находится на или около дистального конца.

8. Способ по п.1, в котором пробоотборная камера содержит канал, проходящий в продольном направлении вдоль сенсоров.

9. Способ по п.8, в котором формирование множества сенсоров аналита включает в себя формирование множества электродов на подложке сенсоров; и

тиснение каналов на подложке сенсоров,

причем рабочий электрод является одним из множества электродов и каждый канал пересекает множество электродов.

10. Способ по любому из пп. 8 или 9, в котором формирование множества сенсоров аналита включает в себя этапы, на которых:

обеспечивают подложку, имеющую каналы на поверхности подложки, причем каналы проходят в продольном направлении вдоль поверхность подложки;

располагают, по меньшей мере, одну иглу рядом с поверхностью подложки и распределяют реагент из иглы на поверхность;

обеспечивают контакт поверхности с, по меньшей мере, одним ракелем; и

вызывают относительное перемещение между подложкой и иглой и между подложкой и ракелем,

причем игла и ракель взаимодействуют так, чтобы по существу наполнить каналы реагентом и оставить остальную часть поверхности в целом без реагента.

Images