TW200406580A - Apparatuses and methods for analyte concentration determination - Google Patents

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200406580 A7 B7 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域 本發明之技術領域為分析物濃度決定。 先前技術 5 生理樣本内之分析物》辰度決定對今日社會的重要性越來越 南。此等檢驗在眾多應用環境（包括臨床實驗室測試、家庭測 試等）中有其用途，此等測試的結果對於眾多病症的診斷和管 理扮演著重要角色。令人感興趣之分析物包含糖尿病管理之葡 萄糖、用以監測心血管狀況之膽固醇、及類似物。 10 由於分析物濃度決定之成長中重要性，頃已針對臨床和家庭 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 測試開發出眾多的分析物濃度決定協定和裝置，明確地說為此 技藝中已知有多樣能讓使用者測試自身血液以得知多樣不同分 析物之存在和濃度決定的分析物測量裝置及方法。其中最令人 注目且用於此範疇的是光學基礎測量裝置和方法，其中一樣本 15受光線照射且偵測自其反射的光線以得知一分析物濃度。在此 等光學基礎測量協定當中日益受人注目的是運用測試條或卡片 以及用來讀取此等測試條冬計量器的檢驗系統的使用。一般而 言，將一生理樣本（例如血液、血液衍生物、間質流體、尿液 等）導引至一測試條以濕潤該測試條之一特定測試或測量區。 20樣本與該測試區之相關的某些試劑或組份反應而在該測試條已 被樣本濕潤之區域内產生一色彩改變。自此測試區偵測得到之 反射光即為用來藉由反射光量與分析物濃度產生關聯而如前所 述得知一分析物濃度的重點。 利用一測量所得反射比數值進行分析物濃度決定之裝置及方 25法的一個特徵在於樣本大小及其一致性或甚至分佈狀態都能對 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公爱） 200406580 B7 A7

最終測量造成影響，在-樣本大小太小或一樣本為不均句地施 加的情況中能造成錯誤或不正確的結果。明確地說，若一不足 量容積樣本施加於測試條且/或樣本是不均勻地施加，則測試區 僅有局部被樣本濕潤而該測試區之其他部分則未濕潤。在習知 5的光學基礎測量裝置及方法中，係從包含未被樣本濕潤之部分 的整個測試區侧光線。然而，使用從測試區之未濕潤部分债 測到的光線能導致分析物濃度之決定是錯誤的或不正確的。、 迄今對於解決上述不足量及/或不均勻施加樣本問題的作法 都未能達到完全令人滿意。在最簡單的程序中，依賴使用者以 1〇目測方式監控是否已施加足量樣本以及測試區是否已均勻濕 满。然而，此等目測監控方式並不是很可靠的，對於通常視力 已受損之糖尿病患者來說特別是如此。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在另一種解決上述問題的嘗試方式中，歐洲專利 EPB0087466號揭示一種設備，其以水對於電磁頻譜之紅外線區 I5内的吸收作用為基準評估樣本的量是否足夠。然而，此一設備 需要一定量分析用構件及一紅外線換能器和接收器，且因此不 利於當作一可攜式系統使用，例如給糖尿病患者進行居家葡萄 糖測試之用。此外，在使用EPB0087466號所揭示之設備時，無 法輕易辨別樣本不均勻施;^7的情況。 20 美國專利第5, 889, 5奶號及6, 055, 060號亦嘗試解決前述問 題’其方式為以得自二個不同的測試條部位之數值相互比較， 其中以某種程度的偏差表示測量域未均勻濕潤。在指示出不一 致性時，提醒使用者施加更多樣本或者在某些情況中提醒使用 者已經過太長的時間且必須著手進行一次新的測試。也就是 25 說’ 585號專利和’060號專利都不是利用經少量樣本提供且/或 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 200406580 A7 B7 五、發明說明（3) 不一致濕潤的測量區提供分析物濃度決定，而是要求使用者對 測試條施加更多樣本或開始一次新的測試。以上選項沒有—個 完全令人滿意。 在使用者被提醒要施加更多樣本的情況中，使用者必須試著 5壓榨起始針刺部位以嘗試從此部位、、擠搾（milk) 〃或推擠出 更多血液，或者使用者必須在另一部位再次穿刺其皮膚。因為 血液凝固快速，在使用者被提醒要施加更多血液之時，必須: 一針頭穿刺另一部位的情事並非罕見。為獲得樣本而進行之穿 10 刺程序可能會很痛，且在皮膚必須經多次穿刺以獲得進行測二 之必要樣本容積的時候明顯會使疼痛加劇。正因為此種疼痛， 需要經常監測一分析物之人全然避免監測所有目標分析物的情 況並不罕見。以糖尿病患者為例，疏於以一醫囑基準測量其葡 萄糖水準會導致缺乏適切控制其葡萄糖水準所需要的資訊Γ不 受控制的葡萄糖水準可能非常危險且甚至危及性命。 15 在必須著手進行一新的第二次測試的情況中，必須用一個新 的測試器進行第二次測試。因此，要把用於第一次未完成測試 的測試條丟棄換成-用於第二次測試的新測試條，導致為了單 一分析物濃度決定而使用兩個測試條而非一個。這使得原本就 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 已疋局成本之測試條類分析物濃度決定的成本再提高。 2〇 ▲因此，對於在有少量樣本容積施加於―測試條測量區且/或 測試條之測量區未被樣本均勻濕濁的情況提供準確分析物濃度 之新穎的分析物濃度決找置和方法的開發持續受人注目。 其中特別欠人注意的是易於使用、特別是給視力受損者使 用疼痛程度低且為可攜帶之此等裝置及方法的開發。 25 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 200406580 A7 B7 五、發明說明（4) 發明内容 本發明提出用於決定一生理樣本内一分析物之濃度的設備與 方法。本發明設備包含用來輻照一已插入該裝置内之測試條之 複數個不同區域的至少一光源，一用來偵測來自於該複數個不 5同區域當中每一區域之反射光的偵測器陣列，用來以判定該複 數個不同區域當中每一區域之反射光的方式決定是否有足量樣 本出現在該複數個不同區域當中每一區域上的構件，以及用來 以從經判定具有足量樣本之區域偵測到的反射光為基礎決定分 析物濃度的構件，其中經判定具有不足量樣本的區域；用於分 10析物濃度決定。 在用於決定一施加於一測試條之生理樣本内一分析物之濃度 的本發明方法中，照明該測試條已有生理樣本施加之複數個不 同區域，從該複數個不同區域當中每一區域獲得一相應反射比 值’判定從該複數個不同區域當中每一區域獲得之反射比資料 15是否代表有足量樣本，且從經判定具有足量樣本之區域推導出 該生理樣本内之分析物濃度，其中經判定不具有足量樣本的區 域不用於此推導。本發明亦提出用來實行本發明方法的套組。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實施方式 20 本發明提出用於決定一生理樣本内一分析物之濃度的設備與 方法。本發明設備包含用來輻照一已插入該裝置内之測試條之 複數個不同區域的至少一光源，一用來偵測來自於該複數個不 同區域當中每一區域之反射光的债測器陣列，用來以判定該複 數個不同區域當中每一區域之反射光的方式決定是否有足量樣 25本出現在該複數個不同區域當中每一區域上的構件，以及用來 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 200406580 A7 B7 五、發明說明（5) 以從經判定具有足量樣本之區域偵測到的反射光為基礎決定分 析物濃度的構件，其中經判定具有不足量樣本的區域不用於分 析物濃度決定。 在用於決定一施加於一測試條之生理樣本内一分析物之濃度 5的本發明方法中，照明該測試條已有生理樣本施加之複數個不 同區域，從該複數個不同區域當中每一區域獲得一相應反射比 值’判定從該複數個不同區域當中每一區域獲得之反射比資料 是否代表有足量樣本，且從經判定具有足量樣本之區域推導出 該生理樣本内之分析物濃度，其中經判定不具有足量樣本的區 10域不用於此推導。本發明亦提出用來實行本發明方法的套組。 在說明本發明之前，要瞭解到本發明並不侷限於本說明書所 提及之特定實施例，因為這些實施例理所當然可有變化。亦應 瞭解到本文所用術語僅是為了說明這些特定實施例，並不希望 以其為限制，因為本發明之範圍僅受到所附申請專利範圍限 15 制。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在提出一數值範圍的情況中，要瞭解到本發明涵蓋在該範圍 之上限與下限之間的每一區間内數值（若前後文未清楚敘述則 計至下限之單位的十分之一）以及其他所述範圍或該所述範圍 的區間内數值。此等較小範圍之上限和下限可能獨立地包含在 20較小範圍内亦屬於本發明，受所述範圍内之任何指定排他限制 約束。在所述範圍包含此等限制其中之一或二者的情況中，本 發明亦涵盍排除此等内含限制之任二者的範圍。 除非另有疋義，本說明書使用的所有技術性和科學性字詞的 意義與熟習本發明所屬技藝者通常所瞭解的意義相同。雖然任 25何相似於或等效於本說明書所揭示之方法和材料亦能用於本發 _______ · 7 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公爱） 200406580 A7 B7 五、發明說明（6) 明之實行❹m，較麵方法和㈣為本說明細揭示。本說 明書提及騎有公告案皆以財式併人本μ以揭示並敛 述與所個之公告案有關的方法及/或材料。 要注意到在本說明書及申請專利範圍中，單數表示法、一，， 或τ (譯註：原文之w w和若於前後 文、内未以其他枝明麵ώ則包含複數铺象。舉例來說， 試劑（a reagent) ”的說法包含複數個此等試劑，且、該 «又備（the apparatus)"的說法包含一或多個設借及熟習此技 藝者所知的等效物，諸如此類。 \ 10 15 20 25 —本說明書引用的公告案僅止於本申請案之申請日之前的内 谷。本說明書並無隻字片語能解釋為承認本發明不是早於本質 為習知發明之該等公告案定名。此外，本· #5丨用之該等公 告案的日期可鮮，真實公告日期，真實日射能需要個別 確認。 在更進一步說明本發明時，首先說明本發明之裝置。其次是 提供本發财法之制，接著是對於包含本發縣置之套 討論。 裝置 如前所述，本發明包含用以決定一施加於一插入一本發 明設備内之測試條的生理樣本内至少—分析物之濃度的設 備。更明確地說，本發明設備即使在測試條之測量區未均 勻濕潤（例如因為所施加之樣本不足量且/或因為所施加 之樣本未均勻地分佈於整個測量區）的情況下也能決定一 生理樣本内至少-分析物㈣度。整體而言，本發明設備得 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 五、發明說明（7) 稱之為光學基礎的計量器且設計為用來接收一測試條（例如下 文所述類型之測試條）。此等光學設備藉由照明測試條之複數 =同區取針對每—不同區域使用至少—_器獨立地測量 自母一關_之反射光龄式讀取戦條或者決定—施加於 5測試條^樣本的分析物濃度。僅有得自以_所得反射光量為 ，礎判定為具有足量樣本（亦即經樣本充分濕潤）之區域的測 置用於決定分析物濃度，而經判定不具有足量樣本（亦即未經 ^本充分濕潤）的區域不躲分析物濃度決定或將其排除在 1〇 本㈣_於此技藝巾為人所知之各式比色型、光度型或光 學型（在本說明書中此二辭可互換）測試條’其中代表性的比 色測試條會在下文更詳細說明。此等測試條在多樣不同的分析 $濃度決定方面有其贱，其中代紐的分析物非舰性包含 葡萄糖'膽固醇' 乳酸鹽、酒精、膽紅素、▲球比容、及類似 15物。在許多實施例中，搭配本發明使用之測試條係用來決定— 生理樣本（例如間質流體、錢、血液分離物、以上之組成 物、及類似物）内之葡萄糖濃度。 在更進一步說明本發明當中，首先提出可用在本發明設備之 代表性比色測試條的討論以為本發明提供一適切基礎，其中此 2〇 -討論是以舉例方式進行且並不希望對本發明範圍造成限制。 在有關代表性測試條之討論之後是本發明設備及本發明方法的 說明。最後提出用以實行本發明方法之套組的說明。 代表性比色潘丨Μ硌 用於本發明實施例中之比色試劑測試條通常至少由下列組件 200406580 B7 ___ 五、發明說明（8) 構成：一用來接收一樣本之母質11 , 一通常包含一分析物氧化 信號產生系統之一或多個成分的試劑組合物（不以一結構性組 件顯示）以及一支撐元件12。此等比色測試條設計為適於收納 在一用來自動決定一分析物之濃度的自動計量器（如下文所 5 述）内。一代表性比色測試條之範例實施例示於圖1。圖1顯示 比色測試條80，其中一母質Η藉由一黏著劑13定位在支撐元 件12之一端。在支撐元件12内母質11區内有一孔14，一樣本 得經此孔施加於母質11之一側且能自此偵測到一反應。通常是

I 將樣本施加在母質11之一側且從母質11之另一側或相反側偵 10 測到一反應，然其他構造亦為可行。今更詳細地說明一代表性 範例比色測試條之組件。 母質 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 母質11係由一惰性材料製成，其為信號產生系統（參見下 文）之各個成分以及由該信號產生系統產生之光線吸收或生色 15產物（亦即指示劑）提供支撐。母質11設計成為生理樣本（例 如血液）提供一施加處及一用來偵測信號產生系統之指示劑所 產生之光線吸收產物的處所。因此，後一種處所可稱為測試條 之測試、細朗量區。因此，母質U許可水性趙流過且為 信號產生系統之化學反應提供發生反應的空間。過去已開發出 2〇用於各類分析物债測檢驗之多樣不同母質 料、尺寸等方面有所不同，其中代表性母質:=23 美國專利所述者：4,734,360 號；4,900,666 號；4 935 346 號 ’ 5, 059,394 號；5, 304,468 號；5,3〇6, 623 號；5 418 142 號；5,426, 032 號；5, 515,170 號；5,526,12〇 號；5’ 删，’ 〇42 Μ 號，5, 620,863 號；5, 753,429 號；5, 573,似號；5, 78〇，咖 ^張尺度適財規格（21G x 297公楚） -- 200406580

號，5, 789, 255 號；5, 843, 691 號,· 5, 846, 486 號；5, 968, 836 號及5, 972, 294號，·以上專利以弓(用的方式併入本文中。原則 上來說’母s 11的本質對本發明測試條而言並非關鍵，因此是 就其他因素作選擇，其中包含用來讀取測試條之儀器的本質、 5便利性及類似因素。因此，母質的尺寸和孔隙度可能有大幅變 化’其中母質11可能有或沒有孔隙及/或孔隙梯度（例如較大 的孔隙位在樣本施加區或附近且較小的孔隙位在細區）。可 造出母質11之材料各有不同，且包含聚合物例如聚观、聚酿 胺、纖維素或吸水紙、及類似物，其中該材料可能有或沒有官 10能基化以對信號產生系統之各個成分提供共價或非共價結合。 信號產生系統 除了母質Π ’此等測試條更包含—喊於分析物之存在而 產生一可偵測產物之信號產生系統的一或多個成分，此可偵測 產物能用來推導出存在於受檢驗樣本内之分析物的量。在此等 15測試條内，言號產生系統之一或多個成分是伴隨著（例如共價 結，或非共價結合）母質11之至少—部分（亦即铜、測試或 測量區），且在某些實施例中是大致與整個母質丨1結合。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在某些實施例中，例如葡萄糖是目標分析物的情況，該信號 產生系統是一分析物氧化信號產生系統。分析物氧化信號產生 20系統意指在產生藉以導出樣本内之分析物濃度的可债測 中，分析物經一或多個適當酵素氧化而產生一氧化形式 以及對應量或成比例量的過氧化氫。然後利用過氡化氫從一戋 多個指示劑化合物產生可偵測產物，然後使由信號測量系統產 生之可偵測產物的量（亦即信號）與原始樣本内的分析物量相 25互關聯。因此，存在於此等測試條内之分析物氧化信號產生系 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 200406580 A7 B7

經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 統亦可正名為過氧化氫基信號產生系統。 如刖所述’過氧化氫基信號產生系統包含一使分析物氧化並 產生對應量過氧化氫（亦即所產生之過氧化氫量與存在於樣本 内之分析物量成正比）的第-酵素。此第一酵素之指定本質必 5然取決於受檢驗之分析物的本質，但大體上來說是氧化酶。因 此’此第-酵素可為：葡萄糖氧化酶（分析物是葡萄糖的情 況）；膽固醇氧化酶（分析物是膽固醇的情況）；酒精氧化酶 (分析物是酒精的情況）；乳酸鹽氧化酶（分析物是乳酸鹽的 情況）；及類似物。用於以上及其他目標分析物之其^氧二酵 10素，熟習此技藝者所知且亦可使用。在試劑測試條是設計為谓 測葡萄糖濃度的較佳實施例中，第一酵素是葡萄糖氧化酶。.葡 萄糖氧化酶可從任何方便來源取得，例如一天然發生來源像是 麴菌或青黴菌屬或是以重組方式造出。 信號產生系統之-第二酵素可為—在有過氧化氫存在的狀離 15下催化-或多個指示劑化合物轉變成一可侦測產物的酵素，^ 中由此反應產生之可侧產物的量與存在的過氧化氫量紅 比。此第二酵素通常是過氧化酶，其中適合的過氧化酶包含· 辣根過氧化酶⑽）、大豆過氧化酶、重組產生的過氧化酶和 具有過氧化義性的合成類似物等舉财說纽Y. Ci，F 20 Wang； Analytica Chimica Acta, 233 (1990) , 299-302 〇 指示劑化合物（例如基質）是由過氧化氫在有過氧化酶存在 的條件下形成或分解而產生一吸收預定波長範圍之光線的指干 劑染料。較佳來說，該指示劑染料所強力吸收的波長不同於樣 本或測試用試劑所強力吸收的波長。指示劑之氧化形式可為— Μ證明膜片之測試側有一顏色變化的有色、淡色或無色最終產 -12-

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200406580 A7 B7 五、發明說明（11) 物。也就是說，測試用試劑能藉由一有色區域變漂白或是藉由 一無色區域生色的方式指示一樣本内之葡萄糖的存在。 適用於本發明之指示劑化合物包含單組份和雙組份的生色基 質。單組份系統包含芳族胺類，芳族醇類，井類，及聯苯胺 5類例如四甲基聯苯胺-HC1。適合的雙組份系統包含其中一組份 為ΜΒΤΗ、一 ΜΒΤΗ衍生物（例如美國專利申請案第〇8/3〇2,575 號所揭示者，該案以引用的方式併入本文中）、或4—胺基安替 吡林且另一組份為芳族胺類、芳族醇類、共軛胺類、共軛醇類 或芳族醛類或脂族醛類。範例的雙組份系統為3一甲基—2_苯并噻 10唾酮凡干、氣化氫（ΜΒΤΗ)結合3-雙甲胺基苯甲酸（])_) ; ΜΒΤΗ 結合3,5-二氯-2-羥苯-磺酸〇)(：_);及3一甲基一2-苯并噻唑 酮腙Ν-磺醯苯績酸單鈉鹽（MBTHSB)結合8-苯胺基―卜萘磺酸 銨（ANS)。在某些實施例中以染料配偶對ΜβτΚβ—MS為較 佳。 15 在其他實施射，可運生-螢光可細產物（或可_ 無螢光物質，例如處於-螢光背景中）的信號產生系統，例如 見於下述文獻中的系統：KiyQshi Zaitsu，YQsuke舰·

New fluorogemc substrates for Horseradish Peroxidase: rapid and sensitive assay for hydrogen peroxide and the 20 Peroxidase· Analytical Biochemistry ( 1980 ) 109， 109- 113。 ’ 支撐元件 母質11通常附接於-支撐元件12。支撐元件12可為一剛 度足以插入-自動化裝置（例如一計量器）而不會有不應有的 25彎曲或扭結之材料。母質u可為藉由任何適宜的機構附接於支 -13 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 x 297公|) ' '

200406580 Α7 Β7 五、發明說明（12) 芽元件12，例如夾具、黏著劑等，本說明書所示者為利用一黏 著劑13附接。在許多實施例中，支撐元件12是由例如聚烯烴 的材料製成，舉例像是聚乙烯或聚丙烯、聚苯乙烯或聚酯類。 因此，支撐元件12的長度通常支配或對應於測試條的長度。在 5圖1所示實例中，一支撐元件12用在母質n之一側上。然而 在某些實施例中，將另一支撐元件附接在母質丨丨之另一側以便 將該母質、、夾置〃在該二支撐元件之間。 不管支撐元件12之長度是否支配或對應於測試條⑼的長 度，測試條80的總長度一般是在約2〇腿至約8〇 mm的起圍内、 1〇常見的是在約20 mm至約65 mm的範圍内、更常見的是在約39腿 至約57 mm的範圍内，測試條80的寬度一般是在約5咖至約25 腿的範圍内、更常見的是在約6 mm至約19 mm的範圍内，且測試 條80的厚度一般是在約q·丨5 mm至約〇· 4〇腿的範圍内、更常見 的是在約0· 18 mm至約〇· 38 mm的範圍内。 15 如前所述，支撐元件12通常設計為促成測試條80與一計量 器一起使用或插入計量器内。因此，支撐元件12 (因此連同測 試條80)可為成一大致矩形或方形條帶的形式，其中支撐元件 12的尺寸如熟習此技藝者所能瞭解是依眾多因素而異。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在使用此一比色測試條當中，允許樣本與信號產生系統之成 20分反應以產生一與存在於樣本内之初始量成正比之量的可偵測 產物。導入測試條母質U之樣本量可有不同，但一般是約〇 5 至ίο/n。樣本可為利用任何適宜的方式導往母質η，其中樣 本可為注入、蕊吸、或以其他方式導入。然後判斷可偵測產物 的量（亦即由信號產生系統產生的信號）且以其與原始樣本内 25的分析物量相互關聯。如前所述，在許多實施例中是將樣本施 -14- 本紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格（2lGχ297公爱） 200406580 Α7 B7 五、發明說明（l3 5 10 加於母質11之m側然後在母質n之另—側或第二 側決定可細錢的4，而麵多實_巾是在背對於第一: 1二側上決定可偵測產物的量。在某些實施例中是使用自動計 里益執行上述偵測步驟和關聯步驟，如前所述。上述反應、偵 測和關聯步驟以及執行這些步驟的儀器更見於下列美國專利 4,734 360 % ; a onn rrr ^ · /( n〇r ^ . η----- 4, 734, 360 號；4, 900, 666 號；4, 935, 346 號 5, 304, 468 號；5, 306, 623 號；5,418,142 號 5, 515,170 號；5, 526,120 號；5, 563, 042 號 5, 753, 429 號；5, 573, 452 號；5, 780, 304 號 15 中 5, 059, 394 號 5, 426, 032 號 5, 620, 863 號 5, 789, 255 號 y ^ w * 供〜 ”，w J u U U 5, 843, 691 號；5, 846,486 號；5, 968, 836 號及 5, 972, 294 號 以上專利以引用的方式併入本文中。 此等可搭配本發明使用之比色試劑測試條的實例非侷限性包 含下列美國專利所述者：5, 049,487號；5, 563, 042號； 5, 753,452號；5, 789, 255號；以上專利以引用的方式併入本文 jb η 光學設備 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 25 如前文所概述，本發明提出與測試條（例如前文所述類型） 一起使用之設備（亦即光學計量器），且其設計為用來決定一 施加於測試條之生理樣本内至少一分析物的濃度。本發明之光 學計量器包含用來輻照一已插入該計量器内之測試條之一測試 區的至；一光源，一由用來偵測來自於該測試條之測試區之每 一不同區域的反射光之複數個偵測器建構的偵測器陣列，用來 以偵測所得之反射光量為基礎決定該測試區之每一不同區域是 否具有足量樣本的構件，以及用來僅由經判定具有足量樣本之 15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公楚） 200406580 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（Η) 區域（亦即經判定受樣本充分濕潤的區域）決定 條之生理縣少-分析物的濃度。 、心Μ 本發明計量器的大小會因眾多因子而異，例域於計量哭之 測試條的大小、測試條形狀等。然大體上來說本發明二哭 5會小到可以攜帶或可輕易移動。舉例來說，一設備的長产^ 是在約45祕約160 _範圍内且更常見的是在約5〇 2至約 150咖的範圍内’其寬度一般是在約35 m瓜至約8〇 _範圍内且 更常見的是在約40咖至約75 _範圍内，其厚度一般是在約 10 mm至約30 mm的範圍内且更常見的是在約1〇咖至約2 10圍内。 同樣地’本發明計《之形狀會各有不同，其形狀由簡至繁 都有可能。在許多實施例中，本發明計量器會採取—圓形、擴 圓形、卵形、方形或三角形的形狀，然其他形狀亦為可行例 如不規則或複雜形狀。 、以下參關錢進-步制本發辑量器，圖巾以相同數字 代表相同組件或特祕。—本發明設備2G之細實施例示於圖 2，圖中顯示代表性測試條8〇之—部分（亦即附著在支撐元件 12之-部分的母質或測試區u)與裝置2()有作用地結合。 如前所述，設備20包含至少一辆19。絲19將光線投 射到測試條上已有樣本施加且如前所述具有用來與樣本内某些 分析物反應之試劑的區域（例如母質u)上。更明確地說，& 源19將光線投射到母質u之測試區（亦即母f u之所有測試 區11a-11N)上。光源19通常包含一發光二極體（LED)或任何 其他適且的光源，例如-雷射二極體、一渡光燈、一光電電晶 體及類似物。-般而言，光源19含有二個或更多個光源 15 20 25 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 裝 200406580 A7 —--—----- B7 五、發明說明~~ ----- ^例如三個LED光源）或單—個能夠發出兩道不同波長之光線 極體。光源19通常能發出波長在約棚⑽至約麵咖 耗圍内的光，常見的是波長在約5〇〇咖至約_ nm範圍内的 光。舉例來說，在使用二個相異波長的情況中，光源19能夠發 5出波長約為635 nm和約為700服的光，在許多實施例中光源 能夠發出波長約為660 nm和約為_ μ的光，且在某些實施 例中光源能夠發出波長約為525舰、63〇舰和_咖的光。 應了解到上述波長僅為舉例，並不希望以其限制本發明之範 圍，因為有許多其他的波長組合亦屬可行。市面上可取得之產 10生上述光波長的光源在此技藝中為人所知且非侷限性包含一 ASRAM Opto Semiconductor，Inc·出品之能夠發出 635 nm 和 700 nm 光的 LYS A676 光源。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 設備20亦包含複數個光偵測器或說一偵測器陣列21。複數 個意指多於二個债測器。一般而言，會有大約三個债測器或更 15多偵測器存在（例如成一線性或三角形排列），常見的是約四 個偵測β或更多^(貞測益存在（例如設計成一 2χ 2排列），其中 偵測器之數量可從約6個至約1〇〇個或更多偵測器，所用债測 器的數量會因母質11之測試區的大小和形狀而異。換句話說， 構成偵測器陣列21之個別偵測器的數量與一受測量測試區之不 20連續區段或區域的數量有關。其中最令人注目的是包含約9個 偵測器（例如成一 3χ 3排列）、約16個偵測器（例如成一 4χ 4排列）、及約25個摘測器（例如成一 5χ 5排列）或更多個>(貞 測器（例如成一 8χ 8排列的64個偵測器實施例）的偵測器陣 列，舉例來說搭配矩形或方形造型的測試區使用。在本發明之 25 某些實施例中使用一電荷耦合元件（、CCD〃）攝影機陣列，此 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 200406580 A7 ____ B7 五了發明說明（l6) ~'-- - 陣列可具有約1〇〇〇個或更多個偵測器，例如排列成一 512χ仙4 排列或是1024x 2048排列。因此，偵測器陣列之偵測器的數量 可從大約2個至約數千個偵測器。以不對本發明之範圍造成任 何限制的方式舉例來說，就一長度在約2麵至約6刪範圍内且 5寬度在約2麵至約6腿範圍内的測試區來說，偵測器的數量常 見是在約9個至約1〇〇個的範圍内，更常見是在約25個至約64 個的範圍内。 建構偵測器陣列之偵測器的構造可能因眾多因子而異，例如 測試區的大小和形狀及類似因素；無論如何，此偵測_陣列係 10設計成一單一單元。也就是說，該等偵測器結合在一起形成一 元體或一個組件，例如成一矩陣或網格型排列或圖案或類似 物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3A-3H顯示具有成多樣構造之多個不同偵測器21a-21N之 本發明偵測器陣列的範例實施例，其中偵測器的數量和構造僅 15 為範例，並不希望以其限制本發明之範圍。因此，圖3A顯示一 具有設計成一 3x 2排列之6個偵測器（第一偵測器21a、第二 偵測器21b、第三偵測器21c、第四偵測器21d、第五偵測器 21e和第六偵測器21〇的偵測器陣列21範例實施例。圖3B顯 示一具有設計成一 3x 3排列之9個偵測器（第一偵測器21a、 20 第二偵測器21b、第三偵測器21c、第四偵測器21d、第五偵測 器21e、第六偵測器21f、第七偵測器21g、第八偵測器21h和 第九偵測器21〇的偵測器陣列21範例實施例。圖3C顯示一具 有設計成一 4x 2排列之8個偵測器21a-21h的偵測器陣列21 範例實施例。圖3D顯示一具有設計成一 4x 3排列之12個偵測 25 器21a-211的偵測器陣列21範例實施例。圖3E顯示一具有設 -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 200406580 A7 B7 五、發明說明（Π) 計成一 4χ 4排列之16個偵測器21a-21p的偵測器陣列21範例 實施例。圖3F顯示一具有設計成一 5x 2排列之1〇個偵測器 21a-21 j的横測裔陣列21範例實施例。圖3G顯示'一具有設計成 一 5x 5排列之25個偵測器21a-21y的偵測器陣列21範例實施 例。圖3H顯示一具有設計成一 8X 8排列之64個偵測器21a-211的债測益陣列21範例實施例。如吾人所能理解，用來建構 一本發明偵測器陣列之個別偵測器數量和構造可視需要改變， 例如可用比圖中所示少或多個的偵測器構成。 10 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 如前所述，偵測器陣列21之每一偵測器能夠偵測或截斷來 自母質11 一測試區之一相應區域或區段的反射光（例如漫反射 的光線）。也就是說，以圖2為例來說，偵測器陣列21之每一 偵測器21a至21i偵測來自母質η之一對應、不連續、單一相 應區域的反射光。如圖2所示，第一偵測器21a收集來自第一 區11a的反射光，第二偵測器21b偵測來自第二區iib的光 15線，第三偵測器21c偵測來自第三區lie的光線，第四债測器 21d偵測來自第四區lid的光線，第五偵測器21e偵測來自第五 區lie的光線，第六偵測器21f偵測來自第六區Hf的光線， 第七偵測器21g偵測來自第七區iig的光線，第八偵測器21h 偵測來自第八區llh的光線，且第九偵測器21i偵測來自第九 區lli的光線。由每一偵測器偵測之不連續對應區域的大小會 因眾多因子而異，其中非侷限性包含所用偵測器數量、母質大 小等。母一债測|§之#说經傳輸給一或多個分析構件（詳見下 文）以決定每一區是否已有足量樣本施加。 設備20亦包含用來將母質η之指定區域的反射光映射到相 25 應指定偵測器上的成像光學件31。如圖2所示，成像光學件31 19· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 200406580 A7 B7 五、發明說明（is 設計為將來自第一區11a之光線映射到第一偵測器21a上，將 來自第二區lib之光線映射到第二偵測器2ib上，將來自第三 區11c之光線映射到第三债測器2ic上且將來自第四區nd之 光線映射到第四偵測器21d上，對於每一區域及偵測器陣列之 相應偵測器都是如此。成像光學件31可採取一或多個透鏡或反 射鏡或以上之組合的形式。舉例來說，在某些實施例中，成像 光學件31可採取單元件透鏡的形式，例如圖2及圖所示之 雙凸透鏡。在某些其他的實施例中，成像光學件可採取雙元件 透鏡的形式，例如圖4B所示之二個平凸透鏡。在其也實施例 10 中，可使用-如圖4C所示之消色差透鏡系統，其中各自具有凸 冠表面之二個消色差透鏡相互面對。上述透鏡構造在此技藝中 已為人所知。 15 20 設備20亦包含絲欺構成母f u測試區之每—區内是否 存在足量或足夠容積之樣本的構件24，此判定係以從每一區 (亦即每-細關測到反射光之區域）侧狀反射光量為 基礎。此齡通常是-池龍電路24，此雜電路％ 係受到-軟體程式控制且因而經適當程式化以執行其判定從每 -區侧狀反射光❹代表奴錄本所要麵所有步驟或 功能，或者是會執行此等必要功能的任何硬體或軟體組合。也 就是說，樣本量欺構件24能_行紐循_齡在計量器内 之，算法以從母質11每一區細到之反射光為基礎判定每一區 内是否存在足量樣本。樣本量判定構件24 元件（例如-類比/數位轉換器22，其將來自 == 25 Ϊ號^絲位信號）之輸出。因此，樣本量判輯 執灯其判疋從測試條-特定區域_到之反射光是否代表該區 ------ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 x 公釐） 200406580

域内有足1樣本（亦即指示出_特定區域是否經樣本充分濕 潤）所需要的所有步驟。 除了上述用來判定_測試條上至少二區域當中每—區内是否 子在足i樣本的構件，本發明計量器亦包含用來以藉由從測試 5條之區域_到的反射光為準判定為具有足量樣本之區域為基 礎決定樣本内-分析物之濃度的構件26，驗判定不具有足量 樣本或未經樣本充分濕潤的區域不用於分析物濃度決定。此構 件通《疋一數位積體電路26，此一數位積體電路26受到一軟體 程式控制且因而經適當程式化以執行其所需要的步驟或功能， 1〇或者是會執行此等必要功能之任何硬體或軟合。也就是 說^析物濃度決定構件26能夠執行或鋪一儲存在計量器内 之肩算法由經判定為具有足量樣本之區域決定分析物濃度，而 經判定不具有足量樣本的區域被排除在分析物濃度決定之外。 (圖2所不分析物濃度決定構件26為一獨立於樣本量評估構件 15 24的組件，但在某些實施例中該用來判定是否有足量樣本存在 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之構件與該以經判定為具有足量樣本之區域為基礎決定一分析 物之濃度的構件可為同一個積體電路。）因此，數位積體電路 26能夠進行將經以偵測所得反射光數值為準判定為具有不足量 樣本之區域排除在其分析物濃度決定之外而僅包含有足量樣本 20存在之測試條區域（亦即充分濕潤區域）所必需之所有步驟。 本發明方法亦可包含用來校準該設備、特別是獨立地校準偵 測器陣列之每一偵測器的構件23。此構件通常是一數位積體電 路23，此一校準構件23受到一軟體程式控制且因而經適當程式 化以執行其所需要的所有步驟或功能，或者是會執行此等必要 25功能之任何硬體或軟體組合。也就是說，校準構件23能夠執行 -21 - 1 — ______ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 五、發明說明（20) 或依循-錯存在計量器内之演算法以校準該計量器，例如校準 上2:之每一偵測器。(圖2所示校準構件23為-獨 5 10 15 /mi獅24及讀姆度妓餐26的獨立組 件土但在紐實施财討雜_ 24和餅26當中一者或 個積體電路。）因此，校準構件23能夠執行獨立地 扠準5又備之母一偵測器所需要的所有步驟。 絲亦可包含时做絲於-職條之總樣本容 乂冓件25 ’其t此-總樣本容積判定係以從每—經判定具有 足量樣本之區域_到的反射光量為基礎。此構件通舍是二數 位 25 ’此—數位積體電路25受到-軟體程式控制且因 而經適當程式化以執行其判定施加於測試條之總樣本容積所需 要的所有步驟或功能’或者是會執行此等必要功能之任何硬體 或軟體組合。也就是說，總樣本容制定構件25 _執行或依 循-儲存在計量器内之演算法以從每一經判定具有足量樣本之 測試條區域俄測到的反射光量為基礎判定施加於測試條之總樣 本容積。 ^ 本發明計量器亦包含程式及資料記憶體27，此記憶體可為 一儲存資料及該計量n之數位積體祕當巾—或多者之作業程 式的數位積體電路。本發明計量器亦包含用來將總樣本容積、 2〇分析物濃度結果、錯誤訊息等告知使用者的回報裝置跗。因 此，回報裝置28可採取多樣硬拷貝和軟拷貝形式。通常其為一 視訊顯示器例如—液晶顯示器（LCD)或發光二極體（LED)顯 不器，但其亦可為一帶式印表機、音頻信號、或類似物。 25 m -22- 200406580 B7 Α7

本發明亦提出決定一施加於一測試條之生理樣本内一分析物 之濃度的方法。明確地說，本發明提出即使在測試條進行測量 之整個區域（亦即測試區、偵測區或測量區）因所施加樣本量 太少不足以濕潤整個區域且/或樣本不均勻施加而沒有完全被樣 5本濕潤的情況下也能決定一施加於一測試條之生理樣本内一分 析物之濃度的方法。 因此’明顯可知本發明方法利用少量樣本（亦即少於傳統上 所要求的樣本量）提供一或多個分析物濃度的準確決定。就當 今的實務來說，必須用大約5 “丨或更多的樣本量濕潤一測試 10條之一測試區以得準確的分析物濃度決定。然而，由於利用本 發明無須將整個測試區濕潤即能獲得準確的分析物濃度決定， 可使用約少於5 //1 (經常來說是約少於3 的樣本量，而 在本發明之某些實施例中可使用約2 或更少的樣本量。舉 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 例來說，在某些實施例中可使用約〇·5 #丨的樣本容積獲得一 15準確的分析物濃度決定。樣本可利用任何便利方式導入測試條 之適當區域内，其中樣本可為以注入、蕊吸等便利方式導入。 樣本可為在一測試條插入或以其他方式與一本發明設備有作用 地結合使得該測試條之測試區（亦即測試區之每一區域）可與 該设備之光學組件對準之前或之後施加於該測試條。 20 整體而δ，本發明方法包含對一測試條之一測試區施加樣 本，以光線照射該測試區，獨立地從該測試區之不同區域獲得 一反射比值，判定從每一區域獲得的反射比值是否代表每一區 域内有足量樣本存在、亦即判定是否每一區域經樣本充分濕 潤，且從經判疋具有足量樣本之區域推導出至少一分析物的濃 25度，其中經判定不具有足量樣本的區域不用減分析物漠度決 -23-

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疋、亦即未經濕潤或未充分濕潤的區域被排除在分析物濃度決 定計算之外。利用反射比值大致推導出分析物濃度之方法:此 技藝中為人所知，例如參見美國專利第5,〇59,394號，該專利 以引用的方式併入本文中。 5 ;本發财法之-觀在於其不像—般所紐整侧試區推導 出單一個反射比值而是從測試區之多個不連續區域推導出多個 反射比值。依此方式，可認出測試區内具有不足量樣本的區域 且將其從分析物濃度決定作業中删除。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，一镇測态陣列（亦即複數個偵測器）之每一‘測器分 10別偵測一測試條之一不連續相應區段（亦即測試條之指定編號 區域）的反射光，其中可利用成像光學件使來自指定區域之光 線聚焦或導引到指定偵測器上。複數個意指多於二個偵測器。 一般而έ會用大約三個或更多個偵測器偵測來自測試條的光 線，常見的是用大約四個或更多個偵測器偵測來自測試條的光 15線，在某些實施例中是用多達約6個至約100個或更多個偵測 器债測來自測試條的光線，且在一些實施例中是用1⑽〇個或更 多個偵測器偵測來自測試條的光線，其中所用偵測器的數量會 因測试條之測试區的大小和形狀等因素而異。债測器陣列之伯 測器可大致為在相同時間或不同時間偵測光線，但一般來說是 20 大致在相同時間偵測來自每一區域的光線。 如前所述，來自測試條之不連續獨立區域的反射比值係由每 一對應偵測器偵測到。反射比值意指與來自測試條一對應區域 之觀測所得反射光量有關的任何數值或是數值、信號、或任何 資料集等的序列。一反射比值可為任何形式，亦即反射比值可 25 為原始資料形式或處理過的形式。一反射比值可為在一段時間 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 200406580 A7 B7 五、發明說明（23) 内定期地或大致連續地取得。 依據本發明方法，以每一债測器之觀測所得反射光判定是代 表一足量樣本或是代表該區域經樣本充分濕潤，若是代表此一 足量樣本狀況則將其用於決定樣本内之分析物濃度。換句話 5說，評估來自每一偵測器之一反射比值以判定對應區域是否有 足量樣本容積或經樣本充分濕潤或經足量樣本濕潤以提供一準 確的分析物濃度測量，其中每一區域内之樣本量或容積對應於 自此反射之光線（亦及一反射比值）或與其有關。因此，要被 判疋為足董之樣本量會因目標分析物、每一不連續或不同區域 10之大小等而異。在許多實施例中，一區域會被判定為具有足量 樣本的條件為其表面積至少約95%至約100%受樣本覆蓋，通 常是至少約98-100%受樣本覆蓋。熟習此技藝者會瞭解到代表 此足量樣本狀況或與其有關的反射比值會因眾多因子而異，其 中非侷限性包含樣本類型、目標分析物等。可以任何適宜方式 15判定一區域是否有足量樣本，以下實施例僅為舉例，並不希望 以其限制本發明之範圍。在所有實施例中，如前所述就偵測器 陣列之每一偵測器判定一反射比值，其中判定的反射比值與一 對應區域之樣本量（在有樣本的情況）或濕潤狀態有關。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在一實施例中’在就每一偵測器判定一反射比值之後，決定 20所有反射比值當中的最小反射比值。然後以每一反射比值與此 最小值作比較’藉此在一區域所產生之反射比值是落在該最小 反射比值之一特定範圍内（亦即二者大致相同）或者此區域即 是產生該最小反射比值之區域的情況判定一反射比值及對應區 域為具有足量樣本。舉例來說，若一區域提供一在該最小反射 25比值之約5-丨〇%範圍内的反射比值，即判定其具有足量樣本 ____ -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公爱） 200406580 A7 B7 五、發明說明（24) (亦即與該最小值大致相同），而具有大於該最小反射比值之 約5-10%的反射比值的區域則判定為具有不足量樣本（亦即與 該最小值實質上不相同）。舉例來說，圖5顯示母質η與具有 偵測裔21a-21i之债測器陣列21有作用地結合。運用前述方 5法，得自區域Ue和Uf的反射比值會提供最小反射比值，因 為此二區域經樣本完全濕潤且經判定為具有足量樣本。因此， 以得自區域11a，11b，11c，lld，llg，llh和lli的反射比值與該 最小反射比值作比較且將經發現在該最小反射比值之一特定範 圍内（例如在該最小反射比值之約5—10%以内）的任侖區域判 10定為具有足量樣本（亦即判定為經充分濕潤）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在另實施例中，右一特疋區域從樣本施加前之一時點到樣 本施加後之一時點呈現某種程度的反射比落差（亦即反射比有 一預定落差或更大）且每一相鄰區域產生超過一特定最小反射 比落差的至少一些反射比落差則判定該區域具有足量樣本。舉 15例來說，再次參照圖5，區域lli從樣本施加前之一時點到樣本 施加後之一時點會就反射比產生一大變化，因為其完全受樣本 覆蓋。此外，相鄰區域11b，11c，lie，nh和1Π在樣本施加後 全部都會就反射比產生至少一些變化，因為這些區域全部都有 至少一些樣本量。因此，區域llf會被判定為具有足量樣本， 2〇因為其產生一等於或大於一預定反射比落差之反射比值落差且 每一相鄰區域產生至少一些反射比落差。然而區域llc會被判 定為不具有足量樣本，因為其不會產生足夠的反射比落差。 在某些實施例中，若一區域產生一特定反射比值（例如與一 預定反射比值大致相同，像是在一預定反射比值之約5%至約 25 1〇%以内）且符合上述標準當中任一標準（通常是全部標準） _____-26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） 200406580 A7 B7 五、發明說明（25) 則判定此區域具有足量樣本，該等標準亦即是··（1)其為一在 所有區域當中提供最小反射比值的區域，（2)產生一在該最小 反射比值之一特定範圍内的反射比值，或（3)產生一等同於或 大於一特定反射比落差的反射比落差且所有相鄰區域亦產生相 5 Μ程度的小幅反射比洛差。此一方法特別適合用在定義出測試 區之邊緣的區域。 如前所述，一旦測試區之所有區域都經過判定具有足量樣本 或沒有（亦即得自偵測器之信號或反射比經判定為足夠或不 足）’僅利用得自具有足量樣本之區域的信號決定樣本内之至 10少一分析物的濃度，其中此濃度與從具有足量樣本之區域反射 的光線置有關，如此技藝中為人所知。舉例來說，可用得自具 有足量樣本之區域的反射比值與分析物濃度對反射比之一標準 曲線或曲線圖作比較且由此得出樣本内之目標分析物濃度（舉 例來說參見下列美國專利：4, 734, 360號；4, 900, 666號； 15 4, 935, 346 號；5, 059, 394 號；5, 304, 468 號；5, 306, 623 號； 5,418,142 號；5,426, 032 號；5, 515,170 號；5, 526,120 號； 5, 563, 042 號；5, 620, 863 號；5, 753,429 號；5, 573,452 號； 5, 780, 304 號；5, 789, 255 號；5, 843, 691 號；5, 846, 486 號； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5, 968, 836號及5, 972, 294號；以上專利以引用的方式併入本文 20 中）。 上述反射比值可藉由任何適宜方式獲得，以下所提方式僅為 舉例，並不希望以其限制本發明之範圍。 在本發明方法之許多實施例中，偵測器陣列之每一偵測器經 獨立校準。每一偵測器可為經由任何適宜方式校準。在一個用 25來獨立地校準每一偵測器之此類方式中，每一偵測器偵測一 ___—_ -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 χ297公釐 A7 B7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200406580 vv背景〃信號（Rb)，這是在一測試條插入計量器内之前（例如 在就計量器之測試時間或計量器之製造點插入一測試條之前） 進行；無論如何這是在一測試條與計量器結合之前進行。一旦 就每一偵測器測得Rb，每一偵測器偵測到一、、乾（dry)"信號 5 ( Rdry )。通#這疋在已有一未反應測試條插入計量器内但在對 其施加樣本之前完成。 一旦母一 "ί貞測器白已校準，將樣本施加於測試條且用光線照 明此區，通常是使用一或多個波長的光線照明。在許多實施例 中，樣本施加於母質之一側且從被稱為測試條之測量齒或測試 10區的母質另一側（例如背對於樣本施加側之侧）照射光線並進 行偵測。如前所述，反射比之存在或量係為樣本施加於測試條 上一具有一或多個信號產生組份之區域時生成一反應產物的結 果。換句話說，信號產生系統之組份反應生成一光線吸收反應 產物。 15 前文所述原始資料用於計算與葡萄糖濃度成正比的參數（舉 例來說參見美國專利第5, 059, 394號和5, 304, 468號）。必要 時得使用一類似於在透射光譜學中觀測到之吸收率與分析物濃 度間關係的反射比對數轉換。其中以如此技藝中為人所知之庫 伯卡-芒克（Kubelka-Monk)反射比方程式之一簡化特別受人注 20意。大體上來說會用到參數k/s，其中κ與吸收率有關且s與散 射有關。就此而言，K/S與分析物濃度有關，其中K/s由下列方 程式1定義： K/S_t=(\-Rt)2/2Rt (方程式 1) 因此，Rt如以下方程式2所敘述是在一特定時間t取得的 25反射係數，其中肚為反射比，例如對應於2〇秒、3〇秒等之心 -28- . —— 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）

200406580 A7 五、發明說明（27) -- 或^等。也就是說，每一偵測器提供一對應於從測試條母質之 一對應區域測得之信號的反射係數或一 Rt值，其中Rt從代表 無反射光（Rb)的0到全反射光（Rdry)的1。

Rt = (Rw-Rb)/(Rdry^Rb) (方程式 2) 5 ^為一偵測字從一區域偵測到的反射比。 因此，針對每一偵測器及偵測器所偵測之測試區對應區域推 導出κ/s。由於κ/s與分析物濃度有關，僅利用來自於那些呈現 代表一區域具有足量樣本或樣本濕潤度之特定K/s值之偵測器 的信號決定一最終或整體Κ/s值，而此整體Κ/S值與施加於測 10 試條之樣本内的分析物濃度有關。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在某些實施例中，本發明方法亦包含對於施加於一測試條之 母質之樣本大小（亦即施加於測試條之總樣本容積）的決定。 依此方式，一使用者可得到通知或警告說已有足量樣本施加或 者是已施加不足量樣本且需要更多樣本。樣本大小之決定方式 15為計算從經判定為具有足量樣本之區域的反射光之偵測器的數 量，其中每一區域所容納之樣本容積為已知，使得施加於測試 條之總樣本容積藉由計算具有足量樣本之區域數量以及每一區 域内留置之樣本容積的方式決定。樣本大小是否足量可依欲決 定之特定分析物濃度等因素而異，但通常以約少於5 //1且經 20 常是以約少於3 β 1的樣本量為足量，而在某些實施例中可3 以約2 //1或更少（在許多實施例中為約〇·5 //1)的樣本量為 足量。 本發明方法亦包含校準計量器之其他組件、特徵處或方位， 例如校準該至少一光源、偵測器陣列、成像光學件等〔舉例來 25說參見2002年5月1日申請之Eyster和Wallace所擁有的審 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 200406580 A7 B7 、發明說明（28) 美國專利巾請案、用於決定分析物濃度的裝置與方法 )/以及2002年5月1曰申請之Eyster和Wallace所擁 法^審查巾美國專利巾請案 '用於決定分析物濃度的裝置與方 彳二）”，以上申請案以引用的方式併入本文中〕。 套組 人—取後提出用來實行本發明方法之套組。本發明套組包 二個依據本發明之設備（亦即一本發明光學計量器）。 訂 10條)'明套組ί可包含一或多個測試條（通常是複翻測試 二，例如前文所述之測試條類型。本發明套組可更包含 血、、來取得一生理樣本之元件。舉例來說，在生理樣本是 本液的情況中’本發明套組可更包含一用來取得一血液樣 及件，例如一用來刺破手指的刺針、一刺針致動構件 ^二乂物此外，本發明套組可包含一對照組溶液或標準 D 物，例如_目士 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 /、 已知分析物濃度（例如一已知葡萄糖濃 二一的對照組溶液。此等套組可更包含如何使用該設備決 疋二施加於_職條之生理樣本内至少—分析物之存在及 或:膠度:指令。這些指令w 20 1 /等。因此，這些指令可為以一包裝嵌入件、套組之 標籤或其組件等（亦即伴隨著包裝材料或次包裝材 存在於套組内。在其他實施例中，這些指令是以一出 =在一適當的電腦可讀取儲存媒體（例如CD-臓、磁碟片 等）内之電子儲存資料檔案的形式存在。 六從以上說明中明顯可知，本發明提出用以在有少量樣 本令積施加於一測試條剛試區且/或測試條之測試區未受 -------30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格⑽χ297公爱） 200406580 A7 五、發明說明（29) ----- 樣本均㈣潤的情醉確地衫分㈣濃度的裝置盘方 法。以上所述本發明提供許多優點，其中非偈限性包含容 易使用、可攜性、以及利用少量樣本做出準確的分析物濃 度決定，從而減少多次刺手指的可能性。因此，本發明對 5此技藝有重大貢獻。 —以上就吾人所認為最為實用且較佳的實施例以圖式和 文字說明本發明。然應了解到可由此做出在本發明範圍内 的更改，且熟習此技藝者在閱讀過本說明書後會想出明顯 的修改方式。 、 10 本說明書揭示之特定裝置和方法均應視為是範例而非 限制。符合本發明概念之等效意義和範圍的修改（例如熟 習相關技藝者所能輕易想到的修改）均應視為涵蓋在所附 申請專利範圍項的範圍以内。 15圖式簡單說明 圖1為一適用於本發明之範例代表性比色測試條。 圖2為一本發明設備之範例實施例的簡圖，該設備有一測試 條與其結合。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3A-3H為具有成多樣構造之個別偵測器的本發明偵測器陣 20列之各範例實施例的平面放大圖。 圖4A-4C為本發明之成像光學件的範例實施例。 圖5為一測試條之一範例測量區與一本發明偵測器陣列的範 例實施例。 25 -31- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） 200406580 A7 B7 五、發明說明（30) 圖式之元件代號說明： 名稱 母質 第一區 第二區 第三區 第四區 第五區 第六區 第七區 第八區 第九區 支撐元件 黏著劑 孔 光源 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 代表符號 11 11a lib 11c lid lie Ilf llg llh lli 12 13 14 19 20 21 21a 21b 21c 21d 21e 21f 21g 21h 21i 21j 21k 211 21p 21y 21z 21z， 本發明設備 偵測器陣列 第一偵測器 第二偵測器 第三偵測器 第四偵測器 第五偵測器 第六偵測器 第七偵測器 第八偵測器 第九偵測器 偵測器 偵測器 偵測器 偵測器 偵測器 偵測器 偵測器 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 200406580 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（31 -33 22 類比/數位轉換器 23 校準構件 24 樣本量判定（評估）構件 25 總樣本容積判定構件 26 分析物濃度決定構件 27 程式及資料記憶體 28 回報裝置 31 成像光學件 80 比色測試條 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 200406580 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 5 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 25 1· 一種設計為用來接收測試條且用來決定施加於測試條 之生理樣本内至少一分析物之濃度的設備，該設備包 括： (a)至少一光源，其用來輻照以與該設備有作用地 結合之該測試條的複數個不同區域； (b ) —偵測益陣列，其用來分別偵測來自該複數個 不同區域當中每一區域的反射光； (c) 用來以偵測所得反射光為基礎決定該複數個不同區 域當中每一區域是否有一足量樣本的構件；发 (d) 用來以從經判定為具有一足量樣本之區域偵測到的 反射光為基礎決定至少一分析物之濃度的構件，其 中經判定不具有足量樣本的區域不用於該分析物濃 度決定。 2·如申請專利範圍第1項之設備，其中該光源能夠發出 至少二個不同波長的光。 3·如申請專利範圍第1或2項之設備，其中該偵測器陣 列包含約4個至約1〇〇〇個偵測器。 4·如申請專利範圍第1或2項之設備，其中該偵测器障 列包含約1000個或更多偵測器。 5·如申請專利範圍第1至4項中任一項之設備，其更包 括用來將來自該複數個區域之反射光映射到該彳貞測^ 陣列之相應偵測器上的成像光學件。 6·如申請專利範圍第1至5項中任一項之設備，其更包 括至少一測試條。 7·—種用於決定施加於測試條之生理樣本内至少一分析 -34 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21G χ 29?公爱） 200406580

   ίο 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 物之》辰度的方法，該方法包括： (a) 照明已有生理樣本施加之該測試條的複數個不 同區域； (b) 從該複數個不同區域當中每一區域獲得_相應 反射比值； ^ (c) 以所得反射比值為基礎決定該複數個不同區域當中 每一區域是否有一足量樣本；且 (d) 由該複數個不同區域當中經判定為具有一足量樣本 之每一區域推導出該生理樣本内至少一分析物的濃 度，其中經判定不具有足量樣本的區域不用於該推 導。 8•如申請專利範圍第7項之方法，其中該方法包括使用 〆依據申晴專利範圍第1至6項中任一項之設備。 9 •/種用於決定生理樣本内之分析物濃度的套組，該套 組包括· (a) 一依據申請專利範圍第1至6項中任一項之設 備；及 (b) 至少一測試條。 1〇•，種用於決定生理樣本内之分析物濃度的套組，該套 敏么括： (a) 一依據申請專利範圍第1至6項中任一項之設 備；及 (b) 樣本取得元件及對照組溶液至少其中之一。 -35 - 本紙張尺度適財國國家標準(CNS)A4規格⑽χ297公楚） 裝 訂