JP2001511881A - 電気化学的バイオセンサ検査片 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気化学的バイオセンサ検査片（１）の血液サンプルの最小値は約９マイクロリットルである。検査片は作用電極（４）と対電極（５）を備えており、両電極はほぼ同じサイズであり、第１絶縁基板（２）上に配置された同じ導電材料からつくられている。両電極の上には第２絶縁基板（３）があり、この基板は試薬ウエルを形成する切欠き部分（８）を備えている。切欠き部分が両電極に面している面積は作用電極に対してより対電極に対しての方が小さい。分析物の分析のための試薬は試薬ウエル中の作用電極と対電極の露呈領域をほぼ覆っている。展開メッシュ（３）が試薬ウエル上に配置され第２絶縁基板に張り付けられている。展開メッシュ（３）は表面活性剤に浸されている。４ミリメートル対４．２ミリメートルの小さな切欠き部分、６ミリメートル対５．８ミリメートルの小さなメッシュ並びに乾燥前の４マイクロリットルの小量の試薬のおかげで本検査片は約９ミリリットルの全血サンプルが分析可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 電気化学的バイオセンサ検査片 関連出願の相互参照 本出願は、１９９４年２月２１日出願の米国特許出願第０８／１９８４０７の 部分継続出願であり、その出願の開示は参照によって本出願に組み込まれている 。 発明の分野 本発明は、全体的には流体内の分析物の濃度の判定に関し、具体的にはこうし た判定で使用される電流測定式バイオセンサに関する。 発明の背景 バイオセンサは新しいものではない。流体中の様々な分析物の濃度の判定にお けるバイオセンサの使用も周知である。 １９８６年１２月３１に発行のNankaiその他によるWO86/07632には、電流測定 式バイオセンサシステムが開示されている。このシステムでは、グルコースを含 有する流体がグルコースオキシダーゼとフェリシアン化カリウムに接触している 。グルコースは酸化され、フェリシアン化物がフェロシアニドに還元される。（ この反応はグルコースオキシダーゼを触媒として引き起こされる。）２分後には 、電位が印加されて、フェリシアン化物をフェロシアニドに再酸化することで発 生する電流が得られる。電位が印加された後で２秒後に得られた電流値は、流体 中のグルコースの濃度と相関している。 Nankaiその他の発明には、グルコースとフェリシアン化物の反応が電位の印加 の前に完了する方法を開示しているので、この方法は、電流測定式決定の「終点 」方法と呼ばれている。 Nankaiその他によるシステムでは、グルコースオキシダーゼとフェリシアン化 カリウムが不織のナイロンメッシュに含まれている。このメッシュは、作用電極 と、対電極と、基準電極とに接触するように配置されている。 対電極と基準電極の総面積は作用電極の総面積の２倍になっている。 １９８６年１２月３０に発行されたWogomanのEP0 206218には、２つの電極を 備えたバイオセンサが開示されている。両電極とも異なる電導材料から形成され ている。たとえば、アノードは、プラチナなどのアノード材料から形成され、カ ソードは銀などのカソード材料から形成されている。アノードは酵素で覆われて いる。好ましい実施例では、被覆電極は、グルコースに浸透性のあるエラストマ ーで覆われている。 １９８９年９月２１日公告のPottgenその他によるWO89/08713には、２電極式 のバイオセンサの使用が開示されている。両電極とも同じ貴金属からつくられて いるが、１方は（偽基準電極と呼ぶ）が他の（作用）電極より大きくなっている 。 近年では、１９９４年２月２２日に発行されたPollmannその他による米国特許 第５２８８６３６号には、ほぼ同じサイズに形成され、同じ電導材料から形成さ れている作用電極と対電極を備えた電気化学的バイオセンサ検査片が開示されて いる。Pollmannその他による検査片には、約１０ないし７０マイクロリットルの 人間の全血の検査サンプルを保持する試薬ウエルが備えられている。しかし、約 １３マイクロリットルより少ないと、全血サンプルからグルコースなどの試薬の 測定にエラー（サンプル容量低投与エラー）が発生することになる。一般に、サ ンプル容量低投与エラーでは、分析物の控えめな測定として現れたり、検査片に 接続されて使用されたメータにより分析物が測定できなくなる。サンプル容量低 投与エラーは、ランセットで指をつくことで検査用にふさわしい量の血滴を汲み 出すことが難しいことが多い幼児や老人に特に懸念される。 したがって、血液中のグルコースなど分析物の検査に必要な血液量を最小にす る検査片を設計するのが極めて望ましい。 発明の要約 本発明は、同様の構成の従来の検査片より必要な血液サンプルの最小容量が小 さい電気化学的バイオセンサ検査片である。本発明の検査片は、同様の構成の従 来の検査片より試薬ウエルが小さく、展開メッシュ（spreading mesh）が小さい 。さらに、試薬ウエルが同様の構成の従来の検査片とは異なって位置づけられて い る。この新しい片に必要な血液の容量サンプルは最小約９マイクロリットルであ る。 サンプル容量の必要量が小さくなることは、全血サンプルからグルコースなど の分析物を測定するときにサンプル容量低投与エラーが少なくなることを意味し ている。これは、ランセットで指をついて適切な血滴をしぼりだすのが難しい幼 児や老人といって人々には特に重要である。さらに、本発明の検査片を用いると 、複数の電流測定値を集めてこうした測定値をサンプルからの分析物の濃度に相 関させる測定器が、サンプル容量低投与エラーを識別するのが容易になる。さら に、バイオセンサ片当たりの試薬ウエルに必要となる試薬が少なくなるので、バ イオセンサ検査片の大量生産用の生産量が増えることになる。 さらに、展開メッシュが粘着テープにより検査片に貼ってあると、そのテープ には試薬ウエルと展開メッシュに開いている穴を備え、さらに穴の両対抗側部に は複数の通気孔を備えている。こうした通気孔は、サンプルが検査中に試薬ウエ ルに捕えられた気泡の発生を抑える。気泡は検査エラーにつながる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明のバイオセンサ検査片の分解図である。 図２は、試薬、展開メッシュ、通気孔を備えた粘着テープを除外したバイオセ ンサ検査片の上面図である。 図３は、完全に組み立てられた好ましいバイオセンサ検査片の上面図である。 図４は、線２１−２１に沿った図３のバイオセンサの断面図である。 図５は、多数の様々なバイオセンサ検査片の仮定校正曲線を示す。 好ましい実施例の説明 本発明のバイオセンサ検査片は、１９９４年２月２２日に発行のPollmannその 他による米国特許第５２８８６３６号に記載の検査片の好ましい実施例と同じで あり、前記特許の開示は参照によって本明細書に組み込まれている。しかし、Po llmannその他による検査片は、約１３マイクロリットル未満の全血サンプルが血 液中のグルコースを検査するのに使用されるときに余りに多くの低投与エラー が発生するような構成を有する。 本発明の検査片では、試薬ウエル９（図４）が、Pollmannその他による試薬ウ エルより小さく、切欠き部分８により露呈している表面積は、作用電極４より対 電極５の方が小さくなるように配置されている。この切欠き部分８は試薬ウエル ９を形成する（図１ないし図４）。展開メッシュであるメッシュ１３もPollmann その他によるメッシュより小さい（図１、３、４）。検査片の構成のこうした変 更の結果、約９マイクロリットルの最小量全血サンプルからグルコースなどの分 析物を正確に測定可能になる。 図１ないし図４を特に参照すると、本発明のバイオセンサ検査片の好ましい実 施例が示されている。 検査片１は、第１および第２電気絶縁層２、３から成る。どのような有益な絶 縁材料も適用可能である。通常は、ビニルポリマーやビニルポリイミドなどのプ ラスチックが、望ましい電気特性および構造特性を提供する。こうした層はMeli nex 329,7milが好ましい。 図１ないし図４に示すバイオセンサ検査片は、ロール材料から大量生産される よう意図されており、ロール処理のために十分に柔軟で、同時に、最終的なバイ オセンサ検査片が使用できるほど堅い材料を選択する必要がある。 層２と３の厚さは使用可能であれば任意である。好ましい実施例では、層２と ３の厚みは約７ミルである。 作用電極４と対電極５は、ポリイミドなど絶縁材料７の裏当て上に配置して、 層２に貼られる前に電極が破れる可能性を低減するのが好ましい。作用電極４と 対電極５はほぼ同じサイズであり、同じ電導材料でつくられる。使用可能な電導 材料の例はパラジウム、プラチナ、金、銀、炭素、チタンおよび銅である。貴金 属が好ましいのは、一定で再現可能な電極面積となるからである。パラジウムは 、中でも耐酸化貴金属であり比較的安価であるために特に好ましい。銀は上記の 他の貴金属より空気により酸化しやすいので好ましくはない。好ましくは、電極 ４と５の厚みは約０．１ミクロンであり、裏当て部７の厚みは約２５ミクロンで ある（カリフォルニアのCourtaulds Performance FilmsやSouthwall Technologi es,Inc.のものが市販されている）。 電極４と５は、１方の電極の電気化学的事象が他の電極の電気化学的事象に抵 触しないように十分に分離しなければならない。電極４と５の間の好ましい距離 は約１．２ミリメーターである。 好ましい実施例では、電極４と５は、裏当て７に張り付けられており、リール からほどかれて、ホットメルト接着剤（図示せず）により層２に接着される。電 極４と５は、層２の一端から他端に並列に延在するのが好ましい。 絶縁層３は層２の頂部と電極４と５にホットメルト接着剤（図示せず）により 固定されている。層３は、切欠き部分８を含み、この部分８は試薬ウエル９を画 定する。切欠き部分８のサイズと位置は、本発明には重要である。切欠き部分８ は十分に小さくなければならず、展開メッシュと組み合わせて、以下に説明する ように、約９マイクロリットルの最小全血サンプル量が検査片により正確に分析 できるように配置する必要がある。切欠き部分８の好ましいサイズは４×４．２ ミリメーターである。 好ましい実施例では、切欠き部分８の４ｍｍ側部は図１ないし図４に示す検査 片の長手側部に並列である。重要なことは、露呈表面積が作用電極４より対電極 ５のほうが小さくなるように電極４と５上に切欠き部分８を配置することである 。作用電極４の露呈表面積は、対電極５の露呈表面積の２倍なのが好ましい。驚 くべきことに、作用電極より対電極に対するほうが露呈表面積が小さくなるよう に切欠き部分８をずらしても、測定サンプルからの分析物の測定に悪影響を及ぼ すことはない。好ましい実施例では、電極４と５の幅は１．５ｍｍである。 バイオセンサ検査片１には、作用電極と対電極に電気的に接続された電源（図 示せず）、および同様に作用電極と対電極に電気接続された電流測定計（図示せ ず）が付随している。 バイオセンサ試薬１１（図４）は、作用電極４と対電極５の露呈表面１０と２ ０すべてをほぼ覆うようにウエル９に入れてある（図２ないし図４）。本発明の バイオセンサ検査片で使用できる試薬の例としては、全血サンプルからグルコー スを測定する試薬が挙げられる。 酸化還元メディエータの酸化形状として酵素グルコースオキシダーゼとフェリ シアナイドを使用してグルコース試薬をつくる過程は以下の通りである。 工程１− ｐＨ6.25で1.2000グラム(g)のNATROSOL-250Mを0.740Mの水性リン酸水 素二カリウム緩衝剤（80.062gのリン酸二水素カリウムと26.423gのリン酸二水素 カリウムを含む）を加えることで１リットルの緩衝剤／NATROSOL混合物を（容量 フラスコに）準備する。NATROSOLを３時間攪拌し膨張（swell）させる。 工程２− 14.0000gのAVICEL RC-591Fと504.7750gの水を２０分間混合すること でAVICEL混合物を準備する。 工程３− 514.6000gの緩衝剤／NATROSOL混合物に0.5000gのTRITON X-100を加え てTRITON混合物を準備して、１５分間攪拌する。 工程４− 攪拌中に、ファンネルまたはビュレットで総AVICEL混合物に総TRITON 混合物を滴下して添加する。添加が完了すると、１晩攪拌を続ける。 工程５− 工程４からつくられた混合物に、攪拌しながら、98.7750gのフェリシ アン化カリウムを加える。（加えられたフェリシアン化カリウムが溶解するよう に１度に少量のフェリシアン化カリウムを加える。） 工程６− 工程５からつくられた混合物を２０分間攪拌する。 工程７− 水酸化カリウムを加えることで工程６からつくられた混合物のphを6. 25に調整する。 工程８− 工程７からつくられた混合物に、9.1533gのグルコースオキシダーゼ （Biozymeによる１ミリグラム（mg）当たり218.50テトラメチルベンジジン単位 ）を加えて、少なくとも２０分攪拌する。 工程９− 工程８からつくられた混合物に、20gのグルタミン酸カリウムを加え て、少なくとも２０分攪拌する。 工程１０− １００ミクロンのふるいバッグを通してろ過して、AVICELのクラン ピング（凝集）を取り除く。ろ液は、試薬混合物（試薬１１）となる。この試薬 は試薬ウエル９に加えられ、約５０℃で約３分間乾燥させる。 グルコースの判定の好ましい実施例では、上記のプロトコルによりつくられた ４マイクロリットルの試薬が、切欠き８により形成されたウエル９に加えられる 。 この量の試薬１１は電極４と５の表面１０と２０（図２）をほぼ覆い、十分な量 のフェリシアン化物と酵素（グルコースオキシダーゼ）も含むことになり、（人 間の全血のサンプルから）グルコースの酸化に触媒作用を引き起こし、約２０分 以内に、ここで定義されているように、フェリシアン化物を完全に還元すること になる。（試薬をウエル９に加える前に、１分毎に４メートルで移動する処理ラ イン上に1/40,000インチの間隙を空けた６００ワットのコロナアークでウエル９ を処理し、ウエル９を親水性にして、試薬をウエルに一層均等に拡げるのが好ま しい。） 調剤された他のグルコース試薬には、３００ミリモルのフェリシアン化カリウ ムと、２５０ミリモルのリン酸カリウム緩衝剤と、試薬１リットル当たり１４グ ラムの微結晶セルロース（AVICEL RC-591F）と、０．６グラムのヒドロキシエチ ルセルロース(NATROSOL-250M)と、試薬１リットル当たり０．５グラムのトリト ンＸ−１００界面活性剤と、３７ミリモルのコハク酸ナトリウムと、試薬１リッ トル当たりグルコースオキシダーゼの１．５７万個のテトラメチルベンジジン単 位とが含まれる。水酸化ナトリウム（６規定液）が、この試薬を６．６のｐＨに 滴定するのに使用される。この試薬は上記の同じプロトコルで処方できるが、構 成成分の量を調整し、置換して（コハク酸ナトリウムの代わりにグルタミン酸カ リウムを、水酸化ナトリウムの代わりに水酸化カリウムを）、上記の構成要素の 濃度を達成する。試薬ウエル９でこの試薬を乾燥すると典型的には、酵素活性が 約３０ないし３５％失われる。 試薬１１を乾燥させた後、界面活性剤が浸された展開メッシュ１３を切欠き部 分８上に配置して、第２の電気絶縁部３に貼る。展開メッシュ１３は、ＺＢＦ（ Zurich Bolting Cloth Mfg.Co.Ltd.,Ruschlikon,Switzerland）のポリエステル のモノフィラメントメッシュが好ましい。展開メッシュは、メタノール対水が５ ０対５０（容量対容量）の溶液に０．８％（重量対容量）のスルホコハク酸ジオ クチルナトリウムを加えた溶液に浸し、その後乾燥させるのが好ましい。展開メ ッシュ１３は、切欠き部分８のサイズと切欠き部分８の配置を組み合わせて、バ イオセンサ片は約９マイクロリットルの全血サンプルの最小値から分析物を正確 に分析できるほど小さくなければならない。展開メッシュ１３の好ましい寸法は ６ｍ ｍ×５．８ｍｍである。最も好ましいバイオセンサ片は、メッシュの６ｍｍ辺が 図１ないし図４に示す片の長辺に平行である。 展開メッシュ１３を穴１５を備えた粘着テープ１４に張り付けるのが好ましい 図１、３、４）。粘着テープ１４は、粘着裏当てを有するポリエステルからつく られるのが好ましい。(Tapemark,Medical Products Division,223E.Marie Ave., St.Paul，Minnesota 55118から入手可能）粘着テープはダイドマルーン（dyedma roon）が好ましく、穴１５にはバイオセンサにより分析されるサンプルを適用す るためのターゲット領域が備えてある。穴１５は少なくとも展開メッシュ１３の 一部と切欠き部分８を露出させ、切欠き部８のほぼ全体を露出させるのが好まし い。テープ１４には、穴１５の両端に配置された、図１と図３に示してあるよう なスリット１６が備えてあるのが好ましい。（２つのスリット１６が図１と図３ に示してあるが、１つのスリットで十分である。）スリット１６は通気孔を構成 している。この通気孔は、全血のサンプルを試薬ウエルに加えたときに試薬ウエ ルに捕えられた気泡の発生を減少させる。試薬ウエル９に捕えられた気泡の発生 を減少させると、検査エラーが減る。 試薬を乾かして展開メッシュを貼った後、複数のロール形状のバイオセンサを 打抜きにより分離して、離散バイオセンサを形成する。こうしたバイオセンサは 、１）作用電極と対電極と電気的に接続され、作用電極の表面にレドックスメデ ィエータの還元形の拡散限界電気酸化を引き起こすのに十分なだけの、作用電極 と対電極間の電位差を供給可能な電源と、２）作用電極と対電極に電気的に接続 され、上記に電位差が加えられるとレドックスメディエータの還元形の酸化によ りもたらされた拡散限界電流を測定可能な測定器と、に接続して使用される。 上記の測定器は通常、アルゴリズム（以下に記載）を電流測定に適用するよう に適合される。電流測定では、分析物濃度が示され表示される。こうした電源、 測定器およびバイオセンサシステムの改良は、すべて譲渡済みの１９９０年１０ 月１６日発行の米国特許第４９６３８１４号、１９９１年３月１２日発行の米国 特許第４９９９６３２号、１９９１年３月１２日発行の米国特許第４９９９５８ ２号、１９９３年９月７日発行の米国特許第５２４３５１６号、１９９４年１０ 月４日発行の米国特許第５３５２３５１号、１９９４年１１月２２日発行の米国 特許第５３６６６０９号、１９９３年６月８日（１９９４年１２月２７日特許証 発行料郵送）出願のWhiteその他による米国特許出願第０８／０７３１７９号、 １９９４年１１月２２日（１９９５年５月５日特許書発行料郵送）出願のWhite その他による米国特許出願第０８／３４３３６３号の主題である。これらの開示 は参照によって本明細書に組み込まれている。 電源と測定器の電気接続を容易にするために、作用電極と対電極を露出する追 加切欠き部分１２（図１ないし図４）を、バイオセンサ装置に備えるのが好まし い。 上記のバイオセンサ装置は、以下の工程を実行することで流体サンプルの分析 物の濃度を判定するのに使用できる。 ａ）全血など流体サンプルを、作用電極４と対電極５の表面１０と２０をほぼ 覆う（上記の）試薬に接触させる。 ｂ）ここで定義されたように、分析物とレドックスメディエータの酸化形の間 の反応を完了させる。 ｃ）その後、作用電極の表面にレドックスメディエータの還元形状の拡散限界 電気酸化を引き起こすのに十分な電極間の電位差を加える。 ｄ）その後、発生した拡散制限電流を測定する。 ｅ）電流測定と流体の分析物の濃度を相関させる。（反応の完了は、作用電極 の表面で分析物の濃度とレドックスメディエータの還元形の酸化により生成され た拡散限界電流を相関させるのに充分な分析物とレドックスメディエータの還元 形間の反応として定義される。） 多くの分析物含有流体が分析できる。たとえば、全血、血清、尿、髄液などの 人体の流体中の分析物を測定できる。さらに、発酵製品や、潜在的に環境汚染物 を含んでいる環境物質の分析物も測定できる。 人体の流体、特に全血中の分析物を測定するときに、電極間に加えられた電位 差は約５００ミリボルトより大きくないことが好ましい。約５００ミリボルト以 上の電位差が電極間に加えられると、（パラジウムの）作用電極面といくつかの 血液構成要素の酸化が過度になるので、分析物の濃度と電流の正確な相関を妨げ ることになる。全血サンプルのグルコースの分析では、レドックスメディエータ の酸化形はフェリシアン化物で、約１５０ミリボルトから約５００ミリボルトの 電位差が電極間に加えられ、作用電極の表面でレドックスメディエータの還元形 の拡散限界電気酸化を達成する。約３００ミリボルトの電位差を電極間に加える のが好ましい。 レドックスメディエータの還元形の酸化により生成された電流は、電位差が電 極間に加えられた後で約０．５秒から約３０秒の任意の時点で測定される。約０ ．５秒より短いと、拡散限界電流は、充電電流のため測定するのが難しい。約３ ０秒後では、対流が大きくなるので、拡散限界電流の測定が妨害される。 流体サンプルの分析物の分析中に測定された電流を、電流測定器によるアルゴ リズムの適用によりサンプル中の分析物の濃度に相関させる。このアルゴリズム は、以下の例で示してあるように単純なものである。 ［分析物］＝Ｃｉ_7.5＋ｄ ただし、［分析物］はサンプル中の分析物の濃度を表し（図５参照）、ｉ_7.5は 電極間に加えられた電位差を加えた後７．５秒後に測定された電流（マイクロア ンペア）であり、Ｃは線２２の傾斜（図５）であり、ｄは軸の切片（図５）であ る。 分析物の周知の濃度で測定することで、較正曲線２２（図５）が作られる。こ の較正は測定器の読取り専用メモリ（ＲＯＭ）キーに記憶されており、バイオセ ンサ試験片の特定のロットに適用することができる。図５の線２４と２６は、バ イオセンサ試験片の他の異なる２つのロットに対する他の仮定的な較正曲線を表 す。こうしたバイオセンサのロットに対する較正により、上記のアルゴリズムに おけるＣとｄのやや異なる値が生成される。 人体の全血のサンプルのグルコースを分析するときに、２０マイクロリットル の全血を上記のグルコース試薬に加えるのが好ましい。グルコースとフェリシア ン化物の反応が完全に行われ、グルコン酸とフェリシアン化物が形成される。こ の反応は完了するのに短い時間、好ましくは約２０秒未満しか必要としない。全 血サンプルを加えた後約２０秒で、約３００ミリボルトの電位差が電極間に加え られ、作用電極の表面でフェロシアニドはフェリシアン化物に酸化される。電流 測定は、電位差が電極間に加えられた後で１秒から７．５秒間の０．５秒間隔で 行われる。こうした電流測定は血液サンプル中のグルコースの濃度と相関付けら れる。 血液サンプルのグルコースを測定する例では、電流測定は、（上記のように） 単一の固定時間ではなく（電位差が加えられた後１秒から７．５秒の間の）様々 な時間で行われ、その結果のアルゴリズムはより複雑になり、以下の方程式で表 すことができる。 ［グルコース］＝Ｃ₁ｉ₁＋Ｃ₂ｉ₂＋Ｃ₃ｉ₃＋．．．Ｃ_nｉ_n＋ｄ ここで、i₁は第１測定時（３００ミリボルトの電位差を加えた後１秒後）に測定 された電流であり、ｉ₂は第２測定時（３００ミリボルトの電位差を加えた後１ ．５秒後）に測定された電流で、ｉ₃は第３測定時（３００ミリボルトの電位差 を加えた後２秒後）に測定された電流で、ｉ_nは第ｎ測定時（本例では、３００ ミリボルトの電位差を加えた後１４番目の測定時または７．５秒）に測定された 電流で、Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃およびＣ_nはPrinciple Components AnalysisまたはParti al Least Squaresなどの多変量回帰分析技術から誘導された係数であり、ｄは（ グルコース濃度単位の）回帰切片である。（この処理過程の修正は、図５に示す 較正曲線が大きな曲率を有する場合に使用される。） 代わりに、測定中のサンプルのグルコースの濃度は、ある時間間隔で（たとえ ば、３００ミリボルトの電位差を加えた後１秒から７．５秒）電流ｉ対測定時間 の曲線を積分することで測定でき、測定期間中に転送された全電荷が得られる。 転送された全電荷は、測定中のサンプル中のグルコースの濃度に正比例する。 さらに、グルコース濃度の測定は、実際の測定時の環境温度と較正時の環境温 度間の差に応じて訂正される。たとえば、グルコースの測定用の較正曲線が２３ ℃の環境温度で較正された場合には、グルコース測定は以下の方程式により訂正 される。 ［グルコース］訂正＝［グルコース］測定×（１−Ｋ（Ｔ−２３℃）） ただし、Ｔはサンプル測定時の環境温度（℃）で、Ｋは以下の回帰方程式から誘 導された定数である。 Ｙ＝Ｋ（Ｔ−２３） ただしＹ＝（［グルコース］２３℃での測定−［グルコース］Ｔ℃での測定）／ ［グルコース］Ｔ℃での測定 Ｋの値を計算するためには、様々なグルコース濃度のそれぞれを様々な温度Ｔ と２３℃（基本）で測定器により測定される。次に、Ｔ−２３のＹの線形回帰が 実行される。Ｋの値はこの回帰の傾斜である。 サンプルのグルコース濃度は、本発明のバイオセンサを利用する本発明の方法 により正確に測定される。さらに、人の全血のサンプルを測定するときには、ヘ マトクリット効果によるエラーは３０ないし５５％のヘマクリットの範囲では重 要ではない。 本発明により特性の分析物を測定するときに使用できる酵素とレドックスメデ ィエータ（還元形）の他の例が以下の表１に示してある。 表１に示した例には、少なくとも１つの追加酵素が反応触媒として使用されて いるものもある。さらに、表１に示す例のいくつかは、追加メディエータを利用 することもできる。この追加メディエータは、レドックスメディエータの酸化形 への電子の転送を容易にする。追加メディエータは、レドックスメディエータの 酸化形よりも小量の試薬に付与される。 Pollmannその他の特許に開示されている本発明に最も近い従来のバイオセンサ 検査片の好ましい実施例と比較すると、本発明のバイオセンサには以下の顕著な 特色がある。 １． 試薬ウエル９が３０％小さい。 ２． 作用電極と対電極がほぼ同じサイズであると、試薬ウエルの対電極の露 出表面積は試薬ウエルの作用電極の露出表面積より小さい。 ３． 試薬ウエルに必要な試薬の量が少ない（Pollmannその他の好適実施例の ６マイクロリットルに対して４マイクロリットルの試薬）。 ４． 必要な展開メッシュが小さい。 ５． 試薬ウエルの両対抗端部に複数の通気孔を備える。 検査片に投与するのに必要なサンプル量が少なくなることは、不十分な投与に よるエラーが少なくなることになる。この結果は、ランセットにより指を刺して 妥当な量の血滴をとるのが難しい幼児や高齢者のような人にはとくに意義深い。 本発明の検査片では、電流測定器がサンプル量が不十分なことによるエラーを識 別するのが一層容易になる。さらに、センサ当たりの試薬の量が少なくなると、 大量生産によるセンサの生産量が増大する。その上、試薬ウエル付近に側部通気 孔を備えてあるので、試薬ウエルに捕えられる気泡が減少する。 上記の教示および図面に本発明は十分に明せきかつ簡潔に開示されてきたので 、当業者が本発明をつくって使用し、本発明を実行する最良の方式を知り、他の 発明や以前の発明と本発明を識別できる。多くの発明や本発明の多くの適用製品 を容易に思い付くであろうが、これらは本明細書に請求されている発明の範囲に 含まれている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ヒル，ブライアン，エス. アメリカ合衆国 46268 インディアナ州 インディアナポリス，サン フェルナン ド ドライブ 4710，アパートメント シ ー (72)発明者 ヒールド，ブライアン，エイ. アメリカ合衆国 46038 インディアナ州 フィシャーズ，シーグレーブ ドライブ 10337 (72)発明者 フッバード，スコット，イー. アメリカ合衆国 46130 インディアナ州 ファウンテインタウン，フーリー ロー ド 1261 ダブリュ.

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 分析物を検出または分析物の濃度を測定する装置であって、 第１電気絶縁体と、 ほぼ同じサイズの作用電極と対電極から成り、前記電極は同じ電気電導材料で 形成され前記第１電気絶縁体上に支持されている１対の電極と、 前記第１電気絶縁体及び前記電極の上に置かれ、前記作用電極より前記対電極 の表面積を小さく露出する切り欠き部分を含む第２電気絶縁体と、 前記切欠き部分内の露出電極表面をほぼ覆い、分析物を検出または濃度を測定 する試薬と、 界面活性剤に浸され、前記切欠き部分の上に置かれ、前記第２電気絶縁体に張 り付けられている展開メッシュと、を含み、 前記切欠き部分と展開メッシュは十分な大きさであり、前記試薬は、前記分析 物を分析する約９マイクロリットルの最少量全血サンプルを受け入れるのに十分 な量であることを特徴とする前記装置。 ２． 前記展開メッシュは、１方の側が粘着面で、前記展開メッシュの少なくと も１部分と前記切欠き部分に開かれている穴をもつテープにより第２の基板に張 り付けられ、前記テープは前記穴の付近に少なくとも１つのスリットを含み、そ れによって少なくとも１つの通気孔をもたらす請求項１に記載の装置。 ３． 前記作用電極および前記対電極と電気接続された電流測定器をさらに含む 請求項１に記載の装置。 ４． 前記テープの前記穴の両端にスリットを含み、それによって２つの通気孔 をもたらす請求項２に記載の装置。 ５． 前記切欠き部分は４ミリメータ×４．２ミリメータである請求項２に記載 の装置。 ６． 前記展開メッシュは６ミリメータ×５．８ミリメータである請求項５に記 載の装置。 ７． 乾燥の前に試薬の量は４マイクロリットルである請求項６に記載の装置。 ８． 前記展開メッシュはスルホコハク酸ジオクチルナトリウムに浸してある請 求項７に記載の装置。 ９． 前記テープの前記穴は前記切欠き部分全体に開かれている請求項８に記載 の装置。 １０． 前記作用電極および前記対電極に電気接続されている電流測定器をさら に含む請求項９に記載の装置。