JP2007309947A - バイオセンサー - Google Patents

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Abstract

【課題】
バイオセンサーを識別する手段としてのコードパターンを有する電気化学的バイオセンサーを提供する。
【解決手段】
支持用基体および該支持用基体の上に配置された導電性コーティングを含むバイオセンサーであって、該コーティングは、電極と、バイオセンサーを識別する手段とを定めるように形成されており、かつ該識別手段が識別可能であるように該導電性コーティングと該支持用基体との間には十分なコントラストが存在することを特徴とする、上記バイオセンサー。
【選択図】図１

Description

本発明はバイオセンサーに関するものであり、さらに詳しくは、その上にコードパターンを有する電気化学的バイオセンサーに関するものである。
電気化学的なバイオセンサーは公知である。バイオセンサーは、生体サンプル中の、特に血液中の様々な検体の濃度測定に使われてきた。電気化学的バイオセンサーは、米国特許第5,413,690号、第5,762,770号、第5,798,031号および第5,997,817号に記載されている（これら特許のそれぞれの開示内容は参照により本明細書に組み入れるものとする）。テストストリップの製造バッチを識別するためのコードをテストストリップ上に盛り込むことも公知である。国際公開WO 99/22236号を参照されたい。
国際公開第９９／２２２３６号パンフレット
本発明の課題は、バイオセンサーを識別する手段としてのコードパターンを有する電気化学的バイオセンサーを提供することにある。
本発明の１つの態様に従いバイオセンサーを提供する。そのバイオセンサーは、支持用基体、該支持用基体上に配置された導電性コーティング（該コーティングは電極とコードパターンとを定めるように形成されており、かつ該コードパターンが識別可能であるように該導電性コーティングと該支持用基体との間には十分なコントラストが存在する）、および少なくとも１つの電極の上に配置された少なくとも１つの試薬を含んでなる。
本発明の他の態様に従いバイオセンサーを提供する。そのバイオセンサーは、支持用基体、該支持用基体上に配置された導電性コーティング（該コーティングは電極とコードパターンとを定めるように形成されており、かつ該コードパターンが識別可能であるように該導電性コーティングと該支持用基体との間には十分なコントラストが存在する）、および該支持用基体と一緒になって流路を画定するカバーを含んでなる。該電極の少なくとも一部は該流路の中に配置される。
加えて、本発明に従いバイオセンサーの製造方法を提供する。その方法は、導電性材料でコーティングされた基体を用意する工程、該導電性材料にアブレーションを施して電極とコードパターンを形成する工程（その際、該コードパターンが識別可能であるように該導電性コーティングと該基体との間には十分なコントラストが存在すること）、および該電極の少なくとも１つに試薬を適用する工程を含んでなる。
さらに、本発明に従いバイオセンサーを提供する。そのバイオセンサーは、支持用基体および該支持用基体の上に配置された導電性コーティングを含んでなる。該コーティングは、電極と、バイオセンサーを識別する手段とを定めるように形成されており、かつ該識別手段が識別可能であるように該導電性コーティングと該支持用基体との間には十分なコントラストが存在する。
本発明のさらなる特徴は、本技術分野の当業者には、現時点で考えられる本発明を実施するのに最善の実施形態を例示する以下の好ましい実施形態の詳細な説明を考察すれば、明らかとなるであろう。
本発明は、特定のコードパターンを有するバイオセンサー、および該バイオセンサーの製造方法に関するものである。このコードパターンは、バイオセンサーの電極と同一の導電性材料から、同一の方法で形成することが有利であり、これによりその製造プロセスにおける工程数が削減される。電極パターンを作製しながらコードパターンを形成するには、レーザーアブレーションを用いることが好ましい。コードパターンはいくつかの方法で読み取ることが可能であり、限定するものではないが例として、光学的あるいは電気的な方法を挙げることができるが、こうした方法はそのバイオセンサー上に形成されるパターンの構造によって決まる。かかる構造は、その光学的反射率、導電率、または電気抵抗においてそれぞれコントラストを示すことができるものである。かかる構造はまた、低反射率の領域に囲まれた高反射率の領域、またはその逆、あるいは低導電率の領域に囲まれた高導電率の領域であってもよい。本発明の態様を図１〜６に示すが、これらは縮尺どおりには描かれておらず、またいくつかの図面中で類似している部品には同じ番号がつけられている。
図１〜４は、電極支持用基体12、基体12の上に配置された導電体13（これは電極14、16を定めるために分断されている）、基体12の上に配置されたスペーサー用基体18、およびこのスペーサー用基体18の上に配置されたカバー用基体20を有するバイオセンサー10の形態で、本発明の１つの態様を図解するものである。バイオセンサー10は好ましくは矩形形状である。しかしながら、バイオセンサー10は、本発明の開示に従いどのような形状でもよいことは言うまでもない。バイオセンサー10は、好ましくはロール巻きされた材料から製造するが、本発明の開示に従い個々のシートから組み立てることも可能である。しかるに、バイオセンサー10の組み立て用の材料選択にあたっては、ロール加工のために十分な柔軟性があるが、バイオセンサー10の完成品にほどよい堅さを与えるのに十分な剛性も有する材料を使用することが必要となる。
図４において、支持用基体12は、第１表面22（スペーサー用基体18に面する）と第２表面24を有する。さらに、図２に示すように、基体12は相対する第１端と第２端26、28を有し、またその第１端26と第２端28の間に延在する相対する縁30、32を有する。基体12はおおむね矩形の形状をしているが、支持体は本発明の開示に従い色々な形状やサイズに形成することができる。基体12は軟質ポリマーから形成され、好ましくはポリエステル、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート(PEN)のようなポリマーから形成される。限定するものではないが、好適なPENの一例としては、ROWO Coating（ドイツ、Henbolzhelm）にて金コーティングが施された、E.I. DuPont de Nemours（デラウエア州、ウイルミントン）から市販されているPENフィルムである5 mil（125μm）厚のKALADEX（登録商標）が挙げられる。
基体12の第１表面22上には電極14、16が導電体13から作製され、導電体13から分離している。限定するものではないが、好適な導電体13の例としては、アルミニウム、（グラファイトのような）カーボン、コバルト、銅、ガリウム、金、インジウム、イリジウム、鉄、鉛、マグネシウム、（アマルガムとしての）水銀、ニッケル、ニオビウム、オスミウム、パラジウム、白金、レニウム、ロジウム、セレン、（高度にドープされた多結晶シリコンのような）シリコン、銀、タンタル、スズ、チタン、タングステン、ウラニウム、バナジウム、亜鉛、ジルコニウム、これらの混合物、およびこれら元素の合金、酸化物、または金属化合物が挙げられる。好ましくは、導電体13は次の材料から選ばれる：金、白金、パラジウム、イリジウム、またはこれらの金属の合金。その理由は、そのような貴金属およびそれらの合金は、生体系に対して不活性であるからである。最も好ましいのは、導電体13が金であることである。
電極14、16は、レーザーアブレーションにより導電体13の残りの部分から分離されている。図４を参照されたい。レーザーアブレーションを使って表面に電極を形成する技法は公知である。例えば、米国特許出願番号第09/411,940号（1999年10月4日出願、発明の名称「パターン化ラミネートおよび電極のためのレーザー造形(LASER DEFINED FEATURES FOR PATTERNED LAMINATES AND ELECTRODE)」）を参照されたい（この文献の開示内容を本明細書中に参照により組み入れることとする）。好ましくは、電極14、16は、該電極の周りに延在する領域から導電体13を取り除き、露出された支持用基体12のギャップを形成することによって作製される。それゆえ、電極14、16は、約25μm〜約500μmの幅を持つギャップにより、基体12の上で、残りの導電性材料から分離されており、好ましくは、このギャップは約100μm〜約200μmの幅を有する。また、電極14、16は、基体12の上で、レーザーアブレーションのみにより作製してもよいことは言うまでもない。精密性と感度を考えればレーザーアブレーションが電極14、16を形成するのに好ましい方法ではあるが、ラミネーション、スクリーン印刷、あるいはフォトリソグラフィーなどのような他の技法を本発明の開示に従い用いてもよいことは言うまでもない。
図２に示されているように、電極14、16は、互いに協同して電極アレイ36を定める。また、電極14、16のそれぞれは、電気接点34および、該電気接点34と電極アレイ36の間に延在するリード38を有する。当然のことながら、前記アレイから延在するリード38は色々な長さを持つように、また、電極支持用基体12上の様々な位置へ延在するように形成することができる。電極アレイの形状、電極の数および電極間の間隔は、本発明の開示するところに従い変化しうること、また当業者には十分理解されるように２個以上のアレイを形成してもよいことは言うまでもない。
再び図２および図３を参照して、上述した技法を用いてレーザーアブレーションにより導電体13から凹部35を形成する。凹部は導電体13を除去して、第１端26に隣接して支持用基体12の第１表面22を露出させることにより作製される。もちろん、本発明の開示に従い、第１表面22の一部も除去して凹部35を形成してもよい。
加えて、図１、２、および４に示されているように、識別可能なコードパターン40を、電極14、16に関連して上述した技法を用いて、レーザーアブレーションにより導電体13から形成する。具体的には、コードパターン40は、導電体13を予め決められたパターンに除去して支持用基体12の第１表面22を露出させることにより作製される。パターン40は説明図ではバーコード型のパターンをしているが、パターン40はどのような形状やパターンでもとることができ、限定するものではないが、それらの例を図５および６に示す。
また、パターン40を、本発明の開示するところに従い、ヒトが読み取り可能な形式、光学的に読み取り可能な形式、あるいは電気的に読み取り可能な形式にできるのは言うまでもない。その構造は、光学反射率、導電率、または抵抗率においてそれぞれコントラストを示すことができるものである。コードパターン40の導電率にさらにコントラストをつけるために、パターン40の導電体13を、導電体13とは異なる第２の導電性材料（図示されていない）でコーティングしてもよい。限定するものではないが、第２の導電性材料の例としてはカーボンと銀が挙げられる。しかしながら、コードパターン40の電気特性を変えるために色々な種類の材料を導電体13にコーティングしうることは言うまでもない。
また、当然のことながら、電極14、16は、異なる色、反射率、導電率などをもつ導電性材料の層から形成することができる。すなわちコードパターンは、上記導電体の層の一部を除去して、低反射率の領域に囲まれた高反射率の領域またはその逆を残すことにより、あるいは低導電率の領域に囲まれた高導電率の領域またはその逆を残すことにより形成することができる。また、既知の抵抗値を有するコードパターンをレーザーエッチング法により作製することも可能で、この領域を電気化学的に読み取って、そのコードパターンを識別または認識することができる。さらにコードパターンは、本発明に従い、上記の読み取り可能な種々の形式を組み合せたものであってもよい。
図４に示されているように、コードパターン40はギャップ42により基体12の上で導電性材料13の残りの部分から分離されている。ギャップ42は、コードパターン40の具体的な使用法に応じて、本発明の開示するところに従い、広い範囲で色々な幅を持つことができる。限定するものではないが、ギャップの幅の例としては約1μm〜約1000μmが挙げられる。またコードパターン40は、基体12上にレーザーアブレーションのみにより作製してもよい。精密性と感度を考えればレーザーアブレーションがコードパターン40を形成する好ましい方法ではあるが、ラミネーション、スクリーン印刷、あるいはフォトリソグラフィーなどのような他の技法を、本発明の開示に従い、用いてもよいことは言うまでもない。
バイオセンサー10の製造者は、コードパターンのセットを収容している中央データベースを維持していてもよく、この場合それぞれのコードパターンは個々のバイオセンサーあるいはバイオセンサーの個々のバッチを唯一無二に識別する。また、それぞれのコードパターンとそのバイオセンサー10のキャリブレーションデータのセットとを関連づけることもできる。コードパターンは、本発明に従い、どのような数の識別またはデータのセットとも関連づけることができることは言うまでもない。
バイオセンサー10のスペーサー用基体18は上部表面44および、基体12に面する下部表面48を有する。また、スペーサー用基体18は、相対する第１端48と第２端50を有する。第１端48はノッチ52を有し、これはボーダー54により定められる。このボーダーは、説明図ではほぼ直線状の３つの辺を含んでいる。ノッチは本発明の開示するところに従い種々の形状やサイズをとることができる。バイオセンサー10を組み立てる際、ボーダー54は、アレイ36が少なくとも部分的にノッチ52の内部に露出されるように、アレイ36の少なくとも一部にまで延在させる。
スペーサー用基体18は、軟質ポリマーで形成され、好ましくは、接着剤がコーティングされたポリエチレンテレフタレート（PET）（ポリエステル）のようなポリマーから形成する。限定するものではないが、好適なPETの例としては、Adhesives Research, Inc.（ペンシルバニア州、Glen Rock）から市販されている、感圧型接着剤（製品番号ARcare 8877）で両面がコーティングされた厚さ3mil（75μm）の白色PETフィルムを挙げることができる。もちろん、スペーサー用基体18は色々な材料から構成することができ、市販されている広範な種類の接着剤を用いて基体12およびカバー用基体20に接合してもよく、あるいは、電極支持用基体12の表面22の広範な部分が露出されていて導電体13で覆われていない場合は、溶接（熱または超音波）により接合してもよい。
カバー用基体20は、スペーサー用基体18の上部表面44に接合する。図３を参照されたい。カバー用基体20は、相対する第１端56と第２端58を有する。カバー用基体20は、第１端56がスペーサー用基体18の端48から離れて配置され、第２端58がスペーサー用基体18の端50から離れて配置されるように、スペーサー用基体18に接合する。バイオセンサー10を組み立てると、カバー用基体20はスペーサー用基体18および電極支持体12と協同して毛細管流路60を画定する。
カバー用基体20は、ほぼ矩形形状であるが、カバー用基体は本発明の開示に従い様々な形状やサイズに形成することができる。カバー用基体20は軟質ポリマーから形成するが、好ましくは、ポリエステルのようなポリマーから形成する。限定するものではないが、好適なポリマーの例としては、3M Healthcare（ミネソタ州セントポール）から市販されている3.9mil（99μm）厚の3M親水性ポリエステルフィルム（3M製品番号9971）を挙げることができる。
さて図１と図３を参照するに、毛細管流路60はほぼ線形の形状であり、カバー用基体20、電極支持用基体12、およびスペーサー用基体18のボーダー54により画定される。バイオセンサー10を組み立てると、流路60は電極アレイ36を横切って延在する。カバー用基体20はノッチ52の全体を越える形では延在しない。それゆえノッチの一部は、本発明の開示するところに従い空気出口として役立つ。
電気化学試薬62はアレイ36の上に配置する。試薬62は、特定の検体に対する電気化学的プローブとなる。本明細書で用いる用語「検体」とは、定量分析すべき分子または化合物を意味する。限定するものではないが、検体の例としては、炭水化物；ホルモンや他の分泌タンパク質、酵素、および細胞表面タンパク質のようなタンパク質；糖タンパク質；ペプチド；小分子；多糖類；抗体（モノクローナルまたはポリクローナル抗体を含む）；核酸；薬物；毒素；ウイルス粒子のウイルス；細胞壁部分；およびエピトープを有する他の化合物を挙げることができる。関心のある検体は、好ましくはグルコースである。
具体的な試薬62の選択は、測定すべきその特定の１つまたは複数の検体により決まり、当業者には十分知られている。本発明のバイオセンサー10で用いてもよい試薬の例としては、全血サンプル中のグルコース測定用の試薬がある。限定するものではないが、ヒト血液サンプル中のグルコース測定用試薬の一例として、試薬１グラムあたり、62.2mgのポリエチレンオキサイド（平均分子量100〜900キロダルトン）、3.3mgのNATROSOL 244M、41.5mgのAVICEL RC-591 F、89.4mgの一塩基性燐酸カリウム、157.9mgの二塩基性燐酸カリウム、437.3mgのフェリシアン化カリウム、46.0mgのコハク酸ナトリウム、148.0mgのトレハロース、2.6mgのTRITON X-100界面活性剤、および2,000〜9,000単位の酵素活性を含むものを挙げることができる。この酵素は、12.5mgの補酵素PQQと121万単位のキノタンパク質グルコースデヒドロゲナーゼのアポ酵素とから酵素溶液として調製される。この試薬は、米国特許第5,997,817号にさらに詳しく記載されている（この文献の開示内容は参照により本明細書中に組み入れるものとする）。
限定するものではないが、バイオセンサー10を使って、特定の検体を測定するのに使用できる酵素およびメディエーターの例を以下の表１に掲載する。
Figure 2007309947
 表１に示されているいくつかの例では、少なくとも１つの追加の酵素が反応触媒として使用される。また、表１に示されているいくつかの例では付加的なメディエーターを用いてもよく、これは酸化型のメディエーターへの電子移動を促進させるためのものである。付加的メディエーターは、酸化型メディエーターよりも少ない量で試薬に加えることができる。上記のアッセイについて説明するが、本発明の開示に従い、バイオセンサー10を用いて、サンプルの電流、電荷、インピーダンス、電導度、電位、あるいはその他の電気化学的に示される特性を、サンプル中の検体濃度に正確に相関させることができるものと考えられる。
一般に、複数のバイオセンサー10をバイアルの中に入れ、通常はバイアルを密封するように形成された栓をする。しかしながら、バイオセンサー10は個別にパッケージしてもよいし、あるいはバイオセンサーを、互いに折り重ねたり、コイルに巻いたり、カセットマガジンに入れて積み重ねたり、あるいはブリスターパッケージングに入れたりしてもよい。
バイオセンサー10は、以下のものと組み合せて使用する：
１． 電気接点34と電気的に接続していて、電極14、16の間に、作動電極の表面で還元型メディエーターの拡散律速電気酸化を起こすのに十分な電位差を供給することができる電源；および
２． 電気接点34と電気的に接続していて、上述の電位差がかけられると同時に還元型メディエーターの酸化により発生する拡散律速電流を測定することができるメーター。
そのメーターには、コードパターン40をメーターのメモリーに読み込むことができるパターン読取装置をつける。その読取装置は、本発明に従い、電気的あるいは光学的な読取装置であってよい。読取装置は、バイオセンサー10をメーターの中に挿入した時、そのコードパターン40を読み取るように形成される。しかし、コードパターンが肉眼で読み取る形態である場合、メーターは、使用者がコードパターンからの情報をマニュアルで入力することを可能とするインターフェイスを含んでいてもよい。コードパターン40を光学的に読み取る方法は多数あり、例えばレーザースキャナー、ペン型のハンディスキャナー、電荷結合素子（CCD）スキャナーが挙げられる。限定するものではないが、本発明で用いるのに適している好適な光学的読取装置は、例えば、１個以上の発光ダイオード（LED）、１個のレンズ、および１個のフォトダイオードを有する。読取装置はメーターの独立した内部部品であってもよい。
メーターはさらに、コードパターンをメーターからメモリー装置に移し、そこに記憶させるように形成することもできる。メモリー装置は、コードパターンの詳細情報、あるいは患者の過去のメーター読み取り値を含む患者情報を記憶するように形成できるのは言うまでもない。メーターは、通常その電流測定値にアルゴリズムを適用するようになっており、それにより検体濃度が算出され、そして目に見えるかたちで表示される。このような電源、メーター、およびバイオセンサーシステムにおける改良に関しては、本出願人に譲渡されている以下の特許の主題となっている：1990年10月16日発行の米国特許第4,963,814号；1991年3月12日発行の米国特許第4,999,632号；1991年3月12日発行の米国特許第4,999,582号；1993年9月7日発行の米国特許第5,243,516号；1994年10月4日発行の米国特許第5,352,351号；1994年11月22日発行の米国特許第5,366,609号；Whiteら、1995年4月11日発行の米国特許第5,405,511号；およびWhiteら、1995年8月1日発行の米国特許第5,438,271号（これらのそれぞれの開示内容は参照により本明細書中に組み入れることとする）。
多くの液体サンプルを分析することができる。例えば、全血、血漿、血清、リンパ液、胆汁、尿、***、脳脊髄液、脊髄液、涙液、または大便検体のようなヒトの体液、あるいは当業者なら直ぐに分かる他の生物学的液体を測定することができる。組織の液体調製物も分析することができ、また環境汚染物質を含んでいる可能性のある食品、発酵産物および環境物質も分析できる。好ましくは、本発明により全血を分析する。
バイオセンサー10を製造するには、金属化された電極支持体材料のロールを、ガイドロールを通してアブレーション／洗浄・乾燥ステーションに送り込む。支持体12にアブレーションを施すことができるレーザーシステムは、当業者には公知である。限定するものではないが、そのようなレーザーシステムの例としては、アブレーションのパターンが鏡、レンズ、およびマスクで制御されるエキシマーレーザーがある。限定するものではないが、そのような特注で取り付けられるシステムの例としては、LPX-300またはLPX-200があり、２つともドイツの Garbsen に在る LPKF Laser Electronic GmbHから市販されている。
レーザーアブレーションステーションでは、金属化フィルムの金属層に、前もって決められたパターンでアブレーションを施し、電極支持体材料の上に分離された電極セット、コードパターン、および各電極アレイに隣接する該フィルム中の凹部のリボンを形成する。50nm厚の金導電体13に電極14、16、凹部35、およびコードパターン40をアブレーションにより形成するために、90mJ/cm2のエネルギーをかける。しかしながら、必要なエネルギーの量は、材料によって、金属によって、あるいは厚みによって変わるのは言うまでもない。このあと、該リボンはテンションループで引っ張って、さらなるガイドロールを通し、任意の検査システム（ここでは光学的および電気的検査の双方を行うことができる）を通して、送られる。このシステムは、欠陥の有無をチェックして品質管理用に使われる。
レーザーアブレーションステーションを出ると、上記の金属化フィルムは試薬分配ステーションに送り込まれる。配合済みの試薬を分配ステーションに供給し、ここでそれぞれのアレイ36の中央に液体の形で適用する。試薬の適用法は当業者にはよく知られており、米国特許第5,762,770号にも記載されている（この特許の開示内容は、参照により本明細書に組み入れるものとする）。試薬は、本発明の開示に従い、アレイ36に液体あるいは他の形態で適用し、そしてアレイ36の上で乾燥または半乾燥させることができる。
別の工程において、両面に剥離ライナーのついた感圧型両面接着フィルムをウインドウ打ち抜き装置に送り込み、ここでノッチを形成する。この後このフィルムをラミネーション＆キスカットステーションに送り込む。同時に、カバー用基体材料のロールをガイドロールの上を通してラミネーション＆キスカットステーションに送り込み、ここで上記の剥離ライナーを上部表面44から分離し、再度ロールに巻き取る。スペーサー用基体材料の上部表面44をカバー用基体材料にあてる。次に、このフィルムをキスカットし、カバー用基体材料の一部を除去して、スペーサー用基体材料に接合されたカバー用基体材料を残し、このカバー用基体材料はノッチの一部を横切って延在している。
上記カバー材料／スペーサー用基体の中間組立品をセンサーラミネーション＆カット／パックステーションに送り込む。試薬がコーティングされた電極支持用基体材料を、上記分配ステーションからセンサーラミネーション＆カット／パックステーションに同じく送り込む。まだ残っているもう１つの剥離ライナーをスペーサー用基体から分離し、そしてそのスペーサー用基体を、電極アレイ36の少なくとも一部がノッチ52と整合するように電極支持用基体材料の上に配置する。こうして得られた組立ての終わった材料をカットして個々のバイオセンサー10とし、それらを区分けし、バイアルに入れ、それぞれ栓で密閉して、パッケージされたバイオセンサーストリップとする。
使用にあたっては、メーターのスイッチを入れ、バイオセンサーをメーターに挿入する。使用者がメーターのスイッチを入れてもよいし、あるいはバイオセンサーを挿入すると自動的にスイッチが入るようにしてもよい。発光ダイオード(LED)が光を発生し、その光はレンズを通ってバイオセンサーのコードパターン40に向けられる。その光はコードパターンから反射し、レンズを通って、フォトダイオードに向かう。フォトダイオードはコードパターンから反射されてきた光の強度を測定し、対応する電圧波形を発生する。デコーダーがこの波形を解読し、コードパターンの読みに変換する。多くの市販されている光学的読取装置を本発明に従い用いることができる。好ましくは、光学的読取装置は特注で取り付けられる読取装置である。
使用に際して、バイオセンサー10の使用者は、採血用の切開を入れた指をノッチ52の中の凹部35に対してあてる。毛細管力により液体血液サンプルが引き入れられ、該切開から毛細管流路60を通って試薬62とアレイ36を横切って流れる。液体血液サンプルは、試薬62を溶解し、かつアレイ36を係合させる。そしてそこで電気化学反応が起こる。
使用にあたっては例えば、反応が完了すると、電源（例えば、電池）が電極14、16の間に電位差をかける。電位差がかけられる時、参照電極における酸化型メディエーターの量およびその電位差は、作動電極の表面で還元型メディエーターの拡散律速電気酸化を起こすのに十分でなければならない。電流測定メーター（図示されていない）により、作動電極の表面で還元型メディエーターの酸化により発生した拡散律速電流を測定する。
電流測定値は、以下の要求項目が満たされれば、サンプル中の検体濃度に正確に相関させることができる：
１．還元型メディエーターの酸化速度が、還元型メディエーターの作動電極表面への拡散速度に支配されている。
２．発生する電流が、作動電極表面における還元型メディエーターの酸化反応により律速されている。
上述した方法および製品には、特に診断用装置に使用される、使い捨てのバイオセンサー10が含まれる。しかしながら、あらゆる生物学的サンプル、環境に関連するサンプル、あるいは他のサンプルにおける検体測定のような、非診断用の電気化学的センサーも含まれる。上記で考察したように、バイオセンサー10は色々な形やサイズに製造することができ、またそれを用いて様々な分析を行うことができる。限定するものではないが、それらの例としては、バイオセンサーに加えられたサンプルの電流、電荷、インピーダンス、電導度、電位、あるいはその他の電気化学的な指示特性が挙げられる。
本発明の他の態様に従うバイオセンサー110を図５に図解する。バイオセンサー110は、コードパターン140を含む以外はバイオセンサー10と同様な方法で作製される。コードパターン140は９個の独立したパッド160を含んでいる。パッドの数は、本発明の開示するところに従い、９個よりも多くてもあるいは少なくてもよいことは言うまでもない。それぞれのパッド160は、ギャップ170により周囲の導電体から分離されている。
一旦バイオセンサー110が、コネクターを有するメーター回路板（図示されていない）に取り付けられると、コードパターン140が使用される。通常該コネクターは、バイオセンサー110上のパッド位置１個当り２個の電気接点を有する。本発明のコードパターン140は、メーターがそれぞれのパッド160の位置における導通状態をチェックしたり、あるいは予め決められた位置にパッドが存在しないことを確認したりすることを可能とする。パッド160が存在する場合は、メーターは導通状態のチェックによりパッド160の存在を認識する。当業者であれば、導通状態のチェックを行うのに適した手法について熟知しているはずである。
コードパターン140は、例えば図１に示されている電極14、16に関連して上述した技法を用いて、レーザーアブレーションにより導電体から形成される。具体的には、導電体を予め決められたパターンで除去して支持用基体12の第１表面を露出させることでコードパターン140を作製する。コードパターン140を第２の導電体（図示されていない）でコーティングして、そのパターン140の電気抵抗率を変えることもできる。パターン140は、図面では、離して配置されたほぼ正方形の９個のパッドを含んでいるが、パターン140は本発明の開示するところに従い色々な形状やパターンをとれることは言うまでもない。また、パターン140は本発明の開示するところに従い光学的あるいは電気的に読み取ることが可能である。
使用に際しては、使用者がバイオセンサー110をメーター（図示されていない）に挿入すると、バイオセンサー110はコネクターと接触し、メーターの電子回路が、何個のパッド160が導通状態を示しているかを問い合わせる。予め決められたロット情報をメーターのメモリー装置に記憶させておいてもよい。該メモリー装置は、患者の過去のメーター読み取り値を含む種々の患者情報を記憶していてもよいことは言うまでもない。このメモリー装置はメモリー部品で形成され、限定するものではないが、例えばRAMとして知られているものを挙げることができるが、RAMは当分野の先行技術では周知である。前記の導通状態クエリーの結果を使ってメーターに適当なコード情報を設定してもよく、これによりメーターは化学作用あるいは試薬による変動を排除することが可能である。
本発明の他の態様に従うバイオセンサー210を図６に図解する。バイオセンサー210は、コードパターン240を含んでいる以外はバイオセンサー10と同様な方法で作製される。コードパターン240は、互いに連結状態にある９個のパッド260を有する。パッドの数は本発明の開示するところに従い変わり得ることは言うまでもない。それぞれのパッド260はギャップ270により周囲の導電体から分離されている。
コードパターン240は、例えば図１に示されている電極14、16に関連して上述した技法を用いて、レーザーアブレーションにより導電体から形成される。具体的には、導電体を予め決められたパターンで除去して支持用基体12の第１表面を露出させることでコードパターン240を作製する。コードパターン240を第２の導電体（図示されていない）でコーティングして、そのパターン240の電気抵抗率を変えることもできる。
パターン240は、説明図では相互に連結した９個のほぼ正方形のパッドを含むが、パターン240は本発明の開示するところに従い色々な形状やパターンをとれることは言うまでもなく、これにより色々な抵抗値レベルのものが得られる。これら異なる抵抗値レベルは試薬ロットと相関させることができる。例えば、パターン240は、パッド260間の内部連結を断絶することにより変えることができる。この断絶は、例えば、レーザーにより行なうことができる。相互に連結したパッドの数を変えることにより、残っている相互連結したパッド260の抵抗値は異なってくる。また、パターン240は、本発明の開示するところに従い光学的あるいは電気的に読み取りができることは言うまでもない。
使用に当っては、使用者がバイオセンサー210をメーター（図示されていない）に挿入すると、バイオセンサー210はコネクターと接触し、メーターの電子回路が、何個のパッド260が導通状態を示しているかを問い合わせる。この導通状態に関する情報は、バイオセンサー110に関連して先に説明したものと同様である。
加えて、バイオセンサー210はメーターの電子回路と接触し、これにより相互連結したパッド間の抵抗値を測定する。それゆえ好ましい実施形態においては、メーターは、バイオセンサー210上にどのパッドが存在するのかを調べ、また相互連結したパッド260の抵抗値も測定する。その情報は、バイオセンサー10および110に関連して上述したように、メーターの中に記憶させることができる。
ここまで、好ましい実施形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲と思想を逸脱することなく変更や修飾が可能である。
コードパターンを含むように形成された本発明によるバイオセンサーの透視図である。 一端に配置された電極アレイ、ノッチを有するスペーサー用基体、および該ノッチの一部の上に延在するように形成されたカバーを含む、図１のバイオセンサーの組立分解図である。 図１の線３−３に沿って見たときの図である。 図１の線４−４に沿って見たときの図である。 本発明に従いバイオセンサーの上に形成された、１つの選択されたコードパターンの拡大上面図である。 本発明に従いバイオセンサーの上に形成された、もう１つの選択されたコードパターンの拡大上面図である。
符号の説明
10、110、210 バイオセンサー
12 支持用基体
13 導電体
14、16 電極
18 スペーサー用基体
20 カバー用基体
35 凹部
36 電極アレイ
40、140、240 コードパターン
42 ギャップ
52 ノッチ
60 毛細管流路
62 試薬

Claims (11)

  1. 支持用基体と、該支持用基体の上に配置された導電体（該導電体は少なくとも２つの電極とコードパターンとを定めるために分断されており、該コードパターンは複数のパッド位置または支持用基体の露出部分を含み、それぞれの該パッド位置はギャップによって周囲の導電体から分離された導電体からなるパッドの一つを含むものである）とを含むバイオセンサーと、
    該パッド位置１個あたり２個の電気接点を含むコネクターを含むメーターとを含み、
    該バイオセンサーが該メーターに挿入されると、該コネクターはそれぞれの該パッド位置に接触し、該メーターは、該パッドの存在を確認するために、それぞれの該パッド位置において導通状態を確認する電子回路を有する、システム。
  2. 該コードパターンが少なくとも９個の該パッド位置を含む、請求項１に記載のシステム。
  3. 該コードパターンが、該メーターのメモリー装置に記憶されている予め決められたロット情報と関連付けられている、請求項１または２に記載のシステム。
  4. 該予め決められたロット情報により、該メーターが化学作用あるいは試薬による変動を排除することが可能である、請求項３に記載のシステム。
  5. 該コードパターンが該バイオセンサーを識別する、請求項１または２に記載のシステム。
  6. 支持用基体と、該支持用基体の上に配置された導電体（該導電体は少なくとも２つの電極とコードパターンとを定めるために分断されており、該コードパターンは複数のパッドを含み、該パッドはギャップによって周囲の導電体から分離された導電体からなり、少なくとも一つの該パッドが、少なくとも一つの他の該パッドと、少なくとも一つの内部連結により接続している）とを含むバイオセンサーと、
    それぞれの該パッドのための電気接点を含むコネクターを含むメーターとを含み、
    該バイオセンサーが該メーターに挿入されると、該コネクターがそれぞれの該パッドに接触し、該メーターは相互に連結した該パッドの導通状態を確認する電子回路を有する、システム。
  7. 相互に連結した該パッドの導通状態の確認は抵抗値を測定することを含む、請求項６に記載のシステム。
  8. 該コードパターンが、該メーターのメモリー装置に記憶されている予め決められたロット情報と関連付けられている、請求項６または７に記載のシステム。
  9. 該予め決められたロット情報により、該メーターが化学作用あるいは試薬による変動を排除することが可能である、請求項８に記載のシステム。
  10. 該コードパターンが該バイオセンサーを識別する、請求項６または７に記載のシステム。
  11. 支持用基体および該支持用基体の上に配置された導電性コーティングを含むバイオセンサーであって、該コーティングが電極を定めるように形成されており、少なくとも１つの試薬が少なくとも１つの電極上に配置されており、該コーティングがバイオセンサーを識別するためのコードパターンを定めるように形成されており、該コードパターンがギャップによって導電性材料の残りの部分から分離しており、識別手段が光学的に識別可能であるように該導電性コーティングと該支持用基体との間には十分なコントラストが存在することを特徴とする、上記バイオセンサー。
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