JP2009524805A - 電気化学バイオセンサ分析システム - Google Patents
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Abstract
Description
−たとえばSiO2からなる固体微粒子。この微粒子は特に液体拡散性質を有する基本構造を形成する。
−膨潤剤。たとえばセルロース製品が好適である。該セルロース製品は試験層が(好ましくは少なくとも上述の範囲で)膨潤することを生ぜしめる。
−溶融成分、特に試薬(酵素、媒介物、緩衝液)。前記成分が試液の侵入時に溶解されるとき、試液が層の深部に侵入する微小毛管が生じる。
−バイオセンサホルダ4の領域に設けた加熱装置12が駆動され、好ましくはサーモスタットで制御される電子加熱装置30。
−測定センサ32(たとえばサーミスタ)と電子温度測定回路31とを利用して試験フィールドの温度を測定する温度測定装置29。
−試験フィールド11を温度測定装置29および加熱装置12を利用して所望の目標温度に恒温調節するための電子恒温調節回路33。
−妨害因子は除去できる。温度妨害の場合はそのために試験フィールドの恒温調節が利用される。ヘマトクリット妨害の場合は微粒子成分のフィルタリングが利用される。
−温度妨害は、温度測定とそれに基づく補正計算とによって除去できる。
−前記措置なしでも種々のAC周波数で測定された交流電流抵抗測定値(「インピーダンス測定法」)に基づき測定誤差の除去を達成できる。
−所定の直流電圧で分析測定時に測定された直流電流IDCは有効電極構造面積の湿潤される部分面積Aに比例する:
IDC=k1・A・C
式中、Cは試料中の被分析体濃度であり、k1は比例定数である。
−湿潤面積Aはアドミッタンスの量に、つまり所定の交流電圧で測定される交流電流IACに比例する:
A=k2・IAC
式中、k2は比例定数である。
−代入に続き、次式により求めている濃度を計算できる:
C=IDC/(k1k2IAC)
−段階Aで、支持層15上に導電性被覆として電極材料が塗布される。
−段階Bで、導電性被覆の望ましくない部分が、たとえばレーザアブレーションによって除去され、それによって支持層15上に相前後して配置されるバイオセンサ2の電極構造16が形成される。Vで表した拡大部分は波形の2次導体17a、17bを備える好ましい電極構造の詳細を具示する。
−段階Cで、ここで63で表した試験フィールド材料の塗布が目的に応じて中断して支持層の長手方向に実施される。
−最後に段階Dで、マスキング層22が塗布され、該マスキング層の窓がセンサテープ62のセンサ2の試料塗布面11およびセンサコンタクト面5を解放する。
Claims (16)
- a)支持層(15)と、前記支持層(15)上に配置された少なくとも2本の電極(17、18)を備える電極構造(16)と、前記支持層(15)上に配置され、試液と試薬システムの反応が電極構造の電極の使用下に分析測定を利用して測定できる所望の分析結果に特性的な電気測定量の変化を生ぜしめる該試薬システムを含む電極構造(16)を覆う試液の収容に適した試験フィールド(20)と、前記支持層(15)から離間した試験フィールド(20)の上側に試料塗布面(11)とを備える1回限りの使用のために設けたバイオセンサ(2)と、
b)それぞれ1つの測定位置に位置決めされ、測定ユニットに電気的に接続されるバイオセンサ(2)で測定量を測定する分析測定装置(3)と、測定された測定量の値から所望の分析データを算出する評価ユニット(34)とを備える評価装置(3)とを含む試液、特に体液の分析用の電気化学バイオセンサ分析システム(1)であって、
電極構造が試液によって湿潤可能の有効電極構造面(23)上に一定の導電率と層厚を有する液体層での交流電流抵抗測定に関して均一に分配され、試料塗布面(11)上に塗布される試液の液滴が少なくとも試料塗布面(11)の部分面積全体に拡散され、かつ有効電極構造面(23)の対応する部分面積が湿潤されるように試験フィールドが形成され、かつ評価装置が電極構造(16)の2本の電極(17、18)間の交流電流抵抗測定値を面積補償測定として測定するための交流電流抵抗測定装置(48)を有し、測定された交流電流抵抗測定値が分析データの算出時に有効電極構造面(23)の試液によって湿潤された部分面積の基準として使用されることを特徴とする分析システム。 - 評価装置(3)が、測定位置に位置決めされたバイオセンサ(2)の試験フィールド(20)を加熱する加熱装置(14)を有することを特徴とする請求項1記載の分析システム。
- 分析システムが測定位置に位置決めされたバイオセンサ(2)の試験フィールド(20)の温度を測定する温度測定装置(31、32)を有することを特徴とする請求項1または2記載の分析システム。
- 評価装置(3)が、試験フィールド(11)を温度測定装置(31、32)および加熱装置(12)を利用して所望の目標温度に恒温調節するために電子恒温調節回路を有することを特徴とする請求項2または3記載の分析システム。
- 評価装置(3)が、試液中の各測定ごとに変化する微粒子成分の濃度によっておよび/または試験フィールド(20)の温度変動によって発生し得る測定誤差を除去するために交流電流抵抗測定値を利用することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の分析システム。
- 交流電流抵抗測定値の測定時に複数の異なる周波数の交流電圧が電極に印加されることを特徴とする請求項5記載の分析システム。
- バイオセンサ(2)が評価装置(3)のホルダ(4)の中へ挿入するために設けた挿入端部(13)と、前記挿入端部(13)に対向するハンドリング端部(14)とを備えた長尺の試験ストリップとして形成されており、試験フィールド(11)が挿入端部(13)とハンドリング端部(14)とのあいだにあることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の分析システム。
- 評価装置(3)のホルダ(4)の中に位置決めされたバイオセンサ(2)が隣接する評価装置(3)の部材に対して突出するバイオセンサ支承体(10)によって支持されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の分析システム。
- バイオセンサが複数の相互に接続されたバイオセンサからなるバイオセンサテープ(62)の構成要素であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の分析システム。
- 支持層(15)と、前記支持層(15)上に配置された少なくとも2本の電極(17、18)を備えた電極構造(16)と、前記支持層(15)上に配置され、試液と試薬システムの反応が電極構造の電極の使用下に分析測定を利用して測定できる所望の分析結果に特性的な電気測定量の変化を生ぜしめる該試薬システムを含む電極構造(16)を覆う試液の収容に適した試験フィールド(20)と、支持層(15)から離間した試験フィールド(20)の上側に試料塗布面(11)とを備えるバイオセンサであって、
電極構造(16)の2本の電極(17、18)がそれぞれ櫛状に1次導体(17a、18a)と、該1次導体から分岐して前記1次導体(17a、18a)の方向に対し横方向に延伸する2次導体(17b、18b)とによって形成され、かつ2次導体(17b、18b)が交互に噛み合うことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の分析システム用のバイオセンサ。 - 2次導体(17b、18b)が延伸する方向が、該2次導体の全長にわたって繰り返し変化することを特徴とする請求項10記載のバイオセンサ。
- 試料塗布面(12)がマスキング層(22)によって制限されていることを特徴とする請求項10記載のバイオセンサ。
- 試験フィールド(20)の体積が試液の吸収時に拡大するように該試験フィールド(20)の材料が膨潤性であることを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載のバイオセンサ。
- 試験フィールドが、本質的に血漿のみが電極構造(10)に到達し、該電極構造を湿潤するように形成された試液から微粒子成分を分離する分離手段を含むことを特徴とする請求項10〜13のいずれか1項に記載のバイオセンサ。
- バイオセンサが試液の過剰体積分の吸収のために試料塗布面(11)に隣接する毛管チャンバ(25、26)を有することを特徴とする請求項10〜14のいずれか1項に記載のバイオセンサ。
- a)支持層(15)と、前記支持層(15)上に配置された少なくとも2本の電極(17、18)を備える電極構造(16)と、前記支持層(15)上に配置され、試液と試薬システムの反応が電極構造の電極の使用下に測定できる所望の分析結果に特性的な電気測定量の変化を生ぜしめる該試薬システムを含む電極構造(16)を覆う試液の収容に適した試験フィールド(20)と、前記支持層(15)から離間した試験フィールド(20)の上側に試料塗布面(11)とを備えた1回限りの使用のために設けたバイオセンサ(2)において、
前記電極構造が試液によって湿潤可能の有効電極構造面(23)上に一定の導電率と層厚を有する液体層での抵抗測定に関して均一に分配されたバイオセンサと、
b)それぞれ1つの測定位置に位置決めされ、かつ測定ユニットと電気的に接続されるバイオセンサ(2)で測定量を測定するための分析測定装置(3)と、測定された値から所望の分析データを算出するための評価ユニット(34)とを有する評価装置(3)とを含むバイオセンサ分析システムを利用して試液、特に体液を分析する方法において、
試料の液滴が少なくとも試料塗布面(11)の部分面積にわたって拡散され、かつ有効電極構造面積(23)の対応する部分面積が湿潤されるように該試料の液滴が上方から試料塗布面(11)と接触させられ、湿潤された面積の大きさが本質的に変化しない時間間隔の範囲内で以下の測定:
a)電極を利用して所望の分析結果に特性的な電気測定量が測定される分析測定と、
b)電極構造(16)の2本の電極(17、18)間で交流電流抵抗測定値が測定される面積補償測定とが実施され、かつ測定された交流電流抵抗測定値が分析データの算出時に有効電極構造面(23)の試液によって湿潤された部分面積の基準として使用される方法。
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