JP2011050734A - 流体搬送機構を有する診断用試験片 - Google Patents

Abstract

【課題】穿刺動作から得られた血液サンプルを、毛細管流路を介して測定位置へ搬送することを促進する。
【解決手段】血液サンプルを試験する試験片１０は、毛細管流路２０の口部２１で終端する流体搬送経路３０が、細片の主面上に画定されている。この流体搬送経路は、流路の口部とは反対側の一端部に下垂部分５０を含む。この下垂部分は、細片の、流体サンプルに面する側から離れて延び、したがって、下垂部分と接触した流体サンプルの液滴は、毛細管流路の口部の方に送られることになる。その後、サンプルは、毛細管作用によって測定位置へと移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体サンプルの採取および試験の分野に関する。具体的には、本発明は、人体から得られた血液サンプルを、試験片上の測定位置へと搬送することを促進する機構を有する試験片を対象とする。

医療および診断分野、具体的には糖尿病治療分野では、試験片上に採集された血液サンプルなどの流体サンプルに対して試験を実施することがしばしば望まれる。サブマイクロリットルのサンプル（すなわち、１μＬ以下の容量を有するサンプル）を含めて、より少量の流体サンプルを採集し、試験するという動向がある。このような状況では、試験片上で採集された流体サンプルを、その細片上の測定位置に送り、サンプルに必要となる試験を実施するために、十分な量のサンプルが利用可能となるように確保できることが望ましい。

その意味で、使用者の手を煩わせずに、流体サンプルを測定位置に送り、測定を実施するのに十分なサンプルを確保する手段を有することが望ましい。

本願と同時に出願された出願では、湾曲部分を有する細片が、使用者の身体から採集された流体サンプルと対向して配置される装置が提案されている。湾曲運動により、てこの作用を利用して、細片上の流体サンプルを付着させ、搬送力を生じさせて、所与の最少サンプル量から、十分なサンプルを測定位置に確実に到達させる。こうした状況では、流体が細片の巻湾曲部分と接触した後、流体の液滴が細片上の測定位置へと移動することを促進する細片を有することが望ましい。

米国特許第７１９２４０５号明細書 米国特許第７４９８１３２号明細書

一態様では、本発明は、例えば、穿刺動作で患者の身体から得られた血液サンプルを含めた流体サンプルを試験する診断用試験片である。この細片は、サンプルに面して配置される第１の主面を有する。一端部に口部を有し、反対側の端部に向けて測定位置を含む毛細管流路が、主面側に配置され、したがって、細片と接触した流体サンプルは、口部から、毛細管流路を介して測定位置へと移動する。この細片は、毛細管流路の口部に一端部を有するように画定することができる流体搬送経路を備える。下垂部分が、細片の、流体サンプルに面する側から離れて延び、したがって、下垂部分と接触した流体サンプルの液滴は、下垂部分から、流体搬送経路に沿って、毛細管流路の口部まで送られることになる。

好ましい実施形態では、細片は、ランセットを挿入するためのランセット孔を備え、流体搬送経路は、下垂部分に隣接するランセット孔側から、毛細管流路の口部まで延びている。ランセットを孔に挿入して、患者から血液を採取し、このランセット孔から、ランセットを引き抜く。この細片は、流体サンプルと接触する部分に巻湾曲部を有し、そのため、ランセット孔側にある下垂部分が、流体サンプルの方向に延びることになる。こうした下垂部分は、例えば、孔の両側から延びるスリットを用いて実現することができる。下垂部分の幅を低減させることによって、液滴が細片の長手方向中央線の方に、かつ毛細管流路の口部の方に誘導されることになる。

本発明による試験片を示す図である。 試験片積層体を形成するために積み重ねることができる層を示す図である。 試験片積層体を形成するために積み重ねることができる層を示す図である。 試験片積層体を形成するために積み重ねることができる層を示す図である。 試験片積層体を形成するために積み重ねることができる層を示す図である。 図２Ａから図２Ｄの積み重ねた層の断面図である。 サンプルと接触させる手順中の異なる段階にある、試験すべき血液サンプル近傍で湾曲状態にある、本発明による試験片を示す図である。 サンプルと接触させる手順中の異なる段階にある、試験すべき血液サンプル近傍で湾曲状態にある、本発明による試験片を示す図である。 サンプルと接触させる手順中の異なる段階にある、試験すべき血液サンプル近傍で湾曲状態にある、本発明による試験片を示す図である。 流体サンプルの液滴が試験片と接触した後の、試験片上の流体サンプル液滴の異なる段階における位置を示す図である。 流体サンプルの液滴が試験片と接触した後の、試験片上の流体サンプル液滴の異なる段階における位置を示す図である。 流体サンプルの液滴が試験片と接触した後の、試験片上の流体サンプル液滴の異なる段階における位置を示す図である。 流体サンプルの液滴が試験片と接触した後の、試験片上の流体サンプル液滴の異なる段階における位置を示す図である。 本発明による試験片の代替的実施形態を示す図である。 下垂部分が異なる形状および構成を有する、本発明による試験片の実施形態を示す図である。 下垂部分が異なる形状および構成を有する、本発明による試験片の実施形態を示す図である。 下垂部分が異なる形状および構成を有する、本発明による試験片の実施形態を示す図である。 下垂部分が異なる形状および構成を有する、本発明による試験片の実施形態を示す図である。 下垂部分が異なる形状および構成を有する、本発明による試験片の実施形態を示す図である。

図１を参照すると、試験片１０が、主面を上にして示されている。毛細管流路２０の機構を示すために、上面層が取り除かれている。流体搬送経路３０が、下垂部分５０から毛細管流路２０の口部２１まで延びている。図示の実施形態では、流体搬送経路３０の両側に、トレンチ８０が陥凹している。サンプル流体の、流体搬送経路３０に対する表面張力および付着性によって、サンプル流体がトレンチ８０に流れ込むことが防止される。

この細片は、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、および図２Ｄに示すような諸層から構成された多層積層体でよく、それらの諸層を積み重ねると、図３に示すような断面構成が得られる。細片を形成するために使用する層は、下垂部分５０を形成する切抜き部２２、２４でパターニングされた層１８と、血糖の電気化学測定用試薬ウェル２６、２８を画定している層１６と、毛細管流路壁を画定している層１４と、毛細管流路の上面を形成し、流路の口部にノッチ３２、流路の後部に通気孔３４を含む上面層１２とを含み、これらのノッチおよび通気孔は、サンプルの毛細管流を補助する。これらの層の設計は、本発明の範囲から逸脱することなく改変することができる。多層積層体試験片の構造が記載されており、（例えば、参照により本明細書に組み込む特許文献１および２参照）、本明細書ではさらに詳述はしない。

これらの図に示す実施形態では、ランセット孔空間４０が、ランセット挿入のために設けられている。流体搬送経路３０が、ランセット孔空間４０の縁部から、毛細管流路２０の口部まで延びている。図示の実施形態では、毛細管流路２０は、電気化学反応を利用した血糖測定などの診断試験を実施するための試薬を収容するウェル２６、２８を備える。しかし、診断試験を実施するどのような方法でも使用することができ、本発明は、診断試験の実施のために電気化学試薬を使用することに限定されない。

流体搬送経路３０は、好ましくは疎水性材料から構築され、したがって、流体サンプルは、流体搬送経路と、少なくとも約５０度、好ましくは約６０度、最も好ましくは約７０度超の接触角を形成しなければならない。適切な特性を有するＭｙｌａｒ（登録商標）などの材料を、積層体材料として使用することができる。あるいは、流体搬送経路用の異なる材料に、より疎水性を与えるために、それだけに限られるものではないが、シランコーティングまたはＲａｉｎｅｘ（登録商標）コーティングを含めた処理を実施することができる。

流体搬送経路３０は、下垂部分５０を備える。細片が、試験すべき流体サンプルとまず接触する際、この下垂部分５０が、流体サンプルの液滴と優先的に接触し、したがって、液滴は細片の中央に送られることになる。下垂部分の縁部は、接触点で幅ｄが低減しており、そのため、液滴が細片の中央の方に、かつ毛細管流路の口部の方に送られることになる。

流体搬送経路３０の長さは、約２ｍｍから約６ｍｍまで変えることができる。毛細管が充満する前に液滴を検出することが可能となるように、経路の長さは血液の液滴直径よりも大きくしなければならない。経路の長さが増大するにつれて、サンプルが目減りする可能性も増大し、したがってより大量のサンプルが最初に必要となる。

好ましい実施形態では、流体搬送経路３０は、細片に隣接するある領域、または複数の領域よりも***している。より狭く***した部分と最初に接触した液滴は、その流体が毛細管流路の方に前進する際に、その経路上に留まる傾向にあると考えられている。***領域の縁部によって、サンプルが接触する表面の向きが鋭く変化し、表面張力および接触角によって、サンプルが落下しないように維持される。本発明を限定するものではないが、図１に示す好ましい実施形態では、流体搬送経路３０に隣接する凹部８０が、流体搬送経路の両側に実質的にその全長にわたって、すなわち下垂部分５０付近から毛細管流路２０の口部付近まで延びている。流体搬送経路が狭くなるほど、細片に沿ったサンプルの目減りが防止される。

図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃは、本発明による細片を、流体サンプル近傍に湾曲状態で配置し、流体サンプル（血液液滴など）が、流体搬送経路３０上のランセット孔空間４０から、毛細管流路２０の口部へと搬送されるように動かした、好ましい実施形態を示す。この細片を、矢印によって示す方向に、巻湾曲運動で動かす。図４Ｃは、図４Ｂの直後の時点を表し、図４Ｂは、図４Ａの直後の時点を表す。細片を湾曲させるため、下垂部分５０が細片から離れて流体サンプルの方に延びることになる。好ましくは、下垂部分は、少なくとも約１００μｍ延びて流体サンプルと接触し、この距離は、細片の湾曲に対して接線となる線に垂直な線上の距離として、下垂部分が細片の表面から最も離れて延びる点まで測定したものである。

図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、および５Ｄは、同様に時系列形態で配置され、液滴がどのようにして細片の中央に集まり、毛細管流路に移動するかを示す。図５Ａでは、下垂部分が細片と接触する際に、液滴が細片の片側に向いている様子が示されている。図５Ｂでは、下垂部分の前縁部が移動方向Ａに進むにつれて、液滴が、下垂部分５０の湾曲縁部に沿って細片の中央に送られている。図５Ｃは、その後の液滴を示し、液滴は中央に集まり、毛細管流路の口部に送られている。

好ましい実施形態では、下垂部分５０は、ランセット孔空間側に形成される。図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、および７Ｅに示すように、スリット７０が細片に切り込まれており、したがって、細片を湾曲させたときに、下垂部分が細片の水平面から離れて少なくとも約１００μｍ、好ましくは約２５０μｍ以上延びることが可能となる。下垂部分５０の縁部の湾曲または角度によって、液滴が細片の中央線の方に誘導され、そこには毛細管流路の口部が位置する。スリット７０は、約１ｍｍから２ｍｍの長さを有することができる。スリット７０の形状は、特に限定されず、下垂部分５０は、Ｖ形、Ｕ形、または他の便宜的な形状を有してもよい。一般に、下垂部分は、液滴の方向に狭くなる形状を有することが好ましい。したがって、スリット７０は、いくつかの実施形態では三日月形を成し、他の実施形態では三角形を成すことがある。本実施形態の湾曲スリットは、液滴を細片の中央に送るように補助すると考えられる。

代替的実施形態では、図６に示すように、下垂部分を細片上に配置してもよい。図６では、下垂部分５２は、個々の細片の片側から延び、前述の実施形態と同様の形で液滴と接触し、液滴を毛細管流路に誘導し、すなわち、下垂部分の狭小部分が血液サンプルとまず接触する。本実施形態では、流路２０は、細片の片側にある。

本発明の範囲から逸脱することなく、本発明による試験片を、いくつかの細片の「ユニット」として一続きの細片上で実施することができ、したがって、複数の試験部位を単一の細片上に配置することができ、単一の装置で、複数の試験を行うことを可能とすることができる。あるいは、単一の細片を複数設けてもよい。

好ましい実施形態の上述の説明は、本発明を限定するものと考えるべきではなく、本発明は、以下の特許請求の範囲に規定される。

Claims (19)

1. 流体サンプルを試験する試験片であって、
   流体サンプルに面して配置される第１の主面を有する細片と、
   口部を有し、かつ測定位置を有する毛細管流路と、
   前記毛細管流路の前記口部で終端する、前記細片上の流体搬送経路と、
   前記流体搬送経路の、前記毛細管流路の前記口部とは反対側の端部にあり、前記細片から離れて延びる下垂部分であって、それによって、前記下垂部分と接触した流体サンプルの液滴が、前記毛細管流路の前記口部に送られる、下垂部分と
   を備えることを特徴とする試験片。
2. ランセットを挿入するための、前記細片を貫通したランセット孔をさらに備え、
   前記流体搬送経路は、前記ランセット孔から前記毛細管流路の前記口部まで延びることを特徴とする請求項１に記載の試験片。
3. 前記下垂部分は、前記ランセット孔から前記毛細管に向かう方向に延びた、前記細片中の２つのスリットによって形成され、それによって、三日月形を有する下垂部分を形成することを特徴とする請求項２に記載の試験片。
4. 前記細片は湾曲し、そのため前記下垂部分は、前記試験片の前記第１の主面から少なくとも約１００μｍ離れて延びることを特徴とする請求項２に記載の試験片。
5. 前記ランセット孔は、約１ｍｍから約２ｍｍの最大幅寸法を有することを特徴とする請求項１に記載の試験片。
6. 前記２つのスリットは、約１ｍｍ超のほぼ同じ長さを有し、それによって、前記ランセット孔側で前記下垂部分を形成することを特徴とする請求項２に記載の試験片。
7. 一続きの細片上に複数の測定位置を備え、前記複数の測定位置はそれぞれ、ランセット孔および流体搬送経路に同様に関連付けられ、前記試験片上で複数の試験が順次実施されるように構成されることを特徴とする請求項２に記載の試験片。
8. 前記一続きの細片の一部分が湾曲状態になり、前記細片の前記湾曲状態にある前記一部分は、使用中、前記細片に沿って、前記細片上の前記流体サンプルの方向とは反対方向に動くことを特徴とする請求項７に記載の試験片。
9. 前記測定位置は、血液サンプル中のブドウ糖を電気化学的に検出する試薬を収容するウェルを備えることを特徴とする請求項１に記載の試験片。
10. 前記毛細管流路の表面は、親水性であることを特徴とする請求項１に記載の試験片。
11. 前記流体搬送流路の表面は、疎水性であることを特徴とする請求項１に記載の試験片。
12. 前記毛細管流路の前記表面は、前記表面上の血液液滴が約５０度未満の接触角を成すように十分な親水性を有することを特徴とする請求項１０に記載の試験片。
13. 前記毛細管流路の前記表面は、前記表面上の血液液滴が約５０度超の接触角を成すように十分な疎水性を有することを特徴とする請求項１１に記載の試験片。
14. 電極層、および複数のポリマー構造層を含む多層積層体を備えることを特徴とする請求項１に記載の試験片。
15. 前記毛細管流路の容量は、約１．０μＬ未満であることを特徴とする請求項１に記載の試験片。
16. 前記流体搬送経路の各横側に隣接し、実質的に前記流体搬送経路の全長にわたって、すなわち前記下垂部分付近から前記毛細管流路の前記口部付近まで延びる凹部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の試験片。
17. 流体サンプルを試験する試験片であって、
    流体サンプルに面して配置される第１の主面を有する細片と、
    口部を有し、かつ測定位置を有する毛細管流路と、
    両側部と、前記毛細管流路の前記口部に端部とを有する、前記基板上の流体搬送経路と、
    前記流体搬送経路の一側部に隣接する少なくとも１つの凹部であって、それによって、前記流体搬送経路と接触した流体サンプルが、前記毛細管流路の前記口部に優先的に送られる、凹部と
    を備えることを特徴とする試験片。
18. ランセットを挿入するための、前記基板を貫通したランセット孔をさらに備え、前記流体搬送経路は、前記ランセット孔から前記毛細管流路の前記口部まで延びることを特徴とする請求項１７に記載の試験片。
19. 前記流体搬送経路の対向する両側に隣接する２つの凹部を備え、それによって前記流体搬送経路が、前記ランセット孔の最大幅点よりも狭い幅を有する***経路となることを特徴とする請求項１８に記載の試験片。