TW200413719A - Electrochemical test strip with an integrated micro-needle and associated methods - Google Patents
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200413719 Α7 五、發明說明(i) 5 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 發明所屬之拮彳, 本發明之領域為凝固,特定言之為凝固測試。 先前技術 凝固(coagulation)係定義為一液體或溶膠變成一柔 軟、半固態或固態塊體的轉變。在發生外傷或病理症狀導 致血官損傷時,血液自然凝固而形成一障壁。已知有兩種 經確認的凝血途徑:外因的或以凝血激素控制的,以及内 因的或以凝血酶原/纖維蛋白原控制的凝固途徑。此二外 因途徑和内因途控都會導致凝血酶的生成(凝血酶是一種 催化纖維蛋白原轉化成纖維蛋白的蛋白質分解酵素)。 過去已開發出测量一血液樣本形成一凝塊或凝固之能 力的凝血測試且用來測量一血液樣本之前凝血酶時間 (Prothrombin Time,以下簡稱PT)。此等測試通常被稱為 PT測試。PT測試適用於許多不同應用。舉例來說,ρτ測 试適合用來監測接受抗凝血劑治療之患者。ρτ測試能有 用途的其他情況包含用來決定下列各項的測試··後天性血 小板功能缺陷;先天性血小板功能缺陷;先天性蛋白質c 或s缺乏;腦内深層出血;多發性血管内凝血(Dic); 第一因子缺乏;第五因子缺乏;第七因子缺乏;第十因子 缺乏;溶血性***徵候群(HUS) ; A型血友病;B型 血友病,出血性中風;肝性腦病變;肝腎徵候群;高血壓 腦内出血;自發性血小板減少性紫斑(ITp );腦内出 血;葉性腦内出血;胎盤剝落;暫時性缺血發作 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐) 計 線 200413719 A7 B7 五、發明說明(2 ) (TIA);威爾森病(Wilson’s disease);及類似病症。 因此,PT測試在許多方面都有其用途。 過去已開發出許多不同的PT決定測試和方法。此等 裝置和測試協定包含基於光學的裝置,例如授證給R. 5 Shartle之美國專利第6,084,660號所揭示者;及基於電化 學的裝置例如授證給A· Jina之美國專利第6,〇46,〇51號、 6,060,323號和6,066,504號所揭示者。在Jina之專利群中 揭示一種適於以電化學方式決定一樣本内之流體黏度變化 的裝置,該裝置之特徵在於有並排電極的存在。此構造要 10求使用較大量的樣本及一運用背景響應之一時間相依反摺 積(亦即依時間測量一信號,然後區別該信號與背景)的 測量協定。因此,Jina之裝置所用的協定比較複雜且可能 不比下文所述本發明所用協定健全。 此外,當今眾所關心的凝血裝置要求較大量的血液樣 15本(^20微升)方能進行一 pt檢驗。為取得這麼大量的 血液,必須使用一習知的刺胳針(lancet )。然而,傳統 刺胳針的使用可能對使用者造成疼痛和傷口且很有可能造 成不願意接受抗凝血治療。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 儘管已開發出許多不同的PT決定測試和裝置,今仍 20持續需要額外的協定和裝置。其中引人興趣的當是那種能 利用平價的裝置組件(例如拋棄式試劑條)以少量樣本快 速且準確地決疋PT之PT系統的開發。更引人興趣的當是 呈現上述期望參數、適合使用少量樣本、對使用者造成最 小疼痛、且能提供一收斂至一穩態值之易於解釋信號的電 -4- 本纸張h適用中國國^^(CNS而^格(2ΐ〇χ297公楚)------^一^ 200413719 A7 B7 五、發明說明(3 ) 化學裝置及協定的開發。 相關文獻 有所關聯的美國專利包含:6,084,660號;6,066,504 5 號;6,060,323 號;6,〇46,〇51 號;5,942,102 號;5,916,522 號;5,628,961 號;5,554,531 號;及 5,300,779 號。另外, WO 97/18465 號;w〇 95/06868 號;EP 974840 號及 GB 1 299 363號亦有所關聯。 10 發明内容 本發明提出以電化學方式偵測一流體(例如全血)之 黏度變化的方法及裝置。在此等方法中,將一流體樣本導 入一具有對向相隔工作電極和參考電極的電化學電池内。 將一電位施加於該電池以首先達到一穩態電池電流。然後 I5债測該穩態電池電流之減少並使其與該樣本之黏度變化產 生關聯。在許多實施例中,該樣本是血液且該黏度變化係 與該血液樣本之凝固開始有關,且經常是與該血液樣本之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 pt有關。本發明亦提出用以實行本發明之測試條、套組 及計量器。 20 一依據本發明之電化學測試條的實施例包含一電化學 電池及-整體微型針。該電化學電池包含對向相隔的工= 電極和參考電極以及一试劑混合物(例如氧化還原對和一 凝固催化劑)。在依據本發明之電化學測試條的該實施例 中β玄微型針係整合在該工作電極和參考電極其中一電極 200413719 A7
計
線
200413719
10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 紐mu舰,树明㈣—種絲枝流體樣本 (例如全血齡)之減變化的枝。 種用來決定或_流體樣本之黏度増加的構件。本=方 法的靈敏度足則貞測到大小約小於丨cps (且經常是約小 於〇.5 cps)的黏度增加量。因此,本發明方法為侧流體 樣本之黏度變化的靈敏方法。 本發明方法之另一特點在於其係用來決定一流體樣本 之黏度變化(通常是黏度增加)的電化學方法。電化學方 法意指本發明方法運用一工作電極和一參考電極。明確地 說,本發明方法運用在一工作電極和一參考電極間產生之 電流及其變化以決定該流體樣本之黏度變化,詳見下文。 一依據本發明之方法之一實施例的第一步驟是將一份 欲檢驗的流體(亦即一流體樣本)導入一包含對向相隔工 作電極和參考電極的電化學電池内。只要該流體是一導體 (例如一電解質),此流體的本質即可能改變。在許多實 施例中,該流體為一水性流體,其中最引人興趣的是生理 樣本。在該流體為一生理樣本的情況(在許多實施例中該 流體是全血或一全血衍生物)中,可自其推導出凝血時間 且因而可推導出PT時間。 導入電化學電池内之樣本(例如血液)的量各有不 同,但整體而δ疋一小容積。因此,導入電化學電池内之 流體容積通常在約0.1 pL至約1〇 的範圍内,通常為約 -7-
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200413719 A7 B7 五、發明說明(6) 〇·2μ[至約5·〇μί,更通常為約〇.3pL至約L60。樣本 係利用任何適宜的方式導入電化學電池内,其中樣本可注 射入電化學電池内、以蕊吸方式吸入電化學電池内、及類 似方式,此係,於實施本發明方法之裝㈣統的本質 5並以方便為考嚴。樣本得為利用一整體微型針及毛細渠道 (參見下文ϊ爛3_5之電化學測試條說明的内容)導入電 化學電池内。使用具備一整體微型針及毛細渠道之電化學 電池’可有效地運用1〇〇毫微升至約15〇毫微升的不尋常 小容積樣本。 10 雖然原則上來說本發明之方法可使用具有對向相隔工 作電極和參考電極之任何類型電化學電池,在許多實施例 中本發明方法運用一電化學測試條。運用於本發明實施例 中之電化學電池係由以一薄分隔層隔開的二個對向金屬電 極構成’其中這些組件定義一構成該電化學電池的反應 15區。在其他實施例中,電化學條亦包含一整合在該工作電 極或參考電極内之微型針及一毛細渠道(參見圖3_5及下 文相關說明)。 在此等電化學測試條之某些實施例中,該等工作電極 和參考電極大致設計成矩形長條形式。一般而言,該等電 20極之長度在約19 cm至約4.5 cm的範圍内,通常為約2〇 =約2.8 on。該等電極之寬度在約G.G7 至約〇 76 cm 的fe圍内,通常為約〇·24 cm至約0·60 cm。該等工作電極 和參考電極的厚度通常在約10 nm至約1〇〇 nm的範園 内’通常為約10 nm至約20 nm。圖1、3和4提供依據本 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公髮)
200413719 Α7
10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 發明之範例實施例的電化學測試條的分解圖。 該等工作電極和參考電極之特徵更在於該等電極至少 其面向測試條内電化學電池之反應區的表面為_金屬,立 中適合的金屬包含纪、金、轴、銀、銀、碳(傳導性碳墨 水)、摻_氧化錫、不_、及類似物^在許多實施例 中,該金屬為金顿。雖然關上來說整個電極可為金屬 所製’通常每-電極係由―惰性支撑材料構成而在其一表 面上具備該電極之-金屬組份薄層。在這些更為通常的實 施例中,惰性支撐材料的厚度通常在約25 μιη至約5〇〇 μηι的範圍内,通常為約5〇 μιη至約4〇〇 μιη (例如約η? μ^η至約Π8叫);而金屬層之厚度通常在約ι〇邮至約 l〇〇nm的範圍内,通常為約1〇nm至約4〇nm (例如一濺 鑛金屬層)。任何適宜的惰性支樓材料皆可用於此等電極 内,通常該材料為-能夠對電極和電化學測試條整體提供 結構性支撐_性材料。可用作支撑基質之適合材料包含 塑膠例如PET、PETG、聚亞醯胺、聚碳酸醋、聚苯乙 烯、矽、陶瓷、玻璃、及類似物。 本發明實施例中使用之電化學測試條之一 前所述之卫作電極和參考電_互面對且僅以—小段距離 相隔,導致該電化學職條之反應區作電極= 電極的間距非常的小。本發❹m條之卫作電触^ 極的極小間距係為-定位或纽於該卫作電極與參輕 間之薄分隔層存在的結果。此分隔層之厚度可為約% 至約75〇卿且經常是小於或等於5〇〇帅。該分隔層經切 -9-
ί
I 麟 200413719 A7 B7 五、發明說明(8 ) 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 割以便提供一反應區,其中至少有一通入該反應區内的入 口埠且通常有一離開該反應區的出口埠。該分隔層可有一 經切割為具備側面入口和出口或埠口的圓形反應區,或者 是其他構造的反應區’例如方形、三角形、卵形、矩形、 不規則形狀等。分隔層可由任何適宜的材料製成,其中代 表性適合材料包含PET、PETG、聚亞醯胺、聚碳酸酯、 及類似物,其中該分隔層之表面可經處理以使其相對於相 應電極有黏性並藉此維持電化學測試條的結構。最引人興 趣的是使用模具衝切的雙面黏性條做為該分隔層。 用在本發明實施例中之電化學測試條包含 一由JL作電 極、參考電極和分隔層定義的反應區,該等元件已見於上 文。明確地說,工作電極和參考電極定義反應區之頂部和 底部,而分隔層定義反應區之壁。反應區之容積通常在約 0.1 pL至約10 pL的範圍内,通常為約〇2 pL至約5.〇 μί,更通常為約0.3 pL至約1·6 μί。如前所述,反應區通 常包含至少一入口埠,且在許多實施例中亦包含一出口 埠。該等入口埠和出口埠之截面積可各有不同,前提是必 須大到足以為流體提供一出入於反應區的有效入口或出 口,其通常在約9x l〇-4cm 2至約5χ 1〇_3cm 2的範圍内, 計 線 20 通常為約5χ 1〇 4 cm 2至約2 5x 10 3 2 cm 在許多實施例中,於反應區内存在一試劑系統,其中 該試劑系統在檢驗期間與流體樣本内之組份交互作用。舉 例來說’在本發明方法係用於偵測一凝固事件(例如測量 一樣本之PT)的實施例中,反應區會包含一至少包括氧 -10-
本纸張尺度_ 巾 s s x 297 /i¥T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200413719 A7 B7
五 化還原對(經常亦包含-凝固催化劑)的試劑系統。 在有試劑組合物的情況中,其氧化還原對係由一或多 個氧化還原偶合劑構成。在此技藝中有眾多不同的已知氧 化還原偶合劑,其中包含氰鐵酸鹽,吩嗔硫酸乙醋,吩口秦 5硫酸甲酯,苯二胺,1-曱氧基-吩嗉硫酸甲酯,2,6-二曱基_ 1,4-苯酉昆,2,5_二氣],4勒昆,三茂鐵衍生物,輕:砂 合物,釕錯合物及類似物。在許多實施例中,特別適合的 氧化還原對是氰鐵酸鹽/亞鐵氰酸鹽。 在許多κ施例中’试劑組合物亦包含一凝固催化劑。 10凝固催化劑意指參與存在於流體樣本(例如全金)内之組 份或與其交互作用使血液樣本起始凝血程序的一或多個組 份或反應物。就PT檢驗來說,凝固催化劑通常包括凝血 激素,此凝血激素可為從一自然發生源(例如丙酮脫水腦 部組織之一水泮取物)純化而得或是合成的重組凝血激素 15 (r-DNA喊血激素),後者通常包含純化的重組組織因子 蛋白質及一純化的人造脂類組份。一代表性凝固催化劑為
Florida 洲 Miami 市的 Dade International 公司以 INNOVIN⑧ 之名販售的含約凝血激素-XS。 可能出現在反應區内之其他試劑包含緩衝試劑,例如 20擰康酸鹽、擰檬酸鹽、蘋果酸、順丁烯二酸、磷酸鹽、 vvGood〃緩衝物及類似物。可能存在的其他化學劑包含: 二價陽離子,例如氣化鈣及氣化鎂;界面活性劑,例如 Triton,Macol,Tetronic,Silwet,Zonyl 及 Pluronic ;安定 劑,例如白蛋白、蔗糖、海藻糖、甘露醇及乳糖。 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐) " ----
200413719 A7 B7 五、發明說明(1〇) 若有試劑系統存在,則其通常是以脫水形式存在。各 組份的量可能各有不同,其中已氧化的氧化還原對組份通 常是在約5 mM至約1000 mlV[的範圍内,通常是約9〇 mM至約900 mM ;已還原的氧化還原對組份通常是在約1 5 至約20 mM的範圍内’通常是約5 mM至約15 mM ; 緩衝劑的量通常是在約0 mM至約300 mM的範圍内,通 常是約50 mM至約1〇〇 mM ;且凝固催化劑組份的量通常 在約0.005 mg/cm 2至約50 mg/cm 2的範圍内,通常為約 0·05 mg/cm 2至約5 mg/cm 2。這些實施例中存在於反應區 10内之脫水試劑的總質量通常在約4 ng/cm 2至約700 ng/cm 2 的範圍内,通常為約8ng/cm2至約350 ng/cm2。 用於本發明方法之代表性電化學測試條繪於圖1及圖 3-5 中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在將樣本導入電化學電池内之後,以一足以在該電池 15之工作電極與參考電極之間產生一穩態電流的方式將一恆 定電位施加於該電池。更明確地說,以一·在該工作電極與 參考電極之間產生一穩態電流的方式將一恆定電位施加於 "亥二電極之間。此外加電位的量通常在約0至-0.6 V的範 圍内’通常為約-〇·2 v至約-〇.4 v。在電化學電池如前所 2〇述匕δ氧化還原對的許多實施例中,施加如前所述之怪定 電位導致產生下述公式所表示的穩態電流: iss=n2FADC〇/L ; 其中· η等於被轉移的電子的數目; F為法拉第常數(Faraday,s constant)’亦即 -12-
200413719 A7 ΒΊ 五、發明說明(11) 9.6485 X 1〇4 C/mol ; A為工作電極之面積(cm2); D為氰鐵酸鹽離子之擴散係數(cm 2/sec),此係 數可由斐克(Fick )第一定律決定,亦即 ·7(χ’ί) = -Ζ)扣―,其中j是通量、χ是相對於電極的 位置、t是時間(sec ); C〇是氧化還原對濃度(mol/cm 3),例如氰鐵酸 鹽濃度;且 L是電極間距(cm),例如分隔層的厚度。 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 在某些貫施例中要得到如别所述之必要穩態電流所需 要的總時間期間相當的短。在此專貫施例中,獲得移維電 流所須之總時間s (亦即從樣本進入電池到穩態電流成立 的時間)約少於15秒,通常為約小於1〇秒,一般是在約 4秒至15秒的範圍内。 圖2為一將血液導入一測試條内後且依時間監測電流 得到之典型數據集的時間-電流圖。 本發明方法之次一步驟為彳貞測該穩態電流的變化並使 其與樣本之黏度變化產生關聯。在許多實施例中,價測到 的變化是穩態電流的減少。在此步驟中侦測到之移雜電流 的減少量至少約2%,通常為至少約10%,其中ϋ多^ 施例中的減少量在約2%至約90%的範圍内。在其他^二 例中,重點在於二個穩態數值(一在凝固事件之^且另二 在凝固事件之後)之間的變化率,以及此變化率固之 間的關係。 -13 - 200413719 A7 B7 5 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 發明說明(12 ) 然後使上述穩態電流減少的偵測結果與電化學電池内 之流體樣本的黏度增加產生關聯。相當小幅的黏度增加即 能造成可偵測的穩態電流的減少,且因而能被本發明方法 偵測到,其中在某些實施例中的黏度增加量可能小達〇.5 cps或更小。 在電化學電池内所存在之樣本是全血且試劑組合物包 含,凝固催化_許多實施例中,使黏度增加與血液樣本 之凝固開始(亦即血液樣本内發生凝固事件或血液凝塊) 產生關聯。 在某些實施例中,運用對欲檢驗之血液樣本的黏度增 加以及凝固開始所伴隨之偵測來決定該血液樣本的ρτ。 在這些實施例中,決定從起始樣本導入反應區内及/或一 穩態電流之建立到黏度增加/凝固開始的時間長度且由此 時間長度推導出該血液樣本的ρτ。樣本進人電化學電池 之時間點可利驗何適宜協定偵測,所狀特定協定可能 至少部份是取決於與該電化學電池搭配使用之計量裝置的 本質。在某些實施例中,得由人力方式紀錄樣本直接導入 反應電池内的時間。另-選擇,計量器可為自動地積測樣 本導入電化學電池内,例如偵測要在該電池之工作電極與 參考電極間軸―值定電流所需之電壓之-起始降低。 (參見美國專利第6,193,873 m號,該專利以提及的方式 納入參考。)亦可運用其他的電_樣本制協定。 上述本發明方法之計算步驟(例如從樣本導入到炎浪 樣本之凝固開始到ρτ之時間長度的關係式)可為由人力 -14- # ά 計 線 200413719 五、發明說明 13 10 完成或是經由—自動化計算構件的使用,在許多實施例中 係以一自動化計算構件的使料目標,例如就下文所述本 發明裝置提到的計算構件。 k尽 Λ •^述協定可為在室溫進行或是在-升高溫度進行。— 般而S,上述協定係在一約2(rc至約40。匚(例如約 °c)的溫度進行。 X上所述方法在想要決定一流體樣本之黏度變化的任 何應用巾有翻處。因此,本發明方法制於決定血液樣 本之PT ’域而在想要蚊Ρτ的任何應帛(例如在前述 「先前技術」段落中提到的應用)中都有其用處。 電化學測試i 參照圖3-5,-依據本發明之電化學測試條3〇〇包含 -電化學電池310、-整體微型針32〇及一整體毛細渠道 15 380。電化學電池310包含一工作電極35〇 '一參考電極 340、分散溝槽360及一試劑混合物33〇。 工作電極35G與參考電極34〇藉由分離的分隔層別 對向相隔。分離的分隔層370用來連同工作電極35〇胃和參 考電極34〇 —起定義電化學電池sl〇的邊界。 乂 20 工作電極350和參考電極340得由任何適合材料構 成,例如前文提及的材料。試劑混合物33〇 (亦稱為試劑 系統)包含凝固試劑和氧化還原對且已見於前文。試劑混 合物330得為藉由任何習知技術(舉例來說包含噴塗、喷 墨以及槽孔塗佈技術)沈積在參考電極和工作電極其中二 -15- 1紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公楚) ά 計 線 200413719 A7
或多者上,但較佳應為沈積在工作電極350上。 整合微型針320適於從一使用者取得一全血樣本且使 該全血樣本經由電化學測試條300之整體毛細渠道380導 入電化學電池310内。一旦導入電化學電池31〇内,該全 5 血樣本即均勻地散佈到分散溝槽360内。 整體微型針320得為以任何適合材料製成,舉例來說 包含一已經濺鍍或電鍍一貴金屬(例如金、鈀、銥或鉑) 的塑膠或不銹鋼材料。該微型針之形狀、尺寸、表面特徵 以及該微型針刺入使用者之表皮/真皮層内之工作穿刺深 10度係設計為使從使用者取得一全血樣本伴隨而來的任何疼 痛最小化。 依據本發明之電化學測試條所用的微型針得採取熟習 此技藝者所知之任何適當形式,其中包含美國專利申請案 序號 〇9/919,981 號(2001 年 8 月 1 日申請)、〇9/923,〇93 15 號(2001 年 8 月 6 曰申請)、10/143,399 號(2002 年 5 月9曰申請)、10/143,127號(2002年5月9曰申請)及 10/143,422號(2002年5月9曰申請)所揭示者,該等申 請案之完整内容以提及的方式納入參考。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在電化學測試條300使用期間,當一使用者的皮膚被 20 整體微型針320刺入,一樣本(亦即全血)經由整體毛細 渠道380導入電化學電池310内且透過分散溝槽360均勻 地散佈在電化學電池310内。電化學測試條300得應用於 依據本發明的方法以及依據美國專利申請案序號 09/736,788號(2000年12月13曰申請)之方法中,該申 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公楚) 200413719 A7 B7 五、發明說明(I5 請案之内容以提及的方式納入參考。 在圖3-5中,整體微型針320係繪成與參考電極34〇 整合在一起。然而,一旦知曉本發明,熟習此技藝者即會 理解到整體微型針320得為與工作電極35〇整合在一起。 5 包含整體微型針之電化學測試條的本發明有一優點為 在該整體微型針刺穿使用者皮膚之後僅有非常少的血液殘 留。此外,以整體微型針獲得之全血樣本經由整體毛細渠 道簡單且有效地直接轉移給電化學電池。因此,使用者無 須在使用者皮膚上形成一滴全血來進行測試,從而避免要 10止住從一已形成一滴全血之刺穿處流出之血流的困難。此 外,依據本發明之電化學測試條的整體微型針能適用於取 付一谷積在大約100宅微升(〇·1微升)至140毫微升範 圍内的全血樣本。由於在從使用者取得加大體積之全血與 加重疼痛感之間存在直接的關聯性,依據本發明之方法及 15 電化學測試條在使用中產生較小的疼痛。 裝置 本發明亦提出用以實施本發明的計量器。本發明計量 裔通4疋用來測I流體樣本之黏度變化的計量器,且在許 20多實施例中是用來測量血液樣本之ΡΤ的計量器。本發明 計量器通常包含:(a) —用來對一已導入樣本之電化學 電池施加一電位的構件,(b ) —用來測量該電池内之電 池電流(包含電池内之一穩態電流)的構件;(c) 一用 來偵測電池内穩態電流之變化(例如電池之穩態電流降 -17- 尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐) ί
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5 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 低)的構件’ & (d)—用來使該穩態電流變化與電池内 流體的黏度變化產生關聯的構件,例如—絲使電池内之 穩悲電流降低與電池内之流體的黏度增加產生關聯的構 件。 該用來對電化學電池施加一電位的構件、用來測量電 池内-穩態電流的構件,以及用來偵測電池内穩態電流之 變化的構件可為任何適宜的構件,其中代表性的構件揭示 於WO 97/18465號及美國專利第5,942,1〇2號丨該等專利 之提及的方式納人參考。亦參見美國專利第 =066^504 號,6,G6G,323 號;6,〇46,G51 號;該等專利之内 今以提及的方式納人參考。制來使穩態電流變化與黏度 變化產生關的構件通常是_存在於計量器内能使測得的 穩態電机變化與流體樣本之黏度變化產生 關聯的計算構 t在、許夕實施例中,此構件更為-用來使電流/黏度之 變化與凝m開始產生關聯的構件,且經常是—用來決定一 血液樣本t PT的構件。舉例來說參見美國專利第 6’066’5G4號,該專利之内容以提及的方式納入參考。 套組 本發明亦提出用以實施本發明方法的套組。本發 组至少包含—如前㈣之電鮮試剩 組可更包含-用來取得-生理樣本之構件。舉例=月: 該f理樣本是血液的情況中,本發明套組可更包含—用來 取传血液樣本的構件,例如—絲刺破手指的刺胳針、一 18- i 計 線 Τ紙張尺度通用中國國家^ (210x297 公釐) 200413719 A7
5 10 刺胳針致動構件、及類似物。此外,本發明套組可勺人一 用來校準儀器的校準構件,例如一對照組溶液或樑 例如一具有一已知PT時間的凝固對照溶液。在某此每p 例中,此等套組亦包含-絲制樣本施加後在測 產生之產物的量且使偵測到的產物與樣本内之分析物= 生關聯的自動化儀器,如前所述。最後,此等套級包=如 何使用本發明套組之組件以蚊生理樣本内之ϋ 的指令。此等指令可為出現在包裝材、標籤嵌人件、= 内之容器、及類似物當中之一或多者之上。 以下實例僅為範例且並非用以作為任何限制。 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 實驗 I·電化學測試條製備 依下述方式製備一個由兩金屬化電極定向成三明治狀 構造所組成的電化學測試條。該測試條之頂層為一金濺鍍 的Mylar條。中間層為一具備一定義出反應區之衝切穿孔 的雙面黏性物。該穿孔為一具備二個並列矩形入口渠道和 出口渠道的圓形。該測試條之底層係在Mylar上濺鍍鈀。 以喷墨方式將檸康酸鹽緩衝劑、氰鐵酸鹽、亞鐵氰酸鹽以 及再脂質化重組的組織因子喷在該鈀濺鍍表面上。喷到該 鈀濺鍍表面上之試劑墨水的量為597 ng/cm 2。其中擰康酸 鹽缓衝劑的量是120 ng/cm 2,氰鐵酸鹽的量是460 ng/cm 2,亞鐵氰酸鹽的量是8 ng/cm 2,且重組的組織因子的量是 9 ng/cm 2。該測試條之分解圖示於圖1。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 200413719 A7
II· PT之偵測 依下述方式使用前述測試條決定—錢樣本之ρτ。將 μ的血液樣本導人該測試條之反應區0且紀錄樣本導 5入時間。在工作電極與參考電極之間施純3 ν的怪定電 2且皿測該一電極間之電流。首先债測到一穩態電流的 出現,然後是該穩態電流降低。決定從起始樣本導入到穩 恶電流降低的時間長度然後使其與該血液樣本之ΡΤ產生 關聯。圖2繪出從血液導入一測試條内起依時間監測電流 10所得數據集之時間-電流圖。 以上結果和說明證明了本發明提出一種簡單且強大的 工具來決定-錢樣本的ΡΤ。本發明方法優於非基於電 ^學之凝固仙方法的優點包含制低成本㈣以及使用 多樣對照物(包含血聚基的對照物)的機會。本發明之額 15外優點包含使用少量樣本的能力,以及由本發明方法做出 之電匕化學測量值提供一收斂至一穩態值之易於解釋的信號 的月b力。另外的優點是使用低成本之基於電化學的計量 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 器,此提供顯著的成本節省效果。因此,本發明對此技藝 有重大貢獻。 2〇 纟說明書中引述之所有公告案和專利案均視為每-個 別么告案或專利案皆經明確且個別地指示為將其納入本文 ,為參考。任何公告案之引述僅因其是在申請日前的揭 洛且不應解釋為承認本發明不是較該等公告案為早之在 先發明。 -20- 本紙張尺度· T關家標準(CNS)A4規格(21G χ 297公餐j 200413719 五、發明說明(19) 雖然已藉由圖式和實例就 解,热習此技藝者會理解到可由—、、、郎°兒明本發明以便瞭 脫離所附巾請專利範圍之精神和,發明之揭_容做出不 ϋ專已圍的某些變化如欲< 和耗圍的某些變化和修改 10 圖式簡單說明 =為-依 :本發明之電化學測試條的分解圖; 圖2為-將錢導人1化學職 測電流得到之典型數據⑽時間_電流圖;⑽且依時間監 圖3為-依據本發明具備一整體微型針之電 條的分解透視圖; 圖4為圖3電化學測試條之一仰視分解透視圖;且 圖5為組合後狀態之圖3電化學測試條的透視圖。 格 規 Α4 S) (CN 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 ___|本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
f ά 計 線丨丨· 200413719 A7 B7 五、發明說明(20 ) 圖式之元件代號說明: 代表符號 名稱 300 電化學測試條 310 電化學電池 320 整體微型針 330 試劑混合物 340 參考電極 350 工作電極 360 分散溝槽 370 分離的分隔層 380 整體毛細渠道 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐)
Claims (1)
- 200413719 Α8 Β8• 一種用來偵測流體樣本之黏度變化的方法,該方法包 括: I (a) 將一樣本導入一包括對向相隔的工作電極和參考電 極的電化學電池内,其中該工作電極和參考電極其 5 中一電極包含一用來自一使用者取得該樣本的整體 微型針; (b) 對該電化學電池施加一電位以在該等對向相隔工作 電極和參考電極之間產生一穩態電流; (c) 偵測該穩態電流之變化;且 1〇 (d)使該穩態電流變化與該流體樣本之黏度變化產生關 聯。 2·如申凊專利範圍第1項之方法,其中該導入步驟包含 ‘由一整合在該微型針及電化學電·池内之毛細渠道導 入該樣本。 15 3·如申凊專利範圍第1項之方法,其中該導入步驟導入 一谷積在100毫微升至150毫微升範圍内的樣本。 4·如申請專利範圍第1項之方法,其中該流體樣本為一 生理樣本。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5·如申請專利範圍第4項之方法,其中該生理樣本是血 20 液。 6·如申請專利範圍第5項之方法,其中該方法更包括使 該黏度變化與該血液之前凝血酶時間(PT)產生關 聯。 7·如申請專利範圍第1項之方法,其中該電化學電池包 -23 - 92432Β 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇χ297公釐) 200413719 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 括氧化還原對。 8. 一種用來偵測血液樣本之凝固開始的方法,該方法包 括: (a)將該血液樣本導入一電化學電池内,該電化學電池 5 包括: (i) 對向相隔的工作電極和參考電極;及 (ii) 一包括氧化還原對的試劑混合物; 其中該工作電極和參考電極其中一電極包含一用來 自一使用者取得該血液樣本的整體微型針; 10 (b)對該電化學電池施加一電位以在該等對向相隔工作 電極和參考電極之間產生一穩態電流; (c) 偵測該穩態電流之變化;且 (d) 使該穩態電流變化與該血液樣本之凝固開始產生關 聯。 15 9. 如申請專利範圍第8項之方法,其中該變化是降低。 10. 如申請專利範圍第8項之方法,其中該試劑包括一凝 固催化劑。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11. 如申請專利範圍第10項之方法,其中該凝固催化劑 包括凝血激素。 20 12.如申請專利範圍第10項之方法,其中該方法更包括 使該凝固開始與該血液樣本之前凝血酶時間產生關 聯。 13. —種電化學測試條,其包括: 一電化學電池,其包括: -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 200413719 A8 B8 C8 _D8_ 六、申請專利範圍 (a) 對向相隔的工作電極和參考電極;及 (b) —試劑混合物,其包括: (i) 氧化還原對;及 (ii) 凝固催化劑,及 5 一整合在該工作電極和參考電極其中一電極内的微 型針。 14.如申請專利範圍第13項之電化學測試條,其中該等 對向相隔的工作電極和參考電極之間距在50 μπι至約 500 μιη的範圍内。 10 15·如申請專利範圍第14項之電化學測試條,其中該凝 固催化劑包括凝血激素。 16. 如申請專利範圍第13項之電化學測試條,其中該氧 化還原對包括氰鐵酸鹽和亞鐵氰酸鹽。 17. 如申請專利範圍第13項之電化學測試條,其更包含 15 —適於將一流體樣本從該微型針輸送到該電化學電池 的毛細渠道。 18. 如申請專利範圍第13項之電化學測試條,其中該微 型針適於從一使用者取得一全血樣本。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐)
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