JP3655924B2 - 分析物検出用の位置検出可能な条片 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、水溶液、特に全血の分析物の定量のための試験装置及び方法に関する。特定の実施態様において、発明は、全血におけるグルコース濃度を光学式に測定するための試験装置及び方法に関する。
発明の背景
有色水溶液、特に、全血と尿の如く有色体液と、血清と血しょうの如く体液誘導体の化学及び生化学成分の定量化は、ますます重要になっている。重要な応用は、医学診断及び治療と、治療薬、麻酔剤、危険な化学薬品などの投与の定量化において存在する。幾つかの事例において、定量される物質の量は、デシリットル当りマイクログラム以下の範囲において非常に小さく、あるいは、使用装置が複雑であり、熟練した研究所員にだけ役立つことを正確に決定することは困難である。この場合、結果は、採取の後の数時間又は数日の間、一般に利用可能ではない。他の事例において、しばしば、高速又は即時情報ディスプレイを有する研究所設定外で、定型的、迅速かつ再現可能に試験を実行するしろうと操作者の能力が重視される。
一つの共通な医学試験は、糖尿病の血液グルコースレベルの測定である。現教示は、個人の症例の特質と症状により、一日に２〜７回、血液グルコースレベルを測定するように糖尿病患者に助言する。測定グルコースレベルにおける観察パターンに基づいて、患者と医師は、共に、病気をより良く扱うために、食事、運動とインシュリン摂取において調整をする。明らかに、この情報は、即時に、患者に利用可能である。
現在、米国において広く使用される方法は、Mastへ1967年１月17日に付与された米国特許3,298,789において記載された形式の試験物品を使用する。この方法において、新全血（一般に20〜40μｌ）の試料が、グルコースオキシダ−ゼ及びペルオキシダ−ゼ活量を有する酵素系を含むエチルセルロースを被覆した試薬パッドに配置される。酵素系は、グルコースと反応し、過酸化水素を放出する。パッドはまた、試料のグルコースレベルに比例する強度の色を与えるために、ペルオキシダ−ゼの存在において過酸化水素と反応する指示薬を含む。
別の普及した血液グルコース試験方法は、類似の化学を使用するが、エチルセルロース被覆パッドの代わりに、酵素と指示薬が分散された防水膜を使用する。この形式のシステムは、Rey他へ1971年12月28日に付与された米国特許3,630,957において開示される。
両方の場合に、試料は、指定時間（一般に１分）の間、試薬パッドと接触して置かれる。それから、第１の場合に、血液試料は、水流で洗浄され、第２の場合に、それは、膜を払拭される。それから、試薬パッド又は膜は、吸引乾燥され、評価される。分析物濃度の評価は、カラーチャートと発生色を比較するか、又は色強度値を読取るために、拡散反射率計器にパッド又は膜を配置することにより行われる。
上記の方法は、何年間もグルコース監視において使用されたが、それらは、或る制限を有する。必要な試料サイズは、指穿刺試験に対してかなり大きく、毛細血管が敏速に表れない人達には達成するのが困難である。
さらに、これらの方法は、それらの結果が、試料と試験試薬の間の絶対反応度に関連した絶対色示度に基づくことにおいて、他の簡単なしろうと操作者の比色決定と制限を共にする。試料が、計時反応時間の後、洗浄され、吸い取られ、又は試薬パッドから払拭されなければならないという事実は、使用者が、計時時間の終了時に用意ができていて、必要時に払拭又は洗浄流を適用することを必要とする。反応が試料を除去することにより停止されるという事実は、特に家庭内使用者の手において、結果のある不確実さにつながる。上部洗浄、上部吸取り又は上部払拭は、低い結果を与え、そして下部洗浄は、高い結果を与える。
簡単なしろうと操作者定量においてしばしば存在する別の問題は、血液が試薬パッドに付着された時に、タイミングシーケンスを開始するための必要性である。使用者は、一般に、血液試料を獲得するために、指を穿刺し、他方の手でタイマを起動させながら、同時に、指から試薬パッドに血液を付着することを必要とされ、これにより、同時に両手の使用を必要とする。これは、血液が試薬パッドに付着された時のみ、タイマが起動されることを保証することがしばしば必要であるために、特に困難である。すべての先行技術の方法は、この結果を達成するために、付加的な操作又は追加回路を必要とする。従って、反射率読取器のこの見地の簡易化が、望ましい。
米国特許5,179,005、5,059,394、5,049,487、4,935,346において記載されたシステムの導入により大きな改良が、達成され、この場合、試薬パッドを有する試験条片を収容するための装置が設けられ、パッドの一方の表面は、該装置によって光学式読取り可能であるようにされた反応帯域を具備する。試験条片は、装置へ挿入され、装置は、起動され、それから、全血が、試験パッドの上に付着される。そのような血液の少なくとも一部は、反応帯域に浸透し、これにより、そこに存在するすべての分析物は、試験パッドの発色性試薬と反応し、反応帯域の光反射特性を変化させる。この時、反応帯域の反射率は、血液試料における分析物の存在及び／又は量の尺度である。上記の特許において記載された如く、このシステムは、大きな血液試料を必要とせず、また、使用者が反応の開始又は終了に関して計時された操作に着手することも必要としない。代わりに、条片は、試料の付着より前に、装置へ最初に挿入されるために、乾燥状態における反応帯域の標準反射率示度が、獲得される。反応の開始は、反射率を監視し、乾燥反応帯域の標準反射率と示度を比較することにより、反応帯域への液体試料の最初の「破過」によって検出される。反応が、開始され、標準反射率、即ち、乾燥反応帯域示度、と比較してから所定の時間の後に取られた反射率示度は、試料に存在する分析物の量を指示する。
上記のシステムは、真に先行技術の問題を解決し、測定とタイミングの負担から使用者を解放するが、それは、使用者が、条片が装置にある間に、条片の上に血液の試料を付着することを必要とする。大部分、これは、非常に多数の使用者に対して問題を表出しない。しかし、或る使用者は、視力低下又は運動機能障害のようなハンディキャップに苦しみ、その結果、使用者の穿刺した指から装置に配置された条片への血液の正確な付着は、苦難を伴う。さらに、例えば、団体使用者に対して、システムは人の穿刺した指を装置に当てることを必要とするために、先行の使用者からのいくらかの血液量が装置に残る可能性がある。そのような事例において、使用者の間で装置を消毒する必要性がある。
従って、上記の理由のために、少なくとも幾人かの使用者の場合に、装置へ条片を挿入するより前に、最初に血液試料を条片に付着させることが好ましい。残念なことに、そうすることにより、装置は、乾燥した未反応の反応帯域の反射率を読取ることはできない。即ち、乾燥反応帯域は、決して装置に提示されない。この読取りは、反応の結果としての反射率変化と、このため、試料の分析物の存在及び／又は量を決定するための校正標準を設けるために、先行の装置において必要であった。
同一日に提出され、内部事件整理番号LFS−32を保有し、"Optically Readable Strip For Analyte Detection Having On−Strip Standard"と題し、参照としてここに取り入れられた、一般譲渡された同時係属米国特許出願において、校正標準を設けるながら、装置へ挿入する前に、使用者に試料を条片に付着させるための条片、装置及び方法論が記載される。この上記の特許出願は、液体を付着するための部分を具備する条片を教示し、この部分は、反応帯域を規定する光学的に可視な表面（即ち、少なくとも条片で使用される装置の光学系に関して）を有する。反応帯域は、その反射率が、付着された液体に存在する分析物の量の関数として変化する如くである。好ましくは、それは、存在するならば、反応帯域の色変化を生ずるために、反応剤と反応する分析物によって達成される。試験条片は、反応帯域の反射率に関して、高反射率の光学的に可視な標準帯域を具備する。標準帯域は、条片が装置へ挿入された時、反応帯域を導くように、条片において位置付けられる。
従って、装置は、条片が装置の全挿入位置へ挿入された時の標準帯域の反射率値と、条片が挿入された後の反応帯域の反射率値とを順次に決定するための光学手段を具える。さらに、装置は、標準帯域の反射率と反応帯域の反射率の関数として、問題の分析物の存在及び／又は量を計算するための手段を具える。
この発明の条片の構成と、具体的に、反応帯域を導く標準帯域の準備のために、上記の装置は、光学系の一セット、例えば、条片の経路に沿った単一位置において反射率を読取るための一つの発光ダイオードと一つの光検出器、を必要とする。
動作において、使用者は、装置をオンにし、新条片に試料を付着し、それから、装置へ十分に条片を挿入し、結果を読取る。使用者の介入なしに、上記の如く構成された条片により、装置は、条片が挿入される際に装置の光学系を通過する時、標準帯域に入射する光の反射率を読取ることができる。それから、この示度は、工場条件からの装置変化による変動と、条片のロット間の変動を説明するために、校正される。完全に挿入された条片は、その後、反応帯域を装置の光学系に提示し、そしてこの表面の反射率が読取られる。装置がこれらの示度の関数として分析物の存在又は濃度を計算し報告するための手段が、提供される。
上記のシステムは、分析物濃度を定量する際の使用者の作業を容易にした。しかし、液体が付着された条片の光学的読取りの成功に対して、条片が、装置へ挿入された時、適正に方向付けられることが、基本である。具体的に、条片は、右側を上にして、装置へ完全に挿入されなければならない。極めて多数の事例において、条片は、反転されて不正に導入されるか、又は完全に挿入されず、読取りの誤りが生ずる。せいぜい、そのような誤りは、即時に対処されないならば、汚れるか又は反転して使用した誤った試行において変更できる条片を捨て、新しい条片でプロセスを繰り返すことを必要とする。明らかに、別の指穿刺を必要とする血液試料の場合に、これは、非常に望ましくない。最悪の場合に、誤結果が、使用者によって受け取られ、潜在的に悪い結果を生ずる。
商標Accutrentの下でBoehringer−Mannheim Companyによって販売される先行技術の装置は、条片の後端において黒バンドを備える。そのような条片で使用される装置は、光学系の２つのセットを備える。一方は、第１帯域を読取り、第２は、黒バンドを読取るためである。装置は、光学系の第２セットによってそのような黒バンドの検出の不在を記録するためのマイクロ処理手段を備えると思われる。そのような不在は、反転して挿入された条片を指示する。
そのようなシステムは、条片が右側を上にして挿入されたことを保証する安全性を設けるが、条片が完全に挿入されることを保証するために十分な安全性を設けない。即ち、条片は、座屈し、完全な挿入なしに、黒バンドの適正な読取りを記録することがある。さらに、条片上のごみの如く異常による光学系の障害は、条片が適正に挿入されたという誤った読取りの原因となる。
同一日に提出され、内部事件整理番号LFS−31を保有し、"Optically Readable Strip For Analyte Detection Having On−Strip Orientation Index"と題し、参照としてここに取り入れられた、一般譲渡された同時係属米国特許出願において、反転して挿入された条片の検出を保証するための単純な方法が、記載される。しかし、幾つかの事例において、さらに大きな保証が、必要であると感じられる。従って、条片の反転挿入又は条片の完全な挿入の失敗が検出されるシステムを提供し、誤った正量に対して高度の保証を設ける方法により、これを達成する必要性がある。
発明の要約
この発明の教示により、条片を読取装置の通路に挿入することにより、液体における分析物の存在又は量を決定するための条片、方法及び装置が、提供され、この場合、条片が、装置の光学系に関して右側を上にして完全に挿入されたことを、高度の保証で迅速に確認するための手段が、提供される。
具体的に、この発明の試験条片は、第１及び第２主表面と、装置の通路への条片の挿入を導くための挿入端部と、反対側の後端部とを有する平坦な縦向き条片である。該主表面の一方、好ましくは、第１主表面は、反応帯域、即ち、条片が通路へ完全かつ適正に挿入された時、装置によって読取り可能な第１主表面における領域に関して、挿入端部と後端部の中間の位置において設けられる。反応帯域は、液体試料が条片に付着される時、液体における分析物の存在又は量の関数である装置で読取可能な徴候を生成する特質を有する。
この発明の教示により、該主表面の一方、好ましくは、条片の挿入端部における第１表面の極端部分は、最初に、装置の通路の対応端部における検出手段と協働するための装置検出手段を設けられる。従って、装置は、条片の挿入端部が、装置の通路におけるこの点に達したか否か、即ち、条片が完全に挿入されたか否かを決定するようにプログラムされる。第２に、挿入端部における条片のこの極端部分は、さらに、非対称形状（条片の縦中心線の回りで線対称を示さない意味において非対称）を備える。従って、通路は、条片が右側を上にして挿入された時、そのような非対称条片部分に対して嵌合構成にされる。他方、条片が間違った側を上にして挿入されたならば、非対称性は、条片と通路を干渉させ、条片が完全に挿入されるのを防止する。通路における検出手段と協働する条片における検出可能手段は、誤りを認識する。
上記の説明からわかる如く、この発明の教示に従う時、反転した条片を通路へ完全に挿入することは、本質的に物理的に不可能になり、さらに、（その定位に拘わらず）完全に挿入されない条片は、誤りとして、装置によって認識される。
好ましい実施態様において、反応帯域は、そのような試験パッドに付着した液体における分析物の量の関数として、反応帯域の反射特性を変化させるための試薬を含有する試験パッドの表面である。装置は、反応帯域の反射率値を読取るための光学システムを装備する。そのようなシステムは、例えば、人の血液におけるグルコース、コレステロール、及びアルコールの如く、そのような分析物の量を決定する際に、使用される。
特定実施態様において、条片の第１表面の極端部分における検出可能手段は、装置で読取可能な反射率を有する材料のバンドを具備し、そして装置における検出手段は、そのようなバンドへ向けられた光源と、反射光検出器とを具備する。別の特定実施態様において、条片における検出可能手段は、導電性材料を具備し、そして通路における検出手段は、２つの接点と関連回路を具備し、これにより、条片が完全に挿入された時、接点の上に重なる検出可能手段の存在は、電気回路を閉じさせ、この閉鎖は、装置によって監視される。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付の図面に関連して精読した時、次の詳細な説明を参照して、より容易に理解される。
第１図は、この発明の教示を具体化する条片及び装置の分解斜視図である。
第２図は、装置へ完全に挿入された条片を示す、第１図の線２−２に沿って取った部分縦断面図である。
第３図は、装置へ完全に挿入された条片を示す、第１図の線３−３に沿って取った部分横断面図である。
第４図は、この発明の条片を示す斜視図である。
第4A図は、第４図の条片の主表面の一部の平面図である。
第５図は、この発明の条片と、条片に関連して使用可能な装置の通路の第１実施態様を示す、通路へ条片を挿入する前の、概略的な複合平面図である。
第６図は、条片が通路へ正しく挿入された、第５図の条片と通路の概略的な複合平面図である。
第７図は、条片が反転して挿入された、第５図の条片と通路の概略的な複合平面図である。
第８図は、条片が右側を上にして挿入されたが、該通路へ完全に挿入されていない、第５図の条片と通路の概略的な複合平面図である。
第９図は、この発明の条片と、条片に関連して使用可能な装置の通路の第２実施態様を示す、通路へ条片を挿入する前の、概略的な複合平面図である。
第10図は、条片が通路へ正しく挿入された、第９図の条片と通路の概略的な複合平面図である。
第11図は、条片が反転して挿入された、第９図の条片と通路の概略的な複合平面図である。
第12図は、条片が右側を上にして挿入されたが、該通路へ完全に挿入されていない、第９図の条片と通路の概略的な複合平面図である。
第13図は、装置における検出手段を示す、第10図の条片と通路の概略的な複合平面図である。
第14図は、第13図の検出手段の回路の配線略図である。
第15図は、条片通路の詳細を縦断面で例証する。
発明の詳細な説明
今図面を参照すると、第１図は、試料を付着させるための条片10と、そのような試料付条片10を挿入するための光学式読取装置12の分解斜視図である。条片10と装置12のこの実施態様は、一般に、グルコースの検出と定量化により以後に記載されるが、技術における当業者には、ここでの教示がグルコース定量に限定されず、代わりに他の分析物定量にも適用されることが理解されるであろう。さらに、単純化と明瞭性のために、条片10、装置12及びそれぞれの構成部分は、総て、図面に示された定位にあるとして記載され、そして「底部」と「頂部」の如く用語は、そのような定位と整合して使用される。しかし、この説明方法は、単に便宜上であり、発明は、決してそのような定位に限定されず、実際に、条片と条片保持器は、装置に関して任意の角度だけ回転しても良く、そしてここでの教示はなおあてはまることを認めるであろう。
第１図において示された如く、条片10は、装置12における条片保持器16の開口14へ縦に挿入されるように適合される。第２図と第３図に詳細に示された条片保持器16は、好ましくは、洗浄のために装置12から除去可能である。装置12は、その可視表面において、メッセージ、指令、誤り警告、最も重要には、技術において非常に公知な如く、液晶ディスプレイの如く手段によって結果を表示するための画面16を設けられる。そのような情報は、文字、語句、数値又はアイコンによって伝達される。さらに、装置12は、好ましくは電池により、装置を作動させるための電源スイッチを備えていて、そのような電源スイッチは、図面において押しボタン20として示される。
第２図と第３図を参照すると、それぞれ縦及び横断面図において、装置12の隣接部品の断片図とともに、条片10が完全に挿入された取外し可能な条片保持器16が示される。条片保持器16は、上側案内22と下側案内24から構成され、条片が開口14を介して挿入される経路又は条片通路26を形成する。条片の挿入度は、条片阻止壁31によって決定され、この壁31は、この発明の教示により、条片が適正に挿入された時、条片の挿入端部の形状と嵌合し、条片が反転して挿入された時、条片の挿入端部に抵触するように設計される。通路26は、装置12の底部28の平面に関してある角度で傾斜され、装置が平面上に位置する時、装置への条片10の挿入を容易にすることが注目される。
下側案内24は、アパーチュア30を備え、これを通して条片10の主底面11は、下側案内24の下に位置する光学系によって「可視」となる。以後理解される如く、アパーチュア30は、下側案内24に沿って位置付けられ、条片10が通路26へ完全に挿入された時、条片10の反応帯域の底面を「可視」となる。
装置のための光学系は、装置12に添設された光学ブロック32において位置する。光学ブロック32は、発光ダイオード（LED）36を含み、条片の下面の如く表面に、アパーチュア30を通して光を差し向けることができる。発光ダイオードは、好ましくは、作動される毎に、ある時間期間に対して、急速なバーストにおいて本質的に一様な波長の光を発するものである。グルコース定量の目的のために、異なった波長、好ましくは660と940ナノメートル（LED660とLED940）において、光を発する２つのLEDを使用することが好ましいことが判明した。光学ブロック32はまた、LEDが集束する表面から反射された光を遮り、そのような光を可測な電圧へ変換することができる装置である光検出器38を具備する。
上側案内22には、アパーチュア30の領域において下側案内の上面42の方へ偏向されるように適合されたバイアス手段40が組み込まれ、アパーチュア30の上にある条片10の部分が平坦であり、光学的に整合した表面を光学系に提示することを保証する。図示された如く、バイアス手段40は、配置された時、条片に掛かり、条片をアパーチュアに対して平坦に保持するようにされたリング状突出ガスケット44を、アパーチュアに対向する表面において有するエラストマー膜を具備する。リング状突起の中心に、着色ターゲットが据えられ、好ましくは灰色であり、「灰色ターゲット」45と以後呼ばれる。灰色ターゲット45は、条片が挿入される前に、装置の正しい校正を保証するための表面を光学系に提示する。さらに、一旦装置がオンにされ、条片が挿入される前に、光学系によって「可視」になるのは灰色ターゲットである。
バイアス手段40は、エラストマー膜以外の形式を取っても良い。例えば、板バネが、そのようなバイアス手段として使用できる。同一日に提出され、内部事件整理番号LFS−34を保有する一般に譲渡された同時係属米国特許出願（参照としてここに取り入れられた）において、そのような代替的なバイアス手段が、記載され、通路26が、ばね特性を有する条片と組み合わせて、バイアス手段として機能するために役立つ蛇行構成において設計された特に有益な手段を含む。そのような通路は、第15図において示され、この場合、上側案内22と下側案内24が示される。以下の表１は、角度、距離及び半径の好ましい寸法を示し、すべて、図に示されたＸ、Ｙ座標に基づく。

第４図を参照すると、この発明の教示を具体化する条片46の主底面43の斜視図が、図示される。
この実施態様は、全血におけるグルコースを検出するために使用されるものとしてここで記載されるが、ここでの一般教示は、液体における分析物を検出することに適用されることが理解される。
条片46は、伸長した一般矩形の支持物47を具備し、この上に、反応剤を含み、上層の伝達媒体50を備えた試験パッド48が取り付けられる。使用において、試料は、試験パッド48の上側の伝達媒体50の上面に付着される。試料の部分は、試験パッドに浸透し、存在するグルコースは、反応剤と反応し、試験パッドの底面において可視である色変化を生ずる。支持物アパーチュア52は、条片が完全に挿入された時、装置の下側案内におけるアパーチュア30と整列するために、支持物を通って設けられ、その結果、試験パッドの表面の底部の部分が、装置の光学系に可視になる（そのような部分は、以後、反応帯域と言う）。
条片のこれらの構成部分の詳細は、1992年５月12日に提出され、参照としてここに取り入れられた同時係属米国特許881,970において記載される。簡単には、伝達媒体50は、毛管作用により試料を引き寄せる孔を具備する。伝達媒体は、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレンなどの合成材料とともに、綿又は紙のような天然材料から成る。
伝達媒体は、約20ミクロン〜約350ミクロンの範囲において、好ましくは約50〜約150ミクロン、例えば、100ミクロンの有効径の孔を有する。伝達媒体は、一般に、親水性であり、あるいは、赤血球と融和性の表面活性剤を用いた処置により親水性にされる。一つのそのような融和性の表面活性剤は、Mazer Chemical,a division of PPG Industries Inc.,Chemicals of Gurnee,Illinois、によって販売されたMAPHOS^TM66である。好ましい実施態様において，伝達媒体は、最大約20〜約40マイクロリットル、例えば30マイクロリットルの血液試料を吸収することができる。
伝達媒体は、例えば、Fairburn、GeorgiaのPorex Corpから一般に入手可能な多孔性ポリエチレン材料の如く、ろ紙又は焼結プラスチック材料である。伝達媒体は、一般に、約0.022インチの厚さ、約0.25インチ幅、約1.0インチ長を有するように作製される。伝達媒体は、赤血球と融和性のある表面活性剤溶液で処置される。試験パッドを飽和させるために、わずかに約３〜約５マイクロリットルの血液しか必要とされないために、伝達媒体は、好ましくは、大血液容積を必要としないように小空隙容積を有する。試薬条片に付着された過剰な血液は、吸収され、試験パッドを越えて配設された伝達媒体の部分において保持される。
試験パッドとその準備はまた、米国特許第4,935,346において詳細に記載され、ここで詳細に記載される必要はない。本質的に、試験パッドは、試薬が共有又は非共有結合される親水性多孔マトリックスである。適切な材料の例は、好都合にはラクタム又はジアミンとジカルボン酸の組合せである４〜８炭素原子の単量体からなる縮合重合体であるポリアミド、ポリスルホン、ポリエステル、ポリエチレン、セルロースベース膜である。他の高分子組成物もまた使用される。さらに、重合体組成は、荷電構造を設けるように他の官能基を導入するために修正され、その結果、表面は、中性、正、又は負とともに、中性、塩基性、又は酸性である。選択材料は、マトリックスの厚さを通して大から小にサイズが変化する孔を有する親水性、異方性ポリスルホン膜である。好ましいマトリックスは、MarylandのMemtec America Corporationから獲得され、0.34〜0.4マイクロメートルの範囲、例えば、0.37の平均孔サイズと、約125〜約140マイクロメータ、例えば、130マイクロメータの厚さを有する。大孔対小孔の平均径比は、約100である。
伝達媒体50は、接着層（不図示）によって試験パッド48に接着される。この目的のための適切な接着剤は、アクリル樹脂、ゴム、エチレン酢酸ビニル（EVA）ベース剤である。技術において公知な如く、溶融接着剤が、好ましい。
接着剤は、試験パッドの周囲の近くのみに連続すじで配され、試験パッドの収容表面の中央部分を実質的に妨げなしにしておく。
代替的に、伝達層が、産業上実用的な温度において溶融する材料から成る時、伝達層は、熱と圧力の印加によって試験パッドに直接に付着される。伝達層は、溶解し始めるまで加熱され、それから試験パッドに対して圧搾され、冷却される。溶融による試験パッドへの伝達層の直接の付着は、別個の接着層を不必要にする。
接着層は、試験パッドの試料収容表面に伝達媒体を連結する。伝達媒体は、全血試料を受容し、毛管作用により、収容表面に試料の検出可能な部分を伝達するように適合される。伝達媒体は、好ましくは、試験パッドの一つ以上の端部を越えて配され、実際の使用中存在する余剰量の血液試料を保有するための貯留器を形成する。通常、そのような余剰量の血液試料は、使用者又は制御不能に検分手段に滴下させるよりも、伝達媒体において保有することは、より望ましい。従って、伝達媒体は、約20〜約40マイクロリットルの血液、好ましくは、約30マイクロリットルの血液を保持し、約３〜約５マイクロリットルの血液を試験パッドに通過させることが好ましい。
試験パッドは、分析物に特定の発色性試薬系を含浸される。典型的な分析物は、グルコース、コレステロール、尿素、及び技術における当業者には容易に思い出される多数の他のものである。好ましくは、発色性試薬系は、対象分析物で一次反応に選択的に触媒作用を及ぼす酵素を含む。一次反応の産物は、反応帯域において検出可能な色変化を生ずる染料である。代替的に、一次反応の産物は、別の反応を受け、好ましくは酵素触媒作用を及ぼされる中間物であり、二次反応に参与し、直接又は間接に、染料に反応帯域において検出可能な色変化を生じさせる。
模範的な発色性試薬系は、グルコースに特定の系であり、グルコースオキシダ−ゼ、ペルオキシダ−ゼ及び酸化性染料を含む。グルコースオキシダ−ゼは、Aspergillus Niger又はPenicilliumから通常獲得される酵素であり、グルコース及び酸素と反応して、グルコノラクトンと過酸化水素を生成する。セイヨウワサビペルオキシダ−ゼの如くペルオキシダ−ゼ酵素によって触媒作用を及ぼされて生成される過酸化水素は、染料を酸化する。生成された発色団（酸化染料）は、反応帯域において観察される色を呈示する。多数の適切な酸化性染料が、例えば、参照としてここに取り入れられた米国特許5,304,468において記載されたもの等、技術において公知である。一つの特に有益な酸化性染料は、1994年５月19日に提出された同時係属米国特許出願No.245,940（LFS−30）において記載された、３−メチル−２−ベンゾチアゾリノンヒドラゾン塩酸塩/8−アニリノ１−ナフタリンスルホン酸塩色素カプル（MBTH/ANSカプル）である。特別の分析物に特定の多数の他の適切な発色性試薬系が、技術において公知である。選択染料カプルは、ANSと結合された、MBTH、メタ［３−メチル２−ベンゾチアゾリノンヒドラゾン）Ｎ−スルホニルベンゼンスルホン酸塩一ナトリウムの誘導体である。この組合せは、本日提出され、参照としてここに取り入れられた米国特許出願No において詳細に記載された（内部事件整理番号LFS−35）。
支持物47は、過度の曲げ又はキンクなしに装置へ挿入されるために十分な剛性の性質を有する材料である。好ましくは、そのような支持物は、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン又はポリプロピレン）、ポリスチレン又はポリエステルの如く材料から構成される。好ましい材料は、商標「Malinex329」の下で、Imperial Chemical Industries Ltd,United Kingdom、によって販売される、厚さ約0.014インチのポリエステルである。
第４図を参照すると、条片の底面（即ち、装置の下側案内のアパーチュア30と正面関係において挿入される表面、このため、装置の光学系によって「可視」の表面）は、支持物アパーチュア52を通して可視な試験パッド48の部分を具備する反応帯域54を提示する。反応帯域54は、条片の挿入前縁56（装置への挿入に関して先導する）と対向後縁61の間に縦方向に配置される。
装置の光学系によって反応帯域の適正な示度を得るために、反応帯域は、通路におけるアパーチュア30と適正に整列しなければならない、即ち、条片は、反応帯域がアパーチュア30と対面関係にある如く、右側を上にして通路26へ完全に挿入されなければならない、ことが認められる。
この発明の教示により、これは、２つの準備によって保証される。まず、条片の挿入端部における底面の極端部分は、装置の通路の対応端部に位置する検出手段と協働するための装置検出可能手段58を備える。第２に、条片の正しい位置付けは、非対称条片の特徴を有する装置（以後、集合的に「検出システム」）において装置検出可能手段とその相補性検出手段を組み合わせることにより保証される。
検出システムは、ここでの教示に基づいて、技術における当業者には思い出される幾つかのシステムの中のいずれかである。特に有益な組み合わせは、装置検出可能手段58が、導電性の材料を具備するものであることが発見された。装置の通路における検出手段は、２つの電気接点と関連回路を具備し、電気接点は、条件が完全に挿入された時、検出可能手段がこれらの接点に重なり、回路を閉じ、その閉鎖は、装置によって監視される。そのようなシステムは、以下で、第５〜８図に関連してさらに十分に記載される。上記の導電特性を有する検出可能手段は、金属又は炭素ベース導電性インク又は導電／抵抗性材料の混合物、並びに導電性ポリマー（例えば、金属、半導体（例えば、酸化亜鉛）又は金属接着膜等を含浸したポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン、又はポリチオフェン導電性ポリマー）の如く、導電が可能な材料から構成される。そのような材料は、任意の適切な方法により、条片のここで規定された区域に適用される。従って、選ばれた導電性材料の性質により、材料は、条片上に、スクリーン印刷、フレキソ印刷、輪転グラビア印刷、塗装、積層、層化、スパッター、蒸着、又はインサート成型される。条片は、好ましくはポリマー膜であるために、材料は、条片自体の開始ポリマーに混入されるか、又は条片形成プロセスにおけるある時点において含浸される。
代替態様において、検出システムは、条片が存在しない時の通路の反射特性（即ち、空の通路の反射率）と著しい対照をなす反射特性を有する材料を、条片の規定区域に設けることを含む。そのような場合に、通路の端部は、光学系セットを備える。即ち、条片の反応帯域の反射を測定するためにここで記載されたものの如く、発光ダイオード（LED）の如く光源を反射光検出器と組み合わせて具備する。こうして、例えば、条片の規定区域が、薄い色であり、このため、通路の本質的に黒の内部と比較して、高反射性であるならば、反射光におけるコントラストは、装置のLED/光検出器の検出手段によって認識される。上記の同時係属米国特許出願（LFS32）において記載された如く、反応帯域参照示度を校正するために、装置へ反応帯域を導く条片の底面の全部分に、コントラスト反射特性を設けることは、非常に都合が良い。従って、底面のそのような先導領域は、検出可能手段として役立つ。
検出可能手段の所望のコントラスト反射は、技術における当業者には思い出される如く、多数の方法により、この発明の条片において達成される。例えば、支持物は、所望の区域において、必要な反射率を有する層をそれに積層している。代替的に、支持物を具備する材料は、検出可能手段を具備する区域へ固有反射率を与える着色材料を混入している。一層の代案として、着色材料は、適切な区域において印刷又は塗装される。
条片の不在において、挿入条片の検出可能手段と通路の間のコントラスト反射率値を達成するために選ばれる方法は、重大ではない。しかし、これらの２つの反射率値の間の少なくとも最小コントラストは、装置の検出手段へ提示されることが、重要である。従って、低い反射率値は、高位反射率値のせいぜい0.9倍、好ましくはせいぜい0.5倍である。
第4a図を参照すると、好ましい実施態様において、検出可能手段58は、反応帯域54に関して最適に位置する。具体的に、装置によって読取り可能な反応帯域の部分54は、縦中心線Ａ−Ａ上の中央に位置する中点53を具備する。検出可能手段58は、領域55内に位置し、この領域55は、縦中心線に関してある角度Ｘで、２つの平行線L₁とL₂によって規定される。角度Ｘは、約45゜の値を有する。線L₁とL₂は、好ましくは約0.32インチである距離D₁だけ離間される。中点53に最も接近した線L₂は、中点から距離D₂にあり、距離は、縦中心線に沿って取られる。D₂は、好ましくは、約0.52インチである。
装置検出可能手段を有する条片は、さらに、適正な挿入を保証するために、非対称性の特徴を設けられる。ここで記載された如く、この非対称性は、挿入端部における条片の極端部分が、第４図における縦中心線Ａ−Ａの周りで線対称でないという意味において、非対称形状を与えられたことを言う。こうして、第４図に示された実施態様から、この挿入端部は、縦中心線Ａ−Ａ上の所与の点（例えば、点ａ）において、第１縦縁49への垂直距離（距離ａ−ｂ）が、第２縁51への垂直距離（距離ａ−ｃ）よりも小さいことが見られる。これは、第４〜８図に示された実施態様において、中心線に向かってある角度で縁49を単に傾斜させることにより達成される。これはまた、第９〜12図に示された構成によって達成され、この場合、矩形「隅部」は、条片の挿入端部から切り取られる。技術における当業者には、ここでの教示に基づいて、多数の他の形状が、湾曲縁、切欠き縁又はこれらの構成の組合せを含むここでの規定に従うように、この区域における条片へ与えられることは明らかである。
装置検出可能手段と挿入端部における非対称構成を条片に設ける特徴は、組み合わされ、そのような条片が、適切な検出手段と嵌合い通路を有する装置において使用される時、不正に挿入された条片の示度は、可能でないことを保証する。これは、第５〜８図に概略的に示された実施態様において例証される。第５図において、検出可能手段62と支持物アパーチュア64を提示する条片60が示される。主底面66は、左側に実線略図において示され、そして主上面68は、右側に仮線図において示される。この実施態様において、検出可能手段62は、導電性表面を具備する。また、第５図において、装置70の相補的部分が示され、この場合、その端部74における通路72は、検出手段として２つの接点76、78（不図示の関連回路を有する）を含む。条片60は、第４図に関連して記載された同一非対称性を設けられ、従って、通路72の端部は、条片が適正に挿入された時、条片60の挿入端部と嵌会う条片阻止壁80、82を備える。通路72はまた、反応帯域63を読取るための光学系84を備える。
第６図を参照すると、条片60は、通路72へ適正かつ完全に挿入されたことが見られる。従って、検出可能手段62は、接点76と78の上に重なり、電気回路を閉じる。装置は、電気回路の閉鎖を認識し、こうして、条片の一層の読取りを継続させるためのマイクロ処理手段を備える。
第７図を参照すると、通路72へ反転して挿入された条片60が示される。この事例において、装置の通路の嵌合構成と関連した条片の非対称性により、壁82は、条片の全挿入に抵触する。従って、検出可能手段62は、接点76と78に重ならず、そして電気回路は、閉じられない。装置において設けられたマイクロ処理手段は、閉鎖回路を検出せず、条片の誤った読取りを除外する。好ましくは、そのような検出誤りはまた、使用者の読取可能なディスプレイにマイクロ処理手段によって報告される。
第８図を参照すると、右側を上にして挿入されたが、完全に挿入されなかった条片60が、示される。再び、検出可能手段62は、接点76と78に重ならず、こうして、電気回路は、閉じられない。もう一度、マイクロ処理手段は、誤った読取りを除外し、好ましくは、同誤りを使用者に報告する。
第９〜12図は、発明の別の実施態様を示す。第９図において、検出可能手段92と支持物アパーチュア94を提示する条片90が示され、主底面96が、左側に実線で見られ、主上面98が、右側に仮線図で示される。この実施態様において、検出可能手段92は、条片が存在しない時、装置の通路と対照的な光反射特性を有する表面を具備する。即ち、検出可能手段92は、通路の壁の暗表面と対比して、明るい表面を提示する。また、第９図において、装置100の相補的部分が示され、この場合、その端部104における通路102は、LED/光検出組合せを具備する検出手段106を含む。条片90は、上記の非対称性を設けられる。即ち、「隅部」が、条片の挿入端部から切り取られる。従って、通路102の端部は、条片が適正に挿入された時、条片90の挿入端部と嵌合する条片阻止壁108、110と112を設けられる。通路102はまた、反応帯域93を読取るための光学系114を備える。
第10図を参照すると、条片90は、通路102へ適正かつ完全に挿入されたことが見られる。従って、光検出可能手段92は、高反射性表面を検出する検出手段106の光学系に重なる。装置は、この検出された高反射性表面を認識するためのマイクロ処理手段を備え、こうして、条片の一層の読取りを継続させる。
第11図を参照すると、通路102へ反転して挿入された条片90が示される。この事例において、装置の通路の嵌合構成と関連した条片の非対称性により、壁108、110と112は、条片の全挿入に抵触する。従って、検出可能手段92は、検出手段106の光学系に重ならず、そして高反射性表面は、検出されない。装置において設けられたマイクロ処理手段は、高反射性表面を検出せず、条片の誤った読取りを除外し、装置ディスプレイを用いて、誤りを使用者に報告する。
第12図を参照すると、右側を上にして挿入されたが、完全に挿入されなかった条片90が、示される。再び、検出可能手段92は、検出手段92の光学系に重ならず、こうして、高反射性表面は検出されない。もう一度、マイクロ処理手段は、誤った読取りを除外し、好ましくは、同誤りを使用者に報告する。
第９〜12図に示された実施態様に対して、検出可能手段は、高反射性であるように選ばれ、暗い通路と結合されたことが認められる。検出可能手段が暗く、例えば、明るいターゲットが、通路に設けられる反対の構成もまた、可能である。そのような場合に、マイクロプロセッサーは、相応して、プログラムされる。
第13図と第14図を参照すると、監視特性として表面反射率を使用する種類の検出可能手段と、回路と結合されたトランジスタスイッチを使用する相補的装置の通路における検出手段の動作が、概略的に示される。第13図は、検出可能手段132として高反射性表面を有する条片130を示す。表面134は、装置の通路における条片の不在において、検出手段136によって「可視」な低反射性表面を表現する。検出手段136は、矢印138によって記された光を放出するLEDと、矢印140によって記された反射光を検出するための光検出手段とを具備する。検出手段136はまた、トランジスタ144、146を含むスイッチ142を具備し、反射光を観察することにより付勢された時、導通し、電流（「Ｉ」として図示）を流れさせる。検出手段136はまた、低電圧源と、電圧が監視されるノードＰとを具備する応用特定集積回路（AC）148を具備する。
従って、スイッチが通路において存在しないか、又は条片が完全に挿入されない時、表面134からの光反射140は、低く、本質的に電流はスイッチ142において流れず、そしてノードＰは、比較的高い電位である。これらの条件下で、装置のマイクロプロセッサーは、誤った読取りを除外する。
他方、条片が配置された時、実質的な反射光140は、トランジスタを付勢し、電流がスイッチ142において流れ、そしてノードＰは、低電位に引かれる。これは、マイクロプロセッサーをトリガーし、条片の一層の読取りを継続させる。
上記の実施態様が、高反射性表面を含む検出可能手段132と低反射性表面134を有することについて記載されたが、反対の構成もまた、可能であることが理解される。換言すれば、検出可能手段132は、低反射性表面であり、そして表面134は、高反射性である。従って、装置がオンにされ、条片が挿入される前に、スイッチは、実質的な反射光を受信することにより付勢される。一旦、条片が適正に挿入されたならば、そのような受信は止まり、電流は減ずる。従って、マイクロプロセッサーは、そのような電流の減少により、条片の一層の読取りを可能にするようにプログラムされる。
発明が十分に記載されたが、技術における当業者には、次のクレームにおいて記載された如く、発明の精神又は範囲に反することなく、修正と変更が行われることは明らかであろう。

Claims (6)

1. 読取装置の通路へ挿入することにより、液体における分析物を測定するための縦向き試験条片において、
   該試験条片は、第１及び第２主表面と、該通路への条片の挿入を導くための挿入端部と反対側の後端部とを有し、
   該通路は、条片の挿入端部を受け入れるための対応する 端部を有し、
   該第１主表面は、該挿入端部と該後端部の間に位置付けられた、反応帯域を有し、この一部分が、条片が該通路へ完全に挿入された時、装置によって読取可能であり、
   該反応帯域は、該液体の試料が該条片へ付着された時、該液体における該分析物の関数として、装置読取可能徴候を生成し、
   該挿入端部は、通路の対応端部における検出手段と協働するための装置検出可能手段を有し、これにより、装置は、条片が完全に挿入されたか否かを決定するためにプログラムされ、
   該挿入端部は、装置の通路の嵌合構成と協働するために、条片の縦中心線に関して非対称性であり、これにより、該条片は、反転された時、完全に挿入されず、
   装置検出可能手段は、所定の反射率を有する領域を具備 し、そして、
   該通路は、それが空のとき、装置検出可能手段の領域の 所定の反射率の0.9倍以下か又は1.1倍以上のいずれかの 反射率を有することを特徴とする縦向き試験条片。
2. 空の通路の反射率が装置検出可能領域反射 率の0.5倍以下か２倍以上のいずれかである請求の範囲１に記載の条片。
3. 該装置検出可能手段が、該装置における電気回路検出手段と協働するための導電材料を具備する請求の範囲１に記載の条片。
4. 装置によって読取可能な反応帯域の該部分が、条片の縦中心線において中央に位置する中点を具備し、該検出可能手段が、条片の縦中心線に関して45゜の角度において２つの平行線によって規定された領域内にあり、該平行線のうちの１つの平行線は他の１つの平行 線よりも中点に近く、該平行線は、0.81cm（0.32インチ）の距離だけ離間され、この場合、中点と中点に最も接近した平行線の間の条片の縦中心線に沿った距離が、1.32cm（0.52インチ）である請求の範囲１に記載の条片。
5. 第１及び第２主表面、装置へ条片を導くための挿入端部、及び反対側の後端部を具備する試験条片を使用することにより、縦向き試験条片に付着された液体における分析物を測定するための装置において、
   該第１主表面は、条片が、第１定位において該装置へ完全に挿入された時、該挿入端部と該後端部の間に位置付けられた、装置によって読取可能な反応帯域を有し、該反応帯域は、該液体の試料が該条片へ付着された時、該液体における該分析物の関数として、装置検出可能徴候を生成し、該条片は、さらに、該主表面の一方の挿入端部において、所定の反射率を有する領域を具備する装置検出可能手段を具備し、該条片は、挿入端部において、条片の縦中心線に関して非対称的であり、
   装置が、
   条片の挿入のための開端部と反対端部を有する縦向き通路を具備し、
   該通路は、それが空のとき、装置検出可能手段の領域の 所定の反射率の0.9倍以下か又は1.1倍以上のいずれかの 反射率を有し、
   該反対端部は、条片が、第１定位において該装置へ挿入された時、条片の非対称挿入端部と嵌合う構成であるが、該条片が第２定位において挿入された時、条片の全挿入を阻止する構成を有し、
   該反対端部は、該条片が該通路へ完全に挿入された時のみ、該条片の挿入端部において装置検出可能手段を検出し、該装置検出可能手段の検出を特性付ける信号を生成するための検出手段を有する装置。
6. 装置検出可能手段が、導電性材料を具備し、そして検出手段が、電気回路検出手段を具備する請求の範囲５に記載の装置。

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