Точное измерение аналита для электрохимической тестовой полоски

Точное измерение аналита для электрохимической тестовой полоски

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРИОРИТЕТЫ

Данная заявка утверждает приоритет ранее поданных предварительных патентных заявок США с номерами 61/581087 (номер патентного реестра DDI5220USPSP), 61/581089 (номер патентного реестра DDI5220USPSP1), 61/581099 (номер патентного реестра DDI5220USPSP2) и 61/581100 (номер патентного реестра DDI5221USPSP), все поданные в один день 29 декабря 2011 г., предварительная заявка на патент США с серийным номером 61/654013 (номер патентного реестра DDI5228USPSP), поданная 31 мая 2012 г., заявка на международный патент с номерами PCT/GB2012/053276 (номер патентного реестра DDI5220WOPCT) и PCT/GB 2012/053277 (номер патентного реестра DDI5228WOPCT), обе поданные 28 декабря 2012 г., и все предыдущие заявки («заявки приоритета»), включенные в данное описание путем упоминания, как если бы они были полностью изложены здесь.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Тестовые полоски для электрохимического измерения уровня глюкозы, такие как используемые в поставляемом компанией LifeScan, Inc. наборе OneTouch® Ultra® для тестирования цельной крови, специально разработаны для измерения концентрации глюкозы в образце физиологической жидкости пациента, страдающего сахарным диабетом. Измерение глюкозы может основываться на селективном окислении глюкозы ферментной глюкозооксидазой (GO). Реакции, которые могут происходить в тест-полоске для определения уровня глюкозы, сведены ниже в уравнения 1 и 2.

Ур. 1 Глюкоза + GO_(ox)→Глюконовая кислота + GO_(red)

Ур. 2 GO_(red)+2 Fe(CN)₆^3-→GO_(ox)+2 Fe(CN)₆^4-

Как показано в уравнении 1, глюкоза окисляется до глюконовой кислоты окисленной формой глюкозооксидазы (GO_(ox)). Следует отметить, что GO_(ox) может также называться «окисленный фермент». В ходе реакции, описанной в уравнении 1, окисленный фермент GO_(ox) переходит в восстановленное состояние, которое обозначается GO_(red) (т.е. «восстановленный фермент» (от англ. reduced enzyme)). Далее восстановленный фермент GO_(red) снова окисляется или превращается обратно в GO_(ox) в результате реакции с Fe(CN)₆^3- (который обозначается как «окисленный ион-посредник» или как «феррицианид»), что иллюстрирует уравнение 2. В ходе обратного преобразования GO_(red) в окисленное состояние GO_(ox) Fe(CN)₆^3- восстанавливается в Fe(CN)₆^4- (который обозначается или как «восстановленный ион-посредник», или как «ферроцианид»).

Когда вышеописанные реакции протекают в условиях тестового сигнала в форме потенциала, приложенного между двумя электродами, тестовый сигнал в форме тока может создаваться путем повторного электрохимического окисления восстановленного иона-посредника на поверхности электрода. Следовательно, поскольку в идеальных условиях количество ферроцианида, образовавшееся в результате вышеописанной химической реакции, прямо пропорционально количеству глюкозы в пробе, расположенной между электродами, возникающий тестовый сигнал на выходе будет пропорционален содержанию глюкозы в пробе. Ион-посредник, такой как феррицианид, представляет собой соединение, которое принимает электроны от фермента, такого как глюкозооксидаза, а затем отдает эти электроны электроду. При увеличении концентрации глюкозы в пробе количество образованного восстановленного медиатора также увеличивается; следовательно, существует прямая связь между тестовым сигналом на выходе, полученным в результате повторного окисления восстановленного иона-посредника, и концентрацией глюкозы. В частности, передача электронов по электрическому интерфейсу генерирует тестовый сигнал на выходе (2 моля электронов на каждый моль окисленной глюкозы). Тестовый сигнал на выходе, полученный в результате введения глюкозы, можно, таким образом, называть током глюкозы.

На работу электрохимических биосенсоров может негативно воздействовать присутствие в крови некоторых компонентов, которые могут нежелательным образом влиять на процесс измерений и точность определяемого сигнала. Такая неточность может привести к неточности показаний уровня глюкозы, и пациент может не узнать, например, о потенциально опасном уровне содержания сахара в крови. Например, уровень гематокрита крови (т.е. процентная доля объема крови, занятая эритроцитами) может приводить к ошибке полученного результата измерения концентрации аналита.

Отклонения в значениях объема, занимаемого красными кровяными клетками в крови, могут приводить к колебаниям показаний уровня глюкозы, измеряемых с помощью одноразовых электрохимических тестовых полосок. Как правило, смещение в отрицательную сторону (т.е. заниженная вычисленная концентрация аналита) наблюдается при высоком гематокрите, а смещение в положительную сторону (то есть завышенная вычисленная концентрация аналита) наблюдается при низком гематокрите. Например, при высоком гематокрите эритроциты могут затруднять проведение реакции ферментов с электрохимическими медиаторами, снижать растворимость химических веществ, поскольку для растворения химических реагентов остается меньше плазмы, и замедлять диффузию иона-посредника. В результате действия этих факторов показания уровня глюкозы будут меньше ожидаемых в связи с низкой выработкой тока при проведении электрохимической реакции. Напротив, при низком гематокрите на электрохимическую реакцию будет воздействовать меньшее количество эритроцитов, чем ожидается, и, следовательно, измеряемый сигнал на выходе будет выше. Кроме того, от гематокрита также зависит сопротивление образца физиологической жидкости, что может повлиять на измерение напряжения и (или) тока.

Для снижения или устранения отклонений в значениях уровня глюкозы, связанных с гематокритом, применяют несколько стратегий. Например, были разработаны тестовые полоски, содержащие сетки для удаления эритроцитов из образцов, или различные соединения или композиции, предназначенные для повышения вязкости эритроцитов и снижения влияния низкого гематокрита на определение концентрации. Другие тестовые полоски содержали лизирующие вещества и системы, выполненные с возможностью определения концентрации гемоглобина для корректировки гематокрита. Кроме того, биосенсоры были выполнены с возможностью измерять гематокрит путем измерения электрического сигнала переменного тока в образце жидкости или оптических показателей после облучения образца физиологической жидкости светом или измерения гематокрита, основанного на измерении времени заполнения камеры образцом. Эти датчики имеют ряд недостатков. Общепринятой методикой стратегий, включающих определение гематокрита, является использование измеренного значения гематокрита для изменения или внесения поправки в уже измеренную концентрацию аналита, и эта методика в целом показана и описана в следующих соответствующих опубликованных патентных заявках США 2010/0283488, 2010/0206749, 2009/0236237, 2010/0276303, 2010/0206749, 2009/0223834, 2008/0083618, 2004/0079652, 2010/0283488, 2010/0206749, 2009/0194432 или в патентах США с номерами 7972861 и 7258769, которые считаются включенными в данный документ посредством упоминания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Заявители представили различные варианты осуществления техники измерения, позволяющей улучшить измерение уровня глюкозы, используя зависимость между наклоном партии и физической характеристикой (например, гематокритом) для получения нового наклона партии, которое затем используется для подсчета концентрации аналита на электрохимическом биосенсоре. Преимущество состоит в том, что данная новая техника измерения не основывается на коррекции(ях) или модификации(ях) измерения аналита, тем самым уменьшая время теста и в то же время повышая точность измерения.

По первому аспекту изобретения способ позволяет пользователям получать результаты концентрации аналита с большей точностью. Способ может быть реализован путем следующих действий: приложения сигнала к образцу для определения физической характеристики образца; подведения еще одного второго сигнала к образцу, приводящего к физическому преобразованию образца; измерения по меньшей мере одного выходного сигнала из образца; получения расчетной концентрации аналита по меньшей мере с одного выходного сигнала в одной из множества заранее определенных временных точек с начала проведения последовательности тестирования и по меньшей мере одного заранее определенного параметра биосенсора; генерирования первого параметрического фактора биосенсора, основанного на физических характеристиках образца; подсчета первой концентрации аналита, основанной на первом параметрическом факторе биосенсора и по меньшей мере одном выходном сигнале, замеренном в одном из множества заранее определенных временных точек с начала последовательности тестирования; генерирования второго параметрического фактора биосенсора, основанного на расчетной концентрации аналита и физической характеристики образца; подсчета второй концентрации аналита, основанной на втором параметрическом факторе биосенсора и по меньшей мере одном выходном сигнале, замеренном в одном из множества заранее определенных временных точек с начала последовательности тестирования; генерирования третьего параметрического фактора биосенсора, основанного на первой расчетной концентрации аналита и физической характеристики; подсчета третьей концентрации аналита, основанной на третьем параметрическом факторе биосенсора и по меньшей мере одном выходном сигнале, замеренном в одном из множества заранее определенных временных точек с начала последовательности тестирования; отображения по меньшей мере одного из первой, второй и третьей концентраций аналита.

По еще одному аспекту изобретения способ позволяет пользователям получать результаты концентрации аналита с большей точностью. Способ может быть реализован путем следующих действий: нанесения образца, после чего начинается последовательность тестирования для определения аналита; приложения сигнала к образцу для определения физической характеристики образца; подведения еще второго одного сигнала к образцу, приводящего к физическому преобразованию образца; измерения по меньшей мере одного выходного сигнала из образца; получения расчетной концентрации аналита на основании по меньшей мере одного выходного сигнала, замеренного в одной из множества заранее определенных временных точек с начала проведения последовательности тестирования; получения нового параметра биосенсора, основанного на расчетной концентрации аналита и физической характеристике образца; подсчета концентрации аналита, основанной на новом параметре биосенсора и выходном сигнале, замеренном в одной из множества заранее определенных временных точек с начала проведения последовательности тестирования; отображения концентрации аналита.

По следующему аспекту изобретения способ позволяет пользователям получать результаты концентрации аналита с большей точностью. Способ может быть реализован путем следующих действий: нанесения образца, после чего начинается последовательность тестирования для определения аналита; приложения сигнала к образцу для определения физической характеристики образца; подведения еще второго одного сигнала к образцу, приводящего к физическому преобразованию образца; измерения по меньшей мере одного выходного сигнала из образца; генерирования первого параметра биосенсора новой партии, основанного на физических характеристиках образца; подсчета первой концентрации аналита, основанной на первом параметре биосенсора новой партии и выходном сигнале, замеренном в одном из множества заранее определенных временных точек с начала последовательности тестирования; отображения первой концентрации аналита.

В вышеупомянутых аспектах изобретения этапы определения, калькуляции, вычисления, извлечения, подсчета и/или хранения (возможно, совместно с уравнением) могут быть выполнены посредством электронной схемы или микропроцессора. Эти этапы могут быть осуществлены как выполняемые инструкции, хранимые на носителях информации, которые могут быть обработаны компьютером, при запуске этих инструкций на компьютере могут выполняться этапы любых из вышеперечисленных методик.

К дополнительным аспектам изобретения можно отнести машиночитаемые носители, каждый носитель содержит выполнимые инструкции, которые при запуске с компьютера выполняют этапы любых из вышеперечисленных методик.

К дополнительным аспектам изобретения можно отнести такие устройства, как тестеры или тестеры аналита. Каждое устройство или тестер состоит из электронной схемы или процессора, выполненного с возможностью выполнить этапы любых из вышеперечисленных методик.

Перечисленные и иные варианты осуществления, их отличительные особенности и преимущества станут очевидны для специалистов в данной области после изучения приведенного ниже более подробного описания различных примеров вариантов осуществления настоящего изобретения в сочетании с сопутствующими рисунками, которым сначала предпослано их краткое описание.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопроводительные фигуры, включенные в настоящий документ и составляющие неотъемлемую часть настоящего описания, иллюстрируют считающиеся в настоящий момент предпочтительными варианты осуществления изобретения и в сочетании с приведенным выше общим описанием и приводимым ниже подробным описанием призваны разъяснить особенности изобретения (одинаковыми номерами обозначаются одинаковые элементы).

На фиг. 1 показана система измерения аналита.

На фиг. 2A схематически изображены компоненты измерителя 200.

На фиг. 2B представлена упрощенная схема предпочтительного варианта измерителя 200.

На фиг. 3A изображена тест-полоска 100 системы, показанной на фиг. 1, с двумя электродами для измерения физических характеристик.

На фиг. 3B изображен вариант тестовой полоски, показанной на фиг. 3A, при котором экранированный или заземленный электрод расположен непосредственно у входа в тестовую камеру.

На фиг. 3C изображен вариант тестовой полоски, показанной на фиг. 3B, при котором зона реагента была продлена вверх с тем, чтобы охватить по меньшей мере один из электродов, замеряющих физические характеристики.

На фиг. 3D изображен вариант тестовой полоски 100, показанной на фиг. 3A, 3B и 3C, в котором некоторые компоненты тестовой полоски были интегрированы в единое целое.

На фиг. 3B представлен вариант тестовой полоски, изображенной на фиг. 3A, в котором один электрод, замеряющий физическую характеристику, расположен непосредственно у входа, а другой электрод, замеряющий физическую характеристику, расположен на конечной позиции тестовой ячейки с измеряющими электродами, расположенными между этой парой электродов, замеряющих физические характеристики.

На фиг. 3C и 3D представлены варианты биосенсора, изображенного на фиг. 3A или 3B, в котором электроды, замеряющие физические характеристики, расположены рядом друг с другом на конечной позиции тестовой камеры с измеряющими электродами, расположенными выше электродов, замеряющих физические характеристики.

На фиг. 3E и 3F представлено расположение электродов, замеряющих физические характеристики, схожее с тем, что представлено на фиг. 3A, 3B, 3C или 3D, в которых пара электродов, замеряющих физические характеристики, расположена непосредственно у входа в тестовую камеру.

На фиг. 4A изображен график зависимости приложенного напряжения от времени для тест-полоски, показанной на фиг. 1.

На фиг. 4В изображен график зависимости сигнала на выходе из тест-полоски, изображенной на фиг. 1, от времени.

На фиг. 5 изображена зависимость между параметрами биосенсора и физической характеристикой образца жидкости.

На фиг. 6 изображена всеобъемлющая системная диаграмма различных модулей, в которых осуществляются по меньшей мере три техники определения концентрации аналита.

На фиг. 7 изображена альтернативная четвертая техника, при этом эта техника выступает как шаблон, по которому любая из представленных на фиг. 6 техник может быть осуществлена.

На фиг. 8A и 8B иллюстрируется точность различных серий биосенсора, использованных для получения данных по известной методике, представленных в таблице 5.

На фиг. 9А и 9В изображено улучшение точности различных серий биосенсора, использованных для получения данных по первой новой методике, представленных в таблице 5.

На фиг. 10А и 10В изображено улучшение точности различных серий биосенсора, использованных для получения данных по второй новой методике, представленных в таблице 5.

На фиг. 11А и 11В изображено улучшение точности различных серий биосенсора, использованных для получения данных по третьей новой методике, представленных в таблице 5.

ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Приведенное ниже подробное описание следует толковать с учетом рисунков, на которых одинаковые элементы на разных рисунках представлены под одинаковыми номерами. Приведенные рисунки, не обязательно выполненные в реальном масштабе, показывают выбранные варианты осуществления и не призваны ограничить сферу действия настоящего изобретения. Подробное описание раскрывает принципы настоящего изобретения с помощью примеров, которые не ограничивают настоящее изобретение. Настоящее описание позволяет любому специалисту в данной области осуществлять и использовать настоящее изобретение, а также описывает несколько вариантов осуществления, видоизменений, модификаций, альтернатив и назначений изобретения, включая способ осуществления изобретения, который считается наилучшим в настоящее время.

Для целей настоящего изобретения термин «приблизительно» применительно к любым числовым значениям или диапазонам указывает на приемлемый допуск на размер, который позволяет элементу или совокупности компонентов выполнять функцию, предусмотренную для них в настоящем изобретении. Более конкретно, «приблизительно» или «примерно» может означать диапазон показателей, составляющих ±10% от описываемого показателя, т.е. «около 90%» может означать показатели от 81 до 99%. Кроме того, для целей настоящего документа термины «пациент», «оператор», «пользователь» и «субъект» относятся к любому человеку или животному и не предполагают ограничение области использования систем или способов только человеком, хотя использование предмета изобретения пациентом, который является человеком, представляет собой предпочтительный вариант осуществления изобретения. Для целей настоящего документа термин «осциллирующий сигнал» относится к сигналу(ам) напряжения или сигналу(ам) тока, которые соответственно меняют полярность, или изменяют направление тока, или являются разнонаправленными. Также для целей настоящего документа термины «электрический сигнал» или «сигнал» предполагают включение сигнала постоянного тока, сигнала переменного тока или любого сигнала электромагнитного спектра. Термины «процессор», «микропроцессор» или «микроконтроллер» предполагают схожее значение и предполагают взаимозаменяемое использование. Используемый в настоящей заявке термин «подача сигнала оповещения» и его вариации означает выдачу текстового, звукового или визуального сигнала либо любого их сочетания для пользователя. Чтобы информировать пользователя о качественной стороне результата, могут обеспечиваться указания, которые посредством красной световой индикации (или мигающего сообщения) будут указывать на то, что полученный результат находится вне желаемых пределов, или что он находится в желаемых пределах посредством зеленой индикации или тому подобное.

На фиг. 1 изображен глюкометр 200, предназначенный для определения уровней аналита (т.е. глюкозы) в крови человека с помощью тестовой полоски, изготовленной с применением способов и технологий, описанных и проиллюстрированных в настоящем документе. Глюкометр 200 может содержать средства ввода пользовательского интерфейса (206, 210, 214), которые могут быть выполнены в форме кнопок, для ввода данных, навигации по меню и выполнения команд. Данные могут содержать величины, отражающие концентрацию аналита и/или информацию, относящуюся к повседневному образу жизни человека. Информация, относящаяся к повседневному образу жизни, может содержать данные о приеме пищи, приеме лекарств, проведении контрольных осмотров состояния здоровья, а также общем состоянии здоровья и уровне физической нагрузки пациента. Глюкометр 200 может также содержать дисплей 204, который можно использовать для отображения измеренных уровней глюкозы и для облегчения ввода информации, относящейся к повседневному образу жизни пациента.

Глюкометр 200 может также содержать первое средство ввода интерфейса пользователя 206, второе средство ввода интерфейса пользователя 210 и третье средство ввода интерфейса пользователя 214. Средства ввода интерфейса пользователя 206, 210 и 214 облегчают ввод и анализ данных, которые хранятся в измерительном устройстве, позволяя пользователю перемещаться в интерфейсе пользователя, который отражается на дисплее 204. Средства ввода интерфейса пользователя 206, 210 и 214 содержат первую маркировку 208, вторую маркировку 212 и третью маркировку 216, которые помогают приводить в соответствие данные, которые вводит пациент, со знаками на дисплее 204.

Измеритель 200 может быть включен, когда тестовую полоску 100 (или ее варианты, описанные в приоритетных заявках) вставляют в коннектор порта полоски 220, а также нажатием и удерживанием в течение короткого промежутка времени первого средства ввода интерфейса пользователя 206 или при выявлении передачи данных через порт обмена данными 218. Глюкометр 200 может быть выключен тогда, когда тестовую полоску 100 (или ее варианты, описанные в приоритетных заявках) вынимают, а также нажатием и удерживанием в течение короткого промежутка времени первого средства ввода интерфейса пользователя 206, нахождением и выбором опции выключения в главном меню экрана или в случае, если ни одна кнопка не будет нажата в течение предопределенного промежутка времени. В качестве опции дисплей 104 может содержать фоновую подсветку.

В одном варианте осуществления глюкометр 200 может быть конфигурирован для того, чтобы не получать входные калибровочные данные, например, от любого внешнего источника при переходе от одной партии тест-полосок на другую партию тест-полосок. Таким образом, в одном возможном варианте осуществления настоящего изобретения измеритель может быть конфигурирован для того, чтобы не получать входные калибровочные данные от внешних источников, таких как интерфейс пользователя (например, средства 206, 210, 214), вставленной тест-полоски, отдельной кодирующей клавиши или кодирующей полоски, порта обмена данными 218. В таком вводе калибровочной информации нет необходимости, если все партии тест-полосок обладают по существу одинаковыми калибровочными характеристиками. Ввод калибровочной информации может состоять из набора значений, приписанных конкретной партии тест-полосок. Например, входная калибровочная информация может содержать значение угла наклона калибровочной прямой для калибровочной прямой и значение отрезка на оси Y для конкретной партии тест-полосок. Калибровочная информация, такая как угол наклона калибровочной прямой и значение отсекаемого отрезка, может быть предварительно задана в измерителе, как описано ниже.

На фиг. 2A показана возможная внутренняя компоновка глюкометра 200. Глюкометр 200 может содержать процессор 300, который в некоторых описанных и проиллюстрированных здесь вариантах осуществления представляет собой 32-битный RISC-микроконтроллер. В предпочтительных описанных и проиллюстрированных здесь вариантах осуществления процессор 300 предпочтительно выбирается из семейства микроконтроллеров со сверхнизким энергопотреблением типа MSP 430 производства компании Texas Instruments, г. Даллас, штат Техас. Процессор может быть двусторонне подключен с помощью портов ввода/вывода 314 к запоминающему устройству 302, которое в некоторых описанных и проиллюстрированных здесь вариантах осуществления представляет собой электронно-перепрограммируемое ПЗУ. Порт обмена данными 218, средства ввода пользовательского интерфейса 206, 210 и 214, а также драйвер дисплея 320 также подключены к процессору 300 посредством портов ввода/вывода 214. Порт обмена данными 218 может подключаться к процессору 300, позволяя таким образом передавать данные между запоминающим устройством 302 и внешним устройством, таким как персональный компьютер. Средства ввода пользовательского интерфейса 206, 210 и 214 непосредственно подключены к процессору 300. Процессор 300 управляет дисплеем 204 с помощью драйвера дисплея 320. При производстве глюкометра 200 в запоминающее устройство 302 может быть предварительно загружена калибровочная информация, такая как наклон партии и значения отрезка, отсекаемого на оси Y для партии. Предварительно загруженная калибровочная информация может быть доступна для процессора 300 и использована процессором 300 после получения подходящего сигнала (например, токового) от полоски через коннектор порта полоски 220 с тем, чтобы рассчитать соответствующий уровень аналита (например, концентрацию глюкозы в крови), используя сигнал и калибровочную информацию без ввода калибровочной информации от какого-либо внешнего источника.

В описанных и проиллюстрированных здесь вариантах осуществления глюкометр 200 может содержать специализированную интегральную микросхему (СИМС) 304 с тем, чтобы обеспечить электронную схему, используемую в измерении уровня глюкозы в крови, которая наносится на тестовую полоску 100 (или ее варианты, описанные в приоритетных заявках), вставленную в коннектор порта полоски 220. Аналоговые напряжения могут подаваться к и от СИМС 304 посредством аналогового интерфейса 306. Аналоговые сигналы от аналогового интерфейса 306 могут быть преобразованы в цифровые сигналы преобразователем аналогового сигнала в цифровой 316. Процессор 300 к тому же содержит ядро 308, ПЗУ 310 (содержащее машинный код), ОЗУ 312 и часы 318. В одном варианте осуществления процессор 300 конфигурирован (или запрограммирован) на блокировку всех средств ввода пользовательского интерфейса, кроме разового ввода по результатам отображения значения аналита блоком дисплея, такого как, например, во время периода после измерения аналита. В альтернативном варианте осуществления процессор 300 конфигурирован (или запрограммирован) на игнорирование ввода информации всеми средствами ввода пользовательского интерфейса, кроме разового ввода по результатам отображения значения аналита блоком дисплея. Подробное описание и иллюстрации глюкометра 200 представлены в публикации Международной заявки на патент № WO 2006040200, которая включена в данную заявку путем упоминания, как если бы она была полностью изложена в этом документе.

На фиг. 3А представлен вид в перспективе с пространственным разделением компонентов примерной тест-полоски 100, которая может содержать семь слоев, нанесенных на подложку 5. Семь слоев, нанесенных на подложку 5, могут включать первый проводящий слой 50 (который может также называться электродным слоем 50), изолирующий слой 16, два накладывающихся слоя реактива 22a и 22b, адгезивный слой 60, который содержит адгезивные участки 24, 26 и 28, гидрофильный слой 70 и верхний слой 80, образующий покрытие 94 для тестовой полоски 100. Тест-полоску 100 можно изготавливать в несколько этапов с последовательным нанесением на подложку 5 проводящего слоя 50, изолирующего слоя 16, слоев реактива 22 и адгезивного слоя 60 при помощи, например, способа трафаретной печати. Заметьте, что электроды 10, 12 и 14 расположены так, чтобы контактировать со слоем реактивов 22a и 22b, в то время как электроды 19a и 20a, замеряющие физические характеристики, расположены отдельно и не контактируют со слоем реактива 22. Гидрофильный слой 70 и верхний слой 80 могут быть нанесены из рулона путем ламинирования на подложку 5 с образованием единого ламината или отдельных слоев. Тест-полоска 100 имеет дистальную часть 3 и проксимальную часть 4, как показано на фиг. 3А.

Тестовая полоска 100 может содержать отсек для размещения образца 92, из которого может быть взята или в который может быть помещена проба физиологической жидкости 95 (фиг. 3B). Пробой физиологической жидкости может быть кровь. Отсек для размещения образца 92 может иметь входное отверстие в проксимальной части и выходное отверстие в боковых кромках тест-полоски 100, как показано на фиг. 3А. Проба жидкости 95 может быть помещена во входное отверстие вдоль оси L-L (фиг. 3B) для заполнения отсека для размещения образца 92, чтобы можно было измерить глюкозу. Все боковые кромки первой адгезивной площадки 24 и второй адгезивной площадки 26, расположенные рядом со слоем реактива 22, определяют стенку отсека для размещения образца 92, как показано на фиг. 3А. Нижняя часть, или «пол», отсека для размещения образца 92 может содержать часть подложки 5, проводящего слоя 50 и изолирующего слоя 16, как показано на фиг. 3А. Верхняя часть, или «крыша», отсека для размещения образца 92 может включать дистальную гидрофильную часть 32, как показано на фиг. 3А. В тест-полоске 100, как показано на фиг. 3A, подложка 5 может быть использована в качестве основы для поддержки последующих слоев. Подложка 5 может быть выполнена в виде листа полиэфира, такого как материал полиэтилентетрафталат (ПЭТФ) (Hostaphan PET, поставляемый компанией Mitsubishi). Подложка 5 может быть представлена в виде рулона номинальной толщиной 350 микрон, шириной 370 миллиметров и длиной приблизительно 60 метров.

Проводящий слой необходим для формирования электродов, которые можно использовать для электрохимического измерения содержания глюкозы. Первый проводящий слой 50 может быть изготовлен из графитовой краски, нанесенной на подложку 5 способом трафаретной печати. В процессе трафаретной печати графитовую краску наносят на трафарет, а затем переносят ее через трафарет при помощи валика. Нанесенную таким образом графитовую краску можно высушить горячим воздухом при температуре приблизительно 140°C. В состав графитовой краски может входить смола VAGH, газовая сажа, графит (KS15) и один или несколько растворителей для смеси смолы, сажи и графита. Более конкретно, графитовая краска может содержать смешанную в соответствующей пропорции газовую сажу:смолу VAGH в соотношении приблизительно 2,90:1 и соотношение графит:газовая сажа в соотношении приблизительно 2,62:1 в графитовой краске.

В тест-полоске 100, как показано на фиг. 3А, первый проводящий слой 50 может содержать стандартный электрод 10, первый рабочий электрод 12, второй рабочий электрод 14, третий и четвертый электроды, замеряющие физические характеристики 19а и 19b, первую контактную площадку 13, вторую контактную площадку 15, контрольную контактную площадку 11, дорожку первого рабочего электрода 8, дорожку второго рабочего электрода 9, дорожку стандартного электрода 7 и детекторную полоску 17. Электроды 19a и 20a, замеряющие физические характеристики, имеют соответствующие токопроводящие дорожки 19b и 20b. Проводящий слой может быть образован из углеродных чернил. Первая контактная площадка 13, вторая контактная площадка 15 и контрольная контактная площадка 11 могут быть выполнены с возможностью электрического соединения с измерительным прибором. Дорожка первого рабочего электрода 8 обеспечивает электрически непрерывный путь от первого рабочего электрода 12 до первой контактной площадки 13. Аналогичным образом, дорожка второго рабочего электрода 9 обеспечивает электрически непрерывный путь от второго рабочего электрода 14 до второй контактной площадки 15. Аналогичным образом, дорожка стандартного электрода 7 обеспечивает электрически непрерывный путь от стандартного электрода 10 до контрольной контактной площадки 11. Детекторная полоска 17 имеет электрическое соединение с контрольной контактной площадкой 11. Токопроводящие дорожки третьего и четвертого электродов 19b и 20b соединены с соответствующими электродами 19a и 20a. Глюкометр в состоянии определять правильность установки тест-полоски 100, измеряя неразрывность цепи между контрольной контактной площадкой 11 и детекторной полоской 17, как показано на фиг. 3А.

Варианты тестовой полоски 100 (фиг. 3A, 3B, 3С или 3D) представлены в приоритетных заявках заявителей с серийными номерами 61/581087; 61/581089; 61/581099 и 61/581100, все поданные в один день 29 декабря 2011 г., и в предварительной заявке на патент США с серийным №61/654013, поданной 31 мая 2012 г. В намерения заявителей входит то, чтобы область изобретения охватывала все разнообразие тестовых полосок, описанных в этих ранее поданных заявках.

В варианте осуществления, представленном на фиг. 3B, который является вариантом тестовой полоски, показанной на фиг. 3A, дополнительный электрод 10a является продолжением любого из множества электродов 19a, 20a, 14, 12 и 10. Необходимо отметить, что встроенный экранированный или заземленный электрод 10a используется для уменьшения или устранения любой емкостной связи между пальцем или телом пользователя и электродами, замеряющими характеристики 19a и 20a. Заземленный электрод 10a направляет емкостную связь прочь от чувствительных электродов 19a и 20a. Для осуществления этого заземленный электрод 10a может быть соединен с любым другим из пяти электродов или с собственной контактной площадкой (и токопроводящей дорожкой) для заземления измерительного прибора вместо одного и более контактных площадок 15, 17, 13 через соответствующие токопроводящие дорожки 7, 8 и 9. В предпочтительном варианте осуществления заземленный электрод 10a соединен с одним из трех электродов, на которые нанесен реактив 22. В наиболее предпочтительном варианте осуществления заземленный электрод 10a соединен с электродом 10. Наличие заземленного электрода позволяет соединить его со стандартным электродом (10), избегая тем самым воздействия дополнительных токов на работу электродов. Эти токи могут приходить от воздействующих соединений в образце. Более того, считается, что соединение экранированного или заземленного электрода 10a с электродом 10 эффективно увеличивает размер антиэлектрода 10, который может стать ограничивающим фактором, особенно при мощных сигналах. В варианте осуществления, представленном на фиг. 3B, расположение реагента организовано таким образом, что он не контактирует с электродами 19a и 20a. В качестве альтернативы в варианте осуществления, представленном на фиг. 3C, расположение реагента 22 организовано таким образом, что он контактирует по меньшей мере с одним из чувствительных электродов 19a и 20a.

В альтернативной версии тест-полоски 100, представленной на фиг. 3D, верхний слой 38, слой гидрофильной пленки 34 и разделительный слой 29 были соединены вместе для образования интегрированного блока для соединения с подложкой 5 со слоем реагента 22', расположенного проксимально по отношению к слою изоляции 16'.

Как показано на фиг. 3B, электроды для измерения определяемых веществ 10, 12 и 14 располагаются практически в том же сочетании, что и на фиг. 3A, 3C или 3D. Как вариант, электроды, детектирующие физическую характеристику (например, гематокрит), могут быть расположены отдельно друг от друга, при этом электрод 19а располагается проксимально ко входу 92а тестовой камеры 92, а другой электрод 20а располагается на противоположном конце тестовой камеры 92 (изображенной на фиг. 3В заявок на приоритет) или оба замеряющих электрода располагаются дистальнее входа 92а (фиг. 3С и 3D заявок на приоритет). По меньшей мере один электрод биосенсора расположен так, чтобы касаться слоя реагента 22.

На фиг. 3C, 3D, 3E и 3F электроды для определения физических характеристик (например, гематокрит) 19a и 20a примыкают друг другу и могут располагаться на противоположном конце входа 92а в тестовую камеру 92 рядом и снизу от электрода 14 вдоль оси L-L или рядом со входом 92а (фиг. 3A-3E и 3F). Во всех этих вариантах осуществления изобретения электроды для детектирования физических характеристик располагаются на некотором расстоянии от слоя реагента 22, чтобы на эти электроды для определения физических характеристик не оказывала влияние электрохимическая реакция реагента в присутствии образца жидкости (например, крови или интерстициальной жидкости), содержащей глюкозу.

Как известно, обычные электрохимические тестовые полоски для определения аналитов используют рабочий электрод и связанный с ним противоэлектрод, а также слой ферментного реагента для того, чтобы содействовать электрохимической реакции с выбранны