特許 6282649 グルコースバイオセンサにおける干渉物質を説明するためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6282649

(24)【登録日】2018年2月2日

(45)【発行日】2018年2月21日

(54)【発明の名称】グルコースバイオセンサにおける干渉物質を説明するためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/416 20060101AFI20180208BHJP

   G01N 27/327 20060101ALI20180208BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/416 338

   G01N27/327 353R

【請求項の数】23

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2015-523610(P2015-523610)

(86)(22)【出願日】2013年7月23日

(65)【公表番号】特表2015-522829(P2015-522829A)

(43)【公表日】2015年8月6日

(86)【国際出願番号】GB2013051957

(87)【国際公開番号】WO2014016578

(87)【国際公開日】20140130

【審査請求日】2016年4月21日

(31)【優先権主張番号】13/556,923

(32)【優先日】2012年7月24日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502328710

【氏名又は名称】ライフスキャン・スコットランド・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(72)【発明者】

【氏名】マクフィー ギャヴィン

(72)【発明者】

【氏名】リュウ ズイファン

【審査官】 土岐 和雅

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−３０４３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０００−５００５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−０６０９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２５６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０８１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５０５００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第００３９６７８８（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２５８４５１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ２７／２６〜２７／２９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

分析物測定システムであって、
少なくとも２つの電極を有し、前記少なくとも２つの電極と隣接するように配置された試薬を備えたバイオセンサと、
分析物測定器と、
を含み、
前記分析物測定器は、
電源と、
データ保存用のメモリと、
前記電源及び前記メモリと連結されたマイクロプロセッサと
を含み、
前記バイオセンサと前記マイクロプロセッサは、
正及び負の電気パルスを、正負の順番で、前記少なくとも２つの電極に、複数の正の電気パルスと共にシーケンスで印加し、少なくとも１つの正の電気パルスの電圧は、少なくとも１つの離散間隔中、概ね一定の大きさであり、かつ、少なくとも１つの負の電気パルスの電圧は、少なくとも１つの離散間隔中、概ね一定の大きさであり、
第１の電気パルスを除く複数の電気パルスのそれぞれについて、少なくとも２つの電極から、所定時間中に、少なくとも１つの電流出力を獲得し、
前記少なくとも１つの電流出力に基づいて分析物濃度を計算する、ことにより、生理学的試料中の分析物濃度を測定するように構成されている、分析物測定システム。

【請求項2】

分析物測定システムであって、
少なくとも２つの電極を有し、前記少なくとも２つの電極と隣接するように配置された試薬を備えたバイオセンサと、
分析物測定器と、
を含み、
前記分析物測定器は、
電源と、
データ保存用のメモリと、
前記電源及び前記メモリと連結されたマイクロプロセッサと
を含み、
前記バイオセンサと前記マイクロプロセッサは、
正及び負の電気パルスを、正負の順番で、前記少なくとも２つの電極に、複数の電気パルスと共にシーケンスで印加し、前記電気パルスは離散間隔を通じて印加され、各間隔中、前記正の電気パルスのそれぞれの電圧は、概ね一定の大きさであり、少なくとも１つの負の電気パルスの電圧は、概ね一定の大きさであり、
第１の正のパルスを除き、少なくとも１つの正の電気パルスをシーケンスで印加したことにより、第１の所定時間のそれぞれについて、前記少なくとも２つの電極から、少なくとも第１の電流出力を獲得し、
少なくとも１つの負の電気パルスをシーケンスで印加したことにより、第２の所定時間のそれぞれについて、前記少なくとも２つの電極から、少なくとも第２の電流出力を獲得し、
前記第１及び第２の電流出力のうち少なくとも１つに基づいて、分析物濃度を計算する、ことにより、生理学的試料中の分析物濃度を測定するように構成されている、分析物測定システム。

【請求項3】

前記バイオセンサが基板を含み、前記基板上に前記少なくとも２つの電極が配置され、前記少なくとも２つの電極が３つの電極を備え、前記３つのうち１つは参照電極であり、前記３つのうち２つは作用電極である、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記少なくとも１つの電流出力が、最後の電気パルスの負の電流出力を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記マイクロプロセッサが、以下の形式の式によって、前記分析物濃度の計算をするように構成されている、請求項４に記載のシステム：

【数1】

式中、
Ｉ_Ｎは、前記シーケンスの最後の電気パルスからの負の電流出力を含み、
勾配は、バイオセンサバッチの校正検査から得られた値を含み、特定のバイオセンサは前記バイオセンサバッチに由来し、
切片は、バイオセンサバッチの校正検査から得られた値を含み、特定のバイオセンサは前記バイオセンサバッチに由来する。

【請求項6】

前記マイクロプロセッサが、以下の形式の式によって、前記分析物濃度の計算をするように構成されている、請求項２に記載のシステム：

【数2】

式中、
Ｉ_Ｅは、第１の電流出力Ｉ_Ｐ及び第２の電流出力Ｉ_Ｎの平均を含み、
Ｉ_Ｐは、少なくとも１つの電流出力、又は前記第１の正のパルスを除く正のパルスのそれぞれから測定された第１の出力電流の平均電流出力を含み、
Ｉ_Ｎは、少なくとも１つの電流出力、又は前記シーケンス中の負のパルスのそれぞれから測定された第２の出力電流の平均電流出力を含み、
勾配は、バイオセンサバッチの校正検査から得られた値を含み、特定のバイオセンサは前記バイオセンサバッチに由来し、
切片は、バイオセンサバッチの校正検査から得られた値を含み、特定のバイオセンサは前記バイオセンサバッチに由来する。

【請求項7】

前記シーケンスが、ｋの数のパルスを含み、前記第１の出力電流及び前記第２の出力電流のそれぞれが、ｋの数のパルスのそれぞれにおける所定時間中に測定された出力電流を含む、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記第１の出力電流のそれぞれが、ｋパルスシーケンスの各パルスにおける所定時間中の前記正の出力電流の合計を含む、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記第２の出力電流のそれぞれが、ｋパルスシーケンスの各パルスにおける所定時間中の前記負の出力電流の合計を含む、請求項７に記載のシステム。

【請求項10】

ｋの数が少なくとも２である、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記マイクロプロセッサが、以下の形式の式によって、前記分析物濃度の計算をするように構成されている、請求項５に記載のシステム：

【数3】

式中、
Ｉ_Ｐは、前記シーケンス中の前記第１の正の電気パルスを除く、前記シーケンスの正の電気パルスから測定された平均出力電流を含み、
勾配は、バイオセンサバッチの校正検査から得られた値を含み、特定のバイオセンサは前記バイオセンサバッチに由来し、
切片は、バイオセンサバッチの校正検査から得られた値を含み、特定のバイオセンサは前記バイオセンサバッチに由来する。

【請求項12】

前記分析物濃度が、前記分析物濃度Ｇ_Ｐ及びＧ_Ｎの合計の平均を含む、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

パルスシーケンスが、ｋの数のパルスを含み、第１の電流が、ｋパルスシーケンスの各パルスにおける第１の所定時間中の電流出力の平均を含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項14】

パルスシーケンスが、ｋの数のパルスを含み、第１の電流が、ｋパルスシーケンスの各パルスにおける第１の所定時間中の電流出力の合計を含み、ｋが少なくとも２である任意の整数を含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項15】

パルスシーケンスが、ｋの数のパルスを含み、第２の電流が、ｋパルスシーケンスの各パルスにおける第２の所定時間中の電流出力の平均を含み、ｋが少なくとも２である任意の整数を含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項16】

パルスシーケンスが、ｋの数のパルスを含み、第２の電流が、ｋパルスシーケンスの各パルスにおける第２の所定時間中の電流出力の合計を含み、ｋが少なくとも２である任意の整数を含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項17】

第１及び第２の所定時間のそれぞれが、ほぼ同じ時間を含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項18】

第１の所定時間が、約２００ミリ秒を含み、第２の所定時間が、約２００ミリ秒を含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項19】

前記正の電気パルスの大きさが、約４００ミリボルトを含み、前記負の電気パルスの大きさが、約−４００ミリボルトを含む、請求項３に記載のシステム。

【請求項20】

前記正の電気パルスの持続時間が、約０．５秒〜約５秒を含む、請求項３に記載のシステム。

【請求項21】

前記負の電気パルスの持続時間が、約０．５秒〜約５秒を含む、請求項３に記載のシステム。

【請求項22】

電源及びメモリと連結されたマイクロプロセッサを有する分析物測定器と、少なくとも２つの電極上に配置された試薬を有するバイオセンサとを用いて、生理学的試料中の分析物濃度を測定する方法であって、
前記バイオセンサの前記少なくとも２つの電極に隣接する前記試薬上に、生理学的流体試料を堆積させる工程と、
複数の正及び負の電気パルスを、前記少なくとも２つの電極に、複数の正の電気パルスと共にシーケンスで印加する工程であって、前記シーケンスの最初は正の電気パルスであり、かつ、前記シーケンスの最後から２番目のパルスは少なくとも１つの正の電気パルスであり、前記印加する工程は、
離散時間間隔にわたり及び各間隔中に、前記複数の正の電気パルスを推進する工程であって、前記正の電気パルスのそれぞれの電圧は概ね一定の大きさである、工程と、
少なくとも１つの離散時間間隔にわたり及び前記少なくとも１つの離散間隔中に、少なくとも１つの負の電気パルスを推進する工程であって、前記少なくとも１つの負の電気パルスの電圧は概ね一定の大きさである、工程と、を含む、印加する工程と、
前記シーケンス中の少なくとも１つの正の電気パルスの印加により、前記少なくとも２つの電極から、前記シーケンスの最初の正の電気パルスを印加している時間を除く第１の所定時間中、第１の電流出力を測定する工程と、
前記シーケンス中の少なくとも１つの負の電気パルスの印加により、前記少なくとも２つの電極から、第２の所定時間中、第２の電流出力を測定する工程と、
前記第１及び第２の電流出力のうち少なくとも１つに基づいて、分析物濃度を決定する工程と、
前記決定する工程から、分析物濃度を表示する工程と、を含む、方法。

【請求項23】

前記決定する工程が、以下の形式の式による分析物濃度の計算を含む、請求項２２に記載の方法：

【数4】

式中、
Ｉ_Ｅは、前記第１の電流出力Ｉ_Ｐ及び前記第２の電流出力Ｉ_Ｎの平均を含み、
Ｉ_Ｐは、前記第１の正のパルスを除く正のパルスのそれぞれから測定された前記第１の出力電流の平均電流出力を含み、
Ｉ_Ｎは、前記シーケンス中の負のパルスのそれぞれから測定された前記第２の出力電流の平均電流出力を含み、
勾配は、バイオセンサバッチの校正検査から得られた値を含み、特定のバイオセンサは前記バイオセンサバッチに由来し、
切片は、バイオセンサバッチの校正検査から得られた値を含み、特定のバイオセンサは前記バイオセンサバッチに由来する。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、グルコースバイオセンサにおける干渉物質を説明するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬｉｆｅＳｃａｎ，Ｉｎｃ．から入手可能なＯｎｅＴｏｕｃｈ（登録商標）Ｕｌｔｒａ（登録商標）全血試験キットに使用されるもの等の、電気化学的グルコース試験ストリップは、糖尿病の患者からの血液試料中のグルコースの濃度を測定するように設計される。グルコースの測定は、酵素であるグルコースオキシダーゼ（ＧＯ）によるグルコースの物理的転換（つまり、選択酸化）を基本とすることができる。グルコースバイオセンサにおいて生じうる反応は、下式１及び２にまとめられる。
式１ グルコース＋ＧＯ_（ｏｘ）→グルコン酸＋ＧＯ_{（ｒｅｄ）}
式２ ＧＯ_{（ｒｅｄ）}＋２Ｆｅ（ＣＮ）_６^３−ＧＯ_（ｏｘ）＋２Ｆｅ（ＣＮ）_６^４−

【0003】

式１に示されるように、グルコースは、グルコースオキシダーゼ（ＧＯ_（ｏｘ））の酸化型によってグルコン酸に酸化される。ＧＯ_（ｏｘ）は、「酸化型酵素」をいう場合もあることに留意すべきである。式１における化学反応中、酸化型酵素ＧＯ_（ｏｘ）は、その還元された状態へと転換され、これは、ＧＯ_{（ｒｅｄ）}として示される（つまり、「還元型酵素」）。次に、還元型酵素ＧＯ_{（ｒｅｄ）}は、式２に示されるように、Ｆｅ（ＣＮ）_６^３−（酸化型伝達体又はフェリシアニドと呼ばれる）との反応によってＧＯ_（ｏｘ）に再酸化される。ＧＯ_{（ｒｅｄ）}をその酸化状態であるＧＯ_（ｏｘ）へと再生成又は転換する間、Ｆｅ（ＣＮ）_６^３−は、Ｆｅ（ＣＮ）_６^４−へと還元される（還元型伝達体又はフェロシアニドと呼ばれる）。

【0004】

前述の反応が、２つの電極間に検査電圧が印加された状態で行われるとき、電極表面での還元伝達体の電気化学再酸化によって試験電流を生成することができる。したがって、理想的な環境では、上記の化学反応において生成されるフェロシアニドの量は電極間に配置される試料中のグルコースの量と正比例するため、発生する検査電流は、試料のグルコース含量に比例することになる。フェリシアニドなどの伝達体は、グルコースオキシダーゼなどの酵素から電子を受けとった後、この電子を電極に渡す化合物である。試料中のグルコース濃度が高くなると、生成される還元型伝達体の量も増えるため、還元型伝達体の再酸化によって生じる検査電流とグルコース濃度との間には直接的な関係がある。具体的には、電気的界面をまたいだ電子の移動によって、検査電流の流れが生じる（酸化されるグルコース１モルにつき２モルの電子）。したがって、グルコースの導入により生じる検査電流はグルコース電流と呼ぶこともできる。

【0005】

特に糖尿病を患う人々にとって、血液中のグルコース濃度を知ることは非常に重要でありうることから、一般人であっても任意の所与の時間帯において血液を試料として抽出し検査することで自らのグルコース濃度を測定できるように、上述の原理を用いて、一時的グルコース測定器又は連続的グルコースモニターの形態のグルコース測定器が開発されてきた。生成されたグルコース電流は、グルコース測定器により検出され、単純な数式によって試験電流をグルコース濃度に関連付けるアルゴリズムを用いて、グルコース濃度へと変換される。グルコース測定器の一般的な形態においては、グルコース測定器は、酵素（例えば、グルコース酸化酵素）及び伝達体（例えば、フェリシアニド）に加えて、試料受け取りチャンバ、及び試料受け取りチャンバ内に配置された少なくとも２つの電極を含みうる、バイオセンサ（使いきり）と共に動作する。使用中、ユーザーは、出血を誘発するために彼らの指又は他の都合の良い部位を穿刺し、血液試料を試料受け取りチャンバに導入することによって、上記に示した化学反応を開始させる。

【0006】

電気化学的センサを用いてグルコースを測定する場合、それらの測定は、血液試料中の内因性及び外因性物質（干渉化合物）の存在に起因する測定誤差の影響を受けやすい。これらの干渉化合物は、２つのメカニズムを通じて測定誤差を生じさせる。第１に、干渉化合物は、電極表面で直接に酸化され、電流誤差を発生させうる。第２に、干渉化合物は、伝達体と反応して、電流誤差を発生させうる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

出願者は、主として、バイオセンサへのパルス信号入力を用いて、かつ、バイオセンサからの少なくとも１つの特異的な出力を選択して、流体試料中に存在しうる干渉化学物質による影響が少ない分析物濃度を測定することによる、分析物測定器及びバイオセンサを用いた分析物測定の精度改善を可能にする技術の様々な実施形態を発見した。特に、出願者は、試料を備えた電気化学的センサに正の電位を印加したときはいつでも、試料が次の３つのメカニズムを通じて電流レスポンスを生成することを発見した：（１）酵素反応に起因する、好適な還元受容体（例えば、フェロシアニド）の酸化を通じて、分析物信号が生成される、（２）血液中の干渉化合物による受容体の還元に起因する、還元受容体の酸化を通じて、干渉信号が生成される、及び（３）血液中における干渉化合物の直接的酸化を通じて、干渉信号が生成される。他方で、正の電位に引き続き、負の電位が試料に印加された場合においては、試料は次の２つのメカニズムを通じて電流レスポンスを生成する：（１）正のパルス中に生成された還元受容体の酸化形態（例えば、フェリシアニド）が、負のパルス中、その原形態（例えば、フェロシアニド）に還元される、及び（２）電気化学的に可逆な任意の干渉化合物が、それらの初期形態へと還元される。出願者は、電気化学的に不可逆な任意の干渉化合物は、それらの初期形態へと還元されず、したがって、後続のパルスに対して干渉信号をもたらしえないことに注目する。それ故に、血液中の電気化学的に不可逆な干渉化合物の直接的酸化に起因する干渉信号が、低減される。したがって、最初の負のパルス中及び後続の正のパルス中の双方で測定された電流反応では、電気化学的に不可逆な干渉化合物の寄与が低減されている。以上の議論から得られる結果として、正及び負の電圧パルスの双方を含む「パルス状」波形、初期又は後続の負のパルスのいずれかに印加したことに起因する電流反応を使用した分析物測定、又は負のパルスに引き続いて印加された正のパルスの印加に起因する電流反応を使用した分析物測定においては、血液試料中の不可逆的かつ電気化学的な活性干渉化合物の存在による誤差電流、及びすなわち分析物測定における測定誤差は、単一かつ正の電圧パルスの印加に起因する電流反応を使用した分析物測定の場合に対して、「パルス状」波形の場合には、低減される。

【0008】

以上の発見に基づいて、出願者は、一態様として、バイオセンサと、分析物測定器とを含む分析物測定システムを案出した。バイオセンサは、少なくとも２つの電極と、その少なくとも２つの電極と隣接するように配置された試薬を備えている。分析物測定器は、電源と、データ保存用メモリと、マイクロプロセッサとを含む。マイクロプロセッサは、電源及びメモリ、並びにバイオセンサと連結されている。マイクロプロセッサは、正及び負の電気パルスを、前記少なくとも２つの電極に、複数の正の電気パルスと共にシーケンスで印加し、ここで、少なくとも１つの正の電気パルスの電圧は、少なくとも１つの離散間隔中、概ね一定の大きさであり、かつ、少なくとも１つの負の電気パルスの電圧は、少なくとも１つの離散間隔中、概ね一定の大きさであり；第１の電気パルスを除く複数の電気パルスのそれぞれについて、少なくとも２つの電極から、所定時間中に、少なくとも１つの電流出力を獲得し；少なくとも１つの電流出力に基づいて、分析物濃度を計算する、ことにより、生理学的試料中の分析物濃度を測定するように構成されている。

【0009】

第２の態様では、バイオセンサと、分析物測定器とを含む、分析物測定システムを提供する。バイオセンサは、少なくとも２つの電極と、その少なくとも２つの電極と隣接するように配置された試薬を備えている。分析物測定器は、電源と、データ保存用メモリと、マイクロプロセッサとを含む。マイクロプロセッサは、電源及びメモリ、並びにバイオセンサと連結されている。マイクロプロセッサは、正及び負の電気パルスを、少なくとも２つの電極に、複数の電気パルスと共にシーケンスで印加し、ここで、電気パルスは離散間隔を通じて印加され、各間隔中、正の電気パルスのそれぞれの電圧は、概ね一定の大きさであり、少なくとも１つの負の電気パルスの電圧は、概ね一定の大きさであり；第１の正のパルスを除き、少なくとも１つの正の電気パルスをシーケンスで印加したことにより、第１の所定時間のそれぞれについて、少なくとも２つの電極から、少なくとも第１の電流出力を獲得し；少なくとも１つの負の電気パルスをシーケンスで印加したことにより、第２の所定時間のそれぞれについて、少なくとも２つの電極から、少なくとも第２の電流出力を獲得し；第１及び第２の電流出力のうち少なくとも１つに基づいて、分析物濃度を計算する、ことにより、生理学的試料中の分析物濃度を測定するように構成されている。

【0010】

第３の態様では、分析物測定器及びバイオセンサを用いて、生理学的試料中の分析物濃度を測定する方法を提供する。測定器は、電源及びメモリと連結されたマイクロプロセッサを備えている。バイオセンサは、少なくとも２つの電極上に配置された試薬を備えている。この方法は、バイオセンサの少なくとも２つの電極に隣接する前記試薬上に、生理学的流体試料を堆積させる工程と；複数の正及び負の電気パルスを、少なくとも２つの電極に、複数の正の電気パルスと共にシーケンスで印加する工程であって、シーケンスの最初は正の電気パルスであり、かつ、シーケンスの最後から２番目のパルスは少なくとも１つの正の電気パルスであり、この印加工程は、離散時間間隔にわたり及び各間隔中に、複数の正の電気パルスを推進する工程であって、正の電気パルスのそれぞれの電圧は概ね一定の大きさである、工程と、少なくとも１つの離散時間間隔にわたり及び少なくとも１つの離散間隔中に、少なくとも１つの負の電気パルスを推進する工程であって、少なくとも１つの負の電気パルスの電圧は概ね一定の大きさである、工程と、を含む、印加する工程と；シーケンス中の少なくとも１つの負の電気パルスの印加により、少なくとも２つの電極から、第１の所定時間中、第１の電流出力を測定する工程と；シーケンス中の少なくとも１つの負の電気パルスの印加により、少なくとも２つの電極から、第２の所定時間中、第２の電流出力を測定する工程と；第１及び第２の電流出力のうち少なくとも１つに基づいて、分析物濃度を決定する工程と；決定する工程から、分析物濃度を表示する工程と、を含む。

【0011】

以上の態様のそれぞれについて、次の各特徴を、単独で、又はここで説明する他の特徴と共に、用いてもよい。例えば、バイオセンサは基板を含んでいてもよく、この基板上に少なくとも２つの電極が配置され、この少なくとも２つの電極は３つの電極を備えていてもよく、３つのうち１つは参照電極であり、３つのうち２つは作用電極であり、少なくとも１つの電流出力は、最後の電気パルスの負の電流出力であってよく、マイクロプロセッサは、次の形の式によって、分析物濃度の計算をするように構成されている：

【0012】

【数1】

式中、
Ｉ_Ｎは、シーケンスの最後の電気パルスからの負の電流出力であってよく、
勾配は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値であってよく、
切片は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値であってよい。

【0013】

あるいは、マイクロプロセッサは、次の形の式によって、分析物濃度の計算をするように構成されている：

【0014】

【数2】

式中、
Ｉ_Ｅは、第１の電流出力Ｉ_Ｐ及び第２の電流出力Ｉ_Ｎの平均であってよく、
Ｉ_Ｐは、少なくとも１つの電流出力、又は第１の正のパルスを除く正のパルスのそれぞれから測定された第１の出力電流の平均電流出力であってよく、
Ｉ_Ｎは、少なくとも１つの電流出力、又はシーケンス中の負のパルスのそれぞれから測定された第２の出力電流の平均電流出力であってよく、
勾配は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値であってよく、
切片は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値であってよい。

【0015】

ここでも、次の各特徴を用いてもよい。例えば、第１の出力電流及び第２の出力電流のそれぞれは、ｋの数のパルスのそれぞれにおける所定時間中に測定された出力電流であってよく、第１の出力電流のそれぞれは、ｋパルスシーケンスの各パルスにおける所定時間中の正の出力電流の合計であってよく、第２の出力電流のそれぞれは、ｋパルスシーケンスの各パルスにおける所定時間中の負の出力電流の合計であってよく、ｋは少なくとも２である任意の整数であってよく、マイクロプロセッサは、次の形の式によって、分析物濃度の計算をするように構成されている：

【0016】

【数3】

式中、
Ｉ_Ｐは、シーケンス中の第１の正の電気パルスを除く、シーケンスの正の電気パルスから測定された平均出力電流であってよく、
勾配は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値であってよく、
切片は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値であってよい。

【0017】

更に、次の各特徴を、単独で、又は他の特徴と共に、用いてもよい。分析物濃度は、分析物濃度Ｇ_Ｐ及びＧ_Ｎの合計の平均であってよく、第１の電流は、ｋパルスシーケンスの各パルスにおける第１の所定時間中の電流出力の平均であってよく、第１の電流は、ｋパルスシーケンスの各パルスにおける第１の所定時間中の電流出力の合計であってよく、第２の電流は、ｋパルスシーケンスの各パルスにおける第２の所定時間中の電流出力の平均であってよく、第２の電流は、ｋパルスシーケンスの各パルスにおける第２の所定時間中の電流出力の合計であってよく、第１及び第２の所定時間のそれぞれは、ほぼ同じ時間であってよく、第１の所定時間は、約２００ミリ秒であってよく、第２の所定時間は、約２００ミリ秒であってよく、電気パルスのシーケンスは、約４つの電気パルスであってよく、電気パルスのシーケンスは、約６つの電気パルスであってよく、電気パルスのシーケンスは、約１０の電気パルスであってよく、正の電気パルスの大きさは、約４００ミリボルトであってよく、負の電圧パルスの大きさは、約−４００ミリボルトであってよく、正の電気パルスの持続時間は、ほぼ、約０．５秒〜約５秒の範囲における任意の長さであってよく、負の電気パルスの持続時間は、ほぼ、約０．５秒〜約５秒の範囲における任意の長さであってよい。

【0018】

これら及び他の実施形態、特徴並びに利点は、以下に述べる本発明の例示的な実施形態のより詳細な説明を、はじめに下記に簡単に述べる付属の図面とあわせて参照することによって当業者にとって明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0019】

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす添付図面は、本発明の目下好ましい実施形態を示したものであって、上記に述べた一般的説明及び以下に述べる詳細な説明と共に、本発明の特徴を説明する役割を果たすものである（同様の数字は、同様の要素を表す）。

【図1】分析物測定システムを示す。

【図2】測定器２００の構成要素の簡略化された概略形態を示す。

【図3A】図１のシステムのバイオセンサ１００を示す。

【図3B】図１のシステムの代替的なバイオセンサ１００’を示す。

【図4A】既知のシステムの付加電位に対応する時間のグラフを示す。

【図4B】既知のシステムのバイオセンサからの出力電流に対応する時間のグラフを示す。

【図5A】好ましい実施形態のバイオセンサへと推進された４つの電気パルスのグラフを示す。

【図5B】図５Ａの入力パルスに起因する、バイオセンサからの４つの対応する出力パルスのグラフを示す。

【図6A】好ましい実施形態のバイオセンサへと推進された６つの電気パルスのグラフを示す。

【図6B】図６Ａの入力パルスに起因する、図５Ａの入力パルスに起因する、バイオセンサからの６つの対応する出力パルスのグラフを示す。

【図7A】図５Ａのパルスに類似するが、図５Ａのパルスよりも長い持続時間を有し、好ましい実施形態のバイオセンサへと推進された４つの電気パルスのグラフを示す。

【図7B】図７Ａの入力パルスに起因する、バイオセンサからの４つの対応する出力パルスのグラフを示す。

【図8A】好ましい実施形態のバイオセンサへと推進された１０の電気パルスのグラフを示す。

【図8B】図８Ａの１０の入力パルスに起因する、バイオセンサからの１０の対応する出力パルスのグラフを示す。

【図9A】本明細書で開示する技法と共に用いることができる他のパルス波形を示す。

【図9B】本明細書で開示する技法と共に用いることができる他のパルス波形を示す。

【図9C】本明細書で開示する技法と共に用いることができる他のパルス波形を示す。

【図9D】本明細書で開示する技法と共に用いることができる他のパルス波形を示す。

【図10A】測定試料に対する干渉物質として尿酸が付加された場合におけるバイアスの低減を示す。

【図10B】測定試料に対する干渉物質として尿酸が付加された場合におけるバイアスの低減を示す。

【図11】既知のシステム及び基準データムと比較して、出願者の発明した技法を用いながら、他の干渉物質（例えば、ドーパミン、アセトアミノフェン、又はアスコルビン酸）が測定試料に付加された場合におけるバイアスの低減を示す。

【図12】既知のシステム及び基準データムと比較して、出願者の発明した技法を用いながら、他の干渉物質（例えば、ドーパミン、アセトアミノフェン、又はアスコルビン酸）が測定試料に付加された場合におけるバイアスの低減を示す。

【図13】既知のシステム及び基準データムと比較して、出願者の発明した技法を用いながら、他の干渉物質（例えば、ドーパミン、アセトアミノフェン、又はアスコルビン酸）が測定試料に付加された場合におけるバイアスの低減を示す。

【図14】本明細書で記述する技法に基づいたグルコース濃度の測定方法に関する論理図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下の詳細な説明は、図面を参照しつつ読まれるべきもので、異なる図面中、同様の要素は同様の符号にて示してある。図面は必ずしも一定の縮尺を有さず、選択した実施形態を示したものであって、本発明の範囲を限定するものではない。詳細な説明は、本発明の原理を限定するものではなく、あくまでも例として説明するものである。この説明文は、当業者による発明の製造及び使用を明確に可能ならしめるものであり、出願時における発明を実施するための最良の形態と考えられるものを含む、発明の複数の実施形態、適応例、変形例、代替例及び使用例を述べるものである。

【0021】

本明細書で任意の数値や数値の範囲について用いる「約」又は「およそ」という用語は、構成要素の部分又は構成要素の集合が、本明細書で述べるその所望の目的に沿って機能することを可能とするような適当な寸法の許容範囲を示すものである。更に、本明細書で用いる「患者」、「ホスト」及び「対象」という用語は、任意のヒト又は動物の対象を指し、システム又は方法をヒトにおける使用に限定することを目的としたものではないが、ヒト患者における本発明の使用は好ましい実施形態を代表するものである。

【0022】

図１は、本明細書で例示及び記述する方法及び技法に基づき製造されたバイオセンサと共に、個人の血液中の分析物レベルを検査するための、分析物測定器２００を図示する。分析物測定器２００は、ユーザーインターフェース入力装置（２０６、２１０、２１４）を含み、これらのインターフェース入力装置は、データ入力、メニューナビゲーション、及びコマンド実行のために、ボタン形式であってよい。データには、分析物濃度及び／又は個人の日常の生活習慣に関連した情報を表す値を挙げることができる。日常の生活習慣に関連した情報には、個人の食物摂取、医薬使用、健康チェックの実施、全身の健康状態、及び運動レベルを挙げることができる。分析物測定器２００はまた、測定された分析物レベルを報告するため、及びライフスタイル関連情報の入力を容易にするために用いることができる、ディスプレイ２０４を含んでもよい。

【0023】

分析物測定器２００は、第１のユーザーインターフェース入力装置２０６、第２のユーザーインターフェース入力装置２１０、及び第３のユーザーインターフェース入力装置２１４を含んでもよい。ユーザーインターフェース入力装置２０６、２１０、及び２１４は、試験デバイス内に保存されたデータの入力及び分析を促進し、利用者がディスプレイ２０４上に表示されたユーザーインターフェースを介してナビゲートすることが可能になる。ユーザーインターフェース入力装置２０６、２１０、及び２１４は、第１のマーキング２０８、第２のマーキング２１２、及び第３のマーキング２１６を含み、それらは、ユーザーインターフェース入力装置をディスプレイ２０４上の文字と相互に関連付けるのに役立つ。

【0024】

分析物測定器２００は、バイオセンサ１００をストリップポートコネクタ２２０に挿入すること、第１のユーザーインターフェース入力装置２０６を押し込んで短時間押し続けること、又はデータポート２１８においてデータトラフィックの検出をすることによって、作動させてもよい。分析物測定器２００は、バイオセンサ１００を取り外すこと、第１のユーザーインターフェース入力装置２０６を押し込んで短時間押し続けること、メインメニュー画面からナビゲートして測定器オフの選択肢を選択すること、又は所定時間の間いかなるボタンも押さずにいることによって、動作を停止させてもよい。ディスプレイ１０４は、任意に、バックライトを含むことができる。

【0025】

一実施形態では、分析物測定器２００は、第１のバイオセンサバッチから第２のバイオセンサバッチに切り替えたときに、例えば任意の外部ソースから、校正入力を受信しないように構成してもよい。それ故、例示的な一実施形態では、測定器は、（入力装置２０６、２１０、２１４などの）ユーザーインターフェース、挿入される試験ストリップ、別個のコードキー又はコードストリップ、データポート２１８などの外部ソースからの校正入力を受信しないように構成される。このような校正入力は、バイオセンサバッチのすべてが、ほぼ均一な校正特性を有する場合には、必要ない。校正入力は、特定のバイオセンサバッチに属する一連の値としてもよい。例えば、校正入力は、特定のバイオセンサバッチにおけるバッチ勾配及びバッチ切片値を含んでもよい。バッチ傾き及び切片値などの校正入力は、下記に記載するように、測定器内で予備設定されうる。

【0026】

図２を参照すると、分析物測定器２００の例示的な内部レイアウトが示されている。分析物測定器２００は、プロセッサ３００を含んでもよく、これは、本明細書で記述及び図示するいくつかの実施形態では、３２−ｂｉｔ ＲＩＳＣマイクロコントローラーである。本明細書に記載及び説明する好ましい実施形態では、プロセッサ３００は、テキサス州ダラス所在のテキサス・インスツルメンツ社（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）により製造される超低消費電力マイクロコントローラーのＭＳＰ ４３０ファミリーから選択されることが好ましい。プロセッサは、Ｉ／Ｏポート３１４を介して、メモリ３０２に双方向に接続されてもよく、メモリ３０２は、本明細書に記載及び説明するいくつかの実施形態では、ＥＥＰＲＯＭである。データポート２１８、ユーザーインターフェース入力装置２０６、２１０、及び２１４、並びにディスプレイドライバ３２０もＩ／Ｏポート２１４を介してプロセッサ３００に接続される。データポート２１８は、プロセッサ３００に接続されてもよく、それによって、メモリ３０２とパーソナルコンピュータなどの外部デバイスとの間のデータ転送を可能にする。ユーザーインターフェース入力装置２０６、２１０、及び２１４は、プロセッサ３００に直接接続されている。プロセッサ３００は、ディスプレイドライバ３２０を介してディスプレイ２０４をコントロールする。メモリ３０２には、分析物測定器２００の製造中、バッチ勾配及びバッチ切片の値などの校正情報があらかじめ組み込まれる。このあらかじめ組み込まれた校正情報は、ストリップポートコネクタ２２０を通じてストリップから好適な信号（電流など）を受信したときに、プロセッサ３００がアクセス及び使用することを可能にし、これにより、外部ソースから校正入力を受信することなく、信号及び校正情報を用いて、対応する分析物レベル（血液中の分析物濃度など）の計算が可能となる。

【0027】

本明細書で記述及び図示する実施形態では、分析物測定器２００は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）３０４を含んでもよく、これにより、ストリップポートコネクタ２２０に挿入されるバイオセンサ１００に適用された血液中の分析物レベルの測定に用いる電気回路が提供される。アナログ電圧は、アナログインターフェース３０６を経由してＡＳＩＣ ３０４へ及びＡＳＩＣ ３０４から通過しうる。アナログインターフェース３０６からのアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器３１６によってデジタル信号に変換することができる。プロセッサ３００は更に、コア３０８、ＲＯＭ ３１０（コンピュータコードを含む）、ＲＡＭ ３１２及びクロック３１８を含む。一実施形態では、プロセッサ３００は、例えば分析物測定後のある期間中など、ディスプレイユニットによる分析物の値の表示の際に、単一の入力を除くすべてのユーザーインターフェース入力を無効にするように構成（又はプログラム）される。代替的な実施形態では、プロセッサ３００は、ディスプレイユニットによる分析物の値の表示の際に、単一の入力を除くすべてのユーザーインターフェース入力装置からの任意の入力を無視するよう構成（又はプログラム）されている。

【0028】

図３Ａは、基材５上に配置された７つの層を含みうる、バイオセンサ１００の例示的な分解斜視図である。基材５上に配置された７つの層は、（電極層５０とも呼ばれ得る）導電層５０、絶縁層１６、２つの重なる試薬層２２ａ及び２２ｂ、接着部分２４、２６、及び２８を含む接着層６０、親水層７０、並びに最上層８０であり得る。バイオセンサ１００は、例えば、スクリーン印刷プロセスを用いて、導電性層５０、絶縁層１６、試薬層２２、接着層６０が、連続的に基材５上に配置される、一連の工程によって製造されてもよい。親水層７０及び最上層８０は、ロールストックから配置され、一体化ラミネート、又は別個の層のいずれかとして基材５上に積層されてもよい。バイオセンサ１００は、図３Ａに示すように、遠位部分３及び近位部分４を備える。

【0029】

バイオセンサ１００は、血液試料の採血が可能となる、試料受け取りチャンバ９２を備えてもよい。試料受け取りチャンバ９２は、図３Ａに図示するとおり、バイオセンサ１００の近位端に入口を、側端に出口を備えうる。分析物が測定できるように、血液試料９４を入口に適用して、試料受け取りチャンバ９２を充填することが可能である。図３Ａに示すように、第１の接着パッド２４及び第２の接着パッド２６の側縁は、試薬層２２に隣接して位置し、それぞれ試料受け取りチャンバ９２の壁を画定している。図３Ａに示すように、試料受け取りチャンバ９２の底部、即ち「床」は、基材５、導電層５０、及び絶縁層１６の一部を含んでもよい。図３Ａに示すように、試料受け取りチャンバ９２の頂部、即ち「屋根」は、遠位親水性部分３２を含んでもよい。

【0030】

バイオセンサ１００について、図３Ａに図示するように、基材５は、引き続いて適用される層の支えに寄与する基部として使用してもよい。基材５は、ポリエチレンテトラフタレート（ＰＥＴ）材料（ミツビシ社（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ）により供給されるＨｏｓｔａｐｈａｎ ＰＥＴ）などのポリエステルシートの形態であってもよい。基材５は、公称３５０マイクロメートル厚×３７０ミリメートル幅、長さおよそ６０メートルのロール形態であってもよい。

【0031】

導電層は、分析物の電気化学的測定に使用できる電極の形成に必要である。導電層５０は、基材５上にスクリーン印刷されるカーボンインクから作ることができる。スクリーン印刷プロセスにおいて、カーボンインクはスクリーン上に乗せられ、続いてスキージを用いてスクリーンを通じて転写される。印刷されたカーボンインクは、約１４０℃の温風で乾燥させることができる。カーボンインクは、ＶＡＧＨ樹脂、カーボンブラック、グラファイト（ＫＳ １５）、並びに樹脂、カーボン、及びグラファイト混合物用の１つ以上の溶媒を含みうる。より詳細には、カーボンインクは、カーボンインク中に約２．９０：１の比のカーボンブラック：ＶＡＧＨ樹脂、及び、約２．６２：１の比のグラファイト：カーボンブラックを含むことができる。

【0032】

バイオセンサ１００について、図３Ａに図示するとおり、導電層５０は、参照電極１０、第１の作用電極１２、第２の作用電極１４、第１の接触パッド１４、第２の接触パッド１５、参照接触パッド１１、第１の作用電極トラック８、第２の作用電極トラック９、参照電極トラック７、及びストリップ検出バー１７を含んでもよい。この導電層は、カーボンインクから形成されてもよい。第１の接触パッド１４、第２の接触パッド１５，及び参照接触パッド１１は、分析物測定器と電気的に接続するように、適合させてもよい。第１の作用電極トラック８は、第１の作用電極１２から第１の接触パッド１４に至る電気的に連続した経路を提供する。同様に、第２の作用電極トラック９は、第２の作用電極１４から第２の接触パッド１５に至る電気的に連続した経路を提供する。同様に、参照電極トラック７は、参照電極１０から参照接触パッド１１に至る電気的に連続した経路を提供する。ストリップ検出用バー１７は、参照接触パッド１１に電気的に接続される。図３Ａに図示するとおり、分析物測定器は、参照接触パッド１１とストリップ検出バー１７との間における連続性を測定することで、バイオセンサ１００が適切に挿入されたことを検出しうる。バイオセンサ１００の代替型を、バイオセンサ１００’として図３Ｂに示す。この形態では、最上層３８’、親水性フィルム層３４’及びスペーサ２９が互いに組み合わされて一体化アセンブリを形成し、該アセンブリは基材５に搭載され、試薬層２２’は絶縁層１６’に隣接して配置されている。

【0033】

図４Ａは、例えばグルコース測定器などのような好適な分析物測定器、及び例えばグルコース試験ストリップなどのような好適なバイオセンサを用いて、例えばグルコースなどのような分析物を測定するための、既知の分析物測定技法を例示した図である。この例示的なシステムにおいて、検査電圧がバイオセンサ１００に印加された。流体試料をバイオセンサ１００に適用する前、分析物測定器２００は流体検出モードにあり、約４００ミリボルトの検査電圧Ｖ_Ｔ１が、第２の作用電極１４と参照電極１０との間に印加される。第１の作用電極１２と参照電極１０との間に、約４００ミリボルトの第２の検査電圧Ｖ_Ｔ２を同時に印加することが好ましい。あるいは、第１の検査電圧の印加の時間間隔が、第２の検査電圧の印加の時間間隔と重複するように、第２の検査電圧を同時に印加してもよい。分析物測定器は、生理学的流体の検出前の流体検出時間間隔中、流体検出モードであってよい。流体検出モードでは、分析物測定器２００は、流体が第２の作用電極１４及び参照電極１０を浸潤することによって、流体がバイオセンサ１００に適用された時点を測定する。例えば、第２の作用電極１４において、測定試験電流が十分な増加をしたことを理由として、分析物測定器２００が、生理学的流体の適用を認識すると、分析物測定器２００は、このいわゆる開始時点に対して、「０」というゼロ秒マーカーを割り当て、試験時間間隔Ｔ_１を開始する。試験時間間隔Ｔ_１が完了すると、試験電圧が除去される。簡潔にするため、図４Ａは、バイオセンサ１００に印加された第１の試験電圧Ｖ_Ｔ１のみを示す。

【0034】

以下では、図４Ａの試験電圧を既知のバイオセンサ１００に印加したときに測定された、既知の電流出力トランジェント（つまり、図４Ｂにおける時間関数としての、マイクロアンペアによる測定電流レスポンス）から、グルコース濃度がどのように測定されるかを説明する。

【0035】

図４Ａでは、バイオセンサ１００に印加する試験電流は、概ね、約＋１００ミリボルト〜約＋６００ミリボルトである。電極がカーボンインクを含み、伝達体がフェリシアニドであり、かつ、問題となる分析物がグルコースである一実施形態では、試験電流は約＋４００ミリボルトである。分析物、伝達体及び電極材料の他の組み合わせでは、異なる試験電圧が必要となるであろう。試験電圧４０２の持続時間は、概ね、反応時間後の約２〜約４秒であり、典型的には、反応時間後の約３秒である。典型的には、時間Ｔ_１は、バイオセンサの電極上で試料が検出された時点に対して相対的に測定される。図４Ａにおいて電圧Ｖ_Ｔ１がＴ１の期間中維持され、第１の作用電極において、ゼロ時点を起点として電流トランジェント４０２が生成される（また同様に、追加電極においても、電流トランジェントがゼロ時点に対して生成されうる）。電流トランジェント４０２は、近接する最大ピーク時点Ｔｐに至るまで蓄積し、この時点において、電流はゼロ時点後から約５秒が経過するまで徐々に低下する。４０６の時点において、作用電極における電流値「Ｉｇ」が測定される。バイオセンサには複数の作用電極が含まれるため、電流トランジェント４０２に加えて、複数の電流トランジェントがバイオセンサから提供されうる。作用電極が複数ある場合、サンプリング時点Ｔｅにおける電流出力Ｉｇが累積して、グルコース濃度測定に用いることができる出力電流を推進する。一実施形態では、時点Ｔｐにおけるピーク電流出力から一定間隔をおいた単一時点（又は時点範囲）として、時点Ｔｅが選択される。別の方法としては、時点Ｔｅは、試験シーケンスの開始時点０に対して固定された時点であってよい。更に別の方法では、時点Ｔｅは、試料の少なくとも１つの物理的特性に相関する表から選択された時点であってよい。この可変的な試験時点の詳細については、代理人整理番号第ＤＤＩ５２２０ＵＳＰＳＰ号にて２０１１年１２月２９日に出願された米国仮特許出願第ＵＳ ６１／５８１，０８７号；代理人整理番号第ＤＤＩ５２２０ＵＳＰＳＰ１号にて２０１１年１２月２９日に出願された同第６１／５８１，０８９号；代理人整理番号第ＤＤＩ５２２０ＵＳＰＳＰ２号にて２０１１年１２月２９日に出願された同第６１／５８１，０９９号；及び代理人整理番号第ＤＤＩ５２２０ＵＳＰＳＰ号にて２０１１年１２月２９日に出願された同第６１／５８１，１００号（これらの出願は、参照により本明細書に援用する）において、説明及び記述されている。

【0036】

特定のバイオセンサ１００の校正コードオフセット及び勾配を知ることで、グルコース濃度の計算が可能となる。「切片」及び「勾配」は、試験ストリップのバッチから校正データを測定することにより得られる値である。典型的には、およそ１５００個のストリップがランダムにロット又はバッチから選択される。提供者からの体液は、様々な分析物レベル、典型的には６つの異なるグルコース濃度までスパイクされる。典型的には、１２人の異なる提供者からの血液が、６つのレベルのそれぞれまでスパイクされる。８個のストリップが同一の提供者及びレベルから血液を与えられ、したがってそのロットに関して合計１２×６×８＝５７６試験が行われる。これらは、Ｙｅｌｌｏｗ Ｓｐｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ（「ＹＳＩ」）などの標準研究室用分析器を用いてこれらを測定することによって、実際の分析物レベル（例えば、血中グルコース濃度）に対してベンチマークでテストされる。測定されたグルコース濃度のグラフが、実際のグルコース濃度に対してプロットされる（又は、ＹＳＩ電流に対する測定された電流）。測定されたグルコース濃度のグラフが、実際のグルコース濃度に対してプロットされ（又は、ＹＳＩ電流に対する測定された電流）、このグラフに適合された式ｙ＝ｍｘ＋ｃ最小二乗法が、このロット又はバッチからの残りのストリップについてのバッチ勾配ｍ及びバッチ切片ｃに関する値を提供する。

【0037】

バイオセンサ１００（図３Ａ）の分析物（例えば、グルコース）計算の例として、図４Ｂでは、第１の作用電極の４１２においてサンプリングされた電流値は１６００マイクロアンペアであり、第２の作用電極の４１２における電流値は１４００であり、バイオセンサの校正コードにおける切片は５００マイクロアンペアであり、傾斜は１８マイクロアンペア／ｍｇ／ｄＬであることが前提とされている。グルコース濃度Ｇは、等式３から以下のように決定され得る。
Ｇ＝［（Ｉｇ）−切片］／勾配 等式３
式中、
Ｉｇは、電極（図４Ｂ）から測定された電流、又は電極から測定された電流の合計であり、
勾配は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値であり、
切片は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値である。
等式３から Ｇ＝［（１６００＋１４００）−５００］／１８であり、したがってＧ＝１４３．３３ナノアンペア〜１３３ｍｇ／ｄＬである。

【0038】

測定器２００の電気回路における誤差又は遅延時間を説明するため、各作用電極の電流値に対して、一定のオフセットが提供されうることが注目される。温度補償も用いられて、結果が例えば摂氏約２０度の室温などの参照温度に校正されることを確実にしうる。

【0039】

出願人は、「干渉物質」を有する血液試料について、グルコース測定値を歪曲して（又は技術分野においては「バイアスをかけて」）そのＹＳＩ実験室の値からかけ離れた値にする、これらの干渉物質による影響が少ないグルコース測定値を獲得できることを発見した。出願人のアプローチは、不可逆的かつ電気科学的な活性干渉化合物の酸化に起因する誤差電流の低減に関する既知のアプローチと比較して、有利である。本明細書で使用する「干渉物質」とは、例えば、尿酸、アセトアミノフェン、ドーパミン、アスコルビン酸など、生物学的システムにおける生化学的反応の結果として生じる物質であって、生理学的流体試料にとって固有のものではない物質をいう。

【0040】

既知のアプローチでは、それらの電流を専用の電極で直接的に測定すること、及び最終的なグルコース測定値に対する補正適用のためにそれらの測定された電流を使用することにより、干渉物質の歪曲効果を低減しうる。既知のアプローチは、追加電極のストリップの存在を必要とする。追加電極の存在は、より大きな試験チャンバを必要とし、同様に、試料もより多くの量を必要とする。したがって、出願者の電圧パルスによる技法は、直接的な測定及び補正のアプローチに比べて、試験チャンバの容量に対する必要性を低減させる。

【0041】

具体的には、出願者の新しい技法は、出願者が発見した新規かつ非自明の方法において、少なくとも２つの電極に複数の正及び負の電気パルスを印加することにより、生理学的試料中のグルコース濃度を測定することに関わる。図５Ａに示すとおり、入力電圧５００は、離散時間間隔において、正及び負のパルス（５０２、５０４、５０６、及び５０８）のシーケンス５００の形で提供される。正のパルス（例えば、５０２、５０６）のそれぞれは、離間した間隔「ｄ」を通して、及び各間隔「ｄ」中において、印加され、正の電気パルスのそれぞれの電圧は、概ね、一定の大きさに維持されている。間隔は、約０．２秒〜約６秒であってよい。負のパルス（例えば、５０４）は、離間した間隔「ｄ」における正のパルス間で印加される。少なくとも１つの離散間隔「ｄ」中、少なくとも１つの負の電気パルスの電圧は、概ね一定の大きさである。負のパルス５０４は、約０．２秒〜約６秒でありうる間隔について、概ね一定の大きさで維持されてよい。正及び負のパルスのそれぞれは、交互シーケンスにあり、第１のパルスは第１の極性であってよく、第２のパルスはその反対の極性であってよい。好ましい実施形態では、第１の極性は、正極性であってよく、正及び負の電気パルスは、少なくとも２つの電極にシーケンスで印加される。

【0042】

出願者のアプローチでは、複数の正の電気パルスは、パルスシーケンス中、第１のパルス及び最後から２番目のパルス（例えば、５０２及び５０６）を含んでもよい。パルスシーケンス中、最後から２番目である、少なくとも１つの負の電気パルス（例えば、パルス５０４）が存在する。最後のパルスは、好ましくは、負のパルス（例えば、５０８）である。複数の正の電気パルスは、離散かつ離隔された時間的間隔を通して印加され、これらの各間隔において、正の電気パルスの電圧は、概ね一定の大きさに維持されていることに留意すべきである。少なくとも１つの負のパルス、例えば、負のパルス５０４又は５０８（図５Ａ）が、少なくとも１つの離散時間間隔を通して印加され、各間隔中、負の電気パルスの電圧は一定の大きさに維持されている。

【0043】

例示的な図５Ｂに関して、バイオセンサに印加（図５Ａ）された各パルスは、バイオセンサ中の分析物（この場合、グルコース）及び試薬に出力パルス５１０を生成させ（出力トランジェント波形を示す図５Ｂ）、対応する出力パルスは各入力パルスの開始時においてピーク（５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、及び５１２ｄ）に達する（図５Ａ）。出力トランジェント５１０は、ここでは時間の経過に伴う電流出力として示され、かつ、ここではいくつかの減衰トランジェント５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、及び５１０ｄとして表示され、各トランジェントは、対応するピーク５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、及び５１２ｄから減衰している。特に、システムは、電気パルス５０２、５０４、及び５０６のシーケンス５００における第１のパルス５０２を除く、少なくとも１つの電気パルスの印加に起因して、バイオセンサの少なくとも２つの電極から、電流出力Ｉ_Ｐを（例えば、電流トランジェントのサンプリング又は測定によって）獲得する。電流出力Ｉ_Ｐは、時点Ｔｐ２において測定することができ、Ｔｐ２の時点から、減衰トランジェントの終了まで、又は次のパルスの開始までの出力電流の平均又は合計である（図５Ｂ）。システムは、５０２、５０４、５０６、及び５０８のパルスシーケンスにおいて、時点Ｔ_Ｎ１における最初の負のパルス５０４（図５Ａ）の印加に起因する、バイオセンサからの出力電流Ｉ_Ｎ１、及び時点Ｔ_Ｎ２における最後の電気パルス（例えば、パルス５０８）の印加に起因する、別の出力電流Ｉ_Ｎ２も獲得する。出力電流Ｉ_Ｎ１及びＩ_Ｎ２の合計（又は、別の方法としては、平均）は、電流出力Ｉ_Ｎとして示しうる。出力電流Ｉ_Ｎ１及びＩ_Ｎ２のそれぞれは、対応する時点Ｔ_Ｎ１及びＴ_Ｎ２において測定しうることに留意すべきである。別の方法としては、Ｔ_Ｎ１及びＴ_Ｎ２の対応する各時点から、減衰トランジェントの終了（又は次のパルスの開始）Ｔ_ＮＥまでの電流出力の平均又は合計であって、その持続時間は、ここでは両矢印として示される。

【0044】

システムは、第１及び第２の電流出力Ｉ_Ｐ及びＩ_Ｎを用いて、次の形の等式４により、グルコース濃度を測定しうる：

【0045】

【数4】

式中、
Ｉ_Ｅは、第１の電流出力Ｉ_Ｐ及び第２の電流出力Ｉ_Ｎの平均であってよく、
Ｉ_Ｐは、少なくとも１つの電流出力、又は第１の正のパルスを除く正のパルスのそれぞれから測定された第１の出力電流（Ｉ_Ｐ２、Ｉ_Ｐ３、Ｉ_Ｐ４、Ｉ_Ｐ５．．．Ｉ_Ｐｋここで、ｋ＝パルスの合計数）の平均電流出力であってよく、
Ｉ_Ｎは、少なくとも１つの電流出力、又はシーケンス中の負のパルスのそれぞれから測定された第２の出力電流（Ｉ_Ｎ１、Ｉ_Ｎ２、Ｉ_Ｎ３．．．Ｉ_Ｎｋ）の平均電流出力であってよく、
勾配は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値であってよく、
切片は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値であってよい。

【0046】

別の方法としては、バイオセンサが２つの作用電極を含む場合、システムは、等式３によってグルコース濃度を測定してもよく、電流出力Ｉ_Ｐ及び電流出力Ｉ_Ｎのそれぞれは、各作用電極から獲得しうる。複数の電流出力が存在する場合、各作用電極からの正の出力電流Ｉ_Ｐ２、Ｉ_Ｐ３、Ｉ_Ｐ４、Ｉ_Ｐ５．．．Ｉ_Ｐｋ（ここで、ｋ＝パルスの合計数）の平均を、各作用電極からの負の出力電流Ｉ_Ｎ１、Ｉ_Ｎ２、Ｉ_Ｎ３．．．Ｉ_Ｎｋ（ここで、ｋ＝パルスの合計）の平均と共に、上記等式３の電流Ｉとして利用しうる。類似の語句であるＩ_Ｐ、Ｉ_Ｐ２、Ｉ_Ｐ３、Ｉ_Ｐ４、Ｉ_Ｐ５．．．Ｉ_Ｐｋの間で区別をするため、出願者は、Ｉ_Ｐ（又はＩ_Ｎ）を「電流出力」と呼び、Ｉ_Ｐ２、Ｉ_Ｐ３、Ｉ_Ｐ４、Ｉ_Ｐ５．．．Ｉ_Ｐｋ（又はＩ_Ｎ１、Ｉ_Ｎ２、Ｉ_Ｎ３、Ｉ_Ｎ４．．．Ｉ_Ｎｋ）の一組を「出力電流」と呼ぶ。

【0047】

出願者は、グルコース計算において少なくとも最後の負の電流を用いた場合、特定の干渉物質に関して、グルコース測定値と、ＹＳＩ実験室設備を通じた参照グルコース測定値との間の誤差（又は「バイアス」）が低減されることを発見した。例えば、図１１において示されるように、干渉物質がアスコルビン酸であり、波形が「１」であるときは、波形０における対照（参照ＹＳＩ値よりも約１０ｍｇ／ｄＬ大きい）と比較して、正のパルス（約７ｍｇ／ｄＬ）よりも負のパルス（約５ｍｇ／ｄＬ）における方が、バイアスの低減が大きい。選択された特定の負のパルスの利用を通じて、一定の干渉物質におけるバイアスが低減されることを出願者は発見したが、更に、特定の干渉物質を説明するときに、選択された正の電流又は選択された負の電流による一定のグルコース濃度を、別々に利用することが好ましく、これら２つのグルコース測定値（対応する正及び負のパルスによる測定値）のうち１つを、ユーザーに対して表示するグルコース測定値として用いることができる。例えば、マイクロプロセッサは、選択された負のパルスの出力を用いて、次の形の等式５によって、グルコース濃度を計算するように構成されてもよい：

【0048】

【数5】

式中、
Ｉ_Ｎは、シーケンスの最後の電気パルスから測定された第２の電流出力を含んでもよく、
勾配は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値を含んでもよく、
切片は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値を含んでもよい。

【0049】

他方で、マイクロプロセッサは、次の形の等式６によって、グルコース濃度を計算するように構成されてもよい：

【0050】

【数6】

式中、
Ｉ_Ｐは、パルスシーケンスの第１の正のパルスを除くパルスについて、測定された最初の電流出力を含んでもよく、
勾配は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値を含んでもよく、
切片は、この特定のバイオセンサが由来するバイオセンサバッチの校正検査から得られた値を含んでもよい。

【0051】

別の方法としては、等式５及び６における双方のグルコース測定値（対応する正及び負のパルスによる）の平均を求めて、グルコース濃度としてユーザーに提供してもよい。

【0052】

また、別の実施形態を、図６Ａ及び６Ｂに示す。図６Ａにおいては、システムは、「ｋ」の数の電気パルスのシーケンス６００を生成し、これには、離間した間隔による正のパルス６０２、６０６、６１０と、正の電気パルスの離間した間隔の間における負のパルス６０４及び６０８とを含む。バイオセンサ１００に提供された電気パルスのシーケンス６００は、ピーク６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ、６２０ｄ、６２０ｅ、及び６２０ｆを含む電流トランジェント６２０を生成する。トランジェント６２０の各ピークは、対応する減衰トランジェント６２２ａ、６２２ｂ、６２２ｃ、６２２ｄ、６２２ｅ、及び６２２ｆを含む。

【0053】

図５Ａ及び５Ｂの実施形態におけるように、システムは、図６Ａ及び６Ｂに関して、電気パルス６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、及び６０６のシーケンス６００における最後の電気パルス（例えば、正のパルス６１０）の印加に起因して、バイオセンサから電流出力Ｉ_Ｐを獲得する（例えば、電流トランジェントのサンプリング又は測定による）。別の方法としては、一連の出力電流を、電流出力の代替として用いてもよい。特に、出力電流Ｉ_Ｐ２、Ｉ_Ｐ３のそれぞれを、対応する時間Ｔ_ｐ２及びＴ_ｐ３において測定しうる。時点Ｔ_ｐ２及びＴ_ｐ３のそれぞれは、ピークから開始して、Ｔ_ｐ２〜Ｔｐ_Ｅ（図６Ｂ）及びＴ_ｐ３〜Ｔｐ_Ｅの合計電流出力によるまでの、電流トランジェントの合計持続時間の約７５％である時点でありうる。また、システムは、電流出力Ｉ_Ｎを、出力電流Ｉ_Ｎ１、Ｉ_Ｎ２、Ｉ_Ｎ３の平均又は合計として、獲得しうる。前に述べたように、システムは、等式４、５、６のうち１つ又はそれらの組み合わせにより、第１及び第２の電流出力Ｉ_Ｐ及びＩ_Ｎを用いて、グルコース濃度を測定しうる。別の方法としては、バイオセンサが２つの作用電極を含む場合、システムは、等式３によってグルコース濃度を測定してもよく、電流Ｉ_Ｐ及び電流Ｉ_Ｎのそれぞれは、各作用電極から獲得しうる。特に、各作用電極からの電流Ｉ_Ｐの平均は、各作用電極からの電流Ｉ_Ｎの平均と共に、上記の等式３における電流Ｉとして用いてもよい。

【0054】

図７Ａ及び７Ｂは、システムが電気信号のパルスシーケンスを利用してグルコース濃度を獲得する、更に別の実施形態を示す。図７Ａのシーケンスにおいて、間隔「ｄ」は、図５Ａ又は図６Ａの持続時間又は間隔における場合よりも長い。特に、持続時間「ｄ」は、図５Ａ又は図６Ａにおける場合の２倍であり、その結果、グルコース反応が測定される全時間を、約４秒から約７秒に延長する。

【0055】

図７Ａに関して、複数の正の電気パルスは、パルスシーケンス中、第１のパルス及び最後から２番目のパルス（例えば、７０２及び７０６）を含んでもよい。パルスシーケンス中、最後のパルスである、少なくとも１つの負の電気パルス（例えば、パルス７０８）が存在する。複数の正の電気パルスは、離散かつ離隔された時間的間隔「ｄ」を通して印加され、これらの各間隔において、正の電気パルスの電圧は、概ね一定の大きさに維持されていることに留意すべきである。少なくとも１つの負のパルス、例えば、負のパルス７０４又は７０８（図７Ａ）が、少なくとも１つの離散時間間隔を通して印加され、各間隔中、負の電気パルスの電圧は一定の大きさに維持されている。

【0056】

例示的な図７Ｂに関して、バイオセンサに印加（図７Ａ）された各パルスは、グルコース及び試薬の関与する物理的転換を生じさせ、出力トランジェント７１０（図７Ｂ）と、各出力パルスの開始時における対応するピーク（図７Ａ）とを、（バイオセンサ１００内において）もたらす。ピークは、ここで７１２ａ、７１２ｂ、７１２ｃ、及び７１２ｄとして示される。出力電流トランジェント７１０は、ここで、時間の経過に伴う電流出力として表され、いくつかのトランジェント７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃ、及び７１０ｄとして示されており、各トランジェントは、対応するピーク７１２ａ、７１２ｂ、７１２ｃ、及び７１２ｄから減衰している。特に、システムは、電気パルス７０２、７０４、７０６、及び７０８のシーケンス７００における第１のパルスを除く電気パルスの印加に起因して、少なくとも２つの電極から電流出力Ｉ_Ｐを（例えば、電流トランジェントのサンプリング又は測定によって）獲得する。この場合、ここで用いる正のパルスは、第１の正のパルス７０２以外でなければならず、ここではパルス７０６である。電流出力Ｉ_Ｐは、時点Ｔ_ｐ２において測定することができ、Ｔ_ｐ２〜Ｔ_ｐＥ（図７Ｂ）の各時点における出力電流の合計によって、出力電流識別名Ｉ_Ｐ２として示される。また、システムは、パルス７０２、７０４、７０６、及び７０８のシーケンスにおける最後の電気パルス（例えば、パルス７０８）の印加に起因する、電流出力Ｉ_Ｎをバイオセンサから獲得する。２つの負のパルスが存在するため、電流出力Ｉ_Ｎは、時点Ｔ_Ｎ１及びＴ_Ｎ２における平均、又は出力電流Ｉ_Ｎ１及びＩ_Ｎ２の合計（Ｔ_Ｎ１又はＴ_Ｎ２から対応するＴ_ｎＥまで測定）とされる。その後、システムは、等式４、５、６のうち１つ又はそれらの組み合わせにより、第１及び第２の電流出力Ｉ_Ｐ及びＩ_Ｎを用いて、グルコース濃度を測定しうる。システムが２つ又はそれ以上の作用電極を用いている場合、システムは、等式３〜６のうち１つ又はそれらの組み合わせにより、各作用電極から獲得した２つの電流の平均を利用しうる。

【0057】

図８Ａ及び８Ｂは、システムが電荷８００のパルスシーケンスを利用してグルコース濃度を獲得する、更に別の実施形態を示す。この実施形態では、電荷８００は、１０のパルスの形でバイオセンサにもたらされ、これらのパルスのうち５つ（８０１、８０３、８０５、８０７、８０９）は正であり、これらのパルスのうち５つ（８０２、８０４、８０６、８０８、８１０）は負である。４つの正のパルスの持続時間は、概ね、約０．５秒に等しく、最後の正のパルス８０９の持続時間は、約１秒であり、最後の負のパルスの持続時間は、約４秒である。バイオセンサからの出力は、電流トランジェント８１１であり、これは、ピーク８１２ａ、８１２ｂ、８１２ｃ、８１２ｄ、８１２ｅ、８１２ｆ、８１２ｇ、８１２ｈ、８１２ｉ及び８１２ｊと、減衰電流トランジェント８１１ａ、８１１ｂ、８１１ｃ、８１１ｄ、８１１ｅ、８１１ｆ、８１１ｇ、８１１ｈ、８１１ｉ及び８１１とを含む。

【0058】

例示的な図８Ｂに関して、バイオセンサに印加（図８Ａ）された各パルスは、バイオセンサ１００内でグルコース及び試薬の関与する反応を生じさせ、出力トランジェント８１１ａ〜８１１ｊ（図８Ｂ）と、各出力パルスの開始時における対応するピーク８１２ａ〜８１２ｊとをもたらす（図８Ａ）。出力トランジェント８１０は、ここでは時間の経過に伴う電流出力として示され、かつ、ここではいくつかの減衰トランジェント８１１ａ〜８１１ｊとして表示され、各トランジェントは、対応するピーク８１２ａ〜８１２ｊから減衰している。特に、システムは、電気パルス８０８及び８０９のシーケンス８００における最後の電気パルス（例えば、７０６）の印加に起因して、バイオセンサの少なくとも２つの電極から、電流出力Ｉ_Ｐを（例えば、電流トランジェントのサンプリング又は測定によって）獲得する。上述の実施形態におけるように、システムは、グルコース測定のために、最後の正のパルスの電流出力、又は最後の負のパルスの電流出力のうち１つ又は１つのみを獲得してもよい。システムは、グルコース測定のために、最後の正のパルスの電流出力及び最後の負のパルスの電流出力の双方の平均を獲得してもよい。

【0059】

別の方法としては、システムは、グルコース濃度の測定をするため、第１のパルスを除くすべてのパルス（正及び負）の出力電流の平均を獲得してもよい。出力電流Ｉ_Ｐ２、Ｉ_Ｐ３、Ｉ_Ｐ４、Ｉ_Ｐ５は、各パルスについて、対応する時点Ｔ_ｐ２．．．Ｔ_ｐ４で、又は所定の時点Ｔｐ２．．．Ｔ_ｐ４（若しくは持続時間）における合計出力電流により、測定しうる（図８Ｂ）。また、システムは、パルス８０１〜８１０のシーケンスにおける最後から２番目の電気パルス（例えば、パルス８０８）の印加に起因する、バイオセンサからの電流出力Ｉ_Ｎを獲得する。電流出力Ｉ_Ｎは、最後の負のパルス８１１ｊの電流出力であってよい。別の方法としては、電流出力Ｉ_Ｎは、時点Ｔ_Ｎ１．．．Ｔ_Ｎ５において測定された出力電流の平均として表してもよい。また、電流出力Ｉ_Ｎは、Ｔ_Ｎ１〜Ｔ_ＮＥ、Ｔ_Ｎ２〜Ｔ_ＮＥ、Ｔ_Ｎ３〜Ｔ_ＮＥ、Ｔ_Ｎ４〜Ｔ_ＮＥ、及びＴ_Ｎ５〜Ｔ_ＮＥ（各持続時間は、両矢印で示されている）からの電流出力の平均又は合計として表してもよい。その後、システムは、等式４、５、６のうち１つ又はそれらの組み合わせにより、第１及び第２の電流出力Ｉ_Ｐ及びＩ_Ｎを用いて、グルコース濃度を測定しうる。システムが２つ又はそれ以上の作用電極を用いている場合、システムは、等式３〜６のうち１つ又はそれらの組み合わせにより、各作用電極から獲得した２つの電流の平均を利用しうる。

【0060】

このシステムでは、バイオセンサ１００は、基材を備えていてもよく、基材上に少なくとも２つの電極が３つの電極と共に配置されており、３つのうち１つの電極は、参照電極であり、３つのうち２つの電極は、作用電極である。パルスは、３〜約１０のうち任意の数の交互パルスであってよく、正の電気パルスの大きさは、約２００ミリボルト〜約６００ミリボルトであってよく、負の電気パルスの大きさは、約−２００ミリボルト〜約−６００ミリボルトであってよく、正又は負の電気パルスの持続時間は、約０．２５秒〜約２秒の任意の持続時間であってよい。

【0061】

波形１〜４の校正曲線を獲得して、既知の技法と比較した場合の、新技法の誤差又はバイアスを評価するために、図５〜８における電流トランジェントに類似する電流トランジェントが、公称血中グルコース濃度５０〜６００ｍｇ／ｄＬの範囲において測定された。電流トランジェントは、次のように分析された。図４Ａにおける既知の定電圧推進電圧の場合、グルコース測定の開始から４．８１〜５．００秒の間の平均電流が、グルコース濃度の測定に用いられ、パルス波形１〜３の場合には、２つの電流値が抽出された。第１に、各時間間隔における所定時間（例えば、最後の負のパルスにおける最後の約２００ミリ秒）中に測定された平均電流が獲得された。第２に、各時間間隔における所定時間中に測定された平均電流（例えば、最終の正のパルスの最後の約２００ミリ秒）が獲得された。これらの電流値は、グルコースの基準測定値を得るために、ＹＳＩ ２７００臨床器具（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｓｉｌｉｆｅｓｃｉｅｎｃｅｓ．ｃｏｍ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ？ｐａｇｅ＝ｙｓｉ−２７００−ｓｅｌｅｃｔ−ｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓ−ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）を通してＹＳＩ ＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓから入手可能）を用いて実施したグルコースの基準測定と共に利用され、この基準測定値と、センサに基づく測定値とが比較されることにより、バイアスデータの提供及びグルコース校正曲線の構築が可能となる（これらの技法は当業者にとって周知であり、簡略化のためにこれ以上の詳細は記述しない）。

【0062】

約７０ｍｇ／ｄＬの公称血中グルコース濃度において、血液試料に干渉化合物（具体的には、アセトアミノフェン、尿酸、アスコルビン酸及びドーパミン）を混ぜた（図１０〜１３）。干渉物質を混ぜた各溶液中において、グルコース値が測定された。波形１の最後の負のパルスを用いて、かつ、波形２，３、及び４の最後の正及び負のパルスを用いて、対照となる校正曲線が獲得され、波形１〜４の正及び負のパルスのそれぞれについて、グルコース濃度が計算された。電流と基準グルコース測定値との相関における非線形性により、すべてのパルス波形の場合に、二次校正が用いられた。

【0063】

対応するグルコース校正曲線を用いて、基準グルコース測定値と比較した誤差又は「バイアス」が、干渉化合物のそれぞれについて測定された。バイアス測定値を、図１０Ａ及び１０〜１２に示す。更に、干渉物質濃度（尿酸の場合）の増加が、誤差電流低減（ｍｇ／ｄＬグルコースにて示される）の有効性に対して与える影響が分析され、その結果が図１０Ｂに示される。「バイアス」は、ＹＳＩ基準データムと比較した場合の、グルコース測定値における相対誤差の概算であり、次の形の式によって測定しうる：
式７ バイアス_ａｂｓ＝Ｇ_計算−Ｇ_参照
７５ｍｇ／ｄＬグルコース濃度より低いＧ_参照について。

【0064】

図１０Ａ、１１〜１３、及び１０Ｂに示される結果からは、「パルス状」波形（波形１〜４）の場合においては、単一かつ正の電圧パルス（波形０）の印加から生じる電流反応を用いたグルコース測定の場合に比較して、血液試料中の不可逆的かつ電気化学的な活性干渉化合物の存在に起因する誤差電流、つまりグルコース測定における測定誤差（又は「バイアス」）が低減されていることが分かる。更に、パルス波形の使用は、尿酸レベルをおよそ１２ｍｇ／ｄＬに添加するまで、尿酸に起因する過誤電流の低減に有効であったが、このレベルを超えた場合には、それ以上の低減は観察されなかった。上述した、それ以上の低減が観察されなくなる上限は、ヒトの血液において典型的に見られる尿酸濃度である３−９ｍｇ／ｄＬの範囲を上回っている。

【0065】

尿酸に起因するバイアスについて分析を行った図１０Ａに関して、既知の波形「０」は、約４０ミリグラムパーデシリットル（「ｍｇ／ｄＬ」）であり、波形「１」、「２」、「３」及び「４」（各波形は、正の最後のパルス及び最後から２番目の負のパルスを含む）については、パーセントの数字において有利であると出願者が考えるバイアス減少（矢印として表示）が存在している。例えば、図１０Ａにおいて、バイアスにおける最大の減少率は、波形４についての約５０％であり、最低の減少率は波形３についての約１０％である。図１０Ａにおける波形１及び２の双方では、約２８％のバイアス減少である。更に、出願者は、図１０Ｂに見られるように、このバイアス減少は、グルコース試料に添加された尿酸量に対して直線的に改善し、１デシリットル当たり約１５ｍｇの濃度で限界に達すると思われることに注目する。

【0066】

波形１〜４の試料に尿酸を５．９ｍｇ尿酸／ｄＬ（又は１２．５ｍｇ尿酸／ｄＬ）で添加した場合、尿酸に起因するバイアスを減少させる能力は、図１０Ｂにおける波形１〜４のそれぞれにおいて異なる形であることが分かる。波形１について、誤差又はバイアスの減少は、ほぼ１：１の対応関係で、約６ｍｇ／ｄＬ（又は１２ｍｇ／ｄＬのバイアス減少）である。波形２について、約５ｍｇ／ｄＬ〜２０ｍｇ／ｄＬの量の尿酸が、この波形で用いる試料に添加された場合、１：１よりも更に大きな改善が見られる。それにもかかわらず、波形１及び２の双方において限界があり、約１５ｍｇ／ｄＬを超える量の尿酸によっては、バイアスの減少において、更なる改善が見られない。波形３は良好なバイアス減少を示す（約１２ｍｇ／ｄＬの尿酸濃度で約３ｍｇ／ｄＬ、２５ｍｇ／ｄＬの尿酸濃度で８ｍｇ／ｄＬ）一方で、波形１及び２ほど良好ではない。波形４は、１３ｍｇ／ｄＬまでの尿酸濃度までは、バイアス減少が波形１及び２と概ね一致する。しかしながら、波形４は、尿酸濃度が１３ｍｇ／ｄＬを超えると、波形１及び２のパフォーマンスに届くことができず、波形３のバイアス減少にほぼ匹敵するのみとなる。

【0067】

グルコース濃度の測定値を基準ＹＳＩ値よりも低くする傾向のある干渉物質（例えば、ドーパミン）について、誤差の減少（図１１の波形１〜４のそれぞれについて、矢印で示される）は、再び相当に大きくなり、ドーパミンに起因するバイアスが、ほぼすべての波形において少なくとも７０％の減少をしたのは、出願者にとって予期しないことであった。例えば、波形１において、基準ＹＳＩ値よりも約３ｍｇ／ｄＬ低いグルコース測定値が示される一方で、既知の技法（波形０）では、ＹＳＩよりも約１４ｍｇ／ｄＬ低いグルコース測定値が示され、７５％のバイアス減少であった。

【0068】

他の干渉物質が検査され、これらの干渉物質についての基準ＹＳＩと比較した場合、グルコース測定値又はグルコース測定値のバイアスにおける減少も大きく、予期しないものであった。図１２に示されるとおり、アセトアミノフェン（１５ｍｇ／ｄＬの濃度）について、波形１、２及び４のグルコース測定値のバイアスにおいて（基準と比較して）少なくとも約２０％の減少があった。干渉物質としてのアセトアミノフェン（１５ｍｇ／ｄＬの濃度）については、バイアスの減少は、最大で約７５％（波形４）、及び最小で約５０％（波形３）であり、非常に大きい。ここに図１３で示される、干渉物質としてのアスコルビン酸については、バイアスは波形１、２及び４で少なくとも２０％減少している。

【0069】

本明細書で記述するシステムによって、グルコース濃度の測定方法が実現されうる。例示的な論理図を図１４に示す。この方法における工程では、工程１４０２において、バイオセンサの少なくとも２つの電極に近接する試薬上で生理学的流体試料を堆積させることを含みうる。典型的には、流体試料をバイオセンサの試薬と反応させるように、バイオセンサを構成する。特に、初期ポイズ遅延は、開回路の形態で提供される。このポイズ遅延の目的は、初期電圧パルス（正の極性でありうる）の印加前に、試料がグルコース検出反応をウェットアウトするようにして、ピーク電流反応の測定につなげることである。例示的な波形１〜４のそれぞれにおいて、ポイズ遅延が約１秒の持続時間で印加された。しかしながら、グルコース検出反応のウェッティング率によって、例えば、約０．５〜約５秒のポイズ遅延が適切でありうる。工程１４０４では、この方法は、複数の正及び負の電気パルスを、少なくとも２つの電極に、複数の正の電気パルスと共にシーケンスで印加する工程を含み、シーケンスの最初は正の電気パルスであり、かつ、シーケンスの最後から２番目のパルスは少なくとも１つの正の電気パルスである。好ましい実施形態では、約０．５秒〜約５秒の持続時間を有する正の初期電圧パルスがもたらされることに留意すべきである。このパルスの印加に起因する電流反応は、血中における干渉化合物の直接的酸化を通じて生成される誤差電流を含むと考えられる。正の初期パルス後、システムは、約０．５秒〜約５秒の持続時間を有する少なくとも１つの負の電圧へと切り替わってよい。これらのパルスの印加に起因する電流反応は、血中における干渉化合物の直接的酸化を通じて生成される、低減された誤差電流を含むと考えられる。後続の正及び負のパルス（例えば、図５Ａ、６Ａ、７Ａ、又は８Ａ）に関して、これらのパルスの印加に起因する電流反応（例えば、図５Ｂ、６Ｂ、７Ｂ、又は８Ｂ）は、血中の干渉化合物の直接的酸化を通じて生成される、低減された誤差電流を含むと考えられる。

【0070】

再び図１４に関して、印加工程１４０４は、離散時間間隔を通して複数の正の電気パルスを推進し、かつ、各間隔中に、正の電気パルスのそれぞれの電圧が概ね一定の大きさである、工程１４０６と、少なくとも１つの離散時間間隔を通して少なくとも１つの負の電気パルスを推進し、かつ、少なくとも１つの離散間隔中、少なくとも１つの負の電気パルスの電圧が概ね一定の大きさである、工程１４０８を更に含むことに留意すべきであり、例示の目的で、図５Ａ、６Ａ、７Ａ、及び８Ａに示す。システムは、その分析物測定において、工程１４１０若しくは１４１２のうち１つのみ、又は１４１０及び１４１２の双方を用いるように構成されうる。前者の構成で、システムは、工程１４１０を考慮に入れてよく、システムは、シーケンス中の少なくとも１つの負の電気パルスの印加に起因する、第１の所定時間中のバイオセンサからの第１の電流出力（図５Ｂ、６Ｂ、７Ｂ、及び８Ｂ）の測定をする工程を実行する。別の方法としては、システムは、工程１４１２のみを考慮に入れてよく、ロジックが、シーケンス中の少なくとも１つの負の電気パルスの印加に起因する、第２の所定時間中のバイオセンサからの第２の電流出力の測定をする工程を実行する。後者の構成においては、システムは、システムが工程１４１４に移行するにあたり、工程１４１０及び１４１２の双方を考慮に入れる。工程１４１４では、ロジックは、第１及び第２の電流出力のうち少なくとも１つに基づき、グルコース濃度を測定し、工程１４１６の結果の表示をする（工程１４１８）。測定工程１４１６では、試薬との反応において転換した実際のグルコースの比率を代表する、好適な相関関係により、グルコース濃度を測定しうる。この好適な相関関係は、等式３又は等式４を含みうる。本明細書で使用する用語である「表示する」又は「表示」及びその語幹に基づく変形形態は、文章、音声、映像又はそれらのあらゆる情報伝達手段の組み合わせを通じて、ユーザー、ユーザーの介護者、又は医療従事者に対して表示がされうることを意味する。

【0071】

本発明を特定の変形例及び説明図に関して述べたが、当業者には本発明が上述された変形例又は図に限定されないことが認識されよう。加えて、上述した方法及び工程が、所定の順序で起こる所定の事象を示す場合、所定の工程は記載した順序で行われる必要はなく、工程がそれらの意図される目的のために機能できる限り、任意の順序で行われることが意図される。したがって、本開示の趣旨又は特許請求の範囲に見出される本発明の同等物の範囲内にある本発明の変形が存在する範囲では、本特許がこうした変形例をも包含することが意図されるところである。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】