特許 6772249 符号化されたバイオセンサならびにそれを製造する方法および使用する方法

(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】6772249

(24)【登録日】2020年10月2日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】符号化されたバイオセンサならびにそれを製造する方法および使用する方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/416 20060101AFI20201012BHJP

   G01N 35/00 20060101ALI20201012BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/416 338

   G01N35/00 F

【請求項の数】15

【全頁数】43

(21)【出願番号】特願2018-506406(P2018-506406)

(86)(22)【出願日】2016年8月9日

(65)【公表番号】特表2018-523129(P2018-523129A)

(43)【公表日】2018年8月16日

(86)【国際出願番号】US2016046124

(87)【国際公開番号】WO2017039976

(87)【国際公開日】20170309

【審査請求日】2019年5月13日

(31)【優先権主張番号】14/822,963

(32)【優先日】2015年8月11日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】501205108

【氏名又は名称】エフ ホフマン−ラ ロッシュ アクチェン ゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】110001896

【氏名又は名称】特許業務法人朝日奈特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ムーア、スティーブン ケイ

(72)【発明者】

【氏名】リッグルス、ランドール ケイ

【審査官】 櫃本 研太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１４−５２１９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５３０６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３１３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−００７５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３１３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０１１２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５２７３４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／４９

Ｇ０１Ｎ ３３／４８７

Ｇ０１Ｎ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサであって、前記センサが、
非導電性基板と、
前記非導電性基板上の回路と、
を備え、
前記センサが、流体の試料中の分析物の定量および定性分析の少なくとも１つを行うように構成され、
前記回路が、
前記非導電性基板上の一次抵抗素子であって、第１端部および第２端部を備え、所定の構成を有する一次抵抗素子と、
前記非導電性基板上の二次抵抗素子であって、前記二次抵抗素子が、前記所定の構成上の複数の所定の接続点にて前記一次抵抗素子に接続される複数のタップを有し、前記複数の所定の接続点が、前記所定の構成の少なくとも一部を通る複数の固有の抵抗経路を画定する、二次抵抗素子と、
非線形分布関数を使用して決定される複数の抵抗値を有する前記複数の固有の抵抗経路と、
を備え、
前記非線形分布関数は、べき関数であり、
前記べき関数は、方程式Ｒｓｕｍ＝Ｒ１×α^Nで表され、Ｒｓｕｍは個々の抵抗器の抵抗値の和であり、ＮおよびＲ１は定数であり、Ｎは状態の合計数であり、Ｒ１は測定可能範囲内の抵抗値となり得る選択された値である、センサ。

【請求項2】

前記複数の固有の抵抗経路のそれぞれは、前記センサの特性と関連付けられる、請求項１記載のセンサ。

【請求項3】

前記複数の固有の抵抗経路の少なくとも１つを画定する、前記所定の構成において接続される前記複数のタップの少なくとも１つは、閉状態に形成され、前記複数のタップの他のすべてのタップは、開状態で形成される、請求項１記載のセンサ。

【請求項4】

前記一次抵抗素子の前記第１端部は、第１接触パッドに接続され、前記一次抵抗素子の前記第２端部は、第２接触パッドに接続され、前記二次抵抗素子の第３端部は、第３接触パッドに接続される、請求項１記載のセンサ。

【請求項5】

前記固有の抵抗経路は、前記第３接触パッドから延び、前記二次抵抗素子を通り、そして前記複数の所定の接続点のうちの１つにて前記一次抵抗素子へと入り、次に、前記一次抵抗素子の少なくとも一部を通り、前記第１接触パッドおよび前記第２接触パッドのうちの１つに至る、請求項４記載のセンサ。

【請求項6】

前記第１接触パッドおよび前記第２接触パッドは、ケルビン接続を構築して、前記第１接触パッドおよび前記第２接触パッドの接触抵抗を補償する一次抵抗経路の抵抗を判定するために使用され得る、請求項４記載のセンサ。

【請求項7】

分析物テストセンサであって、
非導電性基板と、
前記非導電性基板上の一次抵抗素子であって、第１接触パッドに接続される第１端部および第２接触パッドに接続される第２端部を有する所定の構成を有する一次抵抗素子と、
前記非導電性基板上の二次抵抗素子であって、複数のタップを有する二次抵抗素子と、
を備え、
前記複数のタップの１つのタップが、前記一次抵抗素子に所定の位置で接続されることによって、閉状態に形成され、一次抵抗ネットワークを通る固有の抵抗経路を画定し、前記複数のタップの残りのタップが、開状態に形成され、それによって、前記一次抵抗ネットワークとの接続が断たれ、前記二次抵抗素子の一部が、二次抵抗素子接触パッドに接続され、前記複数のタップの各タップが、非線形分布を有する複数の所定の抵抗値の１つに関連付けられ、
前記非線形分布は、べき関数分布であり、
前記べき関数は、方程式Ｒｓｕｍ＝Ｒ１×α^Nで表され、Ｒｓｕｍは個々の抵抗器の抵抗値の和であり、ＮおよびＲ１は定数であり、Ｎは状態の合計数であり、Ｒ１は測定可能範囲内の抵抗値となり得る選択された値である、分析物テストセンサ。

【請求項8】

前記開状態の前記複数のタップは、レーザを用いてアブレーションされる、請求項７記載の分析物テストセンサ。

【請求項9】

前記固有の抵抗経路は、前記分析物テストセンサの特性に関連付けられる、請求項７記載の分析物テストセンサ。

【請求項10】

前記第１接触パッドおよび前記第２接触パッドのうちの少なくとも１つは、ケルビン接続を構築して、前記第１接触パッドおよび前記第２接触パッドのうちの少なくとも１つの接触抵抗を補償する一次抵抗経路の抵抗を判定するために使用され得る、請求項７記載の分析物テストセンサ。

【請求項11】

バイオセンサ用テストストリップ上に回路を形成する方法であって、
前記方法が、
非導電性基板上に、第１端部および第２端部を含む所定の構成を有する一次抵抗素子を形成することと、
前記非導電性基板上に、前記一次抵抗素子上の所定の接続位置に接続される複数のタップのうちの少なくとも１つを有する二次抵抗素子を形成することと、
を含み、
前記複数のタップのうちの少なくとも１つが、前記一次抵抗素子上の所定の接続位置に接続されることにより、前記一次抵抗素子の少なくとも一部を通る複数の固有の抵抗経路が画定され、前記複数のタップのそれぞれが、抵抗の複数の範囲のそれぞれの１つの内に入る、前記複数のタップのそれぞれに関連する抵抗を有し、抵抗の前記範囲のそれぞれが、非線形分布関数に基づいて決定され、
前記非線形分布関数は、べき関数であり、
前記べき関数は、方程式Ｒｓｕｍ＝Ｒ１×α^Nで表され、Ｒｓｕｍは個々の抵抗器の抵抗値の和であり、ＮおよびＲ１は定数であり、Ｎは状態の合計数であり、Ｒ１は測定可能範囲内の抵抗値となり得る選択された値である、方法。

【請求項12】

前記一次抵抗素子上の所定の位置に接続される前記タップ以外の前記複数のタップのすべてがアブレーションされ、それによって、アブレーションされた前記タップが前記一次抵抗素子との接続が断たれる、請求項１１記載の方法。

【請求項13】

前記一次抵抗素子は、複数の所定の接続位置を含み、前記方法は、前記バイオセンサ用テストストリップに関連する特性に応じて、前記タップに接続される接続位置を選択するステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。

【請求項14】

前記複数の固有の抵抗経路のそれぞれは、前記バイオセンサ用テストストリップの特性に関連付けられる、請求項１１記載の方法。

【請求項15】

前記抵抗の複数の範囲に含まれる抵抗のそれぞれは、前記バイオセンサ用テストストリップの固有の特性に関連付けられる、請求項１３記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本出願は、米国特許出願番号１４／８２２、９６３（２０１５年８月１１日出願）に基づき、その優先権を主張するものであり、これは、米国特許出願番号１４／５４２、７５５（２０１４年１１月１７日出願）の一部継続出願であり、これは米国特許出願番号１３／１９４、０３１号（２０１１年７月２９日出願、現在、米国特許第８、８８８、９７３号）の継続である。各特許出願は、その全てが記載されているように参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

［技術分野］
本発明は、概して、生体液中の分析物の濃度を測定するために使用される分析物テストセンサに関し、より具体的には、その上に形成されるコード化情報を有する分析物テストストリップに関する。

【背景技術】

【0003】

バイオセンサは、全血、尿、唾液などの生体液の分析を提供する。生体液中の物質の濃度の測定は、多数の健康状態の診断および治療のための重要な手段である。たとえば、血液などの体液中のグルコースの測定は、糖尿病の効果的な治療において重要である。生体液の試料は、直接採取されてもよく、または生体液の派生物であってもよい。典型的には、バイオセンサは、テストストリップ上に配置される生体液の試料を分析するために使用される、使い捨てでない装置または検査計を有する。

【0004】

多くのバイオセンサシステムは、分析の前に、測定装置に較正情報を提供する。測定装置は、典型的に、１つまたは複数のパラメータに応じて生体液の分析を調節するために、この情報を使用する。分析の正確さおよび精密さは、較正情報を使用することにより向上する。較正情報が使用されない場合、測定装置は、分析を完了しない、または生体液中の分析物の濃度の誤った分析を行い得る。

【0005】

そのような検査計／テストストリップのシステムにおいて、適切な試験結果を確実にするために、テストストリップの適切な識別を確保することは、一般的な方法である。たとえば、単一の検査計は、複数の異なる種類のテストストリップの分析が可能であってもよく、各種のテストストリップは、生体液中の異なる分析物の存在または濃度を試験するように設計される。試験を適切に行うために、検査計は、現在使用されているテストストリップに対し、いずれの種類の試験が行われるのかを把握しなければならない。

【0006】

また、テストストリップ中のロットごとの違いにより、通常、正確な試験結果を確保するために較正情報を検査計に読み込ませることが必要となる。そのような較正情報を検査計に読み込ませる一般的な方法は、検査計の対応するスロットまたはソケットに挿入される電子読み取り専用メモリキー（ＲＯＭキー）の使用である。この較正データは、テストストリップの特定の製造ロットに対してのみ正確であってもよいため、ユーザは通常、現在使用中のテストストリップのロット番号が、ＲＯＭキーがプログラムされたロット番号と一致することを確認するように求められる。

【0007】

テストストリップに関連する情報を有することが望ましい他の多数の例が、当業者には知られている。検査計による読み取りのためにテストストリップ上に情報をコード化するように試みる先行技術には、コード化が可能である情報の量が大きく制限されること、および情報コード化の機能のために、比較的大きいテストストリップの表面積を使用することを含む多くの問題が生じる。

【0008】

したがって、検査計による情報の読取りのために、情報がバイオセンサ上にコード化されることを可能にするシステムおよび方法が必要とされる。

【発明の概要】

【0009】

本発明の一態様は、流体試料中の分析物の存在または濃度を測定するために使用される分析物テストセンサストリップを開示する。テストセンサストリップは、非導電性基板を含む。さらに、テストセンサストリップは、非導電性基板上に形成され、第１端部および第２端部を有する外側または一次抵抗素子を含む。一次抵抗素子は、所定の構成を有し、所定の構成は、一形態では、複数の近位端部および複数の遠位端部を有する蛇行構成である。さらに、内側または二次抵抗素子はまた、非導電性基板上に形成され、所定の構成上の所定の接続点にて一次抵抗素子に接続されるタップを有し、それによって、所定の構成の少なくとも一部を通る固有の抵抗経路が画定される。

【0010】

所定の構成中の固有の抵抗経路は、抵抗の複数の範囲のそれぞれの１つの内に入る、固有の抵抗経路に関連する抵抗を有する。抵抗は、所定の構成上の所定の接続点の位置に基づいてまたは応じて決定される。固有の抵抗経路は、分析物テストセンサストリップの特性に関連付けられる。ストリップの特性とは、ストリップの種類、較正情報、製造情報、国情報などの、ストリップに関連する任意の情報を参照すると広く理解されるべきである。ストリップが使用される計器に伝達することが望ましい、ストリップに係る実質的にあらゆる情報が使用される。

【0011】

それぞれが、異なる特性と相互に関連する抵抗を有する２つ以上の可能な固有の抵抗経路の中から固有の抵抗経路を画定する機会を提供するために、二次抵抗素子は、複数のタップを含む。所定の構成と所定の接続点において接続されるそれぞれのタップが、閉状態で形成または維持され、複数のタップの他のすべてのタップは、開放される、または開状態で形成される。

【0012】

一次抵抗素子の第１端部は、第１接触パッドと接続され、第２端部は、第２接触パッドと接続される。二次抵抗素子は、第３接触パッドと接続される第３端部を有する。固有の抵抗経路は、第３接触パッドから延び、二次抵抗素子を通り、そして複数の所定の接続点のうちの１つにて一次抵抗素子へと入り、次に、一次抵抗素子の少なくとも一部を通り、第１接触パッドおよび第２接触パッドのうちの１つに至る。

【0013】

本発明の別の態様は、流体試料中の分析物の濃度を測定するために使用される分析物テストセンサストリップを開示する。テストセンサストリップは、非導電性基板を含む。一次抵抗素子は、非導電性基板上に形成され、第１端部が第１接触パッドに接続され、第２端部が第２接触パッドに接続される所定の構成を有する。複数のタップを有する二次抵抗素子がまた、非導電性基板上に形成される。複数のタップのうちの１つのタップは、一次抵抗素子と所定の位置において接続されることによって、閉状態で形成および／または維持され、一次抵抗ネットワークの少なくとも一部を通る固有の抵抗経路を画定する。複数のタップの残りのタップは、開放される、または開状態で形成されることによって、一次抵抗ネットワークとの接続が断たれる。二次抵抗素子の一部は、二次抵抗素子接触パッドと接続される。

【0014】

一形態では、開状態のタップは、レーザを用いてアブレーションされる。固有の抵抗経路は、分析物テストセンサストリップの特性に関連付けられる。一形態では、特性は、テストセンサストリップに関連する、線形相関アルゴリズムの傾斜および／または切片などの、１つまたは複数のアルゴリズムの変数に関連する。さらに別の形態では、分析物テストセンサストリップは、非導電性基板上に形成される光学コードを含む。光学コードは、製品の使用期限、製品識別（国または地域）、血液および対照溶液の切片、ストリップのロットの識別、および他の特徴などの、テストセンサストリップに関連する情報を含み得る。さらに、テストセンサストリップはまた、非導電性基板上に形成され、第１測定電極から間隔をおいた関係にある第１測定感知電極を含む第１抵抗ループを含み得る。一形態では、第１測定電極は、一次抵抗素子の第２端部と接続される。

【0015】

本発明の別の態様は、分析物の濃度を測定するために利用されるバイオセンサ用テストストリップを形成する方法を開示する。この態様では、一次抵抗素子は、非導電性基板上に形成され、第１端部および第２端部を含む所定の構成を有する。さらに、二次抵抗素子は、非導電性基板上に形成され、一次抵抗素子上の所定の接続位置に接続される少なくとも１つのタップを有し、それによって、抵抗の複数の範囲のそれぞれの１つの内に入る、一次抵抗素子に関連する抵抗を有する、一次抵抗素子の少なくとも一部を通る固有の抵抗経路が画定される。

【0016】

二次抵抗素子は、複数のタップを含むように形成される。一次抵抗素子上の所定の位置に接続されるタップ以外の複数のタップのすべてがアブレーションされ、それによって、アブレーションされたタップが一次抵抗素子との接続が断たれる。一次抵抗素子は、複数の所定の接続位置を含む。タップに接続される接続位置が、バイオセンサ用テストストリップに関連する特性に応じて選択される。二次および一次抵抗素子を通る固有の抵抗経路は、バイオセンサ用テストストリップの特性に関連付けられる。さらに、抵抗の複数の範囲に含まれる抵抗の各範囲は、バイオセンサ用テストストリップの個別の特性に関連付けられる。

【0017】

本発明のさらに別の態様は、分析物の濃度を測定するために使用される分析物テストセンサストリップを開示する。テストセンサストリップは、非導電性基板を含む。さらに、テストセンサストリップは、流体の試料中の分析物の定量または定性分析を行うための手段を含む。回路が、非導電性基板上に設けられる。回路は、第１端部と第２端部との間の所定の構成を有する、第１端部と第２端部との間の導電性の一次経路を含む。導電性一次経路は、第１の所定の範囲内に入る抵抗を有する。回路はまた、導電性一次経路の第１端部と第３端部との間の導電性二次経路を含む。導電性二次経路は、複数の開状態のタップおよび閉状態のタップにより実質的に画定される。閉状態のタップは、選択的に第３端部を導電性一次経路に所定の位置で接続し、それによって、第１端部と第３端部との間に、導電性一次経路の少なくとも一部を通る固有の抵抗経路が画定される。固有の抵抗経路は、第２の所定の範囲内に入る第２の抵抗を有する。

【0018】

一形態では、第１の抵抗と第２の抵抗の比率は、分析物テストセンサストリップの特性と選択的に相互に関連する。第１端部は、第１接触パッドと接続され、第２端部は、第２接触パッドと接続され、第３端部は、第３接触パッドと接続される。一形態では、所定の構成は、複数の近位端部および複数の遠位端部を有する蛇行構成を含む。閉状態のタップが、蛇行構成の近位端部のそれぞれに接続される。閉状態のタップを備えるタップが、分析物テストセンサストリップの特性に応じて選択される。

【0019】

別の態様は、流体の試料中の分析物の濃度を測定するための方法を開示する。方法は、検査計を設けるステップ、テストストリップを設けるステップを含み、テストストリップは、非導電性基板と、非導電性基板上にあり、検査計に接続可能な作用電極と、非導電性基板上にあり、検査計に接続可能な対向電極と、作用電極と対向電極との間を橋絡する試薬部と、非導電性基板上にあり、検査計に接続可能な第１端部および検査計に接続可能な第２端部を有する、所定の構成を有する一次抵抗素子と、非導電性基板上にあり、検査計に接続可能な第３端部を有する二次抵抗素子であって、所定の構成上の所定の接続点において一次抵抗素子に接続されるタップを有する二次抵抗素子と、を備え、所定の構成上の所定の接続点において一次抵抗素子にタップが接続されることによって、抵抗値を有する所定の構成の少なくとも一部を通る固有の抵抗経路が画定され、前記方法は、テストストリップを検査計内に受容するステップ、作用電極、対向電極、一次抵抗素子、および二次抵抗素子を、検査計に動作可能に接続するステップ、および固有の抵抗経路に関連する少なくとも抵抗値に関連する測定値に応じてテストストリップに関連する特性を判定するステップを含む。

【0020】

一形態では、一次抵抗素子は、一次素子の抵抗値を有し、特性は、固有の抵抗経路の抵抗値を一次素子の抵抗値と比較することによって求められる抵抗比に応じて判定される。検査計は、分析物に関連する濃度測定出力を特性に応じて出力するように調節される。一形態では、一次抵抗素子の端部は、対向電極に接続される。

【0021】

さらに別の態様は、非導電性基板、および非導電性基板上の回路を含むセンサを開示する。回路は、非導電性基板上の一次抵抗素子であって、第１端部および第２端部を備え、所定の構成を有する一次抵抗素子と、非導電性基板上の二次抵抗素子であって、二次抵抗素子が、所定の構成上の複数の所定の接続点にて一次抵抗素子に接続される複数のタップを有し、複数の所定の接続点が、所定の構成の少なくとも一部を通る複数の固有の抵抗経路を画定する、二次抵抗素子と、非線形分布関数を使用して決定される複数の抵抗値を有する複数の固有の抵抗経路と、を含む。センサは、流体の試料中の分析物の定量および定性分析の少なくとも１つを行うように構成される。

【0022】

本発明の別の態様は、非導電性基板と、非導電性基板上の一次抵抗素子であって、第１接触パッドに接続される第１端部および第２接触パッドに接続される第２端部を有する所定の構成を有する一次抵抗素子と、を備える分析物テストセンサを開示する。テストセンサは、非導電性基板上の、複数のタップを有する二次抵抗素子をさらに備え、複数のタップの１つのタップが、一次抵抗素子に所定の位置で接続されることによって、閉状態に形成され、一次抵抗ネットワークを通る固有の抵抗経路を画定し、複数のタップの残りのタップが、開状態に形成され、それによって、一次抵抗ネットワークとの接続が断たれ、二次抵抗素子の一部が、二次抵抗素子接触パッドに接続され、複数のタップの各タップが、非線形分布を有する複数の所定の抵抗値の１つに関連付けられる。

【0023】

本発明の別の態様は、バイオセンサ用テストストリップ上に回路を形成する方法を開示する。方法は、非導電性基板上に、第１端部および第２端部を含む所定の構成を有する一次抵抗素子を形成することと、非導電性基板上に、一次抵抗素子上の所定の接続位置に接続される複数のタップを有する二次抵抗素子を形成することと、を含み、一次抵抗素子上の所定の接続位置に複数のタップが接続されることにより、一次抵抗素子の少なくとも一部を通る複数の固有の抵抗経路が画定され、複数のタップのそれぞれが、抵抗の複数の範囲のそれぞれの１つの内に入る、複数のタップのそれぞれに関連する抵抗を有し、抵抗の範囲のそれぞれが、非線形分布関数に基づいて決定される。

【0024】

以下において、本発明はさらに、図面中に示される例示的実施形態に基づいて説明される。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】検査計に挿入されるテストストリップを示す図である。

【図2】典型的なテストストリップの分解図である。

【図3A】生体液中の対象分析物の濃度の測定に使用されるテストストリップを示す図である。

【図3B】図３ａに示されるテストストリップの一部の代替の実施形態を示す図である。

【図3C】図３ａに示されるテストストリップの一部の代替の実施形態を示す図である。

【図4】図３ａに示されるテストストリップの一部を示す図である。

【図5A】複数のアブレーションされたタップを有する、図３ａに示されるテストストリップの一部を示す図である。

【図5B】複数のアブレーションされたタップを有する、図３ａに示されるテストストリップの一部を示す図である。

【図5C】複数のアブレーションされたタップを有する、図３ａに示されるテストストリップの一部を示す図である。

【図5D】複数のアブレーションされたタップを有する、図３ａに示されるテストストリップの一部を示す図である。

【図5E】複数のアブレーションされたタップを有する、図３ａに示されるテストストリップの一部を示す図である。

【図5F】複数のアブレーションされたタップを有する、図３ａに示されるテストストリップの一部を示す図である。

【図5G】複数のアブレーションされたタップを有する、図３ａに示されるテストストリップの一部を示す図である。

【図6】生体液中の対象分析物の濃度の測定に使用される、別の典型的なテストストリップを示す図である。

【図7】生体液中の対象分析物の濃度の測定に使用される、別の典型的なテストストリップを示す図である。

【図8】生体液中の対象分析物の濃度の測定に使用される、別の典型的なテストストリップを示す図である。

【図9】生体液中の対象分析物の濃度の測定に使用される、別の典型的なテストストリップの一部を示す図である。

【図10】生体液中の分析物を測定するために使用される典型的なプロセスのフローチャートである。

【図11】２つの符号化抵抗器ネットワークを示す図である。

【図12】テストストリップの接触抵抗のクラスタを図示する度数プロットである。

【図13】試験に使用される例示的なテストストリップのレイアウトを示す図である。

【図14】点ＣＥＳと点ＲＮＥＴとの間の、共有接続および部分接触抵抗補償の概略図である。

【図15】点ＲＴＡＰと点ＲＮＥＴとの間の、共有接続および部分接触抵抗補償の概略図である。

【図16A】均等に分布した抵抗器タップを有する、取り得る状態の１つを表すテストストリップの構成を示す図である。

【図16B】均等に分布した抵抗器タップを有する、取り得る状態の１つを表すテストストリップの構成を示す図である。

【図16C】均等に分布した抵抗器タップを有する、取り得る状態の１つを表すテストストリップの構成を示す図である。

【図16D】均等に分布した抵抗器タップを有する、取り得る状態の１つを表すテストストリップの構成を示す図である。

【図16E】均等に分布した抵抗器タップを有する、取り得る状態の１つを表すテストストリップの構成を示す図である。

【図16F】均等に分布した抵抗器タップを有する、取り得る状態の１つを表すテストストリップの構成を示す図である。

【図16G】均等に分布した抵抗器タップを有する、取り得る状態の１つを表すテストストリップの構成を示す図である。

【図17A】例示的なバイオセンサストリップの図である。

【図17B】図１７ａの例示的なバイオセンサストリップを概略で示す図である。

【図18】１５００組のネットワーク測定からの、均等に分布された抵抗器タップの、計算による抵抗比（ＲＴＡＰ−ＲＮＥＴ）／（ＣＥＳ−ＲＮＥＴ）を示す分布プロットである（エラーバーは、基準の導電性およびトレースのパターンを前提とする計算による比率であり、シミュレーションによる最悪の場合の２３５オームが含まれている）。

【図19】複数の分布法を使用した抵抗比の分布を示す図である。

【図20】可能な状態の数に基づく抵抗値の非線形分布における抵抗比の抵抗分布を示す分布プロットである。

【図21】線形分布の抵抗比を非線形の抵抗比と比較する分布プロットである。

【図22】非線形抵抗分布の値を使用する、例示的テストストリップのレイアウトを示す図である。

【図23】非線形抵抗分布の値を使用する、テストストリップ中の制御ノードおよび制御点の可能な位置を示す図である。

【図24A】非線形抵抗分布の値を使用する、テストストリップの状態の構成を示す図である。

【図24B】非線形抵抗分布の値を使用する、テストストリップの状態の構成を示す図である。

【図24C】非線形抵抗分布の値を使用する、テストストリップの状態の構成を示す図である。

【図24D】非線形抵抗分布の値を使用する、テストストリップの状態の構成を示す図である。

【図24E】非線形抵抗分布の値を使用する、テストストリップの状態の構成を示す図である。

【図24F】非線形抵抗分布の値を使用する、テストストリップの状態の構成を示す図である。

【図24G】非線形抵抗分布の値を使用する、テストストリップの状態の構成を示す図である。

【図25】非線形抵抗分布の値を使用する、非均等に分布された抵抗器タップを有する抵抗比の範囲を示す分布プロットである。

【図26】各状態０〜６における抵抗比の範囲を示す分布プロットである。

【図27】ケルビン測定を可能にする抵抗性タップ回路の可能な構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の原理の理解を促すことを目的として、図面に示される実施形態を参照し、その実施形態を説明するために特定の用語を使用する。それでも、本発明の範囲を限定する意図はないことが理解される。図示される装置の代替例および変形例、および図示される、本発明に関連する当業者が通常想定し得ると考えられるような本発明の原理のさらなる適用例は保護されることが望ましい。特に、本発明は、血中グルコースの計器として説明されるが、本発明は、他の分析物および他の試料の種類を測定するための装置と使用され得ることが考えられる。そのような代替の実施形態には、当業者に明白である、本明細書で説明される実施形態への一定の適応が必要とされる。

【0027】

図１を参照すると、全血、尿、唾液などの生体液中の分析物の存在または濃度を測定するために使用される濃度測定装置または検査計１０が、そこに取り付けられる分析物テストセンサストリップ１２を有して開示される。この形態では、テストストリップ１２は、検査計１０の接続ターミナル１４に、取外し可能に挿入される。テストストリップ１２の挿入の際に、検査計１０は、以下でより詳細に明記されるように、自動で電源が入り、測定プロセスを開始するように構成される。検査計１０は、ユーザに、試験結果を含む各種情報を表示するために使用される電子ディスプレイ１６を含む。

【0028】

図２を参照すると、一般的なテストストリップ１２が、背景的情報の目的のため示され、複数の構成要素を含んでいる。テストストリップ１２は、試験のために試料流体を受容するチャンバを画定する小型本体を備える。この試料受容チャンバは、適切な手段によって、好ましくは毛管作用であるが、任意で圧力または真空の援助により、試料流体で充たされる。試料受容チャンバは、試料流体中の分析物を表示する電気化学的信号を生成するのに適した電極と化学物質とを含む。

【0029】

この図示された形態では、テストストリップ１２は、ベース基板２０と、スペース層２２と、本体カバー２６およびチャンバカバー２８を含むカバー層２４とを含む。スペース層２２は、ベース基板２０とカバー層２４との間に延在する試料受容チャンバを提供するための、空隙部３０を含む。ベース基板２０は、複数の電極３４と、接触パッド３８にて終端する電極トレース３６とを含む電極システム３２を備えている。電極３４は、試料受容チャンバ内に位置決めされる電極トレース３６の部分として画定される。適切な試薬システム４０が、試料受容チャンバ内の電極３４の少なくとも一部を覆う。

【0030】

スペース層２２を覆う本体カバー２６およびチャンバカバー２８は、それらの間のスロットを画定し、スロットは、試料流体が縁部開口部または流体受容開口部からチャンバに入ると、チャンバから空気が抜け出すことを可能にするために、試料受容チャンバと連通する通気開口部を画定する。したがって、テストストリップ１２は投薬端部４２および計器挿入端部４４を含む。投薬端部４２は、典型的には、ユーザの手助けとなるように、計器挿入端部４４と見分けることができる形状である。本体カバー２６およびチャンバカバー２８は、好ましくは、接着層４６により、スペース層２２に固定される。さらに、第２接着層４８が、スペース層２２をベース基板２０に固定する。図２に示されるテストストリップ１２のより詳細な説明は、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、共同所有の米国特許第７，８２９，０２３号明細書に見ることができる。

【0031】

図３ａを参照すると、検査計１０との使用のために構成される、テストストリップ５０の好ましい一形態のより詳細な図が、テストストリップ５０の電極システム３２を説明するために、スペース層、カバー層、接着層が除かれて示されている。テストストリップ５０は、以下でより詳細に説明されるように、複数の電極、トレースおよび接触パッドが形成される非導電性ベース基板５２を含む。このような形態は、スクリーン印刷、リソグラフィ、レーザスクライビング、レーザアブレーションなどの数多くの既知の技術のいずれかを用いることによって達成されてもよい。図示する目的のために、広領域レーザアブレーションの技術を用いる形態が、概して、本明細書において説明される。

【0032】

電極、トレースおよび接触パッドの形成の前に、非導電性基板が、その上部表面上を（たとえば、スパッタリングまたは蒸着により）導電層で被覆される。電極、トレースおよび接触パッドは、次に、テストストリップの電気的態様に望ましい設計を画定するマスクを使用するレーザアブレーション処理によって、非導電性基板上に形成される導電層にパターニングされる。レーザアブレーション処理のより詳細な説明は、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、共同所有の米国特許第７，６０１，２９９号明細書に説明される。

【0033】

導電層は、純金属もしくは合金、または金属導体である他の材料を含んでもよい。導電材料は、概して、非導電性基板５２上の電極、トレースおよび接触パッドを形成するために使用されるレーザの波長において、吸収性である。非限定的な例として、アルミニウム、カーボン、銅、クロミウム、金、酸化インジウムスズ、パラジウム、白金、銀、酸化スズ／金、チタン、それらの混合物、およびこれら要素の合金または金属化合物が含まれる。いくつかの形態では、導電材料は、貴金属もしくは合金、またはそれらの酸化物を含む。

【0034】

テストストリップ５０は、非導電性基板５２上に形成される作用電極５４、作用感知トレース５６、対向電極５８、および対向感知トレース６０を含む。テストストリップ５０は、長手方向軸に沿って延在する、遠位端部または反応領域６２、および近位端部または接触領域６４を含む。以下でより詳細に説明されるように、テストストリップ５０は、作用電極５４を接触パッド７０に接続させるために使用される作用電極トレース５４ａを含む。さらに、テストストリップ５０は、対向電極５８を接触パッド８０に接続させるために使用される対向電極トレース５８ａを含む。図示されるように、テストストリップ５０の近位端部６４は、検査計１０の接続ターミナル１４と導電的に接続するように構成される複数の接触パッドを含む。一形態では、検査計１０は、検査計１０に挿入されるテストストリップ５０の種類を、たとえば、任意のトレースを含む接触パッドの構成に基づき判定するように構成される。テストストリップ１２の遠位端部６２は、作用電極５４および対向電極５８の少なくとも一部を被覆する試薬層６６を含む。

【0035】

テストストリップ５０の試薬層６６は、試料中の対象分析物の存在および／または濃度を表す、検出可能な信号を生成するように、対象分析物と反応するための化学的または生化学的性質の試薬を含んでもよい。本明細書において使用される「試薬」という用語は、試料中の対象分析物の存在および／または濃度を表す、検出可能な信号を生成するように、分析物および／または対象物と反応するための、化学的、生物学的、または生化学的試薬である。種々の検出システムおよび手段における使用に適切な試薬は、たとえば、グルコースなどの様々な分析物の存在および／または濃度を判定するために選択される、様々な有効成分を含む。適当である試薬の選択は、十分に当技術分野の範囲内である。当技術分野において知られるように、様々な対象物のそれぞれとの使用のために利用可能である化学的性質は数多く存在する。試薬は、評価される対象物に対して選択される。たとえば、試薬は、血中グルコースの存在を判定するように選択され得る１つまたは複数の酵素、補酵素、および補助因子を含み得る。

【0036】

試薬の化学的物質は、試薬の性質または特徴を向上させるために、様々な補助剤を含んでもよい。たとえば、化学的物質は、テストストリップ５０上への試薬組成物の設置を容易にするための、およびストリップ５０への接着を向上させるための、または試料流体による試薬組成物の水和反応の速度を増加させるための材料を含んでもよい。その上、試薬層は、結果として生じる乾燥した試薬層６６の物理的性質を向上させるため、および分析のための流体試験試料の取り込みを向上させるために選択された構成要素を含み得る。試薬組成物と共に使用される補助材料の例は、増粘剤、粘性モジュレータ、被膜形成剤、安定剤、バッファ、洗剤、ゲル化剤、充填剤、フォルムオープナ、着色剤、およびチクソ性を付与する薬剤を含む。

【0037】

図３ａにさらに示されるように、作用電極トレース５４ａの近位端部６８は、作用電極測定接触パッド７０と接続される。作用電極トレース５４ａの遠位端部７２は、作用電極５４と接続される。作用感知トレース５６の近位端部７４は、作用感知測定接触パッド７５と接続される。さらに図示されるように、作用感知トレース５６の遠位端部７６は、作用電極トレース５４ａの遠位端部７２と接続され、それによって、作用抵抗ループが画定される。

【0038】

一形態では、作用抵抗ループは、テストストリップ１２の特性に対応する範囲である抵抗値の所定の範囲内の抵抗値を有する。作用抵抗ループを１つまたは別の抵抗値の所定の範囲内に入る抵抗値を有するように形成することは、薄導電層を形成する当技術分野においては、通常技術の範囲内である。それでも、図示する目的のために、金およびパラジウムのような材料の薄層などの導電材料は、導電層の厚さに依存する、特徴的なシート抵抗を有することが知られている。シート抵抗は、実質的には、特定の厚みの特定の材料の特定の構成（たとえば、長さおよび幅）の経路中の予測抵抗の計算のための乗数である。したがって、シート抵抗および／または導電性トレースの構成的態様は、作用抵抗ループなど、特定の経路中の望ましい抵抗を達成するために、変更可能である。

【0039】

したがって、たとえば、５０ｎｍの厚みの金層は、１．６オーム／スクエアのシート抵抗を有する。「スクエア」とは、導電経路のアスペクト比の無単位の尺度であり、導電経路において実際的または理論的に決定され得る正方形のシート（幅に基づく）の数に分解される。感知１つの意味においては、導電経路の実効表面積は、スクエアの数として近似される。導電経路において決定され得るスクエアの数にシート抵抗を掛け、導電経路中の予測抵抗を算出する。

【0040】

本発明の文脈において、例証的および例示的実施形態は、典型的には、５０ｎｍの厚さの金の層、したがって、１．６オーム／スクエアのシート抵抗という文脈で説明される。したがって、（当業者には明確であるように）本開示の様々な状況において説明される、任意の導電経路に沿った抵抗を操作するために、導電経路の長さまたは幅を変更してもよく（したがって、「スクエア」の数を変えてもよく）、または、特定の導電経路の予測抵抗値を、抵抗値の望ましい範囲内に入るように増加または低下させるために導電層の厚さまたは材料を変更してもよく（したがって、シート抵抗を変更してもよく）、そのような値の範囲は、テストストリップの特性を表す。概して直線状の経路以外の様々なパターニングおよび構成における、特定の導電経路のスクエアの数を決定することは、当技術分野の通常技術の範囲内であり、ここではこれ以上の説明を必要としない。

【0041】

さらに説明すると、本発明の実施形態に含まれる、各種特定される導電経路中の実測による抵抗値は、様々な方法で、テストストリップの１つまたは複数の特性を示す目的のために使用される。この点においては、測定された抵抗値、または測定された抵抗値を含む抵抗値の所定の範囲、または異なる導電経路間の測定された抵抗値の比率は、特定の特性に対応してもよいことが理解される。導電経路の抵抗値を特性に対応させるために、これらの方法のいずれを用いるかは、当業者の裁量の範囲内である。

【0042】

概して、測定された抵抗値自体は、実測による抵抗値が（上記のように算出される）予測抵抗値にほぼ一致するという場合に、有用である。測定値が予測値によく一致しないような製作公差であれば、ある予測抵抗値を有する導電経路が、測定された抵抗値をほぼ確実に有するような抵抗値の所定の範囲を予め定めることが望ましい。その場合、システムは、導電経路の実際の抵抗値を測定し、抵抗値が含まれる所定の範囲を特定し、および特定された所定の範囲をテストストリップの特性と対応させる。最後に、製作公差が、単純に、導電経路の実測の抵抗値の正確な予測に寄与しない場合、または、単純に所望通りである場合、実質的に正規化された値を決定するために、測定された１つの抵抗値と、異なる導電経路中の別の測定された抵抗値との比率を求めることが有用となり得る。正規化された値は、テストストリップの対応する特性を特定するために、測定された抵抗値として同様に使用されてもよく、または、値の１つまたは複数の所定の範囲に対し比較されてもよい。本発明がさらに説明および理解されるのは、概して、この測定、予測、および正規化される抵抗値という文脈においてである。

【0043】

例示目的のみのため、一形態では、作用抵抗ループは、約３８０．８オームの抵抗値を有する。（この例示的な形態では、５０ｎｍの厚さの金が、トレースおよび接触パッドを形成するために使用されること、および作用抵抗ループのトレースおよび接触パッドに関連する表面積が、およそ２３８スクエアに等しいことが仮定される。そのようにして、作用抵抗ループは、約３８０．８オームの抵抗値を有する。）一実施形態では、この抵抗値は、所定の範囲内、たとえば２５０〜４５０オームであり、ストリップの種類、すなわち、グルコース濃度の判定のために構成されるストリップ上に配置される試薬のような、特性に対応する。例として、作用抵抗ループの抵抗値の異なる所定の範囲、たとえば、５５０〜７５０オームは、ケトン濃度の判定などのための異なるストリップの種類に対応してもよい。すべての形態と同様に、および既に説明したように、本明細書において開示されるすべての抵抗値のみならず作用抵抗ループの抵抗値は、たとえば、作用感知トレース５６の長さ、幅、および厚さ、ならびに作用感知トレース５６を製造するための材料を調節するなど、様々な手段によって調節され得る。たとえば、米国特許第７，６０１，２９９号明細書参照のこと。

【0044】

対向電極トレース５８ａの近位端部７８は、対向電極測定接触パッド８０と接続される。対向電極トレース５８ａの遠位端部８２は、対向電極５８と接続される。その上、対向感知トレース６０の近位端部８４は、対向感知測定接触パッド８６と接続される。対向感知トレース６０の遠位端部８８は、対向電極トレース５８ａの遠位端部８２と接続され、それによって対向抵抗ループが画定される。一形態では、対向抵抗ループは、抵抗値の所定の範囲内の抵抗値を有し、その範囲はテストストリップ５０の特性に対応する。例示目的のみのため、一形態では、対向抵抗ループは、５０ｎｍの厚さの金の層およびおよそ２４０スクエアの表面積の構成に基づき、約３８４オームの抵抗値を有する。一実施形態では、抵抗値は、所定の範囲内、たとえば、２５０〜４５０オームであり、その範囲は、テストストリップの特性に対応する。他の実施形態では、作用抵抗ループの抵抗値は、対向抵抗ループの抵抗値との比率を求められ、その比率の値は、ストリップの種類または地理的な流通市場などの、ストリップの特性に対応する。

【0045】

一般的に理解されるように、電極を「作用」または「対向」電極として指定することは、単に、特定の電界または印加電位が存在する状態において、電気化学測定方法中に陽極または陰極のいずれかとしての、電極の所定の特定の機能または用途を示すものである。当業者は、同様に、そのような電極への言及を、一般的に、第１および第２の測定電極（および対応するトレース、感知トレース、接触パッド、など）として理解し、同様に、そのような電極は、たとえば、公知の技術による投薬量検出電極および／またはサンプル充足電極としての使用のみのために特別に指定される電極とは対照的に、特定の分析物または対象物の測定に関与する。たとえば、米国特許第７，９０５，９９７号明細書参照のこと。これらの理解の点から、「作用」および「対向」の指定は、状況の例証および説明のみのために使用され、請求項に記載されようと、そうでなかろうと本発明の範囲を特定の測定電極の機能に限定することを意図しない。

【0046】

概して、分析を開始するために、テストセンサ５０は、テストセンサ５０の接触パッドのすべてが、接続ターミナル１４内の接触ピンに接続されるように、検査計１０の接続ターミナル１４に挿入される。作用電極５４および対向電極５８は、血液などの、適当量の流体がテストセンサ５０上に設置されるまでは、互いに対し開状態（すなわち、概して互いから電気的に絶縁している）のままである。適当量の流体を試薬層６６上に塗布することによって、検査計１０によって検出可能な電気化学反応が生じる。

【0047】

一般的には、検査計１０は、作用電極５４と対向電極５８との間に電位差を生むために、作用電極測定接触パッド７０および対向電極測定接触パッド８０に亘り、所定の電圧を印加し、その結果生じる電流の流れを測定する。電圧の大きさおよび方向は、試薬６６と塗布される流体との電気化学反応より生じる、検出される電気的測定化学種の、電気化学活性化電位に基づいて選択される。グルコースの場合、たとえば、直流電位を使用する場合、付加電位差は、典型的には、約＋１００ｍＶと＋５５０ｍＶの間である。交流電位を使用する場合、これらは、約＋５ｍＶと＋１００ｍＶＲＭＳの間となり得るが、交流電位を印加する目的に応じて、より大きな振幅も有し得る。特に、直流電位または充分に大きい振幅の交流電位から生じる、電流の流れの測定量は、測定される分析物の濃度を示す。このプロセスが動作する方法は、本発明の範囲外であるが当業者には周知である。たとえば、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第７，７２７，４６７号明細書、米国特許第５，１２２，２４４号明細書、および米国特許第７，２７６，１４６号明細書を参照のこと。

【0048】

作用電極トレース５４ａおよび対向電極トレース５８ａにおける寄生ＩＲ（電流×抵抗）低下を補償するために、テストセンサ５０は、作用感知トレース５６および対向感知トレース６０を含む。既に説明されたように、作用感知トレース５６は、テストセンサ５０の遠位端部６２にて作用電極トレース５４ａと接続され、テストセンサ５０の近位端部６４にて作用感知測定接触パッド７５と接続される。対向感知トレース６０は、テストセンサ５０の遠位端部６２にて対向電極トレース５８ａと接続され、テストセンサ５０の近位端部６４にて対向感知測定接触パッド８６と接続される。

【0049】

一形態では、試験手順中、電位が、対向電極測定接触パッド８０に印加されることによって、対向電極５８と作用電極５４との間に、試薬層６６に塗布される生体試料中に存在する分析物の量に比例して電流が生じる。適切な電位が対向電極５８に確実に印加されるように、検査計１０は、対向感知トレース６０に印加される電位（または絶対電位差）が、対向電極５８において望ましい電位（または絶対電位差）と同じであることを確実にする回路（図示されず）を含む。典型的には、検査計１０は、電流が対向感知トレース６０をほとんど流れない、またはまったく流れないことを確実にし、それによって、対向電極５８にてみられる電位が、望ましい電位に一致することを確実にする。作用感知トレース５６および対向感知トレース６０の補償機能に対するより詳細な説明に関しては、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、共同所有の米国特許第７，５６９，１２６号明細書を参照することができる。

【0050】

直接テストストリップ５０上に情報をコード化する能力は、テストストリップ５０の性能を劇的に向上させ、検査計１０との相互作用を高めることが可能である。たとえば、検査計１０に、テストストリップ５０の複数のロットに適用可能な較正情報またはデータを供給することは、当技術分野では公知である。先行技術のシステムは、読み出し専用メモリキー（ＲＯＭキー）に依存しており、キーは、たとえば、テストストリップのバイアルのそれぞれに提供され、テストストリップの適切なバイアルがユーザによって利用されると、検査計１０内の対応するソケットまたはスロットに挿入されていた。このプロセスは、ユーザがこのタスクを行うことに依存しているため、タスクが行われるという保証はなく、もし行われても、正しく行われる、または毎回新しいストリップのバイアルが使用される保証がない。人的エラーまたは怠慢の可能性を除去するために、本発明は、事前に設定および記憶された較正データに対応するもののようなコードが、テストストリップ５０上に直接設置され得る様々な方法を提供する。そしてこの情報は、検査計１０を、精密測定を提供することができるように調節するために、内部記憶装置に記憶される、事前に設定または記憶された較正データを有する検査計１０により読み取られてもよい。

【0051】

そのような符号化を達成するために、一実施形態では、テストストリップ５０は、基板５２の表面上にベース抵抗ネットワーク１０４を形成する二次または内側抵抗素子１００および一次または外側抵抗素子１０２を含む。二次抵抗素子１００の端部は、二次抵抗素子接触パッド１０３と接続される。一次抵抗素子１０２は、第１端部１０６および第２端部１０８を有し、所定の形状または構成を有する。一形態では、一次抵抗素子１０２は、蛇行形状またはテストストリップ５０の長手方向軸に対し平行に延びる構成を有する。しかし、一次抵抗素子１０２は、異なる形態においては、他の形状および構成を有してもよいと予想される。一形態では、一次抵抗素子１０２は、テストストリップ５０の特性を示してもよい、抵抗値の所定の範囲内に入る、関連する予測抵抗値を有する。抵抗値は、（以下で規定されるような）第１および第２の一次抵抗素子接触パッド１１０および１１２を使用する検査計１０によって測定され得る。

【0052】

図３ａの実施形態では、一次抵抗素子１０２の第２端部１０８が、対向電極トレース５８ａの近位端部７８により画定され、接触パッド１１２は、概して対向電極接触パッド８０と同様に延在する。特定の用途または目的のために別段の要求がない限り、一次抵抗素子１０２の端部１０６または１０８のいずれが作用電極トレース５４ａの近位端部６８または対向電極トレース５８ａの近位端部７８により画定されるかは、設計上の選択の問題であることが理解され、本発明は、端部１０６および１０８が、作用電極５４および対向電極５８、ならびにトレース５４ａ、５８ａおよびその近位端部６８、７８の態様とは分離し、別個の構造であるような実施形態を含む。たとえば、図３ｂ参照のこと。対照的には、接触パッド１１０、１１２の一方または両方が、接触パッド７０、８０と同様に延在してもよい実施形態における、電圧補償の目的のための感知トレース５６、６０の一方または両方の使用に関する上記説明を参照のこと。試薬層６６は、参照の便宜上、残りの図面からは除去されているが、本明細書において開示される各テストストリップ５０が、実行が望まれる特定の分析に関連する試薬層６６を含むことが理解されるべきである。

【0053】

特に、検査計１０は、一次抵抗素子接触パッド１１０、１１２に亘り電圧を印加し、そして一次抵抗素子１０２を流れる電流の量を測定することによって一次抵抗素子１０２の抵抗値を測定することができる。一形態では、一次抵抗素子１０２に関連する表面積は、およそ１３７２スクエアに等しい。そのようにして、例示目的のみのため、５０ｎｍの厚さの金の層の場合、一次抵抗素子１０２に関連する予測抵抗値は、約２，１９５．２オームである。

【0054】

図３ｃを参照すると、本明細書において開示されるテストストリップ５０の別の代表的な部分が示されており、二次抵抗素子１００と一次抵抗素子１０２が、異なる所定の構成を有している。以下で詳細に説明されるように、二次抵抗素子１００は、複数の所定の接続点１２２ａ〜ｇにおいて一次抵抗素子１０２に接続される複数のタップ１２０ａ〜ｇを含む。この代表的な実施形態の他のすべての特徴および態様は、図３ａ、図４および図５ａ〜ｇに関連して図示される実施形態に関連する以下の説明において、同じものである。

【0055】

図３ａに示されているテストストリップ５０の電気的態様の、非導電性基板５２のない簡易図を示す図４を参照すると、二次抵抗素子１００は、複数の所定の接続点１２２ａ〜ｇにおいて一次抵抗素子１０２に接続される複数のタップ１２０ａ〜ｇを含む。図示される形態では、一次抵抗素子１０２は、近位端部１２４および遠位端部１２６を備える蛇行形状または蛇行構成を有する。タップ１２０ａ〜ｇは、一次抵抗素子１０２の近位端部１２４にて接続点１２２ａ〜ｇに接続される。特に、タップ１２０ａ〜ｇは、蛇行構成の各段の近位端部にて接続される。しかし、図３ｃおよび図６に示すように、タップ１２０ａ〜ｇは、他の場所においても一次抵抗素子１０２に接続され得ることが理解されるべきである。

【0056】

図４に示される形態では、一次抵抗素子１０２の第１端部１３０は、第１の一次抵抗素子接触パッド１１０と接続される。一次抵抗素子１０２の第２端部１３２は、対向電極トレース５８ａと接続され、それによって、一次抵抗素子１０２の第２端部１３２が、対向電極接触パッド８０に接続される。既に説明されたように、他の形態では、一次抵抗素子１０２の第２端部１３２は、対向電極接触パッド８０以外の別の接触パッド１１２に接続され得る。図３ｂを参照のこと。

【0057】

図３ａおよび図４に示されるように、ベース抵抗ネットワーク１０４は、最初に、広領域レーザアブレーションなどによってテストストリップ５０上に電極、トレースおよび接触パッドの全体を形成する最初の工程によって、非導電性基板５２上に構築される。以下でより詳細に説明されるように、二次的処理の間、二次的抵抗ネットワーク１００のタップ１２０ａ〜ｇのうちの１つを除きすべてを切断することによって、コードが、テストストリップ５０上に設置されてもよい。そのようにして、一次抵抗素子１０２に関して、１２０ａ〜ｇのうちの切断されたタップは、開状態または非導電状態に置かれ、一方で、１２０ａ〜ｇのうちの残りの１つのタップは、閉状態または導電状態に置かれる。切断は、手作業または適切なレーザを用いてのアブレーションもしくはスクライビングなどの他の手段によって達成されてもよい。

【0058】

製造中、テストストリップ５０のそれぞれのロットが、その上に形成されるベース抵抗ネットワーク１０４を有して生産されると、ロット内の各テストストリップ５０を適宜符号化し、（１つまたは複数の）特性を検査計１０に伝えるために、ロットの１つまたは複数の関連の特性が決定される。たとえば、一実施形態では、ロットからのテストストリップ５０のうちの１つまたは複数が、既知の濃度を有する対象分析物を用いて試験される。試験結果は、典型的に、対象分析物の測定に対する、概して直線の関係に基づく、アルゴリズムの傾斜および切片の値、テストストリップ５０を使用する最終の測定判定において、どの較正データが検査計１０によって用いられるべきであるかなどの較正データを含む特性を示す。テストストリップ５０の残りのロットの二次処理において、ベース抵抗ネットワーク１０４は、テストストリップ５０のそのロットに対する較正データに関連するコードをテストストリップ５０上に設置するために変更される。

【0059】

一形態では、テストストリップ５０のロットに対する較正データを含む特性により、検査計１０が、対象分析物の精密測定を提供するために、自動調節することが可能になる。特に、二次処理中にテストストリップ５０上に作製される抵抗ネットワークは、アルゴリズムの傾斜および製品の種類などのストリップの性能に関する情報を検査計１０に伝達するために使用される。ある特定の実施形態では、二次抵抗素子１００は、各状態がテストストリップ５０上のコードの少なくとも一部を含む、複数ある取り得る状態のうちの１つのみを示すように変更される。

【0060】

一態様によると、ベース抵抗ネットワーク１０４は、すべてのタップ１２０ａ〜ｇが、製造の初期設定により閉状態であるように形成される。初期設定状態は、計器１０に、特定のテストストリップの種類に対する、いわゆる基準（nominal）コード、たとえば、線形相関アルゴリズムの基準の傾斜の値および／または切片の値を伝える。（以下で説明される）タップ１２０ａ〜ｇのうちの１つを除くすべてをレーザにより後に切断または開状態にすることによって作り出される、複数ある他の取り得る状態のそれぞれは、次に、増加する調節値を、基準コード、または基準コードを使用するアルゴリズムから算出される値へと伝達してもよい。たとえば、タップ１２０ａ〜ｇの場合、１つのタップのみが閉状態のままである、取り得る状態が７つ存在する。そのような状態のそれぞれは、正または負の因子（たとえば乗数）を表してもよく、因子は、計器１０に伝達されると、特定のストリップのロットが基準コードと比較してどのように評価されるかによって、算出された出力を上方向または下方向に調節するために、計器によって利用される。したがって、状態１〜３は、それぞれ乗数−１％、−２％、および−３％を表してもよく、一方、状態４〜７は、それぞれ乗数＋１％、＋２％、＋３％および＋４％を表してもよい。そのような実施形態は、計器１０に事前に記憶され、そして計器により相関アルゴリズムにおいて利用される、１組のコードの値（たとえば、傾斜および切片）をそれぞれが表す複数の状態の代替を提供する。

【0061】

代替の形態では、タップ１２０ａ〜ｇのすべては、一次処理中に、アブレーションされてもよい、または開状態に置かれてもよい。この形態では、それぞれのタップ１２０ａ〜ｇは、テストストリップ５０のロットの試験結果に応じて、二次処理中に閉状態に置かれる。閉状態に置かれる必要があるタップ１２０ａ〜ｇは、二次処理中に、インクジェット印刷、はんだ付け、滴下分注、スクリーン印刷、伝導テープ処理などによって、閉状態に置かれてもよい。他の代替の形態では、テストストリップ５０を形成するために使用されるマスクは、タップ１２０ａ〜ｇのうちの１つが閉状態に置かれ、残りが開状態のままであるように既に形成されてもよく、それによって、テストストリップ５０の二次処理の必要性が除去される。

【0062】

図５ａを参照すると、テストストリップ５０の二次処理中に、ベース抵抗ネットワーク１０４は、テストストリップ５０に関連する特性を示すコード情報がテストストリップ５０上に設置されるように変更される。既に説明されたように、変更されたベース抵抗ネットワーク１０４は、アルゴリズムの傾斜および製品の種類などの、ストリップの性能に関する基本情報を検査計１０へと転送するために利用されてもよい。図５ａに示されるように、二次処理中、この例示的実施形態ではタップ１２０ａ〜ｆである、タップ１２０ａ〜ｇのうちの１つを除くすべては、レーザによってアブレーションされ、それによって、テストストリップ５０が製造されてもよい、第１の状態（状態１）が画定される。特に、状態１では、タップ１２０ｇのみが、位置１２２ｇにて一次抵抗素子１０２に接続されたままであり、それによって、一次抵抗素子１０２の一部を通る二次抵抗素子１００の第１の固有の抵抗経路が画定される。それにより、アブレーションされたタップ１２０ａ〜ｆが開状態に置かれ、アブレーションされていないタップ１２０ｇが閉状態に置かれ、それによって、電流が二次抵抗素子１００を通って一次抵抗素子１０２の選択された部分内へと流れることが可能になる。

【0063】

図５ａに示されるように、第１の固有の抵抗経路は、アブレーションされていないタップ１２０ｇ、および位置１２２ｇと第２端部１３２にある接触パッド１１２との間の一次抵抗素子１０２の一部を含んで、二次抵抗素子１００を通して、二次抵抗素子接触パッド１０３から画定される。第１の固有の抵抗経路は、少なくとも部分的には、アブレーションされていないタップ１２０ｇおよび一次抵抗素子１０２の一部によって画定される。一形態では、図示する目的のために、状態１では、第１の固有の抵抗経路は、それに関連する、約３８．４オームの抵抗値を有する。明確に例示するために、第１の固有の抵抗経路は、図５ａ中、接触パッド１０３と接触パッド１１２との間に、斜線による陰影で示されている。

【0064】

以下で説明されるすべての形態と同様に、第１の固有の抵抗経路に関連する抵抗値は、二次抵抗素子接触パッド１０３および（対向電極接触パッド８０と同様に延在して図示される）接触パッド１１２を使用して、検査計１０により測定され得る。具体的には、抵抗値は、所定の電圧を、二次抵抗素子接触パッド１０３および接触パッド１１２に亘り印加し、結果として生じる、第１の固有の抵抗経路を流れる電流の流れを測定し、そして、オームの法則Ｒ＝Ｖ／Ｉに従って抵抗を算出することによって、検査計１０により測定され得る。

【0065】

代替的に、第２の固有の抵抗経路は、状態１により、アブレーションされていないタップ１２０ｇ、および位置１２２ｇと第１端部１３０にある一次抵抗素子接触パッド１１０との間の一次抵抗素子１０２の一部を含んで、二次抵抗素子１００を通して、二次抵抗素子接触パッド１０３から画定される。この代替の形態では、第２の固有の抵抗経路は、それに関連する、約２１８２．４オームの抵抗値を有する。以下で説明されるすべての形態と同様に、各状態の第２の固有の抵抗経路に関連する抵抗値は、二次抵抗素子接触パッド１０３および一次抵抗素子接触パッド１１０を使用して、検査計１０により測定され得る。抵抗値は、所定の電圧を、二次抵抗素子接触パッド１０３および一次抵抗素子接触パッド１１０に亘り印加し、結果として生じる、第２の固有の抵抗経路を流れる電流の流れを測定し、上記のように抵抗を算出することによって、検査計１０により測定され得る。

【0066】

図５ｂ〜５ｇを参照すると、各状態の第１および第２の固有の抵抗経路をそれぞれ含む追加の状態（たとえば状態２〜７）が、いずれのタップ１２０ａ〜１２０ｆがアブレーションされないままであるかを基準に画定されてもよい。各例において、第１の固有の抵抗経路は、特定の（図５ｂ〜５ｇにそれぞれ示されるような）アブレーションされていないタップ１２０ｆ〜１２０ａ、および特定の位置１２２ｆ〜１２２ａ（のそれぞれ）と第２端部１３２にある接触パッド１１２との間の一次抵抗素子１０２の一部を含んで、二次抵抗素子１００を通して、二次抵抗素子接触パッド１０３から画定される（明確に例示するために、第１の固有の抵抗経路は、図５ｂ〜５ｇのそれぞれにおいて、接触パッド１０３と接触パッド１１２との間に、斜線による陰影で示されている）。反対に、各例において、第２の固有の抵抗経路は、特定の（図５ｂ〜５ｇ中にそれぞれ示されるような）アブレーションされていないタップ１２０ｆ〜１２０ａ、および特定の位置１２２ｆ〜１２２ａ（のそれぞれ）と第１端部１３０にある接触パッド１１０との間の一次抵抗素子１０２の一部を含んで、二次抵抗素子１００を通して、二次抵抗素子接触パッド１０３から画定される。

【0067】

さらなる例証の目的のため、表１は、図５ａ〜５ｇに示される状態１〜７のそれぞれにおいて画定される第１および第２の固有の抵抗経路（「ＵＲＰ」）に関連する例示的な抵抗値を説明しており、経路は、５０ｎｍの厚さの金で形成されている。他の材料、厚さ、および経路の構成は、各状態において、異なる、関連の抵抗値を有することが理解される。

【0068】

【表1】

【0069】

図５ａ〜５ｇに関して説明されるように、本明細書において開示されるテストストリップ５０は、製品性能の少なくとも７つの基本状態、およびテストセンサストリップ５０上の抵抗トレースの比較分析からの特性情報を送信するように、製造中に構成され得る。個別の抵抗値が、例証的な形態で既に説明され、予測抵抗値に関して既により詳細に説明されているが、いくつかの実施形態では、これらの値は、製造工程におけるばらつきのため多少変わり得ることが理解されるべきである。このように、二次処理中にテストストリップ５０が製造され得る各状態は、典型的に、抵抗値の範囲内に入る。したがって、一実施形態では、個別の抵抗値自体よりもむしろ抵抗値の各個別の範囲が、テストストリップ５０の状態に対応する。たとえば、一形態では、第１の固有の抵抗経路の抵抗値は、状態１では２０〜１５０オームの範囲内に入ってもよく、状態２では、３１０〜４５０オームの範囲に入ってもよく、以下同様である。

【0070】

抵抗、ならびにテストストリップ５０および検査計１０の内部の電子装置の構成の温度などの他の要素を測定するために使用される方法は、検査計１０により測定される抵抗に影響を及ぼし、それによって、使用されてもよい抵抗の各個別の範囲の大きさを最小化し得る。たとえば、測定された抵抗は、検査計１０の内部の少なくとも１つのスイッチの抵抗も含んでもよく、スイッチの抵抗は、スイッチの温度および製作公差に依存して変化する。一実施形態では、内部のスイッチの抵抗および接触抵抗（すなわち、計器の接触ピンによる特定の接触パッドへの接触に由来する抵抗）が考慮され、したがって、自動で、一次抵抗素子１０２および二次抵抗素子１００のそれぞれの抵抗値の計算において補償される。

【0071】

他の形態では、検査計１０は、抵抗値と、テストストリップ５０上での少なくとも１つの他の抵抗値との比率が求められる、またはそれらが比例的に比較される方法で、テストストリップ５０の状態を判定するように構成されてもよい。そのようにして、検査計１０は、二次抵抗素子１００および一次抵抗素子１０２を通る第１または第２の固有の抵抗経路の抵抗値を測定し、それをテストストリップ５０の測定された別の抵抗値と比較するように構成され得る。たとえば、検査計１０は、テストストリップ５０の状態を判定するために、二次抵抗素子１０２および一次抵抗素子１０２の第１または第２の固有の抵抗経路の測定された抵抗値と、一次抵抗素子１０２、作用抵抗ループ、および対向抵抗ループのうちの１つまたは複数の測定された抵抗との比率を求め得る。

【0072】

図３ａを再度参照すると、別の形態では、テストストリップ５０には、光学２次元コード２００が、テストストリップ５０の近位端部６４上に設けられる。いくつかの形態では、検査計１０には、検査計１０が光学２次元コード２００を読み取ることを可能にする光学コードリーダ（図示されず）が設けられる。光学２次元コード２００により提供されてもよい追加情報は、製品の使用期限、製品識別（国または地域）、血液および対照溶液の切片、ストリップのロットの識別、ならびに他の特徴であってもよい。

【0073】

図６を参照すると、本明細書において開示される特徴を組み込んでもよいテストストリップ５０の別の典型的な形態が開示される。この形態では、類似の番号を有する要素は、同じ特徴に対応し、一次抵抗素子１０２は、異なる蛇行形状を有する。特に、テストストリップ５０の長手方向軸に対し平行に延びる代わりに、蛇行構成は、テストストリップ５０の長手方向軸に対し直角に延びる。この構成はまた、二次抵抗素子１００の接続点１２２ａ〜ｇが、一次抵抗素子１０２に接続する場所を変更する。さらに、二次抵抗素子１００のタップ１２０ａ〜ｇは、テストストリップ５０の長手方向軸に対し直角に配向される。

【0074】

この形態では、一次抵抗素子１０２の第２端部１３２は、第２の一次抵抗素子接触パッド２１０と接続される。図３ａに示される前述の形態では、一次抵抗素子１０２の第２端部１３２は、（接触パッド１１２と同様に延在するように示される対向電極接触パッド８０を有する）対向電極トレース５８ａで形成される。しかし、既に説明したように、一次抵抗素子１０２の第２端部１３２は、図６に示すように、対向電極トレース５８ａおよび対向電極接触パッド８０とは別個に、接触パッド２１０と接続され得る。図３ａに示される形態と同様に、テストストリップ５０の二次処理の間、タップ１２０ａ〜ｇのうちの１つを除くすべてが、テストストリップ５０を、あらかじめ規定される状態（たとえば状態１〜７）に置くために、アブレーションされる。この形態では、検査計１０は、第１の一次抵抗素子接触パッド１１０および第２の一次抵抗素子接触パッド２１０を使用して、一次抵抗素子１０２の抵抗を判定するように構成される。他のすべての特徴は、図３ａに示される形態に関連して説明されたものと同じである。

【0075】

図７を参照すると、作用抵抗ループ内に作用感知蛇行線２２０を含むテストストリップ５０の別の形態が示される。この形態では、作用感知蛇行線２２０は、テストストリップ５０の特性に関連するテストストリップ５０に関する追加情報をコード化するために使用される。示されるように、作用感知トレース５６は、図示される実施形態では、テストストリップ５０の遠位端部６２上に位置する作用感知蛇行線２２０を含むように形成されている。作用感知蛇行線２２０は、作用抵抗ループが、ある抵抗の範囲内に入る所定の抵抗値を有して選択的に形成されることを可能にする。抵抗値は、作用感知蛇行線２２０の有無に応じて変化してもよく、作用感知蛇行線２２０が存在する場合は、また、テストストリップ上の作用感知蛇行線２２０を形成するために使用される幅、長さ、厚さ、および導電材料に応じて変化してもよい。作用抵抗ループの抵抗値は、検査計１０により、作用感知測定接触パッド７５および作用電極測定接触パッド７０に亘り所定の電圧を印加し、そして、その結果生じる電流の流れを測定し、それに応じて抵抗を算出することで、測定され得る。

【0076】

図８を参照すると、対向抵抗ループ中に対向感知蛇行線２３０を含む、テストストリップ５０の別の形態が示されている。図７に示される形態と同様に、この形態では、対向感知蛇行線２３０は、テストストリップ５０の特性に関するテストストリップ５０に対する追加情報をコード化するために使用される。対向感知トレース６０は、図示される実施形態では、テストストリップ５０の遠位端部上に位置する対向感知蛇行線２３０を含むように形成されている。対向感知蛇行線２３０は、対向抵抗ループが、ある抵抗の範囲内に入る所定の抵抗値を有して選択的に形成されることを可能にする。対向抵抗ループの抵抗値は、検査計１０により、対向感知測定接触パッド８６および対向電極測定接触パッド８０に亘り所定の電圧を印加し、そして、その結果生じる電流の流れを測定することで、測定され得る。

【0077】

図９を参照すると、テストストリップ５０の少なくとも２つの特性に関する情報を用いて符号化される、分析物の濃度を試験するように構成されるテストストリップ５０の代替の形態が開示される。この形態では、第１抵抗素子３００が、たとえば、対向電極接触パッドのような第１接触パッド３０２と第２接触パッド３０４との間に画定される。図示されるように、タップ３０８ａ〜ｌの第１の組を含む第２抵抗素子３０６が、第１抵抗素子３００と接続される。前述の形態と同様に、タップ３０８ａ〜ｌの第１の組のうちの１つを除くすべては、アブレーションされており、それによって、タップ３０８ａ〜ｂおよび３０８ｄ〜ｌが、開状態に置かれる。タップ３０８ｃは、閉状態であり、それによって、第３接触パッド３１０から第２抵抗素子３０６および第１抵抗素子３００の少なくとも一部を通過し、第１接触パッド３０２へと至る第１の固有の抵抗経路が画定される。第３接触パッド３１０から、第２抵抗素子３０６、および第１抵抗素子３００の少なくとも一部を通過し、第２接触パッド３０４へと至る第２の固有の抵抗経路もまた、画定される。この形態では、タップ３０８ａ〜ｌのいずれが閉状態に置かれるかに応じて、第１および第２の固有の抵抗経路により、最大で１２までの状態が画定され得る。

【0078】

タップ３１４ａ〜ｌの第２の組を含む第３抵抗素子３１２もまた、第１抵抗素子３００と接続される。あらためて、タップ３１４ａ〜ｌの第２の組のうちの１つを除くすべてが、アブレーションされており、それによって、タップ３１４ａ〜ｄおよび３１４ｆ〜ｌが開状態に置かれる。例示目的のみのため、タップ３１４ｅが、閉状態に置かれており、それによって、第４の接触パッド３１６から、第３抵抗素子３１２、および第１抵抗素子３００の少なくとも一部を通過し、第１接触パッド３０２へと至る第３の固有の抵抗経路が画定される。第４の接触パッド３１６から、第３抵抗素子３１２、および第１抵抗素子３００の少なくとも一部を通過し、第２接触パッド３０４へと至る第４の固有の抵抗経路もまた、画定される。この形態では、タップ３１４ａ〜ｌのいずれが閉状態に置かれるかに応じて、第３および第４の固有の抵抗経路により、最大で１２までの状態が画定され得る。第３抵抗素子３１２に関連するタップ３１４ａ〜ｌの数により、テストストリップ５０上でいくつの状態が画定され得るかが決定される。他の形態では、テストストリップに関する追加情報を符号化するために、追加の抵抗素子、接触パッドおよびタップが、テストストリップ上に設置され得る。

【0079】

図５ａ〜５ｇおよび図１０を参照し、検査計１０が生体液中の分析物の濃度を測定することを可能にする典型的なプロセスの概要が説明される。プロセスは、テストストリップ５０を検査計１０に挿入する（ステップ３４０）ことから始まる。この形態では、検査計１０は、テストストリップ５０が検査計１０に挿入されると、自動で電源が入るように構成される。この時点で、検査計１０は、ステップ３４２に表される、テストストリップ５０に関連する少なくとも１つの特性を確認するために、ベース抵抗ネットワーク１０４の導電性を測定するように構成される。一形態では、検査計１０は、二次抵抗素子接触パッド１０３および（第１または第２の固有の抵抗経路のいずれが問い合わせされるかに応じて）接触パッド１１０、１１２のうちの１つに亘り所定の電圧を印加し、その結果生じる電流の流れを測定して、抵抗を算出し、テストストリップ５０の状態（たとえば、状態１〜７のうちの１つ）を判定するように構成される。既に説明されたように、テストストリップ５０の状態は、二次抵抗素子１００を画定する第１または第２の固有の抵抗経路のいずれかに関連する第１の抵抗値の関数として判定される。

【0080】

他の形態では、検査計１０はまた、一次抵抗素子１０２に関連する第２の抵抗値を判定するように構成される。この形態では、検査計１０は、一次抵抗素子接触パッド１１０、１１２に亘り所定の電圧を印加し、その結果生じる電流の流れを測定し、それに応じて抵抗を算出するように構成される。そして検査計１０は、第１の抵抗値（すなわち、選択される固有の抵抗経路に関連する抵抗）と、第２の抵抗値（すなわち、一次抵抗素子１０２に関連する抵抗）の比率を算出し、次に、検査計１０の記憶装置に事前に記憶されるルックアップテーブルなどにより、この比率をテストストリップ５０の特性に相互に関連付ける。既に説明されたように、一形態では、このプロセス中に検査計１０が判定する特性は、テストストリップ５０の特定のロットに対し判定されるアルゴリズムの傾斜および切片との相関関係を示す。

【0081】

検査計１０が特性を判定すると、検査計１０は、ステップ３４４に表されるように、特性に関する情報を自動で利用するように構成される。たとえば、一実施形態では、検査計１０は、挿入されているテストストリップ５０に特有の、特定の種類の試験を行うように指示される、または、検査計１０は、テストストリップのロットのための事前に記憶された較正情報に従って計器を較正する。検査計１０は、ステップ３４２にて判定される特性の関数として構成される。したがって、較正の実施形態では、テストストリップ５０の判定された状態に応じて、検査計１０は、検査計１０に挿入されている特定の種類のテストストリップ５０のために検査計１０が調節されることを可能にする、記憶装置に記憶されるアルゴリズムの傾斜を含む。これにより、検査計１０は、ユーザに試験プロセス中に検査計１０と相互作用させる必要なく、より精密な結果を提供することが可能になる。

【0082】

検査計１０が、コード化された特性情報に従って構成された後、ユーザに血液を、たとえばステップ３４６に表されるテストストリップ５０に塗布するように促すことなどによって、測定シーケンスを開始する準備が整う。血液がテストストリップ５０に塗布されると、検査計１０は、ステップ３４８に表される、血中グルコース測定サイクルを開始する。検査計１０が血中グルコース測定サイクルを実行した後、検査計は、結果をディスプレイ１６に表示するように構成される（ステップ３５０）。この説明的な例は単に基本的な例であること、および検査計１０は他の多くのタスクも行うように構成されることが理解されるべきである。たとえば、検査計１０は、ユーザが、過去の試験結果を閲覧できるように、試験結果を記憶装置に記憶するように構成され得る。

【0083】

本明細書において使用されるように、アブレーションという用語は、たとえば、切断、研磨、または蒸発によって行われ得る、除去または破壊することを意味するように広く解釈されるべきである。一形態では、タップ１２０ａ〜ｇの少なくとも一部が、半導体励起固体レーザまたはファイバレーザであってもよいレーザによりアブレーションされる。例示的な形態では、半導体励起固体レーザは、３５５ナノメートルの半導体励起固体レーザであり、ファイバレーザは、１０９０ナノメートルのファイバレーザである。

【0084】

二次抵抗素子１００の図示される実施形態は、タップ１２０ａ〜ｇのいずれが閉状態のままにされるかに応じて７つの状態を取り得ることを示している。状態の数は、要望または必要に応じて、タップ１２０をベース抵抗ネットワーク１０４の設計に追加、または設計から除去することによって増加または減少されてもよく、それに応じて所定の接続点１２２の数が増加または減少することは、当業者には理解される。

【0085】

上述のように、一連の抵抗器タップが、テストストリップ５０上の抵抗器のネットワークに沿って作製されてもよく、それによって、全体のネットワークに沿う１つまたは複数のタップの選択が可能となってもよい。抵抗器タップの使用により、テストストリップ５０に使用される層のような、緩く制御される導電層中に精密な抵抗器を作製することに関連する制限に対処することができる。たとえば、基板上の可用空間、間隔の要件、トレースの材料などはすべて、緩く制御される導電層中に精密な抵抗器を設計する能力を制限し得る。ネットワークの全体に沿った複数のタップを使用する、２つ以上の関連する回路を作製することで、回路は、別個に測定され、テストストリップにおけるばらつきの影響を制御する、望ましい比率で配置され得る。たとえば、導電性のばらつき、温度のばらつき、接触抵抗のばらつきなどが、補償または制御され得る。さらに、テストストリップ５０上で使用されるような、小さな抵抗を測定する場合、寄生（直列）抵抗が、測定に影響を及ぼし得る。その上、接触抵抗は、テストストリップ５０上にあるもののような、可撓性基板上の、比較的軟質の材料の薄層を使用して制御することが困難となり得る。複数のタップを介して選択可能な抵抗の非線形の分布を可能にすることにより、接触抵抗に関連する感度が低下し得る。いくつかの実施形態では、１つのタップのみが、正常のままとなり得る。代替的に、すべての接触抵抗が、適切に補償される場合、および／または測定された抵抗と比較して有意でない場合、タップの組み合わせが、正常のままとなり得る。

【0086】

次に、図１１を見ると、２つの抵抗器ネットワーク１１００が示されている。この構成では、符号化抵抗器は、第１抵抗器Ｒ１および第２抵抗器Ｒ２から成る。この構成では、レジスタに符号化された情報を判定するために、２つの抵抗器の測定（Ｒ１およびＲ２）のみが必要である。これは、符号化抵抗器（Ｒ１およびＲ２）のそれぞれを個別に測定することによって達成され得る。代替的に、個別の符号化抵抗（Ｒ１またはＲ２）よりも小さい、全体の符号化抵抗ネットワーク（Ｒ１＋Ｒ２）は、情報を符号化するために使用され得る。符号化された情報は、次に、材料の導電性および／または温度感応性の影響を制御または最小にするために、抵抗の比率を判定することによって計算され得る。以下のような、抵抗素子（Ｒ１_、Ｒ２）の比率の例であってもよい。

【0087】

【数1】

【0088】

可能である比率計算のいずれが選択されるかに関わらず、符号化抵抗器Ｒ１およびＲ２は、概して、複数の接続点のそれぞれに関連する接触抵抗と共に測定されてもよい。接続点ＲＮＥＴ１１０２、ＲＴＡＰ１１０４、および接続点ＣＥＳ１１０６が、図１１に見られる。接続点ＲＮＥＴ１１０２は、Ｒ（ＲＮＥＴ）で表される接続抵抗を有し、接続点ＲＴＡＰ１１０４は、Ｒ（ＲＴＡＰ）で表される接続抵抗を有し、および接続点ＣＥＳ１１０６は、Ｒ（ＣＥＳ）で表される接続抵抗を有する。この構成では、Ｒ_AおよびＲ_Bが、接触抵抗Ｒ（ＲＮＥＴ）、Ｒ（ＲＴＡＰ）、Ｒ（ＣＥＳ）よりも有意に大きい場合、接触抵抗Ｒ（ＲＮＥＴ）、Ｒ（ＲＴＡＰ）、Ｒ（ＣＥＳ）は、有意ではない。１つの非限定的な例では、Ｒ１およびＲ２は、接触抵抗Ｒ（ＲＮＥＴ）、Ｒ（ＲＴＡＰ）、Ｒ（ＣＥＳ）よりも有意に大きく、Ｒ１およびＲ２は、接触抵抗Ｒ（ＲＮＥＴ）、Ｒ（ＲＴＡＰ）、Ｒ（ＣＥＳ）の１０倍よりも大きい値を有する。代替的に、いくつかの構成では、Ｒ１およびＲ２は、接触抵抗Ｒ（ＲＮＥＴ）、Ｒ（ＲＴＡＰ）、Ｒ（ＣＥＳ）の１０倍よりも小さい値を有し得る。しかし、Ｒ１およびＲ２が、接触抵抗Ｒ（ＲＮＥＴ）、Ｒ（ＲＴＡＰ）、Ｒ（ＣＥＳ）よりも有意に高い抵抗値を有していない場合、接触抵抗Ｒ（ＲＮＥＴ）、Ｒ（ＲＴＡＰ）、Ｒ（ＣＥＳ）は、符号化抵抗Ｒ１およびＲ２を圧倒し得る。この状況では、寄生接触抵抗を考慮または軽減するために、別の実施が使用されてもよい。

【0089】

特に、図１２は、実際のテストストリップの接触抵抗１２００のクラスタを示している。図１３は、図１２中のデータを収集するために使用されるテストストリップ１２５０の構成を示している。テストストリップ１２５０は、８つの接続点を有する。しかし、テストストリップ１２５０は、８つ以上または以下の接続点を有し得ることが理解されるべきである。テストストリップ１２５０は、８つの接続点を用いて形成される、４つのループ抵抗を有し得る。第１抵抗ループ１２５２は、接続点ＷＥＳとＷＥとの間に形成されるループであってもよい。第２抵抗ループ１２５４は、接続点ＲＮＥＴとＲＴＡＰとの間に形成されてもよい。さらに、第３抵抗ループ１２５６は、接続点ＣＥとＣＥＳとの間に形成され得る。第４抵抗ループ１２５８は、接続点ＣＥＳとＲＮＥＴとの間に形成されてもよい。

【0090】

次に、図１２に戻ると、テストストリップの接触抵抗が、図１３に示される５０個のストリップ上で測定された。この例では、ストリップのそれぞれは、室温で測定された。適切に構成されたバイオセンサ検査計が先ず、抵抗ループ１２５２、１２５４、１２５６を測定するために使用された。代替的に、各接触部への冗長の接続が、抵抗ループ１２５２、１２５４、１２５６を測定するために、４端子デジタルオームメータ（ケルビン接触／接続）を実施するために使用された。そして検査計と４端子デジタルオームメータとの間の差異が、各抵抗ループ１２５２、１２５４、１２５６に対して計算された。結果を、図１２に示す。データによると、試験接触抵抗の平均値１２０２は、典型的には、１接触あたり約１オームである。

【0091】

このように、接触抵抗の影響を減少するためのシステムおよび方法は、４端子抵抗測定装置を用いて抵抗を測定することによって、作成され得る。しかし、４端子測定法を用いるときは、追加の接触ワイヤ、接触パッド、またはパッドごとの接触点が必要になることが多い。これにより、コネクタの接触密度、接触ピッチ、および／または製作公差における、余分な、望ましくない冗長および複雑さが生じ得る。これにより、バイオセンサの誤差が生じ得る。

【0092】

ケルビン接触／接続（リモートセンシングまたは４探針）を使用することは、未知の負荷インピーダンスのより正確な測定を可能にするための、通電および電圧感知電極リード線またはワイヤの別個の組を有する電気的インピーダンス測定法であることが、当業者には理解される。遠隔に接続される１組の検知リード線を追加することで、励起回路が、負荷において、または負荷の近傍で動的に利用可能である真の電位を検出することが可能になる。励起回路は、検知された電位誤差信号に基づいて、電源を能動的に調節する、または電位を強制するように構成され、これにより、典型的に、誤差信号がゼロに向かって動かされる。次に、望ましい電位は、リード線および負荷の抵抗の広い範囲に亘る負荷にて、能動的に維持される。これは、電源電位を、望ましい電位差Ｖ＋Ｉ×Ｒ_WIREへと増加させることによって達成され得る。このスキームにより、電源と負荷の感知接続との間の通電路内のＩＲ損が効果的に補償され得る。この操作方法は、より動的な励起および負荷に類似である。しかし、このスキームは概して、電流およびワイヤの抵抗の大きさに関連する励起回路の調節範囲および速度により制限されている。さらに、バイオセンサのような装置においては、空間が要素になり得ることが多く、ケルビン接触／接続は、追加の接触、パッド、またはパッドごとに二重の接触を必要とすることが多いが、それは常に実行可能であるとは限らない。

【0093】

次に図１４を見ると、ＣＥＳ１４０２およびＲＮＥＴ１４０４の接触部にて終端する抵抗器ネットワークを測定するように設計される、共有接続および部分接触抵抗補償スキーム１４００が示されている。接触点ＣＥＳ１４０２およびＲＮＥＴ１４０４は、第１抵抗ループ１４０６を形成し得る。抵抗器ループ１４０６の第１端部は、上記のように、生体試料に対する電気化学反応を促進するために、電気化学セル（図示されず）と共有される１つまたは複数の接触部に接続されてもよい。一例では、抵抗器ループ１４０６の第１端部は、ＣＥＳ１４０２の接触点である。一構成では、ＣＥＳ１４０２の接触点は、ドライバ回路１４０８により作動され得る。ドライバ回路１４０８は、４端子抵抗測定装置のドライバ回路であってもよい。代替的に、ドライバ回路１４０８は、検査計１０に含まれる４端子抵抗測定回路１４１０のドライバ回路であってもよい。ドライバ回路１４０８は、電圧信号を供給することにより、接触点ＣＥＳ１４０２を作動してもよく、それによって第１抵抗ループ１４０６が励起される。接触点ＲＮＥＴ１４０４は、電圧信号を制御するための基準点として機能を果たしてもよい。接触点ＲＮＥＴ１４０４はまた、４端子抵抗測定回路１４１０の増幅器１４１２および１４１４上の反転入力内に連結され得る、補償されていない負の感知点として機能してもよい。この接続スキームは、接触パッドＣＥＳ１４０２の接触抵抗を補償し得る。この接続スキームはまた、接触点ＣＥＳ１４０２と端点１４１６との間のリード抵抗を補償し得る。接触点ＣＥＳ１４０２の接触抵抗、および接触点ＣＥＳ１４０２と端点１４１６との間のリード抵抗を補償することにより、４端子測定回路１４１０が、接触点ＲＮＥＴ１４０４の接触抵抗を含む、端点１４１６と接触点ＲＮＥＴ１４０４との間の抵抗を判定し得る。接触点ＲＮＥＴ１４０４をリターン経路および補償されていない負の感知点の両方として使用することで、図１の検査計１０に追加の接続点または追加の試験用リード線を追加することなく、ケルビン式の抵抗測定が得られ得る。

【0094】

次に図１５を見ると、別の共有接続および部分接触抵抗補償スキーム１５００が示されている。この共有接続および部分接触抵抗補償スキーム１５００は、接触点ＲＴＡＰ１５０２および接触点ＲＮＥＴ１５０４にて終端する抵抗器ネットワークを測定することができる。接触点ＲＴＡＰ１５０２およびＲＮＥＴ１５０４は、第１抵抗ループ１５０６を形成し得る。抵抗ループ１５０６の第１端部は、上記のように、生体試料に対する電気化学反応を促進するために、電気化学セル（図示されず）と共有される１つまたは複数の接触部に接続され得る。一例では、抵抗ループ１５０６の第１端部は、接触点ＲＴＡＰ１５０２である。一構成では、接触点ＲＴＡＰ１５０２は、ドライバ回路１５０８によって能動的に作動され得る。ドライバ回路１５０８は、ＲＴＡＰ１５０２、ＲＮＥＴ１５０４、およびＣＥＳ１５２０にて測定を行う３端子抵抗測定装置のドライバ回路であってもよい。代替的に、ドライバ回路１５０８は、図１の検査計１０に含まれる４端子抵抗測定回路１５１０のドライバ回路であってもよい。ドライバ回路１５０８は、電圧信号を供給することによって接触点ＲＴＡＰ１５０２を作動してもよく、それによって第１抵抗ループ１５０６が励起される。その後に、接触点ＲＮＥＴ１５０４は、電圧信号のリターン経路としての機能を果たし得る。接触点ＲＮＥＴ１５０４はまた、４端子抵抗測定回路１５１０の増幅器１５１２および１５１４上の反転入力内に連結され得る、負の感知点または基準として機能し得る。この接続スキームは、接触パッドＲＴＡＰ１５０２の接触抵抗を補償し得る。この接続スキーム１５００はまた、接触点ＲＴＡＰ１５０２と、上記のように、いずれのトレース（タップ）が切断されているかに応じて、複数の端点１５１６ａ〜ｆのうちの１つとの間のリード抵抗を補償し得る。いずれのトレースも切断されていない場合、接続スキーム１５００は、接触点ＲＴＡＰ１５０２と端点１５１８との間のリード抵抗を補償し得る。接触点ＲＴＡＰ１５０２の接触抵抗、および接触点ＲＴＡＰ１５０２と端点１５１６ａ〜ｆのうちの少なくとも１つとの間のリード抵抗を補償することにより、４端子測定回路１５１０は、接触点ＲＮＥＴ１５０４の接触抵抗を含むが、ＲＴＡＰ１５０２の接触抵抗および接触点ＣＥＳ１５２０から端点１５１８または端点１５１６ａ〜ｆまでのトレース抵抗は含まない、接触点ＲＮＥＴ１５０４と複数の端点１５１６ａ〜ｆのうちの１つとの間の抵抗を判定することができる。上記の配置は、既存の測定リソースおよび技術を用いながらも、１つまたは複数のケルビン接続が共有のトレースにより作成されることを可能にすることによって、抵抗測定の正確さの向上を可能にし得る。その上、上記の接続スキーム１４００および１５００は、バイオセンサの物的資産の追加または計器の電子部品の変更をほとんどまたはまったくなしに、抵抗の測定の正確さの向上を提供し得る。いくつかの例では、計器の電子部品は、プログラム可能なアナログスイッチマトリクスおよび／または適切なスイッチ制御を含むことによって変更され得る。

【0095】

次に図１６Ａ〜Ｇを参照すると、複数のテストストリップ１６００ａ〜ｇが見られる。複数のテストストリップ１６００ａ〜ｇは、情報を符号化するためのタップ１６０４ａ〜ｇを有する抵抗器ネットワーク１６０２ａ〜ｇの７つの主要な状態を表す。テストストリップ１６００ｇのすべてのトレース経路は、タップ１６０４ｇのいずれも切断されず、正常である。テストストリップ１６００ｇは、基準または初期設定の製造時の構成である、すべてのタップ１６０４ａ〜ｇが一次抵抗ループに接続される状態０を表し得る。テストストリップ１６００ａ〜ｆは、製造工程の完了後に選択されてもよい６つの一次変更を表し、および６つの利用可能であるタップ１６０４ａ〜ｆの１つを除くすべてを切断することを特徴とする材料を表す。テストストリップ１６００ａ〜ｆは、動作状態１〜６を表す。テストストリップ１６００ａ〜ｆのそれぞれにおいて、タップトレース１６０４ａ〜ｇの１つを除くすべてが、上記のように切断されている。

【0096】

一構成では、タップ１６０４ａ〜ｆは、レーザを使用して切断され得る。たとえば、タップ１６０４ａ〜ｆは、小さな線形の地点を焦点とする、４５０ｎｍの波長の単一レーザダイオード放射器を使用して切断され得る。即応性の電源を使用して、レーザダイオードは、フィードバック信号を基に、プログラム化されたシーケンスのためにパルス化をオン／オフされてもよい。一例では、レーザは、バイオセンサが下を通過する間に、レジストセンサにより提供される信号に基づいてパルス化され得る。

【0097】

次に図１７Ａおよび１７Ｂを参照すると、接続点ＲＮＥＴ１７０２、ＲＴＡＰ１７０４、ＣＥＳ１７０６、およびＣＥ１７０８を有する、対称の抵抗ネットワークを含むバイオセンサテストストリップ１７００が示されている。図１７Ａは、物理的形状のバイオセンサテストストリップ１７００を示し、図１７Ｂは、テストストリップ１７００の概略図である。テストストリップ１７００は、均一に分布する、ほぼ等間隔の抵抗タップ１７１２ａ〜ｆを有する抵抗ネットワーク１７１０を有し得る。抵抗タップ１７１２ａ〜ｆは、抵抗値Ｒ１〜Ｒ７をもたらす。テストストリップ１７００が６つの抵抗タップ１７１２ａ〜ｆを有するが、テストストリップは、６つ以上または以下のタップを有し得ることが理解されるべきである。第１抵抗ループ１７１４は、接触点ＲＴＡＰ１７０４と接触点ＲＮＥＴ１７０２との間に形成され得る。第２抵抗ループ１７１６は、接触点ＣＥＳ１７０６と接触点ＲＮＥＴ１７０２との間に形成され得る。テストストリップ１７００の状態を判定するために、第１抵抗ループ１７１４と抵抗ループ１７１６との間の、測定された抵抗の比率が算出され、使用されてもよい。一構成では、第１抵抗ループ１７１４および第２抵抗ループ１７１６の抵抗の比率は、常に１より小さくなるように設計されてもよい。代替的に、比率が常に１よりも大きくなるように、第１抵抗ループ１７１４および第２抵抗ループ１７１６の抵抗の逆比が使用されてもよい。

【0098】

上述のように、テストストリップ１７００は、６つの抵抗タップ１７１２ａ〜ｆを有している。タップ１７１２ａ〜ｆが、いずれのタップ１７１２ａ〜ｆも切断されないか（状態０）、またはタップ１７１２ａ〜ｆの１つを除いてすべてが切断されるか（状態１〜６）、のいずれかであるように構成される場合、７つの主要な状態が存在する。しかし、いくつかの構成では、２つ以上のタップ１７１２ａ〜ｆが、切断されないままであり、それによって追加の抵抗オプションが可能となってもよい。１つのタップ１７１２ａ〜ｆのみが切断されないままである場合、以下の方程式により、各状態における、バイオセンサテストストリップ１７００の第１抵抗ループ１７１４と第２抵抗ループ１７１６との比率が判定され得る。

【0099】

状態１（タップ１７１２ａが正常）：

【数2】

【0100】

状態２（タップ１７１２ｂが正常）：

【数3】

【0101】

状態３（タップ１７１２ｃが正常）：

【数4】

【0102】

状態４（タップ１７１２ｄが正常）：

【数5】

【0103】

状態５（タップ１７１２ｅが正常）：

【数6】

【0104】

状態６（タップ１７１２ｆが正常）：

【数7】

【0105】

同様に、利用可能な、７つの一次非明白コード（first order non-evident code）（ＮＥＣ）の状態の定義は、以下の通りである。

【0106】

状態０：すべてのタップが正常である（ノード「ｅ」が制御点である）。

【0107】

状態１：「Ｊ７」へのタップのみが正常である（ノード「Ｊ７」が制御点である）。

【0108】

状態２：「Ｊ６」へのタップのみが正常である（ノード「Ｊ６」が制御点である）。

【0109】

状態３：「Ｊ５」へのタップのみが正常である（ノード「Ｊ５」が制御点である）。

【0110】

状態４：「Ｊ４」へのタップのみが正常である（ノード「Ｊ４」が制御点である）。

【0111】

状態５：「Ｊ３」へのタップのみが正常である（ノード「Ｊ３」が制御点である）。

【0112】

状態６：「Ｊ２」へのタップのみが正常である（ノード「Ｊ２」が制御点である）。

【0113】

状態０は、複数の並列経路が利用可能であるため、種々の計算を用いて後に判定され得る。上で示されたように、最小の比率（本明細書において、非限定的な例では、状態１に割り当てられる）は、Ｒ７を第２抵抗器ループ１７１６の抵抗の合計（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒ７）で割ることにより判定され得る。最大比率は、抵抗の合計の一部として、Ｒ１により制限され得る。一構成では、抵抗値の線形分布が、抵抗器Ｒ２〜Ｒ６に対し選択されてもよい。抵抗値の線形分布は、方程式

【数8】

を用いて決定されてもよく、ここでは、Ｎは、所望のタップの合計数に等しい。さらに、上記の、図１２および図１３に示される抵抗測定接続方法が、接触点ＣＥＳ１７０６およびＲＮＥＴ１７０２における接触抵抗を事実上無効化できるため、実際の比率は、以下の方程式により表され得る。

【0114】

【数9】

【0115】

次に図１８を参照すると、Ｒ１〜Ｒ７の抵抗値の均一線形分布を含む、約１５００組のテストストリップのネットワーク測定から算出される実際の比率を示す分布図１８００が見られる。各状態（０〜６）は、各状態の値において縦棒で示される、実験に基づく誤差率を有し得る。状態のほとんどは、互いの間に適切な「バッファ」を有するが、状態０と状態５との間には「失敗」の可能性が存在することがわかる。状態０と状態５との間の起こり得るこの「失敗」は、追加の、補償されていない接触抵抗によるものであり得る。起こり得る失敗は、いくつかの問題を引き起こし得る。

【0116】

先ず、状態０に関連する比率は、ＲＮＥＴ１７０２に関連する、追加の接触抵抗が存在する状態５であると誤って判断される可能性がある。次に、全体の抵抗（ＲＮＥＴ１７０２）が減少すると、利用可能なタップ抵抗（Ｒ１〜Ｒ７）が比例して低下し得る。この結果、接触点ＲＮＥＴ１７０２における補償されていない抵抗を原因とする、装置または検査計１０による、状態の誤識別に対する感受性が高まり得る。最後に、線形分布されたＲ１〜Ｒ７の抵抗値を使用する場合、状態０は、残りの６つの状態の間で、対称に位置しない。一例では、状態０のいずれかの側に、等しい数の状態（比率）の選択肢が位置することが望ましい。これにより、中央の初期設定状態から符号化済み情報の状態への、同心移行が可能になる。

【0117】

それに応じて、代替の抵抗値スキームが、抵抗比の判定の際の寄生抵抗の影響を軽減するために実施され得る。一構成では、代替の抵抗値スキームは、Ｒ１〜Ｒ７の抵抗値の非線形分布に依存し得る。Ｒ１〜Ｒ７の、非線形の抵抗値を利用することにより、上記の抵抗比の方法が、状態を判定するために使用され得る。一構成では、状態の情報を復号するために、いずれの絶対抵抗値も使用されない。その上、装置または検査計１０は、図１７Ａの接触点ＲＮＥＴ１７０２における補償されていない接触抵抗を原因とする、状態の不正確な判定が減少し得るという点で、信頼性がより高くなり得る。さらに、抵抗値（Ｒ２〜Ｒ６）は、すべての状態に亘り、接触点ＲＮＥＴ１７０２における補償されていない接触抵抗の影響をより均等に分布させるために、再計算され得る。たとえば、抵抗値（Ｒ２〜Ｒ６）は、ＲＮＥＴからＲＴＡＰへの値が最小（最小の比率）であるとき、それぞれの最大値となり得る。最後に、状態０が基準値と考えられ得るため、抵抗値Ｒ２〜Ｒ６の非線形分布を可能にすることにより、状態の合計数が増加することを可能にし、中心に分布された複数の状態または比率が、状態０として割り当てられることが可能となり得る。

【0118】

いくつかの異なる方法が、抵抗Ｒ２〜Ｒ６を分布させるために使用され得る。概して、Ｒ１およびＲ７は、トレース材料の導電性、トレースの寸法、トレース経路に利用可能な領域、およびシステムが確実に測定できる最小の抵抗により制限される。残りの抵抗器（Ｒ２〜Ｒ６）は、既に説明された問題に対処する任意の関数で分布され得る。たとえば、図１９は、異なる関数における、複数の状態に亘るいくつかの抵抗比を示している。たとえば、線形関数を用いる、状態ごとの比率の分布が、プロット１９００上に見ることができる。正弦関数を用いる、状態ごとの比率の分布が、プロット１９０２上に見ることができる。指数関数を用いる、状態ごとの比率の分布が、プロット１９０４上に見ることができる。関数ｋ／ｘ²を用いる、状態ごとの比率の分布が、プロット１９０６上に見ることができる。最後に、

を用いる、状態ごとの比率の分布関数が、プロット１９０８上に見ることができる。

【0119】

図１９から、正弦関数１９０２は、下位の状態の比率の分離に関しては、線形関数１９００に対し、結果として小さな改善にしかならないことがわかる。しかし、プロット１９０４に示される指数関数のような単純なべき関数は、下位の状態間の分離において著しい改善を生じ得る。べき関数の概形は、方程式ｙ＝Ａｘ^Bで表されてもよく、ここでは、ＡおよびＢは定数である。この関数は、Ｒｓｕｍ＝Ｒ１×α^Nと書き換えることが可能であり、テストストリップの抵抗値の少なくとも１つの比率を判定するために適用され得る。ここでは、Ｎは状態の合計数を表す。一実施形態では、Ｒ１の値が、測定可能範囲内の抵抗値となるように選択されてもよく、Ｎは、Ｒｓｕｍの望ましい値を基に選択され得る。その上、テストストリップ上の可用空間、材料の導電性などの制約は、Ｎの値を決定する際の要素として使用され得る。ＲｓｕｍおよびＮの値が選択されると、αが、方程式

【数10】

を用いて求められる。

【0120】

次に図２０を参照すると、上記のべきの方程式において、定数「Ｎ」を変化させることによる、抵抗比に対する影響を示す分布プロット２０００が提供される。このように、たとえばＮ＝１０のように、「Ｎ」の値が大きいほど、抵抗比は線形値に近くなる。したがって、Ｎの値を恣意的に増大させるべきではない。

【0121】

上記プロセスが、特定の設計上の制約（接触パッドの幅、長さ、数およびサイズ、推奨されるトレースの幅／間隔など）を有する物理的バイオセンサに適用された。物理的な実施の結果は、理論的な実施に使用されたもの（すなわち、３０スクエア）よりもわずかに大きいＲ１（すなわち、３１．６スクエア）となった。さらに、Ｎは、８に等しくなるように設定され、それによって、０．９２の最大（基準）比率および０．２の最小比率が提供された。個々の抵抗器（Ｎ＝８である場合のＲ１〜Ｒ７）の抵抗値が算出され、以下の表２に見ることができる。

【0122】

【表2】

【0123】

次に図２１を参照すると、表２の値を用いて抵抗比の線形分布を非線形抵抗比と比較する分布プロット２１００を見ることができる。この例では、９つの計算による比率のうち、中央の３つが状態０に確保／割り当てられる。３つの比率のなかで最も小さいものが、状態０の抵抗比の目標となり得る。３つの比率のなかで最も小さいものを状態０に使用することによって、初期設定（状態０）条件に対し、追加の余地が提供され得る。

【0124】

上記の物理的な実施の値は、実施のためのテストストリップのレイアウトを作成するために、一組の製作およびレイアウトガイドラインに入力され得る。たとえば、図２２は、抵抗器Ｒ１〜Ｒ７が示され、上記の物理的な実施の値に基づき、非対称の抵抗ネットワーク（すなわち、１組の非均等に分布された抵抗器タップ）を利用するテストストリップ２２００の１つの可能な実施を示す。１組の非均等に分布された抵抗器タップは、ネットワークの最大値へ偏っており、接触抵抗による測定への影響を低減するのに役立つ。また、図２３は、各状態の実施に必要な切断位置に対応する、制御ノード２３０２、２３０４、２３０６、２３０８、２３１０、２３１２を示している。有利には、非均等に分布された抵抗器タップにより、ＮＥＣの決定のための抵抗比の方法が、すべてのコードに使用されること、およびＲＮＥＴにおける補償されていない接触抵抗が原因である、ＮＥＣの不正確な決定を検出するために十分に頑健となることが可能になる。その上、非均等に分布された抵抗器タップは、補償されていないＲＮＥＴの接触抵抗による影響を、すべてのＮＥＣコードに亘って「均等化」するために、タップ抵抗の再分布を可能にし得る。

【0125】

次に図２４Ａ〜Ｇを参照すると、テストストリップ２４００、２４０２、２４０４、２４０６、２４０８、２４１０、２４１２の１組の可能な構成が示されている。図２４Ａ〜Ｇでは、テストストリップ２４００、２４０２、２４０４、２４０６、２４０８、２４１０のそれぞれは、単一の正常の制御ノード２３０２、２３０４、２３０６、２３０８、２３１０、２３１２、またはすべての正常の接触ノード２３０２、２３０４、２３０６、２３０８、２３１０、２３１２を有し、７つの可能な状態のそれぞれを示している。テストストリップ２４００は、状態１を表し、接触ノード２３１２のみが正常状態で示されている。テストストリップ２４０２は、状態２を表し、接触ノード２３１０のみが正常状態で示されている。テストストリップ２４０４は、状態３を表し、接触ノード２３０８のみが正常状態で示されている。テストストリップ２４０６は、状態４を表し、接触ノード２３０６のみが正常状態で示されている。テストストリップ２４０８は、状態５を表し、接触ノード２３０４のみが正常状態で示されている。テストストリップ２４１０は、状態６を表し、接触ノード２３０２のみが正常状態で示されている。テストストリップ２４１２は、状態０を表し、すべての接触ノード２３０２、２３０４、２３０６、２３０８、２３１０、２３１２が正常状態で示されている。

【0126】

各状態の複数のテストストリップが、Ｒ１〜Ｒ７の抵抗値が表２に示されるものであり、Ｎが８に等しいとして、各状態に関連する抵抗比を測定するために分析された。Ｎは８に等しいと設定することにより、全抵抗を９つの区分に分割することが可能になり、３つが初期設定状態０に割り当てられる。図１８に戻ると、約１５００組のテストストリップのネットワーク測定から算出された実際の比率を示す分布図１８００が、Ｒ１〜Ｒ７の抵抗値の均一線形分布とともに見ることができる。各状態（０〜６）は、各状態の値において縦棒で示される、実験に基づく誤差率を有し得る。状態のほとんどは、互いの間に適切な「バッファ」を有するが、状態０と状態５との間には「失敗」の可能性が存在することが見られる。状態０と状態５との間の起こり得る「失敗」は、追加の、補償されていない接触抵抗によるものであり得る。起こり得る失敗は、いくつかの問題を引き起こし得る。図２５は、各状態０〜６における抵抗の範囲を示す分布プロットを示しており、いかに、状態４および／または状態５との電位の重複が、非対称の分布により修正され得るかを図示している。その上、図２６は、各状態０〜６における抵抗比の範囲を示す分布プロット２６００を示している。プロット２６００に示されるように、線２６０２の上の領域は、初期設定状態０に関連する比率のために確保された。（０．６９１から０．８８４の範囲の）状態０に関連する抵抗比の分布によりわかるように、初期設定状態には確保された余地が必要であった。さらなる測定データは、以下の表３に見ることができる。

【0127】

【表3】

【0128】

上記のデータは、約６９００組のネットワーク測定から得られた。データの分析により、上記のべき関数を使用する場合、７つの状態のうちの１つが、その次に高い隣接する状態になるようにするためには、寄生抵抗の量の約２３０％の増大が必要であることが示される。この２３０％の増大は、上記の制約（トレースの幅および長さ、接触パッドの数およびサイズ、間隔要件など）に基づいていた。その上、他の物理的制約が、異なる適用において存在してもよく、非線形の抵抗値を判定するときには考慮される必要がある。いくつかの実施形態では、特定の適用のために制約を変更することで、寄生抵抗による回路に対する影響が増大または低減し得るが、べき関数を用いることによって、抵抗値を分布させる線形関数と対照的に、寄生接触抵抗は、基準比率値の範囲に亘り、より均等に分布され得る。

【0129】

図２７に、抵抗性タップ回路２７００の別の構成が提供される。この構成では、別個の３つの抵抗測定値が作成され得る。先ず、４端子抵抗測定が、ＲＮＥＴ２７０２からＣＥＳ２７０４の抵抗性回路により行われ得る。４端子測定は、ＲＮＥＴ２７０２接触、ＲＮＥＴ感知２７０６接触、ＣＥＳ２７０４接触、およびＣＥＳ感知２７０８接触を使用して行われ得る。ＲＮＥＴ２７０２からＲＴＡＰ２７１０の３端子抵抗測定が判定され得る。ＲＴＡＰ２７１０は、対応するＲＴＡＰ感知の接触点を有しておらず、そのため、３端子測定のみが利用可能である。この測定は、ＲＮＥＴ２７０２の接触抵抗を補償し得るが、３端子測定に対する制限のため、ＲＮＥＴ２７０２からＲＴＡＰ２７１０の測定は、ＲＴＡＰ２７１０の接触またはトレースに関連する、意図的でないおよび／または変動する抵抗を含んでもよい。その上、さらなる３端子抵抗測定が、ＣＥＳの接触抵抗を補償するために、ＲＴＡＰ２７１０とＣＥＳ２７０４との間で行われ得る。しかし、３端子測定に対する制限のため（ＲＴＡＰ感知の接触点を有していないＲＴＡＰ２７１０のため）、ＲＴＡＰ２７１０からＣＥＳ２７０４の測定は、ＲＴＡＰ２７０４の接触またはトレースに関連する意図的でないまたは変動する抵抗を含み得る。

【0130】

上記の３つの測定値が測定されると、ＲＴＡＰ２７１０の寄生抵抗の近似値が、全ネットワーク抵抗を推定するために２つの３端子部分ネットワーク測定値を追加することによって判定され得る。そして、４端子全ネットワーク測定値が、３端子部分測定値の合計から減算されてもよい。これは、以下の方程式に見ることができる。

【0131】

【数11】

【0132】

算出されたＲＴＡＰ２７１０の寄生抵抗は、次に、修正された（ＲＮＥＴ２７０２からＲＴＡＰ２７１０）および（ＲＴＡＰ２７１０からＣＥＳ２７０４）の両方を得るために、ＲＴＡＰ２７１０の測定値から減算され得る。修正されたネットワークの抵抗値を用いて、修正された比率［（ＲＮＥＴ２７０２からＲＴＡＰ２７１０）／（ＲＮＥＴ２７０２からＣＥＳ２７０４）］および／または［（ＲＴＡＰ２７１０からＣＥＳ２７０４）／（ＲＮＥＴ２７０２からＣＥＳ２７０４）］が判定され得る。代替的に、修正された値を用いて、反比の値も判定され得る。

【0133】

本発明の実施形態が特定の用語を用いて説明されたが、そのような記載は、例示目的のみのためであり、当業者に明白である変更および変形は、以下に続く請求の範囲内および同等物であると考えられることが理解される。

【0134】

本明細書に記載される特許、特許出願、特許出願公開、および他の刊行物のすべては、その開示内容の全てが記載されているように参照により本明細書に組み込まれる。

【0135】

本発明の概念は、現在、最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるものに関連して説明されている。しかし、本発明の概念は、例示として提示され、開示される実施形態に限定されることは意図されない。それに従い、本発明の概念は、添付の請求項に説明される本発明の概念の精神および範囲内であるすべての変更例および代替の配置を包括することが意図される。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】

【図5G】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図16D】

【図16E】

【図16F】

【図16G】

【図17A】

【図17B】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24A】

【図24B】

【図24C】

【図24D】

【図24E】

【図24F】

【図24G】

【図25】

【図26】

【図27】