KR20030021143A - 분석 대상물의 농도 측정 장치 및 이의 제조 및 사용법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생리학적 샘플에서 하나 이상의 분석대상물, 예를 들어 글루코오스의 농도를 측정하기 위한 시험편(test strip)과 이의 제조 및 사용 방법을 제공한다. 본 발명의 시험편은 샘플을 시험편의 반응 영역으로 쉽게 전달하게 하는 전달 소자(transfer element)를 포함한다. 특정한 실시예들에서, 전형적으로 다공성인, 전달 소자는 제 1 영역과 제 2 영역을 가지며, 특정한 실시예들에서는, 두 영역들은 상이한 두께를 갖는다. 다른 실시예들에서, 전달 소자는 다공성이 아니며, 시험편의 반응 영역과 전달 소자 간에 샘플을 위킹 현상(wicking)에 의해 샘플을 전달하도록 설정된다. 본 발명의 방법에서 전달 소자는 샘플을 시험편의 반응 영역으로 전달하기 쉽게 한다. 본 발명의 시험편과 본 발명의 방법은 다양하고 상이한 용도, 특히 글루코오스 농도 측정에 사용될 수 있다.

Description

분석 대상물의 농도 측정 장치 및 이의 제조 및 사용법{Devices for analyte concentration determination and method of manufacturing and using the same}

본 발명의 분야는 분석물 농도 측정, 특히 생리학적 샘플의 농도 측정, 보다상세하게는 글루코오스 농도 측정에 대한 것이다.

생리학적 샘플에서의 분석 대상물의 농도 측정은 현 사회에 있어 갈수록 그 중요성이 커져가고 있다. 이러한 분석은 임상 시험, 가정 내에서의 시험 등을 포함하는 다양한 용도에서 세팅하는데 사용될 수 있으며, 이러한 시험의 결과는 다양한 질병의 상태를 진단 및 조치하는데 중요한 역할을 한다. 관련한 분석 대상물로는, 당뇨병의 조치를 위한 글루코오스, 심장혈관 상태를 검사하기 위한 콜레스테롤 등이 포함된다. 이러한 분석대상물의 농도 측정의 중요성이 증가함에 따라, 임상용 및 가정에서의 시험 모두에 대해 다양한 분석 대상물 측정 방법(protocol) 및 장치가 개발되어 왔다. 예를 들어, 시험 영역 또는 반응 영역에 관련한 하나 이상의 시험용 시약을 담는 다양한 비색(colorimetric) 또는 측광(photometric) 시험편이 알려져 있으며, 상기 반응 영역에서는 시험편의 반응 영역에 가해진 혈액 샘플 내의 글루코오스와 같은, 특정한 분석 대상물의 농도에 따라 시약이 상이한 색조(shade of color)로 변한다. 혈액 중의 글루코오스 농도는, 색상 대비표에 그 색을 비교하거나 또는 시험편을 분광반사측정기(reflectance photometer) 등과 같은 측정기에 삽입하여 측정되며, 분광반사측정기는 실험 시약(들)과 분석 대상물 간의 반응으로 인한 색 변화로부터 농도를 자동적으로 측정한다. 전형적으로, 시험편, 보다 상세하게는 비색 또는 측광용 시험편으로는 (1) 하나 이상의 반응 또는 실험 시약을 포함하는 기판, 즉 반응 영역, (2) 시험편을 구조적으로 지지해주며 종종 그를 통해 기판을 보기 위한 개구(aperture)를 포함하는 지지층, (3) 샘플을 반응 영역으로 전달하는 것을 돕는 물질, 즉 전달 또는 여과 물질 또는 구조물이 포함된다.

그러나, 생리학적 샘플 내의 분석 대상물의 농도를 측정하기 위해서는, 먼저 생리학적 샘플이 얻어지고 시험편의 반응 영역과 접촉되어, 생리학적 샘플, 보다 상세하게는 원하는 분석대상물이나 또는 그 유도체가 반응영역과 관련한 시험 시약과 반응할 수 있어야 한다. 원하는 특정한 반응대상물을 정확하게 측정하기 위해서는, 최소한의 용량의 샘플이 반응영역에 가해져야 한다. 부정확한 측정은 환자의 신체 내의 분석 대상물의 검사, 예를 들어 당뇨병에 대한 글루코오스 검사를 빈번하게 검사하는 것에 의존하는 사람들에게 심각한 결과, 심지어는 생명을 위협하는 결과를 낳을 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 종래의 시험편을 도시한다. 도 5a는 종래의 시험편의 구성의 분해도를 도시하며, 도 5b는 구성이 완료된 도 5a의 시험편을 도시한다. 상술한 바와 같은 시험편(300)은 그 지지층을 관통하는 개구(308)를 갖는 지지층(306)과, 반응 영역(304)과, 반응영역(304)에 관련한, 즉 반응 영역(304)의 위쪽 또는 바로 위에 놓이는 전달 물질(302)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 유체 전달 물질(302)은 1차원적인(uni-dimensional) 부품이다. 즉, 전달 물질(302)의 두께 및 폭과 같은 형상과 치수가 전체 구조물을 통해 일정하다. 통상적으로, 전달 물질은 일반적으로 약 0.020 내지 0.030 인치(0.051 내지 0.076 cm)의 두께와 약 0.20 내지 0.30 인치(0.51 내지 0.76cm)의 폭과 약 0.90 내지 1.10 인치(2.29 내지 2.79 cm)의 길이를 갖도록 제조된다.

전형적으로, 환자는 손가락 또는 팔의 주사 위치로부터 혈액, 혈액의 일부(blood fractions) 또는 간질(間質) 액(interstitial fluid)과 같은 생리학적샘플을 얻게 되며, 이러한 주사 위치로부터 얻어진 샘플의 양은 특정한 환자, 샘플 채취 위치 등에 따라 상당히 다를 수 있다. 샘플은 먼저 시험편의 반응영역과 통하는 전달 물질 또는 구조물에 가해진 다음에, 샘플의 일부분이 반응 영역을 통해 여과된다. 전달 물질은 일반적으로 과잉 샘플이 시험편의 다른 부분을 오염시키거나 또는 시험 절차를 자동적으로 수행하기 위해 시험편이 삽입되는 자동 장치 부분을 오염시키는 것을 막도록 과다한 샘플을 유지 또는 억제하는 형상 및 사이즈를 갖는다. 이러한 오염은 오동작이나 또는 부정확한 결과값이 나오게 할 수 있다.

그러므로, 이러한 전달 물질은 샘플을 모으는 것을 돕고 샘플이 반응 영역에 걸쳐 균일하게 방산되는 것 또는 퍼지는 것을 돕고 과다한 샘플을 간직하며, 샘플의 원하지 않는 성분이 반응영역에 도달하기 전에 샘플내의 원하지 않는 성분을 여과 또는 제거하는 작용도 할 수 있다. 비록 이러한 물질이 반응영역으로의 샘플의 전달에 중요한 역할을 하지만, 이와 관련하여 특정한 단점을 갖는다. 우선, 이 물질을 통해 샘플을 반응 영역으로 전달하기 위해, 반응 영역 상의 전달 물질의 일부분이 먼저 포화상태에 도달해야 하며, 여기서 전달 물질이 충분히 젖게 하는데 필요한 샘플의 양은 정확한 시험을 수행하기 위해 반응영역에서 요구되는 것보다 훨씬 많다. 통상적으로, 일반적으로 설정완료된 시험편의 전달 물질 또는 필터를 젖게 하는데 약 7 내지 50 μL(microliter), 보다 일반적으로는 약 7 내지 10 μL의 샘플 체적이 필요하지만, 약 1 내지 3 μL만이 실제로 반응영역에 필요한 것이다. 그러므로, 이러한 전달 물질은 환자로부터 얻어야할 샘플의 양을 결정하는 것이지 실제 시험을 수행하기 위해 반응영역에서 필요로 하는 실제 양이 아니라는 것이 분명하다.

전달 물질을 충분히 젖게 하기 위해 필요한 이러한 비교적 큰 양의 샘플은 종종 환자로부터 얻어내기 힘들다. 예를 들어, 이러한 체적을 얻어내는 것은 큰 구경의 바늘을 사용하거나 및/또는 피부속 깊숙히 주사할 필요가 있을 수 있다. 큰 구경의 바늘을 사용하거나 및/또는 바늘이 피부속 깊숙히 주사된다고 하여도, 종종 첫 번째 주사로는 특정한 시험을 수행하기에 불충분한 양이 얻어지므로 충분한 양이 최종적으로 얻어질 때까지 피부에 다시 주사해야 한다. 이러한 것은 환자가 느끼는 불편함과 고통을 증가시킬 수 있고, 모세혈관이 잘 나타나지 않는 사람들에게는 매우 하기 곤란할 수 있다. 이러한 샘플 채취 과정은 여러 환자들에게 하루에도 자주 반복될 필요가 있을 수 있어, 샘플 채취와 관련한 고생은 얼마되지 않아 모두에게 참기 힘들거나 또는 참을 수 없게 된다.

또한, 시험편에 샘플을 전달하는 물질을 사용하는 종래의 시험편의 설정은 샘플이 전달 물질의 중심에 직접 가해지거나 또는 시험편의 상부에 가해질 필요가 있다. 달리 말해, 환자는 전달물질이 위를 보게 시험편을 잡고 손가락을 전달물질을 향하게 하여 전달물질로부터 압착된 샘플 물방울(sample drop)이 스트립 상으로 하향으로 가거나 또는, 다르게는 (2) 전달물질측면이 아래로 가게 시험편을 샘플 방울이 위쪽을 향하는 손가락 위해 놓는다. 어느 방식이던, 환자가 전달 물질을 보는 시선이 가로막혀, 얼마나 많은 샘플이 전달물질에 가해졌는지를 볼 수 없으므로, 전달물질이 충분히 젖을 때까지 얼마나 더 필요한지를 알 수 없다. 이러한 단점은 종종 환자가 필요한 것보다 더 많은 양의 샘플을 가하게 하여 샘플 수집에 관련한 고통과 불편함을 가중시킨다.

이와 같이, 생리학적 샘플 내의 분석대상물의 농도 측정에 사용되는 새로운 장치 및 방법의 개발에 끊임없는 관심이 존재한다. 최소의 샘플 채취 부피를 요구하는, 즉 전달 물질이 작은 틈새 부피(void volume)를 차지하고, 샘플이 반응영역 상에 고르게 분산 또는 퍼질 수 있고, 과잉 샘플을 간직하며, 원하지 않는 성분이 반응 영역에 도달하기 전에 샘플 내의 원하지 않는 성분을 여과하며, 사용 및 제조가 쉬운, 장치 및 그 사용방법의 개발에 특히 관심이 집중되고 있다.

관련 문헌

관련 참고문헌으로는 미국 특허 제 5,515,170호 및 6,168,957 B1호가 포함된다.

본 발명은 생리학적 샘플에서 하나 이상의 분석대상물, 예를 들어 글루코오스의 농도를 측정하기 위한 시험편과 이의 제조 및 사용 방법을 제공한다. 본 발명의 시험편은 샘플을 시험편의 반응 영역으로 쉽게 전달하게 하는 전달 소자를 포함한다. 특정한 실시예들에서, 전형적으로 다공성인, 전달 소자는 제 1 영역과 제 2 영역을 가지며, 특정한 실시예들에서는, 두 영역들은 상이한 두께를 갖는다. 다른 실시예들에서, 전달 소자는 다공성이 아니며, 시험편의 반응 영역과 전달 소자 간에 샘플을 위킹 현상에 의해 샘플을 전달하도록 설정된다. 본 발명의 방법에서 전달 소자는 샘플을 시험편의 반응 영역으로 전달하기 쉽게 한다. 본 발명의 시험편과 본 발명의 방법은 다양하고 상이한 용도, 특히 글루코오스 농도 측정에 사용될수 있다.

도 1a 내지 도 1d는 상이한 두께를 갖는 제 1 영역과 제 2 영역을 갖는 다공성 전달 소자를 갖는 본 발명의 시험편의 실시예의 도면.

도 1a는 전달 소자가 거의 직사각형인 제 2 영역을 갖는 실시예의 분해도.

도 1b는 설치완료된 도 1a의 시험편의 도면.

도 1c는 전달 소자가 거의 원형의 제 2 영역을 갖는 실시예의 분해도.

도 1d는 설치완료된 도 1c의 시험편의 도면.

도 1e는 전달 소자가 이 전달 소자와 작동가능하게 연계된 두 개의 측방향 연장부를 갖는 실시예의 분해도.

도 1f는 설치완료된 도 1e의 시험편의 도면.

도 1g는 시험편의 지지층이 그 안에 절취부(notch)를 갖는 실시예의 분해도.

도 2a 내지 도 2c는 비다공성(non-porous) 전달 소자를 갖는 본 발명의 실시예의 도면.

도 2a는 샘플 구속 부품(sample confinement element)을 갖는 실시예의 분해도.

도 2b는 설치완료된 도 2a의 시험편의 도면.

도 2c는 거의 직사각형인 제 2 영역과 측방향 연장부를 갖는 비다공성 전달 소자의 실시예를 도시하는 도면.

도 3a는 스페이서(spacer) 층, 비다공성 층, 샘플 구속 층을 갖는 본 발명의 시험편의 다른 실시예의 분해도.

도 3b는 설치완료된 도 3a의 시험편의 도면.

도 4a는 상이한 두께의 영역들을 갖는 본 발명의 시험편을 제조하는데 사용되는 압축성형(compression molding) 조립체의 실시예의 도면.

도 4b는 그 안에 전구체(precursor) 전달 소자가 배치된 도 4a의 조립체의 도면.

도 4c는 접히지 않은 상태의 본 발명의 방법에 의해 형성된 전달 소자의 일례의 측면도.

도 4d는 눌린 상태의 도 4c의 형성된 전달 소자의 측면도.

도 5a는 종래의 시험편의 실시예의 분해도.

도 5b는 설치완료된 도 5a의 시험편의 도면.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

3: 개구7: 노치

본 발명은 생리학적 샘플에서 하나 이상의 분석대상물, 예를 들어 글루코오스의 농도를 측정하기 위한 시험편과 이의 제조 및 사용 방법을 제공한다. 본 발명의 시험편은 샘플을 시험편의 반응 영역으로 쉽게 전달하게 하는 전달 소자를 포함한다. 특정한 실시예들에서, 전형적으로 다공성인, 전달 소자는 제 1 영역과 제 2 영역을 가지며, 특정한 실시예들에서는, 두 영역들은 상이한 두께를 갖는다. 다른 실시예들에서, 전달 소자는 다공성이 아니며, 시험편의 반응 영역과 전달 소자 간에 샘플을 위킹 현상에 의해 샘플을 전달하도록 설정된다. 본 발명의 방법에서 전달 소자는 샘플을 시험편의 반응 영역으로 전달하기 쉽게 한다. 본 발명의 시험편과 본 발명의 방법은 다양하고 상이한 용도, 특히 글루코오스 농도 측정에 사용될 수 있다. 본 발명에 대해 더 설명하면, 본 발명의 장치가 먼저 설명되고, 그 후에 본 발명의 제조 방법과 본 발명의 장치를 사용하는 방법이 설명된다.

본 발명을 설명하기 앞서, 본 발명은 설명하는 특정한 실시예들에 제한되지 않으며, 물론 바뀔 수 있음을 숙지하기 바란다. 본 원에서 사용하는 용어는 특정한 실시예들만을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하지 않고 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한됨을 이해해야 한다.

일정한 값의 범위가 제공되는 경우에, 이 범위의 상한 및 하한값 사이에서 문맥상 명확하게 달리 지시되지 않은 한 하한값의 10분지 일까지의 각각의 개입 값(intervening value)과, 기재된 범위 내의 다른 기재된 값 또는 개입 값이 본 발명에 포함된다고 이해되어야 한다. 기재된 범위에서 특정하게 배제된 한계값에 관해, 이러한 보다 작은 범위에 독립적으로 포함될 수 있는 이들 작은 범위의 상한 및 하한 값은 본 발명에 또한 포함된다. 기재된 범위는 하나 또는 두 개 모두의 한계값을 포함하며, 포함된 한계값 둘중의 하나가 제거된 범위들도 본 발명에 포함된다.

달리 정의되지 않은 한, 본원에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속한 당업계의 기술자들에 의해 통상적으로 이해되는 것과 같은 의미를 가진다. 비록 본원에 설명된 것과 유사하거나 또는 동등한 임의의 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 바람직한 방법 및 재료를 이제 설명한다.

본 발명의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위에서, 문맥상 명확하게 달리 지시되어 있지 않은 한 단수형태의 하나의("a", "an", "the") 이라는 표현은 다수의 지시물을 포함함을 주의하기 바란다. 그러므로, 예를 들어, "시험편"이라는 언급은 다수의 이러한 시험편을 포함하고, "장치"라는 언급은 다수의 장치들 및 당업자에게 공지된 이의 등가물 등을 포함하며, 다른 것들도 이와 같다.

본 원에서 언급된 모든 문헌은 이들 문헌들이 인용되는 것과 관련한 방법들 및/또는 재료들을 공개 및 설명하기 위해 본원에 참고문헌으로 포함된다. 본원에서 논의하는 문헌들은 본 출원의 출원일 전에 공개되었기 때문에만 제공된 것이다. 본 발명이 우선권에 의해 이러한 문헌보다 우선한다는 권한을 가진다는 앞선다고 시인하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 또한, 제공된 문헌들의 날짜는 개별적으로 확인될 필요가 있을 수 있는 실제 공개 일자와 다를 수 있다.

장치들

위에서 요약한 바와 같이, 본 발명은 생리학적인 샘플에서 분석 대상물의 농도를 측정하기 위한 시험편들을 제공하며, 여기서 시험편들은 최소의 양의 샘플만을 필요로 하도록 설정된다. 본 발명의 시험편들은 광범위하고 상이한 분석 대상물 농도를 측정하는데 그 용도를 찾을 수 있으며, 여기서 대표적인 분석 대상물로는 글루코오스, 콜레스테롤, 젖산염, 알콜 등이 포함되지만 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 장치들의 많은 실시예들에서, 시험편들은 생리학적 샘플, 예를 들어 간질(間質) 액, 혈액, 혈액의 일부(blood fractions) 및 이들의 성분 등에서 글루코오스의 농도를 측정하는데 사용된다.

예를 들어, 비색(colorimetric) 또는 측광(photometric)(본원에서 상호교환가능하게 사용됨), 그리고 전기화학적인 타입의, 광범위하고 상이한 타입의 시험편이 본 발명에 사용하기 적합할 수 있음을 이해하겠지만, 본 발명은 본원에서 측광 분석시험 시스템(photometric assay system)을 참조하여 설명되며, 여기서 이러한 설명은 본 발명의 예이며, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.

일반적으로, 본 발명의 시험편은 하나 이상의 시험용 시약을 포함하는 다공성 막(porous membrane) 등과 같은 기판(substrate)을 포함하며, 여기서 시험용 시약은 이에 가해지는 생리학적 샘플 내의 성분 또는 분석 대상물과 반응한다. 시약과 관련한 이러한 다공성 막은 본원에서 시험편의 반응 영역으로 언급된다. 이러한 막은 전형적으로 지지층(backing or support layer)과 연계되고 시험편은 전형적으로 막의 일 측면에 부착되는 다공성 전달 소자인 유체 수송 소자를 또한 포함할 수 있으며, 여기서 지지층이 전형적으로 막의 다른 측면에 부착된다(이러한 시험편의 실시예에 대해 도 1a 및 도 1b를 참조). 지지층을 관통하는 개구(aperture)는 막을 볼 수 있게 한다. 다공성 수송 소자를 갖는 이러한 장치들에서, 생리학적 샘플이 수송 소자에 가해지고, 가해지는 샘플의 일부분, 즉 정확한 측정에 필요한 양이 수송 소자를 통해 반응 영역으로 이동한다. 본 발명의 시험편의 다른 실시예에서, 비다공성 전달 소자 또는 층이 다공성 수송 소자 대신에 제시되며, 여기서 생리학적 샘플은 비다공성 층과 다공성 막 사이에 가해진다. 이제 시험편의 구성요소들과 이들의 다양한 실시예들을 보다 상세히 설명한다.

다공성 막

시험편의 막은 균일한 조성으로 이거나 또는 코팅된 기판일 수 있다. 이는 하기에 설명되는 바와 같이 수송 매체 또는 다른 재료층이 부착되는 샘플 측면과, 색변화가 관층되는 시험 측면을 포함하며, 이 시험 측면으로부터 분석 대상물의 검출 및/또는 농도가 측정된다. 시험 측면은 샘플과 반응하여 샘플 내의 하나 이상의 분석 대상물의 양 및/또는 검출에 관련한 검출가능한 결과값을 만들어내는 하나 이상의 시험용 시약들을 포함한다.

보통, 막은 다공성이고, 보다 일반적으로 다양한 범위의 기공 사이즈(pore size)를 갖는다. 그러므로, 전달 소자를 지나가거나, 또는 다르게는 전달된후에, 예를 들어 모세관 작용력 등에 의한 위킹 현상에 의해, 혈액이 막의 샘플 측면을 들어가 막을 통과할 때 계속 작아지는 기공들을 마주한다. 결국에는, 적혈구들과같은 고체(solid)는 이들이 더 이상 스며들 수 없는 막 내의 위치에 도달한다. 여전히 용해된 글루코오스를 함유하는 나머지 샘플은 시험 측면을 관통한다. 적절한 막 재료로는 폴리설폰, 나일론, 니트로셀룰로오스, 셀룰로오스 에스테르 등이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다.

막을 통과한 샘플은 하나 이상의 시험용 시약과 반응하여 시험 측면 부근의 틈새 부피 내에 광-흡수 염료가 형성되게 하며, 이 염료는 막의 반사율에 실질적으로 영향을 미친다.

다공성 막의 사이즈는 다양한 요인에 따라 변할 수 있으며, 여기서 이러한 요인으로는 사용된 특정한 시험용 시약 등이 포함된다. 그러나, 정확한 측정을 수행하기 위해, 반응 영역에 요구되는 최소의 체적은 약 0.1 내지 5 μL(microliter), 일반적으로 약 1 내지 3 μL, 보다 일반적으로는 약 1.5 내지 2.5 μL이다.

전달 소자

상술한 바와 같이, 수송 소자는 예를 들어 전혈(whole blood)과 같은 생리학적 샘플을 받아들여, 이 샘플의 적어도 일부분을 막에 전달하도록 설정된다. 전달 소자는 전형적으로, 과다한 양의 샘플을 수용하는 저장소(reservoir)를 형성하도록 반응 영역의 하나 이상의 단부(end)들을 지나 연장하도록 형성되거나, 또는 이러한 사이즈를 갖는다. 상술한 바와 같이, 이러한 타입의 종래의 시약 시험편에서, 저장소 영역을 포함하는 전체 전달 소자가 일반적으로 약 12 내지 230 μL의 혈액, 일반적으로 약 30 내지 80 μL의 혈액을 수용할 수 있으며, 반응 영역 바로 위의 부분 또는 영역은 전형적으로 약 5 내지 15 μL의 혈액, 일반적으로는 약 6 내지 10μL의 혈액을 수용할 수 있고 약 1.5 내지 2.5μL의 혈액을 반응 영역에 건네줄 수 있다. 상술한 바와 같이, 유체 전달 소자는 다공성이거나 또는 다른 실시예들에서 비다공성일 수 있다. 다공성인 실시예에서는, 유체 전달 소자는 면(cotton) 또는 종이(즉, 셀룰로오스)와 같은 천연 섬유 및 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌 및 다른 합성 폴리머를 포함하는 다양한 재료로 만들어 질 수 있다. 특정한 실시예들에서, 이러한 재료가 계면 활성제로 처리될 수 있다. 미국 조지아주 페어번 소재의 포렉스 코포레이션으로부터 입수가능한 계면 활성제로 처리된 다공성 폴리에틸렌과 같은, 계면 활성제로 처리된 폴리에틸렌은 특히 본 발명에 사용하기 적합하다. 본 발명의 비다공성인 실시예에서는, 전달 소자가 비다공성 재료로 이루어지고 전형적으로 김서림방지 필름(antifog film)과 같은 수화성(wettable)이 매우 높은 비다공성 플라스틱 재료이다. 적절한 김서림방지 필름으로는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3M 코포레이션에 의해 제조된 3M 9962 AF 폴리에스테르 필름, 또는 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리카보네이트 등과 같은 다른 중합체 필름이 포함되며, 여기서 지방산의 소르비탄 에스테르(sorbitan ester), 올레산의 알킬 페놀 에톡시에틸렌 에스테르 등과 같은 적절한 습윤제(wetting agent)가 포함될 수 있다.

예를 들어 다공성 전달 소자를 채용하는 실시예들과 같은 본 발명의 많은 실시예들에서, 전달 소자는 두 개 이상의 영역을 포함한다: 제 1 영역, 제 2 영역. 실질적으로 시험편의 지지 구조물상에 위치하는 제 1 영역은 과다한 양의 샘플을수용하는 저장소로서 작용하도록 설정되어 있다. 실질적으로 시험편의 반응영역 상에 위치하는 제 2 영역은 생리학적 유체 샘플의 적어도 일부분을 시험편의 반응영역에 수송 또는 전달하도록 설정되어 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 시험편들은 정확한 시험을 수행하기 위해 최소한의 양의 샘플만을 필요로 하도록 설정 또는 이러한 사이즈를 갖게 되어 있으며, 즉 전달 소자가 필수적인 양의 샘플을 반응 영역에 보내기 위해 필요한 최소한의 샘플 또는 틈새 부피(sample or void volume)만을 요구한다. 달리 말해, 예를 들어 실질적으로 반응 영역의 위에 놓이는 영역이며, 전형적으로 샘플을 반응 영역에 수송하는데 가장 책임이 있는 영역인 제 2 영역은 충분히 젖게 되기 전에 최소한의 양의 샘플만을 요구하고 반응영역에 요구되는 양의 샘플을 보내도록 설정되고 이러한 형상을 갖는다. 보다 상세하게는, 환자는 제 2 영역이 충분히 젖게 하는데 보다 적은 양의 샘플을 제공하면서 제 2 영역이 여전히 반응 영역에 필요한 양의 샘플을 전달할 수 있을 것을 요구한다. 예를 들어, 제 2 영역은 시험편의 반응영역에 약 1.5 내지 2.5μL의 샘플을 보낼 수 있기 전에 약 4 내지 5μL의 샘플보다 적은 양을 요구하도록 설정되거나 및/또는 그러한 형상을 갖는다. 특정한 본 발명의 시험편에서, 전달 소자의 제 2 영역의 하나 이상의 치수(형상, 사이즈 등)가 이제 보다 상세히 설명하는 바와 같이 전달 소자의 제 1 영역의 하나 이상의 치수와 다르다.

유사한 구성요소나 특징부는 동일한 도면부호로 표기한, 도면을 참조하면, 도 1a는 본 발명의 장치의 실시예의 분해도를 예시한다. 도 1a는 막(6) 즉 반응 영역(8)이 연계되는, 개구(3)가 그를 관통하여 형성된 지지층(4)을 갖는 장치(2)를도시한다. 개구(3)는 둥근 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 본 발명에서 다른 형상도 고려된다. 개구가 실질적으로 둥근 형상, 즉 원형, 계란형상, 타원형 형상 등을 갖는 실시예들에서, 개구(3)의 직경은 약 0.010 내지 0.21인치(0.025 내지 0.53 cm), 일반적으로는 약 0.014 내지 0.20인치(0.036 내지 0.51 cm), 보다 일반적으로는 약 0.15 내지 0.19인치(0.38 내지 0.48 cm)의 범위이다.

장치(2)는 다공성 전달 소자(10)를 또한 포함하며, 여기서 다공성 전달 소자(10)는 적어도 제 1 영역(12)과 제 2 영역(14)을 갖는다. 과잉 샘플 저장소 영역, 즉 제 1 영역(12)은 전형적으로 약 40 내지 60%의 기공 체적(pore volume)을 가지며, 보다 일반적으로는 약 45% 내지 55%의 기공 체적을 갖지만, 어떠한 경우에도 기공 체적은 약 55%를 초과하지 않는다. 제 2 영역(14)은 전형적으로 약 20 내지 50%, 보다 일반적으로는 약 25 내지 45%의 기공 체적을 갖지만, 어떠한 경우에도 기공 체적은 약 40%를 초과하거나 또는 기공 체적이 약 25% 아래로 떨어지지 않는다. 제 2 영역(14)의 기공의 사이즈는 전형적으로 약 50 내지 200 미크론, 일반적으로는 약 60 내지 150 미크론, 보다 일반적으로는 80 내지 120 미크론의 범위이다. 전형적으로, 전달 소자의 전체 길이, 즉 모든 영역의 총 길이는 약 0.5 내지 1.5 인치(1.3 내지 3.8cm), 일반적으로는 약 0.8 내지 1.2 인치(2.0 내지 3.1cm), 보다 일반적으로는 약 0.9 내지 1.1 인치(2.3 내지 2.8cm)의 범위이고, 전달 소자의 폭은 약 0.15 내지 0.60 인치(0.38 내지 1.52cm), 일반적으로는 약 0.18 내지 0.40 인치(0.46 내지 1.24cm), 보다 일반적으로는 약 0.20 내지 0.30 인치(0.51 내지 0.76cm)의 범위이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 특정한 실시예들에서, 제 1 영역과 제 2 영역의 특정한 치수들이 상이하다. 달리 말해, 각각의 영역들이 그 각각의 기능을 최적으로 제공하게 설정되도록 영역들이 상이할 수 있다. 각각의 장치(2)의 제 1 영역(12)은 약 0.10 내지 0.45인치(0.25 내지 1.14cm), 일반적으로는 약 0.22 내지 0.55 인치(0.56 내지 1.40cm), 보다 일반적으로는 약 0.30 내지 0.45 인치(0.76 내지 1.14cm)범위의 길이(16)를 가지며, 각각 약 0.16 내지 0.600 인치(0.41 내지 1.524cm), 일반적으로는 약 0.18 내지 0.40 인치(0.46 내지 1.02cm), 보다 일반적으로는 약 0.20 내지 0.3 인치(0.51 내지 0.8cm)의 폭(18)을 갖는다.

제 2 영역(14)의 특징은 반응 영역에 최적의 양의 샘플을 수송하도록 설정되어 있고 그러한 치수를 갖는 것이다. 제 2 영역은 실질적으로 직사각형, 정사각형 원형, 계란형, 타원형, 다이아몬드 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 형상을 가질 수 있다. 여기서 제 2 영역은 장치(2)에 의해 나타난 실시예와 같이 직사각형 또는 정사각형을 가지며, 이는 전형적으로 약 0.10 내지 0.40 인치(0.25 내지 1.24cm), 일반적으로는 약 0.15 내지 0.35 인치(0.38 내지 0.89cm), 보다 일반적으로는 약 0.20 내지 0.30 인치(0.51 내지 0.76cm) 범위의 길이(20)와, 약 0.15 내지 약 0.60 인치(0.38 내지 1.52cm), 일반적으로는 약 0.18 내지 0.40인치(0.46 내지 1.02cm), 보다 일반적으로는 약 0.20 내지 0.30인치(0.51 내지 0.8cm) 범위의 폭(22)을 갖는다. 직사각형의 제 2 영역을 갖는 도 1a의 실시예에서, 전형적으로 개구(3) 바로 위의 제 2 영역의 부분이 약 1 내지 7 μL, 일반적으로는 약 3 내지 6μL, 보다 일반적으로는 약 4 내지 5μL 범위의 양의 샘플로 적셔지고, 약 0.1 내지 5.0 μL, 일반적으로는 약 1.0 내지 3.0μL, 보다 일반적으로는 1.5 내지 2.5μL 범위의 양을 반응영역에 보낸다. 도 1b는 도 1a의 설정완료된 시험편을 도시한다.

도 1c에 도시된 실시예와 같이 실질적으로 원형의 제 2 영역을 갖는 실시예에서, 제 2 영역(32)은 전형적으로 약 0.10 내지 0.21 인치(0.25 내지 0.53cm), 일반적으로 약 0.14 내지 0.20 인치(0.36 내지 0.51cm), 보다 일반적으로는 약 0.15 내지 0.19 인치(0.38 내지 0.48cm) 범위의 직경을 갖는다. 실질적으로 원형의 제 2 영역을 갖는 도 1c의 실시예에서, 전형적으로 제 2 영역은 약 1 내지 7μL, 일반적으로 3 내지 6 μL, 보다 일반적으로는 약 1.5 내지 2.5μL 범위의 양의 샘플로 젖게 될 수 있고, 약 0.1 내지 5.0μL, 일반적으로, 약 1.0 내지 3.0μL, 보다 일반적으로 약 1.5 내지 2.5μL 범위의 양을 반응 영역에 보낼 수 있다. 도 1d는 도 1c의 설정완료된 시험편을 도시한다.

도 1a 내지 도 1d(후술하는 바와 같은 도 1e 내지 도 1g에서도 역시)의 특정한 실시예들의 다른 특징은 전달 소자의 제 1 영역과 제 2 영역이 다른 두께를 갖는 것이다(그러나, 상술한 바와 같이, 제 1 영역 및 제 2 영역은 동일한 두께일 수 있다). 영역들의 두께가 상이한 이들 실시예에서 보다 상세하게는, 각각의 제 1 영역(12)의 두께는 제 2 영역의 두께보다 크다. 달리 말해, 제 2 영역의 두께에 대한 각각의 제 1 영역의 두께의 비, 즉 각각의 제 1 영역의 두께/제 2 영역의 두께는 약 1.1 내지 1.9, 일반적으로 약 1.1 내지 1.7, 보다 일반적으로는 1.2 내지 1.5의 범위이다. 따라서, 각각의 제 1 영역의 두께는 약 0.019 내지 0.031 인치(0.048 내지 0.079cm), 일반적으로는 약 0.020 내지 0.030인치(0.051 내지 0.076cm), 보다 일반적으로는 약 0.021 내지 0.027인치(0.053 내지 0.069 cm)이며, 제 2 영역의 두께는 약 0.015 내지 0.022인치(0.038 내지 0.056cm), 일반적으로는 약 0.016 내지 0.021인치(0.041 내지 0.053cm), 보다 일반적으로는 약 0.017 내지 0.020인치(0.043 내지 0.051cm)의 범위이다.

도 1e는 전달소자에 샘플을 보내기 위해 전달 소자의 측면에 위치한 하나 이상의 연장부를 갖는 본 발명의 시험편의 실시예의 분해도를 도시하고, 도 1f는 도 1e의 시험편이 설정완료된 것을 도시한다. 이와 같이, 도 1e의 장치(40)는 전달 소자의 제 2 영역(32)이 제 2 영역(32)과 연계된 두 개 이상의 측방향 연장부(44)를 포함한다는 점을 제외하고는 도 1a 내지 도 1d의 장치들과 실질적으로 동일하며(여기서 도 1c의 실질적으로 원형인 전달소자로 도시되었지만, 전달 소자는 상술한 바와 같이 임의의 적합한 형상일 수 있다), 여기서 이러한 측방향 연장부는 전달 소자, 보다 상세하게는 전달 소자의 제 2 영역(32)에 샘플을 가하기 쉽도록 설정된다. 하나 이상의 측방향 연장부가 제공되는 특정한 실시예에서, 다공성 재료의 전체 길이, 즉 제 1 영역과 제 2 영역 모두의 길이는 제 1 부분의 길이를 최소화하여 최소화될 수 있다. 이러한 특정한 실시예는 두 개의 측방향 연장부를 포함하며, 각각, 유체 전달 소자의 실질적으로 대향하는 측면상에 배치되지만, 임의의 개수의 측방향 연장부들이 사용되는, 예를 들어 1 내지 50개의 측방향 연장부가 사용될 수 있음이 명백하다. 측방향 연장부의 개수와 무관하게, 전형적으로 그로부터 측방향 연장부가 형성되는 재료는 단일 구조(unitary piece of construction), 즉 동일한재료이도록 제 2 영역(32)과 동일한 재료이다. 그러나, 측방향 연장부(44)는 제 2 영역(32)과 다른 재료로 이루어질 수 있다. 다양하고 상이한 재료들이 측방향 연장부의 제조에 사용될 수 있으며, 여기서 재료는 샘플이 위킹 현상 등에 의해 전달 소자의 제 2 영역에 전달될 수 있을 것만이 요구된다. 측방향 연장부가 전달 소자와 동일한 재료, 즉 다공성 재료인 경우에, 측방향 연장부는 전형적으로 약 0.20 내지 0.25인치(0.51 내지 0.64cm), 일반적으로 0.30 내지 0.60인치(0.76 내지 1.52cm), 보다 일반적으로는 약 0.45 내지 0.55인치(1.14 내지 1.40cm) 범위의 폭을 갖는다. 측방향 연장부의 길이는 약 0.020 내지 0.070인치(0.051 내지 0.178cm), 일반적으로 약 0.030 내지 0.060인치(0.076 내지 0.152cm), 보다 일반적으로는 약 0.045 내지 0.055인치(0.114 내지 0.140cm)의 범위이다. 본 발명의 시험편의 다른 실시예에서, 측방향 연장부(44)는 기다랗고, 중공 또는 튜브형 구조이어서, 측방향 연장부가 이를 관통하는 유체 수송 채널 또는 루멘(lumen)(도시하지 않음)을 갖고, 측방향 연장부가 이 채널을 통해 시험편의 제 2 영역에 샘플을 전달할 수 있고, 여기서 채널들은 생리학적 유체에 모세관현상 작용력이 작용하는 치수일 수 있다.

도 1g는 본 발명의 또다른 실시예의 분해도를 도시한다. 이 특정한 실시예에서, 장치(50)는 지지층의 구성을 제외하고는 도 1e의 장치(40)와 실질적으로 동일하다. 지지층(5)은 앞서의 실시예들에서 설명된 바와 같이 개구(3)를 포함하지만, 지지층(5)은 절취부(7)를 또한 포함하며, 이는 개구(3) 다음에 또는 근접하게 위치한다. 이 특정한 실시예에서, 두 개의 절취부가 도시되어 있지만, 임의의 개수의절취부가 사용될 수 있다. 예를 들어 하나 이상의 절취부가 형성될 수 있으며, 두 개의 절취부 또는 그 이상의 절취부가 지지층에 형성될 수 있다. 이와 같이, 막(6)과 측방향 연장부(44)는 절취부의 위치에서 지지층 너머로 돌출 또는 연장한다. 그러므로 절취부(7)는 지지층(5)의 하측(9)에 대한 샘플 오염을 최소화하도록 설정되며, 여기서 이러한 오염은 계측기(meter; 도시되지 않음)와 같은 자동화된 장치에서 일어날 수 있고, 샘플 내의 하나 이상의 분석 대상물의 농도를 자동적으로 측정하기 위해 이러한 계측기 내로 본 발명의 장치가 삽입되고, 더럽혀져 부정확하거나 또는 잘못된 측정값이 판독되게 할 수 있다. 전형적으로 절취부의 길이는 약 0.010 내지 0.050 인치(0.025 내지 0.127cm), 일반적으로는 약 0.015 내지 0.040 인치(0.038 내지 0.102cm), 보다 일반적으로는 약 0.020 내지 0.030 인치(0.051 내지 0.076 cm) 범위이고, 절취부의 폭, 즉 절취부가 지지층으로부터 절단 또는 제거된 거리는 약 0.10 내지 0.50인치(0.25 내지 1.27cm), 일반적으로는 약 0.20 내지 0.40인치(0.51 내지 1.02cm), 보다 일반적으로는 약 0.25 내지 0.35인치(0.64 내지 0.89cm) 범위이다.

도 2a는 본 발명의 다른 실시예의 분해도를 도시하며, 도 2b는 도 2a의 시험편이 설정완료된 것을 도시한다. 이 특정한 실시예에서, 전달 소자는 비다공성이고, 여기서 이러한 비다공성 전달 소자는 전달 소자와 막 사이에서 샘플을 위킹 현상, 전형적으로는 모세관 현상에 의해 샘플을 반응영역에 전달하도록 설정된다. 따라서, 비다공성 전달 소자는 막에 바로 인접하게, 즉 바로 위에 있거나, 또는 막으로부터 이격될 수 있다. 즉, 막 위에서 또는 막에 인접하게 일정 거리를 두고 배치될 수 있다. 그러므로, 비다공성 전달 소자는 약 막 위에서 약 0 내지 0.001 인치(0 내지 0.00254cm), 일반적으로는 막 위에서 약 0 내지 0.0001 인치(0 내지 0.000254)의 거리를 두고 배치될 수 있다.

이 실시예에서, 장치(60)는 상술한 적합한 재료와 같은 비다공성 플라스틱 재료로 이루어진 전달 소자(62)를 갖는다. 일반적으로, 각각의 제 1 영역(64), 제 2 영역(66), 측방향 연장부(68)는 모두 비다공성 재료로 이루어진다. 본 발명의 장치의 특정한 실시예들에서, 전달 소자(62)는, 특히 전달 소자(62)의 아랫면(63)에서, 샘플을 안내하는 수단, 예를 들어 규칙적인 또는 예측가능한 방식으로 샘플의 유동을 안내하는 수단을 포함한다. 이러한 샘플 안내 수단은 아랫면(63)상에 배치된 하나 이상의 돌출부(도시되지 않음) 또는 널링(knurling)처리된 패턴과 같은 패턴을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 패턴은 샘플을 안내하는 것을 돕거나 상기 부품들의 결합을 돕기 위해, 홈 또는 채널을 그 안에 갖는 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다.

비록 전달 소자가 만들어진 재료와 상술한 전달 소자들의 재료와 다르지만, 즉 전달 소자가 상술한 다공성 전달 소자와는 대조적인 비다공성이지만, 구성은 실질적으로 동일하다. 달리 말해, 제 1 영역(64), 제 2 영역(66), 측방향 연장부(68)는 제 1 및 제 2 영역의 두께가 상이할 필요가 없다는 점을 제외하고는 도 1g의 장치(50)의 대응하는 특징부와 동일한 형상과 치수이다. 샘플이 시험편의 측면(들)로부터 가해지고, 전달소자가 비다공성이기 때문에, 제 1 부분이 저장소 기능을 제공하지 않기 때문에 제 1 부분(64)의 길이가 최소화될 수 있다. 이와 같이, 비다공성전달소자(62)의 두께, 즉 비다공성 전달소자(62)의 모든 영역의 두께는 약 0.001 내지 0.002인치(0.00254 내지 0.00508cm), 일반적으로는 약 0.003 내지 0.015인치(0.00762 내지 0.0381cm), 보다 일반적으로는 0.005 내지 0.012인치(0.0127 내지 0.03048cm)의 범위이다. 이러한 특정한 실시예에서, 전달 소자의 제 2 영역은 원형이지만, 도 2에 도시된 전달 소자에 도시된 실질적으로 직사각형인 형상 등과 같이 다른 형상도 본 발명에 고려될 수 있고, 여기서 도 2c의 전달 소자는 실질적으로 정사각형 또는 직사각형인 제 2 영역(69)과 측방향 연장부(71)를 도시한다.

본 발명의 특정한 실시예는 샘플 구속 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b는 샘플 구속 소자(70)를 구비한 장치(60)를 도시하며, 여기서 이러한 구속 소자는 샘플이 장치(60)의 상부 또는 위 측면 상으로 흐르지 않도록 설정된다. 즉, 샘플 전달 소자(62)의 측면(72)에 위치하는 샘플이 장치(60)가 삽입될 수 있는 계측기를 오염시키는 것을 방지한다. 일반적으로 샘플 구속 소자(70)는 이 소자가 연계되는 비다공성 전달 소자와 실질적으로 동일한 길이 및 폭을 갖지만, 샘플 구속 소자는 이 소자가 연계되는 비다공성 전달 소자보다 크거나 또는 작을 수도 있다. 샘플 구속 소자(70)는 일반적으로 절취부(73)를 포함하며, 여기서 이러한 절취부는 전달 소자(62)의 제 2 영역(66) 상에 위치하는 영역(74)을 형성한다. 샘플 구속 소자(70)는 샘플을 샘플 구속 소자의 아래쪽에 구속 또는 유지하도록 설정된다. 샘플 구속 소자는 그 재료가 시험편에서의 반응, 즉 이 시험편에 가해지는 생리학적 유체 샘플의 하나 이상의 분석대상물의 농도 측정에 간섭하지 않는다면다양한 재료로 형성될 수 있으며, 여기서 대표적인 재료로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리아미드 등이 포함되지만, 이에 제한되지는 않는다.

도 3a는 본 발명의 다른 실시예의 분해도를 도시하며, 도 3b는 도 3a의 시험편이 설정완료된 것을 도시한다. 이 실시예에서, 막(6)의 제 1 측면, 즉 샘플 적용 측면 상에는 그 안에 개구(77)가 형성된 개구를 갖는 스페이서 층(76; spacer layer)이 배치되며, 이러한 개구는 샘플을 안내하기 위해 막의 실질적으로 위에 배치된다. 스페이서 층(76)은 임의의 편리한 재료로 제조될 수 있으며, 여기서 대표적인 적합한 재료로는 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리아미드 등이 포함되지만, 이에 제한되지는 않으며, 여기서 스페이서 층의 표면들은 각각의 인접한 재료 또는 층들에 대해 접착제로 처리되어 장치의 구조물을 유지시킬 수 있다. 스페이서 층(76)은 후술하는 바와 같이 막(6)과 비다공성 전달 소자(78) 사이에 모세관현상 전달 영역(79; capillary transport area)을 제공하여 막(6)과 비다공성 전달 소자(78) 사이에서 전형적으로는 모세관 현상 작용력에 의해 위킹현상이 발생하도록 설정된다. 이와 같이, 스페이서 층(76)의 두께는 약 0.001 내지 0.015인치(0.00254 내지 0.0381cm), 일반적으로 약 0.001 내지 0.007인치(0.00254 내지 0.01778cm), 보다 일반적으로 약 0.002 내지 0.006인치(0.00508 내지 0.01524cm)의 범위이다. 스페이서 층(76)은 약 0.3 내지 1.5 인치(0.762 내지 3.81cm), 일반적으로 약 0.5 내지 1.2인치(1.27 내지 3.048cm), 보다 일반적으로 약 0.9 내지 1.1 인치(2.286 내지 2.794 cm) 범위의 길이를 갖는다. 스페이서 층(76)의 폭은 약 0.15 내지 0.60 인치(0.0762 내지 1.524cm), 일반적으로 약 0.18 내지 0.40인치(0.4572 내지 1.016cm), 보다 일반적으로는 약 0.2 내지 0.3 인치(0.508 내지 0.762cm) 범위의 길이를 갖는다. 샘플을 막(6)에 전달 및 실질적으로 구속하도록 설정된 개구(77)는 약 0.010 내지 0.21인치(0.0254 내지 0.5334cm), 일반적으로 약 0.14 내지 0.20인치(3.556 내지 0.508cm), 보다 일반적으로는 약 0.15 내지 0.19인치(0.0762 내지 0.4826cm) 범위의 직경을 갖는다.

상술한 바와 같이, 장치(80)는 상술한 바와 같은 비다공성 전달 소자(78)와, 샘플 구속 소자(70)를 갖는다. 따라서, 비다공성 전달 소자(78)는 스페이서 층(76)과 샘플 구속 소자(70) 사이에 위치되며, 여기서 샘플 구속 소자(70)는 상술한 바와 같이 샘플이 계측기를 오염시키는 것을 방지하도록 형성되고, 비다공성 전달 소자(78)는 그 자체와 막 사이에 모세관현상 영역을 형성하도록 형성되어, 이를 통해 샘플이 막(6)으로 이동한다. 전형적으로는, 비다공성 전달 소자(78)의 길이 및 폭은 스페이서 층(76)의 길이 및 폭과 실질적으로 동일하다. 이 특정한 실시예에서, 비다공성 막의 형상은 중실 직사각형 구조로 도시되었으나, 도 2a 내지 도 2c의 전달 소자의 형상과 같은 다른 형상도 적합할 수 있다.

제조 방법

앞서 요약한 바와 같이, 본 발명은 시약 시험편을 제조하는 방법을 제공한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 시약 시험편의 유체 전달 소자를 제조하는 방법을 제공한다. 시약 시험편은 적어도지지 재료, 막, 유체 전달 소자를 포함하는 제조물품을 의미한다. 본 발명의 방법에 의해 제조될 수 있는 예시적인 시약 시험편이 앞서 상세히 설명되어 있다.

그러므로, 본 발명의 특징은 생리학적 유체 샘플을 시험편의 반응영역에 효과적으로 전달하도록 설정된 전달 소자이다. 상술한 바와 같은 본 발명의 특정한 실시예들에서, 전달 소자는 다공성 전달 소자일 수 있고 다양한 영역 또는 섹션들을 포함할 수 있고, 여기서 이러한 다양한 섹션은 상이한 치수들 및/또는 형상일 수 있다. 예를 들어, 다공성 전달 소자의 제 1 영역의 두께는 전달 소자의 제 2 영역의 두께보다 더 클 수 있다(도 1a 내지 도 1g 참조). 다공성 전달 소자가 만들어질 수 있는 적합한 재료로는 면 또는 종이(즉, 셀룰로오스)와 같은 천연 섬유 및 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌 및 다른 합성 폴리머가 포함될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 특정한 실시예들에서, 재료는 계면 활성제로 처리될 수 있다. 예를 들어, 미국 조지아주 페어번 소재의 포렉스 코포레이션으로부터 입수가능한 계면 활성제로 처리된 다공성 폴리에틸렌과 같은 계면 활성제로 처리된 폴리에틸렌이 본 발명에 사용하기 특히 적합하다.

압축 성형은 본 발명의 다공성 전달 소자를 제조하는데 특히 적합한 제조 공정의 한 형태이고, 보다 상세하게는 다공성 전달 소자를 원하는 형상 및/또는 패턴으로 형성하는데 적합하다. 압축 성형의 장점은 당일한 재료 부분을 다양한 다공성 전달 소자 영역으로 사용할 수 있는 것, 즉 상이한 치수의 영역(들)을 갖는 단일 구조 부품으로서 다공성 전달 소자를 제조할 수 있는 것이다. 또한, 다공성 전달 소자의 특정한 치수들을 일관되게 주문대로 만들고(customizing) 세부적으로 정확하게 할 수 있는 것도 압축 성형을 사용하는 또다른 장점이다.

일반적으로 본 발명의 방법에서, 압축될 관련 재료는 압축 성형 조립체의 부분들 사이에 위치되고, 그 두 부분들이 가압하에, 종종 가압 및 가열하에 그 사이의 재료를 압축하거나 형상을 만들도록 합쳐진다. 전형적으로, 압축 성형 조립체의 부분들은 실질적으로 단단하고 강건한 재료로 이루어져 본 발명의 방법에 사용되는 압력 및/또는 열을 견딘다.

따라서, 압축 성형 조립체가 제공된 후에, 전구물체(precursor)인 다공성 전달 소자가 제공된다. 전구물체인 다공성 소자는 임의의 편리한 사이즈일 수 있으며, 예를 들어, 하나의 다공성 전달 소자를 제공하거나 또는 다수의 다공성 전달 소자를 제공하는 사이즈를 가질 수 있다.

다공성 전달 소자 전구물체를 제공한 후의 본 발명의 방법의 다음 단계는 압축 성형 조립체의 두 이격된 부분들 사이에 이 전구물체를 위치시키는 것이며, 여기서 이러한 부분들은 전구 물체를 받아들이고 이 전구물체를 예정된 형상 또는 패턴으로 형성하도록 설정된다. 따라서, 전구물체는 정렬될 수 있는 표면들을 갖는 두 부분들 사이에 배치되며, 상기 부분들의 수컷 부분(male portion)이 원하는 형상의 부(negative)의 이미지, 예를 들어 상술한 바와 같은 유체 전달 소자의 제 2 영역의 부의 이미지인 돌출부를 가지며, 암컷 부분은 수컷 부분의 돌출부를 수용하는 공동 또는 홈을 갖는다.

상기 압축 성형 조립체의 두 부분들 사이에 전구물체를 위치한 다음에는, 두 공구의 표면들이 합쳐진다. 보다 상세하게는, 부분들 중의 하나의 표면이 다른 부분의 표면에 가깝게 되거나 또는 접촉하게 되고, 두 표면 사이에 위치하는 전구물체는 수컷 부분의 돌출부와 관련한 전구물체의 영역이 상응하는 암컷 부분의 홈에 위치되거나 또는 밀려 압축된다. 전형적으로 표면들이 합쳐지는 압력은 성형 조립체의 암수 부분 사이의 전구물체를 위치조정 및 압축시키는데 충분하게 크지만, 이 전구물체를 손상시키거나 악영향을 미칠만큼 크지는 않다. 상세하게는, 압력은 전구물체의 영역을 압축하기 충분하게 크고, 보다 상세하게는 상술한 바와 같은 전달 소자의 제 2 영역과 관련한 전구물체의 영역이 형성된 제 2 영역의 두께가 전달 소자의 제 1 영역과 관련한 전구물체(들)의 두께보다 작도록 형성된다. 예를 들어, 제 2 영역의 두께에 대한 각각의 제 1 영역의 두께의 비, 즉 각각의 제 1 영역 두께/제 2 영역의 두께는 약 1.1 내지 1.9, 일반적으로는 약 1.1 내지 1.7, 보다 일반적으로는 1.2 내지 1.5 범위이다. 따라서, 각각의 제 1 영역의 두께는 약 0.019 내지 0.031 인치(0.048 내지 0.079cm), 일반적으로는 약 0.020 내지 0.030인치(0.051 내지 0.076cm), 보다 일반적으로는 약 0.021 내지 0.027인치(0.053 내지 0.069 cm)이며, 제 2 영역의 두께는 약 0.015 내지 0.022인치(0.038 내지 0.056cm), 일반적으로는 약 0.016 내지 0.021인치(0.041 내지 0.053cm), 보다 일반적으로는 약 0.017 내지 0.020인치(0.043 내지 0.051cm)의 범위이다. 압축 성형 조립체의 두 부분들 사이, 특히 제 2 영역의 실제 중심에서 두 부분들 사이에 원하는 간극을 이루기 위해 충분한 압력이 가해진다. 간극은 전형적으로 약 0.010 내지 0.020 인치(0.0254 내지 0.0508cm), 일반적으로는 약 0.012 내지 0.018 인치(0.03048 내지 0.04572cm), 보다 일반적으로는 약 0.012 내지 0.015인치(0.03048 내지 0.038cm)의 범위이다. 종종, 전달 소자를 형성하기 위해 열도 가해지며, 여기서 이러한 열은 압력이 가해지기 전 또는 가해지는 중에 가해질 수 있고, 예를 들어 열은 약 40 내지 120℃ 범위의 온도로 가해질 수 있다.

압축 후에, 압축된 전달 소자가 조립체로부터 제거된다. 전구물체가 다수의 전달 소자들을 제공하는 사이즈를 갖는 실시예들에서, 전구물체는 그 다음에 다수의 전달 소자들로 절단된다.

다시 도면을 참조하면, 도 4a는 본 발명의 다공성 전달 소자의 압축 성형에 사용하기 적합한 공구 조립체의 실시예를 도시한다. 원형 또는 회전식 다이 조립체(circular or rotary die assembly) 등과 같은 임의의 편리한 성형 조립체가 사용될 수도 있다. 도 4a는 제 1 요소, 즉 베이스 또는 암컷 부분(82)과, 제 2 요소, 즉 홈(84)에 의해 수용될 수 있는 돌출부(88)를 갖는 정렬가능한 수컷 또는 상부 부분(86)을 갖는 압축 성형 조립체(80)를 도시하며, 여기서 암컷 부분은 공동 또는 홈(84)을 그 안에 포함한다. 돌출부(88)는 도 1a 내지 도 1g의 다공성 전달 소자의 제 2 영역과 같은 압축 또는 성형될 다공성 전달 소자의 원하는 영역의 부의 또는 반대 이미지를 구비한다. 처음에는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 공구 조립체의 암수 부분들이 전구물체인 전달 소자를 수용하기 위해 이격되어 있다. 도 4b는 두 부분(82, 86) 간에 위치된 전구물체(100)를 도시한다.

도 4c는 예들 들어 도 1a의 전달 소자(10)를 본 발명의 방법에 의해 접히지 않은 상태로 형성한 예시적인 전달 소자의 측면도를 도시한다. 전달 소자(90)는 제 1 영역(12)과 제 2 영역(14)을 포함하며, 여기서 상술한 압축 성형방법으로 인해제 2 영역의 두께는 제 1 영역의 두께보다 작다. 도 4d는 압축 중의 또는 압축 후의 눌리거나 또는 접힌 상태로 도시된 도 4c의 형성된 전달 소자의 측면도를 도시한다. 성형된 전달 소자는 그 다음에 임의의 편리한 방식으로 시험편의 다른 구성부분과 작동가능하게 연계되어, 접히지 않은 상태에서 전달 소자 또는 이 소자의 제 2 부분이 막의 바로 위에 위치하도록 설정되어 이 전달 소자 또는 그 제 2 부분과 아래의 막 사이에 실질적으로 틈이 없게 된다., 즉 전달 소자는 아래의 막에 스프링 힘을 가해 막 상에서 머물고 막에 대해 균일하게 스프링 힘을 가할 수 있다.

사용 방법

앞서 요약한 바와 같이, 본 발명은 샘플 내의 분석 대상물의 농도를 측정하는 방법을 제공하며, 여기서 본 발명의 방법은 유익하게는 샘플이 시험편의 반응영역에 효과적으로 전달될 수 있게 한다. 보다 상세하게는, 본 발명의 방법은 유체 샘플을 시험편에 가하는 것에 대한 것으로 설명되며, 여기서 이러한 시험편은 생리학적 샘플 내의 하나 이상의 분석 대상물의 농도를 측정하는데 사용된다. 본 발명의 방법은 다양하고 상이한 분석 대상물의 농도를 측정하는데 그 용도를 찾을 수 있으며, 대표적인 분석 대상물로는 글루코오스, 콜레스테롤, 젖산염, 알콜 등이 포함된다. 많은 실시예에서, 본 발명의 방법은 생리학적 샘플 내의 글루코오스 농도를 측정하는데 사용된다.

원리상, 본 발명의 방법은 소변, 눈물, 타액 등과 같은 다양하고 상이한 분석 대상물의 농도를 측정하는데 사용될 수 있지만, 간질 액, 혈액 또는 혈액의 일부, 보다 상세하게는 전혈 내의 분석 대상물의 농도를 측정하는데 사용하기 특히적합하다.

일반적으로, 생리학적 유체의 샘플은 시험편의 반응영역에 가해지며, 여기서 이러한 샘플은 전달 영역을 통과해 반응영역에 전달되거나, 또는 반응 영역에 직접 가해진다. 전달 소자를 통과해 시험편의 반응 영역에 샘플이 전달되는 본 발명의 실시예에서, 샘플은 전달 소자에 직접 가해지거나 또는 전달 소자와 작동가능하게 연계된 시험편의 일부분에 먼저 가해지며, 그 다음에 상기 일부분은 샘플을 전달 소자로 이동시키거나 또는 전달되기 쉽게 한다. 샘플이 반응 영역에 직접 가해지는 실시예에서, 샘플은 모세관 현상 작용력에 의해 반응 영역에 수송될 있다. 생리학적 액체를 가하는 다양한 방법들이 이제 보다 상세히 설명된다.

상술한 바와 같이, 샘플은 전달 소자에 직접 가해지거나 또는 먼저 시험편의 다른 부분 또는 구조물에 가해진 다음에 샘플의 적어도 일부분이 전달 소자로부터 반응영역으로 통과하기 전에, 전달 소자에 이동되거나 또는 전달된다. 달리 말해, 샘플은 전달 소자의 상부에 직접 가해지거나, 또는 전달 소자의 하나 이상의 측면들을 통해 전달 소자에 공급될 수 있고, 여기서 측방향 공급(side feeding)은 유익하게는 사용자가 전달 소자를 볼 수 있게 하며, 즉, 전달 소자가 사용자의 손가락 또는 모세관 등과 같은 샘플을 담는 다른 장치에 의해 막히지 않고, 여기서 이렇게 시선이 막히지 않으면 전달 소자가 샘플로 충분히 젖었음을 볼 수 있어, 부정학한 분석대상물 농도값 판독이 일어날 수 있는 전달 소자의 과충전이 방지된다. 따라서, 샘플은 초기에 시험편의 하나 이상의 측면에 가해질 수 있고, 여기서 이러한 샘플은 그 다음에 전달 소자로 이동되거나 또는 전달된다.

특정한 방법들에서, 샘플은 상술한 하나 이상의 측방향 연장부와 같은 전달 소자의 측면(들)과 작동가능하게 연계된 하나 이상의 소자들에 가해지고, 여기서 이러한 소자들은 예를 들어 샘플 적용 요소를 통한 전달 소자로의 위킹 현상에 의해 샘플을 전달 소자에 전달한다. 다른 특정한 방법에서는, 샘플은 전형적으로 모세관현상 작용력에 의해, 샘플 적용 요소의 루멘을 통해 전달 소자에 전달된다. 전형적으로, 약 1 내지 8μL, 일반적으로는 약 5.5 내지 7.5μL, 보다 일반적으로는 약 6 내지 7μL 범위의 샘플이 하나 이상의 측방향 연장부에 가해진다.

샘플은 시험편의 반응 영역과 직접 접촉할 수도 있다. 예를 들어, 샘플은 반응 영역에 걸친 모세관 현상 작용력에 의한 위킹 현상에 의해 전달될 수 있다. 본 발명의 방법의 이러한 일 실시예에서, 샘플은 반응 영역을 포함하는 막 또는 반응 영역과, 상술한 비다공성 전달 소자(도 2a 내지 도 3 참조)와 같은 제 2 재료층 또는 구조물 사이에서 위킹 현상에 의해 전달된다.

그러므로, 샘플이 막과 제 2 층 사이에서 위킹 현상에 의해 전달되는 특정한 일 실시예에서, 약 1 내지 4μL, 일반적으로는 약 2.5 내지 3.5μL, 보다 일반적으로는 약 2.5 내지 3μL 범위의 체적의 생리학적 유체가 막과 제 2 층 사이에 가해진 다음에, 이 생리학적 유체는 막과 제 2 층, 보다 상세하게는 제 2 층의 아랫면의 구조에 의해 형성된 모세관 현상 작용력에 의해 막에 걸쳐 위킹현상에 의해 전달된다. 샘플은 예측가능하거나 규정된 방식으로 위킹 현상에 의해 전달될 수 있으며, 여기서 이러한 예측가능한 방식은 제 2 층과 관련한 널링 패턴, 돌출부 등과 같은 선택된 패턴과 같은 샘플 안내 수단에 의해 이루어질 수 있으며, 여기서 이러한 패턴, 돌출부 등은 샘플의 흐름을 안내하는 것을 돕는다. 다르게는, 상기 두 층들 사이에 부가적인 층이 사용될 수 있으며, 여기서 이러한 부가적인 층은 그 안에 개구를 가져 샘플의 유동을 안내한다(예를 들어, 도 3 참조).

샘플이 규칙적인 방식으로 안내되는 여부와 무관하게, 샘플은 시험편의 측면으로부터 샘플을 도입하여 상술한 막과 제 2 층 사이에 가해질 수 있다. 예를 들어, 제 2 층은 측방향 연장부들(예를 들어, 도 2a 및 도 2b 참조)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 샘플은 측방향 연장부들에 도입된 다음에, 샘플은 상기 요소들로부터 막에 걸쳐 모세관현상 작용력에 의한 위킹현상에 의해 전달되도록 제 2 층과 막 사이의 영역으로 이동 또는 전달될 수 있다.

키트(kits)

본 발명에 의해 본 발명의 방법을 실시하는데 사용되는 키트도 제공된다. 본 발명의 키트는 하나 이상의 본 발명의 시험편을 포함하며, 이러한 시험편은 샘플을 시험편의 반응 영역에 전달하기 위해 전형적으로 다공성인 유체 전달 소자를 포함하며, 유체 전달 소자는 다공성일 수 있고 상이한 두께의 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하고 및/또는 전달 소자는 비다공성일 수 있다. 종종, 본 발명의 키트는 다수의 이러한 시험편을 포함한다. 이러한 키트는 피부로부터 샘플을 채집 및/또는 액세스하기 위한 재사용가능하거나 또는 일회용인 주사(lancing element)를 또한 포함할 수 있다. 또한, 이러한 키트는 본 발명의 시험편과 함께 사용될 수 있는 재사용가능하거나 또는 일회용인 계측기를 또한 포함할 수 있다. 특정한 키트는 다양한 타입의 시험편을 포함할 수 있으며, 예를 들어 다양한 시험편들이 동일하거나 또는상이한 시약을 포함하고, 예를 들어 전기화학적 및/또는 비색측정용 시험편일 수 있다. 마지막으로, 키트는 생리학적 샘플 내의 하나 이상의 분석 대상물의 농도를 측정하기 위해 본 발명의 장치를 사용하기 위한 지시사항(instruction)을 더 포함할 수 있다. 이 지시사항들은 종이 또는 플라스틱 등과 같은 기판 상에 프린트될 수 있다. 이와 같이, 지시사항들이 키트 또는 그 구성물 등의 용기(container)를 표기(labelling)하는데 있어(즉, 패키징 또는 서브-패키징(sub-packaging)하는 것과 관련하여) 키트에 패키지 삽입문구로서 제공될 수 있다. 다른 실시예들에서는, 이 지시사항들은 예를 들어, CD-ROM, 디스켓 등의 적절한 컴퓨터로 판독가능한 저장 매체에 전자 저장 데이터 파일로서 제공된다.

상술한 설명 및 논의로부터 상술한 발명이 간단하고, 신속하고, 편리하게, 생리학적 샘플을 얻고 그 분석 대상물 농도를 측정하는 방식을 제공함이 분명하다. 상술한 본 발명은 사용하기 편함, 효율, 최소의 고통을 포함하는 다수의 장점을 제공한다. 이와 같이, 본 발명은 당업계에 큰 공헌을 한다.

본원에 인용된 모든 공보 및 특허는 각각의 개별적인 공보 또는 특허가 특정하게 개별적으로 참고문헌으로서 지시된 듯이, 본원에서 참고문헌으로서 포함된다. 본원의 출원일에 앞서 공개된 어떠한 공보를 인용하는 것도 본 발명이 우선권에 의해 이러한 공보보다 앞선다고 의미하는 것은 아니다.

상술한 본 발명은 명확하게 이해할 수 있도록 예를 들어 다소 상세히 설명되었으나, 본 발명이 가르치는 것을 고려하면 당업자에게 본 발명의 진의 또는 첨부된 청구범위를 벗어나지 않고 본 발명에 특정한 수정 또는 변경이 가능함이 명백할 것이다.

Claims (9)

1. 생리학적 샘플에서 하나 이상의 분석대상물의 농도를 측정하기 위한 시험편에 있어서,

   상기 시험편은 상기 샘플을 상기 시험편의 반응영역으로 전달하기 위한 유체 전달 소자를 포함하고, 상기 유체 전달 소자는 적어도 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역의 두께는 상기 제 2 영역의 두께와 다른, 분석대상물 농도 측정용 시험편.
2. 생리학적 샘플에서 하나 이상의 분석대상물의 농도를 측정하기 위한 시험편에 있어서, 상기 시험편은 상기 샘플을 상기 시험편의 반응영역으로 전달하기 위한 유체 전달 소자를 포함하고, 상기 유체 전달 소자는 적어도 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 2 영역은 샘플을 수용하도록 설정되고 상기 제 1 영역은 과잉 샘플을 수용하도록 설정된, 분석대상물 농도 측정용 시험편.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 유체 전달 소자는 다공성 물질을 포함하는 분석대상물 농도 측정용 시험편.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 2 영역은 약 1 내지 7 μL(microliter) 부피의 샘플로 적셔질 수 있는 분석대상물 농도 측정용 시험편.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 2 영역은 약 0.1 내지 5.0 μL 부피의 샘플을 상기 시험편의 반응 영역에 전달할 수 있는 분석대상물 농도 측정용 시험편.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 2 영역은 하나 이상의 측방향 연장부를 더 포함하는 분석대상물 농도 측정용 시험편.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 시험편은 지지층을 더 포함하며, 상기 지지층은 하나 이상의 절취부(notch)를 그 안에 포함하며, 상기 하나 이상의 샘플 적용 특징부는 상기 하나 이상의 절취부 너머로 연장하도록 형성된 분석대상물 농도 측정용 시험편.
8. 시험편의 전달 소자의 제조방법에 있어서,

   (a) 제 1 영역과 제 2 영역을 갖는 전달 소자를 만들도록 형성되어 있으며, 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 두께가 서로 다른 압축성형(compression molding) 조립체를 구비하는 단계와;

   (b) 상기 성형 조립체 내에 전구 물체(precursor material)를 삽입하는 단계와;

   (c) 적어도 제 1 영역과 제 2 영역을 가지며 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역의 두께가 서로 다른 상기 전달 소자를 제공하기 위해 상기 전구 물체에 압력을 가하는 단계를 포함하는 시험편의 전달 소자 제조방법.
9. 생리학적 샘플에서 하나 이상의 분석대상물의 농도를 측정하는 방법에 있어서,

   서로 다른 두께를 갖는 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하는 유체 전달 소자를 포함하는 시험편에 샘플을 가하는 단계를 포함하는, 분석대상물 농도 측정 방법.