JP4117292B2 - 液体サンプル用のサンプリングデバイス - Google Patents

Description

本発明は、液体サンプルをサンプリングするためのデバイスに関する。このデバイスでは、サンプルが、サンプリング部位から測定部位まで毛管活性チャネルで輸送される。

いわゆるキャリヤー結合試験手段(試験キャリヤー、試験エレメント、試験ストリップ)は、多くの場合、液体サンプル(たとえば、血液、血清、または尿のような水性の体液)の成分の迅速かつ簡単な定性的または定量的分析測定のために使用される。これらのキャリヤー結合試験手段では、液体サンプルに接触するキャリヤーの対応する層中に、検出試薬が包埋される。標的アナライトが存在する場合、液体サンプルと試薬との反応により、検出可能なシグナル、たとえば、測定可能な電気的シグナル、または視覚的にもしくは計器を用いて(たとえば、反射測光により)評価することのできる色変化が生じる。

キャリヤー結合試験手段は、プラスチックで作製された細長いキャリヤー材料と、試験領域としてその上に装着された検出レイヤーと、から本質的に構成される試験ストリップとして構築されることが多い。しかしながら、小さな正方形または長方形のプレートとしてデザインされた試験キャリヤーも知られている。

最近、試験ストリップの一方の末端(サンプリング部位またはサンプル適用部位)から、典型的にはサンプリング部位から数センチメートルの距離に収容された試薬ゾーンまで、サンプル液体を搬送する毛管活性ギャップ(毛管ギャップ)を含む試験ストリップがとくに提供されてきている。これを用いれば、たとえば、評価デバイス中に位置する試験ストリップにサンプル(とくに、血液サンプル)を適用しても、評価デバイスは血液サンプルによる汚染の危険にさらされないで済む。そのような試験ストリップの典型的な代表例は、たとえば、以下の特許文献に記載されている:
EP-A 0 359 831; US 6,071,391; US 6,156,173; WO-A 00/20626; WO-A 99/29428; WO-A 99/29429; EP-A 0 170 375。

上記の文献に記載されている試験エレメントは、キャリヤーと、カバーと、キャリヤーとカバーとの間の中間レイヤーと、から本質的に構成され、これらは、一体化されて毛管活性チャネルを形成する。血液サンプルまたは液体サンプルの標的アナライトまたは標的パラメーターの検出に必要な試薬は、毛管活性チャネル内の既定の領域に位置する。先行技術のキャリヤー結合試験手段はすべて、キャピラリーチャネルを満たすようにサンプル物質を適用することのできる明確に規定かつ限定された領域を有する。この領域は、試験キャリヤーの末端にあるかまたは一方もしくは両方の側縁上にあるかのいずれかである。キャリヤー中またはカバー中の開口を介して液体サンプル物質を上方または下方から供給する試験キャリヤーも知られている。英語圏では、異なる部位でサンプルを充填するこれらの変形形態は、前方供給、側方供給、および上方供給と呼ばれる。

訓練を受けていない人(たとえば、いわゆるホームモニタリングの対象となる糖尿病患者または抗凝固患者)により使用されることが意図される試験ストリップの場合、取扱いが簡単であることから前方または側方供給型の変形形態のサンプル充填が好ましいことが判明した(通常は、指先から一滴の血液を試験ストリップ上に導入する)。これに対して、専門家の居る場所(医院、臨床検査センターなど)では、上方供給型の変形形態を用いる試験ストリップが好ましい。なぜなら、これらの場合、血液は、通常、ピペットまたはキャピラリーのような適用デバイスを用いて適用されるからであり、これらのデバイスを用いて前方または側方供給を達成することは、非常に困難だからである。

専門家の居る場所だけでなくホームモニタリングが行われる場所でも同等に有利に使用することのできるキャリヤー結合試験手段は、これまで欠如していた。

本発明の目的は、先行技術の欠点を取り除くことであった。とくに、ピペットまたはキャピラリーのような適用デバイスを用いた便利なサンプル適用を可能にし、かつ体表面からのサンプル液体(とくに、血液のサンプル液体)の供給を可能にする、液体サンプルをサンプリングするためのデバイスを提供することが目的であった。

この目的は、特許請求の範囲で特徴づけられる本発明の対象により達成される。本発明は、液体サンプルをサンプリングするためのデバイスに関する。このデバイスでは、サンプルが、サンプリング部位から測定部位まで毛管活性チャネルで輸送され、毛管活性チャネルが、キャリヤーと、カバーと、キャリヤーとカバーとの間に位置する中間レイヤーと、により本質的に形成され、キャリヤーが、サンプリング部位の領域でカバーを越えて突出する。これの本質的な特徴は、キャリヤーおよびカバーが中間レイヤーを越えて突出するように、毛管活性チャネルの幾何学形状を決定する中間レイヤーがサンプリング部位の領域で測定部位の方向に後方に変位されていることである。これにより、サンプリング部位の領域に本質的にデバイスの全幅にわたる開口が形成される。これに関連して、中間レイヤーの高さは、キャピラリーチャネルの毛管活性を決定する。それは、毛管力が生じるように選択されなければならない。中間レイヤーの厚さは、典型的には数百μmである。本発明の好ましい実施形態では、キャリヤーと中間レイヤー、またはカバーと中間レイヤー、またはキャリヤーとカバーと中間レイヤーは、1つの部片から作製することができる。

キャリヤーおよびカバーは、典型的には、プラスチック材料で作製されたフォイルであるが、中間レイヤーは、好適な厚さの両面接着テープである。

本発明に係るデバイスの典型的な代表例は、とくに、分析試験エレメント(試験ストリップ、バイオセンサー)、キュベット、またはサンプリングエレメント、たとえば、ピペットなどである。

本発明に係るデバイスは、好ましくは、サンプル中のアナライトの存在もしくは量の測定を可能にするかまたは特定のサンプル特性の検出に適する好適な検出反応が、サンプル液体の取込み時にすでに起こっているかまたは取込み後に起こる分析試験エレメントである。この意味での分析試験エレメントは、視覚的にまたは機器により光学的に評価することのできる試験エレメント、たとえば、試験ストリップ、バイオセンサー、たとえば、酵素的バイオセンサーまたは光学的バイオセンサー(オプトロード、波導体など)、電気化学的センサーなどである。アナライトを検出するための分析試験エレメントでは、好ましくは、酵素的方法、免疫学的方法、または核酸に基づいた方法が使用される。しかしながら、本発明の意味でのサンプリングデバイスはまた、サンプリングのためにのみ使用されるキュベットまたはピペットでありうる。この場合、分析に供すべくサンプルが再び放出されるか、または後続反応を行うことなく分析が行われる。本発明の意味でのサンプリングデバイスはまた、もちろん、サンプル液体を貯蔵するために使用することもできる。そのようなサンプリングデバイスの原理については、先行技術に包括的に記述されており、当業者であれば、多くの実施形態に精通している。

本発明に係るデバイスの毛管活性チャネルまたはキャピラリーチャネルは、デバイス上の第1の部位から、離れた第2の部位まで、液体サンプルを輸送する役割を果たす。ここで使用される意味では、第1の部位は、サンプリング部位であるとみなされ；第2の部位は、測定部位を指す。

ストリップ形試験エレメントの場合、サンプリング部位は、たとえば、本質的には、試験エレメントの短縁または側面のうちの1つに対応する。測定部位は、たとえば、本質的には、標的アナライトの検出反応が観測されかつ通常は検出試薬を保有する部位に対応する。一般論として、測定部位は、通常、サンプリング部位とは反対側の毛管活性チャネルの末端である。

本発明に係るデバイスの好ましい実施形態では、キャピラリーチャネルに面する、キャリヤー、カバー、および中間レイヤーの1つ以上の表面またはすべての表面は、親水性になっている。

本発明の特性に従ってキャリヤーがサンプリング部位の領域でカバーを越えて突出する結果として、キャリヤーは、ピペットまたはキャピラリーのような適用デバイスによりサンプルを容易に適用することのできるフラットな適用ゾーンを提供する。

本発明の特性に従って、キャリヤーおよびカバーが中間レイヤーを越えて突出するように、デバイスの中間レイヤーがサンプリング部位の領域で測定部位の方向に後方に変位されているので、サンプル液体の側方供給を可能にする領域がデバイスの縁に残存する。

本発明に係るデバイスの好ましい実施形態では、毛管活性チャネルは、サンプリング部位の領域において、好ましくはデバイスの少なくとも1つの側縁まで拡幅されている。拡幅は、とくに好ましくは漏斗形である。この漏斗は、本質的に直線状(三角形)の形状をとることもできるし、曲線状(トランペット形)の形状をとることもできる。毛管活性チャネルの幾何学形状は本質的に中間レイヤーにより決定されるので、中間レイヤーは、対応した形状の凹部を有する。

したがって、好ましい実施形態では、底部フォイルはフラットな適用ゾーンを提供する。これは、キャピラリーの漏斗形の開始部により境界づけられる。この漏斗は、両側にストリップの縁まで延在する。この漏斗は、カバーと中間レイヤーの縁とキャリヤーとの間に毛管ギャップが形成されるように、カバーにより覆われている。

本発明の他のとりわけ好ましい実施形態では、サンプリングデバイスは、サンプリング部位(適用ゾーン)の領域でカバーを越えて突出するキャリヤーの一部分上に過剰サンプル受容手段を有する。この手段は、カバーと直接接触状態にはない。この手段は、好ましくは、過剰のサンプル液体をその中に取り込むことができるように、毛管活性ギャップまたは吸収性材料(たとえば、フリース、布、ニット布、スポンジなど)を有する。排液ゾーンとも呼ばれるこの領域の毛管力は、デバイスに適用されたサンプル物質が、好ましくは、最初に、サンプリング部位からサンプル測定部位に至る毛管活性チャネルを充填し、それが充填された後ではじめて、過剰サンプル取込み手段が充填されるように、サンプリング部位からサンプル測定部位まで続く毛管活性チャネルの毛管力よりも小さい。過剰サンプル取込み手段はまた、有利には、本発明に係るデバイスの取扱い補助部としての役割を果たすことができる。

本発明に係るデバイスは、以下のようないくつかの利点を有する：
1. サンプル適用部位は、比較的大きな領域内にあり、試験ストリップの全幅にわたり自由に選択することができる。
2. 本発明に係るデバイスは、使用に供されるすべての位置で自動供給型である。
3. 本発明に係るデバイスは、側方からだけでなく上方からもサンプルを充填することができるので、ピペット、キャピラリーを用いた適用または体表面(指先、下腕など)からの直接のサンプル適用が可能である。したがって、とくに、本発明に係るデバイスが分析試験エレメントである場合、さまざまな市場分野(ホームモニタリング市場、専門家向け市場)で役立ちうる。
4. 適用されるサンプルの量に関して、本発明に係るデバイスは、非常に柔軟性がある。なぜなら、適用領域のデザインにより、最小必要サンプル体積を増大させる必要なくデバイスにさまざまなサンプル体積を適用することができるからである。
5. 好ましい実施形態では、デバイスの内部の過剰サンプルを安全に取り込むことによりサンプル量の過剰供給を防ぐ手段を提供することができる。

添付の図により本発明についてさらに説明する：
図1は、本発明に係る分析試験エレメント(1)の上面図を示している。図1は、図2と組み合わせて、中間レイヤー(7)が両面接着テープの形態で接着されたキャリヤー(5)から分析試験エレメント(1)がいかに構成されるかを示している。中間レイヤー(7)は、毛管活性チャネル(2)用の切込みを有し、ここに示された実施形態では、切込みは、サンプリング部位(3)の領域で漏斗形に拡幅されている。場合により第2の毛管活性チャネル(2')(破線)を有しうる第2の中間レイヤー(7')もまた、キャリヤー(5)上に装着されている。中間レイヤー(7')もまた、図に示される実施形態では、両面接着テープであり、試験エレメント(1)の取扱いを単純化するために、その上にカバー(6')が接着されている。

ここに示された実施形態ではベント開口(9)と電極構造体(10)とを有するカバー(6)は、中間レイヤー(7)上に接着されている。キャピラリーチャネル(2)に充填するときに、ベント開口(9)により空気を逃がすことができる。サンプル液体用の測定部位(4)の領域では、電極構造体(10)は、作用電極用および対向電極用の構造体を有する。図1に示される試験キャリヤー(1)は、たとえば、特定の血液パラメーター(グルコース、ラクテート、コレステロールなど)または血液特性(ヘマトクリット、凝固時間)を測定するために、たとえば、電流測定アナライト測定に供すべく使用することができる。

もちろん、アナライトの光学的検出、とくに、反射測光検出のために、測定部位の領域に電極構造体(10)の代わりに試薬を収容することも可能である。この目的のために、キャリヤー(5)またはカバー(6)のいずれかは、少なくとも測定部位(4)の領域で透明であることが有利である。

とくに図3に示されるように、中間レイヤー(7)(および示された実施形態ではさらに中間レイヤー7')は、サンプリング部位(3)の領域で(すなわち、サンプル液体が試験エレメント(1)に適用される部位で)、サンプリング部位(3)から後方に(すなわち、離れて)配設されている。キャリヤー(5)およびカバー(6)(およびここに示された例ではカバー6'も)は、サンプリング部位(3)の領域で中間レイヤー(7)を越えて(およびここに示された例では中間レイヤー7'を越えて)突出する。これにより、サンプル液体の側方供給も可能になる。毛管ギャップは、キャリヤー(5)とカバー(6、6')との間に形成され、試験エレメント(1)の縁まで延在する。その結果として、サンプル適用ゾーン(3)の領域でキャリヤー(5)の露出表面上に血液サンプルのアリコートを配置することにより上方からキャピラリーチャネル(2)に充填できるだけでなく、側方から充填(側方供給)することもできる。

存在しうる過剰サンプルは、過剰サンプル取込み手段の一部分であるキャピラリーチャネル(2')を介してサンプリング部位(3)から引き抜かれる。過剰サンプル取込み手段(8)はまた、過剰サンプルを密封し、環境の汚染を防止する。それと同時に、手段(8)が位置するゾーンは、試験エレメント(1)の取扱い補助部として使用することができる。

領域(3)で試験エレメント(1)に適用されたサンプル液体が、最初に、好ましくは、主としてキャピラリーチャネルに入り、それがすでに充填されたためにキャピラリーチャネル(2)に入ることのできないサンプルだけが手段(8)により取り込まれるように、手段(8)の毛管力は、好ましくは、キャピラリーチャネル(2)の毛管力よりも小さい。

競合するキャピラリーチャネル(2)および排液ゾーン(8)の領域の毛管力は、たとえば、さまざまな親水性材料を用いてキャピラリーを構築することにより、または毛管ギャップの高さを変化させることにより、制御することができる。

図に示される他の好ましい実施形態は、使用者によるサンプル適用部位の確認をより容易することのできるエレメントを有することができる。たとえば、図1のストリップ形試験エレメントの一方または両方の側縁は、サンプル適用ゾーンの領域で指先を配置しうる窪みを形成する半円形またはノッチ形の切込みを有することが可能であり、これにより、サンプル適用部位の可視化に加えて、この部位の触知確認が可能になる。また、たとえば、適切に配置されたノッチにより、サンプル適用部位の領域でカバーにマークを施すことも可能である。

本発明に係る試験エレメントの概略上面図を示している。 図1の試験エレメントの構築に関与する個別のレイヤーの図を示している。 サンプリング部位の領域における図1の試験エレメントの切込みを拡大して側面図で示している。

符号の説明

１ サンプリングデバイス(この場合：試験エレメント)
２，２’ 毛管活性チャネル
３ サンプリング部位
４ 測定部位
５ キャリヤー
６，６’ カバー
７，７’ 中間レイヤー
８ 過剰サンプル取込み手段(排液ゾーン)
９ ベント開口
１０ 電極構造体

Claims (3)

1. 液体サンプルをサンプリングするためのデバイス(1)であって、該サンプルが、サンプリング部位(3)から測定部位(4)まで毛管活性チャネル(2)で輸送され、該毛管活性チャネル(2)が、キャリヤー(5)と、カバー(6)と、該キャリヤー(5)と該カバー(6)との間に位置する中間レイヤー(7)と、により本質的に形成されており、該キャリヤー(5)が、該サンプリング部位(3)の領域で該カバー(6)を越えて突出しており、該キャリヤー(5)および該カバー(6)が該中間レイヤー(7)を越えて突出するように、該中間レイヤー(7)が、該サンプリング部位(3)の領域で該測定部位(4)の方向に後方に変位されており、該カバーと直接接触状態にない過剰サンプル取込み手段 (8) が、該サンプリング部位の領域で該カバーを越えて突出する該キャリヤーの一部分上に装着されていることを特徴とする、上記デバイス。
2. 前記過剰サンプル取込み手段(8)が、前記毛管活性チャネル(2)よりも小さい毛管力を有することを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記手段(8)が、毛管活性ギャップまたは吸収性材料を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。

Images