用于检测体液中的至少一种分析物的测试元件的制作方法
【专利说明】用于检测体液中的至少一种分析物的测试元件 发明领域
[0001] 本发明公开了用于检测体液中的至少一种分析物的测试元件及其制造方法。根据 本发明的测试元件和方法具体地可W用于测定体液(例如血液、血浆、组织液、尿、唾液或其 他体液）中的一种或多种分析物(例如葡萄糖、胆固醇、甘油=醋、乳酸或其他分析物）的浓 度。然而，另外或可替代地，一种或多种其他类型的分析物和/或其他类型的身体参数可W 通过使用测试元件进行测定。再次，另外或可替代地，可W使用其他类型的体液。本发明优 选可W在糖尿病护理领域，家庭监测和医院应用两者中应用。另外或可替代地，其他用途是 可行的。
[000引相关领域 在本领域中，用于测定体液中的一种或多种分析物的存在和/或浓度的大量装置和方 法是已知的。不使本发明的范围限制于下文，主要将提及优选在体液例如全血和/或组织 液中作为示例性和优选的分析物的葡萄糖的测定。然而，其他应用是可行的。
[0003] 对于执行快速和简单的测量，几类测试元件是已知的，其基于一种或多种测试化 学品的使用。测试化学品在文献中也称为测试物质、测试化学物质（testchemist巧）、测 试试剂或检测物质，通常为适合执行用于检测分析物的检测反应的化合物或化合物的混合 物。关于也可W用于本发明内的潜在测试化学品和包含此类测试化学品的测试元件的细 节，可W参考J.化enes等人：TheTechnologyBehindGlucoseMeters:TestStrips, Di油etesTechnology&Hierapeutics，第 10 卷，Supplement1，2008，S-10 至S-26。其他 类型的测试元件和/或测试物质是可行的，并且可W在本发明内使用。
[0004] 通过使用一种或多种测试化学品，可W起始检测反应，其过程取决于待测定的分 析物的浓度。通常，如也可W是本发明中的情况，当分析物存在于体液中时，其中检测反应 的范围和/或程度通常取决于分析物的浓度，测试化学品适合执行至少一种检测反应。一 般地，测试化学品可W适合执行在分析物的存在下的检测反应，其中体液和测试化学品中 的至少一种的至少一种可检测特性由于检测反应而改变。至少一种可检测特性一般可W选 自物理特性和化学特性。在下文中，将提及光学检测反应，即光学测试化学品适合在分析物 的存在下改变至少一种光学可测量的特性。至少一种光学可测量的特性一般可W通过检测 从测试化学品传播到检测器的光进行检测。运种光还可W被称为检测光，一般可W是通过 测试化学品自身发出的光，和/或通过测试化学品散射和/或反射的光。因此，光可W是冷 光，优选巧光，它的生成可W通过照亮测试化学品的原初光例如激发光进行激发。另外或可 替代地，光可W是通过测试化学品反射的光，例如通过将原初光反射和/或散射。在后面一 种情况下，测试化学品优选可W适合改变由于检测反应的至少一种反射特性，优选颜色。
[0005] 在本领域中，包含至少一种测试化学品的许多类型的测试元件是已知的。在许多 情况下，使用包含至少一种毛细管元件的测试条，所述至少一种毛细管元件用于将体液从 至少一个应用位置例如从至少一个应用开口转运到包含至少一种测试化学品的一个或多 个测试域。
[0006] 因此，例如，EP1 482 299B1公开了用于测定液体样品中的分析物的基于光学的 测试传感器。测试传感器包括具有在基座的表面中形成的毛细管通道的基座，该毛细管通 道适合将液体样品从入口移动到基座中形成的反应区域。测试传感器进一步包括具有粘附 至基座表面的较低表面的聚合物载体。聚合物载体设置在毛细管通道的至少一部分上。进 一步地，测试传感器包括粘附至聚合物载体的较低表面的测试膜，其中所述测试膜含有试 剂。测试膜从聚合物载体延伸到反应区域内，使得测试膜排列为允许液体样品流动跨越测 试膜的底表面和边缘。
[0007] US5, 759, 364公开了电化学传感器，其由在其表面上荷有电极的绝缘基板构成， 所述电极与分析物反应W产生流动电子。基板与可变形材料的盖配对，所述盖具有由平坦 表面围绕的凹入区域，使得当与基板配合时，形成流体测试样品可W抽取到其内的毛细管 空间。面对基座的盖侧面涂覆有聚合物材料，其作用于将盖与基板粘合且增加毛细管空间 的亲水性质。
[0008] US2007/0278097A1公开了包含电极系统在其上形成的基座基材的测试条或生 物传感器。一个或多个层压层覆在基座基材上面，W形成试剂设置在其中的样品接纳室。提 供从样品接纳室到生物传感器的外部的开口。将层和基座基材激光焊接，W固定生物传感 器。层和基座基材之一是光透射的，W允许在两者之间的界面处的激光焊接。生物传感器 可W由一系列连续板（web)形成，所述连续板随后切片W形成个别生物传感器。
[0009] W0 2005/114160A1公开了用于制造诊断测试条的方法。其中提供了在其上具有 多个粘附点的应用片。进一步地，提供了具有定位于其上的至少一个特点的第一基材层， 并且进一步地，提供了第二基材层。定位于应用片上的多个粘附点中的至少一个转移至第 一基材层，并且使用转移的粘附点，将第一基材层与第二基材层对齐，并且附着至第二基材 层。无需任何另外的对齐来执行第一和第二基材层的附着。
[0010] W0 2004/086970A1公开了用于产生用于检测液体中的分析物的组合的穿刺和测 量装置的方法。组合的穿刺和测量装置包括支持和检测元件。限定穿刺点的凹处在带状支 持材料的表面上形成。将检测元件应用于带状支持材料。各个穿刺/测量一次性使用主体 在分离线上单独或成组与带状支持材料分离。
[0011] W0 99/30158公开了用于测定液体中的分析物的分析测试元件。测试元件包括检 测元件和允许毛细管液体转运的管道。该管道具有位于管道的一端上的测试样品进料开 口，其允许毛细管液体转运。该管道在毛细管转运方向上从样品进料开口到检测元件的至 少起点稳定地逐渐变细。此处，检测元件可W优选插入整合到元件内的匹配凹处，所述元件 覆盖测试分析元件。
[0012] EP1 035 920A1公开了用于收集用于分析元件的液体测试样品的样品的装置， 其中测试样品经由毛细管活性管道从取样位置转运到测定位置。毛细管活性管道基本上通 过载体、覆盖物和任选的中间层产生，所述中间层在覆盖物和支持物之间，由此凹处定位于 区域中，所述区域构建允许毛细管液体转运的管道。
[0013] W0 99/29429A1公开了用于测定液体中的分析物的分析测试元件。该元件包括惰 性载体、检测元件和允许毛细管液体转运的管道。该管道具有位于管道的一端上的测试样 品进料开口（其允许毛细管液体转运)，并且具有在所述管道的另一端上的通气口。该管道 至少部分由载体和检测元件构建，并且至少延伸至检测元件的边缘，所述边缘在毛细管转 运的方向上与通气口邻近。
[0014] EP1 385 002A1公开了一次性使用的生物传感器测试条，其具有形成通道的胶 合结构和置于灵敏表面上的反应/测量室，其获取限定的样品体积。作为平坦传感器或测 试条，生物传感器具有区室结构、在其内表面上具有表面活性剂或多孔亲水填充物和流入 开口的样品容纳通道、其中平均横截面为样品通道至少两倍深和/或宽的反应/测量室、W 及识别分析物的酶或酶系统连同电子介质。具有疏水表面涂层或多孔填充材料的样品停止 通道具有其为来自反应/测量室的出口开口至少一半深和/或宽的平均横截面。样品收集 器区带具有大体积容量，其平均横截面为停止通道至少两倍深和/或宽。通道和室均为互 联的。该结构与传感器或测试条不可逆地粘合，使得反应/测量室置于传感器或测试条的 灵敏表面上。
[0015] 尽管由本领域已知的上述装置和方法暗示的优点，仍存在具体关于测试元件的设 计和制造，更具体而言光学测试元件的大量技术挑战。因此，与例如电化学测试元件相反， 具体地对于光学测试元件，具有大面积的均匀测试域和测试域的均匀润湿是挑战。进一步 地，特别是在大量制造规模的毛细管元件制造仍是挑战。后者是由于需要准确放置形成毛 细管的元件的事实，所述元件例如基座锥、覆盖锥和形成毛细管壁的间隔物元件。进一步 地，为了降低单一测试所需的样品量，毛细管的体积必须降低。另一方面，必须保证测试域 的可靠润湿和毛细管的短填充时间。对于后面一个目的，使用亲水材料例如亲水覆盖锥，其 是昂贵的且因此违反使成本保持在低水平的总体愿望。进一步地，通过使用制造测试元件 的常见方法，测试元件的毛细管结构的总体几何形状对测试元件的设计强加严格限制，一 般具体是由于用于形成毛细管的切割过程的事实。
[001引待解决的问题 因此，本发明的目的是提供测试元件及其制造方法，其至少部分避免上述问题W及已 知装置和方法的挑战。具体地，应提供测试元件和方法，其一方面是高度可靠的，仅需要小 样品体积且达到短测试时间。然而，另一方面，与已知制造技术相比较，特别是就方法步骤 和放置步骤的简化而言，制造成本和制造努力应保持在低水平或甚至是降低的。
[0017] 发明概述 该问题通过具有独立权利要求中的特征、用于检测体液中的至少一种分析物的测试元 件和制造用于检测体液中的至少一种分析物的测试元件的方法得到解决。可分开或组 合方式实现的优选实施方案在从属权利要求中列出。
[001引应当指出根据本发明的测试元件可W通过使用根据本发明的方法进行制造。依次 地，制造方法可W用于制造根据本发明的测试元件。因此，就测试元件的任选实施方案而 言，可W参考方法，并且反之亦然。然而，其他实施方案是可行的。
[0019] 如下文使用的，术语"具有"、"包含"或"包括"或其任何任意语法变化W非排他性 方式使用。因此，运些术语均可指其中除通过运些术语引入的特点之外，在该上下文中所述 的实体中不存在进一步特点的情况，W及其中存在一个或多个进一步特点的情况。例如，表 达"A具有BV'A包含B"和"A包括B"均可指其中除B之外，在A中不存在其他元件的情 况（即其中唯一地且排他地由B组成的情况)，W及其中除B之外，在A中还存在一个或多个 进一步特点的情况，例如元件C、元件C和D或甚至进一步的元件。
[0020] 进一步地，术语优选地、更优选地、最优选地、特别地或指示任选特点的其他术语 应W非限制性方式使用。因此，即使特异性实施方案或特点可W标记为优选的、更优选的、 最优选的或者可w特别使用的特点，本发明不应限制于运些特点，并且其他特点和/或其 他实施方案应是可能的。
[0021] 在本发明的第一个方面，如上文概述的，公开了用于检测体液中的至少一种分析 物的测试元件。如本文使用的，测试元件一般为适合定性和/或定量检测体液中的至少一 种分析物的任意元件。最优选地，如下文进一步详细概述的，测试元件是包含一个或多个测 试域的测试条。然而，一般地，其他实施方案是可行的，例如带状测试元件。
[0022] 就待检测的潜在分析物而言和/或就待使用的潜在体液而言，可W参考上文给出 的现有技术的讨论。另外，其他实施方案是可行的。在一个优选实施方案中，测试元件适合 检测血液和/或组织液中的葡萄糖，然而，应注意到可替代地或另外地可W使用其他类型 的分析物和/或其他类型的体液。
[0023] 测试元件包括具有至少一个基座元件和至少一个覆盖元件的外壳。如本文使用 的，术语外壳一般指提供用于支持测试元件的特点的任意机械结构。因此，优选地，外壳包 括层设置，其中基座元件和覆盖元件是层设置的层。最优选地，外壳是条状外壳，并且更优 选地，外壳是柔性条状外壳或可变形条状外壳。如下文进一步详细概述的，外壳可W完全或 部分由塑料材料制成。优选地，外壳的所有部件均为柔性和/或可变形部件，例如膜部件。 因此，基座元件和覆盖元件两者均优选是完全或部分柔性的，例如由一种或多种锥制成。其 他实施方案是可行的。
[0024] 如本文使用的，术语基座元件一般指提供用于设置测试元件的进一步元件的基础 的任意元件。因此，基座元件可W形成测试元件的最下面元件。基座优选可W是条状元件 例如基座条。优选地，基座完全或部分由塑料材料制成。然而，基座可W包括多重材料，例 如包含一层、两层或更多层的层设置。
[00巧]如本文使用的，术语覆盖元件一般指完全或部分覆盖测试元件的元件，例如W便 完全或部分覆盖测试元件的流体通道和/或其他流体性结构。另外或可替代地，覆盖元件 可W提供机械保护和/或不受对测试元件的环境影响的保护，例如水分保护和/或不受机 械损害的保护。
[0026] 测试元件包括在外壳内形成的至少一个流体通道。流体通道包括毛细管区和测量 区。
[0027] 如本文使用的，流体通道一般指适合转运和/或引导流体例如体液的流体性结 构。流体通道可W包括一个或多个通道区段和/或一个或多个通道和/或管。
[0028] 如本文进一步使用的，术语"在外壳内形成的"一般指外壳或其部分形成流体通道 的至少一个壁的事实。流体通道优选是闭合流体通道，其优选在与流体流动垂直的任何方 向上被流体通道的壁例如被外壳的部件封闭。
[0029] 如本文进一步使用的，毛细管区一般为流体通道的部分，其完全或部分充当毛细 管元件。因此，流体通道可W包括一个或多个毛细管区，每个毛细管区具有一种或多种毛细 管元件。如上文讨论的，毛细管元件优选是闭合毛细管元件，其优选在与流动垂直的任何方 向上被流体通道的壁封闭。然而，另外或可替代地，至少一个毛细管区同样可W完全或部分 作为开放毛细管形成。
[0030] 毛细管区优选包括一个笔直的毛细管元件。毛细管区一般应适合通过毛细管作 用，例如将体液从应用位置例如应用开口转运到测量区。
[0031] 如本文使用的，测量区一般为流体通道的任意空间，其适合执行测量和/或可W 在其中执行测量。因此，测量区可W进行修改，使得通过使用在测量区内收集的体液，可W 检测至少一种分析物，如下文进一步详细概述的。
[0032] 测量区优选可W包括适合收集体液的一个或多个室。因此，测量区可W包括可W 在其中收集体液用于测量目的的一个或多个加宽室，其具有与毛细管区相比较加宽的横截 面。至少一个收集室可W形成流体通道的端部，使得毛细管区可W将体液从应用位置例如 至少一个应用开口转运到测量区的室。另外，测量区优选测量区的收集室可W具有或可W 提供一个或多个通气口和/或通气通道，W便支持经由毛细管区从应用位置到测量区内的 毛细管转运。因此，例如，测量区可W包括收集室，其中在收集室的一端处，毛细管区例如毛 细管区的一种或多种毛细管元件连接至收集室，并且其中在相对端处，提供一个或多个通 气口和/或通气通道，W便在测量区充满体液时，排出来自收集室的过量空气。
[0033] 毛细管区和测量区具有不同的长宽比。因此，毛细管区可W包含具有第一长宽比 的至少一个部分，并且测量区可W具有具有第二长宽比的至少一个部分，其中所述第一长 宽比不同于所述第二长宽比。
[0034] 如本文使用的，术语长宽比一般指各自元件的最大深度除W各自元件的最大宽 度。因此，在毛细管区的特定点处的毛细管区的长宽比通过毛细管区的最大深度除W毛细 管区的最大宽度的商进行定义。因此，例如，测试元件的横向延伸例如测试条的较长侧面可 则良定Z坐标，其中在特定Z坐标处，获取毛细管区的横截面。例如当测试元件是测试条或 测试带时，测试元件可W限定延伸