用于確定傳感裝置可用性的方法和裝置制造方法
【專利摘要】確定傳感裝置可用性的方法和裝置，例如，用于即時(shí)免疫測(cè)定裝置的。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及確定裝置可用性的方法，其包括如下步驟提供包含第一電襯墊、第二電襯墊和接觸至少部分第一和第二電襯墊的連續(xù)聚合物層的裝置；施加跨第一和第二電襯墊的電勢(shì)；測(cè)定與連續(xù)聚合物層相關(guān)聯(lián)的電特性；和確定測(cè)定的與連續(xù)聚合物層相關(guān)聯(lián)的電特性是否已經(jīng)超過(guò)與裝置可用性相關(guān)聯(lián)的閾值水平。
【專利說(shuō)明】用于確定傳感裝置可用性的方法和裝置
[0001]優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本申請(qǐng)要求2011年6月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/503，234的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及通過(guò)如下確定裝置可用性的方法:施加跨連續(xù)聚合物基體的電勢(shì)，并且測(cè)定電特性從而確定裝置是否已經(jīng)超過(guò)與裝置可用性相關(guān)聯(lián)的閾值水平。
【背景技術(shù)】
[0004]就感興趣的分析物在生物樣品上進(jìn)行了多種實(shí)驗(yàn)室免疫測(cè)定測(cè)試，用于診斷、篩檢、疾病分期、法醫(yī)分析、懷孕檢測(cè)和藥物檢測(cè)等等。盡管少數(shù)定量分析(例如懷孕檢測(cè))已經(jīng)簡(jiǎn)化成用于病人家用的簡(jiǎn)單試劑盒(kit)，但是大多數(shù)定量檢測(cè)依然需要受訓(xùn)技術(shù)專家在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中使用復(fù)雜器械。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試增加了分析的成本并且延誤了病人收到結(jié)果。在許多情況中，該延誤可以有害于病人的狀況或預(yù)后，例如指示心肌梗死和心力衰竭的標(biāo)記物的分析。在這些和相似的危重情況中，即時(shí)(point-of-care)、精確、廉價(jià)并且具有最小的延誤地進(jìn)行這樣的分析是有利的。
[0005]即時(shí)樣品分析系統(tǒng)一般基于可重復(fù)使用的讀數(shù)儀器，所述讀數(shù)儀器使用一次性裝置(例如，藥筒或條帶)進(jìn)行樣品測(cè)試，所述一次性裝置包含分析元件(例如，用于傳感分析物，例如，pH、氧或葡萄糖的電極或光學(xué)儀器)。一次性裝置可以任選地包括流體性元件(例如，用于接收樣品并且將樣品運(yùn)送至電極或光學(xué)儀器的導(dǎo)管)、校準(zhǔn)物元件(例如，用于使用已知濃度的分析物使電極標(biāo)準(zhǔn)化的流體)和用于使光學(xué)儀器標(biāo)準(zhǔn)化的具有已知消光系數(shù)的染料。
[0006]即時(shí)樣品測(cè)試系統(tǒng)消除了將樣品傳送至中央實(shí)驗(yàn)室用于測(cè)試的時(shí)耗需要。即時(shí)樣品測(cè)試系統(tǒng)允許在病人床邊的用戶(例如護(hù)士和醫(yī)師)獲得可靠、定量的分析結(jié)果，其質(zhì)量與在實(shí)驗(yàn)室中所獲得的相當(dāng)。在操作中，用戶可以選擇具有所需的測(cè)試面板(例如，電解質(zhì)、代謝物、心臟標(biāo)記物等等)的裝置，抽取樣品，使其分配至裝置中，任選地密封裝置，并且將裝置插入至讀數(shù)儀器以使數(shù)據(jù)連通至LIS/HIS用于分析。這樣的系統(tǒng)的實(shí)例是Abbott Point-of-Care, Inc., Princeton, NJ, USA 出售的 1-STAT? 系統(tǒng)。1-STAT?‘
便攜血液分析系統(tǒng)通常包含具有W1-Fi功能的讀數(shù)器械，所述讀數(shù)器械與單次使用血液測(cè)試藥筒結(jié)合工作，所述血液測(cè)試藥筒包含用于各種分析物的傳感器。參見http://WWW.abbottpointofcare.com/,以獲得1-STAT?'便攜血液分析系統(tǒng)的進(jìn)一步的信息。
[0007]分析器(例如自容式一次性傳感裝置或藥筒和讀數(shù)器或器械)進(jìn)一步描述于共同擁有的Lauks等人的美國(guó)專利號(hào)5，096，669中，其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文。在操作中，將要測(cè)定的流體樣品抽取至裝置中并且通過(guò)開槽開孔將裝置插入至讀數(shù)器中?？梢詫淖x數(shù)器進(jìn)行的測(cè)試中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)輸出至顯示器和/或其它輸出裝置，例如印制機(jī)，或如以下更詳細(xì)描述的，經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接輸出。一次性裝置可以包含傳感陣列，和進(jìn)行樣品收集、提供用于檢測(cè)和傳感器校準(zhǔn)的試劑和將流體至輸送傳感器并且從傳感器輸送流體的多個(gè)空腔和導(dǎo)管。任選地，試劑可以混合至樣品中用于測(cè)試。裝置中的傳感陣列測(cè)定正在測(cè)試的流體樣品中的具體的化學(xué)物質(zhì)。電化學(xué)傳感器暴露于將要測(cè)定的流體樣品并且與其反應(yīng)，產(chǎn)生指示正在進(jìn)行的檢測(cè)的電流和電勢(shì)。可以干燥地構(gòu)造電化學(xué)傳感器，并且當(dāng)校準(zhǔn)物流體在電化學(xué)傳感器之上流動(dòng)時(shí)，傳感器容易地“潤(rùn)濕”并且對(duì)校準(zhǔn)和組合物檢測(cè)來(lái)說(shuō)是可操作的(operational)和穩(wěn)定的。這些特征提供許多包裝和儲(chǔ)存的優(yōu)點(diǎn),包括長(zhǎng)忙藏壽命。各個(gè)傳感陣列可以包含常規(guī)電觸點(diǎn)陣列、電化學(xué)傳感器陣列和用于將個(gè)體傳感器連接至個(gè)體觸點(diǎn)的電路。電信號(hào)連通至能夠進(jìn)行計(jì)算并且能夠顯示數(shù)據(jù)(例如測(cè)定結(jié)果的濃度)的讀數(shù)器。
[0008]盡管發(fā)生采樣和分析步驟的特定順序可以在不同的即時(shí)系統(tǒng)和提供者之間變化，接近病人提供快速樣品測(cè)試結(jié)果的目標(biāo)依然存在。然后讀數(shù)儀器(例如，1-STAT?或其
它無(wú)線分析器)可以進(jìn)行測(cè)試循環(huán)(即，進(jìn)行測(cè)試所需的全部其它分析步驟)。這樣的簡(jiǎn)單性通過(guò)減少用于診斷的時(shí)間給予醫(yī)師更快的對(duì)病人生理狀態(tài)的洞察，使得醫(yī)師能夠更快地決斷恰當(dāng)?shù)寞煼?，因此提高了成功治療病人的可能性?br> [0009]在醫(yī)院內(nèi)的急診室和其它緊急醫(yī)護(hù)場(chǎng)所中，個(gè)體病人所需的樣品測(cè)試類型可以廣泛變化。因此，即時(shí)系統(tǒng)一般提供一系列配置成進(jìn)行不同的樣品測(cè)試或這樣的測(cè)試的組合的一次性裝置。例如，對(duì)于血液分析裝置，除傳統(tǒng)的血液測(cè)試，包括氧、二氧化碳、pH、鉀、鈉、鎂、鈣、氯化物、磷酸鹽、血細(xì)胞比容、葡萄糖、尿素(例如，BUN)、肌酸酐和肝酶之外，其它測(cè)試可以包括，例如，凝血酶原時(shí)間(PT)、活化凝血時(shí)間(ACT)、活化部分凝血活酶時(shí)間(APTT)、肌鈣蛋白、肌酸激酶MB(CKMB)和乳酸鹽。盡管裝置通常包含I和10之間個(gè)測(cè)試，本領(lǐng)域技術(shù)人員將要理解裝置中可以包含任何個(gè)數(shù)的測(cè)試。
[0010]給定的醫(yī)院可以在醫(yī)院內(nèi)的多個(gè)即時(shí)測(cè)試場(chǎng)所使用多種不同類型的測(cè)試裝置和測(cè)試器械。這些場(chǎng)所可以包括，例如，急診室(ER)、危癥監(jiān)護(hù)病房(CCU)、兒科加強(qiáng)監(jiān)護(hù)病房(PI⑶)、重癥監(jiān)護(hù)病房(I⑶)、腎透析病房(RDU)、手術(shù)室(0R)、心血管手術(shù)室(CVOR)、普通病房(GW)等等。其它提供醫(yī)療護(hù)理的非基于醫(yī)院的場(chǎng)所包括，例如，陸軍流動(dòng)外科醫(yī)院(MASH)病房、醫(yī)護(hù)療養(yǎng)所和游船、商用船和軍用船。
[0011]在一些情況中，藥筒(cartridge)具有取決于具體的藥筒以及取決于儲(chǔ)存條件可以廣泛變化的貯藏壽命。例如，在冷藏時(shí)，一些藥筒可以具有約6-約9個(gè)月的貯藏壽命，但是在室溫下具有更受限的貯藏壽命，例如，約2周，更具體地，在高至約30°C下貯藏壽命為約10周。因此，醫(yī)院通常在中央冷藏場(chǎng)所儲(chǔ)存藥筒，并且如需求所需要地將藥筒傳送至具體場(chǎng)所。這些場(chǎng)所可以包括，例如，急診室(ER)、危癥監(jiān)護(hù)病房(CCU)、兒科加強(qiáng)監(jiān)護(hù)病房(PI⑶)、重癥監(jiān)護(hù)病房(I⑶)、腎透析病房(RDU)、手術(shù)室(OR)、心血管手術(shù)室(CVOR)和普通病房(GW)。這些場(chǎng)所可以具有或不具有可用的冷藏儲(chǔ)存器，并且這將影響產(chǎn)品的壽命，并且因此影響它們將保持的庫(kù)存。如下的事實(shí)進(jìn)一步復(fù)雜化了裝置管理:給定的用戶(例如醫(yī)院)可以使用多種類型的藥筒，各種藥筒具有不同的貯藏壽命。替代地，用戶可以是醫(yī)師的辦公實(shí)驗(yàn)室或訪視護(hù)士服務(wù)處。然而，確保質(zhì)量的需要一樣依然存在。
[0012]Zelin等人的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朥S2009/0119047，其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文，公開了用于即時(shí)測(cè)試的改進(jìn)的質(zhì)量保障系統(tǒng)和方法。其為通過(guò)不需要在分析系統(tǒng)上運(yùn)行液體基質(zhì)量對(duì)照材料的在病人醫(yī)療護(hù)理點(diǎn)的血液分析系統(tǒng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量測(cè)試提供了質(zhì)量保障。通過(guò)使用測(cè)試系統(tǒng)監(jiān)測(cè)所用部件的熱應(yīng)力和時(shí)間應(yīng)力，進(jìn)行定量生理樣品測(cè)試系統(tǒng)的質(zhì)量保障，而不使用質(zhì)量對(duì)照樣品。在熱應(yīng)力和時(shí)間應(yīng)力超過(guò)預(yù)定的熱-時(shí)間應(yīng)力閾值時(shí)產(chǎn)生指示部件質(zhì)量保障已經(jīng)失敗的警告信息。
[0013]Watkins Jr.等人的美國(guó)專利號(hào)7，612，325，其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文，公開了用于監(jiān)測(cè)來(lái)自環(huán)境應(yīng)激源的產(chǎn)品降解的電傳感器，并且描述了用于環(huán)境敏感產(chǎn)品(例如食物、藥物或化妝品產(chǎn)品)的環(huán)境降解傳感器提供了產(chǎn)品降解狀態(tài)和估算的剩余產(chǎn)品壽命。傳感器是由聚合基體和導(dǎo)電填料制造的。選擇控制劑使傳感器的反應(yīng)速率適應(yīng)于環(huán)境條件，所述控制劑允許將傳感器的電特性關(guān)聯(lián)至產(chǎn)品的降解狀態(tài)。
[0014]一般，用于時(shí)間/溫度標(biāo)記(indicator)的現(xiàn)有類型的操作原理可以分類為物理、化學(xué)和電原理。物理和化學(xué)方法的實(shí)例包括聚合材料的顏色變化、兩種元素的化學(xué)反應(yīng)、標(biāo)記物的物理掩蔽法、溫度敏感材料的熔化等等。
[0015]然而，許多現(xiàn)有標(biāo)記的使用給打算監(jiān)測(cè)的裝置增加了顯著的成本和復(fù)雜性。這對(duì)單次使用的血液測(cè)試藥筒和電化學(xué)條帶裝置(例如，糖尿病患者使用的葡萄糖血液測(cè)試條帶)來(lái)說(shuō)是特別顯而易見的問題。因此，依然存在對(duì)改進(jìn)的低成本時(shí)間-溫度標(biāo)記的需要，可修改所述時(shí)間-溫度標(biāo)記以直接整合至裝置制造工作流中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及確定裝置可用性的方法，其包括如下步驟:提供包含第一電襯墊、第二電襯墊和接觸至少部分第一和第二電襯墊的連續(xù)聚合物層的裝置；施加跨第一和第二電襯墊的電勢(shì)；測(cè)定與連續(xù)聚合物層相關(guān)聯(lián)的電特性(例如，電流、電阻、阻抗、電導(dǎo)率或其組合)；和確定測(cè)定的與連續(xù)聚合物層相關(guān)聯(lián)的電特性是否已經(jīng)超過(guò)與裝置可用性相關(guān)聯(lián)的閾值水平。任選地，方法進(jìn)一步包括在制造裝置時(shí)測(cè)定與連續(xù)聚合物層相關(guān)聯(lián)的初始電流值的步驟，并且其中閾值水平是初始電流值的至多1/5。作為替代，方法可以包括在制造裝置時(shí)測(cè)定與連續(xù)聚合物層相關(guān)聯(lián)的初始阻抗值的步驟，其中閾值水平是初始阻抗的至少五倍。
[0017]在一個(gè)方面中，電勢(shì)包括S形電勢(shì)循環(huán)、固定施加電勢(shì)、一系列的固定施加電勢(shì)階躍或其組合。電勢(shì)任選地包括以約IHz-約IOOHz的預(yù)定頻率施加的電勢(shì)循環(huán)。所述方法任選地包括將裝置插入至配置成確定測(cè)定的與連續(xù)聚合物層相關(guān)聯(lián)的電特性是否已經(jīng)超過(guò)與裝置可用性相關(guān)聯(lián)的閾值水平的分析器中的步驟。
[0018]在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及具有可用性閾值的裝置，其包括第一電襯墊、第二電襯墊和接觸至少部分第一和第二電襯墊的連續(xù)聚合物層，其中連續(xù)聚合物層具有與裝置可用性閾值相關(guān)聯(lián)的電特性。
[0019]在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及裝置，其包含在基本上是平面的表面上形成的連續(xù)聚合物層，其中表面包含2個(gè)其間具有空間的接近的電接觸襯墊，所述聚合物層覆蓋至少部分2個(gè)電接觸襯墊和部分其間的空間，其中在將預(yù)選的電勢(shì)或電勢(shì)循環(huán)施加至襯墊并且測(cè)定與所述聚合物層相關(guān)聯(lián)的阻抗或電流時(shí)，所述測(cè)定的值確定是否或如何使用裝置。
[0020]在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及包含傳感器和在基本上是平面的表面上形成的連續(xù)聚合物層的裝置，其中表面包含2個(gè)接近的電接觸襯墊和其間的空間，其中所述聚合物層覆蓋至少部分2個(gè)電接觸襯墊和部分所述其間的空間，其中將預(yù)選的電勢(shì)或電勢(shì)循環(huán)施加至襯墊并且測(cè)定與所述聚合物層相關(guān)聯(lián)的阻抗或電流，將所述測(cè)定的值轉(zhuǎn)化成就來(lái)自相同制造批量的其它裝置而言的平均剩余貯藏壽命時(shí)間的指示值。
[0021]在優(yōu)選的實(shí)施方案中，聚合物層包含聚合物基體、增塑劑和有機(jī)鹽。例如，聚合物層可以包含20-40wt.%的聚合物基體。聚合物基體可以包含選自如下的聚合物:聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、羧化PVC、羥基化PVC和聚二甲基硅氧烷。聚合物層任選地包含60-80%的增塑劑，其可以選自磷酸三辛酯(TOP)、硝基苯基辛基醚(NPOE)、癸二酸二乙基己酯(BHlS)、偏苯三酸三甲酯(TMTT)、己二酸二辛酯(DOA)和鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)。聚合物層可以包含0.1-1Owt.%的有機(jī)或無(wú)機(jī)鹽，例如，選自如下的鹽:四苯基硼酸季銨、十二烷基橫基丁二酸鹽、月桂基硫酸鹽、烷基釀憐酸鹽、節(jié)燒按(benzyIkonium)、十二烷基橫基丁二酸十六烷基吡唳(cetylpyrdinium)、月桂基硫酸鹽、烷基醚磷酸鹽、四甲基銨、節(jié)燒銨、十六烷基吡啶、碘化物、溴化物、高氯酸鹽、兩性離子化合物、椰油酰胺丙基羥基磺基甜菜堿(cocamidopropyl hydroxysultaine)和硼酸季銨。
[0022]聚合物層的構(gòu)型和形狀可以廣泛變化，但是在一個(gè)實(shí)施方案中，連續(xù)的聚合物層基本上是圓形的，優(yōu)選圓頂?shù)?，并且具有約20μπι-約2mm的直徑。裝置可以進(jìn)一步包含用于控制分配的聚合物層前體擴(kuò)展至裝置預(yù)定區(qū)域的邊界結(jié)構(gòu)，例如，與所述第一和第二接觸襯墊相交的環(huán)。任選地以約10 μ m-約2mm的距離分離第一和第二襯墊。
[0023]裝置可包含選自如下的傳感器:pH傳感器、氧傳感器、二氧化碳傳感器、血細(xì)胞比容傳感器、葡萄糖傳感器、乳酸鹽傳感器、肌酸酐傳感器、鈉傳感器、鉀傳感器、鎂傳感器、鈣傳感器、氯化物傳感器、磷酸鹽傳感器、肝酶?jìng)鞲衅鳌NP傳感器、肌鈣蛋白傳感器、BUN傳感器、CKMB傳感器、NGAL傳感器、TSH傳感器、D- 二聚體傳感器、PSA傳感器、PTH傳感器、膽固醇傳感器、ALT傳感器、AST傳感器、凝血酶原傳感器、APTT傳感器、ACT傳感器、半乳凝素傳感器及其組合。
[0024]在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及制備具有可用性閾值的裝置的方法，其包括如下步驟:提供包含第一電襯墊和第二電襯墊的基本上是平面的表面；將聚合物層前體分配至表面上，并且由聚合物層前體形成接觸至少部分第一和第二電襯墊的連續(xù)聚合物層，其中連續(xù)聚合物層具有與裝置可用性閾值相關(guān)聯(lián)的電特性。聚合物層前體任選地包含含水溶液，所述含水溶液包含分散或溶解于水或有機(jī)溶劑中的聚合物顆粒。
[0025]在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及確定與分析裝置可用性相關(guān)聯(lián)的閾值水平的方法，其包括如下步驟:提供多個(gè)裝置，各個(gè)所述裝置包含傳感器、第一電襯墊、第二電襯墊和接觸至少部分第一和第二電襯墊的連續(xù)聚合物層，其中所述裝置已經(jīng)暴露于不同的環(huán)境條件；為各個(gè)裝置測(cè)定連續(xù)聚合物層的電特性；為各個(gè)裝置就對(duì)照流體測(cè)定傳感器信號(hào)；就所述對(duì)照流體，識(shí)別出提供具有預(yù)定的可接受的精確度水平的信號(hào)的所述多個(gè)裝置的子集(subset);和為所述多個(gè)裝置的子集確定對(duì)應(yīng)于連續(xù)聚合物層電特性的閾值水平。例如，環(huán)境條件可以包括至少如下中的一者的變化:時(shí)間、溫度或濕度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]鑒于非限制性的附圖將更好地理解本發(fā)明，其中:[0027]圖1A展示了示圖并且圖2A展示了圖像，其顯示了依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的沉積在裝置的第一和第二電襯墊上的連續(xù)聚合物層；
[0028]圖2顯示了實(shí)施例2-4中使用的就標(biāo)記層而言的初始配制物；
[0029]圖3A和圖3B顯示了對(duì)不同的溫度下的不同的組合物來(lái)說(shuō)的就具有阻抗變化的標(biāo)記層的初步結(jié)果；
[0030]圖4A顯示了就標(biāo)記層而言的相關(guān)性繪圖，圖4B顯示了補(bǔ)償離子化鈣測(cè)試，并且圖4C和4D分別顯示了校正之前和之后的肌酸酐測(cè)試；
[0031]圖5顯示了環(huán)境溫度在阻抗上的影響；
[0032]圖6顯示了儲(chǔ)存濕度在阻抗上的影響；
[0033]圖7顯示了環(huán)境或操作濕度在阻抗上的影響；
[0034]圖8顯示了隨著時(shí)間的阻抗可變性；
[0035]圖9顯示了來(lái)自增塑劑損失研究的數(shù)據(jù)；和
[0036]圖10顯示了就不同的測(cè)試系統(tǒng)而言的阻抗測(cè)定相關(guān)性。【具體實(shí)施方式】
[0037]在即時(shí)血液分析系統(tǒng)上的現(xiàn)有技術(shù)的背景中最佳地理解本發(fā)明。例如，1-STAT?藥筒(參見由 Abbott Point of Care, Princeton, NJ, USA 制造的1-STAT?系統(tǒng))的貯藏壽命通常由提供在產(chǎn)品包裝上(例如，在其含流體的小袋上)的冷藏有效期和室溫貯藏壽命指示。冷藏有效期定義了制造后，藥筒可以在冷藏條件下(例如，在約5°C下)儲(chǔ)藏的時(shí)間長(zhǎng)度。取決于具體的裝置，冷藏有效期可以為制造日期后約3個(gè)月、約6個(gè)月、約9個(gè)月或約一年。室溫貯藏壽命定義了在從冷藏條件中取出藥筒或一箱子藥筒(即，從制冷機(jī)中取出之后)藥筒可以在室溫(環(huán)境，例如，25°C )條件下儲(chǔ)藏的時(shí)間長(zhǎng)度。不應(yīng)該允許室溫貯藏壽命超過(guò)冷藏有效期。取決于藥筒的類型，室溫貯藏壽命通常為大約2-9周。在實(shí)踐中，室溫有效期由室溫貯藏壽命計(jì)算并且由用戶在從冰箱中取出時(shí)寫在箱子上。因此，當(dāng)將一箱子的藥筒取出制冷機(jī)時(shí)，用戶通常計(jì)算天或月的數(shù)目以確定室溫有效期，驗(yàn)證室溫有效期沒有超過(guò)印制在箱子或藥筒上的冷藏有效期，并且將室溫有效期寫在箱子上。此外，當(dāng)將要使用藥筒時(shí)，最終用戶再次檢查有效期。該過(guò)程本身導(dǎo)致了計(jì)算冷藏有效期和/或驗(yàn)證冷藏有效期沒有過(guò)去的兩者或任一者中的潛在的用戶錯(cuò)誤。本發(fā)明旨在確定用于使用的藥筒的適合性，即，貯藏壽命沒有過(guò)期，自動(dòng)考慮了裝置的年齡以及環(huán)境(例如，儲(chǔ)存裝置所處的溫度)。因此，用戶解除了該任務(wù)并且減少了就用戶引起錯(cuò)誤而言的機(jī)
ο
[0038]盡管存在多個(gè)本領(lǐng)域已知的時(shí)間-溫度或貯藏壽命標(biāo)記，但是還高度希望將裝置的成本和復(fù)雜性保持在最小。在本發(fā)明中，這是通過(guò)提供(或改性)一對(duì)電接觸襯墊得到的。許多分析系統(tǒng)采用電或電化學(xué)原理并且已經(jīng)具有這樣的作為裝置的部件的電接觸襯墊。因此，其使用沒有增加成本，因?yàn)槠涫谴嬖诘牟⑶沂瞧渌δ芩璧模?，用于分析物檢測(cè)或用于裝置校準(zhǔn)。希望地改性襯墊，使得其可以在依然完成其所打算的目的的同時(shí)充當(dāng)貯藏壽命標(biāo)記，所述所打算的目的通常為分析物檢測(cè)或裝置校準(zhǔn)。因此，也應(yīng)該執(zhí)行本發(fā)明的TTI功能而不減小接觸襯墊就其主要目的而言的能力或性能，例如，分析物傳感或裝置校準(zhǔn)中的信號(hào)傳輸。然而，也考慮到可以單獨(dú)地提供根據(jù)一些實(shí)施方案用于指示時(shí)間/溫度的電接觸襯墊，特定地用于執(zhí)行TTI的功能，并且不提供任何其它功能(例如，用于分析物傳感或裝置校準(zhǔn)中)。在這個(gè)后者的方面中，可以任選地提供單獨(dú)的接觸襯墊用于分析物檢測(cè)和/或裝置校準(zhǔn)。
[0039]本發(fā)明部分地由如下的觀察所激發(fā):發(fā)現(xiàn)在升高的溫度下培養(yǎng)(incubate) —定的一段時(shí)間后一些原型離子傳感器膜結(jié)構(gòu)的電阻改變。因此本發(fā)明基于放置于2個(gè)接近的接觸襯墊之間并且優(yōu)選接觸所述2個(gè)接近的接觸襯墊的聚合物層等等的改變的電特性，例如，電流、電阻等等。在本說(shuō)明書中，放置在2個(gè)接近的接觸襯墊之間的材料是指“TTI材料”。TTI材料優(yōu)選對(duì)整體的隨著時(shí)間而改變的溫度來(lái)說(shuō)是響應(yīng)的，使得這導(dǎo)致了其電特性的可預(yù)測(cè)改變。
[0040]適合用于本發(fā)明的裝置包括但不限于例如公開于美國(guó)專利號(hào)7，723，099中的那些即時(shí)裝置，所述美國(guó)專利號(hào)7，723，099的全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文。裝置優(yōu)選包含與傳感器接觸的第一電襯墊和第二電襯墊。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“電襯墊”是指其中可以將電施加至裝置的場(chǎng)所。本發(fā)明的電襯墊可以包含，例如，包含金、銀、其組合或另一種金屬的金屬觸點(diǎn)。適合用于本發(fā)明的傳感器包括但不限于，電化學(xué)傳感器、電流傳感器、電勢(shì)傳感器和電導(dǎo)傳感器。
[0041]本發(fā)明將具體描述于采用2個(gè)接近的血細(xì)胞比容(Hct)電極襯墊，或接近電流傳感器襯墊的Hct襯墊的1-STAT藥筒的背景下。注意，例如，血細(xì)胞比容傳感器可以用于流體性完整性檢查。各個(gè)電極(或桿)終止在接觸襯墊中，所述接觸襯墊用于與1-STAT藥筒讀數(shù)器中的接頭接觸。接頭的特征描述于共同擁有的美國(guó)專利號(hào)4，954，087中，其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文。如上述，完整性檢查和血細(xì)胞比容測(cè)定的主要功能不應(yīng)該受作為TTI部件的襯墊的額外用途的影響。
[0042]在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明因此涉及用于確定具有時(shí)間/溫度標(biāo)記(TTI)的裝置的可用性的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，方法包括如下步驟:提供包含第一電襯墊、第二電襯墊和接觸至少部分第一和第二電襯墊的TTI材料(優(yōu)選連續(xù)聚合物層)的裝置；施加跨第一和第二電襯墊的電勢(shì)；測(cè)定與TTI材料相關(guān)聯(lián)的電特性；和確定測(cè)定的與TTI材料相關(guān)聯(lián)的電特性是否已經(jīng)超過(guò)與裝置可用性相關(guān)聯(lián)的閾值水平。
[0043]在一個(gè)方面中，TTI材料是通過(guò)在2個(gè)接觸襯墊之間沉積TTI材料前體形成的。在優(yōu)選實(shí)施方案中，TTI材料包含連續(xù)聚合物層并且TTI材料前體包含聚合物層前體。TTI材料可以通過(guò)將TTI材料前體(例如，聚合物層前體)沉積(例如，印制)在2個(gè)接觸襯墊(例如，電流通道襯墊和Hct襯墊或2個(gè)Hct襯墊)之間并且優(yōu)選與所述2個(gè)接觸襯墊重疊。然后任選地在2個(gè)接觸襯墊之間，并且優(yōu)選與接觸襯墊重疊的區(qū)域中處理TTI材料前體(例如，使用加熱或其它輻射)，或干燥以形成TTI材料(例如，連續(xù)聚合物層)。該配置使得讀數(shù)器械能夠在位于藥筒內(nèi)的流體導(dǎo)管中的任何樣品或校準(zhǔn)物流體接觸電極之前測(cè)定TTI材料的電特性。參見，例如，共同擁有的美國(guó)專利號(hào)5，096, 669和7，491，821，其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文。在優(yōu)選實(shí)施方案中，測(cè)定的電特性為TTI材料的開路電阻(Rm)。如果電特性(例如，Rm)的測(cè)定沒有超過(guò)預(yù)定的閾值或在一定的范圍內(nèi)，則認(rèn)為對(duì)使用來(lái)說(shuō)藥筒是有效的。對(duì)于這樣的藥筒，取決于分析器是如何編制程序的，分析器可以指示藥筒已經(jīng)過(guò)期或者不接受藥筒并且中止測(cè)試循環(huán)，或進(jìn)行另一個(gè)糾正措施，例如，傳感器輸出校正。然而，應(yīng)該理解，盡管這樣的裝置依然可以適合使用，但是可能不具有臨床精確度所希望的程度。
[0044]在優(yōu)選的實(shí)施方案中，將TTI材料前體沉積(例如，印制)在2個(gè)接觸襯墊之間的步驟可以通過(guò)使用微分配方法，例如描述于共同擁有的美國(guó)專利號(hào)5，554，339中的方法完成，所述美國(guó)專利號(hào)5，554，339的全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文。該方法包括制備適合用于形成聚合物層并且將其裝載至微量進(jìn)樣器組件中的流體組合物。微量進(jìn)樣器組件可以包含，例如，儲(chǔ)存器、微量進(jìn)樣器針、用于將TTI材料前體從儲(chǔ)存器傳送至微量進(jìn)樣器針的泵，和多向控制器，使得液滴可以與接觸襯墊之間的區(qū)域接觸。針尖端自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)至分配位置可以在制造中完成，例如，使用光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)，其使用一種或多種標(biāo)準(zhǔn)(fiduciary)標(biāo)志。
[0045]在優(yōu)選的實(shí)施方案中，特別是對(duì)于低成本的相容的制造方法，沉積TTI材料前體的方法可以基本上與如下印制方法相似:所述印制方法用于將傳感膜制造至電極上(參見，例如，美國(guó)專利號(hào)5，554，339)并且用于將試劑印制至藥筒部件的表面或?qū)Ч鼙谏?，以隨后溶解至血液樣品中。
[0046]盡管本發(fā)明包含作為用于確定裝置可用性的方法的第一實(shí)施方案，在第二實(shí)施方案中，本發(fā)明可以用于傳感器校正。因此，在第一實(shí)施方案中，例如，本發(fā)明涉及為確定裝置可用性而配置的裝置，其包含TTI材料，例如，連續(xù)聚合物層，其形成在基本上是平面的表面上，其中表面包含2個(gè)接近的電接觸襯墊。如以上所述的，TTI材料優(yōu)選覆蓋至少部分的2個(gè)電接觸襯墊和部分接觸襯墊之間的表面上的空間。在優(yōu)選實(shí)施方案中，將預(yù)選的電勢(shì)或電勢(shì)循環(huán)施加至襯墊并且測(cè)定與TTI材料相關(guān)聯(lián)的阻抗(Z)或電流(I)，并且使所得測(cè)定的值與預(yù)定的閾值比較，以確定是否裝置可用。
[0047]在第二個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及具有傳感器和在基本上是平面的表面上形成的TTI材料(例如，連續(xù)聚合物層)的裝置，其中表面包含2個(gè)接近的電接觸襯墊。TTI材料覆蓋至少部分2個(gè)電接觸襯墊和部分接觸襯墊之間的表面上的空間。在操作中，將預(yù)選的電勢(shì)或電勢(shì)循環(huán)施加至接觸襯墊，并且測(cè)定與TTI材料相關(guān)聯(lián)的電特性，例如，阻抗或電流。將測(cè)定的值轉(zhuǎn)化成校正參數(shù)，將所述校正參數(shù)應(yīng)用于來(lái)自傳感器輸出值的信號(hào)以提供校正的傳感器信號(hào)。
[0048]在相關(guān)的實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及傳感裝置中校正信號(hào)的方法，包括如下步驟:(a)提供包含傳感器、第一電襯墊、第二電襯墊和接觸至少部分第一和第二電襯墊的TTI材料(例如，連續(xù)聚合物層)的傳感裝置；(b)施加跨第一和第二電襯墊的電勢(shì)；(C)測(cè)定與TTI材料相關(guān)聯(lián)的電特性；(d)確定與測(cè)定的電特性相關(guān)聯(lián)的校正因子，例如，從查找表或類似物中確定；和(e)將校正因子應(yīng)用于由傳感器產(chǎn)生的信號(hào)以產(chǎn)生校正的信號(hào)。
[0049]為了確定恰當(dāng)?shù)男Ｕ蜃?例如，從查找表或校正算法中確定)，需要建立電特性和校正因子之間的關(guān)系。因此，在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及確定校正因子的方法，其包括如下步驟:(a)提供多個(gè)裝置，各個(gè)所述裝置包含傳感器、第一電襯墊、第二電襯墊和接觸至少部分第一和第二電襯墊的連續(xù)聚合物層，其中所述裝置已經(jīng)暴露于不同的環(huán)境條件；(b)為各個(gè)裝置測(cè)定連續(xù)聚合物層的電特性；(c)為各個(gè)裝置就對(duì)照流體測(cè)定傳感器信號(hào)；和(d)為多個(gè)裝置使測(cè)定的電特性與測(cè)定的傳感器信號(hào)相關(guān)聯(lián)，以確定校正因子。
[0050]在更廣義的實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及具有在基本上是平面的表面上形成的TTI材料(例如，連續(xù)聚合物層)，其中表面包含2個(gè)接近的電接觸襯墊的的裝置。TTI材料覆蓋至少部分2個(gè)電接觸襯墊和部分所述襯墊之間的所述表面上的空間。當(dāng)將預(yù)選的電勢(shì)或電勢(shì)循環(huán)施加至接觸襯墊并且測(cè)定與TTI材相關(guān)聯(lián)的電特性(例如，阻抗或電流)時(shí)，測(cè)定的值確定是否裝置可用，并且如果裝置可用，確定是否需要校正信號(hào)。如果需要校正信號(hào)，裝置可以確定恰當(dāng)?shù)男Ｕ蜃硬⑶一谛Ｕ蜃有薷膩?lái)自裝置的傳感器信號(hào)以提供校正的信號(hào)。例如，可以在不同的儲(chǔ)存條件下并且使用已知組分(對(duì)照流體)的標(biāo)準(zhǔn)液測(cè)試裝置的部分制造批量。如果記錄了 TTI值和對(duì)照流體值，則預(yù)期的和測(cè)定的對(duì)照流體值之間的任何變化可以與TTI值和產(chǎn)生的校正算法相關(guān)聯(lián)。這可以在使用裝置的該制造批量運(yùn)行真實(shí)樣品時(shí)在器械中實(shí)施。
[0051 ] 對(duì)于兩個(gè)實(shí)施方案，TTI材料都優(yōu)選包含連續(xù)聚合物層，所述連續(xù)聚合物層優(yōu)選包含聚合物基體、增塑劑和鹽。通常，連續(xù)聚合物層包含10-60wt.%，例如，20-40wt.%的聚合物基體，40-90wt%,例如，60-80wt.%的增塑劑和0.05_20wt.%，例如，0.1-1Owt.%的鹽。聚合物基體任選地選自聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(I3U)、聚乙酸乙烯酯、羧化PVC、羥基化PVC和聚二甲基硅氧烷(硅橡膠)。增塑劑任選地選自磷酸三辛酯(TOP)、硝基苯基辛基醚(NPOE)、癸二酸二乙基己酯(BEHS)、偏苯三酸三甲酯(TMTT)、己二酸二辛酯(DOA)和鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)。鹽優(yōu)選高度親油，以便提高聚合物溶解度，并且可以是有機(jī)或無(wú)機(jī)的。示例性有機(jī)鹽可以選自十二烷基磺基丁二酸鹽、月桂基硫酸鹽、烷基醚磷酸鹽、四甲基銨鹽、芐烷銨鹽、十六烷基吡啶鹽和兩性離子有機(jī)鹽，例如，椰油酰胺丙基羥基磺基甜菜堿。示例性無(wú)機(jī)鹽可以選自碘化物、溴化物、高氯酸鹽和兩性離子無(wú)機(jī)鹽。在優(yōu)選實(shí)施方案中，鹽包括硼酸季銨。
[0052]用于形成TTI材料(例如，連續(xù)聚合物層)的TTI材料前體(例如，聚合物層前體)的具體組分可以廣泛變化。在示例性實(shí)施方案中，TTI材料前體包含聚合物、增塑劑和鹽，如以上討論的，但是優(yōu)選進(jìn)一步包含載體介質(zhì)(例如，溶劑)，用于為其沉積以及其中包含的聚合物的溶解給予希望的物理特性。在另一個(gè)實(shí)施方案中，前體包含單體和引發(fā)劑，并且聚合可以在將TTI材料前體沉積至表面上之后，例如，通過(guò)自由基聚合，任選地應(yīng)用UV輻射而發(fā)生。
[0053]載體介質(zhì)可以包括水或有機(jī)溶劑。使用如描述于先前以引用方式并入本文的共同擁有的美國(guó)專利號(hào)5，554，339中的微分配方法和設(shè)備將這些材料優(yōu)選地微分配至接觸襯墊上，至于成分、粘度、表面制備和預(yù)處理等等，與之相似的思考也適用于本發(fā)明。
[0054]如以上所述的，連續(xù)聚合物層優(yōu)選通過(guò)如下形成:將一滴或多滴前體微分配至基本上是平面的表面上并且除去載體介質(zhì)(任選地使用加熱)和/或干燥前體以形成TTI材料。在優(yōu)選實(shí)施方案中，例如，就以下實(shí)施例中的描述的實(shí)施方案而言，沉積的前體形成基本上是圓形的形狀，具有約20 μ m-約2mm，優(yōu)選100 μ m-500 μ m的直徑，并且一般是圓頂?shù)?，覆蓋2個(gè)襯墊之間的距離,所述距離優(yōu)選約10 μ m-lmm,優(yōu)選約10 μ m-200 μ m。層的平均厚度一般為約I μ m-約200 μ m,優(yōu)選約20 μ m_約60 μ m。本領(lǐng)域技術(shù)人員將要理解可以采用以上提供的那些以外的范圍，例如，用于較大的傳感器裝置，例如一些家用葡萄糖測(cè)試條帶。
[0055]可以將各種電勢(shì)循環(huán)用于測(cè)定與TTI材料(例如，連續(xù)聚合物層)相關(guān)聯(lián)的電特性。在一些不例性實(shí)施方案中，電勢(shì)循環(huán)可以選自S形電勢(shì)循環(huán)、固定施加電勢(shì)和一系列的固定施加電勢(shì)階躍的電勢(shì)。可以使用，例如，器械中的阻抗測(cè)定電路，或器械中的電流測(cè)定電路實(shí)施測(cè)定。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在制造裝置時(shí)測(cè)定與TTI層相關(guān)聯(lián)的初始電流值，并且閾值水平是初始電流值的至多1/3，優(yōu)選至多1/5。相反，在另一個(gè)方面中，在制造裝置時(shí)測(cè)定與TTI材料相關(guān)聯(lián)的初始阻抗值，并且閾值水平是初始阻抗的至少三倍，優(yōu)選至少五倍。在一些測(cè)定電流的示例性實(shí)施方案中，電流范圍為皮安至毫安，但是更典型的是納安至微安，例如，0.1-100納安。在測(cè)定阻抗時(shí)，在約1-約IOHz的頻率下的典型的阻抗范圍可以為，例如，兆歐以下的范圍至吉?dú)W以上的范圍，更典型的是數(shù)十個(gè)兆歐至低的吉?dú)W的范圍，任選為100-1500兆歐。
[0056]在實(shí)施傳感器校正時(shí)，校正值可以選自電流校正值、電勢(shì)校正值、庫(kù)倫校正值和電導(dǎo)率校正值。通常將這些值應(yīng)用于傳感器，所述傳感器選自PH傳感器、氧傳感器、二氧化碳傳感器、血細(xì)胞比容傳感器、葡萄糖傳感器、乳酸鹽傳感器、肌酸酐傳感器、鈉傳感器、鉀傳感器、鎂傳感器、鈣傳感器、氯化物傳感器、磷酸鹽傳感器、肝酶?jìng)鞲衅?、BNP傳感器、肌鈣蛋白傳感器、BUN傳感器、CKMB傳感器、NGAL傳感器、TSH傳感器、D- 二聚體傳感器、PSA傳感器、PTH傳感器、膽固醇傳感器、ALT傳感器、AST傳感器、凝血酶原傳感器、APTT傳感器、ACT傳感器、半乳凝素傳感器及其組合。
[0057]本發(fā)明的一個(gè)希望的特征為可以容易地適應(yīng)于可廣泛商購(gòu)的技術(shù)并且可以使用現(xiàn)有的不需要硬件改變但是僅需要軟件修改的電子設(shè)備進(jìn)行，這一般比修改硬件實(shí)施起來(lái)更簡(jiǎn)單。例如，1-STAT器械可以能夠在IOkHz和50kHz下測(cè)定電導(dǎo)率，但是可以方便地?cái)U(kuò)展至更寬的頻率范圍。在優(yōu)選實(shí)施方案中，程序編制該電路，以在IOHz的頻率下測(cè)定接近的接觸襯墊之間的電阻。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在約IHz-約IOOHz的范圍中的低頻率阻抗測(cè)量在檢測(cè)TTI材料的電特性改變中是最靈敏的。不希望受限于理論，理解了電路阻抗的改變可以歸因于本體膜電阻的改變，其在如下的時(shí)候觀察是最佳的:膜中的離子遷移一些距離，因此其需要在極化電壓下一些時(shí)間，這需要低頻率。一個(gè)可能的機(jī)制是在較高的頻率下，電壓快速振蕩以至于離子不略微遷移。因此，其移動(dòng)的阻力不影響阻抗。另一種可能性是可以在本發(fā)明中觀察到的隨著時(shí)間的阻抗變化可以部分地由電極氧化和其具有本體聚合物膜的界面貢獻(xiàn)。一般，在較低頻率下電極極化阻抗變得比在較高頻率下更顯著。無(wú)論如何，本發(fā)明的重要參數(shù)是可半經(jīng)驗(yàn)觀察的并且始終是可預(yù)測(cè)的電特性的改變。
[0058]為了避免危害接觸襯墊就其主要功能而言的用途(通常為分析物傳感)，其中測(cè)定電特性的為開路電阻，優(yōu)選Rm遠(yuǎn)大于閉路電阻(即，伴隨著樣品或校準(zhǔn)物流體覆蓋電極，粘附至接觸襯墊的電極之間的測(cè)定的電阻)，例如，至少是閉路電阻的1000倍。然而，Rm優(yōu)選遠(yuǎn)低于存在的開路電阻(即，接觸襯墊之前的接頭銷之間的電阻)，例如，至多是存在的開路電阻的1/100。該目標(biāo)可以通過(guò)仔細(xì)設(shè)計(jì)TTI材料的幾何形狀并且控制TTI材料的組分達(dá)到。因此，就任何給定的材料組分而言，減小的聚合物層橫截面積和襯墊之間的延長(zhǎng)的聚合物路徑長(zhǎng)度通常將導(dǎo)致增加的電阻，而就給定的幾何形狀而言，增加的聚合物層的離子含量和離子移動(dòng)性通常將導(dǎo)致降低的電阻。注意，典型的樣品或校準(zhǔn)物流體電阻范圍為約十至成千上萬(wàn)歐，而開路電阻一般大于數(shù)個(gè)吉?dú)W。因此，TTI電阻優(yōu)選在兆歐至低的吉?dú)W的范圍中，如附圖中所示。
[0059]本發(fā)明的一個(gè)重要的特征為建立了 Rtti和測(cè)試藥筒的實(shí)際老化之間的定量關(guān)系。如本文所述的，目標(biāo)涉及防止使用過(guò)期的藥筒和防止丟棄可用的藥筒。因此，在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及確定與分析裝置可用性相關(guān)聯(lián)的閾值水平的方法。方法包括如下步驟:(a)提供多個(gè)裝置，各個(gè)所述裝置包含傳感器、第一電襯墊、第二電襯墊和接觸至少部分第一和第二電襯墊的連續(xù)聚合物層，其中所述裝置已經(jīng)暴露于不同的環(huán)境條件；(b)為各個(gè)裝置測(cè)定連續(xù)聚合物層的電特性；(C)為各個(gè)裝置就所述對(duì)照流體測(cè)定傳感器信號(hào)；(d)就所述對(duì)照流體，識(shí)別出提供具有預(yù)定的可接受的精確度水平的信號(hào)的所述多個(gè)裝置的子集(subset);和(e)為所述多個(gè)裝置的子集確定對(duì)應(yīng)于連續(xù)聚合物層電特性的閾值水平。
[0060]本發(fā)明有利地避免了將導(dǎo)電顆粒(例如，炭黑、導(dǎo)電碳納米管、金屬顆粒、金屬氧化物、半導(dǎo)體顆粒)添加至TTI材料用于將初始電阻率調(diào)節(jié)至希望水平的需要。相反，在一些方面中，本發(fā)明取決于包含聚合物(即，非導(dǎo)電材料)和各種其它分子物質(zhì)的TTI材料。盡管這些物質(zhì)可以是極性或離子的并且因此影響了 TTI材料的電導(dǎo)率，其本質(zhì)不是微粒的。在優(yōu)選實(shí)施方案中，將親油有機(jī)銨離子鹽(例如，十二烷基氯化銨和四苯基硼酸鹽)用于給予電阻率/電導(dǎo)率所希望的程度。盡管如此，在本發(fā)明的其它方面中，這樣的導(dǎo)電顆粒可以包括于用于本發(fā)明的裝置和方法的TTI材料前體以及TTI材料中。
[0061]例如，TTI材料應(yīng)該精確地放置在裝置中，以便避免器械中接頭(例如，接頭銷)的潛在的污染。值得注意的是，應(yīng)該最小化或避免聚合材料從TTI材料轉(zhuǎn)移至接頭銷。因此，在一些方面中，本發(fā)明也涉及具有邊界結(jié)構(gòu)的裝置，所述邊界結(jié)構(gòu)控制分配的前體的擴(kuò)展，所述前體形成TTI材料，例如，連續(xù)聚合物層。例如，邊界結(jié)構(gòu)可以放置在裝置預(yù)定的區(qū)域，例如作為多邊形，例如，正方形、五邊形、六邊形、八邊形等等，或作為圓柱或環(huán)形形狀。如果采用，該邊界結(jié)構(gòu)優(yōu)選以與2個(gè)接近的襯墊相交的方式放置。
[0062]在其中接頭銷尖端初始接觸襯墊的頂端部分并且隨著接頭施加更多的力而略微向芯片的中間移動(dòng)的實(shí)施方案中，優(yōu)選使用較靠近芯片中間的邊界結(jié)構(gòu)(例如，環(huán))位置，以使聚合物層定位。以該方式，優(yōu)選超越銷尖端行程的程度放置TTI材料，因此避免了污染問題。以下討論的圖1B中接觸襯墊的中間的劃痕顯示了接頭銷已經(jīng)在何處擊中接觸襯墊和在接頭咬合過(guò)程中移動(dòng)到何處。在如下的實(shí)施例中討論了示例性邊界結(jié)構(gòu)。
[0063]實(shí)施例
[0064]在圖1A和IB中顯示的類型的硅芯片上測(cè)試了 6種TTI材料配制物。根據(jù)如描述于共同擁有的美國(guó)專利號(hào)5，200, 051和美國(guó)專利號(hào)7，419，821中的一般方法在晶片上制備硅芯片。在芯片的頂部顯示出6個(gè)接觸襯墊，其中的2個(gè)各自通過(guò)導(dǎo)電線連接至環(huán)路(round)安培傳感器，并且2個(gè)連接至平行的血細(xì)胞比容傳感棒。6個(gè)圓圈為印制TTI材料指示位置。芯片的總尺寸為約3x5mm并且TTI材料直徑為約0.2mm。圖1B為具有2個(gè)使用TTI材料印制的環(huán)(左)和2個(gè)不使用TTI材料印制的環(huán)(右)的實(shí)際芯片的圖像。顯示了就邊界結(jié)構(gòu)而言的4個(gè)任選的位置。注意，在圖1B中印制結(jié)構(gòu)的圓頂形狀是明顯的。例如，可以通過(guò)使鈍化材料(例如，光致成形聚酰亞胺)形成脊的樣式形成邊界結(jié)構(gòu)。注意，可以旋涂光致成形鈍化材料并且使其形成樣式，以在圖1A和IB中的芯片上的接觸網(wǎng)(contactlines)之上形成絕緣層。因此，用于該方法的掩模(mask)也可以包括如所示的環(huán)結(jié)構(gòu)。共同擁有的美國(guó)專利號(hào)5，200,051公開了相似的方法，所述美國(guó)專利號(hào)5，200,051的全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文。也可以使用其它光致成形材料，例如，基于聚乙烯基醇或重鉻酸鹽明膠的那些。
[0065]圖2展示了具有不同的制備和評(píng)估的TTI材料前體配制物的2個(gè)表。研究了ETH-500 (四(十二烷基)四(4-氯苯基)硼酸銨)的不同的固體含量和TOP、NPOE, BEHS與具有高和低分子量PVC材料的PVC的比例，如顯示于配制物1-6和A-C中的。使用描述于共同擁有的美國(guó)專利號(hào)5，554，339中的微分配方法將這些配制物印制至圖1中所示的一個(gè)或多個(gè)圓圈的位置上。
[0066]在受控的濕度下，芯片和藥筒儲(chǔ)存于一系列5°C -50°C的培養(yǎng)箱中，記錄初始時(shí)間。在取出的約20分鐘內(nèi)測(cè)試它們。圖中所示溫度指示實(shí)際的儲(chǔ)存溫度。注意，在這些實(shí)驗(yàn)中，室溫為25°C。
[0067]然后將個(gè)體芯片儲(chǔ)存在如下四者的一者的溫度下，所述溫度具體為5°C、13°C、25°C和35°C，并且在第0、3、7和11周測(cè)試。除具有NPOE的那些之外的全部樣品的阻抗隨著時(shí)間增加，并且在較高的環(huán)境溫度下的變化速率比在較低溫度下的更大。作為實(shí)例，圖3A顯示了配制物2和4的結(jié)果，其指示了 ETH-500含量影響響應(yīng)的斜率。對(duì)比配制物2和6，展現(xiàn)了 BEHS可以影響斜率的溫度系數(shù)，并且對(duì)比配制物1、2和3，展現(xiàn)了增加TOP濃度主要影響斜率(數(shù)據(jù)未顯示)。就作為TTI材料的優(yōu)化性能而言，含NPOE的配制物具有過(guò)高的電阻。
[0068]圖3B中的繪圖顯示了就配制物(A)而言，隨著時(shí)間阻抗從約160兆歐的初始值增力口，并且隨著儲(chǔ)存溫度的提高，增加得更大。就配制物(B)和(C)而言，顯示了相似的結(jié)果。為了比較，在圖3B中繪制配制物4(圖2)結(jié)果的圖。
[0069]圖4A的第一個(gè)繪圖為一系列鈣傳感器顯示了在這些不同的儲(chǔ)存條件(5°C、13°C、25°C和35°C )下作為時(shí)間的函數(shù)的平均校準(zhǔn)物離子化鈣值(iCa)。在相同的圖中的其它3個(gè)繪圖為配制物A-C的三者中的每一者顯示了 iCa值和與TTI材料相關(guān)聯(lián)的阻抗的相關(guān)性。數(shù)據(jù)清楚地顯示，相關(guān)性可以用于設(shè)定閾值阻抗值，例如，500兆歐，在此以上，認(rèn)為iCa傳感器已經(jīng)超過(guò)其貯藏壽命并且因此不應(yīng)該報(bào)告其，即，用于確定病人測(cè)試值。
[0070]圖4B顯示了 iCa數(shù)據(jù)點(diǎn)(左)和使用如顯示在圖4A右上繪圖的源自配制物A的回歸式校正之后的數(shù)據(jù)點(diǎn)(右)。該實(shí)施方案具有如下優(yōu)點(diǎn):其使得能夠基于時(shí)間和溫度整合的校正因子，依然使用若非如此則已經(jīng)認(rèn)為其已超過(guò)貯藏壽命的傳感器。一旦已經(jīng)建立熱暴露和阻抗的改變之間的TTI關(guān)系，可以產(chǎn)生動(dòng)態(tài)校正算法并且將其嵌入至器械軟件中。
[0071]用于校正就老化而言的檢定(assay)結(jié)果的方法取決于以下。當(dāng)經(jīng)受獨(dú)立于其已經(jīng)經(jīng)受的條件的相同的熱應(yīng)力時(shí)，檢定和TTI需要可預(yù)測(cè)地改變。例如，具有高度波動(dòng)溫度(由可允許的極值限制)的檢定儲(chǔ)存條件應(yīng)該產(chǎn)生與在固定溫度下儲(chǔ)存檢定時(shí)所觀察到的接近相同的變化。如果滿足該條件，并且如果已知時(shí)間和平均動(dòng)力學(xué)溫度(MKT，其等價(jià)于如下固定溫度，需要將檢定保持在所述固定溫度下以達(dá)到相同程度的老化)，那么檢定結(jié)果可以校正。如果已知熱應(yīng)力的持續(xù)時(shí)間(理想地，其為自制造日期的時(shí)間)，TTI可以用于計(jì)算MKT。基于MKT和檢定結(jié)果的改變之間建立的關(guān)系，預(yù)期的改變可以從結(jié)果反算。校正算法可以使用阿侖尼烏斯模型導(dǎo)出。就肌酸酐傳感器(Crea)而言，圖4C和4D分別顯示了校正之前和之后的實(shí)例。例如，用于肌酸酐的校正因子可以由以下式確定:
[0072][Crea] = b* 響應(yīng) _c
[0073]其中:
[0074]“響應(yīng)”是就樣品而言的傳感器響應(yīng)(例如，電流)的斜率；
[0075](b)是就傳感器響應(yīng)斜率(b)而言的校準(zhǔn)參數(shù)；
[0076](c)是就截距(C)而言的校準(zhǔn)參數(shù)。[0077]伴隨老化，響應(yīng)斜率b根據(jù)阿侖尼烏斯模型變化并且肌酸酐濃度可以如下校正:
[0078]
【權(quán)利要求】
1.確定裝置可用性的方法，包括如下步驟: 提供包含第一電襯墊、第二電襯墊和接觸至少部分第一和第二電襯墊的連續(xù)聚合物層； 施加跨第一和第二電襯墊的電勢(shì)； 測(cè)定與連續(xù)聚合物層相關(guān)聯(lián)的電特性；和 確定測(cè)定的與連續(xù)聚合物層相關(guān)聯(lián)的電特性是否已經(jīng)超過(guò)與裝置可用性相關(guān)聯(lián)的閾值水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中聚合物層包含聚合物基體、增塑劑和有機(jī)鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中聚合物層包含20-40wt%的聚合物基體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中聚合物基體包含選自聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、羧化PVC、羥基化PVC和聚二甲基硅氧烷的聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中聚合物層包含60-80%的增塑劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中增塑劑選自磷酸三辛酯(TOP)、硝基苯基辛基醚(NPOE)、癸二酸二乙基己酯(BEHS)、偏苯三酸三甲酯(TMTT)、己二酸二辛酯(DOA)和鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中聚合物層包含0.l-10wt%的有機(jī)鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中聚合物層包含選自如下的鹽:四苯基硼酸季銨、十二烷基橫基丁二酸鹽、月桂基硫酸鹽、烷基釀憐酸鹽、節(jié)燒按、十二烷基橫基丁二酸十TK烷基批唳、月桂基硫酸鹽、烷基釀憐酸鹽、四甲基按、節(jié)燒按、十TK烷基吡唳、鵬化物、漠化物、聞氣酸鹽、兩性離子化合物、椰油酰胺丙基羥基磺基甜菜堿和硼酸季銨。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中連續(xù)聚合物層基本上是圓形的并且具有約20μ m-約2mm的直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中裝置進(jìn)一步包含用于控制分配的聚合物層前體擴(kuò)展至裝置預(yù)定區(qū)域的邊界結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中裝置進(jìn)一步包含用于控制分配的液體擴(kuò)展至裝置預(yù)定區(qū)域的邊界結(jié)構(gòu)，其中邊界結(jié)構(gòu)包括與所述第一和第二接觸襯墊相交的環(huán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中以約ΙΟμπι-約2mm的距離分離第一和第二襯墊。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中連續(xù)聚合物層是圓頂?shù)摹?br> 14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中電特性包括電流、電阻、阻抗、電導(dǎo)率或其組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其進(jìn)一步包括在制造裝置時(shí)測(cè)定與連續(xù)聚合物層相關(guān)聯(lián)的初始電流值，并且其中閾值水平是初始電流值的至多1/5。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其進(jìn)一步包括在制造裝置時(shí)測(cè)定與連續(xù)聚合物層相關(guān)聯(lián)的初始阻抗值，其中閾值水平是初始阻抗的至少五倍。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二電襯墊之間的距離為10ym-2mm。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中電勢(shì)包括S形電勢(shì)循環(huán)、固定施加電勢(shì)、一系列的固定施加電勢(shì)階躍或其組合。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中電勢(shì)包括以約IHz-約IOOHz的預(yù)定頻率施加的電勢(shì)循環(huán)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括將裝置插入至分析器中，所述分析器配置成確定測(cè)定的與連續(xù)聚合物層相關(guān)聯(lián)的電特性是否已經(jīng)超過(guò)與裝置可用性相關(guān)聯(lián)的閾值水平。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中裝置進(jìn)一步包含選自如下的傳感器:pH傳感器、氧傳感器、二氧化碳傳感器、血細(xì)胞比容傳感器、葡萄糖傳感器、乳酸鹽傳感器、肌酸酐傳感器、鈉傳感器、鉀傳感器、鎂傳感器、鈣傳感器、氯化物傳感器、磷酸鹽傳感器、肝酶?jìng)鞲衅?、BNP傳感器、肌鈣蛋白傳感器、BUN傳感器、CKMB傳感器、NGAL傳感器、TSH傳感器、D- 二聚體傳感器、PSA傳感器、PTH傳感器、膽固醇傳感器、ALT傳感器、AST傳感器、凝血酶原傳感器、APTT傳感器、ACT傳感器、半乳凝素傳感器及其組合。
22.具有可用性閾值的裝置，其包含: 第一電襯墊、第二電襯墊和接觸至少部分第一和第二電襯墊的連續(xù)聚合物層，其中連續(xù)聚合物層具有與裝置可用性閾值相關(guān)聯(lián)的電特性。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其中聚合物層包含聚合物基體、增塑劑和有機(jī)鹽。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中聚合物層包含20-40wt%的聚合物基體。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中聚合物基體包含選自聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、羧化PVC、羥基化PVC和聚二甲基硅氧烷的聚合物。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中聚合物層包含60-80%的增塑劑。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中增塑劑選自磷酸三辛酯(TOP)、硝基苯基辛基醚(NPOE)、癸二酸二乙基己酯(BEHS)、偏苯三酸三甲酯(TMTT)、己二酸二辛酯(DOA)和鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)。
28.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中聚合物層包含0.l-10wt%的有機(jī)鹽。
29.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中聚合物層包含選自如下的鹽:四苯基硼酸季銨、十二烷基橫基丁二酸鹽、月桂基硫酸鹽、烷基釀憐酸鹽、節(jié)燒按、十二烷基橫基丁二酸十TK烷基批淀、月桂基硫酸鹽、烷基釀憐酸鹽、四甲基按、節(jié)燒按、十TK烷基吡淀、鵬化物、漠化物、聞氯酸鹽、兩性離子化合物、椰油酰胺丙基羥基磺基甜菜堿和硼酸季銨。
30.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中連續(xù)聚合物層基本上是圓形的并且具有約20μ m-約2mm的直徑。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的裝置，其進(jìn)一步包含用于控制分配的聚合物層前體擴(kuò)展至裝置預(yù)定區(qū)域的邊界結(jié)構(gòu)。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的裝置，其進(jìn)一步包含用于控制分配的液體擴(kuò)展至裝置預(yù)定區(qū)域的邊界結(jié)構(gòu)，其中邊界結(jié)構(gòu)包括與所述第一和第二接觸襯墊相交的環(huán)。
33.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中以約10μ m-約2mm的距離分離第一和第二襯墊。
34.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中連續(xù)聚合物層是圓頂?shù)摹?br> 35.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其中第一和第二電襯墊之間的距離為10ym-2mm。
36.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其進(jìn)一步包含選自如下的傳感器:pH傳感器、氧傳感器、二氧化碳傳感器、血細(xì)胞比容傳感器、葡萄糖傳感器、乳酸鹽傳感器、肌酸酐傳感器、鈉傳感器、鉀傳感器、鎂傳感器、鈣傳感器、氯化物傳感器、磷酸鹽傳感器、肝酶?jìng)鞲衅?、BNP傳感器、肌鈣蛋白傳感器、BUN傳感器、CKMB傳感器、NGAL傳感器、TSH傳感器、D- 二聚體傳感器、PSA傳感器、PTH傳感器、膽固醇傳感器、ALT傳感器、AST傳感器、凝血酶原傳感器、APTT傳感器、ACT傳感器、半乳凝素傳感器及其組合。
37.制備具有可用性閾值的裝置的方法，其包括如下步驟: 提供包含第一電襯墊和第二電襯墊的基本上是平面的表面； 將聚合物層前體分配至表面上；和 由聚合物層前體形成接觸至少部分第一和第二電襯墊的連續(xù)聚合物層， 其中連續(xù)聚合物層具有與裝置可用性閾值相關(guān)聯(lián)的電特性。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中聚合物層前體包含含水溶液，所述含水溶液包含分配在水中的聚合物顆粒。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中聚合物層包含聚合物基體、塑化劑和有機(jī)鹽。
40.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中裝置進(jìn)一步包含控制其中分配液體的裝置區(qū)域的邊界結(jié)構(gòu)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中 邊界結(jié)構(gòu)包括與第一和第二電襯墊相交的環(huán)。
42.確定與分析裝置可用性相關(guān)聯(lián)的閾值水平的方法，其包括如下步驟: 提供多個(gè)裝置，各個(gè)所述裝置包含傳感器、第一電襯墊、第二電襯墊和接觸至少部分第一和第二電襯墊的連續(xù)聚合物層，其中所述裝置已經(jīng)暴露于不同的環(huán)境條件； 為各個(gè)裝置測(cè)定連續(xù)聚合物層的電特性； 為各個(gè)裝置就對(duì)照流體測(cè)定傳感器信號(hào)； 就所述對(duì)照流體，識(shí)別出提供具有預(yù)定的可接受的精確度水平的信號(hào)的所述多個(gè)裝置的子集；和 為所述多個(gè)裝置的子集確定對(duì)應(yīng)于連續(xù)聚合物層電特性的閾值水平。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的方法，其中環(huán)境條件包括時(shí)間、溫度或濕度中的至少一者的變化。
44.包含在基本上是平面的表面上形成的連續(xù)聚合物層的裝置，其中表面包含2個(gè)其間具有空間的接近的電接觸襯墊，所述聚合物層覆蓋至少部分2個(gè)電接觸襯墊和部分其間的空間，其中在將預(yù)選的電勢(shì)或電勢(shì)循環(huán)施加至襯墊并且測(cè)定與所述聚合物層相關(guān)聯(lián)的阻抗或電流時(shí)，所述測(cè)定的值確定是否或如何使用裝置。
45.包含傳感器和在基本上是平面的表面上形成的連續(xù)聚合物層的裝置，其中表面包含2個(gè)接近的電接觸襯墊和其間的空間，其中所述聚合物層覆蓋至少部分2個(gè)電接觸襯墊和部分所述其間的空間，其中將預(yù)選的電勢(shì)或電勢(shì)循環(huán)施加至襯墊并且測(cè)定與所述聚合物層相關(guān)聯(lián)的阻抗或電流，將所述測(cè)定的值轉(zhuǎn)化成就來(lái)自相同制造批量的其它裝置而言的平均剩余貯藏壽命時(shí)間的指示值。
【文檔編號(hào)】G01N27/327GK103748458SQ201280039926
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】G·馬丁, T-X·趙, S·布雷茲, C·杰弗里, S·L·斯奈德 申請(qǐng)人:雅培醫(yī)護(hù)站股份有限公司